标际课堂第12讲 | 咖啡胶囊包装氧气阻隔性能的测试方法

摘要：咖啡胶囊是一种特殊的咖啡消费品，其最重要的一个方面就是保护内容物（咖啡粉）不受氧气、湿气、光等外界因素的影响，保证咖啡的香醇持久，因此咖啡胶囊包装必须具有良好的氧气阻隔性能。本文利用广州标际自主研发的Y110 2.0 库伦电量法氧气透过率测定仪对咖啡胶囊包装（杯体）进行氧气透过率测试，介绍了测试标准、测试设备、测试过程等，提供了咖啡胶囊包装氧气阻隔性能监测的有效解决方案。

随着coffee capsule理念的诞生，咖啡胶囊开始风靡全球。它是一种方便快捷的咖啡制作方式，采用了一种特殊的胶囊设计（由封口盖膜、“果冻式"杯体等构成），将咖啡豆经过特殊处理磨成咖啡粉后，密封在类似“果冻"的铝箔空间内，同时在胶囊内注入无毒的惰性气体（如氮气），起到延长保质期和再次杀菌的作用。胶囊壁质地较为坚硬，在高温下可以很好的保持原型。煮咖啡时，只需要将一个咖啡胶囊放入咖啡胶囊机，按下启动键，咖啡在热水和压力的作用下析出带有咖啡脂的浓缩咖啡，只需要几十秒便可以得到一杯香醇的咖啡，味道不亚于一般咖啡馆的手调品质。同时咖啡胶囊省去了保质、人工等成本，售价也更亲民，因此受到消费者的喜爱，更受到商家的欢迎。

咖啡的风味物质对周围环境（如湿度、温度、氧气）非常敏感，容易发生酸化、 氧化等反应，使其品质劣变。通常经过烘焙、研磨处理后的咖啡粉与空气接触保存，咖啡的优质风味仅能保存3天。为长时间保持咖啡的原有风味，咖啡胶囊包装必须对外界的氧气、水蒸气以及内部咖啡本身的香气具有良好的阻隔性能。因此对胶囊包装进行阻隔性能的检测具有十分重要的意义，是判断胶囊包装质量优劣的重要依据。本文利用广州标际自主研发的Y110 2.0 库仑电量法氧气透过率测定仪对咖啡胶囊包装（杯体）的氧气透过率进行检测，为相关咖啡制造企业选择氧气阻隔性能测试设备及测试方法提供技术参考。

一、检测标准

ASTM F1307-20 用库仑传感器测定通过干燥包装的氧气透过率的标准试验方法。

二、检测仪器

本次试验采用广州标际自主研发的Y110 2.0库仑电量法氧气透过率测定仪，同时根据样品规格定制了咖啡胶囊包装件测试夹具。该设备采用高精度氧气传感器，灵敏度高，分辨率达 0.0001 cm³/(m² · 24h · 0.1MPa)；全自动温湿度精密控制，控温范围为15~45℃，控温精度可达0.1℃，控湿范围为0%RH，5~90%RH，100%RH，湿度精确至±2%RH；配有全新气动气路控制系统，自动夹具夹紧试样，便捷省力，密封性能优越；仪器全自动操作，一键测试，自动判断，自动停机。本检测设备符合GB/T 31354、GB/T 19789、YBB 00082003、ASTM D3985、ASTM F2622、ASTM F1927、ASTM F1307、ISO 15105-2、DIN 53380-3、JIS K-7126-B等国内外标准。

三、测试样品

某客户提供的咖啡胶囊样品。

四、测试过程

（1）将待测试的咖啡胶囊安装至咖啡胶囊夹具上，密封好后将其装到仪器上，再盖上夹具保温外罩。

（2）接通气源，调节气源压力至合适的大小。

（3）开启仪器控制软件，设置试验温度、试验湿度等实验参数。

（4）在运行设置界面下，设置样品类型为包装物，试验类型为测试，并填写好测试样品名称、检测标准等实验基本信息。

（5）设置完成试验信息后，点击“开始测试"，试验开始。

（6）试验结束后，仪器自动计算并显示试验结果。

本次测试的咖啡胶囊包装（杯体）的氧气透过率为0.0036 cm³/(pkg·24h)。

六、结论

咖啡胶囊杯体的阻隔性能直接影响了咖啡胶囊产品的风味及保质期，是咖啡胶囊生产企业的重要关注点。Y110 2.0 库仑电量法氧气透过率测定仪通过搭载咖啡胶囊包装件测试夹具可实现咖啡胶囊杯体的氧气透过率测试，具有精度高、稳定性好、自动化测试等特点。该设备广泛用于食品、药品、医疗器械、日用化学、光伏电子等领域的薄膜、片材、纸张、包装件及相关材料的氧气透过性能测试。