Thiết bị thẩm thấu CO2

Thiết bị thẩm thấu CO2

Thiết bị CarboPack BTNó có thể được sử dụng để kiểm tra độ thấm của carbon dioxide, chẳng hạn như trong đồ uống có ga.PETthân chai hoặc nút chai (tự nhiên hoặc tổng hợp), Nắp chai thủy tinh của rượu bong bóng hoặc đồ uống, v. v.Thiết bị CarboPack BTkiểm traCO TRKhông tổn hao gì, hơn nữa rất nhanh. Một bài kiểm tra thường không tốn kém.1Thời gian, không giống như các phương pháp thông thường khác, mất vài tuần hoặc thậm chí vài tháng.

Thiết bị CarboPack BTCó thể đo lường sự xâm nhập vi lượng của vật liệu đóng gói (giới hạn phát hiện tốt hơn trên thị trường) hoặc rò rỉ có thể nhìn thấy bằng mắt thường, chẳng hạn như vỡ hoặc hàn sai.

Sử dụng cảm biến khí hồng ngoại không phân tán, dựa trên hệ thống con phát hiện hồng ngoại bước sóng kép, đạt được độ nhạy * thông qua điều khiển nhiệt độ không đổi và bù áp suất. Vì điều này, cũng như bảng điện tử,Thiết bị CarboPack BTCó thể kiểm tra độ ẩm tương đối caoCO2TR(Tùy chọn)Với phương pháp này, chúng tôi có thể thực hiện các phép đo trong điều kiện gần với thực tế nhất có thể và đánh giá tác động của độ ẩm đối với độ thấm carbon dioxide của vật liệu hoặc lớp phủ được sử dụng để sản xuất chai.

Thiết bị CarboPack BTĐược trang bị một hệ thống điều khiển làm mát bằng nhiệt, hệ thống này có thể xác minh sự thay đổi trong hiệu suất ngăn cản với nhiệt độ. Tất cả các chức năng được điều khiển bởi phần mềm.

Trong lĩnh vực ứng dụng bao bì nhựa ngày nay, bao bì chứa khí nổi lên, dần dần cho thấy nhiều chức năng hơn.

Một trong những hình thức là bao bì điều chỉnh không khí, có nghĩa là trong bao bì kín, bằng cách nạp khí CO2, N2 và các loại khí khác, điều chỉnh các thành phần khí bên trong bao bì, đóng vai trò ức chế các phản ứng vật lý, hóa học, sinh lý và như vậy gây ra sự suy giảm chất lượng của nội dung (đặc biệt là thực phẩm). CO2 là thành phần khí chiếm một vị trí quan trọng trong bao bì điều hòa không khí, và vai trò nổi bật là hiệu quả ức chế vi khuẩn hiệu quả cao của nó. Vì CO2 xâm nhập vào tế bào của vi khuẩn, làm giảm pH trong tế bào và giảm hoạt động của enzyme, nó có thể ức chế sự sinh sản của tế bào. Hơn nữa CO2 có độc tính thấp, ảnh hưởng nhỏ đến chất lượng cảm quan của thực phẩm, do đó có tác dụng chống ăn mòn và chống nấm mốc đối với cá, hải sản, rau quả tươi ngon, điểm tâm nướng bánh.

Hình thức thứ hai là đóng gói đồ uống có ga. Đồ uống có ga được chế biến để tăng áp suất hòa tan CO2 trong nước đường. Quá trình cacbonat hóa CO2 xảy ra khi tiếp xúc với chất lỏng, tạo ra một hương vị chua, điều hòa hương vị của đồ uống trong khi tạo ra một hương vị khó chịu, mang lại cho đồ uống có ga * một cái nhìn xốp. Việc cacbonat hóa CO2 làm giảm giá trị PH của chất lỏng, tạo ra môi trường axit, có lợi cho việc ức chế sự sinh sản của vi sinh vật, đóng vai trò khử trùng vi khuẩn.

