摘要:液態(tài)奶易出現(xiàn)變質(zhì)問題,所以其包裝材料的阻隔性能至關(guān)重要,氧氣透過量越低,阻氧性越好,液態(tài)奶在保質(zhì)期內(nèi)不易變質(zhì),保質(zhì)期也可相應(yīng)延長。如今液態(tài)奶多采用PE為主要原料的共擠黑白膜為包裝材料,并分為非阻隔類及阻隔類,但生產(chǎn)出的黑白膜或所使用的奶袋是否達到預(yù)期氧氣透過量的級別,需要選用合理的阻隔性設(shè)備進行氧氣透過量測試。本文主要介紹了液態(tài)奶PE黑白膜透氧性測試的必要性,并對透氧性能的測試方法及設(shè)備進行了詳細介紹,為各行業(yè)客戶提供重要參考。
關(guān)鍵詞:液態(tài)奶、黑白膜、氧氣阻隔性、阻氧性、氧氣透過率、牛奶變質(zhì)
測試意義:
液態(tài)奶乳制品作為大眾日常所需的營養(yǎng)食品,其質(zhì)量優(yōu)劣極受關(guān)注,然而一些乳制品質(zhì)量安全問題卻常潛伏在消費者周圍,如液態(tài)奶在保質(zhì)期內(nèi)常出現(xiàn)苦味、絮狀沉淀、奶袋內(nèi)滋長霉菌等質(zhì)量問題,這些現(xiàn)象都是因為液態(tài)奶脂肪與蛋白質(zhì)含量較高,容易氧化變質(zhì),在保質(zhì)期內(nèi)發(fā)生變質(zhì)引起的。出現(xiàn)上述質(zhì)量隱患時,不但影響液態(tài)奶生產(chǎn)廠家的信譽及產(chǎn)品形象,同時還危害著食用者的身心健康。而導(dǎo)致這些質(zhì)量問題的出現(xiàn)大多是由包裝材料的阻氧性差(即氧氣透過率高)引起的。因此,包裝材料的阻隔性能至關(guān)重要,氧氣透過量越低,阻氧性越好,液態(tài)奶在保質(zhì)期內(nèi)越不易變質(zhì),保質(zhì)期也可相應(yīng)延長。氧氣透過率是考查液態(tài)奶包裝質(zhì)量的一個重要指標。
如今液態(tài)奶多采用PE為主要原料的共擠黑白膜為包裝材料,它以其阻光、成本低、運輸方便、環(huán)境衛(wèi)生性好等優(yōu)點在液態(tài)奶包裝市場中占據(jù)了相當大的比例。根據(jù)其氧氣透過率的不同可分為阻隔膜與非阻隔膜兩類。其中,非阻隔膜以三層共擠黑白膜為主,阻隔膜則以添加各種阻隔性材質(zhì),以求滿足液態(tài)奶不同保質(zhì)期及存儲環(huán)境條件的需求,常見的是增加了EVOH或PVDC阻隔性材料,多為五層或七層黑白共擠膜。這兩類黑白膜在包裝同種液態(tài)奶時,由于其阻隔性的不同,在液態(tài)奶的保質(zhì)期方面存在很大差別,如液態(tài)奶均采用高溫瞬時殺菌,若用非阻隔類黑白膜包裝時,保質(zhì)期為30天左右,而用阻隔類黑白膜包裝時,保質(zhì)期可達到90天左右。但何種阻隔性材料適合質(zhì)量需要,生產(chǎn)出的黑白膜或所使用的奶袋是否達到預(yù)期氧氣透過量的級別,這是困擾著黑白膜以及液態(tài)奶生產(chǎn)企業(yè)的難題。因此,需要選用合理的阻隔性設(shè)備進行氧氣透過量測試。
檢測方法:
在常見的塑料包裝阻氧性測試方法分為等壓法和壓差法兩種,其中壓差法氧氣透過率測試儀是將被測試樣置于高、低壓腔之間,對低壓腔抽真空,向高壓腔充入一定壓力的氧氣,通過測試低壓腔內(nèi)壓力的變化,得到試樣的氧氣透過率,此方法測試量程較寬,既適合高阻隔材料低氧氣透過率的檢測,也適用于高氧氣透過率的非阻隔黑白膜的測試。
目前,國內(nèi)壓差法測試氧氣透過率試驗遵循GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法》此項國家標準。我們將采用Labthink蘭光公司自主研發(fā)的VAC-V2壓差法氣體滲透儀結(jié)合上述標準對非阻隔類及阻隔類PE黑白膜奶袋分別進行氧氣透過率試驗。
1、試驗儀器
VAC-V2壓差法氣體滲透儀(Labthink蘭光),三腔獨立,可同時測試三件相同或不同試樣,控溫范圍為5℃ ~ 95℃,控濕范圍為0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RH,氣體透過量測試范圍為(0.05 ~ 50,000)cm3/m2·24h·0.1MPa。該儀器滿足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003多種國家和標準,可滿足不同溫濕度環(huán)境下各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復(fù)合膜及各種高阻隔材料、片材等材料的氣體滲透性測試,可測試氣體為O2、N2、CO2等無機氣體。
