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液态牛奶包装PE膜透氧性检测方案

2014年10月11日 发表评论 阅读评论

摘要:液态奶易出现变质问题,所以其包装材料的阻隔性能至关重要,氧气透过量越低,阻氧性越好,液态奶在保质期内不易变质,保质期也可相应延长。如今液态奶多采用PE为主要原料的共挤黑白膜为包装材料,并分为非阻隔类及阻隔类,但生产出的黑白膜或所使用的奶袋是否达到预期氧气透过量的级别,需要选用合理的阻隔性设备进行氧气透过量测试。本文主要介绍了液态奶PE黑白膜透氧性测试的必要性,并对透氧性能的测试方法及设备进行了详细介绍,为各行业客户提供重要参考。

关键词:液态奶、黑白膜、氧气阻隔性、阻氧性、氧气透过率、牛奶变质

测试意义:

液态奶乳制品作为大众日常所需的营养食品,其质量优劣极受关注,然而一些乳制品质量安全问题却常潜伏在消费者周围,如液态奶在保质期内常出现苦味、絮状沉淀、奶袋内滋长霉菌等质量问题,这些现象都是因为液态奶脂肪与蛋白质含量较高,容易氧化变质,在保质期内发生变质引起的。出现上述质量隐患时,不但影响液态奶生产厂家的信誉及产品形象,同时还危害着食用者的身心健康。而导致这些质量问题的出现大多是由包装材料的阻氧性差(即氧气透过率高)引起的。因此,包装材料的阻隔性能至关重要,氧气透过量越低,阻氧性越好,液态奶在保质期内越不易变质,保质期也可相应延长。氧气透过率是考查液态奶包装质量的一个重要指标。

如今液态奶多采用PE为主要原料的共挤黑白膜为包装材料,它以其阻光、成本低、运输方便、环境卫生性好等优点在液态奶包装市场中占据了相当大的比例。根据其氧气透过率的不同可分为阻隔膜与非阻隔膜两类。其中,非阻隔膜以三层共挤黑白膜为主,阻隔膜则以添加各种阻隔性材质,以求满足液态奶不同保质期及存储环境条件的需求,常见的是增加了EVOH或PVDC阻隔性材料,多为五层或七层黑白共挤膜。这两类黑白膜在包装同种液态奶时,由于其阻隔性的不同,在液态奶的保质期方面存在很大差别,如液态奶均采用高温瞬时杀菌,若用非阻隔类黑白膜包装时,保质期为30天左右,而用阻隔类黑白膜包装时,保质期可达到90天左右。但何种阻隔性材料适合质量需要,生产出的黑白膜或所使用的奶袋是否达到预期氧气透过量的级别,这是困扰着黑白膜以及液态奶生产企业的难题。因此,需要选用合理的阻隔性设备进行氧气透过量测试。

检测方法:

在常见的塑料包装阻氧性测试方法分为等压法和压差法两种,其中压差法氧气透过率测试仪是将被测试样置于高、低压腔之间,对低压腔抽真空,向高压腔充入一定压力的氧气,通过测试低压腔内压力的变化,得到试样的氧气透过率,此方法测试量程较宽,既适合高阻隔材料低氧气透过率的检测,也适用于高氧气透过率的非阻隔黑白膜的测试。

目前,国内压差法测试氧气透过率试验遵循GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》此项国家标准。我们将采用Labthink兰光公司自主研发的VAC-V2压差法气体渗透仪结合上述标准对非阻隔类及阻隔类PE黑白膜奶袋分别进行氧气透过率试验。

1、试验仪器

VAC-V2压差法气体渗透仪(Labthink兰光),三腔独立,可同时测试三件相同或不同试样,控温范围为5℃ ~ 95℃,控湿范围为0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、100%RH,气体透过量测试范围为(0.05 ~ 50,000)cm3/m2·24h·0.1MPa。该仪器满足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003多种国家和国际标准,可满足不同温湿度环境下各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜及各种高阻隔材料、片材等材料的气体渗透性测试,可测试气体为O2、N2、CO2等无机气体。

2. 试样的制备

挑选氧气阻隔性不同的两种鲜奶PE共挤黑白膜,即非阻隔类样品与阻隔类样品各一种,置于23℃的环境中,放在干燥器内调节状态48小时。取出样品后,分别从每种样品上裁取直径为97 mm的试样3个。

3. 试验条件

地点:济南兰光包装安全检测中心

试验温度与湿度:23℃,0%RH

试验气体:纯干氧气

试验方法:压差法

4. 试验步骤

4.1 试验原理

VAC-V2采用压差法测试原理,将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间,夹紧。首先对低压腔(下腔)进行真空处理,然后对整个系统抽真空;当达到规定的真空度后,关闭测试下腔,向高压腔(上腔)充入一定压力的试验气体,并保证在试样两侧形成一个恒定的压差(可调);这样气体会在压差梯度的作用下,由高压侧向低压侧渗透,通过对低压侧内压强的监测处理,从而得出所测试样的各项阻隔性参数。

4.2 试样装夹

在试验腔外表面涂抹一层真空油脂,避免油脂涂在腔体空穴中间圆盘上;在试验腔中的圆盘上放置滤纸后,将从同一个样品上裁取的3个已状态调节完毕的试样分别装夹于VAC-V2压差法气体渗透仪的3个试验腔上,试样应保持平整,不得有皱褶,轻轻按压使试样与真空油脂良好接触,再用试验腔夹紧结构夹紧试样。

4.3 检测过程

VAC-V2自动化试验,测试过程简单:

l  将试验条件设置为标准条件,即试验温度为23℃,相对湿度为0%RH。

l  打开设备软件,设置试验参数,启动试验。试验参数包括控制参数(试验模式、上腔吹洗时间、上腔压力、试验时间、脱气时间等)和试样参数(编号、类型、面积、厚度等)。

l  如有需要,试验过程中进行湿度调节。

l  试验结束、数据处理。

l  关闭气源和电源。

非阻隔类与阻隔类PE黑白膜样品在标准条件下的氧气透过率分别为1579.841 cm3/m2·24h·0.1MPa、7.3106 cm3/m2·24h·0.1MPa,每个样品3个试样之间试验结果的相对偏差均小于10%,相对平均偏差均低于5%。所以,同样是PE共挤黑白膜,外观并无差别,但是氧气透过率(阻氧性)却存在极大差别,这与黑白膜中有无添加阻隔材料有着密切关系。

总结:

采用VAC-V2压差法气体渗透仪测试不同阻隔性PE黑白膜的氧气透过率时,可获得稳定、精确的试验结果,可真实反应液态奶包装材料的阻隔性能。所以,无法用肉眼进行分辨PE黑白膜是高阻隔膜还是非阻隔膜时,应及时采用阻隔性检测设备验证其阻氧性,防止出现质乳制品质量问题。液态奶PE黑白膜仅是塑料包装薄膜的一个典型代表,其他如奶粉铝箔复合膜、肉制品真空包装材料等进行氧气透过率测试皆可遵循此试验方法。Labthink兰光一直致力于为全球客户提供专业的检测服务与设备,多年来为全球客户提供了上万次的透氧性检测服务,包括国内外多家公司不同种类的容器产品,为客户提供可靠的数据支持。了解关于更多相关检测仪器信息,您可以登陆www.labthink.cn查看具体信息或致电0531-85068566咨询。Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。

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