Tỷ lệ truyền oxy (OTR) là: trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm quy định, thể tích oxy cho phép đi qua mỗi mét vuông vật liệu bao bì mỗi ngày, đơn vị thường dùng cm³/(m²·24h). Giá trị càng nhỏ, khả năng chắn oxy của vật liệu càng mạnh.
Hình dung: hãy coi màng bao bì là một bức "tường", oxy là "kẻ xâm nhập" không ngừng tìm cách chui qua; OTR chính là tổng lượng oxy chui qua được mỗi ngày. Tường càng kín (vật liệu rào chắn cao), lượng oxy lọt qua càng ít và đồ ở bên trong "hư hỏng" càng chậm.
Định nghĩa trong tiêu chuẩn
ASTM D3985-17 (Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor), điều khoản 3.1.3, định nghĩa OTR là "lượng khí oxy đi qua một đơn vị diện tích của hai mặt song song của màng nhựa trong một đơn vị thời gian, trong điều kiện thử nghiệm" — đơn vị SI là mol/(m²·s), đơn vị thường dùng là cm³/(m²·24h) ứng với chênh lệch áp suất một khí quyển. Tiêu chuẩn phương pháp quốc tế tương ứng là ISO 15105-2 (phương pháp đẳng áp).
Đơn vị và mức điển hình
Vật liệu rào chắn cao (màng ghép foil nhôm, màng đồng đùn EVOH) có thể đạt OTR dưới 1 cm³/(m²·24h); màng polyamide (PA) rào chắn trung bình khoảng vài chục; màng đơn lớp PE, PP thông thường có thể lên tới vài nghìn. Thực phẩm nhiều mỡ, sữa công thức cho trẻ em, dược phẩm nhạy cảm với oxy thường yêu cầu bao bì rào chắn cao, nếu không sẽ xảy ra hiện tượng dầu mỡ bị ôi thiu, mất chất dinh dưỡng, giảm hiệu quả thuốc.
Phương pháp đo: phương pháp coulometric
Mẫu thử chia buồng đo thành hai phần: một bên cấp oxy lưu động, bên kia dùng khí nitơ làm khí mang, đưa các phân tử oxy xuyên qua vào cảm biến coulometric; oxy phản ứng trên điện cực của cảm biến sinh ra dòng điện, dòng điện tỉ lệ thuận với lượng oxy xuyên qua, từ đó tính trực tiếp ra OTR. Tiêu chuẩn tương ứng: ASTM D3985 (Mỹ), ISO 15105-2 (quốc tế). Phương pháp này có độ nhạy cao, là công cụ đo chủ lực cho vật liệu rào chắn cao.
Quan hệ với WVTR và GTR
Cả ba đều thuộc nhóm tính năng rào chắn bao bì: WVTR đo tỷ lệ truyền hơi nước, GTR đo nhiều loại khí bằng phương pháp chênh áp, OTR chuyên đo oxy. Phần lớn tiêu chuẩn sản phẩm bao bì dược phẩm, thực phẩm quy định đồng thời từ hai chỉ số trở lên, vì vậy phòng kiểm nghiệm thường cần trang bị các máy đo tương ứng.
Nguồn trích dẫn
- ASTM D3985-17, Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate Through Plastic Film and Sheeting Using a Coulometric Sensor (ASTM International);
- ISO 15105-2, Nhựa — Màng và tấm — Xác định tỷ lệ truyền khí — Phần 2: Phương pháp đẳng áp (Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế).
- Đây là các nguồn tham khảo chính thức cho định nghĩa thuật ngữ và phương pháp đo trong bài viết này.