2. 試樣的制備
挑選氧氣阻隔性不同的兩種鮮奶PE共擠黑白膜,即非阻隔類樣品與阻隔類樣品各一種,置于23℃的環(huán)境中,放在干燥器內(nèi)調(diào)節(jié)狀態(tài)48小時。取出樣品后,分別從每種樣品上裁取直徑為97 mm的試樣3個。
3. 試驗條件
地點:濟南蘭光包裝安全檢測中心
試驗溫度與濕度:23℃,0%RH
試驗氣體:純干氧氣
試驗方法:壓差法
4. 試驗步驟
4.1 試驗原理
VAC-V2采用壓差法測試原理,將預(yù)先處理好的試樣放置在上下測試腔之間,夾緊。首先對低壓腔(下腔)進行真空處理,然后對整個系統(tǒng)抽真空;當達到規(guī)定的真空度后,關(guān)閉測試下腔,向高壓腔(上腔)充入一定壓力的試驗氣體,并保證在試樣兩側(cè)形成一個恒定的壓差(可調(diào));這樣氣體會在壓差梯度的作用下,由高壓側(cè)向低壓側(cè)滲透,通過對低壓側(cè)內(nèi)壓強的監(jiān)測處理,從而得出所測試樣的各項阻隔性參數(shù)。
4.2 試樣裝夾
在試驗腔外表面涂抹一層真空油脂,避免油脂涂在腔體空穴中間圓盤上;在試驗腔中的圓盤上放置濾紙后,將從同一個樣品上裁取的3個已狀態(tài)調(diào)節(jié)完畢的試樣分別裝夾于VAC-V2壓差法氣體滲透儀的3個試驗腔上,試樣應(yīng)保持平整,不得有皺褶,輕輕按壓使試樣與真空油脂良好接觸,再用試驗腔夾緊結(jié)構(gòu)夾緊試樣。
a. 涂抹真空油脂
b. 放置濾紙
c. 放置試樣
d. 夾緊試樣
圖2 試驗裝夾過程
4.3 檢測過程
VAC-V2自動化試驗,測試過程簡單:
4.3.1將試驗條件設(shè)置為標準條件,即試驗溫度為23℃,相對濕度為0%RH。
4.3.2打開設(shè)備軟件,設(shè)置試驗參數(shù),啟動試驗。試驗參數(shù)包括控制參數(shù)(試驗?zāi)J?、上腔吹洗時間、上腔壓力、試驗時間、脫氣時間等)和試樣參數(shù)(編號、類型、面積、厚度等)。
4.3.3如有需要,試驗過程中進行濕度調(diào)節(jié)。
4.3.4試驗結(jié)束、數(shù)據(jù)處理。
4.3.5關(guān)閉氣源和電源。
非阻隔類與阻隔類PE黑白膜樣品在標準條件下的氧氣透過率分別為1579.841 cm3/m2·24h·0.1MPa、7.3106 cm3/m2·24h·0.1MPa,每個樣品3個試樣之間試驗結(jié)果的相對偏差均小于10%,相對平均偏差均低于5%。所以,同樣是PE共擠黑白膜,外觀并無差別,但是氧氣透過率(阻氧性)卻存在極大差別,這與黑白膜中有無添加阻隔材料有著密切關(guān)系。
總結(jié):
采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀測試不同阻隔性PE黑白膜的氧氣透過率時,可獲得穩(wěn)定、的試驗結(jié)果,可真實反應(yīng)液態(tài)奶包裝材料的阻隔性能。所以,無法用肉眼進行分辨PE黑白膜是高阻隔膜還是非阻隔膜時,應(yīng)及時采用阻隔性檢測設(shè)備驗證其阻氧性,防止出現(xiàn)質(zhì)乳制品質(zhì)量問題。液態(tài)奶PE黑白膜僅是塑料包裝薄膜的一個典型代表,其他如奶粉鋁箔復(fù)合膜、肉制品真空包裝材料等進行氧氣透過率測試皆可遵循此試驗方法。Labthink蘭光一直致力于為客戶提供專業(yè)的檢測服務(wù)與設(shè)備,多年來為客戶提供了上萬次的透氧性檢測服務(wù),包括國內(nèi)外多家公司不同種類的容器產(chǎn)品,為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。了解關(guān)于更多相關(guān)檢測儀器信息,您可以登陸www.labthink.cn查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術(shù)交流與合作。
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