酸奶PET塑料瓶阻氧性能的監(jiān)控方案

摘要：酸奶對(duì)接觸到的氧氣量要求較嚴(yán)格，如接觸到較多氧氣，產(chǎn)品易被氧化變質(zhì)，從而影響保質(zhì)期。本文利用OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試PET瓶對(duì)外界氧氣的阻隔性能，并簡(jiǎn)要介紹了試驗(yàn)的基本過程及試驗(yàn)設(shè)備的適用范圍、設(shè)備參數(shù)等內(nèi)容，相關(guān)乳品行業(yè)可在選擇包材及氧氣阻隔性設(shè)備時(shí)加以參考。

關(guān)鍵詞：酸奶、塑料瓶、PET瓶、阻氧性、阻隔性能、氧氣透過率、氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)

1、意義

酸奶，是以新鮮的牛奶為原料，經(jīng)過巴氏殺菌、添加乳酸菌、發(fā)酵、冷卻、灌裝制成的一種乳制品。酸奶有多種包裝形式，今天我們重點(diǎn)分析一下PET塑料瓶包裝。 PET塑料瓶裝酸奶保質(zhì)期一般為21天左右，PET瓶的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)其內(nèi)部的乳品具有很好的遮光保護(hù)，透光率很低，延長(zhǎng)了 乳制品的保質(zhì)期。 這種遮光解決方案為高品質(zhì)的乳制品提供了合適的選擇，使得 高品質(zhì)的產(chǎn)品受到了高品質(zhì)包裝物的保護(hù)。其次，PET隔氧性能良好，加上相應(yīng) 的套標(biāo)或印刷，特別適合推廣巴氏殺菌奶、UHT奶或風(fēng)味乳飲料。第三，PET材料 有著比其它塑料材料更好的防滲漏性能。從回收系統(tǒng)講，PET材料也是回收利用率*的材料。 在氧氣濃度較高時(shí)， 由于酸奶中脂肪含量較高，乳脂肪會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生 游離的脂肪酸， 出現(xiàn)酸敗氣味而變質(zhì),同時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生分解,影響酸奶的質(zhì)量。所 以酸奶包裝要求阻氧、阻光性好。因而加強(qiáng)對(duì)酸奶包裝用塑料瓶阻隔性的改進(jìn)及監(jiān)控顯得尤為重要。

圖1  酸奶包裝用PET塑料瓶

2、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)有關(guān)塑料包裝氧氣透過率的測(cè)試方法主要為庫(kù)侖計(jì)檢測(cè)法，本次測(cè)試依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 31354-2014《包裝件和容器氧氣透過性測(cè)試方法 庫(kù)侖計(jì)檢測(cè)法》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在穩(wěn)態(tài)條件下采用庫(kù)侖計(jì)法對(duì)包裝件和容器氧氣透過性進(jìn)行測(cè)試，適用于干燥環(huán)境中、容積為2L以下的塑料及復(fù)合材料包裝件、容器等包裝材料的氧氣透過性測(cè)試。

3、試驗(yàn)樣品

某酸奶企業(yè)提供的PET塑料瓶。

4、試驗(yàn)設(shè)備

圖2  OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)

4.1 測(cè)試原理

OX2/230采用等壓法測(cè)試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測(cè)試腔之間，氧氣或空氣在薄膜的一側(cè)流動(dòng)，高純氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)流動(dòng)。氧氣分子穿過薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)中的高純氮?dú)庵校涣鲃?dòng)的氮?dú)鈹y帶至傳感器。通過對(duì)傳感器測(cè)量到的氧氣濃度進(jìn)行分析，從而計(jì)算出氧氣透過率等參數(shù)。對(duì)于包裝容器而言，高純氮?dú)庠谌萜鲀?nèi)流動(dòng)，空氣或高純氧氣包圍在容器的外側(cè)。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于容器、塑料薄膜、片材、紙張、紙板及其復(fù)合材料等包裝的氧氣透過率測(cè)試。

• 容器類包括用于塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測(cè)試，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等。
• 薄膜類材料包括各種塑料薄膜、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)合膜等膜狀材料的氧氣透過率測(cè)試。
• 片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料的氧氣透過率測(cè)試，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。

此外，本設(shè)備通過配置特殊夾具還可以應(yīng)用于醫(yī)藥包裝、汽車油箱、電池塑料外殼、塑料管材、太陽(yáng)能背板等特殊包裝氧氣透過率測(cè)試。

(2) 本設(shè)備可滿足多項(xiàng)國(guó)家和標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 31354、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003。

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 測(cè)試范圍：容器測(cè)試0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)，薄膜測(cè)試0.01 ~ 6500 cm³/(m²·d)。
• 試樣數(shù)量：可同時(shí)測(cè)試3個(gè)或三個(gè)不同的試樣。
• 分辨率：容器0.00001 g/(pkg·d)，薄膜0.001 g/(m²·d)。
• 試驗(yàn)溫度范圍：15℃ ~ 55℃，控溫精度 ±0.1℃。
• 試驗(yàn)濕度范圍：0%RH、35%RH ~ 90%RH，控溫精度±1%RH。
• 試驗(yàn)氣體：O₂、空氣（氣源用戶自備）。
• 系統(tǒng)多可支持10臺(tái)儀器并行連接，建立30個(gè)試樣同時(shí)試驗(yàn)的系統(tǒng)。
• 可與水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)搭配，組成混合測(cè)試系統(tǒng)，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)氧氣、水蒸氣透過率同時(shí)測(cè)試的、便捷的試驗(yàn)方式。
• 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)果和試驗(yàn)報(bào)告。

5、試驗(yàn)過程

(1) 用快固膠涂覆在PET瓶口，使其固定在儀器的容器測(cè)試托盤裝置上，密封完成后，利用管路將其連接在儀器上，再用密封袋將樣品及托盤裝置進(jìn)行密封包扎。

(2) 設(shè)置試樣名稱、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度等參數(shù)。

(3) 點(diǎn)擊“開始試驗(yàn)”選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。

(4) 啟動(dòng)氣源，調(diào)節(jié)濕度以及載氣流量。

(5) 試驗(yàn)結(jié)束后，儀器自動(dòng)計(jì)算并顯示試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本文測(cè)試的酸奶包裝用PET塑料瓶的氧氣透過率為0.11523 cm³/(pkg·d)。

7、結(jié)論

OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)是一款專業(yè)測(cè)試包裝容器阻氧性的試驗(yàn)設(shè)備，具有測(cè)試效率高、測(cè)試結(jié)果精度高、準(zhǔn)確性與重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，除包裝容器外，還可用于包裝薄膜、片材等試樣的氧氣透過率檢測(cè)。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(cè)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與包裝檢測(cè)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備包括氣體透過率測(cè)試儀、水蒸氣透過率測(cè)試儀、氧氣透過率測(cè)試儀、扭矩儀、負(fù)壓法密封試驗(yàn)儀等，用于檢測(cè)酸奶包裝瓶的阻隔性能、瓶蓋的開啟及密封性能等，了解設(shè)備及檢測(cè)服務(wù)信息。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！