Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов



Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов
Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов
Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов

 


Владельцы патента RU 2550962:

Де-Соуза Леонард Делали Коджо (RU)
Умарханов Руслан Умарханович (RU)
Попов Евгений Сергеевич (RU)
Кучменко Татьяна Анатольевна (RU)
Бахтина Татьяна Ивановна (RU)
Бердникова Евгения Викторовна (RU)
Родионова Наталья Сергеевна (RU)

Изобретение относится к аналитической химии пищевых производств. Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов включает формирование полимерного материала в виде пакета, его вакуумирование, герметизирование и термическую обработку, после которой пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха. Полученную пробу вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос», состоящего из массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров. Регистрируют изменение сигналов пьезосенсоров в парах равновесной газовой фазы пробы в течение 60 c с интервалом 1с, наибольшие отклики пьезосенсоров формируют в масс-ароматограмму максимумов, рассчитывают площадь масс-ароматограммы. В идентичных условиях анализируют пробу-стандарт полимерного материала. Оценку безопасности полимерного материала проводят путем сопоставления площади масс-ароматограмм анализируемой пробы и пробы-стандарта. Различие площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки. Изобретение позволяет оценить уровень возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов в процессе тепловой обработки при повышении точности и сокращении времени анализа. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии пищевых производств, а именно к оценке безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов с применением массива пьезокварцевых резонаторов с предварительной модификацией их электродов сорбентами различной природы (система «пьезоэлектронный нос»).

Упаковочные полимерные материалы для пищевых продуктов контролируются на содержание органических растворителей, мономеров, однако, изменяющиеся технологии тепловой кулинарной обработки пищевых продуктов, в том числе предварительная вакуумная упаковка, могут приводить к загрязнению пищевых продуктов опасными веществами, выделяющимися в жестких производственных условиях, например, нагревание в вакууме, при котором возможна эмиссия из полимеров токсичных мономеров.

Технической задачей изобретения является разработка способа оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов, позволяющего оценить уровень возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов, которые могут вызвать загрязнение вакуумированных пищевых продуктов в процессе тепловой обработки, без сложной многостадийной подготовки пробы и сложного оборудования, обеспечивающего высокую производительность, правильность, точность, сокращение времени анализа и простоту определения.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов, характеризующийся тем, что полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха, вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос», состоящего из массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов ОАВ типа с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными сорбентами из растворов полидиэтиленгликоля себацината, дициклогексана-18-краун-6, полиэтиленгликоля, тритона Х-100, триоктилфосфиноксида, 4-аминоантипирина, азотнокислого цирконила массой 5,0-10,0 мкг на электродах, регистрируют изменение сигналов пьезосенсоров в парах равновесной газовой фазы пробы в течение 60 c с интервалом 1 с, причем наибольшие отклики пьезосенсоров формируют в виде суммарного сигнала всех сенсоров в масс-ароматограмму максимумов, рассчитывается площадь масс-ароматограммы, которая является количественной мерой содержания легколетучих веществ в воздушной пробе, в идентичных условиях анализируют пробу-стандарт полимерного материала, а оценку безопасности полимерного материала проводят путем сопоставления площади масс-ароматограмм пробы и пробы-стандарта, причем различие площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0%, свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки.

Технический результат изобретения заключается в оценке уровня возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов, без сложной многостадийной подготовки пробы и сложного оборудования, обеспечивающего высокую производительность, правильность, точность, сокращение времени анализа и простоту определения.

Предлагаемый способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов осуществляют следующим образом.

Подготовка детектирующего устройства «пьезоэлектронный нос» осуществляется следующим образом. Формируют массив семи пьезорезонаторов с базовой частотой колебаний 10,0 МГц. На электроды пьезорезонаторов с двух сторон микрошприцем равномерно наносят определенные объемы индивидуальных сорбентов из растворов полидиэтиленгликоля себацината (ПДЭГС), дициклогексана-18-краун-6 (ДЦГ-18-К-6), полиэтиленгликоля (ПЭГ-2000), тритона Х-100 (ТХ-100), триоктилфосфиноксида (ТОФО), 4-аминоантипирина (4ААП), азотнокислого цирконила (AZr) с последующим статическим испарением свободных растворителей в сушильном шкафу или эксикаторе над слоем осушителя. Модифицированные пьезорезонаторы охлаждают в эксикаторе над слоем осушителя до 20,0±2,0°С. Полноту удаления растворителя подтверждает постоянство частоты колебания пьезорезонаторов с пленками (пьезосенсоры). Пьезосенсоры неподвижно закрепляют в держателях на крышке ячейки детектирующего устройства «пьезоэлектронный нос».

