أنا. مقدمة
في ظل وتيرة الحياة- السريعة التي نعيشها اليوم،مطعم للذهاب إلى-الصناديقأصبحت عبوات لا غنى عنها في صناعات الوجبات الجاهزة والوجبات السريعة-. وفقًا للإحصاءات، تستخدم الصين وحدها أكثر من 10 مليار مطعم-لتجهيز الصناديق سنويًا، والتي تكون مصنوعة بشكل أساسي من البلاستيك والورق والمواد الرغوية. ومع ذلك، مع تزايد اهتمام المستهلكين بسلامة الأغذية وقضايا الصحة، أصبحت سلامة المطاعم -في ظل ظروف درجات الحرارة المختلفة موضع اهتمام اجتماعي تدريجيًا.
مطعم للذهاب إلى-الصناديقتواجه تحديين رئيسيين في درجة الحرارة أثناء الاستخدام: درجات الحرارة المرتفعة أثناء تسخين الميكروويف ودرجات الحرارة المنخفضة أثناء التبريد والتجميد. تشير الدراسات إلى أنه عندما تتجاوز درجة الحرارة 65 درجة، يمكن أن تطلق حاويات الوجبات الجاهزة البلاستيكية 16 مكونًا ضارًا، بما في ذلك البيسفينول أ. وفي البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-، تصبح بعض المواد هشة ومتشققة، مما لا يؤثر على تجربة المستخدم فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى إطلاق مواد ضارة. وترتبط هذه القضايا بشكل مباشر بصحة المستهلك وسلامته؛ ولذلك، فإن فهم حدود تحمل درجة الحرارة لمواد الحاويات المختلفة له أهمية عملية كبيرة.
ثانيا. تحليل أداء تحمل درجات الحرارة لمواد تجهيز المطاعم-لصناديق الطعام
2.1 حاويات البولي بروبيلين (PP).
يعد مادة البولي بروبيلين (PP) حاليًا أحد أكثر المواد البلاستيكية أمانًا والأكثر استخدامًا على نطاق واسعمطعم للذهاب إلى-الصناديق. تتميز حاويات PP بمقاومة ممتازة للحرارة. PP العادي لديه نقطة انصهار تصل إلى 167 درجة، ونطاق درجة حرارة التشغيل العادية هو -6 درجة إلى 120 درجة. يمكن للـ PP المعدل أن يتحمل درجات الحرارة من -18 درجة إلى 110 درجة. في سيناريوهات التسخين بالميكروويف، يعتبر PP المادة البلاستيكية الوحيدة المسموح بوضعها مباشرة في فرن الميكروويف، مع درجة حرارة مقاومة للحرارة تصل إلى 130 درجة أو أعلى.
تعمل حاويات الوجبات الجاهزة PP بشكل جيد للغاية أثناء تسخين الميكروويف، ويرجع ذلك أساسًا إلى بنيتها الجزيئية المستقرة. تشير الدراسات إلى أن السلاسل الجزيئية PP تحتوي على سلاسل جانبية من الميثيل، وهو هيكل يمنح المادة ثباتًا حراريًا ممتازًا وخمولًا كيميائيًا. عند درجة حرارة 110-120 درجة، يصبح البولي بروبيلين العادي أكثر ليونة لكنه لا يطلق مواد ضارة. يمكن للـPP المعدل خصيصًا أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 140 درجة تقريبًا. ومع ذلك، حتى مع مادة PP، لا يزال هناك حاجة إلى الحذر عند تسخين الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الزيت والسكر، حيث أن درجة الحرارة المحلية لهذه الأطعمة يمكن أن تتجاوز 150 درجة أثناء التسخين. على سبيل المثال، يمكن أن تصل درجة حرارة أعواد العجين المقلية إلى 180 درجة عند إخراجها من المقلاة، ويمكن أن تصل درجة حرارة الأطعمة المسكرة إلى أكثر من 150 درجة.

تعمل حاويات الطعام PP أيضًا بشكل ممتاز في البيئات المبردة والمجمدة. درجة حرارة التقصف أقل بكثير من -20 درجة، وتحافظ على صلابة جيدة وخصائص فيزيائية في البيئات التي تتراوح بين -20 درجة و-40 درجة. تبلغ درجة حرارة التزجج لـ PP حوالي 0 درجة؛ يفقد بعض المرونة أقل من 0 درجة، لكنه لا يصبح هشًا. هذا الأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة يجعل حاويات المواد الغذائية PP مناسبة لتخزين المواد الغذائية الساخنة والباردة.

