食品安全与包装材料的阻隔性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Barrier Property ofFlexible Packaging and Its Impact on Food Safety,软塑包装材,料,料的阻隔性,与,与食品安,全,全,Danbell Equipment,May 2007,Functionsfor ModernPackaging,现代包装的,功,功能,产品的容器,合理尺寸,形,形状,方便使用,产品安全的,第,第一道防线,阻隔性,整体密封性,信息,市场功能,产品成份,使,使用说明,外观设计吸,引,引顾客,包装是产品,生,生产的一部,分,分,PackagingMaterialandFoodSafety,包,装,装,材,材,料,料,与,与,食,食,品,品,安,安,全,全,CompatibilityofPackagingMaterialandFoodProduct.,包,装,装,材,材,料,料,与,与,产,产,品,品,相,相,容,容,性,性,Migrationofresidualchemicalsinpolymer,残,余,余,化,化,学,学,物,物,从,从,包,包,材,材,致,致,食,食,品,品,的,的,迁,迁,移,移,BarrierPropertiesofPackagingMaterials,包,装,装,材,材,料,料,的,的,阻,阻,隔,隔,性,性,PackageIntegrity,包,装,装,的,的,完,完,整,整,密,密,封,封,性,性,Compatibility,包,装,装,材,材,料,料,与,与,产,产,品,品,相,相,容,容,性,性,食,品,品,是,是,否,否,与,与,包,包,材,材,有,有,化,化,学,学,或,或,物,物,理,理,反,反,应,应,?,要,求,求,对,对,包,包,装,装,材,材,料,料,的,的,性,性,能,能,以,以,及,及,食,食,品,品,特,特,性,性,有,有,透,透,彻,彻,的,的,了,了,解,解,应,用,用,举,举,例,例,:,袋,装,装,美,美,式,式,火,火,腿,腿,官,官,司,司,Migration,残,余,余,化,化,学,学,物,物,从,从,包,包,材,材,致,致,食,食,品,品,的,的,迁,迁,移,移,BarrierProperties,阻,隔,隔,性,性,在,在,包,包,装,装,中,中,的,的,重,重,要,要,性,性,满,足,足,产,产,品,品,保,保,质,质,保,保,鲜,鲜,的,的,需,需,要,要,保,证,证,预,预,期,期,的,的,货,货,架,架,寿,寿,命,命,保,证,证,食,食,品,品,卫,卫,生,生,安,安,全,全,减,少,少,因,因,食,食,品,品,变,变,质,质,而,而,引,引,起,起,公,公,众,众,疾,疾,病,病,的,的,危,危,险,险,常,规,规,检,检,测,测,:,高,分,分,子,子,材,材,料,料,透,透,氧,氧,率,率,透,湿,湿,率,率,应,用,用,举,举,例,例,:,袋,装,装,美,美,式,式,火,火,腿,腿,官,官,司,司,PackageIntegrity,包,装,装,的,的,完,完,整,整,密,密,封,封,性,性,由,劣,劣,质,质,热,热,封,封,接,接,缝,缝,针,孔,孔,等,等,造,造,成,成,的,的,包,包,装,装,泄,泄,漏,漏,不,仅,仅,降,降,低,低,了,了,产,产,品,品,的,的,货,货,架,架,寿,寿,命,命,也,对,对,消,消,费,费,者,者,的,的,健,健,康,康,带,带,来,来,损,损,害,害,.,要,求,求,:,对,终,终,极,极,成,成,型,型,包,包,装,装,在,在,实,实,际,际,应,应,用,用,条,条,件,件,下,下,进,进,一,一,步,步,测,测,试,试,确,证,证,包,包,装,装,的,的,阻,阻,隔,隔,性,性,物,理,理,性,性,能,能,在,在,加,加,工,工,物,物,流,流,和,和,销,销,售,售,环,环,节,节,中,中,未,未,受,受,损,损,坏,坏,应,用,用,举,举,例,例,:,婴,儿,儿,奶,奶,粉,粉,软,软,包,包,装,装,;,瓶,装,装,酸,酸,奶,奶,材,料,料,的,的,阻,阻,隔,隔,性,性,与,与,渗,渗,透,透,渗,渗,透,透,-,肉,眼,眼,看,看,不,不,见,见,的,的,过,过,程,程,所有的,塑,塑料都,有,有渗透,性,性,Permeation