Konu: Gıda Ambalajına Mekanik Etkiler

GIDA AMBALAJLARINA MEKANİK ETKİLER

Gerek ambalajlama gerekse gıda depolama ve taşıma sırasında birçok mekanik etkiye maruz kalmaktadır. Depolama sırasında özellikle istif yükü ve bundan kaynaklanan deformasyon önemlidir. Taşıma sırasında ise çarpma, sarsıntı ve yine istif yükü nedeni ile ortaya çıkan zedelenmeler önem taşımaktadır.

Dağıtım ve Ambalajda(dış)İstif Yükü Dayanımı:

Eskiden taşıma işi yalnızca dökme olarak yapılıyordu. Günümüzde ise konteynır ve paletle dağıtım önem kazanmıştır. Bu gelişme nedeni ile taşıma sırasındaki istif yükü 2,5 m ve depolama sırasındaki istif yükü 6 m.ye kadar ulaşabilir. Bu durumda istifteki her bir koli veya dağıtım ambalajı belirli bir baskı ve yük altında kalır.

İstifteki her bir koli veya ambalaj belirli bir baskı ile karşılaşmaktadır. En alttaki dağıtım ambalajının muhtemel istif yükünü taşıyacak dayanaklıkta olması gerekir. Ancak hangi kolinin depolama ve taşıma sırasında en altta kalacağı bilinmediğinden her bir dağıtım ambalajının bu mekanik dayanımda olması gerekir.

İstifin en altındaki dağıtım ambalajının tabandaki istif yükü:

P = H / h * G

İstifin en altındaki dağıtım ambalajının üst kapağındaki istif yükü:

P = ( H / h - 1) * G veya P = [( H -h ) / h ] * G

P= İstif Yükü
H= İstif Yüksekliği
h= Dağıtım Ambalajı Yükü
G= Her bir Dağıtım Ambalajının Ağırlığı

ÖRNEK :
Bir kolide 24 tane konserve kutusu vardır.Bir konserve kutusunun ağırlığı 850g.dır.Her bir kolinin yüksekliği 110 cm ve istifin yüksekliği 660 cm.dir.En alttaki kolinin kapağındaki istif yükü ne kadardır?

G=850*24=20400 gr.
P=[(H-h)/h] *G=[(660–110)/110]*20400=102

Gıdaların içine konulduğu ve tüketiciye ulaştığı ambalajlara TÜKETİCİ AMBALAJLARI denilir.

Bazı iç ambalajlar teneke kutu, cam kavanoz gibi dış ambalajın istif yüküne katkıda bulunur. Ancak bu yaygın bir durum değildir. Genellikle dış ambalaj istif yükünü tek başına karşılar.

Boş Dağıtım Ambalajının İstif Yükü Taşıma Durumu :

Bu dağıtım ambalajı belirli bir baskıyla karşılaşırsa önce basınç ambalajın çevresine eşit olarak yayılır. Ancak basınç belirli bir limiti aşınca ambalajın kenarları içe veya dışa doğru bükülmeye başlar. Deformasyonun başladığı bu yüke KRİTİK DEFORMASYON yükü veya KRİTİK YÜK denir. Bu durumdaki ambalaj henüz daha önemli miktarda yük taşıyabilecek durumdadır.

Ancak yük giderek kenarların birleştiği yerde köşelerde yoğunlaşır. Bu durumdaki yük dağılımı ambalajı belirli ölçüde dayanıklı kılar.

Ancak yük arttıkça yükün hemen hemen tamamı köşelerde toplanır ve böylece stabil olmayan bir bölgede başlayarak dayanıklılık azalır. Kenarlarda katlanmalar olur ve sonuçta koli ezilir.
Eğer koli oluklu mukavvadan yapılmışsa dalga yönünün yukarı doğru gelmesi durumunda kolinin istif yükü artar.

İstifte kolilerin tam üst üste gelmesi köşelerin birbiri üzerinde durması da çok önemlidir. Bu durumda istif yükü dayanımı %10–20 artar. İstifte kaymalar varsa istif karışık yapılırsa istif yüküne dayanım azalır.

Dağıtım ambalajının yükü veya istif yükü yükü ile kolinin kenar uzunluğu(çevresi) ve yüksekliği arasında bir ilişki vardır. Belirli bir noktanın altında istif yükünü kenar uzunluğu belirler. Belirli bir kenar uzunluğunun üzerinde istif yükü dayanımı kolinin yüksekliği tarafından belirlenir.