لقد تم الاعتراف بسلامة حاويات المواد الغذائية PP على نطاق واسع. وفقًا للمعيار الوطني GB 4806.7-2023 "المعيار الوطني لسلامة الأغذية للمواد البلاستيكية والمنتجات الملامسة للأغذية"، فإن مادة PP لا تطلق مواد ضارة في ظل ظروف الاستخدام العادية. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن أغطية بعض حاويات المواد الغذائية PP قد تكون مصنوعة من مواد أخرى (مثل PE)، ويجب إزالة الغطاء أثناء التسخين لتجنب الخطر.
2.2 حاويات المواد الغذائية المصنوعة من البوليسترين (PS).
يعتبر البوليسترين (PS) مادة أخرى شائعة الاستخدام في صناديق{{0}المطاعم، وتتميز بمزايا مثل الشفافية العالية والصلابة العالية وسهولة القولبة والتكلفة المنخفضة. ومع ذلك، فإن حاويات المواد الغذائية PS لديها قيود كبيرة في مقاومة درجات الحرارة، مما يحد من نطاق استخدامها.
في سيناريوهات التسخين بالميكروويف، تظهر حاويات الطعام PS مقاومة ضعيفة للحرارة. يبدأ PS في النعومة عند 75 درجة وينعم بشكل ملحوظ عند 100 درجة، مما يجعله غير مناسب لحمل الطعام الساخن أو لتسخين الميكروويف. والأخطر من ذلك، عندما تتجاوز درجة الحرارة 60 درجة، تطلق حاويات الطعام PS مونومر الستايرين، والذي تم تصنيفه على أنه مادة مسرطنة محتملة من المجموعة 2B من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان. تظهر بيانات الأبحاث أنه بعد حفظ الحساء الساخن بدرجة حرارة 60 درجة لمدة ساعة واحدة، يمكن أن يتجاوز محتوى الستايرين في حاويات الطعام PS الحد الأقصى بمقدار 3 مرات. كلما ارتفعت درجة الحرارة، ارتفع معدل انتقال الستايرين، حيث يصل إطلاق ثنائي الفينول أ إلى 1.2 ميكروغرام / لتر عند 80 درجة.
ترتبط المقاومة الحرارية الضعيفة لحاويات الطعام PS بشكل أساسي ببنيتها الجزيئية. PS عبارة عن بوليمر عشوائي غير متبلور له سلاسل جزيئية صلبة نسبيًا. عند درجات الحرارة المرتفعة، تتكثف حركة جزء السلسلة، مما يؤدي إلى تليين المادة. تبلغ درجة حرارة التشوه الحراري لـ PS 70-90 درجة فقط، ودرجة حرارة الاستخدام طويل المدى هي 60-80 درجة. عندما تصل درجة الحرارة إلى 100 درجة، يخضع PS لتحلل حراري كبير، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من المواد الضارة.

ومع ذلك، تعمل حاويات الطعام PS بشكل ممتاز في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة. تبلغ درجة حرارة التحول الزجاجي 100 درجة، وتظل مستقرة من الناحية الهيكلية أقل من 0 درجة، مما يجعلها حاوية مثالية للأطعمة ذات درجات الحرارة المنخفضة-مثل الآيس كريم والسلطات. تبلغ درجة حرارة التقصف لـ PS تقريبًا -30 درجة، ولن يتشقق أو يصبح هشًا عند درجات حرارة التبريد. هذا الأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة يجعل حاويات الطعام PS مناسبة بشكل خاص لحفظ المشروبات الباردة والأطعمة الباردة والأطعمة المبردة.
من المهم ملاحظة أن معظم حاويات المواد الغذائية الرغوية المتوفرة في السوق مصنوعة من مادة EPS (البوليسترين الموسع)، والتي تتمتع بأداء مماثل أو حتى أسوأ في مقاومة درجات الحرارة من PS. تتميز رغوة EPS بدرجة حرارة تشغيل قصوى تصل إلى 85 درجة فقط دون أي ضغوط، ويمكنها تحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 95-110 درجة لفترة قصيرة. لذلك، لا ينبغي مطلقًا استخدام حاويات المواد الغذائية الرغوية لتسخين الميكروويف أو لحفظ الأطعمة ذات درجة الحرارة العالية.

