摘要: 實(shí)際的包裝效果有時(shí)是會(huì)與預(yù)計(jì)結(jié)果相差很大，這主要是由于包裝內(nèi)的氣體成分發(fā)生變化所導(dǎo)致的。本文將對(duì)包裝內(nèi)氣體成分的變化原因以及檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
*，氧氣、水蒸氣等氣體是引起食品、藥品變質(zhì)的主要因素，因此，切斷包裝內(nèi)氧氣或水蒸氣的來(lái)源并對(duì)包裝內(nèi)部的氣體成分進(jìn)行控制，可以有效延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期并提高保存效果，于是MAP包裝、CAP包裝、真空包裝等新型包裝配合各種阻隔性包裝材料獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，盡管我們調(diào)整了包裝內(nèi)的氣體成分，同時(shí)采用了高阻隔材料阻擋外界的氧氣、水蒸氣等氣體的滲入，但是有時(shí)實(shí)際的包裝效果還是會(huì)與預(yù)計(jì)結(jié)果相差很大。本文將對(duì)包裝內(nèi)氣體成分的變化原因以及檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
包裝完成后，其中的氣體構(gòu)成會(huì)達(dá)到暫時(shí)的穩(wěn)定。但是隨著產(chǎn)品存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，包裝內(nèi)部的氧氣或者其它產(chǎn)品敏感氣體含量會(huì)逐步發(fā)生變化，進(jìn)而改變包裝內(nèi)部的氣體構(gòu)成，并進(jìn)而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。分析可知包裝內(nèi)部氧氣、水蒸氣等氣體含量的增長(zhǎng)主要是有以下兩類原因?qū)е碌摹?/div>
首先，是來(lái)自包裝外部的氣體。氣體進(jìn)入包裝物的途徑有兩種：滲透和泄漏，二者zui大的不同在于透過(guò)的氣體量及透過(guò)位置。滲透是指氣體從高濃度一側(cè)進(jìn)入材料表面，通過(guò)材料擴(kuò)散至低濃度一側(cè)，滲透速度的快慢主要取決于包裝材料的阻隔性能，選擇高阻隔材料進(jìn)行包裝可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。而泄漏是氣體通過(guò)材料的裂縫、微孔或兩材料間的微小間隙泄出或進(jìn)入包裝，在包裝袋的熱封部位、容器的瓶口等位置出現(xiàn)泄漏的概率較高，要想解決這個(gè)問(wèn)題，需要嚴(yán)格生產(chǎn)工藝同時(shí)根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)工藝進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。作為一個(gè)包裝件，滲透和泄漏是同時(shí)存在的，所以在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候也應(yīng)該注意檢測(cè)二者的綜合影響效果。
其次，是來(lái)自包裝內(nèi)部的氣體。主要包括殘留氣體以及產(chǎn)品吸附氣體。殘留氣體是在包裝工藝結(jié)束（包裝封口完畢）之后殘存在包裝內(nèi)部的一定濃度的氧氣等氣體。雖然在MAP包裝、CAP包裝、真空包裝這些包裝工藝中有對(duì)包裝內(nèi)部氣體（尤其是其中的氧氣）進(jìn)行置換和除氣的操作，但是由于操作精度和時(shí)間的局限性，除氣的效果并不好，即使是所謂的“真空包裝”也只是盡量降低包裝內(nèi)的氣體含量而并不能達(dá)到*排除的效果。產(chǎn)品吸附氣體需要特別引起注意，因?yàn)槌私饘俸筒Ａе馄渌牟牧隙际怯幸欢ǖ臍怏w吸附功能的，而所吸附的氣體總量是與材料的疏松程度、氣體接觸時(shí)間有關(guān)的。然而吸附不等于吸收，當(dāng)包裝中原本的大氣環(huán)境發(fā)生變化之后，包裝內(nèi)氣體濃度的降低使得之前吸附在產(chǎn)品表面的這些氣體再次被“釋放”出來(lái)。
