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| 摘要 | 奶粉作為高脂肪、高蛋白的營養食品，需要采用鋁（lǚ）箔複合包裝袋等高阻隔包材進行包裝儲存，並（bìng）且常以充氮包裝或氣調包裝為主，以保證內部無氧或低氧環境，避免奶粉被氧化（huà）變質。但包裝材料對上述包裝形（xíng）式所充入（rù）的氮（dàn）氣或二氧化碳等氣體的阻隔性（xìng）如何，則（zé）需要專業的檢測儀器及相關檢測方法進行監（jiān）測，從而確保內部氣體（tǐ）不易散失。本（běn）文通過（guò）檢測奶粉（fěn）用鋁箔複合膜的氮氣透過率與（yǔ）二氧化碳透過率，為相關行（háng）業客戶提供相（xiàng）關檢（jiǎn）測的技術參考。 |
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| 關鍵字 | 鋁箔複合膜,奶粉充氮包裝,氣調包裝,氮氣阻隔性,二氧化（huà）碳阻（zǔ）隔性,氮氣（qì）透（tòu）過率 |
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測試（shì）意義：
奶粉鋁箔（bó）包（bāo）裝是采用塑料與鋁箔複合（hé）膜作為包裝袋，具有對O2、H2O高阻隔性以及良（liáng）好的遮光性。鋁箔作為複合膜中間的阻隔層，對O2、CO2、N2、空（kōng）氣、H2O都有較高的阻隔性（xìng）能，因此含有鋁箔的（de）複合（hé）膜作為奶粉包裝袋時，在23℃、0%RH的標準環境下的氧氣透過率（即阻氧性）可達（dá）到（dào）0.05 cm3/(m2?24h?0.1MPa)，在38℃、90%RH環境下的水蒸氣透過率（lǜ）（即（jí）阻（zǔ）濕性）可達到0.01g/(m2?24h)。但為（wéi）了延長奶粉保質期並保證奶粉的感官質（zhì）量，鋁箔複合膜（mó）袋裝（zhuāng）奶（nǎi）粉常采用充氮包裝或氣調包裝，以滿足奶粉的無氧或低氧存儲環境。
奶粉充氮包裝或氣調包裝是將奶粉裝入包裝袋，抽出包裝袋內的空氣達到預定的真空（kōng）度後，再充入純N2或者一定比例的N2、CO2等氣體，然後完成封口工序。充氮包裝使得奶粉完全處於惰性氣體N2的（de）保護中，則杜絕了氧環境對奶粉造成的氧化變質反應；而氣調包裝中采用的CO2則是（shì）為（wéi）了使奶粉處在酸性環境中，抑製（zhì）奶粉中大多數（shù）需氧（yǎng）菌的生長，其效果是N2的30倍，而且包裝內（nèi）奶粉的水分會與CO2反應形成液態（tài）碳酸，使得包裝內氣體變少，形成微負壓，防止漲袋或漲罐的現象發生。但（dàn）是，如果充氮包裝或氣（qì）調包（bāo）裝對N2或（huò）CO2的阻隔性較（jiào）差，即氮氣透過率或二（èr）氧化碳透過率較高，則會導致奶粉內部氣體成分（fèn）透（tòu）出（chū）量較大，奶（nǎi）粉易細菌繁殖導致氧化變質等質量問題。本文選擇某品牌氣調形式的鋁箔複合膜包裝袋，在23℃、0%RH標準（zhǔn）環境下測試其氮氣透過率與二氧化碳透過率，從而驗證包裝袋對內（nèi）部N2或CO2的阻隔性如何，亦為乳製品生產企（qǐ）業把（bǎ）控包材質量提供技術指導。
檢測方法：
目前，軟塑（sù）包裝的N2或CO2的阻隔性測試僅（jǐn）有壓差法這一種原理方法，相（xiàng）應的壓差法測試儀是將試樣（yàng）置於高、低壓腔之間，對低壓腔抽真空，向高壓腔充入一定壓力的（de）N2（或CO2），通過測試（shì）低壓腔（qiāng）內壓力的變化，得（dé）到試樣的氮氣（或二氧化碳）透過率，此方法測試量（liàng）程較寬，適合高阻隔材料低氮氣（或二氧化碳）透過率的（de）檢測。
目前，國內壓差法測試氣體透過率（23℃標準測試環境）試驗遵循GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方（fāng）法壓差法》此項國家標準（zhǔn）。我們將（jiāng）采用LabthinkMD传媒视频公司自主研發的（de）VAC-VBS壓差（chà）法氣（qì）體滲透儀參考上述標準方法對高（gāo）阻隔鋁箔複（fù）合膜包裝袋分別（bié）進行氮氣透過（guò）率及二氧化碳透過率試驗。