Пробоподготовка. Упаковочный полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха, вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос».

Измерение аналитического сигнала «пьезоэлектронного носа». Пробу воздуха быстро инжектируют в ячейку детектирующего устройства. Одновременно фиксируют частоту колебания пьезосенсоров с интервалом 1 с в течение 60 с. Для восстановления модификаторов пьезосенсоры регенерируют в сушильном шкафу при рабочей температуре сорбентов в течение 2-5 мин или выполняют продувку ячейки детектирующего устройства в течение 5-7 мин.

Суммарный сигнал «пьезоэлектронного носа» формируется в виде масс-ароматограмм искусственного аромата. Алгоритм считывания сигналов и формирования масс-ароматограмм, а также количество пьезосенсоров в массиве оптимизированы для достижения максимального различия суммарного аналитического сигнала (масс-ароматограмм) для пробы-стандарта.

В качестве пробы-стандарта выбрана проба полимерного материала, соответствующая ГОСТ Р 12302-2003 «Пакеты из полимерных и комбинированных материалов. Общие технические условия».

Для пробы-стандарта строят стандартные масс-ароматограммы откликов массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров, полученных в течение 60 с. В идентичных условиях анализируют пробы полимерных материалов различных производителей. Их масс-ароматограммы сравнивают со стандартной масс-ароматограммой. При несовпадении вида и площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% проба отклоняется как несоответствующая требованиям нормативных документов.

Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов иллюстрируется следующим примером.

Подготовка детектирующего устройства. Электроды семи пьезосенсоров с собственной частотой колебаний 10 МГц модифицируют равномерным нанесением с двух сторон микрошприцем растворов полидиэтиленгликоля себацината (ПДЭГС), дициклогексана-18-краун-6 (ДЦГ-18-К-6), полиэти-ленгликоля (ПЭГ-2000), тритона Х-100 (ТХ-100), триоктилфосфиноксида (ТОФО), 4-аминоантипирина (4ААП), азотнокислого цирконила (AZr) для получения массы пленки 5-10 мкг после статического испарения свободных растворителей в эксикаторе над слоем осушителя или в сушильном шкафу при температуре 50,0±1,0°C в течение 20 мин. Модифицированные пьезорезонаторы (пьезосенсоры) охлаждают в эксикаторе над слоем осушителя до 20,0±1,0°С.

Пьезосенсоры неподвижно закрепляют в держателях на крышке и помещают в герметичную ячейку детектирующего устройства «пьезоэлектронный нос» объемом 50,0 см3.

Пробоподготовку образцов упаковочных полимерных материалов осуществляют следующим образом: упаковочных полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют, с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха.

Измерение аналитического сигнала «пьезоэлектронного носа». Полученную пробу воздуха вводят шприцем в ячейку детектирующего устройства «пьезоэлектронный нос». Отклики пьезосенсоров регистрируют с помощью компьютера с интервалом 1 с в течение 60 с. Сигналы пьезосенсоров формируют в масс-ароматограмму (фиг. 1).

При анализе пробы-стандарта получена масс-ароматограмма, определенная как стандарт (фиг. 1).

Модификаторы пьезосенсоров регенерируют в сушильном шкафу при температуре 50,0±1,0°C в течение 5 мин. После охлаждения в эксикаторе до 20,0±2,0°C их применяют для последующих определений.

Полученные пробы воздуха из полимерной упаковки различных производителей (проба №1-2) объемом 2,0 см вводят последовательно в ячейку детектирования системы «пьезоэлектронный нос». Строят масс-ароматограммы воздуха анализируемых проб (фиг.2). Сопоставление масс-ароматограмм нескольких образцов полимерных упаковок позволяет установить соответствие выбранным стандартам. Несовпадение вида и площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки. Установлено, что по содержанию легколетучих соединений состав воздуха из трех полимерных пакетов существенно различается. Суммарная площадь масс-ароматограммы стандарта полимерной упаковки принята за 100%, а площади масс-ароматограмм проб пересчитаны относительно этой величины (табл. 1).

