OTR (معدل نقل الأكسجين) التعريف

هو معدل الحالة الثابتة لتغلغل الأكسجين عبر الغشاء عند درجة حرارة ورطوبة نسبية محددتين. يتم تقديم القيم بوحدة cc/100، بالوحدات القياسية الأمريكية، 2/24 ساعة، وبالوحدات المترية (أو SI) مثل cc/m 2/24 ساعة. شروط الاختبار القياسية هي 73 درجة فهرنهايت (23 درجة مئوية) و0% رطوبة نسبية.

المعايير ذات الصلة بمعدل نقل الأكسجين (OTR)
تغلغل الأكسجين للمواد الحاجزة المرنة باستخدام مستشعر الكولومتري ASTM D3985، ISO 15105
نطاق معدل نقل الأكسجين:
تحديد معدل نقل الأكسجين (OTR) للمواد المرنة المواد العازلة للتغليف أو التطبيقات الصناعية. تشمل العوامل الرئيسية في فهم اختراق المواد سمك المادة والعوامل البيئية مثل الرطوبة النسبية ودرجة الحرارة.
إجراء اختبار ASTM D3985:

عند درجة حرارة ورطوبة محددتين، يتم إغلاق طبقة عازلة بين الحجرة التي تحتوي على الأكسجين والحجرة الخالية من الأكسجين. يقوم المستشعر الكولومتري بقياس الأكسجين الذي ينتقل عبر المادة.

الارتباط بأداء الحزمة
يتكون الهواء الذي نتنفسه من حوالي 21% أكسجين و79% نيتروجين، بالإضافة إلى كميات صغيرة جدًا من الغازات الأخرى مثل ثاني أكسيد الكربون والأرجون. يعد الأكسجين أمرًا حيويًا لحياة الإنسان والحيوان، وهو أيضًا مركب تفاعلي يعد عاملاً رئيسيًا في تلف الطعام: معظم التفاعلات الكيميائية والبيولوجية التي تنتج الزيوت الفاسدة والعفن وتغييرات النكهة تتطلب حدوث الأكسجين. لذلك ليس من المستغرب أن تقدم تغليف المواد الغذائية (وبعض التغليفات غير الغذائية للمنتجات التي يشكل فيها الأكسجين الجوي خطراً) وتم العثور على طرق لتقليل التعرض للأكسجين وإطالة العمر الافتراضي للمنتجات الحساسة للأكسجين.
هناك طريقتان لتقليل تعرض المنتج للأكسجين من خلال التغليف المرن:
1. التغليف الجوي المعدل (MAP) هو عملية استبدال الهواء الموجود في مساحة رأس العبوة بغاز آخر قبل الختم النهائي. لقد تم تأسيس هذه العبوة المعدلة في الغلاف الجوي بقوة في صناعة المواد الغذائية وتستمر في النمو من حيث الأهمية. باختصار، يتم استبدال هواء البيئة الطبيعية الموجود في العبوة بغاز أو خليط غازي (عادةً ما يكون النيتروجين وثاني أكسيد الكربون). تحافظ هذه العبوة في جو وقائي على جودة الأغذية الطازجة لفترة أطول من الزمن، وتطيل مدة الصلاحية وتمكن منتجي الأغذية من الاستيلاء جغرافيًا على سوق أكبر للمنتجات القابلة للتلف. وكذلك منتجات اللحوم والنقانق ومنتجات الألبان والخبز والفواكه والخضروات والأسماك أو المنتجات الجاهزة.

2. التعبئة والتغليف الفراغي هي عملية استخلاص الغلاف الجوي والقضاء عليه، بدلاً من استبداله بغاز آخر؛ هذا الفراغ الموجود داخل العبوة يجبر المادة المرنة على التوافق مع شكل المنتج. غالبًا ما يتم تعبئة اللحوم (الطازجة والمصنعة) والجبن بهذه الطريقة.
بمجرد استبدال الهواء الموجود في العبوة أو إزالته، يجب أن يكون هناك حاجز أكسجين مناسب وسلامة إغلاق مناسبة للحفاظ على تركيز منخفض للأكسجين داخل العبوة. وبخلاف ذلك، فإن القوة الدافعة الناتجة عن فرق الضغط الجزئي للأكسجين (21% خارج الكيس و0-2% داخل الكيس) ستسمح للأكسجين بالدخول وتدمير فوائد إزالة الأكسجين في المقام الأول. تُستخدم قيم OTR لمقارنة قدرات حاجز الأكسجين النسبية لأفلام التغليف. القاعدة الأساسية للصناعة هي أن المادة تعتبر "حاجزًا عاليًا للأكسجين" إذا كان OTR أقل من 1 سم مكعب/100 لمدة 2/24 ساعة (15.5 سم مكعب/م2/24 ساعة).

ما الذي يؤثر على OTR للأغشية الرقيقة

يمكن تحقيق خصائص حاجز الأكسجين الجيدة من خلال الجمع بين الطبقات الوظيفية لتكوين أفلام ذات خصائص الحاجز المرغوبة وغيرها من الخصائص المطلوبة لإنتاج عبوات قابلة للاستخدام. على سبيل المثال، يتمتع EVOH بخصائص OTR ممتازة ولكنه يتطلب حاجز الرطوبة والخصائص الميكانيكية التي توفرها الطبقات المبثوقة أو المصفحة حوله.
يتأثر OTR أكثر بما يلي:
1. سمك الطبقة الحاجزة: بشكل عام، كلما كانت طبقة حاجز الأكسجين أكثر سمكًا، كانت خصائص الحاجز أفضل. ومع ذلك، هناك قيود على العمليات والتكلفة تحد من السماكات التي يمكن إنتاجها عمليًا أو استخدامها بنجاح.
2. نسبة البوليمر المشترك ومحتوى الملدنات وعملية البلمرة: لا يتم إنشاء جميع PVdC (أو EVOH أو PVOH) على قدم المساواة. أثناء تطوير البوليمر والمنتجات، يتم المساس بالأداء بحيث يتم تحسين الأداء العام للتطبيق المستهدف. اعتمادًا على الاختيارات التي تم إجراؤها، يمكن أن تختلف قيم OTR بشكل كبير.
3. التوافق السطحي للفيلم الأساسي: إن الخصائص الفيزيائية والكيميائية لسطح الفيلم الأساسي لها تأثير كبير على OTR بعد المعدنة، ولها تأثير ضئيل على الطلاء. ويتجلى ذلك من خلال خصائص الحاجز الممتازة لـ Met PET واختلافات OTR بين منتجات OPP الممعدنة المختلفة (انظر الجدول 10).
جهاز اختبار معدل نقل الأكسجين Y110 2.0 الخاص بـ GBPI يقيس ويتحكم فقط في OTR لتلك الأفلام المعدلة بواسطة الطلاء أو البثق المشترك أو المعدنة ويضمن الحد الأقصى لقيمة OTR في مواصفات المنتج.