摘要:為了保證其較長的保質(zhì)期,在選擇高阻隔材料進行乳粉包裝的基礎上仍需采用充氮或氣調(diào)包裝,以求保護乳粉在惰性或酸性環(huán)境下不易被氧化。因此需采用有效的頂空氣體成分檢測設備對乳粉包裝內(nèi)氣體成分進行適時監(jiān)控,方可預防因包裝密封不嚴或材料阻隔性較差引起的內(nèi)部N2或CO2比例發(fā)生下降的質(zhì)量問題。本文介紹了乳粉氣調(diào)包裝內(nèi)部頂空氣體成分的檢測過程,以此為相關行業(yè)用戶提供較為詳細的技術參考。
關鍵詞:乳粉、充氮包裝、氣調(diào)包裝、中空包裝容器、頂空氣體成分、頂空氣體分析儀、氮氣與氧氣比例、氮氣比例、O2與CO2比例、N2比例
測試意義:
乳粉中蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)含量較高,是體質(zhì)虛弱以及嬰幼兒群體日常攝入的主要物質(zhì)來源,因此對于如何保證乳粉內(nèi)部的營養(yǎng)物質(zhì)不被破壞以及如何延長乳粉保質(zhì)期是很多乳粉生產(chǎn)企業(yè)面臨的重要難題。目前,乳粉包裝分為袋裝與罐裝兩類,袋裝乳粉多采用鋁塑復合膜或鍍鋁復合膜材質(zhì),而罐裝乳粉基本采用鋁合金罐或馬口鐵罐,上述包裝形式可以滿足較高的阻隔性及良好的密封性。
為了進一步保證乳粉不易被氧化,較多品牌乳粉企業(yè)對包裝內(nèi)部充入氮氣(N2)或一定比例的二氧化碳(CO2),即充氮包裝或氣調(diào)包裝,依靠N2這種惰性氣體杜絕包裝內(nèi)部O2的存在,而充入一定比例的CO2則是為了保證內(nèi)部酸性環(huán)境從而抑制乳粉中嗜氧菌的繁殖。然而,如果乳粉所使用的包材對N2或CO2的阻隔性比較差,或者乳粉包裝密封不嚴密,則易改變包裝內(nèi)部N2或CO2的含量,從而使充氮包裝或氣調(diào)包裝無法起到對乳粉保護作用。針對上述問題,我們可以采用有效的檢測設備對包裝內(nèi)部頂空氣體成分進行監(jiān)測,例如頂空氣體分析儀,從而掌握包裝內(nèi)O2、CO2以及N2的具體比例含量,及時管控乳粉成品包裝質(zhì)量。
檢測方法:
頂空氣體分析常采用傳感器法,將從密封包裝物內(nèi)部吸取的一定體積的氣體樣品注入特定氣體分析傳感器中,待一定測試時間后記錄傳感器輸出的特定氣體濃度值。每種氣體含量的檢測都需要使用不同的氣體分析傳感器。
目前,國內(nèi)密封包裝件內(nèi)部頂空氣體的檢測暫未有針對性的標準方法,但國內(nèi)外對頂空氣體的檢測儀器品種已較繁多,儀器技術水平及準確度也較高,因此包裝件內(nèi)頂空氣體成分的監(jiān)測應具有一定的普遍性。我們將采用Labthink蘭光公司自主研發(fā)的HGA-03頂空氣體分析儀對乳粉氣調(diào)包裝(鋁塑復合膜)樣品進行O2與CO2氣體比例含量的檢測。
1、試驗儀器
HGA-03頂空氣體分析儀,同時配備O2和CO2兩種氣體的分析傳感器,O2和CO2測量范圍均為0 ~ 100%,O2和CO2測量精度分別為±0.5%、±2%,所需試樣氣體體積低,自動模式取樣量僅3.6 mL,手動模式也低于5 mL。配置自動升降樣品臺實現(xiàn)整個試樣刺破和分析過程*自動化,采用防堵式結(jié)構設計有效避免粉末狀試樣對儀器造成堵塞。儀器可根據(jù)試樣的高度及試驗空間進行自適調(diào)節(jié),系統(tǒng)配置中英文雙語操作環(huán)境,滿足不同語言用戶的使用。該儀器可以準確、便捷的測定密封包裝袋、瓶、罐等中空包裝容器中O2和CO2的含量及其混合比例,例如咖啡、奶茶、奶粉、面包等食品以及藥品。適合在生產(chǎn)線、倉庫、實驗室等場合快速、準確的對氣體組分含量和比例做出評價,從而指導生產(chǎn),保證貨架期。
2. 試樣的制備
在23℃、50%RH的標準環(huán)境下,將無明顯缺陷、泄露現(xiàn)象且密封良好的試樣置于干燥器內(nèi)調(diào)節(jié)狀態(tài)48小時以上。試樣數(shù)量5個,取測試平均值作為試驗結(jié)果。
3. 試驗條件
地點:濟南蘭光包裝安全檢測中心
試驗溫度與濕度:23℃,50%RH
試驗方法:氣體傳感器法
4. 試驗步驟
4.1 試驗原理
HGA-03頂空氣體分析儀將取樣器插入待測包裝物內(nèi)部,從包裝物內(nèi)頂空部位采集足夠體積的樣氣。將樣氣注入氣體分析傳感器中,間隔一定的測試時間或者待氣體分析傳感器輸出的氣體濃度值穩(wěn)定之后記錄試驗數(shù)據(jù)。每種氣體含量的檢測都需要使用不同的氣體分析傳感器,當檢測樣氣中的O2含量時需要將樣氣注入O2分析傳感器,而當檢測樣氣中的CO2含量時需要將樣氣注入CO2分析傳感器。
4.2 試樣處理
將密封墊貼到試樣的待測部位,注意要貼牢固,防止漏氣。
圖3 密封墊粘貼示意圖
4.3 檢測過程
HGA-03自動采集頂空氣體,儀器采用微電腦控制系統(tǒng),可以對試驗數(shù)據(jù)進行分析、處理、并提供報告輸出功能,所以整個測試過程方便快捷:
5個樣品內(nèi)頂空氣體中O2和CO2比例含量的算術平均值分別為2.1%、25.7%,每一個試樣的測試值與算術平均值的偏差不超過±10%。對于氣調(diào)包裝來說,內(nèi)部氣體除了O2、CO2,其余絕大部分為N2(因N2為惰性氣體,目前國內(nèi)外未開發(fā)出相應的氣體傳感器),其他氣體比例含量可忽略不計,所以N2比例含量可由100%減去O2、CO2的比例含量后獲取。
總結(jié):
采用HGA-03頂空氣體分析儀測試氣調(diào)包裝乳粉內(nèi)頂空氣體成分時,可獲得準確度與重復性均較高的O2和CO2比例含量,可真實反映乳粉中氣體環(huán)境,有效監(jiān)控有害O2的成分,保證內(nèi)部CO2與N2的比例可滿足乳粉保質(zhì)期的需要。本試驗采用的檢測設備同樣適用于其他含有一定氣體的包裝容器中O2和CO2的含量及其混合比例的測定。
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