2.3 مواد أخرى لصناديق المطاعم-: PET، PE، PVC، إلخ.
بالإضافة إلى PP وPS، هناك العديد من المطاعم الأخرى-التي تستخدم مواد الصناديق في السوق، ولكل منها خصائصها الخاصة فيما يتعلق بمقاومة درجات الحرارة.
مادة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) عبارة عن مادة بلاستيكية شفافة للغاية تُستخدم عادةً في زجاجات المشروبات وبعض-صناديق الذهاب إلى المطاعم. تتميز مادة PET بمقاومة ضعيفة للحرارة ويمكنها تحمل درجات حرارة أقل من 60 درجة فقط؛ يبدأ في التليين والتشوه فوق 60 درجة. تبلغ درجة حرارة التزجج لـ PET حوالي 70-80 درجة، وتصل نقطة انصهاره إلى 250-260 درجة. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة-، يُظهر PET زيادة كبيرة في الهشاشة. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 0 درجة، تقل حركة السلاسل الجزيئية لـ PET، وتفقد المادة صلابتها تدريجيًا. تبلغ درجة حرارة التقصف لدرجات الحرارة المنخفضة للـ PET حوالي -40 درجة إلى -50 درجة، ويمكن أن تتشقق تحت التأثير أو الضغط في البيئات التي تتراوح بين -20 درجة و-40 درجة. ولذلك، فإن حاويات المواد الغذائية المصنوعة من مادة PET مناسبة فقط لحفظ المشروبات الباردة أو الأطعمة في درجة حرارة الغرفة، ويجب عدم استخدامها مطلقًا لتسخين الميكروويف.
يتضمن البولي إيثيلين (PE) نوعين: البولي إيثيلين-عالي الكثافة (HDPE، المميز بالرمز 2) والبولي إيثيلين-منخفض الكثافة (LDPE، المميز بالرمز 4). تبلغ درجة حرارة مقاومة الحرارة لـ HDPE حوالي 90 درجة، وتصل درجة حرارة LDPE إلى 110 درجة تقريبًا. حاويات المواد الغذائية PE مستقرة كيميائيا في درجة حرارة الغرفة، ولكنها عرضة للتشوه وإطلاق المواد الضارة في درجات حرارة عالية. حاويات المواد الغذائية المصنوعة من البولي إيثيلين ليست مناسبة لتسخين الميكروويف لأنها عرضة للذوبان وإطلاق المواد البلاستيكية الدقيقة في بيئة الميكروويف. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة-، يُظهر الـ PE مرونة جيدة وليس عرضة للكسر الهش.

كان البولي فينيل كلورايد (PVC) يستخدم على نطاق واسع في تغليف المواد الغذائية، ولكن تم التخلص منه تدريجيًا بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة. يتطلب PVC إضافة كمية كبيرة من الملدنات أثناء الإنتاج، ويتم إطلاق هذه الملدنات بسهولة عند درجات حرارة عالية، مما يشكل خطراً على صحة الإنسان. يتمتع PVC بمقاومة ضعيفة للحرارة وقد يطلق مواد ضارة تزيد عن 60 درجة. والأخطر من ذلك أن مادة PVC تنتج مواد شديدة السمية مثل الديوكسينات عند حرقها. لذلك، وفقًا للمعايير الوطنية، يُحظر بشكل صريح استخدام مادة PVC في تغليف المواد الغذائية.
البولي كربونات (PC) عبارة عن بلاستيك شفاف عالي القوة-يشيع استخدامه في أكواب الماء وبعض حاويات الطعام. تحتوي مادة البولي كربونات على ثنائي الفينول أ (BPA)، الذي يتم إطلاقه في درجات حرارة عالية ويتداخل مع نظام الغدد الصماء البشري. أظهرت الدراسات أنه حتى منتجات الكمبيوتر الشخصي التي تحمل علامة "آمنة للاستخدام في الميكروويف-" تطلق كمية كبيرة من البيسفينول A في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-. ولذلك، فإن حاويات المواد الغذائية PC ليست مناسبة لحفظ الطعام الساخن أو تسخين الميكروويف، ويجب عدم استخدامها بشكل خاص لتغليف أغذية الأطفال.

2.4 نطاق درجة الحرارة الآمن لتسخين المطعم بالميكروويف إلى-صناديق الذهاب
استنادًا إلى تحليل المواد البلاستيكية المختلفة، يمكننا تلخيص نطاقات درجات الحرارة الآمنة لمختلف المطاعم-لوضع الصناديق أثناء تسخين الميكروويف:
| نوع المادة | رقم التعريف | نطاق درجة حرارة الاستخدام الآمن | ملاءمة التدفئة بالميكروويف | المخاطر الرئيسية |
| مادة البولي بروبيلين (PP) | 5 | -18 درجة إلى 120 درجة (PP المعدل) | يمكن استخدامه في الميكروويف | قد يلين في درجات حرارة عالية |
| البوليسترين (بس) | 6 | 0 درجة إلى 70 درجة | غير قابلة للاستخدام في الميكروويف | يطلق الستايرين فوق 60 درجة |
| البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) | 1 | -20 درجة إلى 60 درجة | غير قابلة للاستخدام في الميكروويف | ينعم ويتشوه فوق 60 درجة |
| -بولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) | 2 | -20 درجة إلى 90 درجة | غير قابلة للاستخدام في الميكروويف | يتشوه بسهولة في درجات حرارة عالية |
| بولي إيثيلين منخفض الكثافة -(LDPE) | 4 | -20 درجة إلى 110 درجة | غير قابلة للاستخدام في الميكروويف | يذوب بسهولة في الميكروويف |
| بولي فينيل كلورايد (PVC) | 3 | غير مسموح | غير مسموح | يطلق الملدنات الضارة |
| البولي (كمبيوتر) | 7 | -20 درجة إلى 100 درجة | غير قابلة للاستخدام في الميكروويف | يطلق البيسفينول أ |

