
在食品包裝行業,包裝袋的完整性是保障產品安全、延長貨架期并贏得消費者信任的*一道防線。然而,在生產與流通環節,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,直接導致內容物變質。因此,建立一套科學、嚴謹的密封性檢測方案,已成為食品、藥品、日化等領域包裝質量控制的核心環節。
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,即出現了物理性的泄漏通道。后者是生產與質檢環節關注的重點,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、統一地評價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,通過監測包裝在特定壓差下的泄漏表現來進行判斷。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。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,外部空氣將通過漏點進入腔體,導致腔內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,并可根據模型估算泄漏孔徑大小。
方法優勢:客觀、定量、無需浸水,可數字化記錄與判斷,重復性高,適用于各種形態的剛性、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,其內部氣體將通過泄漏點逸出,在水中產生連續的氣泡流。
泄漏判定:通過目視觀察或輔助攝像,判斷有無連續、穩定的氣泡流產生。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、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:參數設置與試樣放置
根據包裝材料強度、產品標準或客戶要求,在儀器上設定適當的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:執行測試與觀察
啟動抽真空程序。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。每個批次應抽取足夠數量的樣本進行測試,以確保統計有效性。
1. 問:如何根據產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食品包裝,常用-30kPa至-90kPa的范圍。可靠的方法是依據產品的具體行業標準或與客戶協商確定。
2. 問:檢測時出現單個氣泡或間歇性氣泡,算合格嗎?
答:根據GB/T 15171標準精神及行業實踐,單個或間歇性、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。判定泄漏的關鍵標志是存在位置固定、持續產生的氣泡流。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。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: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。具體的產品測試方法、合格判定準則及儀器操作,應嚴格遵循相關產品標準、法規要求及設備制造商的操作規程。如有任何疑問或發現文中存在需要探討之處,歡迎與我們交流。