Для анализируемых проб установлено, что проба №1 соответствует стандарту, различия геометрии масс-ароматограмм не превышают 30,0±1,0% и составляют 28,90%. Проба №2 полимерной упаковки не соответствует принятому стандарту, так как содержит большое количество легколетучих примесей, о чем свидетельствует величина суммарного аналитического сигнала «пьезоэлектронного носа» (различия геометрии масс-ароматограмм превышают 30,0±1,0% и составляют 1134,0%). Полимерный упаковочный материал №2 не рекомендуется применять для вакуумной упаковки и последующей тепловой обработки пищевых продуктов. Способ осуществим.

Устойчивость выбранных пленок позволяет многократно применять модифицированные пьезорезонаторы (пьезосенсоры) - число циклов сорбции без обновления рабочих пленок - модификаторов более 200. Потеря пленки по массе после 200 циклов сорбции не превышает 1,0%. Воспроизводимость измерений 10,0%, продолжительность анализа, включая модификацию электродов, составляет 40 мин; повторные измерения для одной пробы 10 мин, производительность анализа 6-8 проб/час.

Изменение условий эксперимента: увеличение или уменьшение числа сенсоров, увеличение или уменьшение массы пленок-модификаторов, изменение их природы, алгоритма построения кинетических масс-ароматограмм приводит к уменьшению метрологической надежности и чувствительности измерений, снижению степени различия масс-ароматограмм, уменьшению числа измерений без обновления покрытий пьезорезонаторов, а также к срыву автоколебаний пьезорезонаторов и невозможности осуществления способа.

Предложенный способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов позволяет

- оценить уровень возможной эмиссии легколетучих соединений из полимерных материалов, без сложной многостадийной подготовки пробы;

- сократить продолжительность контроля и повысить производительность определения за счет многократного применения массива пьезосенсоров без обновления рабочих пленок-сорбентов;

- упростить стадию визуализации результатов в масс-ароматограммы, что существенно сокращает стадию принятия решения о качестве пробы без привлечения высококвалифицированного персонала.

Способ оценки безопасности упаковочных полимерных материалов для тепловой обработки вакуумированных пищевых продуктов, характеризующийся тем, что полимерный материал, сформированный в виде пакета, вакуумируют, герметизируют с последующей термической обработкой, после чего полимерный пакет термостатируют при комнатной температуре, вкалывают в него шприцем 5,0 см3 осушенного воздуха и через 5 мин, не вынимая шприца, отбирают 3,0 см3 воздуха, вводят в герметичную ячейку детектирования устройства «пьезоэлектронный нос», состоящего из массива семи масс-чувствительных пьезосенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов ОАВ типа с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными сорбентами из растворов полидиэтиленгликоля себацината, дициклогексана-18-краун-6, полиэтиленгликоля, тритона Х-100, триоктилфосфиноксида, 4-аминоантипирина, азотнокислого цирконила массой 5,0-10,0 мкг на электродах, регистрируют изменение сигналов пьезосенсоров в парах равновесной газовой фазы пробы в течение 60 c с интервалом 1 с, причем наибольшие отклики пьезосенсоров формируют в виде суммарного сигнала всех сенсоров в масс-ароматограмму максимумов, рассчитывается площадь масс-ароматограммы, которая является количественной мерой содержания легколетучих веществ в воздушной пробе, в идентичных условиях анализируют пробу-стандарт полимерного материала, а оценку безопасности полимерного материала проводят путем сопоставления площади масс-ароматограмм пробы и пробы-стандарта, причем различие площади масс-ароматограмм более чем на 30,0±1,0% свидетельствует о несоответствии пробы стандарту полимерной упаковки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам испытания материалов. Сущность: образец сначала растягивают до максимальной заданной деформации, выдерживают при этой деформации заданное время, сжимают до исходного ненагруженного состояния, выдерживают заданное время, затем циклически деформируют с выдержкой по времени на каждой ступени деформации при растяжении и сжатии, при этом деформация на каждом цикле растяжения задается меньшей, чем на предыдущем цикле, а деформация на каждом цикле разгрузки задается большей, чем на предыдущем цикле.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения профиля поверхностей низкомодульных вязкоупругих листовых материалов легкой промышленности, а именно искусственных и натуральных кож и прочего.

Изобретение относится к области инновационных технологий и может быть использовано для повышения эффективности определения функциональных параметров полимерных композиционных материалов, определяющих эффективность перспективных технических систем.
Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии, и может быть применено для установления наличия первично-множественного синхронного рака толстой кишки.

