ASTM F1307 Laju Transmisi Oksigen melalui Kemasan Kering Menggunakan Sensor Koulometri

Metode Uji Standar ASTM F1307 untuk Laju Pengiriman Oksigen Melalui Paket Kering Menggunakan Sensor Coulometrik , yang dikembangkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM), menjelaskan metode pengujian untuk menentukan laju pengiriman gas oksigen dalam kondisi tunak melalui paket. Lebih spesifiknya, metode ini berlaku untuk paket yang akan mengelilingi lingkungan kering dalam penggunaan normal.

Untuk tujuan standar ini, istilah dan definisi berikut berlaku:

• Laju transmisi gas oksigen adalah jumlah gas oksigen yang melewati permukaan kemasan per satuan waktu ketika diaplikasikan padanya. Kondisi pengujian, termasuk suhu, tekanan parsial oksigen, dan kelembapan di kedua sisi kemasan, harus ditentukan. Film konvensional Untuk membedakannya dari hasil laju transmisi gas oksigen, istilah paket digunakan dalam satuan laju transmisi. Tidak seperti uji film, yang area ujinya selalu diketahui, pengukuran laju transmisi oksigen dalam kemasan seringkali melibatkan sistem yang kompleks, termasuk segel dan penutup, yang menjadi tempat terjadinya transmisi oksigen. Uji laju transmisi gas oksigen dalam kemasan umumnya merupakan uji sistem pengemasan, bukan uji komponen sederhana.
• Koefisien permeabilitas oksigen adalah hasil perkalian antara permeabilitas dan ketebalan penghalang. Permeabilitas hanya relevan untuk material homogen, yang dalam hal ini merupakan karakteristik sifat material secara keseluruhan. Nilai ini tidak boleh digunakan kecuali hubungan antara ketebalan dan permeabilitas telah diverifikasi dalam pengujian menggunakan berbagai ketebalan material.
• Permeabilitas oksigen menyatakan rasio laju transmisi gas oksigen terhadap perbedaan antara tekanan parsial oksigen di kedua sisi dinding kemasan.

Metode pengujian ini menggunakan sensor oksigen koulometri dan peralatan terkait dalam pengaturan yang serupa dengan yang dijelaskan dalam ASTM D3985, "Metode Uji Standar untuk Laju Transmisi Gas Oksigen melalui Film dan Lembaran Plastik Menggunakan Sensor Koulometri." Laju transmisi gas oksigen ditentukan setelah kemasan dipasang pada perlengkapan uji dan diseimbangkan dalam lingkungan pengujian.

Kemasan dipasang sedemikian rupa sehingga bagian luar kemasan terpapar pada konsentrasi oksigen yang diketahui, sementara bagian dalam kemasan dibersihkan secara perlahan dengan aliran nitrogen. Kemasan dapat terpapar pada udara ruangan sekitar yang mengandung 20,8 persen oksigen atau direndam dalam atmosfer 100 persen oksigen. Saat oksigen berdifusi melalui dinding kemasan ke dalam gas pembawa nitrogen, oksigen tersebut diangkut ke detektor koulometri, yang kemudian menghasilkan arus listrik yang sebanding dengan jumlah oksigen yang mengalir ke detektor per satuan waktu.

Laju transmisi gas oksigen merupakan penentu penting perlindungan yang diberikan oleh bahan penghalang. Namun, ini bukan satu-satunya penentu, dan pengujian empiris tambahan perlu dilakukan untuk mengkorelasikan kinerja kemasan dengan laju transmisi gas oksigen. Metode uji ini cocok sebagai metode uji peer-review jika pengguna dan sumber sepakat mengenai prosedur pengambilan sampel, prosedur standardisasi, kondisi pengujian, dan kriteria penerimaan.

Kehadiran zat pengganggu tertentu dalam aliran gas pembawa dapat menyebabkan keluaran listrik yang tidak diinginkan dan faktor kesalahan. Zat pengganggu tersebut meliputi klorin bebas dan beberapa oksidator kuat. Paparan karbon dioksida juga harus diminimalkan untuk mencegah kerusakan sensor akibat reaksi dengan elektrolit kalium hidroksida.

