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摘要：我们常见的奶粉包装有袋装、罐装。袋装方便携带，罐装的经济实惠适合家用。无论哪种包装形式，良好的密封性及包材的高阻隔性都是首要的，因为奶粉的质量就是靠其包材的特性来保障的。一般奶粉包装是无氧或低氧包装设计，常配合采用充氮包装或气调包装，但上述气体的比例含量如何控制、罐内气体成分是否因罐体泄漏出现变化，就需要采用精密的气体成分分析仪器及合适的检测方法进行验证。本文详细介绍了金属罐装奶粉内部顶空气体成分的检测方法及原理，以此为相关行业用户提供较为详细的技术参考。
关键词：奶粉、充氮包装、GB/T 41682-2022、无氧或低氧环境、金属罐、顶空气体成分、顶空气体分析仪、N2与O2比例、N2比例、O2与CO2比例
1、测试意义：
因奶粉含有大量的蛋白质、脂肪等高营养物质，所以与O2、H2O等气体长期接触时会出现缓慢氧化变质、结块等质量问题。生产厂家通常采用高阻隔包装材料对其进行包装保护，有些高质量要求的厂家甚至搭配三层封口形式进行密封，即在罐口进行一层锡箔密封后再依次加上金属盖、塑料盖封口，以此保证金属罐装的高阻隔性及完好密封性。
为了确保金属罐内的无氧或低氧环境，生产企业多采用充氮包装或气调包装，即将盛有奶粉的罐内的空气抽到预定的真空度后，再充入纯N2这一种气体（充氮包装）或一定比例的N2、CO2气体（气调包装），最后完成罐口密封。充入N2是为了保证奶粉在此惰性气体环境中避免被氧化，而充入的CO2则是为了抑制奶粉中大多数需氧菌的生长，并且促进奶粉中水分与CO2反应形成液态碳酸，形成微负压，防止涨罐。但是，金属罐易出现密封不良的问题，会进一步导致内部气体泄漏，外部空气进入罐内，导致奶粉被氧化或结块等变质现象。另外，有些生产企业对罐内N2、CO2气体比例的调节无法准确控制，常会出现涨罐或者奶粉在保质期内色泽发生变化等问题。因此，需要采取有效的监测手段对金属罐内顶空部位的气体成分进行检测，以便于及时避免内在的质量问题。本文介绍一种新式的顶空分析仪C650M测试金属罐装奶粉中O2、N2、CO2的比例含量，亦为乳制品生产企业提供乳粉成品包装质量管控的技术指导。
2、试验样品
客户提供某金属罐奶粉。
3、检测依据：
本次试验参考GB/T41682-2022《食品塑料包装容器中顶空气体含量的测定 传感器法》 此标准也是由济南兰光机电技术有限公司参与起草。
4、试验仪器
C650M手持式顶空气体分析仪，可同时配备O2和CO2两种气体的分析传感器。采用防堵式结构设计有效避免粉末状试样对仪器造成堵塞。采用全新手持式设计，配置全(分隔)球知(分隔)名品牌的高精度传感器及取气泵，可以准确、便捷的测定密封包装袋、瓶、罐等中空包装容器中O2含量；同时通过选配CO2传感器，实现CO2含量测定。适合在生产线、仓库、实验室等场合快速、准确的对气体中O2、CO2含量做出评价，从而指导生产。
C650M 手持式顶空气体分析仪
4.1试验原理
顶空气体分析采用气体传感器法，即从密封包装物内部顶空部位吸取一定体积的气体样品，再将其注入某种特定气体的分析传感器中，待一定测试时间后记录传感器输出的相应气体浓度值。不同气体的含量检测需要使用不同的气体分析传感器。
对于气调包装来说，内部气体除了O2、CO2，其余绝大部分为N2（因N2为惰性气体，目前国内外未开发出相应的气体传感器），而可能混入的空气中其他气体比例含量可忽略不计，所以N2比例含量则为100% — O2% — CO2%。
4.2 适用范围
（1）包装袋类：适用于咖啡、奶酪、奶茶、奶粉、面包、豆粉、气调包装、即食食品、药品等各种非负压包装袋内气体中的O2、CO2（选配）含量的测试。
（2）包装容器类：适用于罐装咖啡、罐装奶粉、罐装食品、奶酪、罐头、利乐包装、饮料等包装容器内气体中的O2、CO2（选配）含量的测试。
（3）安瓿瓶：适用于安瓿瓶顶部气体中O2、CO2（选配）含量的测试。需要配套水下取样装置。
4.3 仪器参数
传感器标配：氧传感器（电化学传感器），选配二氧化碳传感器（红外吸收传感器）。 O2和CO2测量范围均为0 ~ 100%，O2和CO2测量精度分别为±0.2%、±（0.03%+示值5%）。
一键式自动校准功能，方便快捷。
内置压力传感器，可精确测定试样内部真空袋。
工业级触屏，中英双语操作界面，数据自动存储，配备无线微型打印机。
5、 试验步骤
（1） 试样处理：将密封垫贴到试样的锡箔膜上，注意要贴牢固，防止漏气。
（2） 检测过程
l 打开仪器电源，预热仪器。
l 根据测试要求设置参数，用空气校准设备。
l 将取样针头刺穿密封垫中间部位进入试样内部，但避免取样针头扎到包装内的物品而导致针头堵塞，点击“test”开始测试。
6、试验结果
试样内顶空气体中O2比例含量为8.13%。结果反馈给客户，由客户自己评判是否满意。
7、结论
C650M手持式顶空气体分析仪在监测奶粉金属罐内气体成分时，可提供准确的O2比例含量，并进一步反映出内部N2比例含量，可为企业控制包装密封性以及适合的N2充入提供坚实的技术指导。本试验采用的检测设备同样适用于其他含有一定气体的包装容器中O2和CO2的含量及其混合比例的测定。Labthink兰光一直致力于为全球客户提供专业的检测服务与设备，多年来为全球客户提供了数以千计的包装内部气体成分的监控方案，为客户提供可靠的数据支持。了解更多与包装材料检测有关的仪器信息，您可以登陆济南兰光公司网站查看具体信息或直接致电咨询。Labthink兰光期待与行业中的企事业单位增进技术交流与合作。
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