顶空氧分析仪
顶空氧分析仪是一种专门用于测量密闭容器(如安瓿瓶、西林瓶、输液袋、食品包装、药品泡罩等)顶部空间(即“顶空”)中氧气(O?)浓度的精密仪器。
技术优势
1.高灵敏度
顶空氧分析仪采用先进的测量技术,能够检测到极低浓度的氧气,灵敏度高达ppm级别,几乎没有遗漏,可以满足不同场合的需求。
2.快速响应
由于传感器材料的选择和测量原理的优化,顶空氧分析仪具有快速响应的特点,能够在几秒钟内完成氧气浓度的监测,为用户提供即时反馈,有助于及时采取措施。
3.易于操作
现代顶空氧分析仪设计人性化,配备友好的操作界面,用户可通过简单的按钮和触摸屏进行操作,即便是没有专业知识的人员也能轻松上手。
4.便携性
许多顶空氧分析仪型号设计轻巧,便于携带,这意味着用户可以在不同的环境中灵活使用,满足现场快速检测的需求。
工作原理
顶空氧分析仪主要基于激光调谐吸收光谱技术,也称为激光法或荧光衰减法(较少见)。目前主流是激光法。
1.激光法:
原理:仪器发射一束特定波长的近红外激光(通常为760nm,对应氧气分子的吸收峰),穿过容器的顶空区域。
检测:激光穿过顶空后,被另一侧的探测器接收。
计算:根据比尔-朗伯定律,氧气分子会吸收特定波长的激光,导致光强衰减。仪器通过测量激光穿过顶空前后的光强差,精确计算出氧气的浓度。
特点:非侵入式(无需刺破包装)、快速、精确、可重复测量同一容器。
2.荧光衰减法:
原理:将一个微小的荧光感应贴片预先放置在包装内部或贴在容器内壁。当仪器发射蓝光照射贴片时,贴片中的荧光物质被激发发出红光。
检测:氧气分子会淬灭(减弱)荧光,氧气浓度越高,荧光衰减得越快。
计算:仪器测量荧光的衰减时间(寿命),从而推算出氧气浓度。
特点:需要预先植入感应贴片,但可实现在线、连续监测。
使用方法
1.开机预热与校准
接通电源,打开仪器开关,预热5-15分钟(依型号而定)。
进行校准:
使用零点气(纯氮气或已知0%O?的样品)和/或跨度气(如空气,20.9%O?)进行校准。
将标准气体容器或已知浓度的样品放置在测量位置,按仪器提示执行校准程序。
校准是确保测量准确的关键步骤,需定期(如每天使用前)进行。
2.准备待测样品
确保待测容器(如西林瓶、安瓿瓶、输液袋等)外表面清洁、干燥、无破损、无标签遮挡测量区域。
确认容器内有足够高度的顶空空间(通常要求≥3-5mm,具体看仪器要求)。
样品温度应接近室温,避免冷凝水影响。
3.放置样品
将待测容器垂直放入仪器的样品槽或固定夹具中。
调整容器位置,使激光束能垂直穿过容器的顶空区域(通常仪器有定位指示或自动对焦功能)。
对于不规则包装,需确保测量点位于顶空上方且路径清晰。
4.开始测量
按下“测量”或“开始”按钮(或仪器自动触发)。
仪器发射激光穿过容器顶空,探测器接收信号并计算氧气浓度。
测量过程通常持续几秒钟。
5.读取结果
测量完成后,氧气浓度值(%O?)会直接显示在仪器屏幕上。
部分仪器可存储数据、打印结果或连接电脑导出。
6.重复测量
取出当前样品,放入下一个待测样品,重复步骤3-5。
7.关机
使用完毕后,关闭仪器电源。
清洁样品台,保持仪器整洁。
注意事项
1.容器材质:激光法要求容器对激光波长透明(如玻璃、透明塑料)。金属罐、铝箔袋等不透明包装无法使用激光法。
2.顶空高度:顶空空间过小会影响测量精度。
3.温度与压力:极端温压环境可能影响测量结果,部分高端仪器具备补偿功能。
4.校准:需定期使用标准气体(如0%N?,21%空气)进行校准,确保准确性。
5.表面清洁:测量前需清洁容器表面,避免污渍、标签影响激光穿透。
应用领域
1.制药行业:
注射剂:检测安瓿瓶、西林瓶中水针、粉针的顶空氧含量,防止药物氧化降解,保证药效和安全性。
冻干粉针:验证冻干工艺终点,确保残余氧气含量达标。
大输液:监测塑料输液袋或瓶中的氧气浓度,防止药液变质。
稳定性研究:评估不同包装材料和密封工艺对氧气阻隔性能的影响。
2.食品与饮料行业:
气调包装(MAP):检测咖啡、坚果、零食、肉类、沙拉等食品包装内的氧气浓度,确保惰性气体(如氮气、二氧化碳)置换效果,抑制微生物生长和氧化。
啤酒与碳酸饮料:测量瓶装、罐装啤酒顶部的氧气含量,防止啤酒“氧化味”(纸板味),保证风味稳定。
乳制品:监测奶粉、奶酪等产品的包装内氧气水平。
3.包装材料研发与质量控制:
评估不同包装材料(如铝塑、多层共挤膜、玻璃、金属罐)的氧气透过率(OTR)和密封完整性。
用于包装生产线的在线或离线质量抽检。