玻璃酒瓶内壁防雾性快速检测方法.pdf

Food and Fermentation Science&Food and Fermentation Science&TechnologyTechnology收稿日期：2023-01-31作者简介：李茂春（1969-），男，高级工程师。研究方向：白酒包装研究。引用格式：李茂春，薛润萍，谢正敏，等.玻璃酒瓶内壁防雾性快速检测方法 J.食品与发酵科技，2023，59（5）：109-112.玻璃酒瓶内壁防雾性快速检测方法李茂春1，薛润萍1，谢正敏1，2，3，魏金萍1，叶华夏1，郑佳1，2，3，4（1.宜宾五粮液股份有限公司技术研究中心，四川宜宾 644007；2.中国轻工业浓香型白酒固态发酵重点实验室，四川宜宾 644007；3.固态发酵资源利用四川省重点实验室，四川宜宾 644007；4.酒类品质与安全国际联合研究中心，四川宜宾 644007）摘要：基于露点原理，将热雾法和冷雾法应用于透明玻璃酒瓶抗结雾性检测，探讨不同方法的检测条件。同时研究不同条件下结露现象特征等，比较不同方法的特点和异同。结果表明，热雾法和冷雾法均能用于玻璃酒瓶防雾性检测，并且结果准确、灵敏度高，其中急速热雾法和水浴热雾法易于观察、耗时少，更适合于快速检测。当露点温度在0.5变化时，结露形态外观都有明显变化，易于辨识。关键词：玻璃酒瓶；防雾性；结露；快速检测中图分类号：TS206.1文献标识码：A文章编号：1674-506X（2023）05-0109-0004Fast Test Method of Antifogging Property of Glass Bottle Inner WallLI Maochun1，XUE Runping1，XIE Zhengmin1，2，3，WEI Jingping1，YE Huaxia1，ZHENG Jia1，2，3，4（1.Technical Center of Wuliangye Co.，Ltd.，Yibin Sichuan 644007，China；2.Key Laboratory of Wuliangye-flavor Liquor Solid-state Fermentation，China Light Industry，Yibin Sichuan 644007，China；3.Solid-state Fermentation Resource Utilization Key Laboratory of Sichuan Province，Yibin Sichuan 644007，China；4.International Joint Research Center of Alcohol Quality and Safety，Yibin Sichuan 644007，China）Abstract：Based on the dew point principle，hot fog method and cold fog method were used to test the antifogging property of transparent glass wine bottles，and the test conditions of different methods were discussed.At the same time，the characteristics of condensation phenomenon under different conditions were studied，andthe characteristics，similarities and differences of different methods are compared.The results show that both thehot fog method and the cold fog method can be used to detect the antifogging property of glass wine bottleswith high accuracy and sensitivity.The rapid hot fog method and the water bath hot fog method are easy toobserve，less time consuming，and more suitable for rapid