本文關(guān)鍵詞：頂空分析技術(shù)在紙質(zhì)食品包裝材料中VOC遷移評價中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)是紙質(zhì)食品包裝材料中重要的污染物,其從紙質(zhì)食品包裝向食品的遷移評價是關(guān)乎紙質(zhì)食品包裝化學(xué)安全的重要問題。模型評價是紙質(zhì)食品包裝材料化學(xué)安全評價的重要手段,而模型參數(shù)(初始含量、擴(kuò)散系數(shù)、分配系數(shù)等)的測定是使得模型評價發(fā)揮作用的關(guān)鍵步驟。傳統(tǒng)基于特定裝置的模型參數(shù)檢測方法大多復(fù)雜耗時,且由于特定裝置的使用,測定結(jié)果對比性較差,不利于方法標(biāo)準(zhǔn)化。頂空分析技術(shù)是基于頂空進(jìn)樣器進(jìn)行VOC相關(guān)過程(擴(kuò)散、分配、吸附)模擬分析的重要手段,它可以使過程的發(fā)生、結(jié)果的檢測原位、連續(xù)地進(jìn)行,使得參數(shù)測定的準(zhǔn)確性更加可靠,測定方法的標(biāo)準(zhǔn)化更容易實(shí)現(xiàn)。因此,基于頂空分析技術(shù),建立紙質(zhì)食品包裝中VOC遷移特征參數(shù)的檢測方法,并將其用于紙質(zhì)食品包裝中VOC向食品遷移的模型評價,將對提高紙質(zhì)食品包裝化學(xué)安全評價效率和可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。建立了基于頂空分析技術(shù)測定VOC不同介質(zhì)中擴(kuò)散、分配、吸附系數(shù)的系統(tǒng)方法學(xué)。包括:基于相率變化法和多次抽提法測定VOC在不同介質(zhì)間(氣-液、氣-固、液-液、液-固)分配系數(shù)的方法、基于多次抽提法和曲線擬合法測定VOC在固相和液相中擴(kuò)散系數(shù)的方法、基于相率變化法和曲線擬合法測定VOC在固相表面吸附參數(shù)的方法。這些方法學(xué)的建立擴(kuò)大了頂空分析技術(shù)在相平衡過程研究中的應(yīng)用。建立了紙質(zhì)食品包裝材料中甲醇擴(kuò)散系數(shù)和氣-固分配系數(shù)同時測定的頂空氣相色譜法。通過對紙質(zhì)食品包裝中VOC在封閉體系中擴(kuò)散、分配理論分析,建立了分別基于頂空分析技術(shù)的相率變化(多次獨(dú)立測量)法、曲線擬合法、直線擬合法測定模型中的擴(kuò)散系數(shù)和分配系數(shù)的方法。在方法中,采用溶劑輔助氣體吸收技術(shù)可加快加深甲醇從紙質(zhì)包裝材料向氣相的擴(kuò)散和脫附,有利于方法的測試效率和精度。建立了測定甲醇在液態(tài)食品模擬物中擴(kuò)散系數(shù)的頂空氣相色譜法。采用多次抽提的頂空分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)了甲醇在液態(tài)食品模擬物中擴(kuò)散過程的動態(tài)監(jiān)測,從而結(jié)合擴(kuò)散理論模型,測定了甲醇在液態(tài)食品模擬物中的擴(kuò)散系數(shù)。該方法操作簡單可靠,容易實(shí)現(xiàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化。建立了基于頂空分析技術(shù)的紙質(zhì)食品包裝中甲醇含量、水系液態(tài)食品中甲醇乙醇含量、油系液態(tài)食品中甲醇含量、水系液態(tài)食品中總酸含量的檢測方法。采用相平衡頂空分析技術(shù)測定了紙質(zhì)食品包裝中的甲醇含量,甲醇定量是基于堿萃取時的固液相平衡和頂空分析時的氣液相平衡。分別采用全揮發(fā)頂空分析技術(shù)測定了水系和油系液態(tài)食品中的甲醇、乙醇含量,溶劑輔助可以實(shí)現(xiàn)油系(高沸點(diǎn))樣品中甲醇的全揮發(fā)�；谒釅A中和反應(yīng),采用碳酸氫鈉溶液將水系液態(tài)食品中總酸轉(zhuǎn)化成二氧化碳,從而通過GC-TCD分析實(shí)現(xiàn)了對水系液態(tài)食品中總酸含量的間接測定,該方法簡單快速,適用于微量樣品的批量檢測。建立了紙質(zhì)食品包裝中VOC在各種條件下向液態(tài)食品遷移的數(shù)學(xué)模型。利用菲克第二定律,以及在各種遷移過程中的初始條件和邊界條件,求解了紙質(zhì)食品包裝中VOC在各種條件下向液態(tài)食品遷移的數(shù)學(xué)模型。