ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการแทรกผ่านความร้อนของอาหารกระป๋อง โดย ผศ.ดร.พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์ บทความนี้กล่าวถึงปัจจัยหลักที่มีผลต่อความเร็วในการถ่ายเทความร้อน จากตัวกลางภายนอก เช่น ไอน้ำร้อน น้ำร้อน ระหว่างการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ตลอดจนระหว่างการทำเย็น เพื่อเป็นประโยชน์ต่อผู้ผลิตอาหารจะได้เข้าใจและนำไปใช้ในการพิจารณาผลิตภัณฑ์อาหาร ปัจจัยที่มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนในอาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ ลักษณะการถ่ายโอนความร้อนในอาหารกระป๋องมีแบบต่างๆดังนี้ 1. อาหารที่มีการถ่ายโอนความร้อนแบบการนำอย่างเดียว 2. อาหารที่มีการถ่ายโอนแบบการพาอย่างเดียว 3. อาหารที่มีการถ่ายโอนแบบผสม การนำความร้อน เป็นกรรมวิธีของการส่งผ่านความร้อนโดยอาศัยการการส่งผ่านความร้อนจากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่งที่อยู่ชิดกัน ในกรณีของการนำความร้อนของอาหารในกระป๋องพบว่าอาหารที่อาศัยการนำความร้อนจะเป็นอาหารที่มีความเข้มข้นสูง หรืออาจเป็นของแข็งจึงทำให้ส่วนประกอบของอาหารไม่สามารถเคลื่อนที่ในกระป๋องได้ และยังไม่มีการหมุนเวียนของอนุภาคของอาหารที่ร้อนกับอนุภาคอาหารที่เย็นดังนั้น การนำความร้อนในอาหารกระป๋องจึงจำเป็นต้องใช้เวลานานพอสมควร การพาความร้อน เป็นกรรมวิธีของการส่งผ่านความร้อนที่อาศัยการเคลื่อนที่ของอาหารได้รับความร้อน แล้วอนุภาคของอารหารที่ได้รับความร้อน โดยการพาความร้อนจะมีความหนาแน่นที่เบาจึงทำให้ลอยตัวสูงขึ้น จึงก่อให้เกิดสภาพความหมุนเวียนของอนุภาคที่ได้รับความร้อนในกรัป๋องอย่างไรก็ตามอาหารที่ได้รับการส่งผ่านความร้อนโดยการแผ่ความร้อนจะมีลักษณะเป็นของเหลวหรือเป็นอาหารที่มีความเข้มข้นต่ำ การพาความร้อนนี้สามารถส่งผ่านความร้อนได้เร็วกว่าการนำความร้อนแต่มีอาหารบางประเภทที่จำเป็นต้องอาศัยการส่งผ่านความร้อนร่วมกันทั้งการพาและการนำความร้อน เช่น อาหารที่มีความหนืดค่อนข้างสูงเป็นต้น อาหารร้อนช้าหรือเร็วขึ้นอยู่กับอะไร 1. คุณสมบัติทางความร้อนของอาหาร คุณสมบัติที่สำคัญที่มีผลต่ออัตราเร็วของการแทรกผ่านความร้อนในอาหารคือค่าการแพร่กระจายความร้อน (Thermal diffusivity, m2/s) K = การนำความร้อน (thermal conducitvity,W/m2 °C) Cp = ความร้อนจำเพาะ (specific heat J/Kg°C) r = ความหนาแน่น (density, Kg/m3) อาหารที่มีค่าthermal diffusivity มากจะมีการแทรกผ่านความร้อนเข้าไปยังจุดร้อนช้าที่สุดได้อย่างรวดเร็ว ค่าthermal diffusivityเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของอาหรแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับส่วนประกอบทางเคมีของอาหาร ปริมาณน้ำ และอาจมีค่าแตกต่างกันตามชนิดและสายพันธ์ของอาหาร ค่าthermal diffusivityจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงค่าการแพร่กระจาย ความร้อนของวัสดุชนิดต่าง ๆ thermal diffusivity (x10-7m2/s) มะเขือเทศ1.48 กล้วย1.18 เนื้อวัว 1.32 มันฝรั่งสด1.70 มันฝรั่งต้มบด1.23 น้ำ1.48 น้ำแข็ง 11.82 เหล็ก203 อลูมิเนียม841 ค่าthermal diffusivity โดยเฉลี่ยของอาหารกระป๋อง (Apparent thermal diffusivity) อาจหาได้จากากรศึกษาการแทรกผ่านความร้อนในกระป๋องเมื่อทราบค่า fh (จะกล่าวรายละเอียดต่อไป) โดยค่าthermal diffusivityของอาหารบรรจุกระป๋องรูปทรงกระบอกจะคำนวณได้จากสมการดังนี้ โดยที่ R เป็นรัศมีของกระป๋อง H เป็นครึ่งหนึ่งของความสูงของกระป๋อง ค่า a ที่ได้จะเป็นคุณสมบัติโดยรวมของเนื้ออาหารประเภทที่บรรจุอยู่กระป๋องโดยไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของกระป๋อง จากสมการความสัมพันธ์ เราพบว่าค่า a ของอาหารกระป๋องแปรผันกลับกับค่าความหนาแน่น (r) คือสัดส่วนของน้ำหนักต่อปริมาตร ดังนั้นปริมาณน้ำหนักบรรจุ , สัดส่วนของแข็งของเหลว , ขนาดของชิ้นอาหาร ที่มีผลทำให้ความหนาแน่นของอาหารมากขึ้นมีผลทำให้การแทรกผ่านความร้อนช้าลง 2. ปริมาณความร้อนของการถ่ายเทความร้อนจากหม้อฆ่าเชื้อผ่านกระป๋องเข้าสู่ผิวอาหาร เป็นการถ่ายเทความร้อนแบบการพา มีสมการ Q = UA (Tout-Twall) Q = ปริมาณความร้อน (W) A = พื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อน (m2) U = (W/m2ºC) Tout = อุณหภูมิหม้อฆ่าเชื้อรอบกระป๋อง (ºC) Twall = อุณหภูมิอาหารที่ติดกับกระป๋อง (ºC) ค่า U เป็นปัจจัยที่สำคัญมากที่ จะชี้ว่าความร้อนจากหม้อฆ่าเชื้อ จะสามารถถ่ายเทผลักดันเข้าสู่อาหารภายในกระป๋องได้ช้าหรือเร็วเพียวใด ค่า U ขึ้นกับ 1. ตัวกลางถ่ายเทความร้อนที่ใช้ เช่น ไอน้ำอิ่มตัว, น้ำร้อนภายใต้ความดัน, ไอน้ำผสมน้ำ ตัวกลางชนิดต่างๆ h (W/M2ºC) ไอน้ำบริสุทธ์กลั่นตัว (pure saturated steam) >20,000 น้ำร้อนเคลื่อนที่ 2,000-10,000 อากาศนิ่ง2.8-23 อากาศเคลื่อนที่ 11.3-55 ไอน้ำบริสุทธ์กลั่นตัวที่ใช้ในหม้อฆ่าเชื้อแบบไอน้ำ มีค่าสัมประสิทธิ์สูงสุด ไอน้ำที่มีอากาศผสมทำให้การถ่ายเทความร้อนลดลง ดังนั้น ในขั้นตอนไล่อากาศ ต้องมั่นใจว่า อากาศหมดจากหม้อฆ่าเชื้อจริงๆ ถ้าไล่อากาศไม่หมดและมีอากาศถูกกักอยู่บริเวณใดในหม้อฆ่าเชื้อ จะทำให้กระป๋องบริเวณดังกล่าวได้รับความร้อนเพื่อฆ่าเชื้อไม่เพียงพอ 2. ชนิดของภาชนะบรรจุ ภาชนะบรรจุที่ทำจากวัสดุที่นำความร้อนได้ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูง (K) เช่น แผ่นเหล็ก, อลูมิเนียม จะช่วยให้ความร้อนจากภายนอกผ่านเข้าสู่อาหารอย่างรวดเร็ว สำหรับภาชนะบรรจุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ เช่น แก้ว พลาสติก จะทำให้ความร้อนผ่านช้าลง ยิ่งถ้ามีความหนามากก็จะทำให้ช้ายิ่งขึ้น ตัวอย่างค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุต่างๆ มีดังนี้ วัสดุชนิดต่างๆ K (W/MºC) เหล็ก 73 อลูมิเนียม 204 แก้ว0.78 พลาสติก 0.15 พื้นที่ผิวของภาชนะบรรจุสำหรับถ่ายเทความร้อน เมื่อเปรียบเทียบภาชนะบรรจุที่มีขนาดบรรจุเดียวกัน ภาชนะที่มีพื้นมี่ผิวมากกว่าจะถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่า เร็วกว่า ภาชนะรูปทรงแบน บาง เช่น กระป๋องทรงเตี้ย, ทรงวงรี, ทรงสี่เหลี่ยม, retort pouch มีพื้นที่การถ่ายเทความร้อนมาก เมื่อเทียบกับต่อหน่วยปริมาตร ช่วยให้ปริมาณความร้อนถ่ายเทเข้าสู่ภายในได้มาก รูปแบบการจัดเรียงกันของภาชนะบรรจุในหม้อฆ่าเชื้อ มีผลกับพื้นที่ผิว การเรียงซ้อนชิดติดกัน ทำให้กระป๋องเสียพื้นที่การถ่ายเทบริเวณก้นและฝากระป๋อง ปัจจัยที่เกี่ยวข้องในการหาระยะเวลาที่จำเป็นที่จะทำให้ตำแหน่งจุดกึ่งกลางของอาหารในกระป๋องได้รับความร้อนในระดับ Sterilization ประกอบด้วย สารที่ใช้ทำภาชนะบรรจุอัตราการแทรกซึมของความร้อนผ่านกระป๋องโลหะจะเร็วกว่าภาชนะบรรจุที่ทำจากแก้ว