酸奶PET塑料瓶阻氧性能的监控方案

摘要：酸奶对接触到的氧气量要求较严格，如接触到较多氧气，产品易被氧化变质，从而影响保质期。本文利用OX2/230氧气透过率测试系统测试PET瓶对外界氧气的阻隔性能，并简要介绍了试验的基本过程及试验设备的适用范围、设备参数等内容，相关乳品行业可在选择包材及氧气阻隔性设备时加以参考。

关键词：酸奶、塑料瓶、PET瓶、阻氧性、阻隔性能、氧气透过率、氧气透过率测试系统

1、意义

酸奶，是以新鲜的牛奶为原料，经过巴氏杀菌、添加乳酸菌、发酵、冷却、灌装制成的一种乳制品。酸奶有多种包装形式，今天我们重点分析一下PET塑料瓶包装。 PET塑料瓶装酸奶保质期一般为21天左右，PET瓶的优点是对其内部的乳品具有很好的遮光保护，透光率很低，延长了 乳制品的保质期。 这种遮光解决方案为高品质的乳制品提供了合适的选择，使得 高品质的产品受到了高品质包装物的保护。其次，PET隔氧性能良好，加上相应 的套标或印刷，特别适合推广巴氏杀菌奶、UHT奶或风味乳饮料。第三，PET材料 有着比其它塑料材料更好的防渗漏性能。从回收系统讲，PET材料也是回收利用率极高的材料。 在氧气浓度较高时， 由于酸奶中脂肪含量较高，乳脂肪会发生分解反应产生 游离的脂肪酸， 出现酸败气味而变质,同时蛋白质发生分解,影响酸奶的质量。所 以酸奶包装要求阻氧、阻光性好。因而加强对酸奶包装用塑料瓶阻隔性的改进及监控显得尤为重要。

图1  酸奶包装用PET塑料瓶

2、执行标准

国内有关塑料包装氧气透过率的测试方法主要为库仑计检测法，本次测试依据的标准为GB/T 31354-2014《包装件和容器氧气透过性测试方法 库仑计检测法》，该标准规定了在稳态条件下采用库仑计法对包装件和容器氧气透过性进行测试，适用于干燥环境中、容积为2L以下的塑料及复合材料包装件、容器等包装材料的氧气透过性测试。

3、试验样品

某酸奶企业提供的PET塑料瓶。

4、试验设备

图2  OX2/230氧气透过率测试系统

4.1 测试原理

OX2/230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，氧气或空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。通过对传感器测量到的氧气浓度进行分析，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。

4.2 适用范围

(1) 本设备适用于容器、塑料薄膜、片材、纸张、纸板及其复合材料等包装的氧气透过率测试。

容器类包括用于塑料、橡胶、纸、纸塑复合、玻璃、金属等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧气透过率测试，如可乐瓶、花生油桶、利乐包装、真空包装袋、金属三片罐、塑料化妆品包装、牙膏软管、果冻杯、酸奶杯等。

薄膜类材料包括各种塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料的氧气透过率测试。

片材类包括各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料的氧气透过率测试，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。

此外，本设备通过配置特殊夹具还可以应用于医药包装、汽车油箱、电池塑料外壳、塑料管材、太阳能背板等特殊包装氧气透过率测试。

(2) 本设备可满足多项国家和国际标准，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 设备参数

测试范围：容器测试0.0001 ~ 60 cm3/(pkg·d)，薄膜测试0.01 ~ 6500 cm3/(m2·d)。

试样数量：可同时测试3个或三个不同的试样。

分辨率：容器0.00001 g/(pkg·d)，薄膜0.001 g/(m2·d)。

试验温度范围：15℃ ~ 55℃，控温精度 ±0.1℃。

试验湿度范围：0%RH、35%RH ~ 90%RH，控温精度±1%RH。

试验气体：O2、空气（气源用户自备）。

系统最多可支持10台仪器并行连接，建立30个试样同时试验的高效系统。

可与水蒸气透过率测试系统搭配，组成混合测试系统，由一台计算机统一控制，实现氧气、水蒸气透过率同时测试的高效、便捷的试验方式。

支持LystemTM实验室数据共享系统，统一管理试验结果和试验报告。

5、试验过程

(1) 用快固胶涂覆在PET瓶口，使其固定在仪器专用的容器测试托盘装置上，密封完成后，利用管路将其连接在仪器上，再用密封袋将样品及托盘装置进行密封包扎。

(2) 设置试样名称、试验温度、试验湿度等参数。

(3) 点击“开始试验”选项，试验开始。

(4) 启动气源，调节湿度以及载气流量。

(5) 试验结束后，仪器自动计算并显示试验结果。

6、试验结果

本文测试的酸奶包装用PET塑料瓶的氧气透过率为0.11523 cm3/(pkg·d)。

7、结论

OX2/230氧气透过率测试系统是一款专业测试包装容器阻氧性的试验设备，具有测试效率高、测试结果精度高、准确性与重复性好等优点，除包装容器外，还可用于包装薄膜、片材等试样的氧气透过率检测。济南兰光机电技术有限公司是一家专业从事包装检测设备研发、生产与包装检测服务的高新技术企业，现有设备包括气体透过率测试仪、水蒸气透过率测试仪、氧气透过率测试仪、扭矩仪、负压法密封试验仪等，用于检测酸奶包装瓶的阻隔性能、瓶盖的开启及密封性能等，了解设备及检测服务信息。愈了解，愈信任！Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术沟通与合作！