A Comparative Study of Depth and Cross Section Measurement of Food Packaging

Význam tématu

Analýza obalových materiálů potravin je klíčová pro zajištění bezpečnosti a kvality potravin. Ramanova mikroskopie nabízí vysokou citlivost při identifikaci chemického složení a strukturních vlastností vícevrstvých polymerních fólií, což usnadňuje detekci potenciálních kontaminantů a kontrolu výrobních procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie porovnává dvě metody měření tlouštěk vrstev v potravinářských obalech: tradiční křížový řez realizovaný mikrotomem a novou možnost hloubkového měření pomocí Ramanova mikroskopu AIRsight bez destruktivní přípravy. Testovaný materiál zahrnoval vzorky pilotně řezané i neřezané pro obě metody.

Použitá instrumentace

• Shimadzu AIRsight infrared Raman microscope spectrometer
• Mikrotom HistoCore AUTOCUT R (Leica Microsystems) pro přípravu křížových řezů
• Software AMsolution pro mapování a tvorbu chemických obrazů

Použitá metodika

• Křížový řez: tloušťka řezu 10 μm, lineární sken 61 bodů, krok 3 μm, 5 skenů po 10 s, předběžné zbělení 5 s, objektiv 100×, excitační vlnová délka 785 nm, výkon laseru ~140 mW
• Hloubkové měření: bez další přípravy, stejné parametry jako u křížového řezu, hloubka 3 μm, 14 bodů v horizontální ose a 44 v hloubce

Hlavní výsledky a diskuse

Obě metody prokázaly shodnou identifikaci pěti vrstev: vrstvy z PET (12 μm), směsi PET + TiO2 (2×4 μm), nylonu (2×16 μm) a jádra z PP (105 μm). Hloubkové měření potvrdilo stejné rozložení a tloušťky vrstev jako destruktivní analýza křížovým řezem.

Přínosy a praktické využití metody

Neinvazivní hloubkové měření umožňuje rychlé stanovení složení a tlouštěk vrstev bez náročné přípravy vzorku. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality ve výrobě flexibilních obalů, šetří čas a materiál.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další typy obalových materiálů a vícevrtvěné systémové vrstvy
• Integrovaná analýza FTIR a Raman pro komplexní charakterizaci
• Automatizace a využití strojového učení pro rychlejší vyhodnocení spekter
• Nasazení inline systémů pro online kontrolu výroby

Závěr

Nová funkce hloubkového měření na Ramanově mikroskopu AIRsight nabízí neinvazivní a přesné stanovení tlouštěk jednotlivých vrstev transparentních obalových fólií, což představuje výrazné zjednodušení a zrychlení kontrolních analýz v potravinářském průmyslu.

Reference

• Application News No.01-00465 Shimadzu Europa GmbH