本文章由山东泉科瑞达仪器提供发布。
在食品包装领域,水蒸气透过率(WVTR)是衡量包装材料防潮能力的核心指标。其数值直接影响食品的保质期、口感及安全性。传统称重法因测试周期长、效率低,难以满足现代高阻隔材料(如镀铝膜、复合膜)的快速检测需求。红外传感器法水蒸气透过率测定仪凭借其高精度、宽量程和自动化优势,已成为食品行业质量控制与研发创新的关键设备。
一、技术原理:基于红外光谱的精准检测
红外传感器法基于水分子在特定波长(如2.94μm)红外光下的强吸收特性进行检测。其核心过程如下:
- 湿度梯度建立:将待测材料密封于测试腔,湿侧保持高湿环境(如100%RH),干侧通入干燥氮气。
- 水蒸气渗透:水分子在湿度差驱动下透过材料进入干侧。
- 红外检测:干侧气流携带水蒸气流经红外检测池,传感器通过测量光强衰减计算水蒸气浓度。
- 数据计算:结合朗伯-比尔定律,将浓度数据转化为WVTR值。
该技术通过窄带滤光片或可调谐激光器精准锁定水分子吸收峰,抗干扰能力强(不受O₂、N₂、CO₂影响),光路设计稳定,长期漂移小,确保测试重复性。
二、标准依据:多层级规范体系保障权威性
红外传感器法WVTR测定仪需严格遵循国内标准体系,确保测试数据的可比性与合规性:
- GB/T 26253-2010:明确塑料薄膜、复合薄膜及薄片材料的WVTR测试方法,覆盖0.001~500 g/(m²·24h)的测试范围,精度达0.001g/(m²·24h),控温精度±0.1℃,控湿精度±1%RH。
- YBB 00092003-2015:针对药用包装材料(如泡罩包装、输液袋)提出更严格的WVTR限值(≤0.1 g/(m²·24h)),并要求仪器支持多腔并行测试以提高效率。
- GB/T 31355-2014:适用于塑料及其复合材料制成的包装件和容器(如食品瓶、密封袋)的WVTR测试,支持高湿度气体(100%RH)输入,适配瓶、袋等容器的测试。
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三、食品行业检测范围:从原料到成品的全方位覆盖
1. 包装材料类型
薄膜类:
- 塑料复合膜:如PET/AL/PE复合膜,用于薯片、坚果等干燥食品包装,WVTR需≤0.5 g/(m²·24h)。
- 镀铝膜:用于巧克力、咖啡等高附加值食品包装,WVTR需≤0.1 g/(m²·24h)。
- 可降解材料:如PLA、淀粉基薄膜,用于环保包装研发,需评估其防潮性能。
容器类:
- 塑料瓶:如PET瓶装饮料,需检测瓶体WVTR以防止内容物吸潮结块。
- 密封袋:如蒸煮袋、自立袋,需评估封口处的WVTR以防止漏气。
- 纸盒:如牛奶盒、方便面盒,需检测纸基材料的WVTR以防止内容物变质。
2. 性能参数
- 测试范围:0.001~500 g/(m²·24h),覆盖从超阻隔材料到普通包装材料的全范围。
- 分辨率与精度:分辨率0.1μg/L,检测精度≤1μg/L,重复性≤5%,确保长期测试稳定性。
- 环境控制:控温范围15~60℃(精度±0.1℃),控湿范围30~100%RH(精度±1%RH),支持高湿度环境测试。
- 测试效率:支持3腔并行测试,单次测试周期2~6小时(传统称重法需3~7天),显著提升研发与质检效率。
3. 应用场景
干燥食品包装:
- 检测薯片包装袋的WVTR,防止因吸潮导致软化、霉变。例如,某企业通过检测发现某批次镀铝膜WVTR超标(0.8 g/(m²·24h)),追溯至镀铝工艺温度不足,调整后合格率提升至99.5%。
- 评估坚果包装袋的防潮性能,确保内容物在保质期内保持酥脆。
高湿度环境包装:
- 检测热带地区食品包装材料的WVTR,评估其在高温高湿环境下的性能稳定性。
- 评估蒸煮袋的WVTR,确保内容物在高温杀菌后仍能保持防潮性能。
药用食品包装:
- 检测药用铝塑泡罩的WVTR,防止药品吸潮后降解、失效。例如,某药企依据YBB 00092003-2015标准,通过WVTR测试优化包装材料,使药品有效期从12个月延长至24个月。
- 评估口服液瓶的WVTR,防止内容物因吸潮导致变质。
在食品安全与品质要求日益提升的今天,包装的阻湿性能已成为影响产品市场竞争力的关键因素。红外传感器法水蒸气透过率测定仪以其高精度、高效率、高可靠性的优势,正在成为食品企业质量控制体系中的“标配”设备。
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