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頂空氣體分析儀中應用的氧氣傳感器和二氧化碳傳感器

OFweek 2019-06-10 13:18:36

[導讀] MAP混合氣通常由普通的大氣氣體,如二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和氧氣(O2)構成,引入其它氣體,如一氧化氮(N2O)、氬氣(Ar)和氫氣(H2),也可以在一定范圍內抑制微生物生長。這些氣體可以單獨使用,或者也可以根據特定比例混合使用

MAP混合氣通常由普通的大氣氣體,如二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和氧氣(O2)構成,引入其它氣體,如一氧化氮(N2O)、氬氣(Ar)和氫氣(H2),也可以在一定范圍內抑制微生物生長。這些氣體可以單獨使用,或者也可以根據特定比例混合使用。

例如,二氧化碳在抑制微生物(如霉菌和其它常見有氧菌)生長方面為有效。二氧化碳溶于食品中的水和脂肪,從而降低食品的PH值;二氧化碳還能滲透生物膜,導致滲透性和功能改變。作為一種惰性氣體,氮氣主要用來置換包裝中的氧氣,從而能防止氧化。因為氮氣在水中的溶解量非常小,所以還可以用來保持內部容積,防止包裝破壞。

盡管在大多數食品包裝中氧氣濃度應盡可能低,但肉類卻是例外。肉類包裝中的氧氣有助于保存含氧形式的肌紅蛋白,從而保持肉類呈現紅色。氧氣對于水果和蔬菜的保存也很有價值,因為氧氣有助于水果和蔬菜呼吸。

僅依賴于采用高阻隔性包裝材料阻礙氣體滲入/滲出,易忽略對包裝后成品內部氣體成分的實時監測。同時,有些產品采用氣調包裝(如N2、CO2按照一定比例置換包裝內氣體)以保護內容物,但內部氣體比例在銷售過程中發生變化,產品則會變質、失效或產生危險。準確分析產品品質、預計有效保質期、合理設計包裝,需要掌握包裝內部氣體成分,當然也可通過降低包裝環境中的特定氣體濃度來加快吸附在產品表面的氣體解吸。所以,需要比較生產線與存儲期時分別檢測出的包裝內氣體成分,并依此調整包裝工藝。上述檢測均需通過頂空分析技術完成,頂空氣體分析測試是測試包裝內部氣體成分的唯一方法,可檢測包裝內頂部聚集的氣體成分。當前該技術適用于生產線、倉庫、實驗室等場合,可快速、準確地測定密封包裝袋、瓶、罐等中空包裝容器的O2和CO2含量,應用范圍包括奶粉包裝、肉類包裝、醫藥包裝、氣調包裝、活性包裝、防腐包裝、飲料包裝等。

頂空氣體分析儀中應用的氧氣傳感器和二氧化碳傳感器

因國內外研制的頂空分析儀多為僅可測試單一氣體成分含量,所以同時測定內部O2與CO2比例含量時,需要安裝了不同氣體傳感器的頂空分析儀進行測試,這對分析氣調包裝的混合氣體比例帶來了一定的工作難度。因此,可同時測定O2與CO2比例含量的頂空分析儀,與科研機構共同完成其對各種包裝的頂空分析技術研究。挑選了市場上多種形式的食品及藥品包裝,包括不同油脂含量的食品、充氮包裝、氣調包裝、普通空氣包裝等,對上述樣品在試驗過程中氣體抽取時間、樣氣分析時間等因素進行了優化分析,并對同時測定O2與CO2比例含量的頂空分析技術在不同包裝形態的食品、藥品包裝應用時的穩定性及重復性進行了綜合研究。該研究將對同時測定多種氣體的頂空分析技術在食品、藥品行業生產現場在線分析以及貨架期間包裝內氣體成分變化監測研究提供一定的幫助

頂空分析技術的原理

使用頂空分析儀將取樣器插入待測包裝容器的內部,從包裝物頂空采集足夠體積的樣氣。之后,將樣氣注入氣體分析傳感器中,間隔一定的測試時間或者等氣體分析傳感器輸出氣體濃度值穩定之后記錄試驗數據。每種氣體含量的檢測都需要使用不同的氣體分析傳感器,待測樣氣經過O2分析傳感器與CO2分析傳感器后,分別檢測出樣氣中O2與CO2含量。