وفقًا للمعيار الوطني GB/T 18006.1-2009، يجب وضع علامة واضحة على صناديق المطاعم المخصصة للتسخين بالميكروويف والتي تحمل عبارة "آمن للاستخدام في الميكروويف" ونطاق درجة الحرارة الآمن (على سبيل المثال، -20 درجة ~120 درجة ). يجب على المستهلكين اتباع تعليمات وضع العلامات على المنتج بدقة لتجنب حوادث السلامة الناجمة عن درجات الحرارة المفرطة.
من المهم التأكيد على أنه حتى بالنسبة لحاويات الطعام المصنوعة من مادة PP الآمنة للاستخدام في الميكروويف، يجب ملاحظة النقاط التالية أثناء الاستخدام الفعلي: أولاً، يجب إزالة الغطاء قبل التسخين، نظرًا لأن العديد من الأغطية مصنوعة من مواد أخرى لا يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية؛ ثانيًا، تجنب تسخين الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون-والسكريات العالية-، حيث قد تتجاوز درجة الحرارة المحلية لهذه الأطعمة 150 درجة أثناء التسخين؛ ثالثاً، التحكم في وقت التسخين، ويوصى بأن لا تتجاوز كل جلسة تسخين 3-4 دقائق؛ أخيرًا، إذا تشوهت حاوية الطعام أو ظهرت لها رائحة بعد التسخين، توقف عن استخدامها على الفور.
ثالثا. تحليل أداء مقاومة درجات الحرارة لحاويات المواد الغذائية الورقية
3.1 حاويات المواد الغذائية الورقية النقية
حاويات المواد الغذائية الورقية النقية هي حاويات صديقة للبيئة مصنوعة بالكامل من الألياف الطبيعية، بدون أي طلاء بلاستيكي. تتميز هذه الحاويات بمزايا مثل الوزن الخفيف، وقابلية التحلل البيولوجي، والتكلفة المنخفضة، وتستخدم على نطاق واسع في المناطق التي تهتم بالبيئة مثل أوروبا والولايات المتحدة. ومع ذلك، فإن حاويات المواد الغذائية الورقية النقية لها عيوب كبيرة من حيث مقاومة درجات الحرارة.
المواد الخام الرئيسية لحاويات المواد الغذائية الورقية النقية هي -ورق كرافت من الدرجة الغذائية، أو الورق المقوى الأبيض، أو الورق المقوى من عجينة خشب الكبريتات المبيض، ويتم تصنيعه من خلال عمليات القطع والربط بالقالب-أو القطع والضغط بالقالب-. نظرًا لعدم وجود أي طلاء مقاوم للماء، فإن حاويات المواد الغذائية الورقية النقية تمتص الماء بسرعة عند ملامستها للسوائل، مما يؤدي إلى تليين هيكلها أو حتى تفككها. من حيث درجة الحرارة، نطاق مقاومة درجة الحرارة لحاويات المواد الغذائية الورقية النقية عادة ما يكون 0-60 درجة؛ تتجاوز 60 درجة قد يسبب تشوه.




في سيناريوهات التسخين بالميكروويف، تشكل حاويات المواد الغذائية الورقية النقية مخاطر خطيرة على السلامة. تتسبب الموجات الدقيقة في تبخر الماء الموجود في الورق بسرعة، مما يؤدي إلى هشاشة الورق وتشققه، وربما حتى التسبب في نشوب حريق. ولذلك، لا ينبغي على الإطلاق استخدام حاويات المواد الغذائية الورقية النقية لتسخين الميكروويف. حتى حفظ الطعام في درجات حرارة أعلى قليلاً (مثل الحساء الساخن فوق 60 درجة) قد يتسبب في تشوه الحاوية وتسربها.
كما أن أداء حاويات المواد الغذائية الورقية النقية يكون سيئًا في البيئات المبردة والمجمدة. عندما تكون درجة الحرارة أقل من 0 درجة، يتجمد الماء الموجود في الورق، مما يتسبب في أن تصبح الحاوية هشة وهشة. في البيئات التي تقل عن -10 درجة، قد تتشقق حاويات المواد الغذائية الورقية النقية وتفقد وظيفة التغليف الخاصة بها. علاوة على ذلك، تؤدي عمليات التجميد والذوبان المتكررة إلى تسريع تدمير ألياف الورق، مما يقلل بشكل كبير من قوة الحاوية.
ولذلك فإن استخدام حاويات المواد الغذائية الورقية النقية محدود إلى حد كبير، وهي مناسبة بشكل أساسي لحفظ الأطعمة الجافة في درجة حرارة الغرفة -مثل الكعك المطبوخ على البخار والخبز والبسكويت. بالنسبة للأطعمة التي تتطلب العزل أو التبريد، فمن الواضح أن حاويات المواد الغذائية الورقية النقية ليست خيارًا مثاليًا.




