Migration Risk در بسته‌بندی مواد غذایی؛ مهاجرت مولکولی روانکار از سطح تا محصول

Migration Risk در بسته‌بندی مواد غذایی چیست؟

Migration Risk به ریسک مهاجرت مولکول‌ها از مواد و سطوح در تماس با ماده غذایی به داخل محصول گفته می‌شود. در خطوط بسته‌بندی، یکی از مهم‌ترین منابع این مهاجرت، روانکارها هستند؛ از روغن‌ها و گریس‌های ماشین‌آلات گرفته تا روغن‌های زنجیر کوره و حتی ردپای روغنی ناشی از جوهر چاپ و کوتینگ‌ها. کلیدواژهٔ کانونی این مقاله «Migration Risk در بسته‌بندی مواد غذایی» است و تمرکز ما روی مهاجرت مولکولی روانکار از سطح تا محصول است.

مهاجرت می‌تواند به‌صورت تماس مستقیم (چکه یا پاشش روی محصول)، انتقال غیرمستقیم (از طریق فیلم بسته‌بندی، اینک‌ها و کوتینگ‌ها)، یا انتقال فازی (تبخیر و میعان بخارات روغنی در تونل‌های داغ) رخ دهد. پیامدها شامل ریسک‌های ایمنی، تغییر طعم/بو، و مغایرت با قوانین است. برای واحدهای ایرانی تولید لبنیات، اسنک و بیسکویت، کنترل Migration نه‌تنها الزام قانونی و صادراتی است، بلکه ابزار حفاظت از برند و کاهش ضایعات محسوب می‌شود.

اصل طلایی: اگر تماس با غذا محتمل است، روانکار باید Food Grade (NSF H1) باشد و مصرف آن مستندسازی و پایش شود.

مسیرهای مهاجرت مولکولی روانکار در خطوط بسته‌بندی

برای تحلیل Migration باید مسیرهای ورود مولکول‌های روانکار به محصول را روی نقشهٔ خط تولید شناسایی کنیم. این مسیرها بسته به طراحی ماشین، نوع بسته‌بندی و شرایط فرآیندی متفاوت‌اند و می‌توانند هم‌زمان رخ دهند:

• تماس مستقیم: چکهٔ روغن از یاتاقان/گیربکس بالاسر محصول، روانکاری بیش‌ازحد، یا گریس‌کاری نامنظم لبهٔ گایدها و سیل‌ها.

• مه‌روغن و آئروسل: پاشش میکروسکوپی ناشی از زنجیرهای پرسرعت یا نازل‌های اسپری؛ ذرات می‌توانند روی فیلم یا محصول بنشینند.

• مهاجرت فازی (تبخیر/میعان): در کوره‌ها و تونل‌های شرینک، اجزای فرّار روغن‌های زنجیر تبخیر و روی فیلم سردتر میعان می‌کنند.

• انتقال از فیلم بسته‌بندی: مولکول‌های کم‌وزن از چاپ روی رول یا کوتینگ‌ها از طریق «ست‌آف» به لایهٔ درونی یا از طریق نفوذ بین‌لایه‌ای جابه‌جا می‌شوند.

• نقاط تماس مکانیکی: سیل‌های حرارتی، رولرها، گایدها و چاقوهای برش که به‌طور دوره‌ای با گریس/روغن تماس دارند.

در بسته‌بندی اسنک‌های روغنی، فیلم‌های چندلایه و تماس با چربی ریسک جذب و آزادسازی مولکول‌های روغنی را بالا می‌برد. در لبنیات، رطوبت و چربی هم‌زمان حضور دارند و انتخاب شبیه‌ساز تست و طراحی سیل حیاتی است.

انواع روانکار در ماشین‌آلات بسته‌بندی و ریسک‌های آن

H1 و H2؛ روغن‌ها و گریس‌ها

– H1: روانکار Food Grade برای تماس اتفاقی با غذا. این دسته با الزامات NSF H1 و ISO 21469 مطابقت دارد و ترکیبات آن برای کاهش ریسک مهاجرت انتخاب می‌شوند (مانند روغن‌های سفید تصفیه‌شده، PAO، POE و PFPE با افزودنی‌های تاییدشده). در خطوطی که احتمال تماس وجود دارد، باید از H1 استفاده شود.

