
在食品包裝行業(yè),包裝袋的完整性是保障產(chǎn)品安全、延長(cháng)貨架期并贏(yíng)得消費者信任的*一道防線(xiàn)。然而,在生產(chǎn)與流通環(huán)節,因熱封工藝波動(dòng)、材料應力或外來(lái)?yè)p傷導致的微小泄漏屢見(jiàn)不鮮。這些微觀(guān)缺陷雖肉眼難辨,卻足以成為微生物與氧氣入侵的通道,直接導致內容物變質(zhì)。因此,建立一套科學(xué)、嚴謹的密封性檢測方案,已成為食品、藥品、日化等領(lǐng)域包裝質(zhì)量控制的核心環(huán)節。
包裝袋密封性失效,通常源于兩個(gè)層面:一是材料本身的阻隔性能不足,這需要在包裝設計階段通過(guò)材料選型與結構組合來(lái)解決;二是包裝整體的密封完整性被破壞,即出現了物理性的泄漏通道。后者是生產(chǎn)與質(zhì)檢環(huán)節關(guān)注的重點(diǎn),其泄漏點(diǎn)主要包括:熱封部位因溫度、壓力或時(shí)間不當造成的漏封、弱封;尖銳內容物或運輸磨損導致的壓穿、針孔;以及復合材料本身存在的微裂紋或孔隙。
為科學(xué)評估密封完整性,我國已制定并完善了相應的國家標準體系。其中,GB/T 15171 《軟包裝件密封性能試驗方法》 是廣泛采用的核心標準。該標準明確了試驗裝置的基本要求與試驗方法,為客觀(guān)、統一地評價(jià)包裝密封性能提供了法定依據。
根據GB/T 15171標準,主流的密封性檢測方法基于“內外壓差"原理,通過(guò)監測包裝在特定壓差下的泄漏表現來(lái)進(jìn)行判斷。以下是兩種常用的方法:
1. 真空衰減法
這是一種非破壞性、定量的精密測試方法,尤其適用于檢測極微小的泄漏。
測試原理:將被測包裝件置于專(zhuān)用密封測試儀的密閉腔體內。儀器對腔體抽真空,使其內部壓力低于包裝內部的常壓(或設定壓力),從而在包裝內外形成穩定壓差。
泄漏判定:高精度壓力傳感器持續監測測試腔內的壓力變化。若包裝存在泄漏,外部空氣將通過(guò)漏點(diǎn)進(jìn)入腔體,導致腔內壓力上升速率超過(guò)預定閾值。儀器通過(guò)分析該壓力-時(shí)間曲線(xiàn)的斜率,即可精確判定是否存在泄漏,并可根據模型估算泄漏孔徑大小。
方法優(yōu)勢:客觀(guān)、定量、無(wú)需浸水,可數字化記錄與判斷,重復性高,適用于各種形態(tài)的剛性、半剛性及軟包裝(如瓶、袋、盒)。
2. 水中氣泡法(負壓法)
這是一種直觀(guān)、經(jīng)濟且廣泛使用的定性測試方法,是標準中規定的重要方法之一。
測試原理:將包裝樣品浸沒(méi)于密封測試儀水箱的透明觀(guān)察液中。對水箱上方的密閉空間抽真空,使浸沒(méi)在水中的包裝外部壓力降低。若包裝有漏,其內部氣體將通過(guò)泄漏點(diǎn)逸出,在水中產(chǎn)生連續的氣泡流。
泄漏判定:通過(guò)目視觀(guān)察或輔助攝像,判斷有無(wú)連續、穩定的氣泡流產(chǎn)生。單個(gè)孤立氣泡通常被視為試樣表面附著(zhù)氣體,不判定為泄漏。
關(guān)鍵設備:符合標準的測試儀需包含透明真空室、試樣夾具、真空系統、壓力調節與測量裝置(真空表精度不低于1.5級)以及控制系統。
方法優(yōu)勢:直觀(guān)顯示泄漏點(diǎn)位置,設備成本相對較低,操作簡(jiǎn)便,適用于軟包裝袋的快速篩查。
為確保檢測結果的可靠性與可重復性,應嚴格遵循標準化的操作流程。以基于GB/T 15171的常規測試為例:
第*步:試樣準備與裝置檢
