數(shù)控彈簧試驗(yàn)機(jī)水壓爆破試驗(yàn)機(jī)熔融紡絲試驗(yàn)機(jī)落球沖擊試驗(yàn)機(jī)自由沖擊試驗(yàn)機(jī)臭氧試驗(yàn)機(jī)銅帶拉力試驗(yàn)機(jī)金屬材料拉力試驗(yàn)機(jī)

頂空分析技術(shù)在乳粉包裝內(nèi)部氣體含量測試中的應(yīng)用

摘要：乳粉多采用充氣包裝形式，包裝內(nèi)的氣體成分及含量對(duì)乳粉的質(zhì)量具有重要影響，也是乳粉充氣包裝的重要指標(biāo)。本研究利用HGA-03頂空氣體分析儀分別測試了罐裝乳粉、袋裝乳粉共4種乳粉樣品包裝中氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾暮浚Y(jié)果顯示#1、#3號(hào)乳粉樣品采用了充氮包裝，#2號(hào)樣品為氣調(diào)包裝，#4號(hào)樣品為普通空氣包裝；隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加，#3樣品乳粉包裝中的氧氣濃度逐漸增加，其余3種乳粉包裝中的氣體含量基本保持不變。進(jìn)一步證明了HGA-03頂空氣體分析儀的測試效率高，試驗(yàn)耗時(shí)短，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性及重復(fù)性好。關(guān)鍵詞：頂空分析、乳粉包裝、氣體含量測試

按照包裝形式的不同，常見的乳粉包裝可分為鋁塑復(fù)合膜、鍍鋁復(fù)合膜等塑料軟包裝及金屬罐兩種；按照包裝內(nèi)氣體成分的不同，常見的乳粉包裝又可分為充氮包裝、氣調(diào)包裝與普通包裝三種，充氮包裝即向包裝內(nèi)充入一定量的氮?dú)庵脫Q原有空氣成分，氣調(diào)包裝即向包裝內(nèi)充入氮?dú)馀c二氧化碳的混合氣體。而普通包裝即包裝內(nèi)主要是空氣，并未做任何抽真空或充氣處理。

氮?dú)鉃槎栊詺怏w，充入包裝后可使乳粉處于一種惰性氣體氛圍中，既可防止乳粉氧化變質(zhì)，并能抑制需氧型微生物的生長，二氧化碳?xì)怏w可溶于脂肪、水等成分中形成一個(gè)弱酸性的環(huán)境，從而抑制微生物的生長。因此，理論上而言，對(duì)于同種材質(zhì)結(jié)構(gòu)的包裝材料，充氮包裝或氣調(diào)包裝對(duì)乳粉的保質(zhì)效果明顯優(yōu)于普通包裝。然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于成品包裝對(duì)內(nèi)部氣體的阻隔能力或密封效果不同，充氮包裝或氣調(diào)包裝的實(shí)際保質(zhì)效果取決于包裝內(nèi)部氮?dú)?、二氧化碳、氧氣等氣體成分含量的變化，故乳粉生產(chǎn)現(xiàn)場包裝內(nèi)氣體濃度是否達(dá)到預(yù)期的要求及貨架期包裝內(nèi)的氣體濃度是否發(fā)生變化是乳粉生產(chǎn)企業(yè)非常關(guān)注的問題。

本文利用HGA-03頂空氣體分析儀對(duì)市面上常見的4種乳粉成品包裝內(nèi)的氣體成分含量進(jìn)行檢測，分析包裝內(nèi)的氣體含量隨存儲(chǔ)時(shí)間的變化。

一、試驗(yàn)儀器與方法

1、試驗(yàn)儀器與試樣

1.1 測試原理

HGA-03頂空氣體分析儀：濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自行研發(fā)，專業(yè)用于測試包裝袋、瓶、罐等包裝容器中氧氣、二氧化碳、氮?dú)夂康臋z測儀器。該儀器中配置了高精度的氧氣與二氧化碳傳感器，可準(zhǔn)確測試包裝中氧氣及二氧化碳的含量。充氮包裝或氣調(diào)包裝中的主要?dú)怏w成分是氧氣、二氧化碳和氮?dú)馊N氣體，因其他氣體含量可忽略不計(jì)，因此氮?dú)夂考纯捎冒b內(nèi)的氣體總量100%減去氧氣、二氧化碳含量而得。

1.2 儀器結(jié)構(gòu)

HGA-03頂空氣體分析儀同時(shí)配置了氧氣傳感器、二氧化碳傳感器，可同時(shí)測試氧氣、二氧化碳的含量，打破了常見的頂空分析儀一次只能檢測一種氣體的弊端；儀器配備了可滑動(dòng)式測試頭，可適用于任意高度試樣的測試；設(shè)備提供了一種自動(dòng)刺破試樣裝置，通過設(shè)置升降臺(tái)，將試樣送至穿刺針處，自動(dòng)刺破試樣，還可以調(diào)節(jié)試樣的上升速度，控制刺破強(qiáng)度，克服了大多數(shù)頂空分析儀只能測試軟質(zhì)包裝的弊端，節(jié)省了定制測試硬質(zhì)包裝所需配套夾具的昂貴費(fèi)用，同時(shí)避免了手工操作刺破試樣，提高了測試精度及試樣效率；盡可能縮短設(shè)備內(nèi)的管路長度，縮短了試驗(yàn)時(shí)間，使設(shè)備更加適用于食品、藥品等產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用；設(shè)備采用了高精密度、高氣密性、小體積的氣體取樣器，以適用于氣體體積較小的成品包裝內(nèi)氣體成分的測試；取樣器內(nèi)配備了防堵式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止奶粉、藥品等粉末類樣品造成儀器堵塞。