ขนาดและรูปร่างภาชนะบรรจุกระป๋อง ยิ่งมีขนาดใหญ่ยิ่งจำเป็นต้องใช้เวลานานต่อการที่จะให้ความร้อนแทรกซึมเข้าสู่จุดกึ่งกลางของกระป๋องนอกจากนี้ การแทรกซึมของความร้อนผ่านภาชนะบรรจุซึ่งมีรูปร่างยาวหรือบางจะเกิดขึ้นได้เร็วกว่าภาชนะซึ่งมีรูปร่างทรงกระบอก ทั้งนี้ต้องคำนึงถึงปริมาตรของภาชนะบรรจุที่เปรียบเทียบกันนี้จะต้องเท่ากันด้วย อุณหภูมิเริ่มต้นของอาหาร ในความเป็นจริงแล้วอุณหภูมิของอาหารในกระป๋องในช่วงระหว่างที่นำเข้าใส่ retort เพื่อทำการฆ่าเชื้อนั้นไม่ได้ก่อให้เกิดความแตกต่างต่อระยะเวลาที่จำเป็นที่จะทำให้อุณหภูมิที่ตำแหน่งกึ่งกลางของกระป๋องมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของ retort อาหารที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นต่ำ จะถูกทำให้ร้อนกว่าอาหารชนิดเดียวกันที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นสูง อย่างไรก็ตามอาหารที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นสูงกว่าจะทำให้จุลินทรีย์อยู่ในช่วงของการตาย (lethal range) เป็นระยะเวลานานกว่า อุณหภูมิของ Retort (Retort temperature) ถ้านำอาหารกระป๋องชนิดเดียวกันไปใส่ใน retort แตกต่างกัน ระยะเวลาที่อุณหภูมิในอาหารนั้นจะถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้จะเท่ากัน อย่างไรก็ตาม การให้ความร้อนเข้าสู่อาหารกระป๋องทำได้เร็วที่สุดถ้าอุณหภูมิของ retort ร้อนที่สุด และจะทำให้อุณหภูมิของอาหารถึงอุณหภูมิที่จะทำให้จุลินทรีย์ตาย (lethal temperature) ได้เร็วด้าย ความสม่ำเสมอของส่วนประกอบของอาหารในกระป๋อง (Consistency of food contents in can) ส่วนประกอบของอาหารรวมถึงขนาดและรูปร่างของอาหารแต่ละชิ้น จะมีผลโดยตรงต่อการแทรกซึมความร้อนเข้าสู่อาหาร การหมุนกระป๋องในระหว่างการให้ความร้อน ใน rotary retort จะทำให้ความร้อนแทรกซึมเข้าสู่อาหารได้เร็วถ้าอาหารนั้นเป็นของเหลว แต่ในอาหารบางชนิดอาจทำให้การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่ไม่เป็นที่ต้องการได้

แป้งชุบทอด แป้งชุบทอดหมายถึง แป้งที่ผสมกับส่วนประกอบอื่น และใช้ชุบอาหารก่อนนำไปทอดเพื่อทำให้กรอบ อาหารที่มีการชุบแป้งทอดได้แก่ อาหารทะเลต่างๆ เช่น กุ้งชุบแป้งทอด ปลาหมึกชุบแป้งทอด ไก่ชุบแป้งทอด (ไก่คาราอะเกะ) หมูชุบแป้งทอด ผักชุบแป้งสาลีทอด และ ผลไม้ชุบแป้งทอด เช่น กล้วยแขก เป็นต้น เช่น แป้งสาลี และ แป้งมันสำปะหลัง ชนิดและส่วนประกอบของแป้ง มีผลต่อลักษณะเนื้อสัมผัสและการพองตัวของผลิตภัณฑ์ชุบทอด ที่แตกต่างกันไป เช่น เบานุ่ม (light) เปราะง่าย (fragiles) พองมาก (highly puffed) และแข็ง (dense) ซึ่งอาหารว่างที่มีลักษณะเนื้อความกรอบ (crispy) ผู้บริโภคจะชอบมากกว่าลักษณะอื่นๆและเป็นผลทางอ้อมของการดูดซับน้ำมันของอาหารระหว่างทอด (ศิริลักษณ์,2519) 2 ส่วนประกอบอื่น ได้แก่ น้ำตาล - น้ำตาล นอกจากจะเป็นที่ให้ความหวาน ช่วยเพิ่มรสชาติทำให้อาหารมีสีเหลืองสวย เนื่องจากปฏิกิริยาคาราเมลไลซ์เซชั่น ( Caramelization ) ที่จะทำให้เกิดสีน้ำตาลที่ผิวของอาหารแล้ว ( Pyler , 1973 ) น้ำตาลยังให้พลังงานแก่ร่างกาย และช่วยเก็บความชุ่มชื้นให้กับผลิตภัณฑ์อยู่ได้นาน ( จิตธนา และอรอนงค์ , 2527 ) ควรใช้น้ำตาลในรูปน้ำตาลทรายขาว มีขนาดเล็ก ในการทำแป้งผสม เพราะจะผสมเข้ากับส่วนผสมอื่นๆเป็นเนื้อเดียวกันได้ดี - เกลือ หรือเกลือแกง