確認待測包裝樣品完好無(wú)損。向密封測試儀的透明真空室內注入適量的清水或專(zhuān)用觀(guān)察液,液面高度需足以浸沒(méi)試樣。
第二步:參數設置與試樣放置
根據包裝材料強度、產(chǎn)品標準或客戶(hù)要求,在儀器上設定適當的試驗真空度和保壓時(shí)間。將樣品浸入水中,蓋上密封蓋。對于輕質(zhì)包裝袋,需使用試樣夾具將其固定,防止其上浮影響觀(guān)察。
第三步:執行測試與觀(guān)察
啟動(dòng)抽真空程序。真空室壓力將達到并穩定在預設值。在此期間及隨后的保壓階段,需仔細觀(guān)察包裝表面尤其是熱封邊區域,尋找連續氣泡源。
第四步:結果判定與記錄
若在保壓期間未觀(guān)察到連續氣泡,則判定樣品“密封完好"。反之,則記錄為“泄漏",并標注泄漏大致位置。測試結束后,緩慢釋放真空,取出樣品。每個(gè)批次應抽取足夠數量的樣本進(jìn)行測試,以確保統計有效性。
1. 問(wèn):如何根據產(chǎn)品特性設定合理的測試真空度?
答:測試真空度需在“有效檢測泄漏"和“避免包裝非正常破裂"之間取得平衡。對于膨化食品、薯片等充氣包裝,應參考其充氣壓力,采用較低的起始真空度(如-20kPa至-30kPa)。對于普通真空包裝或固態(tài)食品包裝,常用-30kPa至-90kPa的范圍??煽康姆椒ㄊ且罁a(chǎn)品的具體行業(yè)標準或與客戶(hù)協(xié)商確定。
2. 問(wèn):檢測時(shí)出現單個(gè)氣泡或間歇性氣泡,算合格嗎?
答:根據GB/T 15171標準精神及行業(yè)實(shí)踐,單個(gè)或間歇性、不連續的氣泡通常不判定為包裝泄漏。這可能是材料表面吸附的氣體釋放所致。判定泄漏的關(guān)鍵標志是存在位置固定、持續產(chǎn)生的氣泡流。若無(wú)法確定,可在同一位置重新測試或使用更高精度的真空衰減法復測。
3. 問(wèn):除了密封性,一個(gè)完整的食品包裝質(zhì)量控制體系還應包含哪些測試?
答:密封性?xún)H是包裝安全的一環(huán)。完整的評估體系應是多維度的:
阻隔性能測試:使用透氧儀、透濕儀測定材料對氧氣、水蒸氣的阻隔能力,直接影響食品氧化與受潮。
物理機械強度測試:使用智能電子拉力試驗機檢測材料的拉伸強度、剝離強度、熱封強度,確保包裝在搬運、堆碼過(guò)程中不易破損。
其他專(zhuān)項測試:如包裝內頂空氣體分析(監測氧氣/二氧化碳含量)、摩擦系數測試(評估包裝機走膜性能)、耐沖擊性能測試等。
4. 問(wèn):對于異形包裝或無(wú)法浸水的大型包裝,如何進(jìn)行密封性檢測?
答:對于非標或大型包裝,可采取以下變通方案:
局部測試法:對包裝的關(guān)鍵密封部位(如瓶口、易折彎的熱封邊)進(jìn)行裁樣,制作成小試樣進(jìn)行測試。
真空室定制:與儀器供應商合作,定制尺寸匹配的大型或異形真空室。
高靈敏度壓力衰減法:這是替代方案,因其無(wú)需浸水,且能通過(guò)提高傳感器精度來(lái)適配大容積包裝的微弱泄漏檢測。
免責聲明:本文內容旨在介紹食品包裝袋密封性檢測的通用技術(shù)原理與標準方法,僅供學(xué)習與參考之用。文中引用的國家標準(GB/T)請以正式版本為準。具體的產(chǎn)品測試方法、合格判定準則及儀器操作,應嚴格遵循相關(guān)產(chǎn)品標準、法規要求及設備制造商的操作規程。如有任何疑問(wèn)或發(fā)現文中存在需要探討之處,歡迎與我們交流。
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