圖1HGA-03頂空氣體分析儀

1.3 試樣

從市場上購買了4種乳粉成品包裝，開始試驗(yàn)日期距生產(chǎn)日期不超過一個(gè)周，分別編號(hào)為#1、#2、#3、#4，每種樣品各12個(gè)試樣。其中#1、#2樣品為罐裝乳粉，#3、#4樣品為袋裝乳粉，且均為鋁塑復(fù)合膜包裝袋。

2、試驗(yàn)步驟

用HGA-03頂空氣體分析儀分別測試4種樣品中的氣體含量，每種樣品測試3個(gè)試樣；每間隔1個(gè)月，分別從4種乳粉樣品剩余的試樣中抽取3個(gè)，測試其包裝內(nèi)的氣體含量，直至12個(gè)試樣均測試完畢。

二、結(jié)果與討論

在連續(xù)四個(gè)月內(nèi)，每種乳粉樣品包裝內(nèi)氣體含量的測試結(jié)果如表1所示。

表1乳粉包裝內(nèi)氣體含量測試結(jié)果

時(shí)間

/個(gè)月

O2含量(%)

CO2含量(%)

N2含量(%)

試樣1

試樣2

試樣3

平均值

試樣1

試樣2

試樣3

平均值

#1

1

1.05

1.12

1.09

1.09

0

0

0

0

98.91

2

1.07

1.06

1.04

1.06

0

0

0

0

98.94

3

1.12

1.09

1.15

1.12

0

0

0

0

98.88

4

1.10

1.17

1.13

1.13

0

0

0

0

98.87

#2

1

2.14

2.09

2.16

2.13

28.78

27.04

27.31

27.71

70.16

2

2.19

2.03

2.18

2.13

29.01

28.96

27.46

28.48

69.39

3

2.20

2.09

2.17

2.15

28.96

27.55

27.00

27.84

70.01

4

2.15

2.24

2.08

2.16

27.46

27.04

27.96

27.49

70.35

#3

1

1.06

0.95

1.00

1.00

0.08

0.07

0.08

0.08

98.92

2

6.96

7.31

6.51

6.93

0.05

0.05

0.06

0.05

93.02

3

10.06

11.52

10.69

10.76

0.05

0.03

0.03

0.04

89.20

4

13.16

12.09

13.55

12.93

0.03

0.03

0.04

0.03

87.04

#4

1

20.12

20.96

21.09

20.72

0.03

0.02

0.04

0.03

79.25

2

21.64

21.33

20.57

21.18

0.05

0.01

0.04

0.03

78.79

3

20.99

20.16

21.61

20.92

0.06

0.04

0.03

0.04

79.04

4

20.45

20.07

20.94

20.49

0.04

0.03

0.03

0.03

79.48

由于購買的乳粉距離生產(chǎn)日期不超過1周，因此，第1個(gè)月測試的成品包裝內(nèi)氣體成分含量基本可以代表乳粉生產(chǎn)現(xiàn)場向包裝充入的氣體情況。從4種樣品第1個(gè)月的檢測數(shù)據(jù)可以看出，#1、#3樣品包裝中主要為氮?dú)猓瑸槌涞b，#2樣品中主要為氮?dú)狻⒍趸嫉幕旌蠚怏w，為氣調(diào)包裝，#4樣品包裝中的氧氣、氮?dú)?、二氧化碳成分含量與空氣中的相似，為普通的空氣包裝。

另外，從4種樣品在連續(xù)四個(gè)月內(nèi)包裝內(nèi)氣體含量的變化可以看出，#1、#2、#4樣品中氧氣、氮?dú)獾暮炕颈３植蛔儯?#樣品中氧氣含量逐漸增加，氮?dú)?、二氧化碳含量逐漸減少。乳粉包裝中氣體含量的變化主要與包裝材料的阻隔性、成品包裝的密封性有關(guān)，因此#1、#2、#4樣品包裝的阻隔性及成品包裝的密封性均比較好，#3樣品包裝的阻隔性或密封性較差，引起包裝內(nèi)氣體成分發(fā)生變化。

三、結(jié)論

1、HGA-03頂空氣體分析儀可同時(shí)檢測出包裝內(nèi)氧氣、二氧化碳的含量，并間接推算出氮?dú)獾暮?，試?yàn)效率高，試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性及重復(fù)性好，可真實(shí)反映包裝內(nèi)氣體成分含量。

2、檢測的4種乳粉包裝中，#1、#3樣品為充氮包裝，#2樣品為氣調(diào)包裝，#4樣品為普通空氣包裝。在對(duì)4種樣品的檢測過程中，發(fā)現(xiàn)#1、#2、#4樣品包裝的密封性、阻隔性比較好，包裝內(nèi)的氣體成分基本未發(fā)生變化，#3樣品包裝由于包裝的密封性或阻隔性比較差等原因，引起包裝內(nèi)氧氣濃度增加，氮?dú)饧岸趸紳舛冉档汀?/p>軟管耐壓試驗(yàn)機(jī)二氯甲烷浸漬試驗(yàn)機(jī)耐臭氧老化試驗(yàn)機(jī)