奶粉對包裝與材料基本要求及質量控制解決方案

　　近幾年乳制品業(yè)獲得了高速發(fā)展，奶粉的發(fā)展更是獨樹一幟，與此對應，奶粉包裝也成為了包裝應用領域的重要增長點。目前，市場上銷售的奶粉包裝主要有金屬罐和塑料軟包裝袋兩種形式，本文僅側重奶粉對軟包裝的基本要求與相關質量控制項目進行介紹。

一、奶粉對包裝的整體質量要求

　　奶粉對包裝及材料的質量要求主要來自來功能性要求，包括阻氧、防潮、避光、密封、異味（溶劑殘留量）等安全因素，同時還要評估其印刷、上機性能，比如力學性能、熱封性能、表面滑爽性、印刷質量等。為達到上述要求，奶粉企業(yè)必須慎重選用合理的包裝材料，并按相關標準規(guī)范做好來料、生產(chǎn)加工、出廠等工序的質量檢驗與控制，以確保產(chǎn)品質量可靠。

二、乳粉包裝的主要形式 

　　考慮到嬰幼兒產(chǎn)品的安全性，我國政府要求嬰幼兒食用奶粉必須采用含鋁箔結構的包裝形式。而如今，隨著鍍鋁工藝的發(fā)展與應用，成人奶粉也已普及采用鍍鋁結構的包裝。

　　奶粉包裝一般采用軟包裝復合膜材料。一般常用結構：承印層/阻隔層/加強層/熱封層。其中，承印層以PET與BOPP居多，主要是利用其高光澤或高透明來呈現(xiàn)印刷精美的效果；阻隔層主要采用鋁箔或真空鍍鋁層，以實現(xiàn)阻氧、阻濕、避光的阻隔作用；加強層主要是為了防止鋁箔或鍍鋁受到外力而出現(xiàn)斷裂或針孔增加；熱封層常用PE材料，以進行熱封確保包裝的密封完好性能。

三、    奶粉包裝質量的重要控制指標

1、安全與異味指標：

　　安全性指標主要包括衛(wèi)生性與溶劑殘留量兩項指標。衛(wèi)生性指標主要側重于蒸發(fā)殘渣中鉛、銻等金屬元素以及細菌總數(shù)與大腸桿菌的檢測。

　　溶劑殘留量是包裝供應商與奶粉企業(yè)均要共同解決的問題，而且一定要從包裝加工原頭進行控制，主要從復合用膠、印刷用油墨、溶劑入手進行控制，一旦溶劑殘留超標將對消費者身體健康產(chǎn)生嚴重危害。當前隨著行業(yè)竟爭的加劇，奶粉企業(yè)對包裝成本的控制越來越受到重視，在考量包裝成本與價格時一定要格外注意，必須采用專用的氣相色譜儀進行溶劑純度與溶劑殘留檢測，將安全隱患徹底杜絕。具體應按照GB10004的標準進行相應管理，以確保與奶粉接觸包裝的溶劑殘留控制在范圍內(nèi)。可采用GC-7800包裝專用氣相色譜儀進行控制。

　　溶劑殘留會產(chǎn)生異味，這會直接影響消費者對產(chǎn)品的認同與購買，當然異味還來自于薄膜本身，當前諸多企業(yè)均在采用人工嗅覺檢測的方法，需要做好控制。尤其PE膜的氣味對奶粉的影響很大，這個問題已經(jīng)引起了奶粉生產(chǎn)企業(yè)的普遍關注。要想控制好PE膜的氣味問題，選擇好PE顆粒是至關重要的。

2、阻氧、阻濕等阻隔性指標

　　奶粉極易氧化變質、受潮結塊，一旦氧化其營養(yǎng)將無法保證，而受潮結塊會導致產(chǎn)品變質甚至霉變，進而在消費群體中引發(fā)質量事故。因此奶粉企業(yè)必須加強對包裝材料的阻氧與阻濕性能測試。目前，國內(nèi)奶粉企業(yè)實驗室及質量部門的阻隔性儀器配置并不齊全，易造成阻隔性等重要指標管控上的缺失，隱藏諸多風險。

（1）阻氣（氧氣與氮氣等氣體）性能控制

　　因奶粉易氧化的特性，故其包裝多采用高阻隔的氣調包裝，常在包裝內(nèi)填充氮氣或二氧化碳等氣體。結合此特性，對于奶粉包裝的阻氣性能檢測要求從氧氣與氮氣、二氧化碳透過量兩方面入手，因VAC-V2壓差法氣體滲透儀具有檢測多種氣體的特性，等壓法（庫化電量法）只能測試氧氣一種氣體透過量，因此奶粉行業(yè)應當采用壓差法氣體滲透儀進行阻氣性能的檢測，而并非只測試阻氧性能。當前國內(nèi)部分奶粉企業(yè)僅檢測氧氣透過量是不科學、不全面的，應當在檢測氧氣透過量的基礎上，再根據(jù)充填的氣體種類進行該填充氣體透過量的檢測.

