Permeatietests en de barrières – wat kan worden gemeten…en waarom?

Er zijn verschillende manieren om met permeatiesnelheidsberekeningen te werken, afhankelijk van waar u op test en het soort test dat u moet uitvoeren.

Als u wilt weten hoeveel zuurstof er door uw verpakking dringt of als u de doorvoer van waterdamp door verpakkingsfolie en barrières moet analyseren, dan is er een geschikt permeatietestinstrument.

Wat zijn de populaire soorten permeatietestinstrumenten? Welnu, onze klanten doen gewoonlijk een beroep op ons om hen te helpen met verschillende soorten tests: zuurstofpermeatietests en waterdamppermeatietests. En nu nemen we even de tijd om beide te verkennen.

Zuurstofpermeatietest en de waterdamppermeatietest

Deze testmethoden, die het meest worden aangetroffen in de levensmiddelen- en drankenindustrie, zijn zeer geschikt voor de kwaliteitscontrole van uw verpakkingen of verpakkingsmaterialen – een belangrijke overweging voor levensmiddelenproducenten wier goederen worden verpakt onder gemodificeerde atmosfeer; wanneer het van essentieel belang is de zuurstof te beperken om de groei van micro-organismen tegen te gaan. Dit verlengt de houdbaarheid en houdt uw klanten gezond!

Het is misschien wel het levengevende gas, maar zuurstof heeft het potentieel om aroma en vitamine C te vernietigen en de smaak van uw producten te beïnvloeden. Wilt u de barrière-eigenschappen controleren van de folies die u hebt geselecteerd voor uw afgewerkte verpakking en hun zuurstofdoorlaatbaarheid bepalen? Het is belangrijk om een zuurstofpermeatietest van hoge kwaliteit te kiezen.

De zuurstofbarrière-eigenschappen van verpakkingsmaterialen zijn de afgelopen jaren enorm verbeterd. Neem bijvoorbeeld polyethyleentereftalaat (PET). Het is een vorm van polyester die wordt geëxtrudeerd – of gegoten – in plastic flessen en verpakkingen voor het verpakken van voedsel en dranken, verzorgingsproducten en vele andere consumentenproducten. Tegenwoordig kan een PET-fles indrukwekkende resultaten behalen, zoals 0,015 cm³/één literfles per dag.

In de industrie wordt de zuurstofdoorlaatbaarheid van een folie meestal gemeten voordat de folie in de verpakking is verwerkt – waarbij het proces van verhitten, rekken en vormen de eigenschappen ervan kan beïnvloeden.

Onze gids voor permeatietests geeft u inzicht in de manieren waarop u met onze betaalbare en nauwkeurige instrumenten uw zuurstoftransmissiesnelheid (OTR) nauwkeurig kunt bepalen.

Waterdamp permeatie test

Het spreekt vanzelf dat u niet wilt dat er waterdamp door uw verpakkingsfolies en -barrières komt. Het is duidelijk waarom je dit niet in de voedingssector zou willen – niemand houdt van doorweekte chips! Maar het is ook een essentiële en veeleisende overweging voor onze klanten die werken met uiterst gevoelige elektronica in bijvoorbeeld de automobiel- of de luchtvaartsector.

Om de waterdampdoorlaatbaarheid door een materiaal te meten, moet u de waterdampdoorlaatbaarheid (WVTR) of de vochtdampdoorlaatbaarheid (MVTR) kennen. Eenvoudig gezegd geeft deze berekening van de permeatie de massa waterdamp aan die in een bepaalde tijdseenheid door een gemeten oppervlak wordt doorgelaten onder bepaalde omstandigheden van temperatuur en vochtigheid.

Met waterdampanalysatoren kunt u dit bereiken. Tegenwoordig bieden de meeste beschikbare instrumenten een breed meetbereik van 0,002-1000 g/m²/dag en nauwkeurige temperatuur-, vochtigheids- en debietregeling. Zo kunt u nauwkeurige en herhaalbare resultaten bereiken. Of u ze nu nodig hebt voor onderzoek en ontwikkeling van het testen van de watertransmissiesnelheid (wvtr) in zowel huidige als nieuw geformuleerde verpakkingsfoliematerialen, of voor snelle kwaliteitscontroletests.

