如何利用壓差法透氣儀驗證綠豆餅包裝塑料復合膜的阻隔性能

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

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

1. 意義

綠豆餅是一種非常常見的美味食品，以優(yōu)質(zhì)的面粉制成酥皮，內(nèi)部餡料則是由香甜酥軟、營養(yǎng)豐富的綠豆做成，具有松、香、酥、軟等優(yōu)點，老少皆宜，吃后唇齒留香。綠豆餅在深受廣大消費者喜愛的同時，也容易遭受到微生物的污染，出現(xiàn)霉斑、長毛等問題。預防這類問題的出現(xiàn)，除了要嚴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，這是因為致使綠豆餅出現(xiàn)發(fā)霉問題的微生物大部分為需氧型，通過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. 試驗樣品

綠豆餅常用的包裝材料為塑料復合膜，為了防止其在存儲及運輸過程中破碎，一般會將綠豆餅放置在托盤中，然后再用外包裝材料進行包裝。本文以某品牌綠豆餅包裝用塑料復合膜為試驗樣品，介紹測試其阻氧性能的方法。

3. 檢測依據(jù)

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

4. 試驗設(shè)備

本次試驗所采用的試驗設(shè)備為濟南蘭光機電技術(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)為氣體擴散原理與波義耳定律。設(shè)備的試驗腔分為上、下兩個測試腔，試驗時試樣裝夾在兩測試腔之間，先打開下腔閥，對下腔進行抽真空處理，然后打開上腔閥，對上、下測試腔同時進行抽真空，當達到規(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氣體，使上、下腔之間保持恒定的壓差，氣體則會在壓力差的作用下由上腔透過試樣擴散到下腔，然后通過對下腔的壓力隨時間的變化進行監(jiān)測，從而得到試樣的氣體透過量等參數(shù)。

4.2 設(shè)備參數(shù)

• 測試范圍為0.1 ~ 100000 cm³/m²·24h·0.1MPa。
• 可同時完成3個試樣的測試，試驗結(jié)果為3個試樣測試結(jié)果的平均值。
• 試樣的溫度范圍為15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃。
• 提供標準膜進行快速校準，保證檢測數(shù)據(jù)的準確性和通用性。
• 支持Lystem^TM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗結(jié)果和檢測報告。

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試。

• 薄膜類：如各種塑料薄膜、塑料復合薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料。
• 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試。

(3) 本設(shè)備適用于多種氣體的透過率測試，如氧氣、二氧化碳、氮氣、氦氣、空氣等。

(4) 本設(shè)備滿足多項國家和國際標準，如ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003。

5. 試驗過程

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

(2) 測試樣品的厚度，測量5點，取測試結(jié)果的平均值。

(3) 在設(shè)備的測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個試驗腔上，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)備裝樣過程示意圖

(4) 設(shè)置試樣厚度、試驗溫度、試驗模式等參數(shù)信息，點擊試驗選項，打開真空泵，試驗開始。

(5) 試驗過程中，設(shè)備自動記錄腔內(nèi)的壓力變化，試驗結(jié)束后，設(shè)備自動計算試驗結(jié)果并顯示，記錄試驗結(jié)果。

6. 試驗結(jié)果

測試樣品的厚度為53.6 μm，其氧氣透過量為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量是一項關(guān)系到綠豆餅在保質(zhì)期內(nèi)質(zhì)量優(yōu)劣的重要性能指標，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、片材氣體透過量檢測的試驗設(shè)備，試驗過程操作簡單、自動化程度高，試驗結(jié)果的準確性好、精度高，一次試驗可以得到三個樣品的平均值，試驗效率高，除氧氣外，該設(shè)備還可用于氮氣、二氧化碳、空氣等氣體的透過量檢測，性價比極高。