液態奶PE黑白膜氧氣阻隔性的檢測（cè）方案

摘要：液態奶易出現變質問題，所以其（qí）包裝材料的（de）阻隔性能至關重要，氧氣透過量越低，阻氧性越（yuè）好（hǎo），液態奶（nǎi）在保質期內不易變質，保質期（qī）也可相應延長（zhǎng）。如今液態奶多采用PE為主要原料的共擠黑白膜為包裝材料，並分（fèn）為非阻隔類及阻隔類（lèi），但生產出的黑白膜或所（suǒ）使用（yòng）的奶袋是否（fǒu）達到預期氧氣透過量的級（jí）別（bié），需要選（xuǎn）用合理的阻隔性設備進行氧氣透過（guò）量測試。本文主要介紹了液態奶PE黑白膜透氧性（xìng）測試的必要性，並對透氧性能（néng）的測（cè）試（shì）方法及設備（bèi）進行了詳（xiáng）細介（jiè）紹，為各行業客戶（hù）提供重要參考。

關鍵詞：液態奶、黑白膜、氧氣阻隔性、阻氧性、氧氣透過率（lǜ）、牛奶變質

測試意義：

　　液態奶（nǎi）乳製品（pǐn）作為大眾日常所（suǒ）需的（de）營養（yǎng）食品，其質量優劣極受關注，然而一些乳（rǔ）製品質量安全問題卻常潛（qián）伏在（zài）消（xiāo）費者周圍，如液態奶在保質期內常出現苦（kǔ）味、絮狀沉澱、奶袋內滋長黴菌等質量問題，這些現象都是因（yīn）為液態奶脂肪與蛋白質（zhì）含量較高，容易氧化變質，在保質（zhì）期內（nèi）發生變質引起的。出現上述質（zhì）量隱患（huàn）時，不（bú）但影響液態奶生產廠家的信譽（yù）及產品形象（xiàng），同時還危害著食用者的身心健康。而（ér）導（dǎo）致這些質量問題的出現大多是由包裝材料的（de）阻氧性差（即氧氣透過率高）引起的。因此，包裝材料的阻隔（gé）性能至關重要，氧氣透過量（liàng）越低，阻氧性越好，液態奶在保質期內越不易變質，保質期也可相應延長。氧氣透過率是（shì）考查液態奶包裝質量的一個重（chóng）要指標。

　　如今液態奶多采用PE為主要原料的共擠黑白膜為包裝材（cái）料，它以其阻（zǔ）光、成本低、運輸（shū）方便、環境衛（wèi）生性好等優點在液態奶包（bāo）裝市場中占據了相當（dāng）大的比例。根據其氧氣透過率的不同（tóng）可分為阻隔膜與非阻隔膜兩類（lèi）。其中（zhōng），非阻隔（gé）膜以（yǐ）三（sān）層共擠黑白膜為主，阻隔膜（mó）則以添加各種阻隔性材質，以求滿足液態奶不（bú）同保質期及（jí）存儲環境條（tiáo）件的需求，常見的是增加了EVOH或PVDC阻隔性材料，多為五層或七層黑白共擠（jǐ）膜。這兩類黑（hēi）白膜在包（bāo）裝（zhuāng）同種液態奶時，由於其阻隔性的不同，在液態奶的保質期方麵存在很大差別，如液態奶（nǎi）均采用（yòng）高溫瞬時殺菌，若用（yòng）非阻隔類黑白膜包裝時，保質期為30天左（zuǒ）右（yòu），而用阻隔類黑白膜包裝時，保質期可達（dá）到90天（tiān）左右。但何種阻隔性材料適合質量需（xū）要，生產出的黑白膜或所使用的奶袋是否達到預期氧氣（qì）透過量的級別，這是困擾著黑白膜以及液態奶生產企業的難題。因此，需要（yào）選用（yòng）合理的阻隔性設備進行（háng）氧氣透過量測試。

檢測方法：

　　在常見的（de）塑料包裝阻氧性測試方法分為等壓法和壓差法兩種，其中壓（yā）差（chà）法氧氣透過率測試儀是將被測試樣（yàng）置於高、低壓腔之間，對低（dī）壓腔抽真空，向高壓腔充入一（yī）定（dìng）壓力的（de）氧氣，通過測試低壓腔內壓力的（de）變（biàn）化，得到試樣的氧氣（qì）透過率，此方法測（cè）試量程較寬，既適合高阻隔材料低（dī）氧氣透過率的檢測，也適用於高氧氣透過率的非阻隔黑白膜的測試（shì）。

　　目前，國內壓差法測試氧氣透（tòu）過率試（shì）驗（yàn）遵循（xún）GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體（tǐ）透過性試驗方法壓差法（fǎ）》此項國家標準。我（wǒ）們將采用LabthinkMD传媒视频公（gōng）司自主研發的VAC-V2壓差法氣（qì）體滲透儀（yí）結合上述標準（zhǔn）對非阻隔類及阻隔類PE黑白膜（mó）奶袋（dài）分別進行氧氣（qì）透過率試驗（yàn）。