Kenar uzunluğu 1160 mm.ye kadar istif yükü dayanımı yükseklikten bağımsızdır ve kenar uzunluğu arttıkça dayanım artar.

Kenar uzunluğu 1160 mm.nin üzerinde ise istif yükü dayanımı yükseklik tarafından belirlenir. Yükseklik arttıkça istif yükü dayanımı azalır.

Bu nedenle istif yükü dayanımı açısından yükseklik(h)/kenar uzunluğu oranı önemlidir ve bu oranın 1/7 veya 0.143 değerini aşmaması gerekir. Bu kolinin kenarları için geçerlidir. Köşelerde geçerli olan değer daha farklıdır. Fakat uygulanabilir değildir.

Yükseklik 100 mm.ye kadar yük dayanımı çevre(kenar uzunluğu) 1160 mm.ye kadar arttıkça artar.

Çevre 1160 mm.yi aşarsa yük dayanımını yükseklik belirler ve çevre uzunluğu arttıkça istif yükü dayanımı azalır.

Kritik yükseklik (karton amb.için)genelde 250 mm.dir ve çevre uzunluğu 1160 mm.yi aştığı zaman yük dayanımı genelde iki parametreden bağımsızdır ve daha büyük boyutlarda yaklaşık sabittir.

Materyallerin istif yükünün duyarlı olarak belirlenmesi imkânsızdır. Özellikle şekillere bağlı olarak dayanımın değişmesi duyarlı hesap yapılmasını güçleştirir.

Sabit yük altında tutulan dağıtım ambalajının istif yükü zamana bağlı olarak değişir.

Zamana bağlı olarak istif yükü dayanımı

Dağıtım ambalajının istif yükü dayanımı özellikle kartonda bağıl neme bağlı olarak değişir.
Bağıl nem genellikle ambalaj istif yükü dayanımının azalmasına neden olur.
20°C sıcaklıkta bağıl nem genellikle %65'dir.
Grafikte RH (%) İstif Yükü Dayanımı (%)

65–100
75–85
85–70
95–55

Bu grafikte her %10 bağıl ne artışı için %15 istif yükü dayanımının azalması söz konusudur.
Bu grafiğe göre çevre veya ortam bağıl nemine göre değil ambalajın ıslanma durumunun da dikkate alınması gerekir.

Su ile ıslanma ve su geçirgenliği yüksek olan ambalajlı gıdalarda dağıtım kolilerinin istif yükü dayanımını azaltır.

Bağıl nem çok yüksek olduğu bölgede veya kondens suyu oluşması durumunda karton dağıtım ambalajının POLİVİNİLDEKLORÜR (PVDC) ile kaplanması gerekir.

İçinde Tüketici Ambalajı Bulunan Dış Ambalajların Yük Dayanım Durumu :

İçi dolu dağıtım ambalajının istif yükü dayanımı da duruma göre farklılık gösterir.
İçinde fasulye, bezelye, mısır gibi dökme ve taneli ürün bulunan karton kutuların yük taşıma dayanımı içi boş olanlara göre %10 daha yüksektir.

Çünkü bu yolla kenarların içe doğru bükülmesi büyük ölçüde engellenmiş olur.

Ancak bu tip tane gıdalar genelde dökme olarak değil bir poşet içerisinde dağıtım ambalajına yerleştirilmektedir. Bu tip ambalajların, dış ambalajın istif yükü dayanımına hemen hemen hiç katkısı yoktur. Çünkü bunlar taşıma sırasında sarsıntı dolayısı ile kolayca yer değiştirmektedir.

Eğer bu durumda iç ambalajın istif yüküne katkısı isteniyorsa, iç ambalaja ürünün sıkı bir şekilde doldurulması gerekir. Buda dolum sırasında sarsıntı ile sağlanabilir.

Ambalaj içerisinde teneke kutu ve cam gibi rijit iç ambalaj varsa bunlar karton kutunun istif dayanımına katkıda bulunur. Bunlarda en büyük sakınca spesifik yüzey ağırlığının olmasıdır. Yani dış ambalaj birim yüzeyine daha fazla yük biner. İstife veya taşıta taşıma sırasında dış ambalaj kapakları esneyebilir ve koli başlangıçtaki fonksiyonunu yitirmiş olabilir.

Ancak özellikle istife girmeden önce iç ambalajların koli tabanına yaptığı baskının dikkate alınması gerekir. İstifte ise dış ambalajın iç yüzeyi ile iç ambalajın üst yüzeyi arasında zamana bağlı olarak esneme ortaya çıkar ve bazı durumlarda kolinin kenarları bükülebilir.

