液态奶无菌砖包装透氧性能测试方法

       液态乳无菌砖包装是液态奶包装形式，可在较长保质期内有效保护液态奶内部脂肪与蛋白质等营养物质，其关键性能在于氧气透过率是否合适，即阻氧性的高低，氧气透过率越低，阻氧性越好。

       本文，介绍了氧气透过率测试仪试验原理及液态奶无菌砖包装氧气透过率检测方法，为相关行业提供技术与数据指导。

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       一、液态奶无菌砖氧气透过率测试意义

       无菌砖是以食品专用纸板作为基料的包装系统，由聚乙烯、纸、铝箔等复合而成的纸质包装。是一种高技术的食品保存方法，是指被包装的液体食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在无菌条件下即在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行充填的和封合的一种包装技术。 

       国内常见的无菌砖有利乐砖及康美盒，广泛应用于液态乳制品、植物蛋白饮料、果汁饮料、酒类产品以及饮用水等的加工，无菌包装材料可以包装包括牛奶、果汁及饮料、酒类、水、蕃茄制品、汤品、甜食、营养食品及其他产品。

       采用无菌砖包装的液态奶在不添加防腐剂情况下可满足常温保质期180天的需求，甚至有些阻隔性较高的无菌砖可达到8个月，这主要取决于无菌砖所采用的包材对氧气阻隔性能如何。

       但在液态奶无菌砖使用过程中，常发生无菌砖包材阻氧性偏差或达不到预期要求，出现液态奶在保质期内变质等质量问题。

       因此，氧气透过率测定应是无菌砖液态奶生产企业的重点监控性能指标，氧气透过率数值越低，表明材料的阻氧性越好，液态奶在保质期内不易氧化变质或者可满足更长的保质期需求。

       二、无菌砖氧气透过率检测方法

       软塑包装阻氧性测试方法分为等压法与压差法，其中等压法是通过内部的库仑电量传感器吸收透过样品的氧气，每一个氧气分子可释放出四个电子，利用氧分子数量和电子数量的线性正比关系计算出氧气透过率，此过程不受渗透浓度和传感器环境变化影响。

       因库仑电量传感器的输出效率高，检测限低，可精确测试高阻隔材料的氧气透过率。等压法可突破压差法因两侧压差对塑料容器产生的不可避免的影响，扩展应用于容器测试。

      （1）液态奶无菌砖氧气透过率仪器介绍

       众测机电研发生产的氧气透过率测试仪OTR-O3用于无菌砖包材样品进行透氧率试验，本氧气透过率测试系统符合GB/T 19789-2005《包装材料 塑料薄膜和薄片氧化透过性试验 库仑计检测法》此项国家标准，具有高精度，独立的三腔结构可同时测试三件相同或不同试样。

氧气透过率测试仪

       该仪器满足ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB 00082003多种国家和国际标准，可满足不同温湿度环境下各种软塑薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜材及各种材质片材的氧气阻隔性测试，并可扩展测试各种材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧气透过率测试。

     （2）试验原理：

       采用等压法测试原理，将预先处理好的试样夹紧于测试腔之间，氧气在薄膜的一侧流动，高纯氮气在薄膜的另一侧流动。氧气分子穿过薄膜扩散到另一侧中的高纯氮气中，被流动的氮气携带至传感器。通过分析传感器接收的氧气浓度，从而计算出氧气透过率等参数。对于包装容器而言，高纯氮气在容器内流动，空气或高纯氧气包围在容器的外侧。

       （3）试样的制备

       将无菌砖样品置于23℃的环境中，放在干燥器内调节状态48小时。取出后，分别从每种样品上裁取直径为108 × 108 mm的试样3个。

       （4）检测方法操作步骤

       A.试样装夹：在透气室外表面的凸边边缘涂抹一层真空油脂，避免油脂涂在腔体空穴中间圆盘上。将从同一个样品上裁取的3个已状态调节完毕的试样分别装夹于OTR-O3氧气透过率测试系统的3个透气室外表面涂抹的真空油脂上，避免试样皱折，轻轻按压使试样与真空油脂良好接触。盖上透气室盖，紧固密封好。

       B.检测过程：

       a. 添加蒸馏水，打开气源，并按要求调节气源压力。根据试验要求，添加适量蒸馏水以达到要求的O₂、N₂湿度。

       b.打开电源

       c.设置试验温度、试验参数

       d.启动试验

       e.试验结束

       f.数据处理

       g.关闭气源和电源

       众测机电研发生产的氧气透过率测试仪OTR-O3同样也适用于软塑复合膜材料的氧气透过率试验，例如奶粉铝塑复合膜、肉制品包装等。