測試意義：

因奶粉含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪等高營養(yǎng)物質(zhì)，所以與N₂、H₂O等氣體長期接觸時會出現(xiàn)緩慢氧化變質(zhì)、結(jié)塊、顏色與口感異常等質(zhì)量問題。鑒于奶粉上述特殊性，生產(chǎn)廠家采用高阻隔包裝材料對其進行保護，除了常見的鋁箔復合膜包裝袋以外，目前備受青睞的包裝材質(zhì)為金屬罐，其分為鋁合金與馬口鐵兩種材質(zhì)，有些高質(zhì)量要求的廠家甚至搭配三層封口形式進行密封，即在罐口進行一層錫箔密封后再依次加上金屬蓋、塑料蓋封口，以此保證金屬罐裝的高阻隔性及完好密封性。

為了確保金屬罐內(nèi)的無氧或低氧環(huán)境，生產(chǎn)企業(yè)多采用充氮包裝或氣調(diào)包裝，即將盛有奶粉的罐內(nèi)的空氣抽到預定的真空度后，再充入純N₂這一種氣體（充氮包裝）或一定比例的N₂、CO₂氣體（氣調(diào)包裝），最后完成罐口密封。充入N₂是為了保證奶粉在此惰性氣體環(huán)境中避免被氧化，而充入的CO₂則是為了抑制奶粉中大多數(shù)需氧菌的生長，并且促進奶粉中水分與CO₂反應(yīng)形成液態(tài)碳酸，形成微負壓，防止?jié)q罐。但是，金屬罐易出現(xiàn)密封不良的問題，會進一步導致內(nèi)部氣體泄漏，外部空氣進入罐內(nèi)，導致奶粉被氧化或結(jié)塊等變質(zhì)現(xiàn)象。另外，有些生產(chǎn)企業(yè)對罐內(nèi)N₂、CO₂氣體比例的調(diào)節(jié)無法準確控制，常會出現(xiàn)漲罐或者奶粉在保質(zhì)期內(nèi)色澤發(fā)生變化等問題。因此，需要采取有效的監(jiān)測手段對金屬罐內(nèi)頂空部位的氣體成分進行檢測，以便于及時避免內(nèi)在的質(zhì)量問題。本文將介紹為大家介紹頂空氣體分析儀測試金屬罐裝奶粉中N₂、CO₂的比例含量，亦為乳制品生產(chǎn)企業(yè)提供乳粉成品包裝質(zhì)量管控的技術(shù)指導。

檢測方法：

頂空氣體分析采用氣體傳感器法，即從密封包裝物內(nèi)部頂空部位吸取一定體積的氣體樣品，再將其注入某種特定氣體的分析傳感器中，待一定測試時間后記錄傳感器輸出的相應(yīng)氣體濃度值。不同氣體的含量檢測需要使用不同的氣體分析傳感器。

國內(nèi)密封包裝件內(nèi)部頂空氣體的檢測暫未有針對性的標準方法，但頂空氣體檢測儀器已在市場上普遍存在，說明包裝件內(nèi)頂空氣體成分的監(jiān)測已是大眾關(guān)注的指標。但是，市場上各種品牌的技術(shù)水平及精準度存在差異，特別是對于金屬罐此類硬質(zhì)包裝內(nèi)O₂、CO₂氣體的同時監(jiān)測的儀器較為少見，如何選擇合適的檢測設(shè)備至為關(guān)鍵。因此，本文將采用Labthink蘭光公司自主研發(fā)的C650H頂空氣體分析儀對金屬罐奶粉樣品進行O₂與CO₂氣體比例含量的同時檢測。

