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水果套袋的透气性和透湿性测试方法简述

2017年11月9日 发表评论 阅读评论

追求“绿色、健康”,已经成为现代人根深蒂固的生活理念,同时也折射到人们对于水果的挑选标准:一方面对水果外观的潜在要求更高,另一方面对无公害、无农药残留的优质果品的需求更加迫切。套袋栽培技术,是中国目前生产无公害优质水果广泛采用的技术之一,能对果实进行周期性保护,改善外观,降低农药残留。

套袋栽培技术,就是在幼果期用特制袋将果实包裹起来,使其在后续的生长发育期间避开强光照、虫害、药害等不良刺激,并于成熟前去除。套袋技术对提高果品品质的影响作用于多个层面,促进果实着色、减少病虫、农药、鸟兽、自然灾害的损伤方面效果显著。同时不可否认,果袋的质量和性能是影响其作用机理的重要因素,尤其是防水性和透气透湿性。

以苹果为例,苹果果袋应具备一定的防水性,隔绝外部的药液和雨水,避免果袋材料吸水湿润,与果实贴合造成刺激。此外,果袋还应具备良好的水蒸气透过性能和氧气透过性能,既要促进果袋内外水蒸气的交换,又要实现氧气的袋内外循环。其目的是满足果实呼吸代谢的气体需求,更有利于散热降温以避免幼果灼伤。

基于此,在苹果果袋的材料选择上,早期主要采用纸袋的形式,但隔水性不佳,同时成本也偏高。故在节约成本的原则下价格较低的塑料袋逐渐占领了市场。在进一步应用中,果农又发现塑料袋的透光性较好,利于果实前期的坐果和发育,但对果实着色方面效果不甚理想。那么,在透气透湿性方面,塑料袋的表现如何呢?笔者借助仪器,对两种果袋材料进行了透气性测试和透湿性测试。

测试仪器:

Labthink济南兰光机电技术有限公司VAC-V2压差法气体渗透仪,是一款基于压差法测试原理,专业用于薄膜试样的气体透过率测试仪,适用于塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、片材、金属箔片在各种温度下的气体透过率、溶解度系数、扩散系数、渗透系数的测定。该仪器满足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038-2000、ASTM D1434多项国家和国际标准。

Labthink济南兰光机电技术有限公司W3/230水蒸气透过率测试系统,基于红外传感器法的专业、高效、智能的WVTR高端测试系统,适用于塑料薄膜、复合膜等膜、片状材料及塑料、橡胶、纸质等材料的瓶、袋等包装容器的水蒸气透过率的测定。通过对水蒸气透过率的测定,达到控制与调节包装材料等产品的技术指标。该仪器满足ISO 15106-2、 ASTM F1249、 GB/T 26253-2010等多项国家和国际标准。

测试方法:

VAC-V2采用压差法测试原理,将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间,夹紧。首先对低压腔(下腔)进行真空处理,然后对整个系统抽真空;当达到规定的真空度后,关闭测试下腔,向高压腔(上腔)充入一定压力的试验气体,并保证在试样两侧形成一个恒定的压差(可调);这样气体会在压差梯度的作用下,由高压侧向低压侧渗透,通过对低压侧内压强的监测处理,从而得出所测试样的各项阻隔性参数。

W3/230采用红外传感器法测试原理,将预先处理好的试样夹紧于测试腔之间,具有稳定相对湿度的氮气在薄膜的一侧流动,干燥氮气在薄膜的另一侧流动;由于湿度梯度的存在,水蒸气会从高湿侧穿过薄膜扩散到低湿侧;在低湿侧,透过的水蒸气被流动的干燥氮气携带至红外传感器,进入传感器时会产生同比例的电信号,通过对传感器电信号的分析计算,从而得出试样的水蒸气透过率等参数。对于包装容器而言,干燥氮气则在容器内流动,容器外侧处于高湿状态。

测试结果:

表2 果袋材质空气透过量和水蒸气透过量测试结果

试样 空气透过量

cm3/m2·24h·0.1MPa

水蒸气透过量

g/m2·24h

聚乙烯膜 1385.67 26.84
纸张 25.8×108 2468.74

经测试,发现纸张试样的空气透过量和水蒸气透过量为聚乙烯膜试样的186万倍和92倍。塑膜袋材质相对较低的透气和透湿性能,导致该材料制成的果袋内与外界气体与水蒸气交换较弱,从而使果锈、病害等问题的发生率大大提高。综合而言,塑料袋的成本优势明显,但透气透湿的劣势也无法忽略。目前多采取在塑料袋表面制造透气微孔和排水孔,加强其换气排湿的作用。

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