（2） 阻濕（水蒸氣）性能檢測

　　阻濕性能檢測是防止奶粉受潮甚至霉變的重要手段，奶粉企業(yè)需要嚴格控制此指標。因當前奶粉包裝多采用真空鍍鋁膜與鋁塑復合膜包裝，該類包裝材料阻濕性能優(yōu)良，應當選擇檢測精度蕞高的電解法水蒸氣透過率測試系統(tǒng)進行透濕性能的檢測。當前水蒸氣透過率檢測主要采用電解法、紅外法、重量法三種原理的儀器，在這幾種方法中電解法的精度蕞高，故奶粉包裝應先選電解法水蒸氣透過率測試系統(tǒng)。另外奶粉包裝中密封鐵罐包裝也較常見，電解法水蒸氣透過率測試系統(tǒng)還可以用于鐵罐包裝的整體包裝透濕性能測試。

（3） 頂空分析

　　CO2氣調包裝在奶粉包裝中的應用效果較為明顯，高濃度的CO2能阻礙需氧菌與霉菌等微生物的繁殖，延長微生物增長的停滯期及指數(shù)增長期，起防腐防霉作用。而氧氣不但對食品中的營養(yǎng)成分有一定的破壞作用，同時氧也是大部分細菌繁殖生長的條件（細菌繁殖是食品變質的主要原因），但是當氧氣含量在2％以下，二氧化碳含量在7％以上時，食品和細菌均處于冬眠狀態(tài)，可有效延長食品的保質期。

　　當包裝內(nèi)部含有氧氣超標或者其它產(chǎn)品敏感氣體進入則會給產(chǎn)品的品質帶來影響，并逐步改變包裝內(nèi)部的氣體構成。故此需要對奶粉包裝內(nèi)的殘氧量與二氧化碳含量進行檢測。

　　對于常規(guī)或氣調包裝可選用CLASSIC 650頂空氣體分析儀進行殘氧量與二氧化碳含量的檢測，若為真空（或負壓）包裝應當采用RGT-01 真空包裝殘氧儀進行氣體成分分析。

3、奶粉包裝袋密封性能檢測

　　奶粉是一種既容易吸收潮氣，又容易氧化變質的產(chǎn)品，除了控制包裝材料的阻氧阻水蒸氣性能外，必須確保奶粉包裝袋的密封性，不得發(fā)生漏氣，以免導致產(chǎn)品泄漏甚至導致產(chǎn)品腐敗。 密封性能不良主要源自于封口部位，所以進行密封性檢測的重點應關注封口部分有無產(chǎn)生泄漏。而封口部位產(chǎn)生泄漏不僅僅是因為材料熱封性能、夾粉等引發(fā)的熱封問題，奶粉企業(yè)還需特別關注熱粘性能對密封性能的影響。

（1）奶粉包裝密封性能高效定性檢測

　　當前奶粉企業(yè)多采用定性檢測方式，即按照GB/T15171標準進行快速檢測，此種檢測方法為負壓原理，將包裝袋置于MFY-01密封試驗儀的盛有水的真空罐中，對真空罐抽真空產(chǎn)生負壓，在包裝袋內(nèi)外壓差作用下，通過人工目測的方式進行判定，若有連續(xù)氣泡產(chǎn)生則判定為泄漏。此種方法的優(yōu)勢是試驗高效，但無法實現(xiàn)定量檢測。

（2）奶粉包裝密封性能定量檢測

　　密封性檢測應當模擬產(chǎn)品在流通、貨架期間因受外界壓力而產(chǎn)生破損或泄漏問題的情況，采用正壓法對應當對密封性能進行定量檢測。采用正壓法的LSSD-01泄漏與密封強度測試儀，可實現(xiàn)奶粉包裝袋的破裂強度以及定壓力測泄漏量的定量檢測，另外通過不同的附加裝置還可以用于未封口包裝的密閉性檢測。   

　　建議奶粉企業(yè)對于密封性這一重要參數(shù)在生產(chǎn)與實驗室抽查環(huán)節(jié)進行管控，應當在生產(chǎn)線上配備1-2臺MFY-01密封試驗儀，并在試驗室中配置LSSD-01泄漏與密封性能測試儀進行檢測。

（3） 熱粘性能（熱粘強度檢測）

　　奶粉包裝膜熱封層的熱粘強度不夠是引發(fā)密封不良的常見誘因。熱粘強度是指包裝膜在熱壓封合瞬間，在沒有冷卻到熱封強度之前的封合強度。自動包裝機在熱封的瞬間即填充進奶粉，在填充時因熱封部位未充分冷卻,其封合強度較低，當熱封刀松開的瞬間，奶粉由上而下沖到包裝袋底部。如果的熱粘強度不夠大，在充填的瞬間就會把橫封的某些部位沖開，導致泄漏。 

　　目前國內(nèi)奶粉企業(yè)基本都未進行熱粘強度指標的檢測，遇到問題就從材料的熱封強度與夾粉等方面入手分析，往往不得要領，要完全控制好密封性能，應當配備HTT-L1熱粘拉力試驗機進行熱粘性能的檢測，將泄漏消除在萌芽狀態(tài)。

