測試意義：
奶粉鋁箔包裝是采用塑料與鋁箔復(fù)合膜作為包裝袋，具有對O2、H2O高阻隔性以及良好的遮光性。鋁箔作為復(fù)合膜中間的阻隔層，對O2、CO2、N2、空氣、H2O都有較高的阻隔性能，因此含有鋁箔的復(fù)合膜作為奶粉包裝袋時，在23℃、0%RH的標準環(huán)境下的氧氣透過率（即阻氧性）可達到0.05 cm3/(m2?24h?0.1MPa)，在38℃、90%RH環(huán)境下的水蒸氣透過率（即阻濕性）可達到0.01 g/(m2?24h)。但為了延長奶粉保質(zhì)期并保證奶粉的感官質(zhì)量，鋁箔復(fù)合膜袋裝奶粉常采用充氮包裝或氣調(diào)包裝，以滿足奶粉的無氧或低氧存儲環(huán)境。
奶粉充氮包裝或氣調(diào)包裝是將奶粉裝入包裝袋，抽出包裝袋內(nèi)的空氣達到預(yù)定的真空度后，再充入純N2或者一定比例的N2、CO2等氣體，然后完成封口工序。充氮包裝使得奶粉完(分隔)全處于惰性氣體N2的保護中，則杜絕了氧環(huán)境對奶粉造成的氧化變質(zhì)反應(yīng)；而氣調(diào)包裝中采用的CO2則是為了使奶粉處在酸性環(huán)境中，抑制奶粉中大多數(shù)需氧菌的生長，其效果是N2的30倍，而且包裝內(nèi)奶粉的水分會與CO2反應(yīng)形成液態(tài)碳酸，使得包裝內(nèi)氣體變少，形成微負壓，防止?jié)q袋或漲罐的現(xiàn)象發(fā)生。但是，如果充氮包裝或氣調(diào)包裝對N2或CO2的阻隔性較差，即氮氣透過率或二氧化碳透過率較高，則會導(dǎo)致奶粉內(nèi)部氣體成分透出量較大，奶粉易細菌繁殖導(dǎo)致氧化變質(zhì)等質(zhì)量問題。本文選擇某品牌氣調(diào)形式的鋁箔復(fù)合膜包裝袋，在23℃、0%RH標準環(huán)境下測試其氮氣透過率與二氧化碳透過率，從而驗證包裝袋對內(nèi)部N2或CO2的阻隔性如何，亦為乳制品生產(chǎn)企業(yè)把控包材質(zhì)量提供技術(shù)指導(dǎo)。
檢測方法：
目前，軟塑包裝的N2或CO2的阻隔性測試僅有壓差法這一種原理方法，相應(yīng)的壓差法測試儀是將試樣置于高、低壓腔之間，對低壓腔抽真空，向高壓腔充入一定壓力的N2（或CO2），通過測試低壓腔內(nèi)壓力的變化，得到試樣的氮氣（或二氧化碳）透過率，此方法測試量程較寬，適合高阻隔材料低氮氣（或二氧化碳）透過率的檢測。
目前，國內(nèi)壓差法測試氣體透過率（23℃標準測試環(huán)境）試驗遵循GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過性試驗方法壓差法》此項國家標準。我們將采用Labthink蘭光公司自主研發(fā)的VAC-VBS壓差法氣體滲透儀參考上述標準方法對高阻隔鋁箔復(fù)合膜包裝袋分別進行氮氣透過率及二氧化碳透過率試驗。
1、試驗儀器
VAC-VBS壓差法氣體滲透儀（Labthink蘭光），三腔均值設(shè)計，單次試驗可測試三個試樣的平均值，15℃ ~ 55℃的可控溫度范圍，測試范圍0.1 ~ 100,000 cm3/m2·24h·0.1MPa，測試腔真空度可滿足< 20 Pa的高水平要求。該儀器滿足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003多種國家和國際標準，可滿足不同溫度環(huán)境下各種塑料薄膜、片材、金屬箔片及各種高阻隔材料等材料的不同氣體滲透性測試，可測試氣體為O2、N2、CO2、He等無機氣體或惰性氣體。