包括:封閉體系和敞開體系中紙質(zhì)食品包裝中VOC向氣相遷移的數(shù)學(xué)模型、紙質(zhì)食品包裝與食品短時接觸和長期接觸時VOC向液態(tài)食品直接接觸遷移的數(shù)學(xué)模型、封閉體系和敞開體系中紙質(zhì)食品包裝中VOC向液態(tài)食品間接遷移的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)紙質(zhì)食品包裝中VOC向液態(tài)食品總遷移量的預(yù)測模型,在60 oC時,厚度為0.032 cm,與食品直接接觸遷移面積為75 cm2,間接遷移面積為25cm2,初始甲醇含量為200 mg/L的紙質(zhì)包裝材料中甲醇向體積為80 m L,空體積(氣相體積)為20m L的液態(tài)食品在封閉體系和敞開體系中遷移7 h的遷移量分別為2 mg/L、1.75 mg/L,平衡遷移量分別為4 mg/L、3.5 mg/L。建立了化學(xué)漿生產(chǎn)過程中甲醇生成量的預(yù)測模型。從化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)角度出發(fā),建立了蒸煮過程中考慮過程堿濃動態(tài)變化的甲醇生成量的預(yù)測模型,建立了氧脫木素過程中甲醇生成量的預(yù)測模型。結(jié)果表明:提早進(jìn)入氧脫木素過程可有效減少單位木素脫除量的甲醇生成量�？疾炝思垵{洗滌和紙頁涂布對甲醇去除和遷移的影響。結(jié)果表明:在紙漿洗滌過程中,隨著紙漿持有液體的不斷稀釋,紙漿內(nèi)部的甲醇會繼續(xù)溶出。然而,甲醇在紙漿纖維和洗滌液之間存在固液分配平衡,即單次洗滌會存在溶出瓶頸。涂布對擴(kuò)散系數(shù)的影響不大,對平衡分配系數(shù)的影響較大。因此,對于由擴(kuò)散速率而非脫附速率決定的VOC釋放過程,涂布對其釋放的影響不大。
【關(guān)鍵詞】：頂空分析技術(shù) 紙質(zhì)食品包裝 揮發(fā)性有機(jī)物 遷移 數(shù)學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TS206.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-41
• 1.1 研究背景13-18
• 1.1.1 紙質(zhì)包裝材料中VOC的來源14-15
• 1.1.2 紙質(zhì)包裝材料化學(xué)安全相關(guān)的法律法規(guī)15-16
• 1.1.3 紙質(zhì)包裝材料中VOC對人體產(chǎn)生危害的途徑16-17
• 1.1.4 紙質(zhì)包裝材料生產(chǎn)過程中VOC的產(chǎn)生及控制17-18
• 1.2 紙質(zhì)包裝材料中VOC的分析檢測技術(shù)現(xiàn)狀18-20
• 1.2.1 樣品前處理步驟18-20
• 1.2.2 檢測技術(shù)20
• 1.3 紙質(zhì)包裝材料中VOC遷移的研究現(xiàn)狀20-27
• 1.3.1 紙質(zhì)包裝材料中VOC遷移實(shí)驗(yàn)研究21-22
• 1.3.2 紙質(zhì)包裝材料中VOC遷移的數(shù)學(xué)模型22-25
• 1.3.3 紙質(zhì)包裝材料中VOC遷移特征參數(shù)的測定25-27
• 1.4 頂空分析技術(shù)27-39
• 1.4.1 頂空分析技術(shù)的發(fā)展歷程28-29
• 1.4.2 頂空分析技術(shù)的分類29-31
• 1.4.3 頂空氣相色譜分析的影響因素31-34
• 1.4.4 頂空分析的方法學(xué)發(fā)展及定量依據(jù)34-39
• 1.5 本論文的目的意義及主要內(nèi)容39-41
• 1.5.1 本論文的目的和意義39
• 1.5.2 本論文的主要內(nèi)容39-41
• 第二章 頂空分析技術(shù)測定VOC擴(kuò)散、分配、吸附系數(shù)的方法學(xué)41-71
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分41-42
• 2.1.1 儀器和藥品41-42
• 2.1.2 紙質(zhì)包裝材料中VOC向氣相釋放曲線測定42
• 2.2 結(jié)果與討論42-69
• 2.2.1 VOC在氣-液/固間相平衡分配系數(shù)的測定方法學(xué)42-47
• 2.2.2 VOC在液-液/固間相平衡分配系數(shù)的測定方法學(xué)47-52
• 2.2.3 VOC在液/固相中擴(kuò)散系數(shù)的測定方法學(xué)52-56
• 2.2.4 VOC在液/固相中擴(kuò)散系數(shù)和分配系數(shù)同時測定方法學(xué)56-62
• 2.2.5 VOC在固相表面Langmuir吸附參數(shù)測定方法學(xué)62-69
• 2.3 本章小結(jié)69-71
