技术文章
首页
飞语
我的
反馈杀菌工艺对包装材料阻隔性的影响
发布时间：2023-03-09 10:22:53
摘要：杀菌是食品加工中的重要环节，杀菌工艺对包装材料的性质具有一定的影响。本文通过测试杀菌前后PVDC复合膜样品的氧气透过量，分析杀菌工艺对包装材料样品阻氧性能的影响，并介绍了试验原理、设备参数及适用范围、试验过程等内容，为研究杀菌工艺对包装材料阻隔性的影响提供参考。
关键词：杀菌、包装材料、PVDC复合膜、氧气透过量、等压法、库仑计法、氧气透过率测试系统
1、意义
常见的食品杀菌工艺有高温杀菌、低温杀菌、高压杀菌、辐照杀菌、微波杀菌、紫外线杀菌等，通常在食品包装完成之后进行上述杀菌环节，即包装所用的材料也需杀菌。这就要求在选择杀菌工艺或者筛选包材时，不仅要考虑杀菌方式对食品的影响，还应兼顾包装材料对杀菌工艺的适应性，即包装材料对杀菌效果的影响及杀菌过程对包装材料性能的影响等，以防止材料经过杀菌后性能发生较大劣变。本文针对性的对经过一定杀菌工艺后的包装材料阻隔性能的变化进行研究。
2、试验样品
本次试验以一种含PVDC材料的复合膜为试验样品，测试该样品在杀菌前后的氧气透过量。
3、试验依据
本次试验依据库仑计法原理，试验过程参照GB/T 19789-2005《包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法》。
4、试验设备
本文采用C230H氧气透过率测试系统对样品进行测试，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。
4.1 试验原理
库仑计法原理，又称为等压法原理，是通过对氧气参与电化学反应的电信号的监测得到材料的氧气透过量等参数。通过装夹的试样将设备的上、下两个测试腔分开，上腔中充填一定压力的高纯氧气，下腔充入等压的高纯氮气，氧气在浓度差的作用下，从上腔通过试样渗透到下腔中，下腔中的氮气将渗透过的氧气携带至库伦传感器处进行测试分析，根据所测得电信号值、单位数量的氧气与其参与电化学反应可产生电信号的定量关系计算单位时间渗透过单位面积试样的氧气量，即氧气透过量。
图1 C230H氧气透过率测试系统
4.2 设备参数
薄膜/片材类试样的测试范围为0.01 ~ 200 cm3/(m2·day)，容器类试样的测试范围为0.00005 ~ 1 cm3/(pkg·day)，分辨率为0.001 cm3/(m2·day)，重复性为0.01 cm3/(m2·day)或2%取大者；设备内部温度、湿度自动调节，且测试腔各自安装温湿度传感器监测温湿度情况，测试温度范围为(10±0.2)℃ ~ (55±0.2)℃；测试湿度范围为0%RH、(5±1)%RH ~ (90±1)%RH、100%RH；可同时测试3个相同或不同的试样；试样尺寸为108 mm × 108 mm，测试面积为50 cm2；Labthink兰光自有的DataShieldTM数据盾系统，对接用户数据集中管理要求，支持多种数据格式导出；采用可靠安全算法，防止数据泄露；支持通用有线和无线局域网，选配专用无线网，支持接入第三方软件。
4.3 适用范围
(1) 适用于各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝塑复合膜等膜状材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材、金属薄片、橡胶片、硅片等片状材料，酒瓶、可乐瓶、花生油桶、真空包装袋、金属三罐片、塑料化妆品包装、牙膏软管、果冻杯、酸奶杯等瓶、袋、罐、盒、桶类容器材料氧气透过率的测试。
(2) 可扩展用于包装件封盖、太阳能背板、管材、医药泡罩、汽车油箱、电池外壳等产品对氧气阻隔性能的测试。
(3) 可满足ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003等多项国家和国际标准。
5、试验过程
(1) 用取样器从杀菌前样品的表面裁取试样3片，将试样分别装夹在设备的3个测试腔中。
(2) 在设备的控制软件中设置试样名称、试样厚度、试验温度、湿度及试验模式等参数信息，点击试验选项，试验开始。设备按照设定的参数对试验条件进行控制并测试，试验结束后显示试验结果。
(3) 按照上述步骤测试杀菌后样品的氧气透过量。
6、试验结果
取3个试样测试结果的算术平均值作为每种样品的氧气透过量。本次试验测得杀菌前样品的氧气透过量为16.432 cm3/(m2·day)，杀菌后样品的氧气透过量为11.934 cm3/(m2·day)。
7、结论
本次试验通过对比杀菌前后样品的氧气透过量，获得杀菌工艺对材料阻氧性能的影响。从试验结果来看，杀菌后样品的氧气透过量低于杀菌前的样品，说明杀菌后样品对氧气的阻隔性能有所提高，说明杀菌过程中的温度、压力、射线等因素可能会对包装材料的分子结构产生影响，进而影响包装材料的性能。整个试验过程简单，设备的智能化程度高，试验过程中各参数的控制精准而稳定，测试结果的准确性高，可真实反映样品的阻氧性能。济南兰光机电技术有限公司是一家专(分隔)业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，新推出的C系列包装检测仪器，包括红外法、库仑计法、电解法、杯式法等全新的阻隔性检测设备，均采用自主传感器及核心技术，仪器的性能更稳定、检测更高效、数据更精确，测试结果的可靠性、准确性、重复性等都取得了大幅提升，了解相关检测设备详细信息可登陆济南兰光公司网站查看或致电咨询。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作。
