微波作用下塑料包装材料中化学物迁移动力学研究

论文摘要

食品容器和包装材料作为“间接食品添加剂”（indirect food additives）与食品密切相关,直接影响着食品的卫生,也关乎大众的健康。在微波作用下,塑料内的助剂、残留溶剂等小分子物质在扩散动力学因素的作用下会快速迁移入与其接触的食品,危害人体健康。因此,开展微波加热条件下塑料包装材料化学物的迁移理论与试验研究,揭示微波作用下塑料包装材料内化学物迁移机理和迁移动力学过程,具有重要的工程价值和应用前景。试验研究了橄榄油、花生油、葵花籽油作为脂肪食品模拟物时,高密度聚乙烯中抗氧化剂1076在微波输入功率100W、250W、600W、900W的作用条件下,与食品模拟物单面接触的迁移动力学行为。利用光纤测温系统实时监测迁移发生过程中,模拟物温度随时间的变化关系。利用高效液相色谱仪定量分析了抗氧化剂1076在不同微波功率作用下向三种脂肪食品模拟物的迁移量。结果表明,在实验时间内,三种脂肪食品模拟物的迁移行为具有一致性;且随着迁移时间的增加迁移量增加的同时迁移速度加快。依据Brandsch的扩散系数半经验公式,引入吸收功率P和时间t作为参数,来表示Brandsch模型中的参数温度T,或依据拟合温度时间关系,得到随着功率和时间变化的扩散系数表达式。根据试验所采用的包装-食品模拟物体系,对给定初始条件与边界条件的有限包装-无限食品体系,求解变扩散系数的扩散方程,得出迁移量随吸收功率时间的变化关系。试验数据和预测模型数据相比较,评价模型。结果表明,模型可较好的预测迁移趋势,并高估迁移量,有一定的安全性。考虑到迁移模型的通用性,在常规条件下进行迁移实验,以正己烷、异辛烷、95%乙醇作为脂肪食品模拟物,将所得扩散系数与温度的关系代入微波作用下的迁移模型,预测微波作用下的迁移量。结果表明,在给定的功率下,模型能较好地预测迁移量的趋势,具有实际的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 论文研究意义
• 1.3 国内外研究进展
• 1.4 食品接触性包装容器准用相关法律法规
• 1.5 论文主要研究内容及可行性分析
• 第二章 塑料包装材料化学物迁移机理及模型研究
• 2.1 塑料材料内化学物迁移机理
• 2.2 迁移解析模型
• 2.3 小结
• 第三章 微波作用下塑料包装材料的迁移试验
• 3.1 微波食品包装
• 3.2 聚乙烯薄膜
• 3.3 抗氧化剂1076毒理性研究
• 3.4 试验方法的建立
• 3.5 试验材料与仪器设备
• 3.6 试验结果
• 3.7 结论
• 3.8 误差分析
• 3.9 小结
• 第四章 微波作用下迁移量预测模型的建立
• 4.1 微波加热原理
• 4.2 微波加热特点
• 4.3 微波加热条件下扩散方程求解
• 4.4 微波作用下扩散系数模型的推导
• 4.5 微波作用下迁移量的预测
• 4.6 小结
• 第五章 迁移预测模型效果评价
• 5.1 三种不同模拟物迁移试验数据与模型比较
• 5.2 结果讨论
• 5.3 不同扩散系数模型下的微波迁移预测模型的比较
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录A 符号说明
• 附录B 部分迁移试验结果图
• 致谢