detection.The detection sensitivity is high.When thedew point temperature changes at 0.5，the appearance of the condensation form changes significantly，whichis easy to identify.Keywords：glass bottle；anti-fogging；dew condensation；quick detectiondoi：10.3969/j.issn.1674-506X.2023.05-019在气象学中，固定大气压之下，空气中所含的气态水达到饱和就会凝结成液态水，飘浮在空中为雾，粘附在固体表面则称为露，雾和露均是液滴形态，只是大小不同。就固体表面而言是否结露还与物质的亲疏水性有关，在亲水表面液态水被吸附而扩散，不会形成液滴，而只有在疏水物质表面液态李茂春等：玻璃酒瓶内壁防雾性快速检测方法2023年第5期水才能形成液滴，在超疏水物质表面甚至形成球形液滴，如荷叶挂珠现象。普通玻璃是一种亲水性很强的材料，水在其表面不会出现结露现象，但生活中玻璃表面结露现象却随处可见，如门窗玻璃、汽车玻璃等，这是因为玻璃在环境暴露过程中其表面因被腐蚀和污染形成了疏水物质所致。相对而言，玻璃酒瓶（简称酒瓶）暴露环境更友好，但在生产、运输、贮存等环节，表面受到污染或腐蚀的风险客观存在，然而酒瓶在受到污染状态下是否被清洗干净，目前还没有切实有效的快速检测途径。如果表面生成物或污物呈疏水性且未在灌装前洗净，当环境温差变化大时，瓶内气态水饱和凝结成液态水，则必然导致灌装后酒瓶内壁出现结露现象。另一方面，现在的酒类灌装线生产效率高，成品酒在生产间停留时间短，加之生产车间环境温度变化不大，有的甚至是在恒温环境进行，导致不能及时发现酒瓶结露现象，这就需要在灌装前后能够快速检测酒瓶的抗结露能力。因而，本研究的目的就是建立一种快速检测玻璃瓶内壁是否结露的方法，以促进对玻璃瓶内壁清洗效率的进一步提高。1材料与方法1.1材料与试剂透明玻璃酒瓶、结露瓶、不结露瓶，市售；38%vol白酒、52%vol白酒，市售；实验用水符合GB/T 6682规定的三级水规定。1.2仪器与设备Milli-Q超纯水系统，美国密理博公司；HH-4水浴锅，常州越新仪器制造有限公司；BCD-186KB电冰箱，海尔公司；AR807温湿度计，香港希玛公司；摄影棚（黑色背景、LED白光源），宁波镇海锐富图摄影设计有限公司。1.3方法1.3.1水浴恒温时间测定酒类标准1-2推荐贮存温度为525，但这与商品在货架期、运输、消费过程中的实际暴露温度存在差异，结合气候变化和温度对结露量的影响，选取不同形状的玻璃酒瓶，装入90%95%体积的试剂（水、38%vol白酒、52%vol白酒），置于冰水中测定酒瓶内试剂降温至5所需时间，以及置于40水浴中测定酒瓶内试剂升温至40所需时间。1.3.2水浴热雾法将已注入90%95%体积试剂（水、38%vol白酒、52%vol白酒）的密封酒瓶放入（400.5）水浴中，试剂液面高于水面12cm，升温并连续观察瓶颈结雾情况。恒温后取出，迅速除去外表残水，移至摄影棚内，连续观察酒瓶内试剂降至室温过程中的瓶颈结雾现象。1.3.3急速热雾法向酒瓶内快速注入90%95%体积、（400.5）的试剂（水、38%vol白酒、52%vol白酒），迅速拧上瓶盖，移至摄影棚内，连续观察酒瓶内试剂降至室温过程中的瓶颈结雾现象。1.3.4冷雾法将已注入90%95%体积试剂（水、38%vol白酒、52%vol白酒）的密封酒瓶放入冰水中，试剂液面高于水面12cm，连续观察酒瓶内试剂降至5过程中的瓶颈结雾情况。恒温后取出，迅速除去外表残水，移至摄影棚内，连续观察酒瓶内试剂升至室温过程中的瓶颈结雾现象。1.3.5结露观察方法在40 W日光灯下或摄影棚中采用强光照射观察，一般露珠直径在0.1 mm以上肉眼能明显观察到，对极细小的结露现象，须在摄影棚内中进行观察。防雾性差的酒瓶通常在日光灯下就能检测出明显的结露现象。2结果与讨论2.1恒温时间室温下，选择不同瓶形（鼓形、锥形、柱形）以水和52%vol白酒为试剂，进行热浴、冷浴恒温测定，结果表明不同瓶形的恒温时间有较小差异，热浴较冷浴恒温时间更短，热浴恒温最长时间分别为23 min（水为试剂）和 16 min（52%vol 白酒为试剂），冷浴恒温最长时间分别为35 min（水为试剂）和30 min（52%vol白酒为试剂）。