摘要(yào) 為了保護(hù)奶粉中蛋白質、維生素等(děng)營養(yǎng)物質不被破壞(huài),保質(zhì)期得以延長,通常采用奶粉鋁箔複(fù)合膜袋裝形式進行包裝(zhuāng),但鋁箔的成本較高,如何保證鋁箔複合膜的高阻氧性(即低氧氣透過率)的(de)基礎上鋁箔厚度較為合適,則需要采取有效的(de)氧氣透過率測試設備對不同鋁(lǚ)箔厚度的鋁箔複合膜進行有效檢測與比較。本文詳細介紹了奶粉鋁(lǚ)箔複合(hé)膜氧氣透過(guò)率(lǜ)的檢(jiǎn)測方法,為相關行(háng)業提供技術與數據指導。
關鍵字 袋類包裝、鋁塑包裝、塑料複合包裝、鍍鋁包裝,發黴、黴變(biàn)、漲袋, 結塊、吸潮、潮解, 氧(yǎng)化、酸敗(bài)、哈(hā)喇味,堆碼破袋、封口開裂,漏氣、癟(biě)袋、析漿,滲油,異味,蒸煮變形,墨層脫色,科研院(yuàn)校解決(jué)方案,檢測機構解決方(fāng)案,奶粉,鋁箔厚(hòu)度,鋁塑複合膜,氧氣透過率,阻氧性,變質,延長保質期,氧氣透過率測(cè)試儀
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  奶粉是將生乳的雜質過濾後進行(háng)一定的脫脂,再加熱(rè)殺(shā)菌,根據配方需要加入香料等成分進行調整,再經過(guò)真空濃(nóng)縮至一定體積後以霧狀噴到有熱空氣的幹燥室裏(即噴霧幹燥),脫水(shuǐ)後製成(chéng)粉末,快速冷卻過篩,即包裝為成(chéng)品。這種(zhǒng)工藝使得新鮮生乳中的蛋白質、脂肪、維生素、礦物質等營養成(chéng)分得以完好保存,並且隻需熱水衝調即可食用,方便快捷(jié)。但為了保證奶粉可以具有較(jiào)長的保質期,避免被空氣氧化引起(qǐ)變質或產生結塊現象,需采用高阻隔的(de)包裝材料對其進行保護,特別是(shì)包材的阻(zǔ)氧性,即(jí)氧氣透過率(lǜ)越低,對空氣中氧氣的阻隔性越(yuè)好(hǎo)。

  一般奶粉多采用鋁箔複合膜進行袋裝或者金屬罐裝,袋(dài)裝奶粉性價比高,方便攜帶。為了使(shǐ)得袋裝奶粉的保質期得(dé)到延長,同時控製複合膜材料的(de)成本(běn),鋁箔複合膜中價格較貴的鋁箔厚度該如何(hé)選(xuǎn)擇才可以在保證包裝(zhuāng)高阻氧性的情況下也可降低包材成本,這是目(mù)前很多奶粉生產企業急切解決的問題。本文采用專業的可測試高(gāo)阻隔材料的氧氣透(tòu)過率測試設備對某包材(cái)廠生產的不(bú)同鋁箔厚度的奶粉鋁箔複合膜樣品的氧氣(qì)透過率進行檢測比較,為相關使用者提供技術(shù)與數(shù)據參考。

如何在保證(zhèng)奶粉鋁箔(bó)複合膜包(bāo)裝(zhuāng)高阻氧性基礎上篩選鋁(lǚ)箔厚度
圖1  奶粉鋁箔(bó)複合膜包裝

檢測(cè)方法:

  目前,氧氣透過率測試方法分為等壓法與壓差法,其中等壓法是利用庫侖電量傳感器將所吸收的透過樣品(pǐn)的氧氣轉化為電子,利用氧分子和電子在數量上的線性正比關係計算(suàn)出氧氣透過(guò)率。此過程不受滲透(tòu)濃度(dù)和傳感器環(huán)境變化影響(xiǎng),檢測限低,可精確檢測高阻隔材料的氧氣透過率。

  目前,國(guó)內等壓法測試氧(yǎng)氣透(tòu)過率試(shì)驗遵循GB/T 19789-2005《包(bāo)裝材料塑料薄膜(mó)和薄片氧化透過性試驗 庫侖計檢測法》此項國家標準。我們將采(cǎi)用Labthink17C.COM自主研發的OX2/231氧氣透過率測(cè)試儀結合此標(biāo)準對不同鋁箔厚度的奶粉鋁箔複合膜樣品的氧氣透過率進行檢測。

1、試驗儀器

  高精度OX2/231氧氣(qì)透過率測試儀,獨(dú)立三腔均值設計,可單次(cì)試驗便給出三個試樣測(cè)試的平均值,支持薄膜和容器雙重測試模式。控溫範圍(wéi)為15℃ ~ 55℃,控濕範圍為(wéi)0%RH、15%RH~ 90%RH、100%RH,薄膜氧氣透過率測試範圍為(0.01 ~ 1,000)cm3/m2·24h,並可擴(kuò)展至(0.1~ 10,000) cm3/m2·24h。此係統還(hái)可擴展測試氧氣透過(guò)率範圍為0.0001~ 10 cm3/(pkg·d)不同尺寸的容(róng)器。係統支持Lystem?實驗室數據共(gòng)享係統,可實現試驗結果(guǒ)和檢測報告的統(tǒng)一管理。

