कॉटन स्ट्रॉ पैकेजिंग: प्लास्टिक वेस्ट और फूड वेस्ट को घटाने का समाधान

रिसर्चर्स ने खेती के कचरे से बना एक नया फ़ूड-पैकेजिंग मटीरियल बनाया है जो खाने को बचाने में सुधार कर सकता है और साथ ही पारंपरिक प्लास्टिक पर निर्भरता कम कर सकता है। यह स्टडी, जो फ़ूड केमिस्ट्री: X जर्नल में छपी थी और जिसे सी.-एच. त्सू ने मटीरियल और पैकेजिंग साइंटिस्ट्स की एक इंटरनेशनल टीम के साथ लीड किया था, में यह पता लगाया गया कि कॉटन स्ट्रॉ फ़ाइबर को लो-डेंसिटी पॉलीइथाइलीन (LDPE) के साथ कैसे मिलाया जा सकता है ताकि मज़बूत और ज़्यादा कुशल पैकेजिंग फ़िल्में बनाई जा सकें।

खेती के कचरे को पैकेजिंग मटीरियल में बदलना

कॉटन स्ट्रॉ, खेती का एक बायप्रोडक्ट है जिसे अक्सर फ़सल कटने के बाद फेंक दिया जाता है या जला दिया जाता है, इसका इस्तेमाल प्लास्टिक फ़िल्मों में मज़बूती देने वाले फिलर के तौर पर किया जाता था। रिसर्चर्स ने 10% से 25% कॉटन स्ट्रॉ वाले कई फ़िल्म फ़ॉर्मूलेशन बनाए। कुछ सैंपल्स में LDPE-g-MA भी शामिल था, जो प्लास्टिक और पौधों के फ़ाइबर के बीच बॉन्डिंग को बेहतर बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक कम्पैटिबिलाइज़र है। साइंटिस्ट्स ने कहा कि इस प्रोजेक्ट का मकसद खेती के कचरे का मैनेजमेंट और सस्टेनेबल फ़ूड-पैकेजिंग मटीरियल की बढ़ती मांग, दोनों को पूरा करना था।

ज़्यादा मज़बूत और ज़्यादा टिकाऊ फ़िल्में

मैकेनिकल टेस्टिंग से पता चला कि ठीक-ठाक मात्रा में कॉटन स्ट्रॉ ने फ़िल्मों की मज़बूती को बेहतर बनाया। सबसे अच्छा ओवरऑल परफॉर्मेंस उन फिल्मों से आया जिनमें कम्पैटिबिलाइज़र के साथ 15% कॉटन स्ट्रॉ था। इन फिल्मों में कन्वेंशनल LDPE पैकेजिंग के मुकाबले ज़्यादा टेंसाइल स्ट्रेंथ, बेहतर फ्लेक्सिबिलिटी और ज़्यादा ड्यूरेबिलिटी थी। रिसर्चर्स ने बताया कि कम्पैटिबिलाइज़र ने कॉटन स्ट्रॉ फाइबर और प्लास्टिक मैट्रिक्स के बीच इंटरैक्शन को मज़बूत किया, जिससे स्ट्रेस ट्रांसफर और ओवरऑल स्ट्रक्चरल स्टेबिलिटी में सुधार हुआ।

माइक्रोस्कोपिक एनालिसिस से आगे पता चला कि बिना ट्रीटमेंट वाले कंपोजिट में फाइबर के चारों ओर गैप, खाली जगह और कमज़ोर बॉन्डिंग बन गई, खासकर ज़्यादा फिलर कंसंट्रेशन पर। हालांकि, कम्पैटिबिलाइज़्ड फिल्मों में ज़्यादा टाइट इंटरफेस, स्मूद स्ट्रक्चर और ज़्यादा यूनिफॉर्म फाइबर डिस्पर्शन दिखा। रिसर्चर्स का मानना ​​है कि कॉटन स्ट्रॉ और LDPE-g-MA के बीच केमिकल इंटरैक्शन ने फिल्म स्ट्रक्चर को बेहतर बनाने में अहम भूमिका निभाई।

नमी और ऑक्सीजन से बेहतर प्रोटेक्शन

स्टडी में फिल्मों की नमी और ऑक्सीजन ट्रांसफर को रोकने की क्षमता की भी जांच की गई, जो दोनों ही फूड प्रिजर्वेशन में ज़रूरी फैक्टर हैं। बिना ट्रीटमेंट वाले कॉटन स्ट्रॉ कंपोजिट ने प्लांट फाइबर के नेचुरल हाइड्रोफिलिक गुणों के कारण ज़्यादा नमी सोखी। हालांकि, कम्पैटिबिलाइज़र वाली फिल्मों में नमी के प्रति सेंसिटिविटी काफी कम थी और पानी से बचाव बेहतर था। साइंटिस्ट्स ने कहा कि मज़बूत इंटरफेशियल बॉन्डिंग ने अंदर की खाली जगहों को कम किया और नमी के अंदर जाने के रास्ते कम किए।