is impacted by,影响阻,隔,隔性的,因,因素,Environment:,环境,temperature,温度,relativehumidity,湿度,Materialitself:,材料本,身,身,Fickian behavior or Non-Fickian,线性或,非,非线性,材,材料,MaterialProperties,结晶度,分子间,吸,吸引力,添加剂,样品厚,度,度,影响阻,隔,隔性的,因,因素,-,温度,温度每,升,升高,1C,渗透率,增,增加,5 to 7%,-,同样材,料,料的渗,透,透率在,热,热带地,区,区与寒,带,带地区,会,会不一,样,样,影响阻,隔,隔性的,因,因素,-,湿度,-,某些材,料,料的阻,隔,隔性在,潮,潮湿环,境,境与干,燥,燥环境,会,会不一,样,样,EVOH,Driving Force,orConcentration Effect,渗透物,的,的推动,力,力或浓,度,度对不,同,同材料,的,的影响,的,的影响,F(x) =-D(dc/dx),ForFickianmaterials(or those thatobeyFicksLaw),permeationislinearwithconcentration forallconcentrationranges.,渗透率,与,与渗透,物,物浓度,成,成正比,(,Ficken,材料,),渗透率,与,与渗透,物,物浓度,关,关系非,线,线性,(,non-fickian,材料,),Factors influencing permeationand transportproperties,影响渗,透,透和传,递,递的材,料,料因素,Effectofthe actualchemicalsubstituentonthepolymerbackbone,Thedegree of packing, crystallinity, andorientationofthemolecular chains.,Thesusceptibilitytomoistureand other possible interactantswith thechains.,Thenature of thepolymer surfacecontactingthepermeant.,Additivesusedinmanufacturing or modifyingthepolymer.,Thickness, multiple layers,高分子,的,的立体,结,结构,结晶度,链取向,亲水性,表面性,能,能,添加物,厚度,多层结,构,构等都,对,对渗透,和,和传递,有,有影响,高分子,主,主链上,的,的取代,基,基大,=,阻隔性,高,高,*,cc-mil/10,0 i,n,2,-day-atm,结晶度,高,高,=,阻隔性,高,高,Closepacking and/orhigh crystallinityresultsinlowfreevolumeand betterbarrier.,Orientationresults in betterbarrier by creating amoretortuousdiffusionpath.,*,cc-mil/100 in,2,-day-atm,Thesusceptibilitytomoistureand other possible interactantswith thechains,对水的,敏,敏感性,水汽影,响,响含氢,键,键的极,性,性高分,子,子,(,Nylon,材料,EVOH,),水汽不影响无氢键的极性高分子,(,PET,),Nylon6,SELAR,NylonMXD6,30%EVOH,SELAROHPlus,44%EVOH,Additivesusedinmanufacturingormodifyingthepolymer,添加,物,物用,于,于高,分,分子,的,的加,工,工和,改,改性,材料,的,的阻,隔,隔性,因,因添,加,加物,的,的加,入,入而,变,变化,通常,阻,阻隔,性,性变,差,差,例外,纳米,复,复合,材,材料,Thickness,(,厚度,),Typicallythetransmissionrateisinverselyproportionaltothethicknessofthematerial,thicknesspermeationrate,厚度,上,上升,，,，渗,透,透下,降,降,阻隔,性,性测,试,试方,法,法比,较,较,透氧,压差,法,法,等压,法,法（,库,库仑,电,电量,法,法）,透湿,杯式,法,法,电解,法,法,传感,器,器法,（,（湿,度,度传,感,感器,、,、红,外,外传,感,感器,）,）,透氧,率,率的,检,检测,方,方法,和,和标,准,准,方 