มีชื่อทางเคมีว่า โซเดียมคลอไรด์ มีรสเค็ม เกลือช่วยทำให้อาหารมีรสดี เน้นกลิ่นรสของส่วนผสมอื่นๆ เช่น ความหวานของน้ำตาล และยังช่วยให้เกิดสีของเปลือกนอกของผลิตภัณฑ์ ในการผลิตแป้งชุบทอดกล้วยแขกสำเร็จรูปควรใช้เกลืออนามัย เพราะเป็นเกลือป่น ละเอียด สีขาว และไม่ชื้นง่ายมีความบริสุทธิ์สูง - ปูนแดง มาละลายในน้ำแล้วตั้งทิ้งให้ตกตะกอน กรองเอาแต่น้ำใสมาใช้ ซึ่งปูนแดงคือ CaO จะละลายน้ำในปริมาณน้อยมาก กลายเป็นสารละลาย Ca (OH) 2 เมื่อตั้งน้ำปูนใสไว้สัมผัสอากาศ น้ำปูนใสจะขุ่นเพราะในอากาศมี CO2 อยู่ด้วย และเมื่อเราเอาน้ำปูนใสมาแช่ผักผลไม้ น้ำปูนใสจะทำปฏิกิริยากับก๊าซ CO2 ที่ตกค้างในท่อลำเลียงของผักผลไม้ กลายเป็นหินปูนเล็กๆ ช่วยให้เนื้อสัมผัสมีความกรอบ - งา ช่วยสร้างกลิ่นรสและลักษณะปรากฏที่ดี คุณสมบัติของแป้งชุบทอด คุณลักษณะที่ต้องการของแป้งชุบทอดคือ แห้ง ไม่จับตัวเป็นก้อน ขาว นวล ปราศจากสิ่งแปลกปลอม มีความชื้นไม่เกิน 14% มีเถ้าที่ละลายในกรดไม่เกิน 0.7% (ชัญธิกา,2553) เมื่อนำมาชุบ 175-200 องศาเซลเซียส น้ำมันหรือไขมันที่ใช้ ทอดอาหาร ควรทนความร้อนในระดับเดียวกันหรือสูงกว่า อุณหภูมิที่ใช้ทอดอาหาร ต้องไม่มีกลิ่นหืน ไม่สลายตัวให้กรดไขมันอิสระได้ง่าย ไขมันและน้ำมันต่างชนิดกันย่อมมีผลให้อาหารมีรสชาติแตกต่างกัน น้ำมันที่เหมาะกับการทอดกล้วยแขกคือ น้ำมันบัวหรือน้ำมันมะพร้าวบริสุทธิ์ (virgin coconut oil) เนื่องจาก น้ำมันบัวทอดอาหารหลายครั้งก็ไม่ดำ น้ำมันบ้วผลิตโดยผ่านกรรมวิธีที่มีการใช้สารเคมีและความร้อนสูงในการสกัด ได้น้ำมันที่ใสไม่มีสี มีกลิ่นหอมของมะพร้าว ซึ่งจะแตกต่างจากน้ำมันมะพร้าวที่ขายอยู่ในตลาดสด และยังเป็นผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ ที่อุดมไปด้วย วิตามินและสารต้านอนุมูลอิสระ ( บรรณานุกรม : www.myhealth.5u.com ) น้ำมันที่ได้จะมีสีเหลืองและไม่มีกลิ่น แต่ถ้าทิ้งไว้นานจะมีกลิ่นหืน เอาไว้ใช้ทอดอาหารที่ต้องใช้ความร้อนสูง น้ำมันที่ผ่านการทอดจะเสื่อมคุณภาพลง เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาการแยกสลายด้วยน้ำ ( Hydrolysis ) ทำให้เกิดกรดไขมันอิสระมากขึ้น ปฏิกิริยาการเติมออกซิเจนของไขมัน ( lipid oxidation) ทำให้เกิดกลิ่นหืน การเกิดโพลีเมอร์ไรเซชั่น น้ำมันมีสีคล้ำลงและ มีความหนืดเพิ่มขึ้น ค่าของไอโอดีนนัมเบอร์ (iodine value) ต่ำลง จุดเกิดควัน (smoking point) ต่ำลง และจุดหลอดเหลวต่ำลง การกรองเศษอาหารเล็กๆออก และการเก็บน้ำมันที่กรองแล้วไว้ในที่เย็น ปราศจากอากาศและแสงจะช่วยยืดอายุของน้ำมันทอด ปัจจัยที่ทำให้อาหารอมน้ำมันมากเวลาทอด ปริมาณน้ำมันที่ถูกดูดซึมเข้าไปในอาหารมีผลต่อรสชาติอาหาร อาหารที่อมน้ำมันมาก จะทำให้เลี่ยนจนไม่น่ารับประทาน ปัจจัยที่มีผลต่อการอมน้ำมันของอาหารทอดได้แก่ 1. เวลาและอุณหภูมิที่ใช้ทอด การใช้อุณหภูมิต่ำ ทำให้ต้องใช้เวลานาน ยิ่งทอดนานก็ยอ่งทำให้อาหารอมน้ำมันไว้มาก จึงจำเป็นต้องระมัดระวังอุณหภูมิที่ใช้ทอดตลอดเวลา ภาชนะที่ใช้ทอดควรเป็นภาชนะที่เป็นโลหะหนักซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ดี จะช่วยให้อุณหภูมิคงที่สม่ำเสมอ และไม่ควรใส่อาหารลงไปทอดพร้อมกันหลายๆชิ้น เพราะจะทำให้อุณหภูมิของน้ำมันต่ำลง ทำให้อาหารอมน้ำมันได้มากขึ้น เพื่อให้ได้อุณหภูมิตามต้องการ อาจใช้เทอร์โมมิเตอรืช่วยวัด 2. พื้นผิวของอาหารที่สัมผัสกับน้ำมัน