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含乳饮料包装用塑料瓶阻氧性能的监控方案

摘要：含乳饮料是一种对氧气比较敏感的饮品，要求采用包装应具有较高的阻氧性能。本文以某品牌含乳饮料包装用塑料瓶为例，介绍了测试其氧气透过量的试验方法，并对试验过程中所利用的检测设备OX2/231氧气透过量测试仪的试验原理、设备参数等信息进行了描述，从而为企业检测容器类包装的阻氧性能提供参考。
关键词：塑料瓶、包装容器、氧气透过量、阻氧性能、氧气透过量测试仪、含乳饮料
1. 意义
随着生活节奏的加快，各种类型的饮料已成为人们日常饮食的重要组成部分，含乳饮料就是其中之一，如常见的花生牛奶、核桃牛奶、爽歪歪、娃哈哈、养乐多等。含乳饮料是指以鲜乳或乳制品为原料，经发酵或未经发酵加工制成的制品，分为配置型含乳饮料和发酵型含乳饮料。含乳饮料中通常含有的蛋白质成分较高，同时还含有一定的维生素、脂肪等成分，这些成分的存在要求含乳饮料应避光保存，同时包装材料具有较高的阻隔性和密封性，即在存储过程中应尽量降低与含乳饮料接触的氧气量，以防止营养成分氧化变质，甚至霉变。含乳饮料常采用的包装形式为无菌砖、塑料或金属制的瓶、罐等，不同材质的包装材料对氧气的阻隔性是不同的，因此，通过检测了解所用包装材料对氧气的阻隔性是确定含乳饮料的保质期限或者在确定的保存期限内对含乳饮料保质效果的重要依据。

图1 常见含乳饮料的包装形式
2. 检测样品
某品牌含乳饮料包装用塑料瓶。
3. 检测依据
包装材料氧气透过量的检测方法主要有等压法、压差法(库仑计法)两种，目前容器类包装的阻氧性能主要通过等压法进行检测的，试验的过程可以参考GB/T 31354《包装件和容器氧气透过性测试方法 库仑计检测法》。
4. 试验设备
本次检测采用的试验设备为济南兰光机电技术有限公司自主研发设计的OX2/231氧气透过率测试仪，该设备依据等压法原理研发。

图2 OX2/231氧气透过率测试仪
4.1 试验原理
等压法顾名思义是指测试过程中试样两侧的压力是相等的。对于容器类试样来说，容器内部流动的是一定压力的高纯氮气，容器的外侧流动的是相同压力的氧气，如此容器内外形成了一定的氧气浓度差，在这种浓度差的作用下，外侧的氧气会通过容器渗透到高纯氮气侧，并被氮气携带至传感器处，通过对传感器测量到的氧气浓度进行分析，得到容器的氧气透过量。对于薄膜、片材类试样来说，试样上下侧的压力相等，上侧流动着测试气体氧气，下侧流动着高纯的氮气。
4.2 试验参数
l 容器类试样的测试范围为0.0001 ~ 10 cm3/(pkg·24h)，分辨率为0.0001 cm3/(pkg·24h)；薄膜、片材试样的测试范围为0.01 ~ 1000 cm3/(m2·24h)，分辨率为0.01 cm3/(m2·24h)。设备的量程宽，分辨率高。
l 设备配置了三个测试腔，一次试验可得到三个试样的平均值，提高了设备的测试效率。
l 设备的控温范围为15 ~ 55℃，控温精度为±0.1℃；湿度控制范围0%RH、15%RH ~ 90%RH、100%RH，控湿精度为±1%RH。可满足用户不同测试条件的要求。
l 提供标准膜快速校准，保证检测数据的准确性和通用性。
l 支持Lystem™实验室数据共享系统，统一管理试验结果和检测报告。
4.3 适用范围
(1) 本设备适用于容器、薄膜、片材等包装件氧气透过率的测试。
l 容器包括塑料、橡胶、纸、纸塑复合、玻璃、金属等材料制成的瓶、袋、罐、盒、桶等，如可乐瓶、花生油桶、利乐包装、果冻杯、酸奶杯、金属三片罐、牙膏软骨、化妆品塑料包装等。
l 薄膜类包括各种塑料薄膜、塑料复合膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜等膜状材料.
l 片材来包括各种工程塑料、橡胶等片材，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
(2) 本设备可满足多项国家和国际标准。
ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB00082003等。
5. 试验过程
(1) 将待测试的样品置于23℃的干燥器中进行状态调节72 h。
(2) 将样品取出后，用快固胶将其封装在试样装夹结构上，确保样品密封良好。

图3 样品密封图
(3) 将封装好样品的试样装夹结构安装在检测设备上，并用密封袋如铝箔袋将样品及试样装夹结构密封。
(4) 设置试验温度、试验湿度等参数信息，点击试验选项，试验开始。
(5) 设备根据测试的氧气浓度变化情况，自动计算并显示试验结果。
6. 试验结果
本文所测试的某品牌含乳饮料包装用塑料瓶的氧气透过量为0.3013 cm3/(pkg·24h)。
7. 结论
含乳饮料包装用塑料瓶的氧气透过量是影响其保质期及保质效果的重要因素，本文利用了Labthink兰光OX2/231氧气透过率测试仪对检测样品的阻氧性能进行了测试，试验的过程简单、操作方便，检测结果的精度高、准确性好，能够真实反映所检测样品的阻氧性能。Labthink兰光是一家专业从是包装检测设备设计与研发的高新技术企业，目前已研发的阻隔性检测设备涵盖了包装的氧气透过量、氮气透过量、二氧化碳透过量、水蒸气透过率等阻隔性，并可根据客户的需要准确推算出样品在高(95 ~ 150℃)、低温(-20 ~ 5℃)条件下各种气体透过量，得到样品在不同条件下的阻隔性，每年为全球客户提供上万次包材阻隔性能的检测，且好评如潮。