標題包裝內的氣體分析

摘要: 實際的包裝效果有時是會與預計結果相差很大，這主要是由于包裝內的氣體成分發生變化所導致的。本文將對包裝內氣體成分的變化原因以及檢測方法進行詳細介紹。
關鍵詞：食品，藥品，頂空，密封，阻隔性檢測

　　眾所周知，氧氣、水蒸氣等氣體是引起食品、藥品變質的主要因素，因此，切斷包裝內氧氣或水蒸氣的來源并對包裝內部的氣體成分進行控制，可以有效延長產品的保質期并提高保存效果，于是MAP包裝、CAP包裝、真空包裝等新型包裝配合各種阻隔性包裝材料獲得了越來越廣泛的應用。然而，盡管我們調整了包裝內的氣體成分，同時采用了高阻隔材料阻擋外界的氧氣、水蒸氣等氣體的滲入，但是有時實際的包裝效果還是會與預計結果相差很大。本文將對包裝內氣體成分的變化原因以及檢測方法進行詳細介紹。
1. 包裝內的氣體分析
　　包裝完成后，其中的氣體構成會達到暫時的穩定。但是隨著產品存儲時間的延長，包裝內部的氧氣或者其它產品敏感氣體含量會逐步發生變化，進而改變包裝內部的氣體構成，并進而影響產品的品質。分析可知包裝內部氧氣、水蒸氣等氣體含量的增長主要是有以下兩類原因導致的。
首先，是來自包裝外部的氣體。氣體進入包裝物的途徑有兩種：滲透和泄漏，二者最大的不同在于透過的氣體量及透過位置。滲透是指氣體從高濃度一側進入材料表面，通過材料擴散至低濃度一側，滲透速度的快慢主要取決于包裝材料的阻隔性能，選擇高阻隔材料進行包裝可以有效解決這個問題。而泄漏是氣體通過材料的裂縫、微孔或兩材料間的微小間隙泄出或進入包裝，在包裝袋的熱封部位、容器的瓶口等位置出現泄漏的概率較高，要想解決這個問題，需要嚴格生產工藝同時根據檢測數據對工藝進行及時調整。作為一個包裝件，滲透和泄漏是同時存在的，所以在進行檢測的時候也應該注意檢測二者的綜合影響效果。
　　其次，是來自包裝內部的氣體。主要包括殘留氣體以及產品吸附氣體。殘留氣體是在包裝工藝結束（包裝封口完畢）之后殘存在包裝內部的一定濃度的氧氣等氣體。雖然在MAP包裝、CAP包裝、真空包裝這些包裝工藝中有對包裝內部氣體（尤其是其中的氧氣）進行置換和除氣的操作，但是由于操作精度和時間的局限性，除氣的效果并不好，即使是所謂的“真空包裝”也只是盡量降低包裝內的氣體含量而并不能達到完全排除的效果。產品吸附氣體需要特別引起注意，因為除了金屬和玻璃之外其他的材料都是有一定的氣體吸附功能的，而所吸附的氣體總量是與材料的疏松程度、氣體接觸時間有關的。然而吸附不等于吸收，當包裝中原本的大氣環境發生變化之后，包裝內氣體濃度的降低使得之前吸附在產品表面的這些氣體再次被“釋放”出來。
2. 檢測方法
　　盡管包裝內部氣體成分的變化比較緩慢，但是這種變化依舊會影響產品的保質期，因此生產企業也采取了各種可能的氣體控制方式，盡量減緩包裝內部氧氣、水蒸氣含量的增長。例如采用多層阻隔性包裝材料提高包裝物的阻隔性，在材料內、瓶蓋內或者其他位置添加干燥劑、吸收劑或氧捕捉劑，不但可以吸收包裝內原本的殘留氣體，對于外部氣體的滲入也是一層有效的防護。然而這些措施的效果如何呢？這就需要對于包裝物進行檢測分析來加以判斷了。下面針對前一部分提到的幾種包裝內氣體成分的變化原因分別介紹一下檢測方法。
2.1 阻隔性檢測
　　對于使用高阻隔材料的包裝物來講，阻隔性檢測相當重要。過去我們只能檢測薄膜、片材的阻隔性，但是在實際包裝中我們所見到的包裝形式都是容器、包裝袋等，檢測材料的阻隔性只能為最終的包裝材料選擇給出一個參考值，但是無法說明最終包裝物整體阻隔性的優劣，因為包裝物各處的厚度并不均勻，而且材料性質在生產過程中發生了變化，所以估算結果往往與實際檢測結果存在一定的差距�；�于此，不但應該檢測包裝材料的阻隔性，同時也應該檢測包裝物整體的阻隔性，結合兩方面的數據才能判斷材料的選擇是否正確。目前容器整體的透氧性、透濕性檢測方法都有了一定的發展，相應檢測設備也已問世，可以很好的滿足包裝物整體的阻隔性檢測需求（圖1是Labthink蘭光研制的可進行容器透氧性測試的PERME系列TOY-C1 等壓法薄膜/容器透氧儀；圖2是可進行容器透濕性測試的PERME系列TSY-W3 電解法水蒸氣透過率測試儀）。