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蛋白膜阻氧性能的测试方法

2017年4月7日 发表评论 阅读评论

摘要:蛋白膜是一种绿色环保的包装材料,在倡导环境保护的形式下,具有广阔的发展空间。本文以某小麦蛋白膜样品为例,利用Labthink兰光OX2/230氧气透过率测试系统对其氧气透过率进行测试,克服了蛋白膜易碎的特点,并通过对测试原理、设备参数及适用范围、测试过程等内容的简单介绍,为蛋白膜类样品阻氧性能的测试提供一种切实可行的方法。

关键词:氧气透过率 氧气透过测试系统 阻氧性能 蛋白膜 温度 湿度

1、意义

蛋白膜,顾名思义,是以动物分离蛋白或植物分离蛋白为主要原料,并加入增塑剂、交联剂等添加剂制成,常见的蛋白膜有乳清蛋白膜、小麦面筋蛋白膜、大豆分离蛋白膜、玉米醇溶蛋白膜、花生分离蛋白膜等,根据蛋白膜的类型及应用领域不同,成膜方式包括浇铸成膜、涂布或喷雾成膜、挤压成膜等。蛋白膜是一种可食用、可降解的薄膜,用于产品包装,尤其是食品包装,可有效解决塑料包装带来的食品安全隐患,并减轻塑料包装废弃物对环境造成的负担,因此,蛋白膜材料的应用与研发已成为一大研究热点,鉴于氧气是食品出现氧化变质、发霉等质量问题的诱因之一,阻氧性能是蛋白膜作为食品包装不能忽视的重要考究性能。由于自身结构的特点,蛋白膜通常对湿度比较敏感,所处环境湿度较低时,易失水而碎裂,湿度较高时,则易吸水而粘连,故而在氧气透过率的测试过程中试验条件的控制尤为重要。

2、检测样品

本次测试以某企业研制的小麦蛋白膜为检测样品。

3、检测依据

目前,氧气透过率的测试方法有等压法、压差法两种,为了防止试样因两侧所受压力不等而被破坏,本次检测采用等压法,对应的标准为GB/T 19789-2005《包装材料 塑料薄膜和薄片氧气透过性试验 库伦计检测法》。

4、检测设备

本次检测所采用的试验设备为OX2/230氧气透过率测试系统,该设备由济南兰光机电技术有限公司自主研发生产。

图1 OX2/230氧气透过率测试系统

4.1 试验原理

等压法,又称为库仑计检测法,前者描述的是试样两侧的气体压力情况,后者说明了所采用的检测方法。试验时,将试样装夹于试验气体腔与测试腔之间,试验气体腔内流动的是高纯氧气,测试腔内流动的载气为等压力的高纯氮气,根据气体扩散原理,氧气会在浓度差的作用下,由试验气体腔通过试样渗透到测试腔,并被氮气携带至库仑计传感器处进行氧气浓度的分析,从而得到试样的氧气透过率等参数。

4.2 设备参数

薄膜类试样的测试范围为0.01~6500cm3/(m2·d),分辨率为0.001cm3/(m2·d),容器类试样的测试范围为0.0001~60cm3/(pkg·d),分辨率为0.00001 cm3/(pkg·d)。

可同时测试3个相同或不同的试样,系统最多可支持10台仪器的并行连接,建立30个试样同时试验的高效系统。

试验温度控制范围15~55℃,控温精度为±0.1℃。

试验湿度控制范围0%RH、35%RH~90%RH,控湿精度为±1%RH。

宽范围、高精度的温湿度控制范围,试样两侧均可加湿,实现试样在不同温湿度条件下的测试。

世界领先的压力补偿技术保证了试验结果的高精度及可重复性。

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。

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。

4.3   适用范围

该设备适用于多种类型样品氧气透过率的测试,包括薄膜类,如各种塑料盖膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、共挤膜、镀铝膜、铝箔、铝塑复合膜等膜状材料;片材类,各种工程塑料、橡胶、建材等片状材料,如PP片材、PVC片材、PVDC片材等;容器类,各种塑料、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、金属三罐片、塑料化妆品包装、牙膏软管、果冻杯、酸奶杯等。可满足ISO15105-2、GB/T19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1307、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB00082003等多项国家和国际标准。

5、试验过程

(1) 用取样器从小麦蛋白膜样品上裁取试样3片。将裁取的3片试样分别装夹在设备的3个渗透池中。

(2) 设置试验温度、湿度、试样名称、厚度等试验参数,选择试验模式,点击试验选项,试验开始。为了防止样品在测试过程中碎裂,本次试验的温度、湿度分别设定为23℃、60%RH。调节气体流量,使渗透池内的湿度达到设定值。

(3) 试验结束后,设备自动显示三个试样的测试结果。吹扫管路,关闭设备。

6、试验结果

本次测试的小麦蛋白膜样品的3个试样氧气透过量分别为7651.3241cm3/(m2·24h)、7670.0569cm3/(m2·24h)、7656.3753cm3/(m2·24h),该样品的氧气透过量取3个测试结果的平均值,为7659.2521 cm3/(m2·24h)。

7、结论

在蛋白膜氧气透过率的测试过程中,试验条件的控制尤为重要,否则很容易发生碎裂,导致试验失败。OX2/230氧气透过率测试系统一次试验可得到三个测试结果,大大提高了试验效率,试验结果的重复性、稳定性好,可以准确的反映出所测试蛋白膜样品的透氧性能,通过控制试验条件,试样在试验过程中未破损。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生产、研发与检测服务的高新技术企业,目前已研发的检测设备涵盖了材料对氧气、氮气、水蒸气、二氧化碳等气体阻隔性能、拉伸、抗冲击、抗穿刺、摩擦性能、耐揉搓性能、密封性能、蒸发残渣、溶剂残留等性能的测试,可服务于食品、药品、化工、日化用品、汽车、包材生产企业等诸多领域,了解相关的检测设备及检测服务,您可登陆www.labthink.com查看。愈了解,愈信任!Labthink兰光期待与各行业中的用户增进技术交流与合作。

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