透过率|解析透过率检测技术在食品包装材料阻隔性上的应用( 二 )
目前,国内使用较多的是基于压差法的国家标准,但由于库仑计法的精准性高于压差法,因此美国等一些其他国家普遍采用的是基于库仑计法的标准 。
本文插图
2、水蒸气透过率检测方法的比较
食品包装材料的水蒸气阻隔性也是衡量该包装材料阻隔性的重要依据 。 例如,大米中适量的水分是维持其正常生命活动和保持固有色、香、味等食用品质所必需的,过量的水分会促进大米内微生物的生长和繁殖,失水则会导致大米爆裂 。 因此在贮运过程中因环境因素的影响而造成的大米失水或吸水会严重影响大米的品质和货架寿命 。 通常情况下,采用水蒸气透过系数和水蒸气透过量来评价包装材料的水蒸气阻隔性 。 水蒸气透过系数是指在恒定的温湿度、单位时间及水蒸气压差下,透过单位厚度和面积试样的水蒸气量;而水蒸气透过量是指在恒定的温湿度下,且水蒸气压差和试样厚度一定,每平米试样在24 h 内透过的水蒸气量 。
目前,国内检测包装材料的水蒸气阻隔性的主要方法有 GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定红外检测器法》和GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定电解传感器法》 。
2.1原理比较
红外检测器法是让样品将测试腔隔为2 腔 。 一边为低湿腔,另一边为高湿腔,里面充满水蒸气且温度已知 。 由于存在一定的湿度差,水蒸气从高湿腔通过样品渗透到低湿腔,由载气传送到红外检测器产生一定量的电信号,当试验达到稳定状态后,通过输出的电信号计算出样品的水蒸气透过率 。
电解传感器法是把试样装夹到渗透腔内后,将渗透腔分成干腔和湿腔(湿度可调) 。 在干腔中有干燥的载气流通过,从湿腔透过试样的水蒸气由载气携带到电解池内 。 电解池内有2 个螺旋形金属电极,电极表面涂有五氧化二磷 。 载气携带的水蒸气被五氧化二磷定量地吸收,并通过给电极施加一定的直流电压,将水蒸气电解成氢气和氧气 。 根据电解电流的数值,计算单位时间内透过单位面积试样的水蒸气量 。
可见,2种方法都是利用试样将湿腔分为2部分,一高一低或一湿一干,使得水蒸气从较湿的一侧透过到较干的一侧,并记录相应数值以计算最终数值 。 不同之处在于2 种方法所使用的检测器不同,红外检测器法是用红外检测器直接检测水蒸气携带的电信号计算数值,而电解传感器法则是检测通过五氧化二磷定量吸收的水分所产生的电信号计算数值 。
2.2优缺点及适用性比较
红外检测器法的试验步骤相对简单,只需要使用参考膜进行仪器校正,并通载气测零点漂移值就可进行正常检测 。 而电解传感器法的测试过程相对复杂,需要将盛有合适浓度的硫酸溶液或蒸馏水或饱和盐溶液等介质的多孔盘放到渗透腔的湿腔中,用来形成恒定的湿度环境,而且试验过程中需要使用大量载气,还需要向电解池施加直流电压,使其一直保持通电状态 。
从成本上说,2 种方法都需要使用干燥的载气 。 红外检测器法只需要对参考膜进行校正,而电解传感器法则需要合适浓度的溶液提供合适的湿度环境,并且需要电解池通电,检测成本明显高于红外检测法 。 从精确性角度上说,红外检测法的步骤比电解传感器法少,降低了产生误差的可能性,因此红外检测法的精准性更高 。
目前,通常使用基于红外检测器法的国家标准对试样的水蒸气透过率进行检测 。
二、阻隔性检测在食品包装材料中的应用
阻隔性能检测仪器在食品包装材料检测中的应用主要是针对不同食品包装材料对同种食品的氧气及水蒸气的阻隔性进行检测 。
利用氧气及水蒸气阻隔性检测方法研究了在相对湿度为50%的条件下,不同温度对2 种不同结构乳粉包装膜的氧气透过率的影响和33时不同湿度对2 个样品的氧气透过率的影响 。 结果表明,在湿度一定的条件下,随着温度的升高,样品的氧气透过率呈升高趋势;在温度一定的条件下,随着湿度的上升,样品的氧气透过率呈上升趋势 。
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