• 第三章 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC遷移特征參數(shù)的測定71-102
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分71-73
• 3.1.1 材料和藥品71-72
• 3.1.2 儀器和設(shè)備72
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟72-73
• 3.2 結(jié)果與討論73-100
• 3.2.1 紙質(zhì)食品包裝材料中甲醇含量檢測方法的建立73-80
• 3.2.2 水系液態(tài)食品中甲醇乙醇含量檢測方法的建立80-84
• 3.2.3 水系液態(tài)食品中總酸含量測定方法的建立84-89
• 3.2.4 油系液態(tài)食品中甲醇測定方法的建立89-93
• 3.2.5 紙質(zhì)食品包裝材料中甲醇擴(kuò)散、分配系數(shù)測定方法的建立93-97
• 3.2.6 液態(tài)食品模擬物中甲醇擴(kuò)散系數(shù)測定方法的建立97-100
• 3.3 本章小結(jié)100-102
• 第四章 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC遷移的數(shù)學(xué)模型102-127
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分103
• 4.1.1 儀器和藥品103
• 4.1.2 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC向空氣遷移實(shí)驗(yàn)103
• 4.1.3 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC向液態(tài)食品的二次遷移實(shí)驗(yàn)103
• 4.2 結(jié)果與討論103-125
• 4.2.1 紙質(zhì)食品包裝材料表面VOC向空氣的遷移模型103-107
• 4.2.2 紙質(zhì)食品包裝材料內(nèi)部VOC向空氣的遷移模型107-113
• 4.2.3 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC向液態(tài)食品的直接接觸遷移模型113-117
• 4.2.4 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC向液態(tài)食品的間接遷移模型117-121
• 4.2.5 紙質(zhì)食品包裝材料中VOC向液態(tài)食品的總遷移量預(yù)測模型121-125
• 4.3 本章小結(jié)125-127
• 第五章 制漿造紙過程中VOC產(chǎn)生的預(yù)測模型及控制127-153
• 5.1 實(shí)驗(yàn)部分128-130
• 5.1.1 材料和藥品128
• 5.1.2 儀器和設(shè)備128
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟128-129
• 5.1.4 分析與檢測129-130
• 5.2 結(jié)果與討論130-151
• 5.2.1 硫酸鹽法蒸煮中液比對甲醇生成量的影響130-134
• 5.2.2 硫酸鹽法制漿過程中甲醇生成量的預(yù)測模型134-139
• 5.2.3 桉木硫酸鹽漿氧脫木素過程中甲醇生成的動力學(xué)模型139-147
• 5.2.4 洗漿過程中紙漿中甲醇的溶出規(guī)律147-150
• 5.2.5 紙頁表面涂布對VOC擴(kuò)散和分配的影響150-151
• 5.3 本章小結(jié)151-153
• 結(jié)論153-156
• 本論文的主要結(jié)論153-154
• 本論文的創(chuàng)新之處154-155
• 對未來工作的建議155-156
• 參考文獻(xiàn)156-169
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果169-172
• 致謝172-173
• 附件173

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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  本文關(guān)鍵詞：頂空分析技術(shù)在紙質(zhì)食品包裝材料中VOC遷移評價中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：267671