如何利用壓差法透氣儀驗(yàn)證綠豆餅包裝塑料復(fù)合膜的阻隔性能

摘要：綠豆餅在保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，這種問(wèn)題的出現(xiàn)很可能與包材的氧氣透過(guò)量偏高有關(guān)系。本文采用Labthink蘭光VAC-VBS壓差法氣體滲透儀對(duì)綠豆餅包裝用塑料復(fù)合膜樣品的阻氧性能進(jìn)行了檢測(cè)，并介紹了設(shè)備的測(cè)試原理、設(shè)備的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過(guò)程等信息，從而為企業(yè)監(jiān)控所用包裝材料的氧氣透過(guò)量提供參考。

關(guān)鍵詞：氧氣透過(guò)量、阻氧性能、壓差法氣體滲透儀、軟塑包裝、塑料復(fù)合膜、綠豆餅、發(fā)霉

1. 意義

綠豆餅是一種非常常見(jiàn)的美味食品，以優(yōu)質(zhì)的面粉制成酥皮，內(nèi)部餡料則是由香甜酥軟、營(yíng)養(yǎng)豐富的綠豆做成，具有松、香、酥、軟等優(yōu)點(diǎn)，老少皆宜，吃后唇齒留香。綠豆餅在深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)的同時(shí)，也容易遭受到微生物的污染，出現(xiàn)霉斑、長(zhǎng)毛等問(wèn)題。預(yù)防這類問(wèn)題的出現(xiàn)，除了要嚴(yán)格控制綠豆餅自身攜帶的微生物或芽孢數(shù)量之外，還可采取選用阻隔性較高的包裝材料、提高包裝材料的密封性等綠色有效的措施，這是因?yàn)橹率咕G豆餅出現(xiàn)發(fā)霉問(wèn)題的微生物大部分為需氧型，通過(guò)使用高阻隔的包裝材料，并保證包裝袋具有良好的密封性，可切斷需氧型微生物生長(zhǎng)繁殖所需的氧氣供應(yīng)，破壞微生物繁殖的環(huán)境條件，從而起到抑制綠豆餅發(fā)霉的作用。故較高阻隔性的包裝材料是保證綠豆餅在保質(zhì)期內(nèi)具有良好品質(zhì)的必要條件之一。

2. 試驗(yàn)樣品

綠豆餅常用的包裝材料為塑料復(fù)合膜，為了防止其在存儲(chǔ)及運(yùn)輸過(guò)程中破碎，一般會(huì)將綠豆餅放置在托盤中，然后再用外包裝材料進(jìn)行包裝。本文以某品牌綠豆餅包裝用塑料復(fù)合膜為試驗(yàn)樣品，介紹測(cè)試其阻氧性能的方法。

3. 檢測(cè)依據(jù)

目前，薄膜、片材類包裝材料氧氣透過(guò)量的檢測(cè)方法主要包括等壓法與壓差法兩種，本文的檢測(cè)過(guò)程依據(jù)的是壓差法原理，參考的方法標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 1038-2000《塑料薄膜與薄片氣體透過(guò)性試驗(yàn)方法壓差法》。

4. 試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)所采用的試驗(yàn)設(shè)備為濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)的VAC-VBS壓差法氣體滲透儀。

圖2    VAC-VBS壓差法氣體滲透儀

4.1 設(shè)備原理

本設(shè)備研發(fā)的基本依據(jù)為氣體擴(kuò)散原理與波義耳定律。設(shè)備的試驗(yàn)腔分為上、下兩個(gè)測(cè)試腔，試驗(yàn)時(shí)試樣裝夾在兩測(cè)試腔之間，先打開下腔閥，對(duì)下腔進(jìn)行抽真空處理，然后打開上腔閥，對(duì)上、下測(cè)試腔同時(shí)進(jìn)行抽真空，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的真空度后，關(guān)閉下腔閥，向上腔內(nèi)充入一定壓力的試驗(yàn)氣體，使上、下腔之間保持恒定的壓差，氣體則會(huì)在壓力差的作用下由上腔透過(guò)試樣擴(kuò)散到下腔，然后通過(guò)對(duì)下腔的壓力隨時(shí)間的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而得到試樣的氣體透過(guò)量等參數(shù)。

4.2 設(shè)備參數(shù)

• 測(cè)試范圍為0.1 ~ 100000 cm³/m²·24h·0.1MPa。
• 可同時(shí)完成3個(gè)試樣的測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果為3個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果的平均值。
• 試樣的溫度范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃。
• 提供標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行快速校準(zhǔn)，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性。
• 支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和檢測(cè)報(bào)告。

4.3 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于多種薄膜、片材的氣體滲透性能測(cè)試。

• 薄膜類：如各種塑料薄膜、塑料復(fù)合薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料。
• 片材類：各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

(2) 本設(shè)備還可擴(kuò)展到航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測(cè)試。

(3) 本設(shè)備適用于多種氣體的透過(guò)率測(cè)試，如氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備滿足多項(xiàng)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

5. 試驗(yàn)過(guò)程

(1) 從綠豆餅包裝樣品表面隨機(jī)裁取直徑為80 mm的試樣3片，將試樣放置在23±2℃環(huán)境中的干燥器中進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)72 h。

(2) 測(cè)試樣品的厚度，測(cè)量5點(diǎn)，取測(cè)試結(jié)果的平均值。

(3) 在設(shè)備的測(cè)試腔表面均涂抹一層真空油脂，將3片試樣分別安放在設(shè)備的3個(gè)試驗(yàn)腔上，不得有氣泡，然后分別用試樣裝夾結(jié)構(gòu)夾緊試樣。

圖3   設(shè)備裝樣過(guò)程示意圖

(4) 設(shè)置試樣厚度、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)?zāi)Ｊ降葏?shù)信息，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，打開真空泵，試驗(yàn)開始。

(5) 試驗(yàn)過(guò)程中，設(shè)備自動(dòng)記錄腔內(nèi)的壓力變化，試驗(yàn)結(jié)束后，設(shè)備自動(dòng)計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果并顯示，記錄試驗(yàn)結(jié)果。

6. 試驗(yàn)結(jié)果

測(cè)試樣品的厚度為53.6 μm，其氧氣透過(guò)量為231.6073 cm³/m²·24h·0.1MPa。

7. 結(jié)論

　　綠豆餅所用包裝材料的氧氣透過(guò)量是一項(xiàng)關(guān)系到綠豆餅在保質(zhì)期內(nèi)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要性能指標(biāo)，若包裝材料的阻氧性較差，則綠豆餅很容易發(fā)生霉變，尤其是在炎熱潮濕的夏季或南方地區(qū)。VAC-VBS壓差法氣體滲透儀是一款專業(yè)用于薄膜、片材氣體透過(guò)量檢測(cè)的試驗(yàn)設(shè)備，試驗(yàn)過(guò)程操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性好、精度高，一次試驗(yàn)可以得到三個(gè)樣品的平均值，試驗(yàn)效率高，除氧氣外，該設(shè)備還可用于氮?dú)?、二氧化碳、空氣等氣體的透過(guò)量檢測(cè)，性價(jià)比極高。