咖啡膠囊包裝氧氣阻隔性的監(jiān)測(cè)方案

　　摘要：咖啡膠囊產(chǎn)品為高濃縮咖啡粉，為保證咖啡香醇持久，其所使用的膠囊杯體及鋁箔蓋膜對(duì)外界氧氣、水蒸氣等氣體的阻隔性應(yīng)較高，以保證自身香氣不易散失且不發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。本文對(duì)不易監(jiān)測(cè)阻隔性的咖啡膠囊杯體入手，利用可測(cè)試容器的OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行咖啡膠囊杯體氧氣透過率的檢測(cè)，驗(yàn)證杯體的阻氧性，并介紹了氧氣透過率的檢測(cè)原理及方法，可為相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)解決目前對(duì)咖啡膠囊阻隔性不易監(jiān)控的棘手問題。

　　關(guān)鍵詞：咖啡膠囊、包裝容器、阻氧性、阻隔性、氧氣透過量（率）、氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)、等壓法

1、意義

　　咖啡膠囊類似藥用膠囊，即在膠囊包裝里裝入咖啡粉物質(zhì)，采用太空艙技術(shù)鋁箔無氧密封。因膠囊杯體采用食品級(jí)PP包裝材料，質(zhì)地較為堅(jiān)硬，在高溫下亦可維持原型，可實(shí)現(xiàn)高壓水蒸汽的注入，從而使咖啡在壓力的作用下*析出帶有咖啡脂的濃縮咖啡，保持咖啡的香醇。咖啡膠囊采用獨(dú)立設(shè)計(jì)的鋁箔材料封蓋，搭配聚丙烯材質(zhì)的杯體使得膠囊整體具有良好的保香性、阻氧性、遮光性，可有效防止咖啡粉吸潮變質(zhì)，使咖啡保質(zhì)期可達(dá)到2年。但PP材質(zhì)的杯體的厚度以及質(zhì)量好壞決定了咖啡膠囊對(duì)外界的氧氣、水蒸氣以及內(nèi)部咖啡香氣的阻隔性（即阻氧性、阻濕性及保香性）的高低，因此，對(duì)于杯體相關(guān)阻隔性能的監(jiān)測(cè)對(duì)于判斷所使用的咖啡膠囊杯體質(zhì)量?jī)?yōu)劣極為重要。本文以Labthink蘭光自主研發(fā)生產(chǎn)的OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行杯體容器氧氣透過率的檢測(cè)，即杯體對(duì)外部氧氣的阻隔性，可為相關(guān)咖啡制造行業(yè)提供有力的技術(shù)參考。

圖1  咖啡膠囊包裝

2、參考標(biāo)準(zhǔn)

　　目前，國內(nèi)尚無容器氧氣透過率的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，本文依據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM F1307-2002(2007)《用電量傳感器測(cè)定固體包裝件氧氣透過率的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》進(jìn)行檢測(cè)，該標(biāo)準(zhǔn)也是目前檢測(cè)容器氧氣透過率的主要參考標(biāo)準(zhǔn)。

3、試驗(yàn)樣品

　　某品牌咖啡膠囊所使用的PP材質(zhì)杯體。

4、試驗(yàn)設(shè)備

　　對(duì)于氧氣透過率數(shù)值較小的容器樣品，通常采用等壓法原理進(jìn)行氧氣透過率的測(cè)試，即ASTM F1307中規(guī)定的等壓法，本文采用的Lanthink蘭光OX2/230氧氣透過量測(cè)試系統(tǒng)則是此原理檢測(cè)設(shè)備。

圖2  OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)

