Μετανάστευση ακεταλδεϋδης σε νερό εμφιαλωμένο σε φιάλες PET (polyethylene terephthalate)
Creators: name: Σάνδρου, Δήμητρα Κυριάκου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Ακεταλδεϋδη
Φιάλες PET (polyethylene terephalate)
Μετανάστευση
Ανακυκλωμένο
Συντελεστής διάχυσης Dp
Εξίσωση Arrhenius
Accetaldehyde
PET bottles
Migration
Recycled
Diffusion coefficient Dp
Arrhenius equation

description: To PET (Polyethylene terephthalate) χρησιμοποιείται στις μέρες μας σε πολλές εφαρμογές στην βιομηχανία τροφίμων, και ειδικά στην εμφιάλωση νερού και αναψυκτικών. Παρά τα πλεονεκτήματα που έχει η χρήση του PET σε εφαρμογές τροφίμων, παρουσιάζει ευαισθησία στη θέρμανση και την οξείδωση. Η ακεταλδεύδη αποτελεί χαρακτηριστικό προϊόν της θερμικής αποικοδόμησης του ΡΕΤ κατά τη παραγωγική διαδικασία των φιαλών. Η ακεταλδεύδη είναι ιδιαίτερα πτητική και ασταθής ένωση, με χαρακτηριστική οσμή και γεύση και χαμηλό όριο οργανοληπτικής ανίχνευσης στο νερό που κυμαίνεται μεταξύ 20 και 40 μg/l. Η μεταφορά της στο εμφιαλωμένο νερό, λόγω πολικότητας της ουσίας, δύναται να καταστήσει οργανοληπτικά μη αποδεκτό το τελικό προϊόν. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η διερεύνηση και παρουσίαση των παραγόντων που επηρεάζουν το σχηματισμό ακεταλδεΰδης κατά τη παραγωγή φιαλών ΡΕΤ που περιέχουν σε διαφορετικά ποσοστά ανακυκλωμένο υλικό και της παρουσίας της στο εμφιαλωμένο νερό το οποίο αποθηκεύεται σε τέτοιες φιάλες σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Οι χρησιμοποιούμενες φιάλες παρήχθησαν από 4 τύπους PET με διαφορετικά ποσοστά ανακυκλωμένου υλικού (παρθένο, ανακυκλωμένο 15%, 30%, 50%) και εμφιαλώθηκαν αμέσως μετά τη παραγωγή τους στις εγκαταστάσεις του εμφιαλωτηρίου Ζήρεια, στη Στυμφαλία ορεινής Κορινθίας. Ακολούθησε αποθήκευση των τελικών προϊόντων για 84 ημέρες σε 4 διαφορετικές θερμοκρασίες (4oC, 20oC, 40oC, 60oC). Κατόπιν έγιναν μετρήσεις της συγκέντρωσης της ακεταλδεΰδης στο εμφιαλωμένο νερό με αέριο χρωματογράφο GC-FID στα εκχυλίσματα που ελήφθησαν από αντίδραση σταθεροποίησης της ακεταλδεΰδης σε οξίμες με το αντιδραστήριο PFBOA. Οι μετρούμενες τιμές επεξεργάστηκαν στατιστικά και υποδεικνύουν ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης ακεταλδεΰδης που μεταφέρεται από τα τοιχώματα των φιαλών ΡΕΤ στο νερό με την θερμοκρασία αποθήκευσης και τον τύπο της χρησιμοποιούμενης φιάλης ΡΕΤ. Επίσης, έγινε μαθηματική προσέγγιση του φαινομένου αυτού με τον υπολογισμό του συντελεστή διάχυσης, Dp, της ακεταλδεϋδης στο νερό από τις φιάλες ΡΕΤ και την επίπτωση της θερμοκρασίας στην μετανάστευση της ακεταλδεύδης στο νερό εντός των εξεταζόμενων θερμοκρασιακών εύρων του πειράματος για κάθε τύπο χρησιμοποιούμενης φιάλης ΡΕΤ μέσω της εξίσωσης Arrhenius. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν την ύπαρξη επιπρόσθετων παραγόντων πέραν αυτών που μελετήθηκαν στο φαινόμενο της μεταφοράς της ακεταλδεύδης στο νερό από τα τοιχώματα φιαλών ΡΕΤ και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για την ποσοτικοποίηση αυτής της σχέσης.
description: Polyethylene terephthalate (PET) is currently used for many applications in the food industry, especially for bottling water and other beverages. However, PET is rather sensitive to heat and oxidation. acetaldehyde is one of the major undesired contaminants. Acetaldehyde is present in PET as a thermal degradation product formed during the melt condensation reaction and melt processing of PET. Acetaldehyde itself is also very volatile and unstable. It readily oxidizes and polymerizes when exposed to air. Acetaldehyde possesses a distinct odour and taste with a low sensory detection threshold in still water that ranges between 20 and 40 μg/l. The transfer of acetaldehyde in bottled water, because of its high polarity, could render the final product organoleptically unacceptable. The aim of the present study is to identify and present the conditions that promote formation and migration of acetaldehyde in bottled water during production of PET bottles that contain different percentages of recycled material and storage of bottled water at different storage temperatures. The PET bottles used were produced from 4 different types of PET preforms (virgin, recycled 15%, 30%, 50%) and filled at the source immediately after production at the bottling plant Zireia in mountain Stymphalia, Corinth. Produced bottled water was stored for a period of time of 84 days at 4 different temperatures (4, 20, 40, 60oC). Measurements of the concentration of acetaldehyde in bottled water were performed using GC-FID chromatography on the extracts received from the stabilization reaction (conversion) of acetaldehydes to oximes using the reagent PFBOA. The results were statistically analyzed and showed a direct correlation between the quantity of acetaldehyde transferred from PET bottle walls to water with storage temperature and the type of the PET bottle used. Moreover, the kinetics of acetaldehyde migration from the bottle wall to the water was studied by calculating the diffusion coefficient, Dp, of acetaldehyde in water from PET bottles and estimating the temperature impact on the migration of acetaldehyde within the temperature ranges of the experiment for each type of different PET bottle used by means of Arrhenius equation. Results indicate that there are also other important parameters than those analyzed, which have an effect on the reaction kinetics of acetaldehyde diffusion from PET bottle walls to water, so more research is needed to quantify this phenomenon.