圖1 鋁箔複合（hé）膜（mó）奶粉包裝（氣調包裝）
1、試驗（yàn）儀器
VAC-VBS壓差法氣體滲透（tòu）儀，三腔均值（zhí）設計，單次試驗可測試三個試樣（yàng）的平均值，15℃ ~ 55℃的可控溫度範圍，測試範圍0.1 ~ 100,000 cm3/m2·24h·0.1MPa，測試腔真空（kōng）度可滿足< 20 Pa的高水平要求。該儀器滿足ISO 15105-1、ISO2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JISK7126-1、YBB 00082003多種（zhǒng）國家和國（guó）際標準，可滿（mǎn）足不同溫度（dù）環境下各種塑料薄膜（mó）、片材、金屬箔片及各種高阻（zǔ）隔材料等材（cái）料的不同氣體滲（shèn）透性測試，可測試氣體為O2、N2、CO2、He等無機氣體或（huò）惰性氣體。
圖2 VAC-VBS壓差法氣體滲透儀
2. 試樣（yàng）的製備
將鋁箔複合膜包裝袋樣品置於23℃的環境中，放在幹燥器（qì）內調節狀態48小時（shí）。取出樣品後，從樣品上裁取（qǔ）直徑為97 mm的試樣6個，分別用於氮氣透（tòu）過率與二氧（yǎng）化（huà）碳透過率的測試（shì），每種（zhǒng）氣體測（cè）試需使用3個試樣。
3. 試驗條件（jiàn）
地點：濟南MD传媒视频包裝安全檢測中（zhōng）心
試驗（yàn）溫度與濕度：23℃，0%RH
試驗（yàn）氣體：純幹氮氣、純幹二氧化（huà）碳氣體
試驗方法：壓差法
4. 試驗步驟（zhòu）
4.1 試驗原理
VAC-VBS采用壓差法（fǎ）測試原理，將預先處理好的試樣放置在上下（xià）測試腔之間，夾緊。打開測試下腔閥，對低（dī）壓腔（下腔）進行真空（kōng）處理，然後對整個係統抽真空；當達到規定的真空度後，關閉（bì）測試下腔，向高壓（yā）腔（上（shàng）腔）充入一（yī）定壓力的試驗氣（qì）體，使試樣（yàng）兩側形成一個恒定的壓差（可調）；氣體在壓差梯度的作用下，由高壓側向低（dī）壓側滲透，通過對（duì）低（dī）壓側壓強的監測（cè）處理（lǐ），得出試（shì）樣的氣體透過率。
4.2 試樣裝夾
在試驗腔外表麵塗抹一層真空油脂，避免油脂塗在腔體空（kōng）穴中間圓盤上；在試驗腔中的圓（yuán）盤上放置濾紙後，將裁取的3個已（yǐ）狀態調節完畢的試樣（yàng）分（fèn）別裝（zhuāng）夾於VAC-VBS壓差法（fǎ）氣體滲透儀（yí）的3個試驗腔上（shàng），試樣應保持平整，不得有皺褶，輕輕按壓使試樣與真空油脂良好（hǎo）接（jiē）觸（chù），再用試驗腔夾緊結構夾緊試樣。
a. 塗抹完真空油脂後，放（fàng）置試樣
b. 夾緊試樣
圖3 試驗裝夾過程
4.3 檢測過程
VAC-VBS為（wéi）自動化試驗儀器，測試過程便捷易（yì）操作：
l 將氮氣（qì）氣源接入（rù）設備端口。
l 設置參（cān）數（shù），將試驗溫度調整至23℃，將相對濕度調整為0%RH。
l 打（dǎ）開設備軟件，設置試驗參數，啟動試驗。試驗參數包括控製參數（試驗（yàn）模式、上腔吹洗時（shí）間、上腔壓力、試（shì）驗時間、脫氣時間等）和試（shì）樣參數（編號、類型、麵積、厚度等）。
l 試驗結束、數（shù）據處理。
l 關閉氣源和電源。
l 將氣源換成二氧化（huà）碳氣體後，按照上述方法，測試樣品的二氧化碳透過率。
奶粉鋁箔複合膜（mó）包裝袋樣（yàng）品在23℃，0%RH測試條件下的氮氣透過率與二氧化碳透過率分別為（wéi）0.0814cm3/m2·24h·0.1MPa、0.9203cm3/m2·24h·0.1MPa，每項試驗的（de）3個（gè）試樣的測試結果相對偏（piān）差均小於10%。
總（zǒng）結：
VAC-VBS壓差法氣體滲透儀在檢測類似奶粉用鋁箔複（fù）合膜的（de）氮氣透過率及二氧化碳透過率時，可（kě）獲得（dé）精（jīng）確的試驗結果（guǒ），有助於乳製品生產企業監控包裝材料對關鍵性氣體的阻隔性能，保證產品質量安全（quán）。本文中提及的檢測儀器及檢測方法同樣適用於其他材質的軟塑包裝材料進行O2、CO2、N2、空氣（qì）等氣體阻隔性（xìng）測試。