4.1 設(shè)備原理

　　OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)采用等壓法測(cè)試原理，將預(yù)先處理好的試樣裝夾于測(cè)試腔之間，氧氣或空氣在薄膜的一側(cè)流動(dòng)，高純氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)流動(dòng)，氧氣分子穿過薄膜擴(kuò)散到另一側(cè)的高純氮?dú)庵校涣鲃?dòng)的氮?dú)鈹y帶至傳感器。通過對(duì)傳感器測(cè)量到的氧氣濃度進(jìn)行分析，從而計(jì)算出氧氣透過率等參數(shù)。對(duì)于包裝容器而言，高純氮?dú)庠谌萜鲀?nèi)流動(dòng)，空氣或高純氧氣則包圍在容器的外側(cè)。

4.2 適用范圍

• 容器類：適用于塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測(cè)試，如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬三罐片、塑料化妝品包裝、牙膏軟管、果凍杯、酸奶杯等。
• 薄膜類：適用于各種塑料蓋膜、塑料復(fù)合薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復(fù)合膜等膜狀材料的氧氣透過率測(cè)試。
• 片材類：適用于各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料的氧氣透過率測(cè)試，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
• 可滿足標(biāo)準(zhǔn)： ASTM F1307、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB00082003等多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 容器類試樣的測(cè)試范圍為0.0001 ~ 60 cm³/(pkg·d)，分辨率為0.00001 cm³/(pkg·d)；薄膜類試樣的測(cè)試范圍為0.01 ~ 6500 cm³/(m²·d)，分辨率為0.001 cm³/(m²·d)。
• 可同時(shí)測(cè)試3個(gè)相同或不同的試樣，系統(tǒng)zui多可支持10臺(tái)儀器的并行連接，建立30個(gè)試樣同時(shí)試驗(yàn)的系統(tǒng)。
• 試驗(yàn)溫度控制范圍15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃。
• 試驗(yàn)濕度控制范圍0%RH、35%RH~90%RH，控濕精度為±1%RH。
• 寬范圍、高精度的溫濕度控制范圍，試樣兩側(cè)均可加濕，實(shí)現(xiàn)試樣在不同溫濕度條件下的測(cè)試。
• 專業(yè)的壓力補(bǔ)償技術(shù)保證了試驗(yàn)結(jié)果的高精度及可重復(fù)性。
• 可與水蒸氣透過率測(cè)試系統(tǒng)搭配，組成混合測(cè)試系統(tǒng)，由一臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)氧氣、水蒸氣透過率同時(shí)測(cè)試。
• 支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告。

5、試驗(yàn)過程

(1) 用快固膠將膠囊杯體杯口邊緣封固在容器試樣用封口裝置上，密封完成后，將其裝夾到儀器中，再用密封袋將杯體樣品及封口裝置進(jìn)行密封包扎。

(2) 打開儀器控制軟件，設(shè)置試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度等試驗(yàn)參數(shù)，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。

(3) 調(diào)節(jié)濕度、載氣流量。

(4) 試驗(yàn)結(jié)束后，記錄儀器自動(dòng)計(jì)算的試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

　　本文所測(cè)試的咖啡膠囊杯體樣品的氧氣透過率為5.0347 cm³/(pkg·d)。

7、結(jié)論

　　咖啡膠囊杯體的阻隔性對(duì)保存咖啡香氣、防止被氧化及潮解結(jié)塊至關(guān)重要，尤其是對(duì)外界氧氣及水蒸汽的阻隔性，即氧氣透過率或水蒸氣透過量越小，產(chǎn)品保質(zhì)期越長(zhǎng)。OX2/230氧氣透過率測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)試咖啡膠囊杯體對(duì)氧氣阻隔性方面，具有精度高、穩(wěn)定性好、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可檢測(cè)杯體鋁箔蓋膜的阻隔性情況。Labthink蘭光作為包裝檢測(cè)設(shè)備制造*，始終致力于為客戶提供專業(yè)、的包裝檢測(cè)設(shè)備和貼心、的包裝檢測(cè)服務(wù)，滿足了來自世界各地的包裝檢測(cè)設(shè)備及服務(wù)需求，并得到*。了解相關(guān)的包裝檢測(cè)設(shè)備及服務(wù)，您可登陸濟(jì)南蘭光公司查看具體信息或致電咨詢。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。