由于酒精的比热比水小，吸热量较水小，因此可以推断同等条件下以水为检测试剂恒温时间会更长，若以白酒为检测试剂，则酒精度越高恒温时间会越短。基于恒温时间测定结果，为保证恒温条件一致性，选择以水为试剂的最长时间：热浴23min、冷浴35min。2.2水浴热雾法检测选择结露和不结露透明玻璃酒瓶样品，以水和不同酒精度白酒（38%vol白酒、52%vol白酒）为试剂进行对比检测，40 水浴热雾法检测结露现象见表1。结果表明，无论何种试剂，不结露瓶均无结露现象，而结露玻瓶全部检测出结露现象。110第59卷（总第237期）李茂春等：玻璃酒瓶内壁防雾性快速检测方法同一样品，以水和白酒（38%vol白酒、52%vol白酒）为试剂检出的结露现象存在明显差异。以水为试剂检出的结露更加细密、更呈珠状，随着酒度增加露珠变大、变分散，最大露珠直径超过5 mm。这是由于水的表面自由能比酒精大，根据Young方程（cos0（SV-SL）/LV，式中，0为光滑平面表面接触角，SV、SL、LV分别为固气、固液、液气表面能）3可以从理论上证明水珠的接触角更大，同时说明以水为检测试剂更加严苛，特别是对轻微结露（露珠细、少）酒瓶的检测更有利于肉眼观察。2.3急速热雾法检测为了便于方法比对，采用“2.2”水浴热雾法检测实验相同的样品和试剂进行急速热雾法检测实验，结果表明，该方法与水浴热雾法检测结果近乎相同，只是结露量和大小略有差异，可能与恒温条件不同有关，因为本法未精确检测玻璃瓶本体吸热导致试剂温度降低，影响了瓶内气体过饱和度，但较水浴热雾法更简单、快捷。2.4冷雾法检测同样采用与“2.2”相同的样品和试剂进行冷雾法检测实验，结露现象如表2所示。结果表明，不结露瓶仍不结露，结露瓶仍然结露，且结露现象明显，但结露量较热雾法明显减少；随酒精度增加露珠变小，接触角也变小。这与瓶内气体含湿量和水蒸气饱和度有关，在热雾法检测升温过程中，瓶内气体达到饱和态，降温过程析出的液态水量肯定较冷雾法要多，因而结露量更大。虽然遇冷过程中瓶外热空气会冷凝在外壁形成水雾，但均分布在近液面的玻瓶外壁，对观察内壁结露现象影响甚微。3结论采用热雾法和冷雾法均能快速、准确检测玻璃酒瓶的防雾性，且方法简单、成本极低。结露现象试剂水38%vol白酒52%vol白酒1#不结露瓶2#结露瓶3#结露瓶表1水浴热雾法检测结露现象图Tab.1Water bath hot fog method to detect condensation phenomenon photos1112023年第5期明显，肉眼可见，易于观察（肉眼正常观察到的结露量为510g/cm2 4），防雾性差的酒瓶通常在日光灯下就能检测出明显的结露现象。检测方法灵敏，实验中观察到在露点温度0.5 范围内5，结露会出现从无到有的转换现象。其次，从白酒（38%vol白酒、52%vol白酒）、水结露的差异可以说明酒精度越低酒瓶越容易出现结露现象。根据露点原理，热雾法适用于检测露点在室温以上的结露现象，冷雾法适用于检测露点在室温以下的结露现象。参考文献1 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.白酒检验规则和标志、包装、运输、贮存：GB/T 103462006 S.2 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.啤酒：GB/T 49272008 S.3 YOUNG TAn essay on the cohesion of fluids J.PhilosohicalTransactionsoftheRoyalSocietyofLondon，1805，95：65-874 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.天然气水露点的测定 冷却镜面凝析湿度计法：GB/T 172832014 S.5 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.地面气象观测规范 空气温度和湿度：GB/T 352262017 S.表2冷雾法检测结露现象图Tab.2Cold fog method to detect condensation phenomenon photos试剂水38%vol白酒52%vol白酒1#不结露瓶2#结露瓶3#结露瓶欢迎投稿 食品与发酵科技http：112