ASTM F1307 Rýchlosť prenosu kyslíka cez suché balenia pomocou coulometrického senzora

Štandardná testovacia metóda ASTM F1307 pre rýchlosť dodávania kyslíka cez suché balenia s použitím coulometrického senzora , ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre testovanie a materiály (ASTM) , opisuje testovaciu metódu na určenie rýchlosti dodávania kyslíka v ustálenom stave cez balenia. Konkrétnejšie, táto metóda je použiteľná pre balenia, ktoré pri bežnom používaní obklopujú suché prostredie.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Rýchlosť prenosu kyslíka je množstvo kyslíka, ktoré prechádza cez povrch obalu za jednotku času, keď sa naň aplikuje. Mali by sa špecifikovať testovacie podmienky vrátane teploty, parciálneho tlaku kyslíka a vlhkosti na oboch stranách obalu. Konvenčná fólia Na odlíšenie od výsledkov merania rýchlosti prenosu kyslíka sa v jednotke rýchlosti prenosu používa termín balenie. Na rozdiel od testov filmu, kde je testovacia plocha vždy známa, meranie rýchlosti prenosu kyslíka v balení často zahŕňa zložité systémy vrátane tesnení a uzáverov, cez ktoré dochádza k prenosu kyslíka. Test rýchlosti prenosu kyslíka v balení je vo všeobecnosti skôr testom baliaceho systému ako jednoduchým testom komponentov.
• Koeficient priepustnosti kyslíka je súčinom priepustnosti bariéry a jej hrúbky. Priepustnosť má význam iba pre homogénne materiály, v takom prípade ide o vlastnosť charakteristickú pre sypký materiál. Táto veličina by sa nemala používať, pokiaľ vzťah medzi hrúbkou a priepustnosťou nebol overený v testoch s použitím rôznych hrúbok materiálu.
• Priepustnosť kyslíka vyjadruje pomer rýchlosti prenosu kyslíka k rozdielu parciálneho tlaku kyslíka na oboch stranách steny obalu.

Táto testovacia metóda používa coulometrický kyslíkový senzor a súvisiace zariadenie v usporiadaní podobnom tomu, ktoré je opísané v norme ASTM D3985 „Štandardná testovacia metóda pre rýchlosť prenosu kyslíka cez plastovú fóliu a dosky s použitím coulometrického senzora“. Rýchlosť prenosu kyslíka sa určí po namontovaní obalu do testovacieho zariadenia a jeho vyvážení v testovacom prostredí.

Obal je namontovaný tak, že vonkajšia strana obalu je vystavená známej koncentrácii kyslíka, zatiaľ čo vnútro obalu je pomaly preplachované prúdom dusíka. Obal môže byť vystavený okolitému vzduchu v miestnosti s obsahom 20,8 percenta kyslíka alebo ponorený do 100-percentnej kyslíkovej atmosféry. Keď kyslík difunduje cez steny obalu do nosného plynu dusíka, je transportovaný do coulometrického detektora, kde generuje elektrický prúd úmerný množstvu kyslíka prúdiaceho do detektora za jednotku času.

Rýchlosť prenosu kyslíka je dôležitým faktorom ochrany poskytovanej bariérovými materiálmi. Nie je to však jediný faktor a na koreláciu výkonu obalu s rýchlosťou prenosu kyslíka by sa mali použiť ďalšie empirické testy. Táto testovacia metóda je vhodná ako recenzovaná testovacia metóda, ak sa používateľ a zdroj dohodnú na postupoch odberu vzoriek, štandardizačných postupoch, testovacích podmienkach a kritériách prijatia.

Prítomnosť určitých rušivých látok v prúde nosného plynu môže viesť k nežiaducim elektrickým výstupom a chybovým faktorom. Medzi rušivé látky patrí voľný chlór a niektoré silné oxidačné činidlá. Expozícia oxidu uhličitému by sa mala minimalizovať, aby sa zabránilo poškodeniu senzora reakciou s elektrolytom hydroxidu draselného.