2. 檢測(cè)方法
盡管包裝內(nèi)部氣體成分的變化比較緩慢，但是這種變化依舊會(huì)影響產(chǎn)品的保質(zhì)期，因此生產(chǎn)企業(yè)也采取了各種可能的氣體控制方式，盡量減緩包裝內(nèi)部氧氣、水蒸氣含量的增長(zhǎng)。例如采用多層阻隔性包裝材料提高包裝物的阻隔性，在材料內(nèi)、瓶蓋內(nèi)或者其他位置添加干燥劑、吸收劑或氧捕捉劑，不但可以吸收包裝內(nèi)原本的殘留氣體，對(duì)于外部氣體的滲入也是一層有效的防護(hù)。然而這些措施的效果如何呢？這就需要對(duì)于包裝物進(jìn)行檢測(cè)分析來(lái)加以判斷了。下面針對(duì)前一部分提到的幾種包裝內(nèi)氣體成分的變化原因分別介紹一下檢測(cè)方法。
2.1 阻隔性檢測(cè)
對(duì)于使用高阻隔材料的包裝物來(lái)講，阻隔性檢測(cè)相當(dāng)重要。過(guò)去我們只能檢測(cè)薄膜、片材的阻隔性，但是在實(shí)際包裝中我們所見到的包裝形式都是容器、包裝袋等，檢測(cè)材料的阻隔性只能為zui終的包裝材料選擇給出一個(gè)參考值，但是無(wú)法說(shuō)明zui終包裝物整體阻隔性的優(yōu)劣，因?yàn)榘b物各處的厚度并不均勻，而且材料性質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生了變化，所以估算結(jié)果往往與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果存在一定的差距?；诖?，不但應(yīng)該檢測(cè)包裝材料的阻隔性，同時(shí)也應(yīng)該檢測(cè)包裝物整體的阻隔性，結(jié)合兩方面的數(shù)據(jù)才能判斷材料的選擇是否正確。目前容器整體的透氧性、透濕性檢測(cè)方法都有了一定的發(fā)展，相應(yīng)檢測(cè)設(shè)備也已問(wèn)世，可以很好的滿足包裝物整體的阻隔性檢測(cè)需求（圖1是Labthink蘭光研制的可進(jìn)行容器透氧性測(cè)試的PERME系列TOY-C1 等壓法薄膜/容器透氧儀；圖2是可進(jìn)行容器透濕性測(cè)試的PERME系列TSY-W3 電解法水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀）。
圖1. PERME系列TOY-C1 等壓法薄膜/容器透氧儀
圖2.PERME系列 TSY-W3 電解法水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀
2.2 密封性檢測(cè)
檢測(cè)包裝物的密封性能可說(shuō)明包裝物的泄漏情況。如果氣體或液體通過(guò)包裝件的泄漏點(diǎn)泄出或進(jìn)入包裝，就會(huì)加速內(nèi)容物的變質(zhì)，同時(shí)使得包裝材料的阻隔性失去效用。然而對(duì)于每種具體包裝形式來(lái)講，與密封性能相關(guān)的指標(biāo)都不相同。對(duì)于熱封制袋來(lái)講，熱封操作的高溫處理會(huì)影響到附近包裝材料的機(jī)械強(qiáng)度，所以熱封邊附近的材料也常常會(huì)成為軟包裝袋密封性的薄弱點(diǎn)；而且在對(duì)軟包裝袋加壓時(shí)，實(shí)際上袋子各處所受的壓力分布并不均勻，而zui先出現(xiàn)泄漏的位置是承壓強(qiáng)度zui低的部分，所以要正確評(píng)價(jià)軟包裝袋的密封性能必須對(duì)包裝物成品進(jìn)行測(cè)試。