法,标 准,压差法,ISO 15105-1:2003(E),DIN 53536,ASTM 1434-82,电量法,(,库仑电量法,),(MOCON,专利）,ISO 15105-2:2003(E),ASTM D3985,ASTM F-1927,DIN 53380,JIS K-7126,ISO 14663-2,ASTM F-1307 packages,压差,法,法,可以,测,测定,多,多种,气,气体,测试,条,条件,难,难以,控,控制,相对,湿,湿度,饱,饱和,盐,盐溶,液,液,真空,室,室,与,与,实,实际,应,应用,环,环境,不,不同,改变,材,材料,本,本身,的,的性,能,能结,构,构,裂纹,针,针孔,材料,变,变薄,透,透气,面,面积,增,增大,局限,性,性,不能,检,检测,包,包装,件,件,精度,低,低,1.0ml/24h.1atm,或,0.5ml/24h.1atm,偏差,大,大,，高,达,达,15%-20%,不可,溯,溯源,库仑,电,电量,法,法,只测,试,试氧,气,气，,排,排除,干,干扰,，,，测,试,试精,度,度非,常,常高,0.005cc/m,2,/24h.1atm,，,灵敏,度,度是,传,传统,仪,仪器,的,的近,百,百倍,。,。,真正,的,的绝,对,对值,传,传感,器,器，,无,无需,校,校准,精确,控,控制,测,测试,条,条件,温度,、,、相,对,对湿,度,度、,时,时间,等,等,不改,变,变材,料,料本,身,身性,能,能,材料,两,两侧,气,气压,相,相等,可检,测,测薄,膜,膜和,包,包装,件,件,除薄,膜,膜外,，,，还,可,可以,测,测量,瓶,瓶子,，,，袋,子,子等,重复,性,性好,可,NIST,溯源,透湿,率,率的,检,检测,方,方法,和,和标,准,准,方 法,标 准,杯式法,/,重量法,ASTM E-96,TAPPI T-464,JIS Z-0208,传感器法,湿度传感器法,ISO 15106-1:2003(E),红外传感器法,(MOCON,专利,）,ISO 15106-2:2003(E),ASTM F-1249,TAPPI T-557,JIS K-7129,电解传感器法,ISO 15106-3:2003(E),杯式,法,法,/,称重,法,法,优点,操作,简,简单,、,、实,验,验成,本,本低,、,、硬,件,件要,求,求低,、,、仪,器,器设,备,备价,格,格低,廉,廉,缺点,操作,人,人员,因,因素,（,（计,算,算和,设,设定,）,）、,重,重复,性,性差,、,、可,靠,靠性,差,差（,温,温度,和,和相,对,对湿,度,度控,制,制）,、,、测,量,量时,间,间长,、,、精,度,度低,适用,范,范围,低阻,隔,隔性,材,材料,ISO,国际,标,标准,已,已经,淘,淘汰,这,这个,方,方法,电解,法,法,需要,先,先用,吸,吸湿,剂,剂来,吸,吸收,水,水蒸,气,气，,再,再通,过,过电,极,极电,解,解水,蒸,蒸气,，,，再,根,根据,电,电解,电,电流,来,来判,断,断。,这,这样,对,对水,蒸,蒸气,进,进行,了,了二,次,次处,理,理过,程,程，,吸,吸湿,剂,剂的,效,效率,、,、电,极,极的,损,损耗,都,都会,影,影响,测,测试,的,的精,度,度，,累,累积,误,误差,大,大。,电解槽需,要,要定期再,生,生，可能,还,还需要寄,回,回原厂，,费,费时费力,。,。,湿度传感,器,器法,结构简单,，,，设备价,格,格相对较,低,低,传感器本,身,身局限性,，,，检测精,度,度一般只,能,能到,0.1%,湿度传感,器,器的输出,受,受温度波,动,动影响很,大,大,未被国际,标,标准广泛,采,采用（适,用,用标准少,）,）,红外法,红外传感,器,器，被公,认,认为世界,上,上最精确,的,的透湿测,试,试方法,在测试过,程,程中，只,是,是检测红,外,外能量的,损,损失，水,蒸,蒸气不经,过,过任何处,理,理，不存,在,在其它误,差,差因素的,干,干扰。