Peralatan transmisi gas oksigen yang digunakan dalam pengujian terdiri dari bagian-bagian berikut:

• Stasiun uji kemasan menyediakan jalur masuk dan keluar aliran gas pembawa nitrogen tanpa kehilangan atau kebocoran yang signifikan. Pengalaman menunjukkan bahwa pengaturan menggunakan beberapa stasiun uji kemasan merupakan cara praktis untuk meningkatkan jumlah pengukuran yang tersedia dari sensor koulometri. Manifold katup menghubungkan sisi gas pembawa dari setiap stasiun uji ke sensor dalam pola yang telah ditentukan. Gas pembawa secara terus-menerus membersihkan sisi gas pembawa kemasan yang tidak terhubung ke sensor. Gas uji yang sesuai (100 persen oksigen) atau udara ruangan normal (20,8 persen oksigen) bersentuhan dengan bagian luar kemasan.
• Sel difusi adalah sepotong logam yang terdiri dari dua bagian yang, ketika ditutup di atas film yang digunakan untuk kalibrasi sistem, akan secara akurat menentukan luas lingkaran film tersebut. Luas sel difusi yang umum adalah 100 cm² dan 30 cm². Volume di dalam sel di atas dan di bawah film tertutup tidaklah kritis; volume tersebut harus cukup kecil untuk memungkinkan pertukaran gas yang cepat, tetapi tidak terlalu kecil sehingga film yang menggantung atau menggembung tanpa penyangga akan menyentuh bagian atas atau bawah sel. Instrumen disediakan untuk mengukur suhu sel.
• Alur berukuran sesuai yang dibuat pada sisi oksigen (atau gas uji) sel difusi menampung cincin-O neoprena. Area uji didefinisikan sebagai area yang terbentuk oleh diameter kontak internal cincin-O yang terkompresi ketika sel difusi dikompresi terhadap sampel uji. Area ini dapat ditentukan dengan mengukur diameter internal cetakan yang ditinggalkan oleh cincin-O pada sampel setelah dikeluarkan dari sel difusi.
• Sisi nitrogen (atau gas pembawa) sel difusi harus memiliki tepi yang rata dan menonjol. Tepi ini merupakan permukaan penyegel tempat sampel uji ditekan, sehingga harus halus dan rata, bebas dari goresan yang dapat menyebabkan kebocoran. Kedua bagian sel difusi harus memiliki sambungan yang sesuai untuk saluran masuk dan keluar gas tanpa kehilangan atau kebocoran yang signifikan. Kontrol termostatik sel difusi sangat dibutuhkan. Pemanas resistansi sederhana yang terhubung ke sisi gas pembawa sel untuk memastikan kontak termal yang baik sudah cukup untuk tujuan ini. Sensor termistor dan rangkaian kontrol yang sesuai akan mengatur suhu sel kecuali pengukuran dilakukan mendekati suhu sekitar. Dalam hal ini, sebaiknya disediakan kumparan pendingin untuk menghilangkan sebagian panas.
• Tempat tidur katalis adalah tabung logam kecil dengan alat penyambung untuk menghubungkan ke saluran masuk alat pneumatik gas nitrogen yang mengandung 3 persen hingga 5 persen katalis platinum atau paladium pada alumina dan menyediakan gas pembawa yang pada dasarnya bebas oksigen ke sel difusi dan setiap stasiun pengujian paket.
• Alat pengukur aliran dengan rentang operasi 5 hingga 100 mL/menit diperlukan untuk memantau laju aliran gas pembawa nitrogen yang melewati setiap stasiun pengujian.
• Katup pengalih aliran adalah dua atau lebih katup untuk mengalihkan aliran gas nitrogen dan gas uji.
• Untuk memantau jumlah oksigen yang disalurkan, sensor koulometri peka oksigen digunakan, yang beroperasi pada efisiensi yang pada dasarnya konstan.

Organisasi kami, yang telah mendukung berbagai bisnis di berbagai sektor selama bertahun-tahun melalui beragam kegiatan pengujian, pengukuran, analisis, dan evaluasi, memiliki tim karyawan yang tangguh yang senantiasa mengikuti perkembangan sains dan teknologi global dan terus meningkatkan diri. Dalam konteks ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan Metode Uji Standar ASTM F1307 untuk Laju Transmisi Oksigen melalui Kemasan Kering Menggunakan Sensor Koulometri.