3.2 حاويات المواد الغذائية الورقية المطلية
لمعالجة مشكلة عدم كون حاويات المواد الغذائية الورقية النقية مقاومة للماء، ظهرت حاويات المواد الغذائية الورقية المطلية في السوق. يتميز هذا النوع من حاويات المواد الغذائية بطبقة مقاومة للماء على سطح المادة الأساسية الورقية، والتي تشتمل بشكل أساسي على نوعين: طلاء PE (البولي إيثيلين) وطلاء PLA (حمض البوليلاكتيك).
تعد حاويات المواد الغذائية الورقية المطلية بـ PE- حاليًا أكثر أنواع حاويات المواد الغذائية الورقية المطلية شيوعًا في السوق. يتمتع طلاء PE بخصائص جيدة ضد الماء-والزيت، مما يمنع تسرب السوائل بشكل فعال. نطاق مقاومة درجة الحرارة لطلاء PE عادة ما يكون 80-120 درجة، مع درجة حرارة محددة تعتمد على سمك وعملية الطلاء. في ظل ظروف الاستخدام العادية (درجة الحرارة أقل من 90 درجة)، تعمل حاويات المواد الغذائية المطلية بـ PE بشكل ثابت دون تغييرات كبيرة في الأداء.
ومع ذلك، فإن حاويات الطعام المطلية بالبولي إيثيلين -تشكل مخاطر معينة على السلامة عند درجات الحرارة المرتفعة. أظهرت الدراسات أنه عندما تتجاوز درجة الحرارة 100 درجة، قد يلين طلاء البولي إيثيلين ويذوب قليلاً، مما يؤدي إلى إطلاق كميات ضئيلة من الملدنات. عند 100 درجة، يزيد معدل انتقال الملدنات في طلاء PE بحوالي 10% مقارنة بـ 80 درجة. والأخطر من ذلك، أن طلاءات البولي إيثيلين تتشوه وتذوب أثناء التسخين بالميكروويف، وقد يلتصق البلاستيك المنصهر بالطعام، مما يشكل خطرًا على سلامة الغذاء.

في البيئات المبردة والمجمدة، يكون أداء حاويات الطعام المطلية بالبولي إيثيلين -جيدًا نسبيًا. تحافظ مادة البولي إيثيلين على درجة معينة من المرونة في درجات الحرارة المنخفضة وليست عرضة للهشاشة. يمكن استخدام حاويات المواد الغذائية المطلية بـ PE- في بيئات منخفضة تصل إلى -20 درجة دون حدوث تدهور كبير في الأداء. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه أثناء التجميد والذوبان المتكرر، قد ينفصل طلاء PE عن الورق، مما يؤثر على أداء مقاومة الماء للحاوية.
تعد حاويات الطعام الورقية المطلية بـ PLA- نوعًا جديدًا من حاويات الطعام المطلية الصديقة للبيئة. PLA (حمض البوليلاكتيك) عبارة عن مادة -قابلة للتحلل الحيوي مصنوعة من مواد خام طبيعية مثل نشا الذرة. مقاومة درجة الحرارة لطلاء PLA أقل قليلاً من مقاومة طلاء PE، عادة 60-90 درجة. في البيئات التي تزيد درجة حرارتها عن 60 درجة، قد يلين طلاء PLA، مما يؤثر على أداء الحاوية.
تكمن ميزة حاويات الطعام المطلية بـ PLA- في قابليتها الجيدة للتحلل الحيوي. في ظل ظروف التسميد، يمكن أن تتحلل حاويات الطعام المطلية بـ PLA- تمامًا خلال 3-6 أشهر، دون التسبب في تلوث البيئة. ومع ذلك، في الاستخدام العملي، فإن مقاومة درجات الحرارة لحاويات الطعام المطلية بـ PLA تحد من نطاق تطبيقها، مما يجعلها مناسبة في المقام الأول لحفظ الطعام في درجات حرارة لا تتجاوز 80 درجة.