Zariadenie na prenos kyslíka použité v testoch pozostáva z nasledujúcich častí:

• Stanice na testovanie obalov poskytujú prostriedky na vstup a výstup prúdov nosného plynu dusíka bez významných strát alebo únikov. Skúsenosti ukázali, že usporiadania s použitím viacerých staníc na testovanie obalov sú praktickým spôsobom, ako zvýšiť počet meraní dostupných z coulometrického senzora. Rozdeľovací ventil spája stranu nosného plynu každej testovacej stanice so senzorom vo vopred určenom vzore. Nosný plyn nepretržite preplachuje strany nosného plynu obalov, ktoré nie sú pripojené k senzoru. Vhodný testovací plyn (100 percent kyslíka) alebo normálny vzduch z miestnosti (20,8 percenta kyslíka) prichádza do kontaktu s vonkajšou stranou obalu.
• Difúzna cela je kus kovu pozostávajúci z dvoch polovíc, ktoré po uzavretí nad filmom použitým na kalibráciu systému presne definujú kruhovú plochu tohto filmu. Typické plochy difúznej cely sú 100 cm² a 30 cm². Objemy v cele nad a pod uzavretým filmom nie sú kritické; mali by byť dostatočne malé, aby umožňovali rýchlu výmenu plynov, ale nie také malé, aby sa previsnutý alebo vydutý nepodložený film dotýkal hornej alebo dolnej časti cely. Na meranie teploty cely sú k dispozícii prístroje.
• Vhodne veľká drážka vyfrézovaná do strany difúznej cely, kde je vedený kyslík (alebo testovací plyn), drží neoprénový O-krúžok. Testovaná oblasť je definovaná ako plocha vytvorená vnútorným kontaktným priemerom stlačeného O-krúžku, keď je difúzna cela stlačená oproti testovanej vzorke. Túto plochu možno určiť meraním vnútorného priemeru odtlačku, ktorý O-krúžok zanechá na vzorke po vybratí z difúznej cely.
• Strana difúznej cely s dusíkom (alebo nosným plynom) by mala mať plochý, vyvýšený okraj. Tento okraj je tesniacim povrchom, na ktorý sa pritlačí testovaná vzorka, takže by mal byť hladký a plochý, bez škrabancov, ktoré by mohli podporiť únik. Obe polovice difúznej cely by mali mať vhodné pripojenia pre vstup a výstup plynu bez významných strát alebo únikov. Je žiaduce termostatické ovládanie difúznej cely. Na tento účel postačuje jednoduchý odporový ohrievač pripojený na stranu nosného plynu cely, aby sa zabezpečil dobrý tepelný kontakt. Teplotu cely bude regulovať termistorový snímač a vhodný riadiaci obvod, pokiaľ sa merania nevykonávajú v blízkosti teploty okolia. V tomto prípade je žiaduce zabezpečiť chladiace cievky na odvod časti tepla.
• Katalyzátorové lôžko je malá kovová trubica s armatúrami na pripojenie k vstupu pneumatickej armatúry s dusíkom, ktorá obsahuje 3 až 5 percent platinového alebo paládiového katalyzátora na oxide hlinitom a poskytuje v podstate bezkyslíkatý nosný plyn do difúznej komory a každej testovacej stanice balenia.
• Na monitorovanie prietoku nosného plynu dusíka prechádzajúceho každou testovacou stanicou je potrebný prietokomer s prevádzkovým rozsahom 5 až 100 ml/min.
• Prepínacie ventily prietoku sú dva alebo viac ventilov na prepínanie prúdov dusíka a testovacieho plynu.
• Na monitorovanie množstva dodaného kyslíka sa používa coulometrický senzor citlivý na kyslík, ktorý pracuje s v podstate konštantnou účinnosťou.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, sa môže pochváliť silným tímom zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so štandardnou testovacou metódou ASTM F1307 pre rýchlosť prenosu kyslíka cez suché balenia s použitím coulometrického senzora.