食品包装通常由可回收的材料组成，例如报纸或塑料，其中可能包含残留的矿物油油墨。从回收材料中剩下的这些潜在危险物质的痕迹可以从包装迁移到储存的食物。为此，一个研究团队开发了一个数值模型来分析各种包装情况的矿物油烃的迁移模式。与实验研究相比，他们的方法为优化食品安全提供了一种更有效，更具成本效益的方式。
食品包装的重要性
沿着杂货店的任何过道走，您会发现多种用于食品的包装类型。尽管这些包裹通常为消费者提供重要的营养信息，但它们的更大目的是保护和保留内部存储的食物的质量。限制暴露于温度，阳光和细菌等风险，并防止损失和溢出，可以帮助延长食物的保质期，同时确保其整体安全性和完整性。
不同类型的食物以不同的方式包装，以保护和保护。左：鸡蛋。Alisha Vargas的图像。获得许可CC由2.0， 通过Flickr Creative Commons。右：装满草莓的塑料纸箱。图乔迪的图像。获得许可CC由2.0， 通过Flickr Creative Commons。
为了促进更大的可持续性，当今许多食品包装都是用回收材料创建的。这种方法有助于食品行业有助于全球寻求降低能源使用，减少浪费和防止污染。但是，用于此目的的一些回收塑料，纸和纸板可以包含饱和（MOSHS）和芳香族（MOAHS）的矿物油碳氢化合物（MOHS），因为它们用于将信息打印到此类产品上的工业墨水中。乐动体育app无法登录这是引起人们关注的原因，因为这些物质欧洲食品安全局被认为构成潜在的人类健康风险，可以从包装的再生材料迁移到产品。
一些用于食品包装的再生材料，例如报纸，可能包含矿物油碳氢化合物的痕迹。图片由Waferboard。获得许可CC由2.0， 通过Flickr Creative Commons。
通过实验方法，了解食品包装中矿物油碳氢化合物的迁移动力学可能会很耗时且昂贵。寻找更有效的替代方案，慕尼黑技术大学的研究人员开发了一种数字模型，以描述各种包装情况的过程。他们的模拟工作为我们限制食物接触此类物质的方式提供了宝贵的见解。
建模食品包装中矿物油烃的迁移模式
为了设计自己的模型，研究团队使用了Livelink™为了MATLAB®，是ComsolMultiphysics®软件的附加接口产品。这使他们能够通过仅修改MATLAB®代码中的一些参数来轻松定义不同的包装情况。这些参数包括：
- 包装层的数量
- 包装材料
- 包装厚度
- 矿物油烃物质的数量
- 物质名称
- 初始物质浓度
对于他们的分析，研究人员模拟了MOSH/MOAH组件通过塑料包装材料的迁移。由于与存储的食物相比，食物包装通常非常薄，因此被视为一个1D问题，中心周围的食物是对称的。矿物油烃物质通过包装材料的迁移由菲克的扩散定律通过稀释物种的运输界面。请注意，研究人员在这项研究中没有说明物质损失。
以下图代表了在等温存储后厚1毫米的单层包装的时间相关浓度曲线。在这种情况下，包装内有扩散性，并且大部分物质（MOSH/MOAH组件的混合物）从包装到食物迁移。
图描绘了单层包装的浓度曲线。C. Kirse，F。Edel和H. Briesen的图像，从他们的乐动滚球app下载Comsol会议2016慕尼黑海报。
以下图显示了随着其摩尔质量迁移到食物中的物质量。结果表明，分子量较高的物质的迁移模式较慢。这可以归因于以下事实：这些物质具有较低的扩散系数。
图描述了物质量作为其摩尔质量的函数。C. Kirse，F。Edel和H. Briesen的图像，从他们的乐动滚球app下载Comsol会议2016慕尼黑海报。
虽然上面突出显示了等温存储的示例，但该模型也可用于描述通过逐步和分析功能存储期间发生的温度变化。包括吸附层和将物质蒸发到周围环境中也是一种选择。
展望未来，研究人员计划在多孔网络中建模扩散，例如在纸包装中，因为Fick的扩散定律只能充分描述在某些情况下这些系统中的扩散。他们还计划利用测量迁移的实验结果来估算其模拟研究的参数。这将使他们能够建模更现实的食品包装设计，从而为进一步的食品安全铺平道路。
了解有关使用模拟来提高食品安全的更多信息
- 阅读完整的纸”Mosh/Moah通过多层包装迁移到食物”看看会议海报
- 探索Comsol多物理学在改善食品安全方面的进一步应用：
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