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便携式顶空气体分析仪在乳品包装工艺优化中的应用案例

作者:中科电子 浏览: 时间:2026-01-28 14:31:47

信息摘要:

在乳制品行业,特别是对于高端酸奶、奶酪等易变质产品,采用充氮包装是延长货架期、保持风味质地的关键工艺。包装内氧气(O₂)残留量是衡量工艺有效性的核心指标,直接决定了产品能

在乳制品行业,特别是对于高端酸奶、奶酪等易变质产品,采用充氮包装是延长货架期、保持风味质地的关键工艺。包装内氧气(O₂)残留量是衡量工艺有效性的核心指标,直接决定了产品能否在保质期内保持稳定。以下案例展示了一家乳品企业如何应用便携式顶空气体分析仪,解决新品上市初期出现的包装质量问题。

顶空气体分析仪.png

一、 具体问题:高端酸奶的异常涨袋与风味劣化

一家乳品公司为其新推出的“0添加”高端凝固型酸奶引入了全新的充氮包装线。产品上市后,部分销售网点反馈,在距保质期截止日尚有较长时间时,个别产品出现轻微涨袋现象,并伴随有轻微的酸败气味。实验室微生物检验排除了生产环节卫生问题,怀疑焦点集中在包装内部的氧气含量上——残留氧气可能促进了耐氧菌的生长或引发了氧化反应。

 

品质团队面临一个难题:问题出在哪个环节? 是灌装后的充氮置换效率不足,还是包装材料的阻隔性不达标,或是封口密封性有缺陷?传统的实验室送检方式周期长,无法满足生产线快速排查和调整的需求。

 

二、 应用便携式顶空气体分析仪进行系统性排查

技术团队决定使用HGT-01H型便携式顶空气体分析仪,在生产现场进行快速、多点的气体抽样分析,以绘制出问题的“地图”。

 

第一步:生产线即时诊断

 

测试点与目标: 在充氮包装机出口处,每隔15分钟随机抽取刚完成封口的成品。

 

测试方法: 使用仪器标配的细采样针,穿透包装顶空部分铝塑复合膜的易穿刺区域,抽取约8ml气体进行分析。

 

即时数据发现: 连续两小时的监测数据显示,大部分样品顶空氧含量在0.8%至1.5%之间波动,但有约5%的样品氧含量突然升高至3.5%以上。数据显示,充氮工艺本身能达标(设计目标是<2.0%),但存在不稳定的“脉冲式”失效。

 

第二步:仓库存储过程追踪

 

测试点与目标: 从成品仓库中,分别抽取不同生产日期(第1天、第7天、第14天)的库存产品。

 

测试方法: 同样进行无损穿刺测试,分析不同存储时间后包装内的氧气含量变化。

 

关键数据对比:

 

生产第1天的样品,氧含量与生产线终端数据吻合。

 

生产第7天和第14天的样品中,部分包装的氧含量显著上升,从初始的1.2%升至2.8%甚至更高。而其他同期产品氧含量则保持稳定。

 

对气体成分升高的包装进行肉眼和渗漏液检测,未发现明显泄露点。

 

分析结论: 氧气含量在存储期间升高,明确指向了包装材料(铝塑复合膜)的氧气阻隔性能存在批次内不均匀性,导致氧气缓慢渗入。

 

第三步:锁定问题根源

 

验证测试: 团队联系包装膜供应商,提供了问题批次和正常批次的样品。双方使用同一台分析仪,在实验室可控条件下,对裸膜进行透氧率验证测试的辅助比对(通过测定特定包装袋在充满氮气后的氧含量增长速率)。

 

最终确认: 数据证实,问题批次包装膜的部分卷材,其阻氧层(通常是铝箔或氧化硅镀层)存在局部薄弱点,导致整体阻隔性能不达标且不一致。生产线的不稳定充氮,放大了这一问题。

 

三、 数据驱动的解决方案与流程再造

基于上述精确到具体环节和批次的数据,公司采取了针对性措施:

 

供应链管理优化:

 

对包装膜供应商增加了 “到货批次日抽样顶空氧模拟测试” 的考核。即在实验室用标准工艺制作充氮测试袋,24小时后用HGT-01H检测氧含量,作为接收标准之一。

 

将便携式分析仪纳入供应商现场审核工具,验证其生产过程控制能力。

 

生产过程控制强化:

 

在充氮包装机后端,设立了 “在线抽检岗” 。每半小时用分析仪抽检一次成品顶空氧含量,数据实时记录。将控制界限设定为≤2.0%,一旦接近或超标,立即通知设备维护人员检查充氮阀、压力及密封环。

 

利用仪器的数据存储和蓝牙打印功能,为每一生产批次生成关键的质量档案,便于追溯。

 

问题批次处理与预防:

 

精准识别并召回了由问题包装膜生产的全部批次产品,避免了风险扩散。

 

在新产品研发和包装变更时,将 “储存周期内顶空氧含量追踪测试” 定为必做验证项目,提前评估长期保鲜效果。

 

四、 实施成效与总结

通过引入便携式顶空气体分析仪并建立现场快速检测流程,该乳品公司成功地将一个可能引发大规模召回的质量隐患,控制在有限范围内。此后六个月,产品因包装气体问题导致的投诉降为零,生产线充氮工艺的稳定性指标也得到提升。

 

此案例表明,对于依赖气调包装的食品企业,氧气管理是一个动态、全链条的过程。便携式顶空气体分析仪的价值在于,它将原本局限于实验室的、滞后的检测能力,转化为可以在生产线、仓库、供应商处随时随地进行的即时诊断工具。通过生成精确、及时的数据,企业能够快速定位问题环节(是工艺、材料还是密封),从而做出精准决策,有效保障产品质量与品牌声誉。


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