奶粉包裝鋁箔阻隔性能測試
奶粉包裝鋁箔阻隔性能測試
然而，包裝材料對上述包裝形式所充入的氮氣或二氧化碳等氣體的阻隔性如何，則需要專(zhuān)業(yè)的檢測儀器及相關(guān)檢測方法進(jìn)行監測，從而確保內部氣體不易散失。相關(guān)知識 食品包裝指生產(chǎn)出來(lái)的各種食品，在達到消費者使用之間的裝卸、運輸、保管、供應或銷(xiāo)售的整個(gè)流通過(guò)程中，保護食品的質(zhì)量和使用價(jià)值，采用適當的材料、容器對產(chǎn)品所進(jìn)行的技術(shù)措施。
食品包裝材料：指包裝、盛放食品或者食品添加劑用的紙、竹、木、金屬、搪瓷、陶瓷、塑料、橡膠、天然纖維、化學(xué)纖維、玻璃等制品和直接接觸食品或者食品添加劑的涂料。
食品包裝材料性能主要有以下幾點(diǎn)：首先是阻隔性能，也就是材料對氧氣、水汽的隔離性能，防止食品與氧氣接觸使食品變質(zhì)。目前很多食品變質(zhì)現象都是由于包裝材料的阻隔性能不適應所造成的;其次是機械性能。它包括了拉斷力、拉伸強度、剝離強度、耐穿刺性多方面;第三是熱封性能。由于材料的成分問(wèn)題，常常出現包裝材料的熱封性能不穩，表現在材料在同一熱封條件下熱封強度出現高低變化，導致假封;最后，也是最重要的一點(diǎn)，那就是食品包裝材料必須是對人體無(wú)害的。
食品包裝材料選擇材料的初級階段，企業(yè)必須對食品包材進(jìn)行各項性能安全檢測。針對不同的食品，材料的要求是有很大的差異。聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等高分子材料，會(huì )因成型工藝，所加助劑等不同而表現出較大差異。此外，具體包裝材料還要考慮保護商品的功能、適應陳列展銷(xiāo)的要求、還要又環(huán)保的要求、考慮包裝成本的核算以及回收利用等全方面的因素。
食品包裝材料是一門(mén)很深的學(xué)問(wèn)。對于企業(yè)而言，除了健康環(huán)保諸類(lèi)因素以外，還有更多的要求，色彩、圖案、賣(mài)點(diǎn)、性?xún)r(jià)比、保鮮、陳列、材質(zhì)、成本、規格、裝運倉儲等方面統統都需要涉及到。除此之外，很重要的一點(diǎn)就是要充分考慮到消費者的使用過(guò)程中方便和習慣。
奶粉包裝材料
金屬材料：如鋁(鋁合金薄板)性能：
1.高阻隔性能：可阻隔氣、汽、水、油、光等的透過(guò)，用于食品包裝表現出極好的保護功能，使包裝食品有較長(cháng)的貨架壽命。
2.優(yōu)良的機械性能：金屬材料具有良好的抗拉、抗壓、抗彎強度、韌性及硬度，用作食品包裝表現出耐壓、耐溫濕度變化和耐蟲(chóng)害，包裝的食品便于運輸和儲存;使商品的銷(xiāo)售半徑大為增加，同時(shí)適宜包裝機械化、自動(dòng)化操作，密封可靠，效率高。
3.容器成型加工工藝性好：金屬具有優(yōu)良的塑性變形能力，易于制成食品所需要的各種形狀的容器?，F代金屬容器加工技術(shù)與設備成熟，生產(chǎn)效率高。
4.良好的耐高低溫性、導熱性及耐熱沖擊性：金屬材料這一特性使其用作食品包裝可以適應食品冷熱加工、高溫殺菌、殺菌后的快速冷卻等加工需要。
5.包裝表面裝飾性好：金屬具有光澤，可通過(guò)表面彩印裝飾提供更理想美觀(guān)的商品形象。
6.包裝廢棄物較易回收處理：金屬包裝廢棄物的易回收處理減少了對環(huán)境的污染。同時(shí)，它的再回爐再生可節約資源、節省材料。
缺點(diǎn)：
化學(xué)穩定性差、不耐酸堿腐蝕，特別是用其包裝高酸性?xún)热菸飼r(shí)易被腐蝕，同時(shí)金屬離子易析出而影響食品風(fēng)味。
塑料：如聚酯(PET)、雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜
性能：
1.質(zhì)輕、機械性能好。
2.適宜的阻隔性和滲透性。
3.化學(xué)穩定性好。
4.光學(xué)性能優(yōu)良。
5.衛生性良好。
6.良好的加工性能和裝飾性能。
缺點(diǎn)：
1.封口不良：橫封口處，有的兩層薄膜，或者四層薄膜，無(wú)法達到厚的薄膜封口的溫度，易出現漏口。
2.夾粉：主要發(fā)生在橫封封口處，由于包裝機與計量螺桿在工作時(shí)連續配合不合理或計量螺桿下端的料門(mén)設計不合理造成。