4、奶粉包裝材料的上機性能檢測

　　隨著包裝生產(chǎn)效率的提升，對于包裝及材料的上機性能提出了更苛刻的控制要求，奶粉企業(yè)應當就材料的力學性能（抗拉強度與伸長率，復合層剝離強度等）、熱封性能、滑爽性能（摩擦系數(shù)）進行控制，以適應自動包裝。

（1） 抗拉強度與伸長率

　　抗拉強度是確保包裝材料具有良好上機性能的前提，通過檢測確定包裝材料是否達到抵抗拉伸的要求，以減少在包裝中的破包問題產(chǎn)生。斷裂伸長率也極為重要，配合抗拉強度指標的控制減少破包問題，還可提高封裝切割的效率。

（2） 復合膜剝離強度

　　奶粉包裝多采用復合膜，通過對復合層剝離強度的檢測極為重要，可以防止因包裝開裂或分層而導致的鋁箔或鍍鋁受出現(xiàn)斷裂或針孔增加而引發(fā)的阻隔性能下降等問題。另外復合強度不足極易在熱封之后在該封合部位出現(xiàn)分層，進而在運輸或貨架期間產(chǎn)生泄漏問題。目前行業(yè)一般要求承印層與中間層（阻隔或加強層）的復合強度大于1.5N/15mm，內(nèi)層（熱封層）與中間層剝離強度要大于2.0 N/15mm。此指標的檢測應當按照GB8808標準采用XLW(PC)、XLW(M)或XLW型智能電子拉力試驗機進行控制。

（3） 熱封性能（熱合強度）

　　奶粉包裝必須具有較好的熱封強度，以確保包裝密封性能。進行熱封性能檢測時首先要對熱封效果進行目測，熱封部位要平整不能出現(xiàn)皺折或較深壓痕，之后再采用HST-H3熱封試驗儀或RTD-R2熱封梯度儀按照生產(chǎn)參數(shù)進行材料熱壓封合，并配合XLW(pc)型拉力機進行強度檢測。參考GB10004標準相關要求，熱封合強度要求大于35N/15mm.

（4）滑爽性能（摩擦系數(shù)）檢測

　　用于自動包裝的奶粉包裝材料而言，除了以上3點要求外，還要求包裝膜對于自動包裝機有良好的適應性能。其中最重要的參數(shù)就是內(nèi)外層的滑爽性能，又稱為摩擦系數(shù)（COF）。奶粉包裝過程中生產(chǎn)設備一般由皮帶輪驅動薄膜在滾筒上運動，這要求包裝機進行熱粘產(chǎn)的外層摩擦系數(shù)要略大一些，以保證薄膜與皮帶輪之間不打滑，同時內(nèi)層摩擦系數(shù)要盡量小一些，以保證薄膜在成滾筒上順暢運行。摩擦系數(shù)檢測應當按照GB10006標準采用MXD-02摩擦系數(shù)儀進行檢測，目前國內(nèi)有些單位采用僅符合中國標準的摩擦系數(shù)儀，不符合美國ASTM與ISO標準規(guī)定的要求,無法實現(xiàn)與國際接軌。MXD-02摩擦系數(shù)儀可完全兼容GB10006、ASTM D1894、ISO 8295等標準要求。一般內(nèi)層的摩擦系數(shù)要控制在0.3以下，外層的摩擦系數(shù)控制在0.4～0.5之間比較理想。 

5、成品奶粉包裝袋的耐沖擊性能檢測

　　耐沖擊性是奶粉包裝材料重要的機械性能之一，反映了材料抵抗外部破壞力的能力。尤其是對于包裝材料與內(nèi)容物間隙小或沒有間隙的包裝，耐沖擊性能直接影響包裝在沖擊條件下的完整性及保護性作用。目前行業(yè)中多采用FIT-01薄膜沖擊試驗儀進行耐擺錘沖擊性能檢測，當然也有采用BMC-B1落鏢沖擊的方式進行耐沖擊性能檢測。

　　本處強調：進行耐擺錘沖擊時一定要注意,目前市場上多為分辯率是0.025J的通過表盤與指針讀取數(shù)據(jù)的儀器，盡管低價但不符合相關標準規(guī)范要求，且技術水平落后。企業(yè)應當按照《食品用包裝、容器、工具等制品生產(chǎn)許可細則》規(guī)定的精度不得低于0.01J要求的儀器進行質量控制。FIT-01薄膜沖擊試驗儀采用的電子傳感器與微型計算機技術的結合,產(chǎn)品的精度高達0.001J.尤其適合質檢系統(tǒng)與奶粉企業(yè)耐沖擊性能做精細的測試與分析的要求.

　　要按照上述方式進行控制對于正規(guī)奶粉企業(yè)不難做到，隨著國家對食品與食品包裝安全的重視與監(jiān)管力度的加強，奶粉甚至乳制品行業(yè)應進行必要的規(guī)范，濟南蘭光機電技術有限公司希望與奶粉企業(yè)增進交流與溝通，共同推動行業(yè)檢測標準的規(guī)范及檢測應用推廣普及。