酸奶PET塑料瓶阻氧性能的監控方案

摘要：酸奶對接觸到的氧氣量要求較嚴格，如接觸到較多氧氣，產品易被氧化變質，從而影響保質期。本文利用OX2/230氧氣透過率測試系統測試PET瓶對外界氧氣的阻隔性能，并簡要介紹了試驗的基本過程及試驗設備的適用范圍、設備參數等內容，相關乳品行業可在選擇包材及氧氣阻隔性設備時加以參考。

關鍵詞：酸奶、塑料瓶、PET瓶、阻氧性、阻隔性能、氧氣透過率、氧氣透過率測試系統

1、意義

酸奶，是以新鮮的牛奶為原料，經過巴氏殺菌、添加乳酸菌、發酵、冷卻、灌裝制成的一種乳制品。酸奶有多種包裝形式，今天我們重點分析一下PET塑料瓶包裝。 PET塑料瓶裝酸奶保質期一般為21天左右，PET瓶的優點是對其內部的乳品具有很好的遮光保護，透光率很低，延長了 乳制品的保質期。 這種遮光解決方案為高品質的乳制品提供了合適的選擇，使得 高品質的產品受到了高品質包裝物的保護。其次，PET隔氧性能良好，加上相應 的套標或印刷，特別適合推廣巴氏殺菌奶、UHT奶或風味乳飲料。第三，PET材料 有著比其它塑料材料更好的防滲漏性能。從回收系統講，PET材料也是回收利用率*的材料。 在氧氣濃度較高時， 由于酸奶中脂肪含量較高，乳脂肪會發生分解反應產生 游離的脂肪酸， 出現酸敗氣味而變質,同時蛋白質發生分解,影響酸奶的質量。所 以酸奶包裝要求阻氧、阻光性好。因而加強對酸奶包裝用塑料瓶阻隔性的改進及監控顯得尤為重要。

圖1  酸奶包裝用PET塑料瓶

2、執行標準

國內有關塑料包裝氧氣透過率的測試方法主要為庫侖計檢測法，本次測試依據的標準為GB/T 31354-2014《包裝件和容器氧氣透過性測試方法 庫侖計檢測法》，該標準規定了在穩態條件下采用庫侖計法對包裝件和容器氧氣透過性進行測試，適用于干燥環境中、容積為2L以下的塑料及復合材料包裝件、容器等包裝材料的氧氣透過性測試。

3、試驗樣品

某酸奶企業提供的PET塑料瓶。

4、試驗設備

圖2  OX2/230氧氣透過率測試系統

4.1 測試原理

OX2/230采用等壓法測試原理，將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，氧氣或空氣在薄膜的一側流動，高純氮氣在薄膜的另一側流動。氧氣分子穿過薄膜擴散到另一側中的高純氮氣中，被流動的氮氣攜帶至傳感器。通過對傳感器測量到的氧氣濃度進行分析，從而計算出氧氣透過率等參數。對于包裝容器而言，高純氮氣在容器內流動，空氣或高純氧氣包圍在容器的外側。

4.2 適用范圍

(1) 本設備適用于容器、塑料薄膜、片材、紙張、紙板及其復合材料等包裝的氧氣透過率測試。

• 容器類包括用于塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等。
• 薄膜類材料包括各種塑料薄膜、塑料復合薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復合膜等膜狀材料的氧氣透過率測試。
• 片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料的氧氣透過率測試，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。

此外，本設備通過配置特殊夾具還可以應用于醫藥包裝、汽車油箱、電池塑料外殼、塑料管材、太陽能背板等特殊包裝氧氣透過率測試。

(2) 本設備可滿足多項國家和標準，如GB/T 31354、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003。

4.3 設備參數

• 測試范圍：容器測試0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)，薄膜測試0.01 ~ 6500 cm³/(m²·d)。
• 試樣數量：可同時測試3個或三個不同的試樣。
• 分辨率：容器0.00001 g/(pkg·d)，薄膜0.001 g/(m²·d)。
• 試驗溫度范圍：15℃ ~ 55℃，控溫精度 ±0.1℃。
• 試驗濕度范圍：0%RH、35%RH ~ 90%RH，控溫精度±1%RH。
• 試驗氣體：O₂、空氣（氣源用戶自備）。
• 系統多可支持10臺儀器并行連接，建立30個試樣同時試驗的系統。
• 可與水蒸氣透過率測試系統搭配，組成混合測試系統，由一臺計算機統一控制，實現氧氣、水蒸氣透過率同時測試的、便捷的試驗方式。
• 支持Lystem^TM實驗室數據共享系統，統一管理試驗結果和試驗報告。

5、試驗過程

(1) 用快固膠涂覆在PET瓶口，使其固定在儀器的容器測試托盤裝置上，密封完成后，利用管路將其連接在儀器上，再用密封袋將樣品及托盤裝置進行密封包扎。

(2) 設置試樣名稱、試驗溫度、試驗濕度等參數。

(3) 點擊“開始試驗”選項，試驗開始。

(4) 啟動氣源，調節濕度以及載氣流量。

(5) 試驗結束后，儀器自動計算并顯示試驗結果。

6、試驗結果

本文測試的酸奶包裝用PET塑料瓶的氧氣透過率為0.11523 cm³/(pkg·d)。

7、結論

OX2/230氧氣透過率測試系統是一款專業測試包裝容器阻氧性的試驗設備，具有測試效率高、測試結果精度高、準確性與重復性好等優點，除包裝容器外，還可用于包裝薄膜、片材等試樣的氧氣透過率檢測。濟南蘭光機電技術有限公司是一家專業從事包裝檢測設備研發、生產與包裝檢測服務的高新技術企業，現有設備包括氣體透過率測試儀、水蒸氣透過率測試儀、氧氣透過率測試儀、扭矩儀、負壓法密封試驗儀等，用于檢測酸奶包裝瓶的阻隔性能、瓶蓋的開啟及密封性能等，了解設備及檢測服務信息。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業中的企事業單位增進技術溝通與合作！