殺菌工藝對包裝材料阻隔性的影響

摘要：殺菌是食品加工中的重要環節，殺菌工藝對包裝材料的性質具有一定的影響。本文通過測試殺菌前后PVDC復合膜樣品的氧氣透過量，分析殺菌工藝對包裝材料樣品阻氧性能的影響，并介紹了試驗原理、設備參數及適用范圍、試驗過程等內容，為研究殺菌工藝對包裝材料阻隔性的影響提供參考。

關鍵詞：殺菌、包裝材料、PVDC復合膜、氧氣透過量、等壓法、庫侖計法、氧氣透過率測試系統

1、意義

常見的食品殺菌工藝有高溫殺菌、低溫殺菌、高壓殺菌、輻照殺菌、微波殺菌、紫外線殺菌等，通常在食品包裝完成之后進行上述殺菌環節，即包裝所用的材料也需殺菌。這就要求在選擇殺菌工藝或者篩選包材時，不僅要考慮殺菌方式對食品的影響，還應兼顧包裝材料對殺菌工藝的適應性，即包裝材料對殺菌效果的影響及殺菌過程對包裝材料性能的影響等，以防止材料經過殺菌后性能發生較大劣變。本文針對性的對經過一定殺菌工藝后的包裝材料阻隔性能的變化進行研究。

2、試驗樣品

本次試驗以一種含PVDC材料的復合膜為試驗樣品，測試該樣品在殺菌前后的氧氣透過量。

3、試驗依據

本次試驗依據庫侖計法原理，試驗過程參照GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過性試驗  庫侖計檢測法》。

4、試驗設備

本文采用C230H氧氣透過率測試系統對樣品進行測試，該設備由濟南蘭光機電技術有限公司自主研發生產。

4.1 試驗原理

庫侖計法原理，又稱為等壓法原理，是通過對氧氣參與電化學反應的電信號的監測得到材料的氧氣透過量等參數。通過裝夾的試樣將設備的上、下兩個測試腔分開，上腔中充填一定壓力的高純氧氣，下腔充入等壓的高純氮氣，氧氣在濃度差的作用下，從上腔通過試樣滲透到下腔中，下腔中的氮氣將滲透過的氧氣攜帶至庫倫傳感器處進行測試分析，根據所測得電信號值、單位數量的氧氣與其參與電化學反應可產生電信號的定量關系計算單位時間滲透過單位面積試樣的氧氣量，即氧氣透過量。

圖1　C230H氧氣透過率測試系統

4.2 設備參數

薄膜/片材類試樣的測試范圍為0.01 ~ 200 cm³/(m²·day)，容器類試樣的測試范圍為0.00005 ~ 1 cm³/(pkg·day)，分辨率為0.001 cm³/(m²·day)，重復性為0.01 cm³/(m²·day)或2%取大者；設備內部溫度、濕度自動調節，且測試腔各自安裝溫濕度傳感器監測溫濕度情況，測試溫度范圍為(10±0.2)℃ ~ (55±0.2)℃；測試濕度范圍為0%RH、(5±1)%RH ~ (90±1)%RH、100%RH；可同時測試3個相同或不同的試樣；試樣尺寸為108 mm × 108 mm，測試面積為50 cm²；Labthink蘭光的DataShield^TM數據盾系統，對接用戶數據集中管理要求，支持多種數據格式導出；采用可靠安全算法，防止數據泄露；支持通用有線和無線局域網，選配專用無線網，支持接入第三方軟件。

4.3 適用范圍

(1) 適用于各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁塑復合膜等膜狀材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材、金屬薄片、橡膠片、硅片等片狀材料，酒瓶、可樂瓶、花生油桶、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等瓶、袋、罐、盒、桶類容器材料氧氣透過率的測試。

(2) 可擴展用于包裝件封蓋、太陽能背板、管材、醫藥泡罩、汽車油箱、電池外殼等產品對氧氣阻隔性能的測試。

(3) 可滿足ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003等多項國家和國際標準。

5、試驗過程

(1) 用取樣器從殺菌前樣品的表面裁取試樣3片，將試樣分別裝夾在設備的3個測試腔中。

(2) 在設備的控制軟件中設置試樣名稱、試樣厚度、試驗溫度、濕度及試驗模式等參數信息，點擊試驗選項，試驗開始。設備按照設定的參數對試驗條件進行控制并測試，試驗結束后顯示試驗結果。

(3) 按照上述步驟測試殺菌后樣品的氧氣透過量。

6、試驗結果

取3個試樣測試結果的算術平均值作為每種樣品的氧氣透過量。本次試驗測得殺菌前樣品的氧氣透過量為16.432 cm³/(m²·day)，殺菌后樣品的氧氣透過量為11.934 cm³/(m²·day)。

7、結論

本次試驗通過對比殺菌前后樣品的氧氣透過量，獲得殺菌工藝對材料阻氧性能的影響。從試驗結果來看，殺菌后樣品的氧氣透過量低于殺菌前的樣品，說明殺菌后樣品對氧氣的阻隔性能有所提高，說明殺菌過程中的溫度、壓力、射線等因素可能會對包裝材料的分子結構產生影響，進而影響包裝材料的性能。整個試驗過程簡單，設備的智能化程度高，試驗過程中各參數的控制精準而穩定，測試結果的準確性高，可真實反映樣品的阻氧性能。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發生產與包裝檢測服務的高新技術企業，新推出的C系列包裝檢測儀器，包括紅外法、庫侖計法、電解法、杯式法等全新的阻隔性檢測設備，均采用自主傳感器及核心技術，儀器的性能更穩定、檢測更高效、數據更精確，測試結果的可靠性、準確性、重復性等都取得了大幅提升，了解相關檢測設備詳細信息可登陸濟南蘭光公司網站查看或致電咨詢。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作。