อาหารชิ้นใหญ่อมน้ำมันมากกว่าชิ้นเล็ก อาหารที่มีผิวหน้าขรุขระหรือมีรูพรุนอมน้ำมันมากกว่าอาหารที่มีผิวเรียบ ก็เพราะอาหารดังกล่าวมีพื้นผิวที่สัมผัสกับน้ำมันมากกว่า 3. จุดเกิดควัน (smoke point) ของน้ำมัน อาหารอมน้ำมันได้มากขึ้นเมื่อใช้น้ำมันชนิดที่มีจุดเป็นควันต่ำ 4. ส่วนผสมของอาหาร โดนัทที่แป้งผสมกับน้ำตาลและไขมันมากจะอมน้ำมันมากขึ้นตามส่วนของน้ำตาลและไขมัน 5. เมื่อทอดเสร็จแล้วควรขจัดน้ำมันได้บ้างโดยใช้กระดาษซับน้ำมันที่ติดอยู่กับอาหารออกได้บ้าง เอกสารอ้างอิง 1. กาณจนพรรณ จรพงศ์ และวรรณา ยงสุวรรณไพศาล.2537.แป้งชุบทอดกล้วยแขกสำเร็จรูป.ปริญญานิพนธ์ปริญญาคณะเทคโนโลยีการเกษตร ภาควิชาอุตสาหกรรมเกษตร.กรุงเทพฯ:สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง2. ณฐชา จรูญวิรุฬห์, ณัฐวรรธน์ ศรีสุข และอนุวัฒน์ สินถิรมั่น.2546.เครื่องต้นแบบการอบแห้งแบบลูกกลิ้งสำหรับผลิตภัณฑ์ข้าวผง.ปริญญานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาตรบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร.กรุงเทพฯ:สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง3. ชัญธิกา อ่อนน้อม, นิติกร ศิรินัย, นิรชา อติชาติ และศมะ ทองหล่อ 2553.การศึกษากระบวนการผลิตและลักษณะทางกายภาพของแป้งชุบทอดผสมแป้งข้าวกล้องงอกพรีเจลลาติไนซ์.ปริญญานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาตรบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร.กรุงเทพฯ:สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง4. จิตธนา แจ่มเมฆ และ อรอนงค์ นัยวิกุล. 2527. เบเกอรีเทคโนโลยีเบื้องต้น. ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร . คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์5. อรอนงค์ นัยวิกุล .2526.การศึกษาคุณลักษณะของความกรอบหรือกรอบพองของแป้งชนิดต่างๆ เพื่อใช้ประกอบอาหารทอด.คณะอุตสาหกรรมเกษตร ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร.มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.กรุงเทพฯ,สำนักหอสมุด ม.เกษตรศาสตร์ (TX689 ก27) 6.Asia Food Beverage Thailand (AFB Thailand) .2010.Battered and Coated foods.[Online].Available :http://www.ttim.co.th/home/food/index.php?mode=content&id_run=21&id=2067.E.J.Pyler and L.A. Gorton . 1973 .Baking science & technology.TX763 .P98 1973.[Online].Available : http://www.sosland.com/bakingscience/Vol_2_LR.pdf8.[Online].Available :http://www.myhealth.5u.com/

2.6.4 บรรจุภัณฑ์พลาสติก ในปัจจุบันนี้มีพลาสติกที่กันอยู่เป็นร้อยๆ จำพวก และแต่ละจำพวกยังอาจแยกตามน้ำหนักโมเลกุลและความหนาแน่น ตัวอย่างพลาสติก PE (Polyethylene) สามารถแยกได้ตั้งแต่ LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) , LDPE (Low Density Polyethylene) , MDPE (Medium Density Polyethylene) และ HDPE (High Density Polyethylene) พลาสติกแต่ละประเภทยังสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติโดยการทำปฏิกิริยากับพลาสติกอีกตัวทำให้เกิดพลาสติกใหม่เกิดขึ้น นอกจากนี้กระบวนการผลิตที่แตกต่างกันจะได้พลาสติกที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เช่น PP กับ OPP เป็นต้น การเรียกชื่อพลาสติกยังสร้างความสับสนพอสมควร