摘要：殺菌是食品加工中的重要環(huán)節，殺菌工藝對包裝材料的性質(zhì)具有一定的影響。本文通過(guò)測試殺菌前后PVDC復合膜樣品的氧氣透過(guò)量，分析殺菌工藝對包裝材料樣品阻氧性能的影響，并介紹了試驗原理、設備參數及適用范圍、試驗過(guò)程等內容，為研究殺菌工藝對包裝材料阻隔性的影響提供參考。

關(guān)鍵詞：殺菌、包裝材料、PVDC復合膜、氧氣透過(guò)量、等壓法、庫侖計法、氧氣透過(guò)率測試系統

1、意義

常見(jiàn)的食品殺菌工藝有高溫殺菌、低溫殺菌、高壓殺菌、輻照殺菌、微波殺菌、紫外線(xiàn)殺菌等，通常在食品包裝完成之后進(jìn)行上述殺菌環(huán)節，即包裝所用的材料也需殺菌。這就要求在選擇殺菌工藝或者篩選包材時(shí)，不僅要考慮殺菌方式對食品的影響，還應兼顧包裝材料對殺菌工藝的適應性，即包裝材料對殺菌效果的影響及殺菌過(guò)程對包裝材料性能的影響等，以防止材料經(jīng)過(guò)殺菌后性能發(fā)生較大劣變。本文針對性的對經(jīng)過(guò)一定殺菌工藝后的包裝材料阻隔性能的變化進(jìn)行研究。

2、試驗樣品

本次試驗以一種含PVDC材料的復合膜為試驗樣品，測試該樣品在殺菌前后的氧氣透過(guò)量。

3、試驗依據

本次試驗依據庫侖計法原理，試驗過(guò)程參照GB/T 19789-2005《包裝材料 塑料薄膜和薄片氧氣透過(guò)性試驗  庫侖計檢測法》。

4、試驗設備

本文采用C230H氧氣透過(guò)率測試系統對樣品進(jìn)行測試，該設備由濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

4.1 試驗原理

庫侖計法原理，又稱(chēng)為等壓法原理，是通過(guò)對氧氣參與電化學(xué)反應的電信號的監測得到材料的氧氣透過(guò)量等參數。通過(guò)裝夾的試樣將設備的上、下兩個(gè)測試腔分開(kāi)，上腔中充填一定壓力的高純氧氣，下腔充入等壓的高純氮氣，氧氣在濃度差的作用下，從上腔通過(guò)試樣滲透到下腔中，下腔中的氮氣將滲透過(guò)的氧氣攜帶至庫倫傳感器處進(jìn)行測試分析，根據所測得電信號值、單位數量的氧氣與其參與電化學(xué)反應可產(chǎn)生電信號的定量關(guān)系計算單位時(shí)間滲透過(guò)單位面積試樣的氧氣量，即氧氣透過(guò)量。

圖1　C230H氧氣透過(guò)率測試系統

4.2 設備參數

薄膜/片材類(lèi)試樣的測試范圍為0.01 ~ 200 cm³/(m²·day)，容器類(lèi)試樣的測試范圍為0.00005 ~ 1 cm³/(pkg·day)，分辨率為0.001 cm³/(m²·day)，重復性為0.01 cm³/(m²·day)或2%取大者；設備內部溫度、濕度自動(dòng)調節，且測試腔各自安裝溫濕度傳感器監測溫濕度情況，測試溫度范圍為(10±0.2)℃ ~ (55±0.2)℃；測試濕度范圍為0%RH、(5±1)%RH ~ (90±1)%RH、100%RH；可同時(shí)測試3個(gè)相同或不同的試樣；試樣尺寸為108 mm × 108 mm，測試面積為50 cm²；Labthink蘭光的DataShield^TM數據盾系統，對接用戶(hù)數據集中管理要求，支持多種數據格式導出；采用可靠安全算法，防止數據泄露；支持通用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，選配專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)，支持接入第三方軟件。

4.3 適用范圍

(1) 適用于各種塑料薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁塑復合膜等膜狀材料，PP片材、PVC片材、PVDC片材、金屬薄片、橡膠片、硅片等片狀材料，酒瓶、可樂(lè )瓶、花生油桶、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等瓶、袋、罐、盒、桶類(lèi)容器材料氧氣透過(guò)率的測試。

(2) 可擴展用于包裝件封蓋、太陽(yáng)能背板、管材、醫藥泡罩、汽車(chē)油箱、電池外殼等產(chǎn)品對氧氣阻隔性能的測試。

(3) 可滿(mǎn)足ASTM D3985、ASTM F1307、ASTM F1927、GB/T 19789、GB/T 31354、DIN 53380-3、JIS K7126-2-B、YBB 00082003等多項國家和國際標準。

5、試驗過(guò)程

(1) 用取樣器從殺菌前樣品的表面裁取試樣3片，將試樣分別裝夾在設備的3個(gè)測試腔中。

(2) 在設備的控制軟件中設置試樣名稱(chēng)、試樣厚度、試驗溫度、濕度及試驗模式等參數信息，點(diǎn)擊試驗選項，試驗開(kāi)始。設備按照設定的參數對試驗條件進(jìn)行控制并測試，試驗結束后顯示試驗結果。

(3) 按照上述步驟測試殺菌后樣品的氧氣透過(guò)量。

6、試驗結果

取3個(gè)試樣測試結果的算術(shù)平均值作為每種樣品的氧氣透過(guò)量。本次試驗測得殺菌前樣品的氧氣透過(guò)量為16.432 cm³/(m²·day)，殺菌后樣品的氧氣透過(guò)量為11.934 cm³/(m²·day)。

7、結論

本次試驗通過(guò)對比殺菌前后樣品的氧氣透過(guò)量，獲得殺菌工藝對材料阻氧性能的影響。從試驗結果來(lái)看，殺菌后樣品的氧氣透過(guò)量低于殺菌前的樣品，說(shuō)明殺菌后樣品對氧氣的阻隔性能有所提高，說(shuō)明殺菌過(guò)程中的溫度、壓力、射線(xiàn)等因素可能會(huì )對包裝材料的分子結構產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響包裝材料的性能。整個(gè)試驗過(guò)程簡(jiǎn)單，設備的智能化程度高，試驗過(guò)程中各參數的控制精準而穩定，測試結果的準確性高，可真實(shí)反映樣品的阻氧性能。濟南蘭光機電技術(shù)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事包裝檢測設備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，新推出的C系列包裝檢測儀器，包括紅外法、庫侖計法、電解法、杯式法等全新的阻隔性檢測設備，均采用自主傳感器及核心技術(shù)，儀器的性能更穩定、檢測更高效、數據更精確，測試結果的可靠性、準確性、重復性等都取得了大幅提升，了解相關(guān)檢測設備詳細信息可登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看或致電咨詢(xún)。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。