رابعا. تحليل أداء مقاومة درجات الحرارة لحاويات المواد الغذائية الرغوية
4.1 حاويات المواد الغذائية المصنوعة من رغوة البوليسترين EPS
يعد EPS (البوليسترين الموسع) المادة الأكثر شيوعًا لحاويات المواد الغذائية الرغوية، حيث يتمتع بمزايا مثل الوزن الخفيف والعزل الحراري الجيد وأداء التوسيد الجيد والتكلفة المنخفضة. لقد تم استخدام حاويات EPS على نطاق واسع في صناعات الوجبات الجاهزة والوجبات السريعة-على مدار العقود القليلة الماضية، ولكنها تعاني من عيوب خطيرة فيما يتعلق بمقاومة درجات الحرارة.
يحدد التركيب الجزيئي لرغوة EPS ضعف مقاومتها للحرارة. يتم تصنيع EPS من حبات البوليسترين من خلال الرغوة، والتي تحتوي على عدد كبير من فقاعات الهواء المغلقة، مع محتوى هواء يصل إلى 98%. في حين أن هذا الهيكل المسامي يمنح EPS خصائص عزل حراري ممتازة، فإنه يجعله أيضًا عرضة للتشوه عند درجات الحرارة العالية. الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل لرغوة EPS هي 85 درجة فقط، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية من 95 إلى 110 درجة لفترة قصيرة دون إجهاد.
في سيناريوهات التسخين بالموجات الدقيقة، تظهر حاويات EPS مقاومة حرارية سيئة للغاية. عندما تصل درجة الحرارة إلى 75 درجة، تبدأ حاوية EPS في التليين؛ عند 80 درجة، فإنه يتشوه بشكل ملحوظ؛ وعند درجة 90 قد يحدث ليونة شديدة وانهيار. والأخطر من ذلك هو أن EPS يطلق كمية كبيرة من مونومر الستايرين عند درجات حرارة عالية. أظهرت الدراسات أنه عندما تتجاوز درجة الحرارة 65 درجة، تطلق حاويات EPS مواد ضارة مثل الألكانات ذات السلسلة الطويلة؛ عندما تصل درجة الحرارة إلى 75 درجة، يزداد إطلاق مونومر الستايرين بشكل ملحوظ. تم تصنيف الستايرين على أنه مادة مسرطنة محتملة من المجموعة 2ب بواسطة الوكالة الدولية لأبحاث السرطان، وقد يؤدي تناوله على المدى الطويل-إلى تلف الكبد والجهاز العصبي.
تنعكس المقاومة الحرارية الضعيفة لحاويات EPS أيضًا في حساسيتها للتغيرات في درجات الحرارة. حتى عند احتواء الطعام في درجات حرارة أعلى قليلاً (مثل الحساء الساخن عند 70 درجة)، قد تتشوه حاويات EPS، مما يؤدي إلى التسرب. في الاستخدام العملي، تكون حاويات EPS مناسبة فقط للأغذية التي تكون درجة حرارتها أقل من 60 درجة.
في البيئات المبردة والمجمدة، تعمل حاويات EPS بشكل جيد نسبيًا. تبلغ درجة حرارة التزجج لـ EPS 80-105 درجة، ولا تحدث تغيرات فيزيائية ملحوظة عند درجات الحرارة المنخفضة. يمكن استخدام حاويات EPS بشكل طبيعي في بيئات تتراوح من -30 درجة إلى 0 درجة دون أن تتشقق أو تصبح هشة للغاية. هذا الأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة يجعل حاويات الطعام EPS مناسبة بشكل خاص لحفظ المشروبات الباردة والأطعمة المبردة.


ومع ذلك، تواجه حاويات الطعام المصنوعة من البوليسترين أيضًا بعض المشكلات في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة. أولاً، يتميز EPS بموصلية حرارية منخفضة، مما قد يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ لدرجة حرارة الطعام بالداخل في بيئة مبردة. ثانيًا، مادة EPS هشة نسبيًا وتنكسر بسهولة عند تعرضها لتأثير خارجي. خاصة في البيئات التي تقل عن -20 درجة، تزداد هشاشة حاويات المواد الغذائية EPS، مما يتطلب المزيد من الحذر أثناء التعامل والاستخدام.
4.2 حاويات المواد الغذائية المصنوعة من رغوة البولي بروبيلين EPP
يعد EPP (البولي بروبيلين الموسع) نوعًا جديدًا من المواد الرغوية التي بدأ استخدامها مؤخرًا في -سوق حاويات المواد الغذائية الراقية. تتميز حاويات الطعام EPP بمقاومة ممتازة لدرجة الحرارة وخصائص بيئية، وتعتبر بديلاً مثاليًا لحاويات الطعام EPS.
يشبه التركيب الجزيئي لـ EPP هيكل EPS، ولكن نظرًا لاستخدام مادة البولي بروبيلين كمواد خام، فقد تحسن أدائه بشكل ملحوظ. يتمتع EPP بمقاومة جيدة للحرارة، مع نطاق درجة حرارة العمل عادة من -40 درجة إلى 130 درجة. عند درجة حرارة عالية تبلغ 130 درجة، لا يزال بإمكان EPP الحفاظ على الاستقرار الهيكلي دون تشوه كبير. تسمح هذه المقاومة الممتازة للحرارة باستخدام حاويات الطعام EPP مباشرة للطعام الساخن وحتى تسخينها في فرن الميكروويف.
كما أن أداء درجات الحرارة المنخفضة-لحاويات المواد الغذائية EPP رائع أيضًا. في بيئات درجة الحرارة المنخفضة للغاية-التي تصل إلى -40 درجة، لا يزال بإمكان EPP الحفاظ على صلابة ومرونة جيدة دون حدوث كسر هش. هذا الأداء الممتاز لدرجات الحرارة المنخفضة-يجعل حاويات الطعام EPP مناسبة للاستخدام على المدى الطويل-في بيئات التجميد العميق، خاصة لتغليف المواد الغذائية في لوجستيات سلسلة التبريد.
ميزة أخرى لحاويات الطعام EPP هي مقاومتها الممتازة للضغط. حتى تحت ضغط كبير، يمكن لحاويات الطعام EPP أن تعود بسرعة إلى شكلها الأصلي دون تشوه دائم. تسمح هذه الخاصية لحاويات الطعام EPP بحماية الطعام بشكل أفضل أثناء النقل والتخزين.
من حيث السلامة، لا تحتوي مادة EPP على مواد ضارة ولن تطلق مواد سامة في ظل ظروف الاستخدام العادية. EPP عبارة عن مادة قابلة لإعادة التدوير ويمكن إعادة معالجتها وإعادة استخدامها بعد انتهاء فترة الخدمة، مما يلبي متطلبات حماية البيئة.
ومع ذلك، فإن حاويات الطعام EPP لها أيضًا بعض العيوب. أولا، التكلفة أعلى؛ تكلفة إنتاج EPP هي 3-5 أضعاف تكلفة إنتاج EPS، مما يحد من ترويجها في السوق الشامل. ثانيًا، تكون صعوبة المعالجة أكبر، نظرًا لأن رغوة EPP تتطلب عملية أكثر تعقيدًا وتتطلب معدات وتكنولوجيا خاصة.