Phương pháp kiểm tra cơ chế mất khí và thẩm thấu

Đối với hai sản phẩm bao bì khí ở trên, việc duy trì lượng khí CO2 là điều kiện tiên quyết để đạt được chức năng đóng gói và đặc tính sản phẩm của nó, và nó có ý nghĩa thực tế quan trọng đối với việc bảo quản chất lượng và duy trì hương vị của nội dung. Nhưng nhìn từ góc độ thực tế, "mất mát" là không thể tránh khỏi. Theo nghiên cứu nhiều năm của Jinan Languang về cơ chế thâm nhập của bao bì nhựa và hộp nhựa, có hai cách chính để mất:

1. Mức độ vi mô - Thâm nhập

Đối với bao bì chứa khí, nồng độ CO2 bên trong bao bì cao hơn đáng kể so với bên ngoài, dưới tác động của nồng độ kém, khí ở phía áp suất cao sẽ hấp phụ và hòa tan vào vật liệu nhựa, trong đó sau khi khuếch tán, phân tích từ phía bên kia, quá trình này là quá trình mất thấm của CO2. Tỷ lệ thâm nhập chủ yếu phụ thuộc vào khả năng rào cản, độ dày của nhựa đóng gói, cũng như nhiệt độ và độ ẩm môi trường.

2. Cấp độ vĩ mô - rò rỉ

Điều này chủ yếu đề cập đến tính niêm phong của các cạnh đóng gói hoặc các bộ phận miệng chai. Nếu chất lượng cạnh không tốt, nắp chai không được thắt chặt, hoặc thiết kế ren của miệng chai và nắp chai bị lỗi, dẫn đến việc niêm phong cạnh hoặc miệng chai kém, tại thời điểm này khí dễ bị rò rỉ qua khe hở.

Rò rỉ ở cấp độ vĩ mô thường cho thấy một số lượng lớn các tính năng mất mát nhanh chóng, dễ quan sát và do đó dễ kiểm soát. Nhưng mất khí ở cấp độ vi mô là một quá trình chậm và lâu dài, không dễ phát hiện, đây thường là nguyên nhân quan trọng dẫn đến chất lượng kém trong thời hạn sử dụng.

Do đó, đối với các nhà cung cấp vật liệu bao bì, hệ thống kiểm soát hiệu suất sản phẩm nên được thiết lập, rào cản vật liệu được sử dụng cho bao bì chứa khí được kiểm tra trước và quá trình được điều chỉnh kịp thời để cung cấp vật liệu bao bì phù hợp với yêu cầu của bên sử dụng. Và đối với người sử dụng thiết bị đầu cuối bao bì dưới dạng bao bì chính, hiệu suất thẩm thấu CO2 của vật liệu đóng gói, cũng như các loại khí thông thường khác như N2, O2 và không khí, kiểm tra hiệu suất rào cản thẩm thấu, nghiên cứu, đưa vào hệ thống kiểm soát chất lượng nội dung, để đánh giá tính phù hợp của vật liệu bao bì tự sản xuất hoặc vật liệu bao bì cung cấp, đồng thời cũng là nguồn dữ liệu hiệu quả để đánh giá và sàng lọc các nhà cung cấp.

Hiện nay, việc kiểm tra tốc độ truyền CO2 của vật liệu nhựa, chủ yếu tham khảo GB/T1038-2000 "Phương pháp kiểm tra độ truyền khí của màng nhựa và tấm: Phương pháp chênh lệch áp suất". Nguyên tắc là: sử dụng màng nhựa hoặc tấm để tách buồng áp suất thấp và buồng áp suất cao, chứa khoảng 105Pa khí thử nghiệm, khối lượng buồng áp suất thấp được biết đến. Sau khi mẫu vật được niêm phong, không khí trong phòng áp suất thấp được bơm bằng máy bơm chân không đến gần giá trị bằng không. Sử dụng máy đo áp suất để đo gia số áp suất trong buồng áp suất thấp △ p, có thể xác định lượng khí thử nghiệm từ buồng áp suất cao qua màng (tấm) đến buồng áp suất thấp theo hàm thời gian, nhưng nên loại trừ giai đoạn đầu khi tốc độ truyền khí thay đổi theo thời gian. Thông lượng khí được tính theo công thức sau:

Qg = (ΔP / Δt) × (T0 / P0T) × (24 / (P1-P2))

Trong công thức, Qg - lượng khí truyền qua vật liệu trong cm3/m2 · d · Pa;

(ΔP/Δt) - trung bình tính toán của sự thay đổi áp suất khí buồng áp suất thấp trong Pa/h trong một đơn vị thời gian khi đi qua ổn định;

V - khối lượng buồng áp suất thấp, tính bằng cm3;

S - diện tích thử nghiệm của mẫu, tính bằng m2;

T - nhiệt độ thử nghiệm, K;

P1-P2 - chênh lệch áp suất ở cả hai bên của mẫu, tính bằng Pa;

T0 - Nhiệt độ ở trạng thái chuẩn (273,15K);

P0 - Áp suất ở trạng thái chuẩn (1,0133 × 105Pa).

