殺菌工藝對包裝材料阻隔性的影響

摘要：殺菌是食品加工中的重要環(huán)節(jié)，殺菌工藝對包裝材料的性質(zhì)具有一定的影響。本文通過測試殺菌前后PVDC復(fù)合膜樣品的氧氣透過量，分析殺菌工藝對包裝材料樣品阻氧性能的影響，并介紹了試驗(yàn)原理、設(shè)備參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容，為研究殺菌工藝對包裝材料阻隔性的影響提供參考。

關(guān)鍵詞：殺菌、包裝材料、PVDC復(fù)合膜、氧氣透過量、等壓法、庫侖計(jì)法、氧氣透過率測試系統(tǒng)

1、意義

常見的食品殺菌工藝有高溫殺菌、低溫殺菌、高壓殺菌、輻照殺菌、微波殺菌、紫外線殺菌等，通常在食品包裝完成之后進(jìn)行上述殺菌環(huán)節(jié)，即包裝所用的材料也需殺菌。這就要求在選擇殺菌工藝或者篩選包材時，不僅要考慮殺菌方式對食品的影響，還應(yīng)兼顧包裝材料對殺菌工藝的適應(yīng)性，即包裝材料對殺菌效果的影響及殺菌過程對包裝材料性能的影響等，以防止材料經(jīng)過殺菌后性能發(fā)生較大劣變。本文針對性的對經(jīng)過一定殺菌工藝后的包裝材料阻隔性能的變化進(jìn)行研究。

2、試驗(yàn)樣品

本次試驗(yàn)以一種含PVDC材料的復(fù)合膜為試驗(yàn)樣品，測試該樣品在殺菌前后的氧氣透過量。

3、試驗(yàn)依據(jù)

本次試驗(yàn)依據(jù)庫侖計(jì)法原理，試驗(yàn)過程參照GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗(yàn)  庫侖計(jì)檢測法》。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用C230H氧氣透過率測試系統(tǒng)對樣品進(jìn)行測試，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗(yàn)原理

庫侖計(jì)法原理，又稱為等壓法原理，是通過對氧氣參與電化學(xué)反應(yīng)的電信號的監(jiān)測得到材料的氧氣透過量等參數(shù)。通過裝夾的試樣將設(shè)備的上、下兩個測試腔分開，上腔中充填一定壓力的高純氧氣，下腔充入等壓的高純氮?dú)?，氧氣在濃度差的作用下，從上腔通過試樣滲透到下腔中，下腔中的氮?dú)鈱B透過的氧氣攜帶至庫倫傳感器處進(jìn)行測試分析，根據(jù)所測得電信號值、單位數(shù)量的氧氣與其參與電化學(xué)反應(yīng)可產(chǎn)生電信號的定量關(guān)系計(jì)算單位時間滲透過單位面積試樣的氧氣量，即氧氣透過量。

圖1　C230H氧氣透過率測試系統(tǒng)

4.2 設(shè)備參數(shù)

薄膜/片材類試樣的測試范圍為0.01 ~ 200 cm³/(m²·day)，容器類試樣的測試范圍為0.00005 ~ 1 cm³/(pkg·day)，分辨率為0.001 cm³/(m²·day)，重復(fù)性為0.01 cm³/(m²·day)或2%取大者；設(shè)備內(nèi)部溫度、濕度自動調(diào)節(jié)，且測試腔各自安裝溫濕度傳感器監(jiān)測溫濕度情況，測試溫度范圍為(10±0.2)℃ ~ (55±0.2)℃；測試濕度范圍為0%RH、(5±1)%RH ~ (90±1)%RH、100%RH；可同時測試3個相同或不同的試樣；試樣尺寸為108 mm × 108 mm，測試面積為50 cm²；Labthink蘭光的DataShield^TM數(shù)據(jù)盾系統(tǒng)，對接用戶數(shù)據(jù)集中管理要求，支持多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出；采用可靠安全算法，防止數(shù)據(jù)泄露；支持通用有線和無線局域網(wǎng)，選配專用無線網(wǎng)，支持接入第三方軟件。

4.3 適用范圍

(1) 適用于各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁塑復(fù)合膜等膜狀材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材、金屬薄片、橡膠片、硅片等片狀材料，酒瓶、可樂瓶、花生油桶、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等瓶、袋、罐、盒、桶類容器材料氧氣透過率的測試。

(2) 可擴(kuò)展用于包裝件封蓋、太陽能背板、管材、醫(yī)藥泡罩、汽車油箱、電池外殼等產(chǎn)品對氧氣阻隔性能的測試。

(3) 可滿足ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003等多項(xiàng)國家和國際標(biāo)準(zhǔn)。

5、試驗(yàn)過程

(1) 用取樣器從殺菌前樣品的表面裁取試樣3片，將試樣分別裝夾在設(shè)備的3個測試腔中。

(2) 在設(shè)備的控制軟件中設(shè)置試樣名稱、試樣厚度、試驗(yàn)溫度、濕度及試驗(yàn)?zāi)Ｊ降葏?shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。設(shè)備按照設(shè)定的參數(shù)對試驗(yàn)條件進(jìn)行控制并測試，試驗(yàn)結(jié)束后顯示試驗(yàn)結(jié)果。

(3) 按照上述步驟測試殺菌后樣品的氧氣透過量。

6、試驗(yàn)結(jié)果

取3個試樣測試結(jié)果的算術(shù)平均值作為每種樣品的氧氣透過量。本次試驗(yàn)測得殺菌前樣品的氧氣透過量為16.432 cm³/(m²·day)，殺菌后樣品的氧氣透過量為11.934 cm³/(m²·day)。

7、結(jié)論

本次試驗(yàn)通過對比殺菌前后樣品的氧氣透過量，獲得殺菌工藝對材料阻氧性能的影響。從試驗(yàn)結(jié)果來看，殺菌后樣品的氧氣透過量低于殺菌前的樣品，說明殺菌后樣品對氧氣的阻隔性能有所提高，說明殺菌過程中的溫度、壓力、射線等因素可能會對包裝材料的分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響包裝材料的性能。整個試驗(yàn)過程簡單，設(shè)備的智能化程度高，試驗(yàn)過程中各參數(shù)的控制精準(zhǔn)而穩(wěn)定，測試結(jié)果的準(zhǔn)確性高，可真實(shí)反映樣品的阻氧性能。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，新推出的C系列包裝檢測儀器，包括紅外法、庫侖計(jì)法、電解法、杯式法等全新的阻隔性檢測設(shè)備，均采用自主傳感器及核心技術(shù)，儀器的性能更穩(wěn)定、檢測更高效、數(shù)據(jù)更精確，測試結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性等都取得了大幅提升，了解相關(guān)檢測設(shè)備詳細(xì)信息可登陸濟(jì)南蘭光公司網(wǎng)站查看或致電咨詢。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。