3.背封白邊：背封是兩層薄膜封合，主要出現白邊或漏鋁問(wèn)題。
4.異味：溶劑殘留、內層薄膜本身都會(huì )產(chǎn)生異味影響食物本身氣味。
紙類(lèi)：如單面光食品包裝紙
性能：
1.原料豐富、成本低廉、品種多樣、容易形成大批量生產(chǎn)。
2.加工性能好、便于復合加工，且印刷性能優(yōu)良。
3.具有一定的機械性能、質(zhì)量較輕、緩沖性好。
4.衛生安全性好。
5.用后廢棄物可回收利用，無(wú)污染。
缺點(diǎn)：
1.阻隔性低，耐水性差。
2.強度較低，尤其是濕強度低。
阻隔性的影響
材料阻隔性是材料對滲透物質(zhì)的阻礙性能。包裝材料的阻隔性是影響產(chǎn)品貨架期的主要因素。食品飲料類(lèi)
氧會(huì )氧化其營(yíng)養成分，水能促使褐變反應和色素氧化。
材料阻隔性是貨架期的決定因素。
藥品類(lèi)
氧化和水解是藥物失效的重要原因，都會(huì )引起藥物的不穩定性。
防氧阻水是貨架期計算時(shí)必須考慮的因素。
化妝品類(lèi)
決定貨架期的三個(gè)要素：防腐、抗氧和防止氣味散失。
奶粉鋁箔包裝阻隔性能測試意義
奶粉鋁箔包裝是采用塑料與鋁箔復合膜作為包裝袋，具有對O2、H2O高阻隔性以及良好的遮光性。鋁箔作為復合膜中間的阻隔層，對O2、CO2、N2、空氣、H2O都有較高的阻隔性能，因此含有鋁箔的復合膜作為奶粉包裝袋時(shí)，在23℃、0%RH的標準環(huán)境下的氧氣透過(guò)率(即阻氧性)可達到0.05 cm3/(m2?24h?0.1MPa)，在38℃、90%RH環(huán)境下的水蒸氣透過(guò)率(即阻濕性)可達到0.01 g/(m2?24h)。但為了延長(cháng)奶粉保質(zhì)期并保證奶粉的感官質(zhì)量，鋁箔復合膜袋裝奶粉常采用充氮包裝或氣調包裝，以滿(mǎn)足奶粉的無(wú)氧或低氧存儲環(huán)境。奶粉充氮包裝或氣調包裝是將奶粉裝入包裝袋，抽出包裝袋內的空氣達到預定的真空度后，再充入純N2或者一定比例的N2、CO2等氣體，然后完成封口工序。充氮包裝使得奶粉完全處于惰性氣體N2的保護中，則杜絕了氧環(huán)境對奶粉造成的氧化變質(zhì)反應;而氣調包裝中采用的CO2則是為了使奶粉處在酸性環(huán)境中，抑制奶粉中大多數需氧菌的生長(cháng)，其效果是N2的30倍，而且包裝內奶粉的水分會(huì )與CO2反應形成液態(tài)碳酸，使得包裝內氣體變少，形成微負壓，防止漲袋或漲罐的現象發(fā)生。但是，如果充氮包裝或氣調包裝對N2或CO2的阻隔性較差，即氮氣透過(guò)率或二氧化碳透過(guò)率較高，則會(huì )導致奶粉內部氣體成分透出量較大，奶粉易細菌繁殖導致氧化變質(zhì)等質(zhì)量問(wèn)題。對于氣調形式的鋁箔復合膜包裝袋，主要測試在23℃、0%RH標準環(huán)境下測試其氮氣透過(guò)率與二氧化碳透過(guò)率，從而驗證包裝袋對內部N2或CO2的阻隔性如何，亦為乳制品生產(chǎn)企業(yè)把控包材質(zhì)量提供技術(shù)指導。
奶粉鋁箔包裝阻隔性能測試
測試方法：
常用的檢測方法：
氣體：壓差法(基礎方法);等壓法(庫侖傳感器法-商業(yè)方法)
水蒸氣：稱(chēng)重法(基礎方法 仲裁方法);傳感器法(濕度傳感器法、紅外傳感器法、電解傳感器法)
目前，軟塑包裝的N2或CO2的阻隔性測試僅有壓差法這一種原理方法，相應的壓差法測試儀是將試樣置于高、低壓腔之間，對低壓腔抽真空，向高壓腔充入一定壓力的N2(或CO2)，通過(guò)測試低壓腔內壓力的變化，得到試樣的氮氣(或二氧化碳)透過(guò)率，此方法測試量程較寬，適合高阻隔材料低氮氣(或二氧化碳)透過(guò)率的檢測。
目前，國內壓差法測試氣體透過(guò)率(23℃標準測試環(huán)境)試驗遵循GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)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-VBS壓差法氣體滲透儀參考上述標準方法對高阻隔鋁箔復合膜包裝袋分別進(jìn)行氮氣透過(guò)率及二氧化碳透過(guò)率試驗。
測試儀器
VAC-VBS壓差法氣體滲透儀(Labthink蘭光)，三腔均值設計，單次試驗可測試三個(gè)試樣的平均值，15℃ ~ 55℃的可控溫度范圍，測試范圍0.1 ~ 100,000 cm3/m2?24h?0.1MPa，測試腔真空度可滿(mǎn)足< 20 Pa的高水平要求。該儀器滿(mǎn)足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003多種國家和國際標準，可滿(mǎn)足不同溫度環(huán)境下各種塑料薄膜、片材、金屬箔片及各種高阻隔材料等材料的不同氣體滲透性測試，可測試氣體為O2、N2、CO2、He等無(wú)機氣體或惰性氣體。
試驗原理
VAC-VBS采用壓差法測試原理，將預先處理好的試樣放置在上下測試腔之間，夾緊。打開(kāi)測試下腔閥，對低壓腔(下腔)進(jìn)行真空處理，然后對整個(gè)系統抽真空;當達到規定的真空度后，關(guān)閉測試下腔，向高壓腔(上腔)充入一定壓力的試驗氣體，使試樣兩側形成一個(gè)恒定的壓差(可調);氣體在壓差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過(guò)對低壓側壓強的監測處理，得出試樣的氣體透過(guò)率。
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(pán)上;在試驗腔中的圓盤(pán)上放置濾紙后，將裁取的3個(gè)已狀態(tài)調節完畢的試樣分別裝夾于VAC-VBS壓差法氣體滲透儀的3個(gè)試驗腔上，試樣應保持平整，不得有皺褶，輕輕按壓使試樣與真空油脂良好接觸，再用試驗腔夾緊結構夾緊試樣。
a. 涂抹完真空油脂后，放置試樣
b. 夾緊試樣
#3 試驗裝夾過(guò)程
檢測過(guò)程
VAC-VBS為自動(dòng)化試驗儀器，測試過(guò)程便捷易操作：
? 將氮氣氣源接入設備端口。
? 設置參數，將試驗溫度調整至23℃，將相對濕度調整為0%RH。
? 打開(kāi)設備軟件，設置試驗參數，啟動(dòng)試驗。試驗參數包括控制參數(試驗模式、上腔吹洗時(shí)間、上腔壓力、試驗時(shí)間、脫氣時(shí)間等)和試樣參數(編號、類(lèi)型、面積、厚度等)。
? 試驗結束、數據處理。
? 關(guān)閉氣源和電源。
? 將氣源換成二氧化碳氣體后，按照上述方法，測試樣品的二氧化碳透過(guò)率。
奶粉鋁箔復合膜包裝袋樣品在23℃，0%RH測試條件下的氮氣透過(guò)率與二氧化碳透過(guò)率分別為0.0814 cm3/m2?24h?0.1MPa、0.9203 cm3/m2?24h?0.1MPa，每項試驗的3個(gè)試樣的測試結果相對偏差均小于10%。
總結：
VAC-VBS壓差法氣體滲透儀在檢測類(lèi)似奶粉用鋁箔復合膜的氮氣透過(guò)率及二氧化碳透過(guò)率時(shí)，可獲得精確的試驗結果，有助于乳制品生產(chǎn)企業(yè)監控包裝材料對關(guān)鍵性氣體的阻隔性能，保證產(chǎn)品質(zhì)量安全。上述檢測儀器及檢測方法同樣適用于其他材質(zhì)的軟塑包裝材料進(jìn)行O2、CO2、N2、空氣等氣體阻隔性測試。
檢測標準
GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸氣透過(guò)率的測定電解傳感器法本標準規定了采用電解傳感器測定水蒸氣透過(guò)率的試驗方法。適用于快速測定塑料薄膜、薄片以及含有塑料的多層結構材料的水蒸氣透過(guò)率。
GB/T 1037-1988 塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法杯式法
本標準規定了在裝有干燥劑的試驗杯中測定塑料材料的透水蒸汽性。適用于塑料薄膜(包括復合塑料薄膜)、片材和人造革等材料的透水蒸氣性的測定。
GB/T 1038-2000 塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗方法壓差法
本標準規定了用壓差法測定塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)量和氣體透過(guò)系數的試驗方法。適用于測定空氣或其他試驗氣體。
GB/T 28118-2011 食品包裝用塑料與鋁箔復合膜、袋
本標準規定了食品包裝用塑料與鋁箔復合膜、袋的縮略語(yǔ)、符號和定義、分類(lèi)、要求、試驗方法、標志、包裝、運輸和貯存。本標準適用于厚度小于0.25mm使用溫度在70℃以下的以塑料、鋁箔為基材復合而成，供食品包裝用的膜、袋。
