
在食品包裝行業(yè),包裝袋的完整性是保障產(chǎn)品安全、延長貨架期并贏得消費者信任的*一道防線。然而,在生產(chǎn)與流通環(huán)節(jié),因熱封工藝波動、材料應力或外來損傷導致的微小泄漏屢見不鮮。這些微觀缺陷雖肉眼難辨,卻足以成為微生物與氧氣入侵的通道,直接導致內(nèi)容物變質(zhì)。因此,建立一套科學、嚴謹?shù)拿芊庑詸z測方案,已成為食品、藥品、日化等領域包裝質(zhì)量控制的核心環(huán)節(jié)。
包裝袋密封性失效,通常源于兩個層面: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材料選型與結構組合來解決;二是包裝整體的密封完整性被破壞,即出現(xiàn)了物理性的泄漏通道。后者是生產(chǎn)與質(zhì)檢環(huán)節(jié)關注的重點,其泄漏點主要包括:熱封部位因溫度、壓力或時間不當造成的漏封、弱封;尖銳內(nèi)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、統(tǒng)一地評價包裝密封性能提供了法定依據(jù)。
根據(jù)GB/T 15171標準,主流的密封性檢測方法基于“內(nèi)外壓差"原理,通過監(jiān)測包裝在特定壓差下的泄漏表現(xiàn)來進行判斷。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用密封測試儀的密閉腔體內(nèi)。儀器對腔體抽真空,使其內(nèi)部壓力低于包裝內(nèi)部的常壓(或設定壓力),從而在包裝內(nèi)外形成穩(wěn)定壓差。
泄漏判定:高精度壓力傳感器持續(xù)監(jiān)測測試腔內(nèi)的壓力變化。若包裝存在泄漏,外部空氣將通過漏點進入腔體,導致腔內(nèi)壓力上升速率超過預定閾值。儀器通過分析該壓力-時間曲線的斜率,即可精確判定是否存在泄漏,并可根據(jù)模型估算泄漏孔徑大小。
方法優(yōu)勢:客觀、定量、無需浸水,可數(shù)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、經(jīng)濟且廣泛使用的定性測試方法,是標準中規(guī)定的重要方法之一。
測試原理:將包裝樣品浸沒于密封測試儀水箱的透明觀察液中。對水箱上方的密閉空間抽真空,使浸沒在水中的包裝外部壓力降低。若包裝有漏,其內(nèi)部氣體將通過泄漏點逸出,在水中產(chǎn)生連續(xù)的氣泡流。
泄漏判定:通過目視觀察或輔助攝像,判斷有無連續(xù)、穩(wěn)定的氣泡流產(chǎn)生。單個孤立氣泡通常被視為試樣表面附著氣體,不判定為泄漏。
關鍵設備:符合標準的測試儀需包含透明真空室、試樣夾具、真空系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)與測量裝置(真空表精度不低于1.5級)以及控制系統(tǒng)。
方法優(yōu)勢:直觀顯示泄漏點位置,設備成本相對較低,操作簡便,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(guī)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損。向密封測試儀的透明真空室內(nèi)注入適量的清水或專用觀察液,液面高度需足以浸沒試樣。
第二步:參數(shù)設置與試樣放置
根據(jù)包裝材料強度、產(chǎn)品標準或客戶要求,在儀器上設定適當?shù)?span style="font-weight: 600;">試驗真空度和保壓時間。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,防止其上浮影響觀察。
第三步:執(zhí)行測試與觀察
啟動抽真空程序。真空室壓力將達到并穩(wěn)定在預設值。在此期間及隨后的保壓階段,需仔細觀察包裝表面尤其是熱封邊區(qū)域,尋找連續(xù)氣泡源。
第四步:結果判定與記錄
若在保壓期間未觀察到連續(xù)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。每個批次應抽取足夠數(shù)量的樣本進行測試,以確保統(tǒng)計有效性。
1. 問:如何根據(jù)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?jù)產(chǎn)品的具體行業(yè)標準或與客戶協(xié)商確定。
2. 問:檢測時出現(xiàn)單個氣泡或間歇性氣泡,算合格嗎?
答:根據(jù)GB/T 15171標準精神及行業(yè)實踐,單個或間歇性、不連續(xù)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。判定泄漏的關鍵標志是存在位置固定、持續(xù)產(chǎn)生的氣泡流。若無法確定,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:除了密封性,一個完整的食品包裝質(zhì)量控制體系還應包含哪些測試?
答:密封性僅是包裝安全的一環(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、堆碼過程中不易破損。
其他專項測試:如包裝內(nèi)頂空氣體分析(監(jiān)測氧氣/二氧化碳含量)、摩擦系數(shù)測試(評估包裝機走膜性能)、耐沖擊性能測試等。
4. 問:對于異形包裝或無法浸水的大型包裝,如何進行密封性檢測?
答:對于非標或大型包裝,可采取以下變通方案:
局部測試法:對包裝的關鍵密封部位(如瓶口、易折彎的熱封邊)進行裁樣,制作成小試樣進行測試。
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,因其無需浸水,且能通過提高傳感器精度來適配大容積包裝的微弱泄漏檢測。
免責聲明:本文內(nèi)容旨在介紹食品包裝袋密封性檢測的通用技術原理與標準方法,僅供學習與參考之用。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,應嚴格遵循相關產(chǎn)品標準、法規(guī)要求及設備制造商的操作規(guī)程。如有任何疑問或發(fā)現(xiàn)文中存在需要探討之處,歡迎與我們交流。