CN112577846A - 一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法，可以准确高效的检测瓶子的二氧化碳留存的能力，为制定碳酸饮料货架期提供数据依据，降低研发阶段的检测工作量；检测快捷，只需要将样品放在精密分析天平上称量即可；检测准确，不会涉及样品之间的差异波动，减少了人员检测的误差；非破坏性检测，降低工作量，从开始检测到最后结束，使用的同一组样品，只需称量这个动作即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种瓶子二氧化碳留存性能的检测方法，具体涉及一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法。
背景技术
碳酸瓶的二氧化碳留存性能是一个重要的检测项目，它决定了碳酸饮料的货架期。所以当一种新的瓶型设计完成后或者瓶子重量、材质进行了更改后，都需要进行二氧化碳留存测试。目前在用的方法主要有三种CarboQC法、非吸气取样式的Zahm-Nagel手摇法和吸气取样式的Zahm-Nagel手摇法，这三种方法都属于破坏性的检测方法，根据检测频率和周期制备多组碳酸水样品，通过多组测试，检测碳酸水在不同时期的二氧化碳含量，进而模拟出产品的货架期。此方法需要制备大量的碳酸水样品，工作量大，且样品的均匀性也受多个因素的干扰，影响最终检测结果的准确性。
如中国发明专利申请号为201310109747.6的专利文件中公开了一种测定碳酸饮料中二氧化碳含量的方法，包括如下步骤：（1）样品预处理：将未开盖的碳酸饮料放入冰箱的冷冻室中，待瓶内饮料接近冰冻时打开瓶盖，加入足量氢氧化钠水溶液，随后立即密封饮料瓶；缓慢摇晃数分钟后放至室温，待测定；（2）建立标准曲线：在多个顶空样品瓶中分别加入相同体积的足量硫酸水溶液，并密封样品瓶，然后用进样器往不同样品瓶中依次加入不同量的碳酸钠标准水溶液，再将顶空样品瓶放置于样品台上，然后进行顶空-气相色谱检测，所得气相色谱信号峰面积与加入碳酸根的量之间能得到一条标准曲线；顶空进样器的操作条件为：进样器加热炉温度50~70℃；顶空瓶中氮气的压力平衡时间0.2~1.0 min；管路的平衡时间0.05~0.1 min；顶空瓶在烘箱中的平衡时间2.0~4.0min；管路的充气时间1.0~3.0min；气相色谱的操作条件为：毛细管柱ID =0.53 mm，长度L = 30 m；柱温为35~75℃；载气为高纯氮气，其流速为3.0~3.5mL/min；检测器为热导检测器（TCD），检测器温度为210~250℃；（3）样品检测：准确量取适量的预处理样品，将其用进样器加入至已密封且装有硫酸溶液的顶空样品瓶中，将准备好的顶空样品瓶放置于样品台上，然后进行顶空-气相色谱检测，记录下样品的气相色谱峰面积；顶空进样器和气相色谱的操作条件的操作条件与步骤（2）相同；（4）结果计算：将步骤（3）所得峰面积与步骤（2）标准曲线进行比较，通过计算得到样品中二氧化碳的含量。该方法通过从碳酸饮料溶液中利用化学反应的方法萃取出二氧化碳气体，然后利用气相色谱信号峰面积与加入碳酸根的量之间的关系与标准曲线对比，从而得到碳酸饮料样品中二氧化碳的含量，整个检测过程非常繁杂，对检测人员的专业技术要求较高，检测难度大，不适宜一般企业品控人员使用此方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用称重法方便快捷、检测准确且适合大多企业品控人员使用的检测瓶子二氧化碳留存性能的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法，包括以下步骤：
步骤1：称量瓶子和瓶盖的总重量m1，并记录；
步骤2：向瓶子内注入适量的二氧化碳，然后使用瓶盖密封，得到检测瓶测试品；
步骤3：称量检测瓶测试品的总重量m2，并记录；
步骤4：计算检测瓶测试品内二氧化碳初始留存量GV值，计算公式为：
，其中V为瓶子的容积；
步骤5：将检测瓶测试品放入恒温恒湿箱标准的环境中；
步骤6：每隔一个检测周期，在恒温恒湿箱标准的环境中称量步骤5中的检测瓶测试品，称量总重量m3，并记录；检测周期可以根据瓶子的检测要求进行确定，可以是一个星期或一个月定为一个检测周期；
步骤7，计算每一个检测周期后检测瓶测试品内二氧化碳留存量GVn值，计算公式为：
，其中n按照检测周期的顺序，取1、2、3...，V为瓶子的容积；
步骤8，对比GV值与GVn值的差值关系即计算瓶内二氧化碳流失率，为制定碳酸饮料货架期提供数据依据，流失率越小，瓶子的二氧化碳留存性能越好，计算公式为：流失率=
。
在本发明中，步骤2中注入的二氧化碳为干冰，步骤3中称量检测瓶测试品的总重量m2之前，先待检测瓶测试品中的二氧化碳完全气化并恢复常温状态后再称量。