Trường hợp thử nghiệm và phân tích

Tác giả đã chọn vật liệu PP và vật liệu PET có độ dày tương đương, theo nguyên tắc thử nghiệm trên, với sự trợ giúp của máy thẩm thấu khí để kiểm tra lượng CO2 và N2 truyền qua các nhiệt độ khác nhau, một mặt để hiển thị phương pháp kiểm tra rào cản thiết bị, mặt khác để hiển thị sự khác biệt về lượng CO2 và N2 truyền qua các vật liệu khác nhau, và ảnh hưởng của nhiệt độ đối với nó. Lấy đây làm ví dụ, cung cấp hướng dẫn phương pháp kiểm tra, nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này cho các doanh nghiệp thượng hạ lưu vật liệu bao bì.

Kiểm tra sử dụng dụng cụ là máy thẩm thấu khí VAC-V2 chênh lệch áp suất của Jinan Languang, thiết bị này chuyên dùng để kiểm tra tỷ lệ truyền khí, hệ số thẩm thấu, hệ số hòa tan và hệ số khuếch tán của nhiều loại màng, mẫu vật tấm ở nhiệt độ khác nhau; Thích hợp để kiểm tra tốc độ truyền của nhiều loại khí, chẳng hạn như O2, CO2, N2, heli và không khí, v.v. Phạm vi thử nghiệm là 0,05~50000cm3/(m2 · 24h · 0,1MPa), độ phân giải chân không có thể đạt 0,1Pa; phạm vi kiểm soát nhiệt độ là 5 ℃~95 ℃, độ chính xác kiểm soát nhiệt độ là ± 0,1 ℃; Phạm vi kiểm soát độ ẩm là 0% RH, 2% RH~98,5% RH, 100% RH, độ chính xác kiểm soát độ ẩm là ± 1% RH; Có ba khoang thử nghiệm độc lập, có thể kiểm tra ba mẫu giống hệt nhau hoặc khác nhau cùng một lúc.

Khi thử nghiệm, mẫu vật được xử lý trước được đặt giữa khoang thử nghiệm trên và dưới, kẹp theo tiêu chuẩn và yêu cầu dụng cụ. Các khoang áp suất thấp (khoang dưới) được hút chân không đầu tiên, sau đó toàn bộ hệ thống được hút chân không. Khi đạt được độ chân không quy định, hãy tắt khoang thử nghiệm dưới, nạp khí thử áp suất nhất định vào khoang áp suất cao (khoang trên) và đảm bảo sự khác biệt áp suất không đổi (có thể điều chỉnh) ở cả hai bên của mẫu thử. Như vậy, khí sẽ dưới tác động của gradient chênh lệch áp suất, thẩm thấu từ phía áp suất cao sang phía áp suất thấp, thông qua việc giám sát và xử lý áp suất bên trong áp suất thấp, có thể thu được các thông số rào cản khác nhau của mẫu thử nghiệm.

Tế Nam Lan quang áp Differential khí Penetrator

VAC-V2 chênh lệch áp suất khí Penetrator cho Tế Nam Lan Quang

Kiểm tra thâm nhập khí màng chênh lệch áp suất

Kiểm tra thâm nhập khí màng chênh lệch áp suất

Kết quả xét nghiệm được trình bày trong Bảng 1. Từ vật liệu, lượng N2 và CO2 truyền qua màng PET cùng diện tích và độ dày thấp hơn đáng kể so với màng PP. Từ khí thấm, lượng N2 truyền qua hai vật liệu thấp hơn nhiều so với CO2, lý do là vì kích thước và hình dạng của các phân tử khí ảnh hưởng đến khả năng khuếch tán của khí trong vật liệu. Kích thước của phân tử có thể được biểu thị bằng đường kính động học của phân tử khí, xem Bảng 2. Thông thường, đường kính động học của một phân tử càng nhỏ thì càng dễ khuếch tán trong polyme.

Thiết bị thẩm thấu CO2