摘要：咖啡膠囊產品為高濃縮咖啡粉，為保證咖啡香醇持久，其所使用的膠囊杯體及鋁箔蓋膜對外界氧氣、水蒸氣等氣體的阻隔性應較高，以保證自身香氣不易散失且不發(fā)生結塊現(xiàn)象。本文對不易監(jiān)測阻隔性的咖啡膠囊杯體入手，利用可測試容器的OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)進行咖啡膠囊杯體氧氣透過率的檢測，驗證杯體的阻氧性，并介紹了氧氣透過率的檢測原理及方法，可為相關生產企業(yè)解決目前對咖啡膠囊阻隔性不易監(jiān)控的棘手問題。
關鍵詞：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，采用太空艙技術鋁箔無氧密封。因膠囊杯體采用食品級PP包裝材料，質地較為堅硬，在高溫下亦可維持原型，可實現(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。咖啡膠囊采用獨立設計的鋁箔材料封蓋，搭配聚丙烯材質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，使咖啡保質期可達到2年。但PP材質的杯體的厚度以及質量好壞決定了咖啡膠囊對外界的氧氣、水蒸氣以及內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，對于杯體相關阻隔性能的監(jiān)測對于判斷所使用的咖啡膠囊杯體質量優(yōu)劣極為重要。本文以Labthink蘭光自主研發(fā)生產的OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)進行杯體容器氧氣透過率的檢測，即杯體對外部氧氣的阻隔性，可為相關咖啡制造行業(yè)提供有力的技術參考。
圖1 咖啡膠囊包裝
2、參考標準
目前，國內尚無容器氧氣透過率的檢測標準，本文依據(jù)美國標準ASTM F1307-2002(2007)《用電量傳感器測定固體包裝件氧氣透過率的標準試驗方法》進行檢測，該標準也是目前檢測容器氧氣透過率的主要參考標準。
3、試驗樣品
某品牌咖啡膠囊所使用的PP材質杯體。
4、試驗設備
對于氧氣透過率數(shù)值較小的容器樣品，通常采用等壓法原理進行氧氣透過率的測試，即ASTM F1307中規(guī)定的等壓法，本文采用的Lanthink蘭光OX2/230氧氣透過量測試系統(tǒng)則是此原理檢測設備。
圖2 OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)
4.1 設備原理
OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)采用等壓法測試原理，將預先處理好的試樣裝夾于測試腔之間，氧氣或空氣在薄膜的一側流動，高純氮氣在薄膜的另一側流動，氧氣分子穿過薄膜擴散到另一側的高純氮氣中，被流動的氮氣攜帶至傳感器。通過對傳感器測量到的氧氣濃度進行分析，從而計算出氧氣透過率等參數(shù)。對于包裝容器而言，高純氮氣在容器內流動，空氣或高純氧氣則包圍在容器的外側。
4.2 適用范圍
- 容器類：適用于塑料、橡膠、紙、紙塑復合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的氧氣透過率測試，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、塑料復合薄膜、紙塑復合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁塑復合膜等膜狀材料的氧氣透過率測試。
- 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試，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
- 可滿足標準： ASTM F1307、ISO 15105-2、GB/T 19789、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1927、JIS K7126-2、YBB00082003等多項國家和標準。
4.3 設備參數(shù)
- 容器類試樣的測試范圍為0.0001 ~ 60 cm3/(pkg·d)，分辨率為0.00001 cm3/(pkg·d)；薄膜類試樣的測試范圍為0.01 ~ 6500 cm3/(m2·d)，分辨率為0.001 cm3/(m2·d)。
- 可同時測試3個相同或不同的試樣，系統(tǒng)zui多可支持10臺儀器的并行連接，建立30個試樣同時試驗的系統(tǒng)。
- 試驗溫度控制范圍15 ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃。
- 試驗濕度控制范圍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，試樣兩側均可加濕，實現(xiàn)試樣在不同溫濕度條件下的測試。
- 專業(yè)的壓力補償技術保證了試驗結果的高精度及可重復性。
- 可與水蒸氣透過率測試系統(tǒng)搭配，組成混合測試系統(tǒng)，由一臺計算機統(tǒng)一控制，實現(xiàn)氧氣、水蒸氣透過率同時測試。
- 支持LystemTM實驗室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗結果和試驗報告。
5、試驗過程
(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行密封包扎。
(2) 打開儀器控制軟件，設置試驗溫度、試驗濕度等試驗參數(shù)，點擊試驗選項，試驗開始。
(3) 調節(jié)濕度、載氣流量。
(4) 試驗結束后，記錄儀器自動計算的試驗結果。
6、試驗結果
本文所測試的咖啡膠囊杯體樣品的氧氣透過率為5.0347 cm3/(pkg·d)。
7、結論
咖啡膠囊杯體的阻隔性對保存咖啡香氣、防止被氧化及潮解結塊至關重要，尤其是對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，產品保質期越長。OX2/230氧氣透過率測試系統(tǒng)在測試咖啡膠囊杯體對氧氣阻隔性方面，具有精度高、穩(wěn)定性好、操作便捷等優(yōu)點，同時還可檢測杯體鋁箔蓋膜的阻隔性情況。Labthink蘭光作為包裝檢測設備制造*，始終致力于為客戶提供專業(yè)、的包裝檢測設備和貼心、的包裝檢測服務，滿足了來自世界各地的包裝檢測設備及服務需求，并得到*。了解相關的包裝檢測設備及服務，您可登陸濟南蘭光公司查看具體信息或致電咨詢。濟南蘭光機電技術有限公司期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術交流與合作。