– H2: برای تجهیزات عمومی بدون احتمال تماس. استفاده از H2 در بالای ناحیهٔ باز محصول یا نزدیک فیلم/دهانهٔ پرکن، ریسک مهاجرت غیرقابل‌قبول ایجاد می‌کند و باید اجتناب شود.

روغن زنجیر کوره و نوارنقاله

زنجیرهای تونل‌های حرارتی، خشک‌کن‌ها و کوره‌های پخت بیسکویت/اسنک در دماهای بالا کار می‌کنند. روغن‌های مخصوص زنجیر با پایهٔ سنتتیک (مانند POE یا PFPE) برای پایداری حرارتی و کمینه‌شدن تبخیر فرموله می‌شوند. شاخص‌هایی مانند Noack، دمای فلش و تمایل به کک‌شدن تعیین‌کنندهٔ ریسک مهاجرت فازی هستند. انتخاب نسخه‌های H1 دما‌بالا برای نواحی نزدیک به محصول پیشنهاد می‌شود.

گریس‌ها و نقاط تماس

گریس‌های آلومینیوم کمپلکس یا کلسیم سولفونات H1 در یاتاقان‌های نزدیک به مسیر محصول و در سیل‌های چرخان کاربرد دارند. ریسک اصلی، رانش گریس یا شستشو و بازپخش آن به سمت فیلم و محصول است. تمیزی، دوز دقیق و طراحی شیلد/سینی چکه از کنترل‌های کلیدی‌اند.

منابع جانبی

کمپرسور هوای ابزار و پنوماتیک اگر روغن‌زن داشته باشد می‌تواند ذرات روغنی را به داخل محفظهٔ بسته‌بندی هدایت کند. انتخاب روغن کمپرسور H1 و فیلتراسیون مناسب در نقاط مصرف هوای فشرده توصیه می‌شود.

استانداردها و الزامات قانونی Migration

چارچوب‌های رایج که بسیاری از تولیدکنندگان و صادرکنندگان ایرانی به آن‌ها ارجاع می‌دهند شامل موارد زیر است:

• Regulation (EU) No 10/2011 برای پلاستیک‌های در تماس با غذا: حد مجاز کل مهاجرت (OML) معمولاً 10 mg/dm² یا 60 mg/kg غذا. مهاجرت ویژه (SML) برای برخی مواد بر اساس لیست‌های ضمیمه تعیین می‌شود.

• Regulation (EC) No 1935/2004: مواد در تماس با غذا باید بی‌خطر بوده و کیفیت غذایی را تغییر ندهند.

• FDA 21 CFR 178.3570 (برای بازار آمریکا): تعریف روانکارهای با تماس اتفاقی با غذا.

• NSF H1/H2 و ISO 21469: دسته‌بندی، بهداشت تولید روانکار و حسابرسی ترکیبات مجاز.

• روش‌های آزمون مهاجرت: استفاده از شبیه‌سازهای آبی (مانند 10% اتانول)، اسیدی (3% اسیداستیک) و چرب (روغن گیاهی یا D2) با شرایط زمان/دما طبق استانداردهای خانوادهٔ EN 1186 برای پلاستیک‌ها.

نکتهٔ عملی: برای محصولات لبنی پرچرب و اسنک‌های سرخ‌شده، شبیه‌ساز چرب (D2) غالباً نمایندهٔ بدترین‌حالت است. برای نوشیدنی‌های آبی یا لبنیات کم‌چرب، اتانول 10% یا 20% و برای ترشیجات/سس‌ها اسیداستیک 3% متداول است. معیار پذیرش معمولاً براساس OML/SML یا الزامات مشتری/بازار هدف تنظیم می‌شود.

طراحی برنامهٔ کنترل Migration در واحد لبنیات و اسنک

یک برنامهٔ موثر باید در چارچوب HACCP و GMP تدوین شود و همزمان ایمنی، کیفیت حسی و انطباق قانونی را پوشش دهد. گام‌های پیشنهادی برای کارخانه‌های ایرانی:

1. ترسیم نقشهٔ روانکاری: فهرست تمام نقاط روانکاری، نوع روانکار، محل نسبی نسبت به محصول و احتمال تماس. هر نقطه با H1/H2 برچسب‌گذاری شود.

2. انتخاب روانکار: برای هر نقطه با ریسک تماس، گزینهٔ H1 یا حتی 3H (در صورت نیاز تماس مستقیم) انتخاب شود. برای زنجیرهای کوره نزدیک محصول، روغن H1 با تبخیر پایین و پایداری حرارتی بالا ترجیح دارد.