在本发明中，步骤5中的恒温恒湿箱标准的环境，温度控制在23±2℃范围内，湿度控制在50%±5%RH范围内。
本发明的有益效果是：1、本发明可以准确高效的检测瓶子的二氧化碳留存的能力，为制定碳酸饮料货架期提供数据依据，降低研发阶段的检测工作量；
2、检测快捷，只需要将样品放在精密分析天平上称量即可；
3、检测准确，不会涉及样品之间的差异波动，减少了人员检测的误差；
4、非破坏性检测，降低工作量，从开始检测到最后结束，使用的同一组样品，只需称量这个动作即可。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例：
一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法，包括以下步骤：
步骤1：称量瓶子和瓶盖的总重量m1，并记录；
步骤2：向瓶子内注入适量的二氧化碳，然后使用瓶盖密封，得到检测瓶测试品；为了便于二氧化碳的储存，此处二氧化碳为干冰，取出的干冰为块状，需要将干冰敲碎后使用夹取工具（如镊子）快速将细碎的干冰加入瓶子内，注意在取出干冰时需要佩戴手套，防止冻伤；
步骤3：待检测瓶测试品中的二氧化碳完全气化并恢复常温状态后，称量检测瓶测试品的总重量m2，并记录；
步骤4：计算检测瓶测试品内二氧化碳初始留存量GV值，计算公式为：
，其中V为瓶子的容积；
步骤5：将检测瓶测试品放入恒温恒湿箱标准的环境中，温度控制在23±2℃范围内，湿度控制在50%±5%RH范围内；
步骤6：每隔一个检测周期，在恒温恒湿箱标准的环境中称量步骤5中的检测瓶测试品，称量总重量m3，并记录；
步骤7，计算每一个检测周期后检测瓶测试品内二氧化碳留存量GVn值，计算公式为：
，其中n按照检测周期的顺序，取1、2、3...，V为瓶子的容积；
步骤8，对比GV值与GVn值的差值关系即计算瓶内二氧化碳流失率，为制定碳酸饮料货架期提供数据依据，流失率越小，瓶子的二氧化碳留存性能越好，计算公式为：流失率=
。
本实施例的计算原理如下：根据理想气体状态方程，标准理想状态下，1mol气体的体积是22.4L。1mol二氧化碳的质量是44g。所以1L的二氧化碳质量是
。
那么充填4.2GV容量为1L的瓶子所需要的二氧化碳质量
。
当然也可以通过以下公式根据称量的质量反推出二氧化碳的GV值，
，即进行瓶子二氧化碳留存性能检测时，检测人员可以根据预设定的GV值、称量的瓶子和瓶盖的总重量m1以及瓶子的容量V，计算出瓶子内需要注入的二氧化碳的质量；也可以通过称量的瓶子和瓶盖的总重量m1、瓶子的容量V以及步骤3中得到的检测瓶测试品中重量m2，计算得到检测瓶测试品内二氧化碳初始留存量GV值，本发明可以准确高效的检测瓶子的二氧化碳留存的能力，降低研发阶段的检测工作量；检测快捷，只需要将样品放在精密分析天平上称量即可；检测准确，不会涉及样品之间的差异波动，减少了人员检测的误差；且为非破坏性检测，降低工作量，从开始检测到最后结束，使用的同一组样品，只需称量这个动作即可。另外采用计算GV值对比的方式进行瓶子二氧化碳留存量性能优劣的评判指标，可以适用于不同瓶型或容量不同的瓶子二氧化碳留存量性能的检测，只需要制定一个GV值性能对比参考表即可，无需针对不同的瓶型或容量的瓶子分别制定GV值性能对比参考表，检测工作大大简化，检测方案的通用性较高。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：称量瓶子和瓶盖的总重量m1，并记录；
步骤2：向瓶子内注入适量的二氧化碳，然后使用瓶盖密封，得到检测瓶测试品；
步骤3：称量检测瓶测试品的总重量m2，并记录；
步骤4：计算检测瓶测试品内二氧化碳初始留存量GV值，计算公式为：
，其中V为瓶子的容积；
步骤5：将检测瓶测试品放入恒温恒湿箱标准的环境中；
步骤6：每隔一个检测周期，在恒温恒湿箱标准的环境中称量步骤5中的检测瓶测试品，称量总重量m3，并记录；
步骤7，计算每一个检测周期后检测瓶测试品内二氧化碳留存量GVn值，计算公式为：
，其中n按照检测周期的顺序，取1、2、3...，V为瓶子的容积；
步骤8，对比GV值与GVn值的差值关系即计算瓶内二氧化碳流失率，为制定碳酸饮料货架期提供数据依据，流失率越小，瓶子的二氧化碳留存性能越好，计算公式为：流失率=
。
2.根据权利要求1所述的一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法，其特征在于，步骤2中注入的二氧化碳为干冰，步骤3中称量检测瓶测试品的总重量m2之前，先待检测瓶测试品中的二氧化碳完全气化并恢复常温状态后再称量。
3.根据权利要求1所述的一种用称重法检测瓶子二氧化碳留存性能的方法，其特征在于，步骤5中的恒温恒湿箱标准的环境，温度控制在23±2℃范围内，湿度控制在50%±5%RH范围内。
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