4.3 التحليل المقارن لمقاومة درجات الحرارة في عبوات المواد الغذائية الرغوية
لمقارنة أداء مقاومة درجات الحرارة لمختلف مواد حاويات المواد الغذائية الرغوية بشكل أكثر وضوحًا، قمنا بإنشاء جدول المقارنة التالي:
| نوع المادة | درجة حرارة التشغيل القصوى | ملاءمة التدفئة بالميكروويف | الحد الأدنى من مقاومة درجات الحرارة | الخصائص الرئيسية | السيناريوهات القابلة للتطبيق |
| رغوة البوليسترين EPS | 85 درجة (المدى القصير-95-110 درجة ) | غير قابلة للاستخدام في الميكروويف | -30 درجة | منخفضة التكلفة، سهلة التشوه، تطلق الستايرين | المشروبات الباردة، والطعام بدرجة حرارة الغرفة |
| رغوة البولي بروبيلين EPP | 130 درجة | يمكن استخدامه في الميكروويف | -40 درجة | مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، وصديقة للبيئة | الطعام الساخن، الطعام البارد |
كما يتبين من الجدول، هناك اختلافات كبيرة بين EPS وEPP من حيث مقاومة درجات الحرارة. نظرًا لضعف مقاومتها للحرارة والمخاوف المتعلقة بالسلامة، يتم التخلص التدريجي من حاويات المواد الغذائية EPS من السوق. أصبحت حاويات المواد الغذائية EPP، بمقاومتها الممتازة لدرجة الحرارة وخصائصها الصديقة للبيئة، هي المفضلة الجديدة في السوق-الراقي.
في الاستخدام الفعلي، يتأثر أداء مقاومة درجات الحرارة لحاويات المواد الغذائية الرغوية أيضًا بالعوامل التالية:
سمك الجدار: يؤثر سمك جدار حاوية الطعام الرغوية بشكل مباشر على مقاومتها لدرجة الحرارة. من غير المرجح أن تتشوه الحاويات السميكة عند درجات الحرارة المرتفعة، ولكن هذا يؤدي أيضًا إلى زيادة التكاليف.

الكثافة: كلما زادت كثافة الرغوة، كانت قوتها ومقاومتها للحرارة أفضل. يتمتع EPS عالي الكثافة- (الكثافة > 30 كجم/م³) بمقاومة للحرارة أفضل بنسبة 20% تقريبًا من EPS العادي (الكثافة 15-20 كجم/م³).
بيئة الاستخدام: في الاستخدام الفعلي، يتأثر أداء مقاومة درجات الحرارة لحاويات المواد الغذائية الرغوية أيضًا ببيئة الاستخدام. على سبيل المثال، في المناطق ذات الارتفاعات العالية، بسبب انخفاض ضغط الهواء، ستنخفض المقاومة الحرارية لحاويات المواد الغذائية الرغوية. بناءً على التحليل أعلاه، نقدم التوصيات التالية لاستخدام عبوات المواد الغذائية الرغوية:
حاويات EPS: مخصصة فقط للأطعمة التي تقل درجة حرارتها عن 60 درجة، ويمنع تمامًا تسخينها بالميكروويف، ومناسبة للاستخدام على المدى القصير-في البيئات المبردة.
حاويات EPP: مناسبة للأطعمة الساخنة التي تقل درجة حرارتها عن 100 درجة، وبعض المنتجات آمنة للاستخدام في الميكروويف-، ومناسبة لبيئات درجات الحرارة المختلفة.
التوصية: إذا كانت الميزانية تسمح بذلك، فإننا نوصي باختيار حاويات EPP؛ إذا اخترت حاويات EPS، تأكد من الانتباه إلى التحكم في درجة الحرارة.
تذكير للسلامة: بغض النظر عن نوع حاوية الرغوة، تجنب استخدامها مع الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون-، حيث يمكن للدهون تسريع إطلاق المواد الضارة.