3. کنترل‌های مهندسی: نصب سینی چکه، شیلد، هدایت جریان هوا، تنظیم زاویهٔ نازل‌ها، و استفاده از سیل‌های مقاوم. تنظیم دوز روانکار و فاصلهٔ زمانی سرویس با هدف حذف روانکاری بیش‌ازحد.

4. پایش آزمایشگاهی: تعریف ماتریس آزمون با شبیه‌سازهای آبی/چرب/اسیدی متناسب با سبد محصول. نمونه‌برداری از فیلم، بسته نهایی و سوآب سطوح نزدیک محصول. تناوب پیشنهادی: فصلی یا پس از تغییر روانکار/ماشین/فیلم.

5. مستندسازی و آموزش: SOPهای روانکاری، ثبت مصرف، بازرسی بصری چکه/مه‌روغن، و آموزش اپراتورها برای تمیزکاری و دوز صحیح.

6. همکاری با تامین‌کننده: با مشارکت تامین‌کننده‌ای مثل «موتورازین»، انتخاب فرمول کم‌ریسک‌تر، نمونهٔ آزمایشی و پایش دوره‌ای ساده‌تر می‌شود.

نمونهٔ عملی: در یک واحد لبنیات، نقاط پرخطر شامل سیل حرارتی، رولرهای تماس با فیلم و کمپرسور هوای بسته‌بندی است. شبیه‌سازها: آبی/چرب. در کارخانهٔ اسنک، تمرکز بر زنجیر کوره/تونل شرینک و چاپ فیلم است؛ شبیه‌ساز چرب و ارزیابی بو/طعم پس از نگهداری تسریع‌شده ضروری است.

عوامل کلیدی موثر بر Migration و اهمیت آن‌ها

در طراحی خطوط مدرن، مهار Migration یک هدف طراحی است نه صرفاً بازرسی پایانی. انتخاب پلیمر بسته‌بندی، کنترل زمان/دما و مهندسی سیل‌ها به اندازهٔ انتخاب نوع روانکار اهمیت دارد. هرچه پلیمر قطبی‌تر و دمای تماس طولانی‌تر باشد، احتمال نفوذ و تبادل مولکولی افزایش می‌یابد. در عین حال، فرمول روانکار با وزن مولکولی بالاتر و فرّاریت کمتر، پایهٔ امن‌تری ایجاد می‌کند.

جدول زیر، عوامل اثرگذار، نحوهٔ تاثیر و راهکارهای کنترلی پیشنهادی را خلاصه می‌کند.

نکات کلیدی و چک‌لیست عملی برای QC و R&D

این چک‌لیست به تیم‌های کنترل کیفیت و R&D کمک می‌کند تا با همکاری تامین‌کننده‌ای مانند موتورازین، استراتژی کم‌ریسک‌تر انتخاب و پایش مهاجرت را نهادینه کنند.

• مستندات تامین‌کننده: گواهی NSF H1/ISO 21469، TDS/SDS، دادهٔ تبخیر، سازگاری مواد، گواهی عدم وجود مواد ممنوعه.

• نقشهٔ روانکاری خط: لیست نقاط ریسکی و جایگزینی H1 بجای H2 در مجاورت محصول. تعریف «مناطق قرمز» بالای مسیر باز غذا.

• معیار پذیرش: حدود OML/SML مطابق مقررات مقصد فروش. تعریف حد هشدار داخلی پایین‌تر از حد قانونی.

• برنامهٔ آزمون: انتخاب شبیه‌سازها (آبی/چرب/اسیدی)، شرایط بدترین‌حالت، تناوب فصلی یا پس از هر تغییر مهم.

• کنترل فرایندی: دوزینگ دقیق روانکار، تمیزکاری پس از سرویس، بازرسی چکه/مه‌روغن، کنترل هوای فشرده و فیلترها.

• ابزار تحلیلی: GC-MS/TGA برای ردیابی اجزای فرّار، سوآب سطوح نزدیک به سیل/گاید، آنالیز بو/طعم شتاب‌داده.

• آموزش و فرهنگ: آموزش اپراتورها دربارهٔ «کم=بهتر» در دوز، گزارش‌دهی سریع نشت و ثبت دیجیتال سرویس‌ها.

• همکاری با موتورازین: انتخاب روغن زنجیر H1 دما‌بالا، گریس H1 مناسب سیل‌ها، روغن کمپرسور H1 و برنامهٔ پایش آنالیتیک دوره‌ای.