2. 試樣的制備
將鋁箔復(fù)合膜包裝袋樣品置于23℃的環(huán)境中，放在干燥器內(nèi)調(diào)節(jié)狀態(tài)48小時。取出樣品后，從樣品上裁取直徑為97 mm的試樣6個，分別用于氮氣透過率與二氧化碳透過率的測試，每種氣體測試需使用3個試樣。
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℃，0%RH
試驗氣體：純干氮氣、純干二氧化碳氣體
試驗方法：壓差法
4. 試驗步驟
4.1 試驗原理
VAC-VBS采用壓差法測試原理，將預(yù)先處理好的試樣放置在上下測試腔之間，夾緊。打開測試下腔閥，對低壓腔（下腔）進行真空處理，然后對整個系統(tǒng)抽真空；當(dāng)達到規(guī)定的真空度后，關(guān)閉測試下腔，向高壓腔（上腔）充入一定壓力的試驗氣體，使試樣兩側(cè)形成一個恒定的壓差（可調(diào)）；氣體在壓差梯度的作用下，由高壓側(cè)向低壓側(cè)滲透，通過對低壓側(cè)壓強的監(jiān)測處理，得出試樣的氣體透過率。
4.2 試樣裝夾
在試驗腔外表面涂抹一層真空油脂，避免油脂涂在腔體空穴中間圓盤上；在試驗腔中的圓盤上放置濾紙后，將裁取的3個已狀態(tài)調(diào)節(jié)完畢的試樣分別裝夾于VAC-VBS壓差法氣體滲透儀的3個試驗腔上，試樣應(yīng)保持平整，不得有皺褶，輕輕按壓使試樣與真空油脂良好接觸，再用試驗腔夾緊結(jié)構(gòu)夾緊試樣。
4.3 檢測過程
VAC-VBS為自動化試驗儀器，測試過程便捷易操作：
l 將氮氣氣源接入設(shè)備端口。
l 設(shè)置參數(shù)，將試驗溫度調(diào)整至23℃，將相對濕度調(diào)整為0%RH。
l 打開設(shè)備軟件，設(shè)置試驗參數(shù)，啟動試驗。試驗參數(shù)包括控制參數(shù)（試驗?zāi)Ｊ?、上腔吹洗時間、上腔壓力、試驗時間、脫氣時間等）和試樣參數(shù)（編號、類型、面積、厚度等）。
l 試驗結(jié)束、數(shù)據(jù)處理。
l 關(guān)閉氣源和電源。
l 將氣源換成二氧化碳氣體后，按照上述方法，測試樣品的二氧化碳透過率。
奶粉鋁箔復(fù)合膜包裝袋樣品在23℃，0%RH測試條件下的氮氣透過率與二氧化碳透過率分別為0.0814 cm3/m2·24h·0.1MPa、0.9203 cm3/m2·24h·0.1MPa，每項試驗的3個試樣的測試結(jié)果相對偏差均小于10%。
總結(jié)：
VAC-VBS壓差法氣體滲透儀在檢測類似奶粉用鋁箔復(fù)合膜的氮氣透過率及二氧化碳透過率時，可獲得精確的試驗結(jié)果，有助于乳制品生產(chǎn)企業(yè)監(jiān)控包裝材料對關(guān)鍵性氣體的阻隔性能，保證產(chǎn)品質(zhì)量安全。本文中提及的檢測儀器及檢測方法同樣適用于其他材質(zhì)的軟塑包裝材料進行O2、CO2、N2、空氣等氣體阻隔性測試。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上萬次的各種氣體阻隔性的檢測服務(wù)，為客戶提供可靠的數(shù)據(jù)參考與技術(shù)支持。了解關(guān)于更多相關(guān)檢測儀器信息，您可以登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看具體信息或直接致電咨詢。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。
