透过率|解析透过率检测技术在食品包装材料阻隔性上的应用
【透过率|解析透过率检测技术在食品包装材料阻隔性上的应用】
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近年来,随着各种食品安全“门”事件的不断涌现,人们越来越关注食品安全问题 。 食品安全应从以下两方面考虑:食品本身的可食用性以及保存方式 。 根据数据统计,食品品质较大程度上取决于食品在经过加工后的保存方式 。 由于食品在储存的过程中容易受到环境因素,如光照、氧气、湿度等的影响,食品的包装材料在食品的后期保存中起到至关重要的作用 。 好的食品包装材料不仅能够延长食品的保质期,还能够更大程度地保存食物的原有风味 。
食品包装材料通过对氧气、光照、水蒸气等进行阻隔,从而延长食品的保质期 。 食品接触氧气和水蒸气过多会导致食品的氧化、发霉变质,因此,对食品包装材料的氧气及水蒸气的阻隔性进行研究,进而选择合适的包装材料尤为重要 。 对食品包装材料的阻隔性进行研究通常是对其进行透过率测试,从而得到各项阻隔性能参数 。 广州标际包装设备有限公司就近年来透过率检测技术在食品包装材料的氧气透过率与水蒸气透过率检测中的应用进行综述 。
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一、食品包装材料的阻隔性能检测
1、氧气透过率检测方法的比较
导致食品变质的因素主要有微生物生长、酶反应、油脂、色素和维生素等的氧化、香味散失及异味吸附等 。 为了延长食品货架期,要求包装材料具有一定的阻隔性能,装材料的气体透过量越大,其阻隔性越差 。
目前,对食品包装材料气体阻隔性的检测依据是国家标准 GB/T 1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》和 GB/T
19789-2005《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法库仑计检测法》 。
1.1原理比较
压差法的原理是试样将气室分为高压和低压2部分,试样密封后用真空泵将低压室内的空气抽到接近零值 。 用测压计测量低压室内的压力增量p,可确定氧气由高压室透过膜到低压室的以时间为函数的气体量,氧气透过量和氧气透过系数可由仪器计算得到 。
而库仑计检测法虽然也是用试样将透气室分成2部分,但是在试样的一侧通氧气,另一侧通氮气作为载气 。 透过试样的氧气随氮气一起进入库仑计中进行化学反应并产生电压,该电压与单位时间内通过库仑计的氧气数成正比,从而最后计算得出氧气透过率和氧气透过系数 。
1.2优缺点及适用性比较
压差法和库仑计法的测试原理和测试条件不同,结果的单位也不相同(压差法的单位是 cm3/(m224 h0.1 MPa),而库仑计法的单位是 cm3/(m2d)),而且压差法的测定数值并非一定大于库仑计法[7] 。
压差法设备自动化程度高,操作比较简单,出现故障也容易排查和解决 。 库仑计法的操作则较为复杂,多处需要人工干预,试验中的注意事项更多,特别是库仑计是消耗型传感器,其前后端的阀门打开的顺序和时间有严格要求,若操作不当,极易造成传感器的消耗和损坏 。 此外,库仑计法设备需定期更换高纯氮气、氧气和传感器,维护保养难度更大 。
由于压差法需要控制温湿度和压力,因此需要定期校准温湿度控制器和测压计 。 而库仑计法需要对温湿度、上下腔气流量和库仑计进行控制,因此要定期对温湿度控制器、上下腔气体流量计和库仑计进行校准[7] 。 在成本上,压差法需要较少的氧气,并且传感器无损耗,正常情况下无需更换 。 而库仑计法需要大量的高纯氮气和氧气,并且传感器有损耗,需要定期更换 。 因此,库仑计法的成本远高于压差法 。
在精准性上,虽然库仑计法的传感器损耗大,需要定期校正甚至更换,但其精准性要高于压差法 。 由于库仑计法中使用的是高纯氮气和氧气,并需要经常校正传感器,因而该法中的每个步骤的误差相对较低,因此该法的精准性更高 。
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