جمع‌بندی

Migration Risk در بسته‌بندی مواد غذایی، حاصل برهم‌کنش بین طراحی ماشین، پلیمر بسته‌بندی، شرایط فرآیندی و شیمی روانکار است. کنترل موثر یعنی حرکت از واکنش به پیشگیری: انتخاب H1 با فرّاریت کم، مهندسی سیل‌ها و گایدها، مدیریت هوای فشرده، و آزمون‌های شبیه‌سازی برنامه‌مند. برای واحدهای لبنی و اسنک در ایران، هم‌راستایی با چارچوب‌هایی مانند EU 10/2011 و استفاده از شبیه‌سازهای آبی/چرب/اسیدی، راهی عملی برای حفظ کیفیت، ایمنی و اعتبار برند است. همکاری با تامین‌کننده‌ای متخصص مانند موتورازین، فرآیند انتخاب و پایش را ساده‌تر و مطمئن‌تر می‌کند و هزینه‌های ناشی از ریجکت و برگشت محصول را کاهش می‌دهد.

پرسش‌های متداول

آیا استفاده از روانکار H1 به معنی صفر شدن مهاجرت است؟

خیر. H1 یعنی ترکیبات برای تماس اتفاقی با غذا ارزیابی شده‌اند و نسبت به گزینه‌های صنعتی عمومی ریسک کمتری دارند، اما صفر نیستند. دوزینگ صحیح، تمیزکاری پس از سرویس، و کنترل‌های مهندسی (سینی چکه، شیلد، سیل سالم) همچنان ضروری است. همچنین شرایط دما/زمان و نوع فیلم بسته‌بندی می‌تواند مهاجرت را افزایش دهد؛ بنابراین آزمون شبیه‌سازی دوره‌ای توصیه می‌شود.

تفاوت OML و SML چیست و چرا اهمیت دارد؟

OML حد کل مهاجرت همهٔ مواد از بسته‌بندی به غذا است (مثلاً 10 mg/dm²). SML حد ویژهٔ مهاجرت برای یک مادهٔ مشخص است که ممکن است بسیار پایین‌تر باشد. رعایت OML تضمین کافی نیست اگر SML یک جزء خاص (مثلاً یک افزودنی) نقض شود. در طراحی برنامهٔ آزمون، هر دو شاخص و نیز شرایط بدترین‌حالت باید لحاظ شود.

برای روغن زنجیر کوره با دمای بالا چگونه ریسک مهاجرت را کم کنیم؟

انتخاب روغن H1 دما‌بالا با تبخیر کم (Noack پایین)، پایداری اکسیداسیون مناسب و حداقل باقیماندهٔ کربنی اولین قدم است. سپس پروفایل دمایی کوره را بهینه و مسیر میعان بخارات را با شیلد/هدایت هوا کنترل کنید. دوزینگ دقیق، فاصلهٔ سرویس مناسب و بازرسی دوره‌ای برای چکه/کک نیز ضروری‌اند. آزمون مهاجرت با شبیه‌ساز چرب، نمایندهٔ بدترین‌حالت برای اسنک‌هاست.

آیا باید همهٔ تجهیزات را به PFPE ارتقا دهیم؟

الزامی نیست. PFPEها مزایای دما‌بالا و فرّاریت پایین دارند، اما هزینهٔ بیشتری دارند. در بسیاری از نقاط، روغن‌های H1 بر پایهٔ POE/PAO با تبخیر کنترل‌شده کافی‌اند. تصمیم باید مبتنی بر تحلیل ریسک نقطه‌به‌نقطه، نزدیکی به محصول، دمای عملیاتی و نتایج آزمون مهاجرت باشد. ترکیب بهینهٔ فنی-اقتصادی را با کمک تامین‌کنندهٔ متخصص انتخاب کنید.

هر چند وقت یک‌بار تست Migration انجام دهیم؟

برای خطوط پایدار، تناوب فصلی (هر سه ماه) یا حداقل دو بار در سال توصیه می‌شود. هر تغییر مهم مانند تعویض روانکار، تغییر فیلم/ساختار چاپ، اصلاحات مکانیکی یا تغییر پروفایل حرارتی، نیازمند آزمون مجدد در شرایط بدترین‌حالت است. نگهداری سوابق، تعریف حدود هشدار داخلی و مقایسه روندها به تصمیم‌گیری سریع کمک می‌کند.