,精确控制,温,温度和相,对,对湿度,双压力法,生,生成相对,湿,湿度条件,，,，安全无,腐,腐蚀性,测量时间,短,短,精度高，,0.005 100g/m,2,/day,干扰因素,少,少,可靠性高,重复性好,，,，可,NIST,溯源,CaseStudies-FoodSafetyApplication,阻隔性与,食,食品安全,应,应用举例,食品变质,的,的原因与,阻,阻隔材料,选,选择,?,氧化,解决办法,-,氧气阻隔,材,材料,例如,PET,PVDC, Nylon, EVOH,受潮,发霉,.,解决办法,-,水汽阻隔,材,材料,例如,PP,PE,氧化,受潮,解决办法,-,复合材料,例如,PP/PET/PE, PET/Al/PE,上述,以及芳香,味,味遗失,.,解决办法,- -,复合材料,例如,PP/Nylon/Al/PE,其它方法,包装内加,除,除氧剂,除湿剂,;,真空包装,充氮包装,气调包装,应用举例,:,袋装美式,火,火腿官司,某肉食品,加,加工厂生,产,产袋装美,式,式火腿,选择高阻,隔,隔材料塑,料,料袋,投放市场,后,后在保质,期,期内产品,变,变质严重,期间包装,袋,袋本身也,出,出现层间,薄,薄离现象,因损失严,重,重,厂家投诉,塑,塑料袋供,应,应商,应用举例,:,袋装美式,火,火腿官司,被包装产,品,品,:,美式火腿,-,为使肉质,鲜,鲜嫩,加工时添,加,加水溶液,故产品含,水,水量高,.,包装后,袋中,RH =75%,包装袋材,料,料,:,Nylon/PE,复合层,透氧率,:,0.05cc/(bag*24hr),(,在,4C,及,0%RH,测试,),0.4cc /(bag*24hr),(,在,4C,及,75%RH,测试,),应用举例,:,袋装美式,火,火腿官司,失败原因,分,分析,:,对材料性,能,能缺乏了,解,-,Nylon,本身在,0%RH,是很好的氧阻隔材料,但在高湿度下阻隔性变差,没有考虑材料与产品的相容性,-,与产品直接接触的,Nylon,层受高湿度影响而溶胀,进而阻隔性下降并出现层间剥离的自然现象,.,对产品本身属性的忽视,-,选材时没有考虑实际应用中产品的湿度问题,只对,0%RH,的,OTR,测试,作出错误决定,.,应用举,例,例,:,袋装美,式,式火腿,官,官司,解决方,案,案,:,选择类,似,似,PE/Nylon/PE,复合膜,降低水,汽,汽对,Nylon,的直接,影,影响,在实际,使,薄膜测,试,试与包,装,装体测,试,试,大多数,新,新产品,的,的研发,只,只测试,薄,薄膜而,不,不进行,包,包装件,测,测试。,下面用,一,一个例,子,子来说,明,明整体,包,包装件,测,测试的,重,重要性,应用举,例,例,:,婴儿奶,粉,粉包装,材,材料的,选,选择,奶粉厂,要,要把奶,粉,粉的罐,装,装包装,改,改成袋,包,包装,因为奶,粉,粉遇氧,气,气或遇,水,水汽都,容,容易变,质,质,必须采,用,用高性,能,能的复,合,合阻隔,材,材料,应用举,例,例,:,婴儿奶,粉,粉包装,材,材料的,选,选择,样品编号,待选材料结构,1,PET / Al / Nylon / LLDPE,2,PET / Al / PE,3,PET / Al / PETMET / PE,4,PET / Al / Nylon / PE,5,PET / PE (extruded)/ Al / PE(extruded)/PE,待选材,料,料薄膜,样,样品实,际,际测得,值,值,样品编号,OTR,(cc/ m,2,h-day),WVTR,(g/ m,2,-day),1,0.005,0.005,2,0.005,0.005,3,0.005,0.005,4,0.005,0.005,5,0.005,0.005,包装袋,理,理论估,算,算值,样品编号,OTR,(cc/ pkg*day),WVTR,(g/ pkg*day),1,0.0004,0.0004,2,0.0004,0.0004,3,0.0004,0.0004,4,0.0004,0.0004,5,0.0004,0.0004,应用举,例,例,:,婴儿奶,粉,粉包装,材,材料的,选,选择,包,包装整,体,体测定,Assembledsamples,应用举,例,例,:,婴儿奶,粉,粉包装,材,材料的,选,选择,包,包装整,体,体测定,包装袋,实,实际测,得,得值,样品编号,OTR (cc/ pkg*day),WVTR (g/ pkg*day),1,0.011,0.0021,2,0.032,0.0010,3,0.040,0.0022,4,0.036,0.0034,5,0.052,0.0015,包装袋,实,实际测,得,得值与,实,实际值,比,比较,观察袋,子,子的内,部,部所发,现,现的次,点,点,“,半穿透,”,裂缝和,“,半穿透,”,针孔发,生,生在主,要,要阻隔,层,层,(,Al,层,),折痕处,-,加工过,程,程原因,应用举,例,例,:,酸奶瓶,子,子,WVTR,测试举,例,例,瓶子,WVTR,测试结,果,果比较,Sample Name,WVTR Transmission Rate,(g/package-day),W-1,0.00081,W-2,0.00089,W-3,0.00099,W-4,0.00092,W-5,0.0107,W-6,(plate epoxyed),0.0003,瓶盖填,片,片材料,的,的差异,可,可造成,从,从瓶盖,处,处不同,程,程度的,渗,渗透和,微,微量漏,气,气,.,土豆片,软,软包装,袋,袋的困,惑,惑,土豆片,-,某食品,公,公司新,产,产品之,一,一,冲氮渡,铝,铝膜软,包,包装,未过保,质,质期,但客户,发,发现土,豆,豆片已,出,出现异,味,味,已明显,地,地变质,.,厂家在装袋,前,前测定空袋,子,子,各项指标合,格,格,.,这是什么回,事,事,?,我们的观察,方,方法,把产品取出,把袋子剪开,关掉日光灯,在黑暗中开,一,一小台灯,把展开的袋,子,子对着光源,., ,twinkle, twinkle, littlestars,运输过程中,土,土豆片对袋,子,子损坏,我们的建议,对装有硬质,食,食品的软包,装,装袋,其合格与否,应,应考核更严,格,格的指标,用如下仪器,对,对包装材料,进,进行揉搓扭,曲,曲处理后再,测,测定阻隔性,是,是否合格,成型包装体,测,测定的重要,性,性,当选定了材,料,料后，对成,型,型包装体的,测,测定是很重,要,要的,只有通过测,定,定才能知道,整,整体的阻隔,性,性是否受到,因,因为加工过,程,程,运输中不恰,当,当“磨损”,的,的影响,由测试结果,对,对包装加工,过,过程进行调,整,整,从而能保证,产,产品在保质,期,期内的安全,应用举例,:,华夫饼干包,装,装袋,-,环境温度,湿,湿度对选材,的,的影响,材料,A,(,很好),材料,B,(,好),材料,C,(,中等),测试条件,销往,北欧,PASS,PASS,PASS,15C, 30%RH,销往,南韩,PASS,PASS,FAIL,23C,50%RH,销往,泰国,PASS,FAIL,FAIL,30C, 85%RH,软塑包装材,料,料保证食品,安,安全的要素,了解食品特,性,性,了解包装材,料,料性能,论证材料的,安,安全性以及,与,与产品相容,性,性,用实验测试,手,手段,在实际应用,条,条件下对包,装,装材料的阻,隔,隔性进行评,估,估,合理选材,对终极成型,包,包装在实际,应,应用条件下,进,进一步测试,确证包装的,阻,阻隔性,物理性能在,加,加工,物流和销售,环,环节中未受,损,损坏,一些特殊包,装,装,为了进一步,延,延长保质期,可设计一些,特,特殊包装,:,包装内加除,氧,氧剂,除湿剂,真空包装,充氮气包装,气调包装,新型气调性,包,包装,新鲜肉类包,装,装,-,-,新型气调性,包,包装,充有一定含,量,量,CO,2,及少量,CO,PAC CHECKModel 333,便携式三用,顶,顶空分析仪,CO,测量范围,:,0.02%- 2%,CO,2,测量范围,:,0% -100%,O,2,测量范围,:,0% -100%,真空包装,充氮气包装,真空包装,充氮气包装,MOCONPacCheck, Model 800 Series,顶空分析仪,检,检测包装袋,内,内氧气含量,的,的增加,针孔大小与,内空间体积,REGULATORYRECALL,PRODUCT,SPOILAGE,产品变质,PRODUCT RETURNS,退货,TAINTED,COMPANY,IMAGE,公司形象的,损,损坏,LAWSUITS,错误的判断,和,和选择的代,价,价,威胁食品安,全,全,公众健康,您的公司形,象,象,ILLNESS,生病,打官司,