  該(gāi)儀器滿足多種(zhǒng)國家和國際標準:ISO15105-2、 GB/T 19789、ASTM D3985、 ASTM F2622、ASTMF1307、 ASTM F1927、JIS K7126-2、 YBB 00082003。可滿(mǎn)足不同溫(wēn)濕度環境下各(gè)種塑料薄膜、複合膜、鋁箔(bó)、片材及塑料瓶、塑(sù)料袋等包裝容器的氧氣阻隔性測試,並(bìng)可擴展測試太陽能背板、塑料管材、醫藥泡罩、隱形眼鏡等軟塑產品的氧氣透過率。

如何在保證奶粉鋁箔複合膜包裝高阻氧性基(jī)礎上(shàng)篩選鋁箔厚度
圖2 OX2/231氧(yǎng)氣透過率測試儀

2. 試樣的製(zhì)備

  將三款不同鋁箔厚度的奶粉鋁箔(bó)複合膜樣品置(zhì)於23℃的環境中,放(fàng)在幹燥器內調節狀態48小時。取(qǔ)出後,分別從(cóng)每種樣品上裁取直徑為108 × 108 mm的試樣3個。

  三款樣品的鋁箔厚度分(fèn)別為(wéi)7 μm、9μm、12 μm,對應的鋁箔複合(hé)膜樣品分別編號為樣品A、樣品B、樣品C。

3. 試驗條(tiáo)件

地(dì)點:濟南蘭(lán)光包(bāo)裝安全檢測中心

試驗溫度與濕度(dù):23℃,0%RH

試驗方法:等壓法(即庫侖電(diàn)量傳(chuán)感器法)

4. 試驗步(bù)驟

4.1 試驗原理

  OX2/231采用等壓法測(cè)試原理,將預(yù)先處理好的試樣夾緊於(yú)測試腔之間,氧氣在薄(báo)膜的一側流動,氮氣在薄(báo)膜的另一側流動。氧氣分子穿(chuān)過薄膜擴(kuò)散到另(lìng)一側的氮(dàn)氣中,被流(liú)動的氮氣攜帶至傳感器。通過對(duì)傳感器(qì)測量到的氧氣濃度進行分析,從(cóng)而計算出(chū)氧氣(qì)透過率等參(cān)數。對於包裝容器而言,氮氣則在容器內流(liú)動(dòng),氧(yǎng)氣包圍在容器的外側。

4.2 試(shì)樣裝(zhuāng)夾

  在透氣室外(wài)表麵的凸邊邊緣塗抹一層真空油脂,避免(miǎn)油脂(zhī)塗(tú)在腔體空穴中間圓盤上。將從同一個(gè)樣品上裁取的3個已狀態調節完畢的試樣分別裝夾於OX2/231氧氣(qì)透過率測試儀的3個透氣室外表麵塗抹的真空油脂上,避免試樣皺折,輕輕(qīng)按壓使(shǐ)試樣與真空油脂良好接觸(chù)。蓋上(shàng)透氣室蓋,緊固密封好。

如何在(zài)保證奶粉鋁箔複合膜包裝高阻氧性基礎上篩選鋁箔厚度
a. 塗抹真空油脂(zhī)

如何在保證奶粉鋁箔複(fù)合膜包裝(zhuāng)高阻(zǔ)氧性(xìng)基礎上篩選鋁箔(bó)厚度 

b. 放上樣品後,蓋上透(tòu)氣蓋,緊固密封

圖3 試樣裝夾(jiá)過程

4.3 檢(jiǎn)測過程

l  添加蒸餾水,打開係統氣源,並按(àn)要求調節氣源壓力。根(gēn)據試驗要求,添加適量蒸餾水以達到要求的O2、N2濕度。

l  打開電(diàn)源、運行軟件。

l  設置試驗溫度、試驗參數(shù)、啟動試驗。試驗參數包括設備控製參數(試(shì)驗模式(shì)、試驗循環次數、試驗時間、循(xún)環次(cì)數等)和試樣(yàng)參數(類型、麵積(jī)、厚度(dù)等)。

l  試驗結束、數據處理。

l  按照上述(shù)步驟將其他兩款樣品進行檢測。

l  關閉(bì)氣源和電源。

  三款奶粉鋁箔複合膜樣品(pǐn)的氧氣透過率平(píng)均值分別為0.5014 cm3/m2·24h(樣(yàng)品A)、0.1927cm3/m2·24h(樣品B)、0.3011 cm3/m2·24h(樣品C),每個(gè)樣品3個試樣之間試驗結果(guǒ)的相對平均偏差均低於10%。通過試驗數據可以看出,鋁箔過薄則會使得複合膜(mó)的阻(zǔ)氧性變差,但並非鋁箔越厚則鋁箔複合膜的阻氧性越好,因為(wéi)鋁箔(bó)厚度(dù)增加亦(yì)會引(yǐn)起(qǐ)複(fù)合膜其他材(cái)質層以及膠黏劑等厚度的變化(huà),並且在複合效果上(shàng)也會存(cún)在改變。所以,對於本次測試的三款樣品,鋁箔厚度為(wéi)9 μm的鋁箔複合膜的氧氣透過率最低,即阻氧性最好(hǎo)。

總結:

  OX2/231氧氣透過率測試儀在用於(yú)篩選(xuǎn)合適的鋁箔厚度時,可有效地監測並比較相應的鋁箔複(fù)合膜的氧(yǎng)氣透過性,在保證了鋁箔複合膜高阻氧性的(de)基礎(chǔ)上也可節省鋁(lǚ)箔因厚度問題帶來的成本。本試驗采用(yòng)的檢測儀器同樣適用(yòng)於其他用途的軟(ruǎn)塑(sù)複合膜、片材及(jí)容器的氧氣透過率(lǜ)測試。

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