Eğer tepe boşluğu fazla bırakılırsa(iç, dış ambalaj farkı)altta kalan kolilerin deformasyon olasılığı artar. Bu nedenle bu tip ambalajların konulduğu kolilerde olabildiği kadar tepe boşluğu az bırakılmalıdır.

Plastik şişe ve çok katmanlı karton ambalajlar basınç duyarlıdırlar. Bu nedenle bunların istif yüzeyine katkısı teneke kutu ve cama göre daha az olmalıdır.

Tepe boşluğu fazla bırakılırsa dış ambalaja binen yük artar. Eğer çok az bırakılırsa bu kez iç ambalaja binen yük artar. Dengeli dağılım durumunda ise sistemin istif yükü dayanımı tek başına dış ambalajındakinden ve tek başına iç ambalajındakinden daha fazladır. İç ve dış ambalaj arasında optimum nokta bulunmalı ve istif yükünün eşit dağıtılması gerekir. İstif yüküne en dayanıklı durum budur. Uygulamada 2–3 mm.lik tepe boşluğu bırakılmalıdır.

Mekanik Etki Kaynakları (Mekanik Zedelenmeler) :

Gıdalarda ve gıda ambalajlarında ortaya çıkan ezilme, kırılma, deformasyon gibi etkilenmeler başlıca üç faktörden kaynaklanmaktadır.
1- Çarpma
2- Sarsıntı (Titreşim)
3- İstif Yükü

Ayrıca normal koşullarda ortaya çıkması beklenmeyen düşmede etkilidir.
Mekanik etkilerle taşıma sırasında ortaya çıkabilecek başlıca zarar tiplerini meyve üzerinde yapılan bir araştırma açık olarak gösterir.

Örneğin kamyon ile taşımada domatesler %3 zarar görmektedir. Bu zararın %2'si frene basma sonucu, %1'i ise yana savrulmadan dolayı ortaya çıkar.

Sarsıntı ile ortaya çıkan zararın boyutu yolun niteliği ve taşıtın amortisör sistemi tarafından belirlenir.

Kural olarak 1 graviteden(yer çekimi ivmesi) veya 9,81 m/sn2'den daha büyük ivmeler zararlıdır.

Eğer karayolu düzgün ise sarsıntı ile ortaya çıkan ivme 1 graviteyi geçmez. Kötü karayollarında 1,5 graviteye kadar çıkar. Demir yollarında 0,8–1,1 gravitedir.
İstif yükü, istif yüksekliğine bağlı olarak değişir. Özellikle dökme taşımacılıkta yığın yüksekliliklerde zedelenme oranı artar. Özelliklerde 2m'yi aşan yığınlarda zarar daha fazla olur. Hasarı azaltmanın yollarından biri istifin salınma hızını azaltmaktır.

Taşıma sırasında mekanik etkilenmeler SARSINTI ve ÇARPMA karışımından oluşur.

Sarsıntı ve titreşim ;
1- Spektral ivme yoğunluğu(g2/h2)(gravite2/hertz)
2- Frekans (H2)
3- Frekans alanı ile tanımlanır.

Çarpma ise ;
1- Çarpma genişliği
2- Çarpma süresi ile ifade edilir.

Çarpma sarsıntıya göre daha az ortaya çıkan bir etkidir. Fakat zarar daha fazladır. Çünkü ivme daha yüksektir. Özellikle ambalaj malzemesinin zarar görmesine neden olmaktadır. Taşıma sırasında bu etkinin önemli olduğu noktalar demiryolu geçitleri ve kanalizasyon kapaklarıdır.
Taşıma araçlarının yük yüzeyindeki frekansı 5- 50 Hz arasındadır. En büyük ivme 5–25 Hz frekans aralığındaki rezonans bölgesinde ortaya çıkmaktadır. Bu sınırların altında ve üstünde ortaya çıkan zarar daha fazladır.

Gıda ambalajlarının ve ambalajlı gıdaların mekanik etkilerden korunması veya ortaya çıkan zararların min.düzeyde tutulması için üzerinde durulması gereken hususlar şunlardır:

1- İnsanların daha dikkatli çalışması
2- Yükleme güvenliğinin kontrol edilmesi(yükseklik ve düzgünlük)
3- Paletteki ambalaj sayısının azaltılması(Paletteki birim sayısının azaltılması)
4- İşletme içerisinde taşımanın bant ve konteynır ile yapılması.

teşekkürler güsel ayrıntılar vardı

Çok güzel bigiler var ellerine sağlık

çok sağol

teşekkürler