1、試驗儀器

C650H頂空氣體分析儀（Labthink蘭光），可同時配備O₂和CO₂（選配）兩種氣體的分析傳感器，可快速、準確的對包裝容器內(nèi)氣體中O2、CO2含量做出評價。O₂測量范圍為0.2%～21%，測量準確度為±0.2%，CO₂測試范圍為2%～100%，測量精度分別為±2% 。設(shè)備配置了高精度的新型陶瓷氧傳感器，具有測試精度高、重復性好的特點，且傳感器非消耗型，使用壽命長。儀器采用微電腦控制系統(tǒng)，PC材質(zhì)操作面板、菜單式界面、液晶顯示，系統(tǒng)支持中英文雙語操作環(huán)境，滿足不同語言用戶的使用需求；同時，儀器可對試驗數(shù)據(jù)進行分析、處理、并提供報告輸出功能，內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲功能，滿足大數(shù)據(jù)量存儲的需求。設(shè)備采用便攜式設(shè)計，方便用戶在實驗室或生產(chǎn)現(xiàn)場使用。

2. 試樣的制備

在23℃、50%RH的標準環(huán)境下，將無明顯缺陷、泄露現(xiàn)象且密封良好的金屬罐試樣置于干燥環(huán)境內(nèi)調(diào)節(jié)狀態(tài)48小時以上。試樣數(shù)量5個，取測試平均值作為試驗結(jié)果。

3. 試驗條件

地點：濟南蘭光包裝安全檢測中心

試驗溫度與濕度：23℃，50%RH

試驗方法：氣體傳感器法

4. 試驗步驟

4.1 試驗原理

C650H頂空氣體分析儀設(shè)備配置了高精度的新型陶瓷氧傳感器，試驗時，試樣內(nèi)氣體通過真空泵抽取到傳感器中，傳感器實時輸出試樣內(nèi)氣體中O₂、CO₂（選配）濃度的電流電壓信號，儀器通過獲取傳感器輸出的電流電壓信號計算氣體中O₂、CO₂（選配）的含量，到達實驗結(jié)束條件后，試驗停止，儀器記錄試樣內(nèi)被測氣體中O₂、CO₂（選配）的濃度。

4.2 試樣處理

將密封墊貼到試樣的待測部位，注意要貼牢固，防止漏氣。

4.3 檢測過程

C650H儀器可自動進行試驗數(shù)據(jù)的分析、處理，并提供報告輸出功能，整個測試過程便捷易操作：

l  打開儀器電源，預熱儀器。

l  將取樣針頭插入樣品。待試樣放置穩(wěn)定后，將取樣針頭刺穿密封墊中間部位進入試樣內(nèi)部，但避免取樣針頭扎到包裝內(nèi)的物品而導致針頭堵塞或斷裂。

l  設(shè)置試驗參數(shù)，如測試時間、氣體采集體積等。

l  點擊開始試驗后，取樣器自動從試樣內(nèi)部采集足夠體積的樣氣。

l  樣氣將自動經(jīng)注樣口、管路進入氣體分析傳感器。

l  間隔一定的測試時間或者待氣體分析傳感器輸出的氣體濃度值穩(wěn)定之后記錄試驗數(shù)據(jù)。

l  關(guān)閉儀器電源。

5個試樣內(nèi)頂空氣體中O₂和CO₂比例含量的算術(shù)平均值分別為3.4%、28.8%。

總結(jié)：

C650H頂空氣體分析儀在監(jiān)測奶粉金屬罐內(nèi)氣體成分時，可提供準確的O₂和CO₂比例含量，并進一步反映出內(nèi)部N₂比例含量，可為企業(yè)控制包裝密封性以及適合的N₂、CO₂充入比例提供堅實的技術(shù)指導。本試驗采用的檢測設(shè)備同樣適用于其他含有一定氣體的包裝容器中O₂和CO₂的含量及其混合比例的測定。Labthink蘭光一直致力于為全球客戶提供專業(yè)的檢測服務(wù)與設(shè)備，多年來為全球客戶提供了數(shù)以千計的包裝內(nèi)部氣體成分的監(jiān)控方案，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持。了解更多與包裝材料檢測有關(guān)的儀器信息，您可以登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看具體信息或致電咨詢。Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術(shù)交流與合作。