เพราะนอกจากชื่อเรียกตามสูตรทางเคมีแล้ว ยังมีชื่อทางพาณิชย์อีกด้วย อย่างไรก็ตามในวงการพลาสติกมักจะเรียกชื่อตามคำย่อในตารางที่ 2.11 ได้รวบรวมชื่อย่อที่ใช้เรียกพลาสติกชนิดต่างๆ ที่มีใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ พร้อมทั้งมีชื่อทางพาณิชย์เป็นที่ยอมรับกันทั่วโลก ส่วนตารางที่ 2.12 แสดงคุณสมบัติของพลาสติกที่นิยมใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร (1) โพลิเอทิลีน (Polyethylene - PE) PE นับเป็นพลาสติกที่มีการใช้มากที่สุดและราคาถูก สืบเนื่องจาก PE มีจุดหลอมเหลวต่ำ เมื่อเทียบกับพลาสติกอื่นๆ ทำให้มีต้นทุนในการผลิตต่ำ PE ผลิตจากกระบวนการโพลิเมอไรสเซชั่น (Polymerisation) ของก๊าซเอธิลิน (Ethylene) ภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูงโดยอยู่ในสภาวะปราศจากตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ (Metal Catalyst) การจับตัวของโมเลกุลในลักษณะโซ่สั้นและยาวจะส่งผลให้ PE ที่ได้ออกมามีความหนาแตกต่างกัน PE แบ่งเป็น 3 ประเภทตามค่าความหนาแน่น คือ 1. โพลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (Low Density Polyethyleneหรือ LDPE) ความหนาแน่น 0.910 - 0.925 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร 2. โพลิเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (Medium Density Polyethylene หรือ MDPE) ความหนาแน่น 0.926 - 0.940 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร 3. โพลิเอทิลีนความหนาแน่นสูง (High Density Polyethyleneหรือ HDPE) ความหนาแน่น 0.941 - 0.965 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร Low Density Polyethyleneเป็นพลาสติกที่ใช้มากและชื่อสามัญเรียกว่าถุงเย็น มักจะใช้ทำถุงฟิล์มหดและ ฟิล์มยืด ขวดน้ำ ฝาขวด เป็นต้น เนื่องจากยืดตัวได้ดี ทนต่อการทิ่มทะลุและการฉีกขาด พร้อมทั้งสามารถใช้ความร้อนเชื่อมติดผนึกได้ดี โครงสร้างของ PE จะสามารถป้องกันความชื้นได้ดีพอสมควร แต่จุดอ่อนของ LDPE คือ สามารถปล่อยให้ไขมันซึมผ่านได้ง่าย แต่ทนต่อกรดและด่างทั่วๆ ไป นอกจากนี้ LDPE ยังปล่อยให้อากาศซึมผ่านได้ง่าย ด้วยเหตุนี้อาหารที่ไวต่ออากาศ เช่น ของขบเคี้ยว และของทอด เมื่อใส่ในถุงเย็นธรรมดา คุณภาพอาหารจะแปรเปลี่ยนไปเพียงเวลาไม่กี่วัน LDPE ยังมีคุณสมบัติดูดฝุ่นในอากาศมาเกาะติดตามผิว ทำให้บรรจุภัณฑ์ที่ทำจาก LDPE นี้เมื่อทิ้งไว้นานๆ จะเปรอะด้วยฝุ่น ตารางที่ 2.11 ชื่อย่อ ชื่อเดิม และชื่อทางพาณิชย์ของพลาสติกที่มีใช้ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหาร ชื่อย่อ ชื่อเดิม ชื่อทางพาณิชย์ ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene CA Cellulose acetate CPET Crystallised Polyethylene Terepthalate CTFE Chlorotrifluoroethylene EEA Ethylene-ethyl acrylate EPS Expanded polystyrene EVA Ethylene-vinyl acetate EVAL/EVOH Ethylene-vinyl alcohol HIPS High-impact polystyrene LDPE Low density polyethylene LLDPE Linear low-density polyethylene OPP Oriented polypropylene PA Polyamide Nylon PC Polycarbonate PE Polyethylene PET Polyethylene terephthalate Polyester,Melinex,Mylar PETG Polyethylene terephthalate glycol PP Polypropylene PS Polystyrene Teflon PTFE Polytetrafluoroethylene PUR Polyurethane PVA Polyvinyl acetate PVAL Polyvinyl alcohol PVC Polyvinyl chloride PVDC Polyvinylidene chloride Saran SAN Styrene acrylonitrile Elvax LLDPE เป็นการผลิตภายใต้สภาวะความดันต่ำ และเริ่มจำหน่ายในตลาดเมื่อปลายปี ค.