軟包裝袋整體密封性檢測(cè)的方法主要是依靠袋內(nèi)增壓，因此我們?cè)跈z測(cè)軟包裝袋密封性能時(shí)需要在軟包裝袋內(nèi)外形成壓力差來(lái)模擬它的實(shí)際受壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)方法有正壓法（向包裝袋內(nèi)充氣直接增加包裝袋內(nèi)的壓力，Labthink蘭光生產(chǎn)的PARAM系列LSSD-01泄漏與密封強(qiáng)度測(cè)試儀就是采用這種方法）和負(fù)壓法（通過(guò)抽真空方式降低包裝袋外的壓力，典型產(chǎn)品是Labthink蘭光PARAM系列MFY-01密封性測(cè)試儀）兩種。而對(duì)于采用螺紋密封方式的容器類包裝來(lái)講，體現(xiàn)塑料瓶蓋與瓶口配合好壞的瓶蓋密封性能成為影響塑料容器整體密封性能的首要因素，相關(guān)檢測(cè)也可以通過(guò)Labthink蘭光PARAM系列 LSSD-01泄漏與密封強(qiáng)度測(cè)試儀進(jìn)行。
2.3 頂空氣體分析
對(duì)于殘存在包裝內(nèi)部的那些氣體來(lái)講，不能因?yàn)榘b工藝的完結(jié)就對(duì)其不再關(guān)注。包裝內(nèi)部的氣體成分自灌裝結(jié)束到打開包裝使用產(chǎn)品之前是很難利用其它技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行控制和改變的，采用阻隔性包裝材料只能給氣體滲入/滲出包裝材料帶來(lái)阻礙，并不能消除包裝內(nèi)部已有的氧氣等氣體（不包括在包裝中添加除氧技術(shù)的情況）。如果殘留氣體的含量超過(guò)產(chǎn)品保存的zui高濃度要求，則無(wú)論采用多好的高阻隔材料及多完善的密封包裝形式都無(wú)法滿足產(chǎn)品的保質(zhì)期要求。所以，我們需要檢測(cè)殘留在包裝內(nèi)的氣體成分，并依此調(diào)整包裝工藝。
殘留氣體以及產(chǎn)品吸附氣體都可以通過(guò)對(duì)包裝物的頂空氣體進(jìn)行檢測(cè)——檢測(cè)包裝內(nèi)頂部聚集的氣體成分——來(lái)獲得，只是在檢測(cè)時(shí)間上有區(qū)別。如果要檢測(cè)殘留氣體，那么在包裝工藝結(jié)束之后就需要立刻檢測(cè)；但是如果要檢測(cè)產(chǎn)品吸附氣體則應(yīng)在包裝工藝結(jié)束一段時(shí)間之后再進(jìn)行，同時(shí)隨著產(chǎn)品存在時(shí)間的延長(zhǎng)應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)試并繪制氣體濃度曲線進(jìn)行綜合分析，因?yàn)闅怏w從產(chǎn)品表面解吸也是一個(gè)很緩慢的過(guò)程。這類檢測(cè)通過(guò)Labthink蘭光PARAM系列HGA-01 頂空氣體分析儀就能完成。當(dāng)然我們也可以通過(guò)降低包裝環(huán)境中的特定氣體濃度來(lái)加快吸附在產(chǎn)品表面的氣體解吸。
3. 總結(jié)
綜上所述，盡管包裝內(nèi)氣體成分的變化難以避免，但是我們可以通過(guò)檢測(cè)包裝物的整體阻隔性、包裝物的密封性以及包裝內(nèi)部頂空氣體的成分變化來(lái)綜合判斷產(chǎn)品能否達(dá)到預(yù)計(jì)的保質(zhì)期，同時(shí)通過(guò)這些檢測(cè)我們也可以發(fā)現(xiàn)包裝設(shè)計(jì)中所存在的薄弱環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步改進(jìn)包裝結(jié)構(gòu)提供準(zhǔn)確測(cè)試數(shù)據(jù)。
會(huì)員1.png)