沙琪瑪包裝用塑料復合膜對氧氣阻隔性能的測試方法

摘要：包裝材料良好的氧氣阻隔性能是防止沙琪瑪出現(xiàn)霉變、變質(zhì)的重要保證條件，本文以某品牌沙琪瑪包裝用塑料復合膜為試驗樣品，利用Labthink蘭光C230氧氣透過率測試儀對樣品的氧氣透過率進行測試，并通過對試驗原理、設備參數(shù)及適用范圍、試驗過程等內(nèi)容的介紹，為企業(yè)監(jiān)控軟塑包裝材料對氧氣的阻隔性能提供參考。

關鍵詞：氧氣透過率、氧氣阻隔性能、阻氧性、霉變、變質(zhì)、氧氣透過率測試儀、沙琪瑪、塑料復合膜

1、意義

沙琪瑪是一種常見的特色糕點，以面粉、雞蛋、糖、果仁等為原料，經(jīng)油炸而成，營養(yǎng)豐富，油脂成分含量較高，容易滋生微生物，氧化變質(zhì)。對于沙琪瑪易出現(xiàn)的發(fā)霉變質(zhì)問題，除了要從生產(chǎn)工藝進行嚴格控制（如采取動態(tài)消毒技術等在其存儲、運輸及貨架期），以防止菌落總數(shù)、大腸桿菌等微生物超標外，包裝阻隔性能的高低則是影響微生物是否易生長、繁殖的關鍵因素之一。這是因為導致沙琪瑪發(fā)霉的微生物大部分為需氧型，即這些微生物的滋生離不開氧氣，通過使沙琪瑪處于一種低氧環(huán)境中，則可有效抑制微生物的繁殖，防止沙琪瑪霉變，另外，這種低氧環(huán)境還可以避免沙琪瑪中油脂等成分氧化變質(zhì)。故而，較高的氧氣阻隔性能（即阻氧性）是沙琪瑪包裝應具有的基本性能。

圖1 沙琪瑪常見包裝材料

2、試驗依據(jù)

軟塑包裝材料氧氣透過率的測試方法主要分為壓差法、等壓法兩種，本次試驗采用等壓法對樣品進行測試，等壓法又稱為庫侖計法，所依據(jù)的標準為GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧化透過性試驗 庫侖計檢測法》。

3、試驗樣品

本次試驗所測試的樣品為某品牌沙琪瑪包裝用塑料復合膜。

4、試驗設備

本文所采用的試驗設備為C230氧氣透過率測試儀，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖2  C230氧氣透過率測試儀

4.1 試驗原理

所謂等壓法是指試驗過程中試樣兩側(cè)的氣體壓力始終保持一致的一種方法，試樣一側(cè)充填的是載氣高純氮氣，另一側(cè)為測試氣體高純氧氣，在濃度差的作用下，氧氣會通過試樣滲透到高純氮氣側(cè)，并被氮氣攜帶至庫倫傳感器處進行測試分析，從而得到試樣的氧氣透過率等相關參數(shù)。

4.2 設備參數(shù)

• 適用于測試薄膜、片材試樣，測試面積為7 cm²時，測試范圍為0.7 ~ 35000 cm³/(m²·d)，測試面積為50 cm²時，測試范圍為0.1 ~ 5000 cm³/(m²·d)，分辨率為0.01 cm³/(m²·d)；容器類試樣的測試范圍為0.0005 ~ 25 cm³/(pkg·d)。設備的量程寬，氧核心采用電磁防護設計，并具有自維護功能，分辨率高，設備維護間隔長，使用成本低。
• 設備配置了三個測試腔，一次試驗可得到三個試樣的平均值，提高了設備的測試效率。
• 設備的控溫范圍為10 ~ 55℃，控溫精度為±0.2℃；濕度控制范圍0%RH ~ 90%RH，控濕精度為±2%RH?？蓾M足用戶不同測試條件的要求。
• 提供標準膜快速校準，保證檢測數(shù)據(jù)的準確性和通用性。

4.3 適用范圍

(1) 本設備適用于薄膜、片材、容器等包裝件氧氣透過率的測試。

• 薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復合膜等膜狀材料。
• 片材類包括各種工程塑料、橡膠等片材，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
• 容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料制成的瓶、袋、罐、盒、桶等，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、果凍杯、酸奶杯、金屬三片罐、牙膏軟管、化妝品塑料包裝等。

(2) 本設備可擴展應用于太陽能背板、塑料管材、醫(yī)藥泡罩、隱形眼鏡、汽車油箱、電池塑料外殼等多種產(chǎn)品氧氣透過性能的測試。

(3) 本設備可滿足多項國家和國際標準，如GB/T 19789、ISO 15105-2、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 31354、JIS K7126-B、YBB 00082003等。

5、試驗過程

(1) 測試試樣的厚度后，將其放置在干燥器中狀態(tài)調(diào)節(jié)48 h。

(2) 用專用取樣器從樣品表面裁取試樣3片。

(3) 在設備測試腔的周邊涂抹一層真空油脂，將試樣分別裝夾在設備的3個測試腔上，排除試樣與測試腔間的氣泡，固定透氣室蓋，確保測試腔的密封性良好。

(4) 設置試樣名稱、試樣厚度、試驗溫度、試驗濕度、試驗模式等參數(shù)信息，點擊試驗選項，試驗開始。打開氣源，調(diào)節(jié)氣源壓力，使測試腔內(nèi)濕度達到設定值。

(5) 試驗結(jié)束后，設備分別顯示3個試樣的測試結(jié)果。吹掃管路，關閉設備。

6、試驗結(jié)果

本文中所測試的3個試樣的氧氣透過率分別為55.31 cm³/(m²·d)、58.07 cm³/(m²·d)、57.65 cm³/(m²·d)，取三個試樣的平均值作為樣品的氧氣透過率則為57.01 cm³/(m²·d)。

7、結(jié)論

氧氣透過率的高低對沙琪瑪保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量具有重要影響，本文利用C230氧氣透過率測試儀測試了某品牌沙琪瑪包裝用塑料復合膜的氧氣透過率，試驗操作簡單，設備的智能化程度高，試驗效率高，試驗結(jié)果顯示試樣的氧氣透過率的均勻性較好。除了氧氣透過率外，沙琪瑪包裝的重點關注指標還包括熱封強度、密封性能、耐油脂性、抗拉伸長與彈性模量、溶劑殘留、總遷移量等。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測服務的高新技術企業(yè)，現(xiàn)有設備包括氧氣透過率測試儀、水蒸氣透過率測試儀、智能電子拉力試驗機、摩擦系數(shù)儀、密封試驗儀、頂空氣體分析儀、遷移量及不揮發(fā)物測定儀等。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術溝通與合作！