Изобретение относится к области производства углерод-углеродных композиционных материалов различного назначения, предназначено для сравнительной оценки пропитки жгутов углеродного волокна (УВ) расплавами пеков и может быть использовано при отработке технологий производства углерод-углеродных композиционных материалов, имеющих различные свойства, посредством модификации или замены пекового связующего и/или углеродного волокна, например, в научных лабораториях, в частности, при проведении лабораторных работ.

Изобретение относится к определению марки вулканизированной резины и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к способу оценки концентрации смолоподобных веществ в водной суспензии титрованием и может быть использовано в области экспериментальной и промышленной биотехнологии.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля физико-механических характеристик кожи и подобных ей мягких композитов.

Изобретение относится к способу оценки влияния нанокомпонентов на санитарно-химические свойства полимерных материалов заключается в газохроматографическом анализе летучих органических соединений из газовых проб, отобранных из камеры при тестировании образцов полимерных материалов с модифицирующими минеральными добавками.
Изобретение относится к легкой промышленности. .

Изобретение относится к технике измерений относительной электрической проводимости и солености жидкостей (например, морской воды) и может быть использовано в метрологии в качестве образцовых средств, а также для измерения активных проводимостей и сопротивлений. Технический результат - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к контролю целостности протяженных изделий: электрических проводников, изделий металлопроката, оптоволоконных линий и кабелей связи, и может быть использовано в электротехнике, электроснабжении, горной промышленности, строительстве и других областях.

Изобретение относится к области измерения влагосодержания газов. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности.

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает измерение плотности тока в локальных объемах твердых сред. Датчик устройства представляет собой толстостенную трубку-дюбель 1, выполненную из диэлектрического пластичного материала, на наружной цилиндрической поверхности которой укреплены токовые электроды 2 и 3, разъединенные пластичными диэлектрическими прокладками 4 и с обратной стороны .

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в системах управления транспортированием текстильного материала в процессе технологической обработки в форме жгута.

Изобретение относится к области машиностроения для легкой промышленности и может быть использовано для создания систем обнаружения металлических частиц в текстильных материалах, в нетканой основе при производстве синтетической кожи, фетра и т.д.

Изобретение относится к области машиностроения для легкой промышленности и может быть использовано для создания систем обнаружения металлических частиц в текстильных материалах, в нетканой основе при производстве синтетической кожи, фетра и т.д.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания хлорбензола в природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических водах.

Изобретение относится к электроаналитическим системам. Система состоит из двух перистальтических насосов, содержащего петлю инжектора, проточной амперометрической ячейки с включенным биосенсором, потенциостата.
Использование: для детектирования монооксида углерода (угарный газ) в воздухе. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления включает получение нанокристаллических широкозонных полупроводниковых оксидов MeO (SnO2, ZnO, In2O3), получение золей квантовых точек узкозонных полупроводников CdX (X=Se, Те, S) и пропитку оксидов золями квантовых точек с последующей сушкой для формирования гетероконтактов MO/CdX.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерению концентрации кислорода и водорода, предназначенных для поверки, калибровки анализаторов растворенного в жидких средах кислорода и водорода. Устройство для воспроизведения и передачи единиц массовой концентрации кислорода и водорода в жидких средах основано на последовательном приготовлении образцовых растворов жидкости и определении в них содержания растворенного кислорода или водорода. Устройство содержит рабочую камеру, систему терморегуляции, включающую термостат и теплообменный контур, эталонный барометр, эталонный термометр с датчиком, погруженным в среду рабочей камеры, мешалку. Также устройство снабжено анализаторами кислорода и водорода, рабочая камера рассчитана на высокое давление газа и выполнена с предусмотренным смотровым окном и посадочными местами для электрохимических и оптических датчиков анализаторов кислорода или водорода, которым передаются единицы массовой концентрации кислорода и водорода. Кроме того, устройство снабжено системой подачи газовых смесей, состоящей из баллонов с поверочными газовыми смесями, баллона с инертным газом и системы регулирования потока и расхода поверочных газовых смесей, включающей в себя газовую линию, барботер для прокачивания газовых смесей в рабочую камеру, клапаны тонкой регулировки, установленные на входе и выходе рабочей камеры. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение точности проведения поверки и градуировки анализаторов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх