Ambalaj Malzemelerinde Kullanılan Test Metotları - 2
Son güncelleme:
-
ambalaj kimyası - gıdaların ambalajlanması - gıda ambalajında kullanılan testlerOksijen Geçirgenlik Testleri
Oksijen genel olarak aromanın, tekstürün, rengin, besin değerinin ve raf ömrünün ‘hırsızı’ olarak tanımlanmış ve geçirgenliğinin ölçülmesinin önemli olduğu vurgulanmıştır. Oksijen geçirgenliğini ölçmede birçok yöntem kullanılmaktadır:
a.Volumetrik Metodlar
a. 1. Değişen Basınç Metodu
Bu metod Barrer’in çalışması olarak yaygınlaşmıştır ve genellikle ‘time-lag’ metodu olarak bilinmektedir. Bu metotta polimer film bir hücre içerisine konuluyor ve bir tarafından oksijen geçirilir. Belirli bir zaman sonra gazın geçişi ile basınçta bir düşme belirir ve bu basınç düşmesine bağımlı olarak geçirgenlik bulunur. Kullanılan eşitlik ise şöyledir:
P: geçirgenlik, DQ: akış hızı, L: ortalama kalınlık, Dt: süre, A: alan, P: gazın basıncı
Tüm bu olayların oluşumu iletim sistemi ile izlenip, gerekli bilgiler kaydedilerek işlem yapılır. Bunun dışında kütle spektrofotometresi kullanılarak da geçirgenlik ölçümü yapılabilir.
a.2. Değişen Hacim Metodu
Bu metod gazın polimer filme doğru akış hızının oldukça duyarlı bir akış ölçerle ölçülmesi ilkesine dayanır. Akış ölçer çok duyarlı olmalıdır, çünkü bu metod ile geçirgenliği az olan film materyallerini test etmek oldukça zordur
b. Gravimetrik Metod
Bu metodlar ilk olarak su buharı geçirgenliğini ölçmede kullanılmış ve sudaki ağırlık kaybı zamanın bir fonksiyonu olarak ölçülmüştür. Ürünün bulunduğu plastik ambalaj malzemesi deney ortamında asılı durumda tutularak bir süre sonraki ağırlık artışına bakılarak gazın ne kadar transfer olduğu belirlenir. Metod kendi içerisinde oldukça sade ve basit olduğu halde deney koşullarında birisinin çok az da olsa değişmesi ile oldukça karmaşık hale gelebiliyor.
c. Diferansiyel Metod
Bu metotta da gazın akış hızının bir dedektör (gaz kromatografisi, kütle spektrofotometresi gibi) kullanılarak zamana karşı ölçümü temel alınır. Gaz, polimer filmin bir tarafından geçirilirken dedektör tarafından verilen sinyallerle zamana karşı grafik çizilerek absorpsiyon ve desorpsiyona bakılır. Bu metotta ise geçirgenlik şöyle ifade ediliyor.
P: geçirgenlik, f: akış hızı, s: dedektör duyarlılığı, k: moleküler faktör, a : dedektör şiddeti, L :film kalınlığı, S¥: yatışkın durum sinyal koşulu, A: alan, p: gazın basıncı
Çözünürlüğün Ölçülmesi
Bu metotta gazın çözünürlüğünün ölçümü için basınç düşmesi metodunu kullanmak daha doğru sonuçlar elde edilmesini sağlar. Basınç düşmesi ölçümü; tek-hacimli ve çift-hacimli olarak sınıflandırılan aletlerle yapılır.
03.02.02. Aroma Maddeleri Geçirgenliği
Üründeki aroma maddeleri kendilerini taşıyan gazlarla birlikte ambalaj materyaline doğru ilerleyerek uzaklaşırlar. Aroma geçirgenliği ilk başta ambalaj materyaline doğru, yüksek konsantrasyonlu yerden absorpsiyon ile, iç kısımlardan yüzeye taşınarak ve son olarak da desorpsiyon ile düşük konsantrasyonlu yerlerden olur. Aroma kaybı difüzyon ile çözünürlüğün kombine etkisi ile gerçekleşir. Öncelikle hangi bileşenlerin ambalaj içerisinde çözündüğü belirlenir. Taşıyıcı olan gaz veya test akışkanı sabit sıcaklıkta sorpsiyon/desorpsiyon odasına gönderilir. Buradan da bir dedektör yardımıyla absorbe veya desorbe olma miktarı ölçülür. Genel olarak gaz kromatografisi ve kütle spektrofotometresi kullanılır.
03.03. Çarpma Direnci
Polimerik malzemelerin ani bir darbe şeklinde gelen çarpmaya karşı dirençleri önemli bir mekanik özelliktir. Polimerik malzemelerde çarpma iki şekilde olur:
1. Kırılgan Kırılma
Çarpma enerjisini yapı içinde dağıtamayan, başka bir ifadeyle enerji absorblama yeteneği düşük olan polimerler (camsı geçiş sıcaklığının altındaki amorf polimerler) kırılgan kırılma gösterirler. Bu tür kırılmada kırılmış yüzeyler düzgündür ve önemli bir deformasyon gözlenmez.
2. Kırılgan Olmayan Kırılma
Yüksek yoğunluklu polietilen ve polipropilen gibi camsı geçiş sıcaklığının çok altında olan polimerler ise çarpma enerjisini yapı içinde kolayca dağıtırlar, dolayısıyla fazla miktarda enerji absorblayabilirler. Bu tür polimerlerde çarpma ile kırılma kırılgan değildir. Kırılmış yüzeylerde önemli deformasyon gözlenir.
Çarpma dayanıklılığı testleri polimerlerin ani darbe şeklinde yük etkisi ile kırılgan kırılmalarını ölçer. Kırılgan olmayan kırılmada ölçüm yapmak zordur. Bu bakımdan çarpma testlerinde kırılgan kırılmayı sağlayacak önlemler alınmalıdır.
ÇARPMA DİRENCİ TESTİNİN YAPILIŞI
Çarpma testlerinde genellikle levha halinde polimerik malzemeler kullanılır. Kırılgan kırılmayı sağlamak üzere levhada bir çentik açılır. Levha uygun bir sistemde sabit tutulur ve sivri uçlu bir sarkaç belli yüksekliklerden (uygulanan yükün değiştirilmesi için) bırakılarak ani darbe yapılır ve kırılma için gerekli yük ölçülür.
Burada çentik sarkacın çarpması sonucu oluşan çarpma enerjisini üç boyutlu olarak lokalize eder ve kırılgan kırılmayı sağlar. Çentik derinliği ve çentik ucu yarıçapı, çarpma direncini etkileyen iki önemli parametredir. Yarıçap arttıkça çarpma direnci birçok polimer için önemli oranda artar.
Sıcaklığın da çarpma direncine önemli etkisi vardır. Polimerik malzemeler genellikle oda sıcaklığında (yaklaşık 20°C) test edilirler. Ancak, çevre koşullarına göre değişik sıcaklıklarda çarpmaya maruz kalabilirler. Bu bakımdan değişik sıcaklıklardaki çarpma dirençlerinin bilinmesi gerekir. Polimerlerde sıcaklıkla çarpma direnci önemli oranda artmakta, bazılarında ise ya çok az artmakta ya da değişmemektedir.
Polimerik malzemelerin çarpma dirençleri karşılaştırılırken test koşullarının, özellikle çentik boyutları ve sıcaklığın bilinmesi ve bu iki parametrenin birbirine göre değiştiği durumlarda karşılaştırma yapılması gerekir.
alıntı
https://www.main-board.com/kimya/790445-ambalaj-malzemelerinde-kullanilan-test-metotlari-1-a.html#post5175926