頂空氣體分析儀同時配置了氧氣傳感器、二氧化碳傳感器,可同時測試氧氣、二氧化碳的含量,打破了常見的頂空分析儀一次只能檢測一種氣體的弊端;儀器配備了可滑動式測試頭,可適用于任意高度試樣的測試;設備提供了一種自動刺破試樣裝置,通過設置升降臺,將試樣送至穿刺針處,自動刺破試樣,還可以調節試樣的上升速度,控制刺破強度,克服了大多數頂空分析儀只能測試軟質包裝的弊端,節省了定制測試硬質包裝所需配套夾具的昂貴費用,同時避免了手工操作刺破試樣,提高了測試精度及試樣效率;盡可能縮短設備內的管路長度,縮短了試驗時間,使設備更加適用于食品、藥品等產品生產現場的應用;設備采用了高精密度、高氣密性、小體積的氣體取樣器,以適用于氣體體積較小的成品包裝內氣體成分的測試;取樣器內配備了防堵式結構設計,防止奶粉、藥品等粉末類樣品造成儀器堵塞。

頂空分析儀中檢測O2與CO2含量的傳感器,ISweek工采網推薦氧化鋯氧氣傳感器SO-E2-960和超快速二氧化碳傳感器/CO2傳感器SprintIR6S, 通過精確的測量氧氣以及二氧化碳的濃度來調整氣調包裝內的氣氛環境,從而延長易腐食品的保質期。

頂空氣體分析儀中應用的氧氣傳感器和二氧化碳傳感器

制氧機專用氧化鋯氧氣傳感器SO-E2-960工作原理:

因為在氧化鋯電解質中電流的載體是氧離子,所以當電壓施加到氧化鋯電解槽時,氧氣通過氧化鋯盤被抽到陽極。如果給電解槽陰極加上一個帶孔的蓋子,氧氣流向陰極的速率就會受到限制。受到這個速率的限制,隨著所施加的電壓逐漸增加,電解槽內的電流會達到飽和。這個飽和電流被稱為極限電流,它與周邊環境中的氧氣濃度成正比。

制氧機專用氧化鋯氧氣傳感器SO-E2-960應用:

醫療:氧氣濃縮器、恒溫箱、制氧機

實驗室:惰性氣體處理柜(手套式操作箱)、細菌培養箱

食品產業:包裝、食品檢驗、監控水果成熟過程(儲存/運輸)

家庭/烹飪:自動化烘焙/烘烤(高溫>100℃)

測量技術:固定式/便攜式氧氣測量儀、在控制氧含量的情況下進行測量、空氣調節和流通
安全技術/監控:防火(氮氣增加,例如服務器機房)、溫室,酒窖、氣體貯藏,精煉廠、潛水、發酵單元

電氣工業:惰性氣體處理器和柜、惰性氣體焊接監控、在氮氣增加的情況下進行儲存(防氧化)、干燥設備、氮氣濃縮器、廢氣測量

制氧機專用氧化鋯氧氣傳感器SO-E2-960氧氣傳感器的優點:

測量范圍廣,1%~96%氧氣

高精度

多款型號呈線性特征

傳感器信號對溫度的依賴性小

交叉靈敏度低

使用壽命長

在多數情況下只需進行一次“單點校準”

頂空氣體分析儀中應用的氧氣傳感器和二氧化碳傳感器

一、英國GSS 超快速二氧化碳傳感器/CO2傳感器SprintIR6S描述:

SprintIR6S是我們的新型超快速CO2傳感器,用于高速應用,響應速度是任何其他NDIR CO2傳感器無法比擬。

SprintIR6S是專門為快速捕獲二氧化碳濃度變化的應用需求而設計的,適用于0-100%的CO2濃度測量。 傳感器每秒可讀取20個讀數,比目前的SprintIR傳感器響應速度快6倍,成為很快的電池供電的NDIR CO2傳感器。

二、英國GSS 超快速二氧化碳傳感器/CO2傳感器SprintIR6S主要優點:

很快的響應速度-比SprintIR系列快6倍

超快預熱時間-初次讀數<30秒

高速感應-每秒20次讀數(20Hz)

低功耗- 35mW

三、英國GSS 超快速二氧化碳傳感器/CO2傳感器SprintIR6S測量范圍:

0-5%

0-20%

0-100%

四、英國GSS 超快速二氧化碳傳感器/CO2傳感器SprintIR6S典型應用:

SprintIR6S專為高速傳感要求而設計,并適用于需要捕獲快速變化的二氧化碳濃度的應用,如:

二氧化碳圖譜

健身測試

代謝評估

體育科學

獸醫醫療

肺功能檢測儀

孵化器

[整理編輯:CK365測控網]
標簽:  二氧化碳傳感器[6]    頂空氣體分析儀[1]
 
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