1、試驗儀器

　　VAC-V2壓（yā）差法氣體滲透儀（Labthink蘭（lán）光），三腔獨立，可（kě）同時（shí）測（cè）試三件（jiàn）相同或不同試樣，控溫範圍為5℃ ~ 95℃，控濕範圍為0%RH、2%RH~ 98.5%RH、100%RH，氣體透過量測試範圍為(0.05 ~ 50,000)cm³/m²·24h·0.1MPa。該儀器滿足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003多種國（guó）家和國際標準，可滿足不同溫濕度環境下（xià）各種塑料薄膜、紙塑複合膜、共擠膜、鍍（dù）鋁膜、鋁箔、鋁塑複合膜及（jí）各種（zhǒng）高阻隔材料、片材等材料的氣體滲透性測試，可測（cè）試氣體為O₂、N₂、CO₂等無機氣體。

圖1  VAC-V2壓差法（fǎ）氣體滲透儀（yí）

2. 試（shì）樣的製備

　　挑選氧氣阻隔性不同的兩種鮮奶PE共擠黑白膜（mó），即非阻隔類樣品與阻隔（gé）類樣品各一種，置（zhì）於23℃的環境中，放在幹（gàn）燥器（qì）內（nèi）調節狀態48小時。取出樣品後，分別從每種樣品（pǐn）上裁取直（zhí）徑為97 mm的（de）試樣3個（gè）。

3. 試驗條件

　　地點：濟南MD传媒视频包裝安全檢測中心

　　試驗溫度（dù）與濕度：23℃，0%RH

　　試驗氣體：純幹氧氣

　　試驗方法：壓差法

4. 試驗步驟

4.1 試驗原理

　　VAC-V2采（cǎi）用壓差法測試原理（lǐ），將預先處（chù）理好的試（shì）樣放置在上下測（cè）試腔之間，夾緊。首先對低壓腔（下腔）進（jìn）行真空處理，然後對整個係統抽（chōu）真（zhēn）空；當達到規定的真空度後，關閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗氣體，並保（bǎo）證在試樣（yàng）兩側形成一個（gè）恒定的壓差（可調）；這樣氣體會在壓（yā）差梯度的作用下，由高壓側向低壓側滲透，通過對低壓側（cè）內壓強的（de）監測（cè）處理，從（cóng）而得出（chū）所（suǒ）測試樣的各項阻隔性參數。

4.2 試樣裝夾（jiá）

　　在試驗腔外表麵塗抹一層真空油脂，避免油脂塗在腔體空穴中間圓盤（pán）上；在試驗腔（qiāng）中（zhōng）的圓（yuán）盤上放置濾紙後，將從同一個樣品（pǐn）上（shàng）裁取的3個已狀態調節（jiē）完畢的試樣分（fèn）別裝夾於（yú）VAC-V2壓（yā）差法氣體（tǐ）滲透儀（yí）的3個試驗腔上，試樣應保持平整，不得有皺褶，輕輕按壓（yā）使試樣與真空油（yóu）脂良好接觸，再用試驗腔夾緊結構夾緊試樣。

圖2試驗裝夾過程

4.3 檢測過程

VAC-V2自動化試驗，測試過程簡單：
　　1) 將試驗條件設置為標準條件，即（jí）試驗溫（wēn）度（dù）為23℃，相對濕度為0%RH。
　　2) 打開設備軟件，設置試驗參（cān）數，啟動試驗。試驗參數包括控製參數（試驗模式、上腔吹洗時間、上腔壓力、試驗時間、脫氣時間等）和（hé）試樣參數（編號、類型（xíng）、麵積、厚度等）。
　　3) 如有需要，試驗過程中進行濕度調節（jiē）。
　　4) 試驗結束、數據處（chù）理。
　　5) 關閉氣源和電源。

　　非阻隔（gé）類與阻隔類PE黑白膜（mó）樣品在標準條件下的（de）氧氣透過率（lǜ）分別為1579.841cm³/m²·24h·0.1MPa、7.3106cm³/m²·24h·0.1MPa，每（měi）個樣品3個試樣之間試驗結果的相對偏（piān）差均小於10%，相對平均偏差均低於5%。所以，同樣是PE共擠黑白膜，外觀並無差別，但是氧氣透過率（阻氧性（xìng））卻存在極大差別，這與黑白膜中有無添加阻隔材料有著密切關係。

總（zǒng）結：
　　結果（guǒ），可真實反應（yīng）液態奶包裝材料的阻隔性能。所以，無法用肉眼進行分辨PE黑白膜是高阻隔膜還（hái）是非阻（zǔ）隔膜時，應及時采用阻隔性檢測（cè）設備驗證其阻氧性，防（fáng）止出現質乳製品質量（liàng）問題。液態奶PE黑白膜僅（jǐn）是塑料（liào）包裝薄膜的一個典型代表，其他如奶粉（fěn）鋁箔複合膜（mó）、肉製品真空包裝材料等進行氧氣透過率測試皆可遵循此試驗方法。