ศ. 1970 ในปี ค.ศ. 1995 ตลาดโลกของ LLDPE มีมากถึง 10,000 ล้านกิโลกรัม โดยนิยมใช้เป็นชั้นป้องกันความชื้นโดยการเคลือบกับ PE เบื้องหลังแห่งความสำเร็จ คือ มีคุณสมบัติที่เหนือกว่า LDPE ธรรมดา ส่งผลให้ LLDPE แย่งตลาดของ LDPE แต่จุดอ่อนของ LLDPE คือ ขุ่นกว่า LDPE จากคุณสมบัติดังกล่าวจึงนิยมผสมเม็ดพลาสติกทั้ง 2 ประเภทเข้าด้วยกัน โดยมี LDPE และ LLDPE ในอัตราส่วน 50/50 ตารางที่ 2.12 คุณสมบัติของพลาสติกที่นิยมใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร วัสดุ อัตราการซึมผ่าน ความทนทานต่อสารเคมี อุณหภูมิการใช้งาน (°C) ความใส การพิมพ์ การดูดฝุ่น ความเหนียว (มิลลิ นิวตัน X เมตร) ทนต่อการกระแทก ทนต่อการฉีกขาด (นิวตัน X เมตร) ความเปราะ (g's) ไอน้ำ (กรัม/ตรม./วัน) O2 (ลบ.ซม./ตรม./วัน) N2 (ลบ.ซม./ตรม./วัน) CO2 (ลบ.ซม./ตรม./วัน) กรด ด่าง สารระ เหย Low density Polyethylene, LDPE 1.3 550 180 2,900 ดี ดี ดี -70-180 ใส พอใช้ สูง 10 20 100 400 High Density Polyethylene, HDPE 0.3 600 70 450 ดีมาก ดีมาก ดีมาก -20-250 ใส พอใช้ สูง 150 10 30 100 Polypropylene, PP 0.7 240 60 800 ดี ดีมาก ดีมาก -20-200 ใส ดี สูง 200 1 25 300 Polyester 0.7 14 0.7 16 ดีมาก ดีมาก ดีมาก -70-230 ใส พอใช้ ปานกลาง 550 4.8 40 100 Polyvinyl Chloride, PVC 4 150 NA 970 ดีมาก ดีมาก พอใช้ -50-200 ใส ดี สูง 378 8 90 20 Polystyrene, PS 8 310 50 1,050 ดี ดีมาก เลว -80-175 ใส ดี สูง 750 0.3 - 1 HDPE ประมาณ 1/5 ของพลาสติก PE ที่จะใช้เป็น HDPE และส่วนใหญ่จะเป่าเป็นขวด เนื่องจากความหนาแน่นที่สูง ทำให้ HDPE มีความเหนียวและทนต่อการซึมผ่านได้ดีกว่า PE ที่มีความหนาแน่นต่างๆ กัน แต่ยังไม่สามารถป้องกันการซึมผ่านของก๊าซได้ดีนัก ดังตารางที่ 2.12 จากการใช้ HDPE มาแทนที่ LDPE น้ำหนักของขวดสามารถลดลงได้มากกว่า 40% เนื่องจากสามารถเป่าขวดที่มีผิวบางกว่า นอกจากขวดแล้ว HDPE ยังสามารถใช้เป่าเป็นฟิล์ม หรือทำเป็นถาดที่ไม่ต้องการความใสมากนัก High Density Polyethelene (HDPE) ตัวอย่างการใช้งานของ PE ที่สำคัญมีดังต่อไปนี้ 1. ใช้ผลิตเป็นถุงร้อน (HDPE) และถุงเย็น (LDPE) สำหรับการใช้งานทั่วไปสามารถหาซื้อได้ง่ายในท้องตลาดทั่วไป ข้อสังเกตถุงร้อนที่ผลิตจาก HDPE จะมีสีขาวขุ่น 2. ใช้ห่อหรือบรรจุอาหารได้เกือบทุกชนิดโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้บริโภค แต่ไม่ควรใช้ LDPE กับอาหารร้อน 3. นิยมใช้ทำถุงบรรจุขนมปัง เนื่องจาก PE ป้องกันการซึมผ่านของไอน้ำได้ดีจึงช่วยป้องกันไม่ให้ขนมปังแห้ง เนื่องจากสูญเสียความชื้นออกไป นอกจากนั้นราคาของ PE ไม่สูงเกินไปเมื่อเปรียบเทียบกับราคาของขนมปัง 4. นิยมใช้ทำถุงบรรจุผักและผลไม้สด เนื่องจาก PE ยอมให้ก๊าซซึมผ่านได้ดี ทำให้มีก๊าซออกซิเจนซึมผ่านเข้ามาเพียงพอให้พืชหายใจ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่พืชคายออกมาก็สามารถซึมผ่านออกไปได้ง่าย ในบางกรณีจำเป็นต้องเจาะรูที่ถุงเพื่อช่วยระบายไอน้ำที่พืชคายออกมา 5. นิยมใช้ LDPE เป็นชั้นสำหรับการปิดผนึกด้วยความร้อน