मीडियम कॉटन स्ट्रॉ लोडिंग पर ऑक्सीजन बैरियर परफॉर्मेंस में भी काफी सुधार हुआ। रिसर्चर्स ने पाया कि 10% से 15% कॉटन स्ट्रॉ वाली फिल्मों ने ज़्यादा टेढ़े-मेढ़े डिफ्यूजन रास्ते बनाए, जिससे मटीरियल में ऑक्सीजन की मूवमेंट धीमी हो गई। हालांकि फाइबर एग्रीगेशन के कारण ज़्यादा फिलर कंसंट्रेशन पर बैरियर परफॉर्मेंस थोड़ी कम हुई, लेकिन कम्पैटिबिलाइज्ड फिल्मों ने बिना ट्रीट किए हुए कंपोजिट से लगातार बेहतर परफॉर्म किया।

पैकेजिंग कंडीशन में स्टेबल

थर्मल एनालिसिस से पता चला कि नई पैकेजिंग फिल्में फूड स्टोरेज और पैकेजिंग के दौरान आमतौर पर मिलने वाले टेम्परेचर से कहीं ज़्यादा टेम्परेचर पर स्टेबल रहीं। जबकि कॉटन स्ट्रॉ ने अपनी नेचुरल लिग्नोसेल्यूलोसिक बनावट के कारण थर्मल डिग्रेडेशन की शुरुआत को थोड़ा कम किया, फिल्मों का ओवरऑल थर्मल रेजिस्टेंस कमर्शियल फूड-पैकेजिंग एप्लीकेशन के लिए सही रहा। रिसर्चर्स ने कहा कि मटीरियल ने स्टैंडर्ड प्रोसेसिंग कंडीशन में स्ट्रक्चरल इंटीग्रिटी बनाए रखी।

फिल्में खाने को खराब होने से बचाने में मदद करती हैं

स्टडी के सबसे ज़रूरी नतीजों में से एक फूड प्रिजर्वेशन एक्सपेरिमेंट से आया जिसमें मीट, सब्जियां और केले को रेफ्रिजेरेटेड और रूम-टेम्परेचर कंडीशन में स्टोर किया गया था। मॉडिफाइड कम्पोजिट फिल्म में लिपटे मीट में स्टैंडर्ड LDPE पैकेजिंग और बिना रैप किए सैंपल की तुलना में बैक्टीरियल ग्रोथ कम देखी गई। M-LDPE/CS_25 फिल्म में 96 घंटे रेफ्रिजरेशन के बाद सबसे कम माइक्रोबियल काउंट दर्ज किया गया, जिससे बेहतर प्रिजर्वेशन परफॉर्मेंस का पता चलता है।

पैकेजिंग फिल्मों ने स्टोरेज के दौरान सब्जियों में नमी की कमी को भी कम किया और केलों के पकने में देरी की। रिसर्चर्स ने कहा कि मटीरियल ने ऑक्सीजन कंट्रोल और नमी रेगुलेशन के बीच सफलतापूर्वक बैलेंस बनाया, जो दोनों ही शेल्फ लाइफ बढ़ाने और खाने की बर्बादी को कम करने के लिए ज़रूरी हैं। मॉडरेट कॉटन स्ट्रॉ लोडिंग, खासकर 10% और 15% के बीच, ने ताकत, बैरियर परफॉर्मेंस और प्रिजर्वेशन एफिशिएंसी के बीच सबसे अच्छा बैलेंस दिया।

भविष्य की पैकेजिंग के लिए सस्टेनेबल विकल्प

रिसर्चर्स ने यह नतीजा निकाला कि कॉटन स्ट्रॉ अगली पीढ़ी की फूड-पैकेजिंग फिल्मों के लिए कम लागत वाला और सस्टेनेबल कच्चा माल बन सकता है। उन्होंने कहा कि यह स्टडी दिखाती है कि खेती के कचरे को फंक्शनल पैकेजिंग में कैसे बदला जा सकता है जो खेती और प्लास्टिक दोनों से होने वाले एनवायरनमेंटल कचरे को कम करते हुए खाने के प्रिजर्वेशन को बेहतर बनाने में सक्षम है। ये नतीजे फूड इंडस्ट्री के लिए और ज़्यादा इको-फ्रेंडली पैकेजिंग सॉल्यूशन डेवलप करने की भविष्य की कोशिशों में मदद कर सकते हैं।