Bij het uitvoeren van een berekening van de permeatiesnelheid is het ook erg belangrijk om rekening te houden met de temperatuur en de impact ervan op de permeatiesnelheden. Zelfs een temperatuurstijging of -daling van slechts één graad kan de resultaten aanzienlijk veranderen. Onze klanten in de verpakkingsindustrie zijn hier gevoelig voor. Een correcte temperatuurregeling tijdens uw experimenten is dus van vitaal belang om nauwkeurige en herhaalbare resultaten te verkrijgen.

Wij kunnen met dit alles helpen. Industrial Physics helpt al meer dan 30 jaar klanten met permeatietesten in verschillende sectoren. Onze veelzijdige en eenvoudig te bedienen permeatie-instrumenten bevatten sensoren van de hoogste kwaliteit op de markt. Ze geven u snelle resultaten en nauwkeurige aflezingen… zelfs bij de laagste niveaus.

Of u nu een permeatietest nodig hebt om uw onderzoek en ontwikkeling te ondersteunen of om effectieve kwaliteitscontroleprocessen mogelijk te maken, wij hebben de apparaten voor zuurstof-, gas- en waterdamppermeatietests om de klus te klaren – we kunnen u zelfs helpen met productontwikkeling, analyse door derden of academische onderzoeksdiensten.

Voor meer informatie, neem vandaag nog contact op!

Neem contact met ons op – Industrial Physics

Technieken voor de meting van de waterdamppermeatie

Traditioneel bestaat een WVTR-testsysteem en een systeem voor de berekening van de permeatiesnelheid uit een natte en een aangrenzende droge kamer, gescheiden door een vel barrièremateriaal. Aan de hand van de Wet van Fick kan met een strikte controle van de natte en droge omgeving de waterdamptransmissiesnelheid door een barrière worden berekend. De wet stelt dat diffusie door een barrière een lineaire functie is van de concentratiegradiënt over de barrière en de dikte ervan.

De meest gebruikelijke meetmethode voor het meten van waterdamppermeatie is de spectrale absorptiemethode van infrarood (IR).

NDIR (niet-dispersief infrarood) is ingeburgerd en populair voor permeatietests. Het is typisch gebaseerd op de absorptie van een enkele optisch gefilterde piek.

Verder de coulometrische sensoroptie, de nieuwste technologie, de P ₂ 0 ₅ , met een nieuwe ASTMF3299-18-standaard. Het is gebaseerd op de elektrolysestroom van de waterdamp die wordt geabsorbeerd in een hygroscopisch materiaal.

De kalibratienormen voor meetinstrumenten voor waterdamp

De meeste op IR-sensoren gebaseerde permeatietestinstrumenten hebben een karakteristieke reactie op waterdampconcentratie. Dit is te wijten aan het ontwerp van de instrumentdetector, die in de loop van de tijd kan gaan afwijken. Dergelijke toestellen moeten dan ook regelmatig worden gekalibreerd.

Daarentegen volgen de P ₂ 0 ₅ coulometrische sensoren de ‘wet van Faraday’, die betrekking heeft op de elektrochemische dissociatie van een watermolecuul tot precies twee elektronen; waardoor een stroom wordt geleverd die absoluut gerelateerd is aan het waterverbruik.

Kalibratienormen zijn beschikbaar in de vorm van traceerbare gasflessen, die normen produceren in het bereik van 5-2000 ppbv.

De verschillen in commerciële meetinstrumenten voor waterdamp

Er zijn twee klassen in de handel verkrijgbare permeatietestinstrumenten voor het meten van de waterdamptransmissiesnelheid. Dit zijn de NDIR-spectroscopische absorptieontwerpen en de coulometrische instrumenten.

NDIR-spectroscopische instrumenten voor permeatietests zijn niet absoluut, zodat periodieke kalibratie ten opzichte van een standaard noodzakelijk zal zijn om eventuele drift tegen te gaan en de nauwkeurigheid te handhaven.

Coulometrische metingen van de waterdampdoorlatingssnelheid vergen gewoonlijk wat meer huishoudelijk werk in de vorm van sensoronderhoud, maar verder zijn moderne digitale instrumenten ongecompliceerd en gebruikersvriendelijk. De voordelen zijn onder meer absolute metingen, die rechtstreeks verband houden met de precieze hoeveelheid doorgelaten waterdamp, waarvoor geen standaard behoeft te worden gebruikt. De nieuwste instrumenten hebben de gevoeligheid van de NDIR-types reeds overtroffen, en verdere verbeteringen liggen binnen bereik.