เนื่องจากกระดาษและแผ่นเปลวอะลูมิเนียมซึ่งนิยมนำมาใช้เป็นถุงหรือซองบรรจุอาหาร ไม่สามารถปิดผนึกด้วยความร้อนได้ จึงนิยมนำ LDPE มาประกบติดกับวัสดุต่างๆ เหล่านี้ โดยให้ LDPE อยู่ชั้นในสุด และทำหน้าที่เป็นชั้นสำหรับปิดผนึกด้วยความร้อน ตัวอย่างการใช้งาน เช่น ซองบะหมี่สำเร็จรูป แผ่นปิดถ้วยโยเกิต กล่องนมยูเอชที เป็นต้น 6. ฟิล์ม PE ชนิดยืดตัวได้ (Stretch Film) นิยมใช้ห่ออาหารสดพร้อมปรุง เนื้อสด และอาหารทั่วไป รูปแบบที่นิยมใช้คือ ใช้รองถาดอาหารแล้วด้วยฟิล์มยืดตัวได้ 7. PE ไม่นิยมใช้เป็นภาชนะบรรจุอาหารที่มีไขมันสูง เช่น เนย ถั่วทอด ขนมขบเคี้ยว (2) โพลิโพรพิลีน (Polypropylene-PP) PP มักจะรู้จักกันในนามของถุงร้อน ด้วยคุณสมบัติเด่นของ PP ซึ่งมีความใสและป้องกันความชื้นได้ดี มากกว่าครึ่งหนึ่งของ PP ที่นิยมใช้กันจะเป็นรูปของฟิล์ม อย่างไรก็ตาม การป้องกันอากาศซึมผ่านของ PP ยังไม่ดีเท่าพลาสติกบางชนิด เนื่องจากช่วงอุณหภูมิในการหลอมละลายมีช่วงอุณหภูมิสั้นทำให้ PP เชื่อมติดได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฟิล์มประเภท OPP ที่มีการจัดเรียงโมเลกุลในทิศทางเดียวกันจะไม่สามารถเชื่อมติดได้เลย คุณสมบัติเด่นอีกประการหนึ่งของ PP คือ มีจุดหลอมเหลวสูงทำให้สามารถใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารสำหรับบรรจุอาหารในขณะร้อน (Hot-Fill) การใช้งานของ PP กับผลิตภัณฑ์อาหาร 1) ใช้บรรจุอาหารร้อน เช่น ถุงร้อน (ชนิดใส) 2) ใช้บรรจุอาหารที่ต้องผ่านความร้อนในการฆ่าเชื้อ โดยที่ PP จะเป็นองค์ประกอบหนึ่งของวัสดุที่ใช้ผลิตซองประเภทนี้ ซึ่งนิยมเรียกว่า retort pouchซองนี้จะสามารถใช้แทนกระป๋องโลหะได้ บางครั้งจึงเรียกว่า Flexible Can retort pouch 3) ใช้ทำถุงบรรจุผักและผลไม้ 4) ใช้ทำซองบรรจุอาหารแห้ง เช่น บะหมี่สำเร็จรูป (instant noodle) และอาหารที่มีไขมันอายุการเก็บรักษาไม่สูง เช่น คุกกี้ (cookie) ถั่วทอด เป็นต้น 5) ใช้ทำกล่องอาหาร ลัง ถาด และตะกร้า บรรจุภัณฑ์ขนส่งอีกประเภทหนึ่งที่มีการใช้ PP อย่างมากมาย คือ ถุงพลาสติกสาน (Wooven Sacks) ที่มีขนาดบรรจุมาตรฐาน 50 กิโลกรัมซึ่งทนทานต่อการใช้งาน วิวัฒนาการทางด้านนี้ได้ก้าวไปสู่การผลิตถุงขนาดใหญ่ที่บรรจุสินค้าได้ เป็นต้น ที่เรียกว่า FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) ดังแสดงในรูปที่ 2.24 ซึ่งอาจจะมีหูหิ้ว 1-4 หู รูปที่ 2.24 ตัวอย่างของถุง FIBC (3) โพลิเอทิลีน เทเรฟทาเลต (Polyethylene Terepthalate-PET) PET บรรจุภัณฑ์ที่ได้รับการคิดค้นขึ้นมาเพื่อการบรรจุน้ำอัดลม โดยเฉพาะคุณสมบัติเด่นทางด้านความใสแวววับเป็นประกาย ทำให้ได้รับความนิยมในการบรรจุน้ำมันพืชและน้ำดื่ม นอกจากขวดแล้ว PET ในรูปฟิล์มซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันการซึมผ่านของก๊าซได้เป็นอย่างดี จึงมีการนำไปเคลือบหลายชั้นทำเป็นซองสำหรับบรรจุอาหารที่มีความไวต่อก๊าซ เช่น อาหารขบเคี้ยว เป็นต้น นอกจากนี้ ฟิล์ม PET ยังมีคุณสมบัติเด่นอีกหลายประการ เช่น ทนแรงยืดและแรงกระแทกเสียดสีได้ดี จุดหลอมเหลว แต่ข้อด้อย คือ ไม่สามารถปิดผนึกด้วยความร้อนและเปิดฉีกยาก ทำให้โอกาสใช้ฟิล์ม PET อย่างเดียวน้อยมาก แต่มักใช้เคลือบกับพลาสติกอื่น การผลิตขวด PET <<ย้อนกลับ บรรจุภัณฑ์อาหาร ตอนที่4 อ่านต่อ บรรจุภัณฑ์อาหาร ตอนที่6 >> <<กลับสู่หน้าหลัก