奶粉多采用金屬罐裝，以確保包裝材料的高阻隔性及良好密封性，同時為了提供奶粉無氧或低氧環境，保證奶粉不易出現氧化變質等質量問題，常配合採用充氮包裝或氣調包裝，即充入氮氣或一定比例的二氧化碳氣體，但上述氣體的比例含量如何控制、罐內氣體成分是否因罐體洩漏出現變化，則需要採用嚴格的內部氣體成分分析儀器及合適的檢測方法進行驗證。本文詳細介紹了金屬罐裝奶粉內部頂空氣體成分的檢測方法及原理，以此為相關行業使用者提供較為詳細的技術參考。
工具/原料
金屬罐裝奶粉
HGA-03頂空氣體分析儀
測試意義
因奶粉含有大量的蛋白質、脂肪等高營養物質，所以與N2、H2O等氣體長期接觸時會出現緩慢氧化變質、結塊、顏色與口感異常等質量問題。鑑於奶粉上述特殊性，生產廠家採用高阻隔包裝材料對其進行保護，除了常見的鋁箔複合膜包裝袋以外，目前最受青睞的包裝材質為金屬罐，其分為鋁合金與馬口鐵兩種材質，有些高質量要求的廠家甚至搭配三層封口形式進行密封，即在罐口進行一層錫箔密封后再依次加上金屬蓋、塑料蓋封口，以此保證金屬罐裝的高阻隔性及完好密封性。
為了確保金屬罐內的無氧或低氧環境，生產企業多采用充氮包裝或氣調包裝，即將盛有奶粉的罐內的空氣抽到預定的真空度後，再充入純N2這一種氣體（充氮包裝）或一定比例的N2、CO2氣體（氣調包裝），最後完成罐口密封。充入N2是為了保證奶粉在此惰性氣體環境中避免被氧化，而充入的CO2則是為了抑制奶粉中大多數需氧菌的生長，並且促進奶粉中水分與CO2反應形成液態碳酸，形成微負壓，防止漲罐。但是，金屬罐易出現密封不良的問題，會進一步導致內部氣體洩漏，外部空氣進入罐內，導致奶粉被氧化或結塊等變質現象。另外，有些生產企業對罐內N2、CO2氣體比例的調節無法準確控制，常會出現漲罐或者奶粉在保質期內色澤發生變化等問題。因此，需要採取有效的監測手段對金屬罐內頂空部位的氣體成分進行檢測，以便於及時避免內在的質量問題。本文介紹一種新式的頂空分析儀HGA-03測試金屬罐裝奶粉中N2、CO2的比例含量，亦為乳製品生產企業提供乳粉成品包裝質量管控的技術指導。
檢測方法
頂空氣體分析採用氣體感測器法，即從密封包裝物內部頂空部位吸取一定體積的氣體樣品，再將其注入某種特定氣體的分析感測器中，待一定測試時間後記錄感測器輸出的相應氣體濃度值。不同氣體的含量檢測需要使用不同的氣體分析感測器。
測試步驟
在23℃、50%RH的標準環境下，將無明顯缺陷、洩露現象且密封良好的金屬罐試樣置於乾燥環境內調節狀態48小時以上。試樣數量5個，取測試平均值作為試驗結果。
將密封墊貼到試樣的待測部位，注意要貼牢固，防止漏氣。
開啟儀器電源，預熱儀器。
將取樣針頭插入樣品。待試樣放置穩定後，將取樣針頭刺穿密封墊中間部位進入試樣內部，但避免取樣針頭扎到包裝內的物品而導致針頭堵塞或斷裂。
設定試驗引數，如測試時間、氣體採集體積等。
點選開始試驗後，取樣器自動從試樣內部採集足夠體積的樣氣。
樣氣將自動經注樣口、管路進入氣體分析感測器。
間隔一定的測試時間或者待氣體分析感測器輸出的氣體濃度值穩定之後記錄試驗資料。關閉儀器電源。
測試結果
5個試樣內頂空氣體中O2和CO2比例含量的算術平均值分別為3.4%、28.8%。
結論
HGA-03頂空氣體分析儀在監測奶粉金屬罐內氣體成分時，可提供準確的O2和CO2比例含量，並進一步反映出內部N2比例含量，可為企業控制包裝密封性以及適合的N2、CO2充入比例提供堅實的技術指導。本試驗採用的檢測裝置同樣適用於其他含有一定氣體的包裝容器中O2和CO2的含量及其混合比例的測定。
注意事項
配備O2和CO2兩種氣體的分析感測器，感測器壽命分別可達到6年與15年以上
O2和CO2測量範圍均為0 ~ 100%，O2和CO2測量精度分別為±0.5%、±2%，特別是O2範圍為0 ~ 2%時，測量精度可達±0.1%