V. ملخص أداء تحمل درجة الحرارة وتقييم المخاطر
5.1 ملخص حدود تحمل درجات الحرارة للمواد الغذائية المختلفة
بناءً على تحليل مفصل لثلاثة أنواع رئيسية من مواد حاويات المواد الغذائية: البلاستيك والورق والرغوة، يمكننا تلخيص حدود تحمل درجة الحرارة لحاويات المواد الغذائية المختلفة في سيناريوهات التسخين والتبريد/التجميد بالميكروويف:

جدول ملخص لحدود درجة الحرارة المسموح بها لصناديق الذهاب إلى المطاعم.-
| نوع المادة | درجة الحرارة القصوى لتسخين الميكروويف | نطاق درجة حرارة الاستخدام الآمن | الحد الأدنى لدرجة الحرارة للتبريد/التجميد | نقاط درجة حرارة المخاطر الرئيسية |
| مادة البولي بروبيلين (PP) | 120-140 درجة | -18 درجة إلى 120 درجة | -40 درجة | تليين فوق 120 درجة |
| البوليسترين (بس) | غير مستحسن | 0 درجة إلى 70 درجة | -30 درجة | إطلاق الستايرين فوق 60 درجة |
| البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) | غير مستحسن | -20 درجة إلى 60 درجة | -50 درجة | تليين فوق 60 درجة |
| -بولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) | غير مستحسن | -20 درجة إلى 90 درجة | -40 درجة | تشوه فوق 90 درجة |
| بولي إيثيلين منخفض الكثافة -(LDPE) | غير مستحسن | -20 درجة إلى 110 درجة | -40 درجة | يذوب بسهولة في الميكروويف |
جدول ملخص لحدود تحمل درجات الحرارة لحاويات المواد الغذائية الورقية
| نوع المادة | درجة الحرارة القصوى لتسخين الميكروويف | نطاق درجة حرارة الاستخدام الآمن | الحد الأدنى لدرجة الحرارة للتبريد/التجميد | نقاط درجة حرارة المخاطر الرئيسية |
| حاويات المواد الغذائية الورقية النقية | لا ينصح به (يشتعل بسهولة) | 0 درجة إلى 60 درجة | -5 درجة | تشوه فوق 60 درجة |
| حاويات المواد الغذائية الورقية المغلفة بـ PE | غير مستحسن (يذوب PE) | 0 درجة إلى 90 درجة | -20 درجة | طلاء يذوب فوق 100 درجة |
| حاويات المواد الغذائية الورقية المطلية بـ PLA | غير مستحسن | 0 درجة إلى 80 درجة | -10 درجة | طلاء ينعم فوق 80 درجة |
جدول ملخص لحدود تحمل درجات الحرارة لحاويات المواد الغذائية الرغوية
| نوع المادة | درجة الحرارة القصوى لتسخين الميكروويف | نطاق درجة حرارة الاستخدام الآمن | الحد الأدنى لدرجة الحرارة للتبريد/التجميد | نقاط درجة حرارة المخاطر الرئيسية |
| رغوة البوليسترين EPS | غير مستحسن | 0 درجة إلى 60 درجة | -30 درجة | إطلاق المواد الضارة فوق 65 درجة |
| رغوة البولي بروبيلين EPP | 120 درجة | -40 درجة إلى 130 درجة | -40 درجة | تشوه طفيف فوق 130 درجة |





كما يتبين من الجدول الموجز، هناك اختلافات كبيرة في أداء مقاومة درجات الحرارة للمواد المختلفة المستخدمة في حاويات المواد الغذائية. تعمل مادة البولي بروبيلين بشكل أفضل وهي المادة الآمنة الوحيدة لتسخين الميكروويف؛ تتمتع مواد PS وPET بمقاومة ضعيفة للحرارة وتشكل مخاطر على السلامة؛ حاويات المواد الغذائية الورقية ورغوة EPS ليست مناسبة لتسخين الميكروويف.
من خلال تحليل شامل لأداء المطاعم العادية-لتجهيز المواد في بيئات ذات درجات حرارة مختلفة، توصلت هذه الدراسة إلى النتائج الرئيسية التالية:
- اختلافات كبيرة في أداء مقاومة درجات الحرارة:المواد المختلفة المستخدمة في حاويات المواد الغذائية لديها اختلافات كبيرة في أداء مقاومة درجات الحرارة. تعمل مادة البولي بروبيلين (PP) بشكل أفضل، فهي قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية التي تصل إلى 120-140 درجة، وهي المادة البلاستيكية الوحيدة التي يمكن استخدامها بأمان لتسخين الميكروويف. تتميز المواد مثل البوليسترين (PS) والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) بمقاومة ضعيفة للحرارة ويمكن أن تشوه أو تطلق مواد ضارة عند درجة حرارة 60-80 درجة. حاويات المواد الغذائية الورقية ورغوة EPS ليست مناسبة لتسخين الميكروويف.
- تمايز كبير في أداء درجات الحرارة المنخفضة-:في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة-، تعمل المواد مثل PP وHDPE بشكل جيد ويمكن استخدامها بشكل طبيعي في بيئات منخفضة تصل إلى -40 درجة . ومع ذلك، فإن المواد مثل PS وPET قد تصبح هشة وتتشقق تحت -20 درجة. تتمتع حاويات المواد الغذائية الورقية النقية بأسوأ أداء في درجات الحرارة المنخفضة وقد تتشقق أقل من -5 درجة.