关键词：杀菌、包装材料、PVDC复合膜、氧气透过量、等压法、库仑计法、氧气透过率测试系统
1、意义
常见的食品杀菌工艺有高温杀菌、低温杀菌、高压杀菌、辐照杀菌、微波杀菌、紫外线杀菌等，通常在食品包装完成之后进行上述杀菌环节，即包装所用的材料也需杀菌。这就要求在选择杀菌工艺或者筛选包材时，不仅要考虑杀菌方式对食品的影响，还应兼顾包装材料对杀菌工艺的适应性，即包装材料对杀菌效果的影响及杀菌过程对包装材料性能的影响等，以防止材料经过杀菌后性能发生较大劣变。本文针对性的对经过一定杀菌工艺后的包装材料阻隔性能的变化进行研究。
2、试验样品
本次试验以一种含PVDC材料的复合膜为试验样品，测试该样品在杀菌前后的氧气透过量。
3、试验依据
本次试验依据库仑计法原理，试验过程参照GB/T 19789-2005《包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库仑计检测法》。
4、试验设备
本文采用C230H氧气透过率测试系统对样品进行测试，该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。
4.1 试验原理
库仑计法原理，又称为等压法原理，是通过对氧气参与电化学反应的电信号的监测得到材料的氧气透过量等参数。通过装夹的试样将设备的上、下两个测试腔分开，上腔中充填一定压力的高纯氧气，下腔充入等压的高纯氮气，氧气在浓度差的作用下，从上腔通过试样渗透到下腔中，下腔中的氮气将渗透过的氧气携带至库伦传感器处进行测试分析，根据所测得电信号值、单位数量的氧气与其参与电化学反应可产生电信号的定量关系计算单位时间渗透过单位面积试样的氧气量，即氧气透过量。
图1 C230H氧气透过率测试系统
薄膜/片材类试样的测试范围为0.01 ~ 200 cm3/(m2·day)，容器类试样的测试范围为0.00005 ~ 1 cm3/(pkg·day)，分辨率为0.001 cm3/(m2·day)，重复性为0.01 cm3/(m2·day)或2%取大者；设备内部温度、湿度自动调节，且测试腔各自安装温湿度传感器监测温湿度情况，测试温度范围为(10±0.2)℃ ~ (55±0.2)℃；测试湿度范围为0%RH、(5±1)%RH ~ (90±1)%RH、100%RH；可同时测试3个相同或不同的试样；试样尺寸为108 mm × 108 mm，测试面积为50 cm2；Labthink兰光自有的DataShieldTM数据盾系统，对接用户数据集中管理要求，支持多种数据格式导出；采用可靠安全算法，防止数据泄露；支持通用有线和无线局域网，选配专用无线网，支持接入第三方软件。
4.3 适用范围
(1) 适用于各种塑料薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝塑复合膜等膜状材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材、金属薄片、橡胶片、硅片等片状材料，酒瓶、可乐瓶、花生油桶、真空包装袋、金属三罐片、塑料化妆品包装、牙膏软管、果冻杯、酸奶杯等瓶、袋、罐、盒、桶类容器材料氧气透过率的测试。
(2) 可扩展用于包装件封盖、太阳能背板、管材、医药泡罩、汽车油箱、电池外壳等产品对氧气阻隔性能的测试。
(3) 可满足ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003等多项国家和国际标准。
5、试验过程
(1) 用取样器从杀菌前样品的表面裁取试样3片，将试样分别装夹在设备的3个测试腔中。
(2) 在设备的控制软件中设置试样名称、试样厚度、试验温度、湿度及试验模式等参数信息，点击试验选项，试验开始。设备按照设定的参数对试验条件进行控制并测试，试验结束后显示试验结果。
(3) 按照上述步骤测试杀菌后样品的氧气透过量。
6、试验结果
取3个试样测试结果的算术平均值作为每种样品的氧气透过量。本次试验测得杀菌前样品的氧气透过量为16.432 cm3/(m2·day)，杀菌后样品的氧气透过量为11.934 cm3/(m2·day)。
7、结论
本次试验通过对比杀菌前后样品的氧气透过量，获得杀菌工艺对材料阻氧性能的影响。从试验结果来看，杀菌后样品的氧气透过量低于杀菌前的样品，说明杀菌后样品对氧气的阻隔性能有所提高，说明杀菌过程中的温度、压力、射线等因素可能会对包装材料的分子结构产生影响，进而影响包装材料的性能。整个试验过程简单，设备的智能化程度高，试验过程中各参数的控制精准而稳定，测试结果的准确性高，可真实反映样品的阻氧性能。济南兰光机电技术有限公司是一家专(分隔)业从事包装检测设备研发生产与包装检测服务的高新技术企业，新推出的C系列包装检测仪器，包括红外法、库仑计法、电解法、杯式法等全新的阻隔性检测设备，均采用自主传感器及核心技术，仪器的性能更稳定、检测更高效、数据更精确，测试结果的可靠性、准确性、重复性等都取得了大幅提升，了解相关检测设备详细信息可登陆济南兰光公司网站查看或致电咨询。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作。