一、前言-老化現(xiàn)象是自然的、必然的

近些年來，可口可樂、百事、佳得樂、農(nóng)夫山泉、IFF、芬美意….越來越多的食品行業(yè)巨頭發(fā)現(xiàn)，控制外觀和內(nèi)容物質(zhì)量的穩(wěn)定性已經(jīng)變得非常重要，相比于其他產(chǎn)品來講，食品本身和包裝的一致性和穩(wěn)定性研究更為重要，因?yàn)橄M(fèi)者在貨架上看到顏色等不一致的產(chǎn)品，第一反應(yīng)就是質(zhì)量和食品安全。隨著消費(fèi)者從吃飽到吃好的消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)移，消費(fèi)者越來越關(guān)注食品安全，營養(yǎng)和保健等方面，食品產(chǎn)品研究和制造單位也開始向食品的穩(wěn)定性研究，保質(zhì)期研究，功能性研究等方向轉(zhuǎn)移，我們韻鼎在食品領(lǐng)域，也從食品顏色測試深入到食品的穩(wěn)定性測試，我們與農(nóng)夫山泉，百事食品，IFF，佛山科技學(xué)院，嶗山礦泉水等單位一起研究他們的產(chǎn)品在光照，溫度和濕度下的變化，從而幫助他們優(yōu)化配方、改善包裝、確定保質(zhì)期和貨架環(huán)境等，在這個(gè)方面，我們積累了一些經(jīng)驗(yàn)，我們愿意與蒙牛分享我們的經(jīng)驗(yàn)，更加愿意通過一起合作，為牛奶行業(yè)的光穩(wěn)定性研究盡微薄之力。

 由于光照、空氣、溫度和濕度的共同作用，太陽光中的紫外波段（UVA、UVB）會(huì)破壞包裝材料和內(nèi)容物中的某些化學(xué)鍵，自295nm起始點(diǎn)開始，導(dǎo)致材料穩(wěn)定性變異、性能衰減、外觀變色、強(qiáng)度下降、功能失效的現(xiàn)象，給產(chǎn)品質(zhì)量、使用安全和企業(yè)形象帶來影響，造成甚至難以估量不可挽回的損失。

圖1：UVA/UVB/UVC在光譜中的位置，通常戶外最多用到UVB，氙燈用UVA的多

圖2：常見的化學(xué)鍵-容易被老化的波長

 食品的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的老化性能要求非常高，通常食品飲料行業(yè)雖然密封生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏、室內(nèi)光源環(huán)境下銷售、貨架期1-2月……但是碰到自然光的概率仍然高達(dá)7天/年（1.9%），在景區(qū)門口，在自動(dòng)售貨機(jī)里，在靠近窗邊的冷藏箱中，在沙灘邊，在各種運(yùn)輸途中臨時(shí)堆放，在其它你想都想不到的可能性中。國際上，對藥品和食品的要求比較高，只要有千分之一的可能，生產(chǎn)單位就要做相關(guān)的研究和測試需求。

 包裝褪色帶來的可能是庫存積壓，內(nèi)容物變質(zhì)可能帶來的是品牌的巨大風(fēng)險(xiǎn)。國際標(biāo)準(zhǔn)太陽能譜最大輻射強(qiáng)度0.68w/㎡，是夏日午后兩點(diǎn)的毒辣太陽。這個(gè)烈日強(qiáng)度，只需數(shù)小時(shí)的能量總和，將對某些產(chǎn)品產(chǎn)生強(qiáng)烈破壞性！而我們的客戶發(fā)現(xiàn)，即使0.35w/㎡的能量，也很快就會(huì)帶來破壞!

 2017年，喀納斯景區(qū)門口的小商販，將商品在屋里屋外互換，游人購買了新疆知名品牌酸奶，隨后在進(jìn)景區(qū)的途中嘔吐不止…這是我親身經(jīng)歷的故事。但是，那個(gè)包裝一點(diǎn)都沒變色。

 有沒有一種可能，超過保質(zhì)期的包裝或者經(jīng)過日曬的包裝會(huì)有提示呢？我們利用光老化的特點(diǎn)做一些包裝上的反向突破呢？

圖3：某超市消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)飲料自然老化現(xiàn)象

二、美國Xe-3氙燈老化箱和國產(chǎn)設(shè)備比較的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

1. 和自然老化的關(guān)聯(lián)性。老化試驗(yàn)箱最關(guān)鍵的功能是模擬太陽光照環(huán)境下自然老化現(xiàn)象并加速實(shí)現(xiàn)，其中的關(guān)聯(lián)性是同樣的樣品在不同地球環(huán)境下不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)趨勢和儀器測試間的相關(guān)性研究。

相關(guān)性指數(shù)完全符合就是1，0是完全無關(guān)，-1則是完全相反的趨勢。

2. 氙燈和濾光片。標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜的模擬很重要，氙弧燈（簡稱氙燈）可以買到，但將氙弧燈過濾到模擬太陽光譜，這個(gè)就是老化箱中的最技術(shù)難點(diǎn)，也是Q-Lab公司的專利。對應(yīng)的產(chǎn)品是“濾光片”，這是核心技術(shù)，太陽直接照射、隔著窗玻璃照射、強(qiáng)紫外區(qū)域照射、外太空照射等等，通過濾光片把氙燈模擬成不同環(huán)境下的太陽光譜，這是核心，也是Q-Lab規(guī)范性的最大表現(xiàn)之一；

濾光片對模擬太陽光的影響

圖4：黑色的是太陽光能譜，其它是通過濾光片模擬后的能譜，在UVA處非常相似

3. 溫濕度控制。溫濕度的控制沒有想象中那么簡單，尤其是在變化過程中的線性程度。樣品在不同的溫濕度環(huán)境下是如何一點(diǎn)點(diǎn)變化過去的，這個(gè)控制非常難。

溫濕度在實(shí)驗(yàn)過程中的變化會(huì)影響結(jié)果，在整個(gè)過程中都能達(dá)到線性變換是技術(shù)的體現(xiàn)。

圖5：線性轉(zhuǎn)換時(shí)間對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響非常大，是技術(shù)中的難點(diǎn)。

溫度對老化的影響

圖6: 不同溫度對聚乙烯氧化速率的影響

濕度對老化的影響

圖7:邁阿密地區(qū)一個(gè)月中潮濕和降雨的時(shí)間分布

圖8: 在光照冷凝條件下VS光照干燥條件下的老化效果對比

4. 故障。Xe-3氙燈大約30年的發(fā)展，經(jīng)歷全球各地區(qū)的嚴(yán)酷考核和使用，廠家在30年里也經(jīng)歷了很大的技術(shù)改進(jìn)。一開始的十年，就是想不到的各種故障，客戶報(bào)修，不能工作，從整流器到光管，甚至到噴淋孔，溫度調(diào)節(jié)器，一個(gè)螺絲的位置都帶來了客戶抱怨和技術(shù)進(jìn)步….后來，隨著這些問題的逐漸解決，一臺(tái)耐用的氙燈老化箱就展現(xiàn)在世人面前。目前，在前500強(qiáng)的食品企業(yè)中，沒有人能使用國產(chǎn)的老化箱，有偶爾嘗試者，都面臨著高故障率和怨氣，我們聽說很多其它行業(yè)的客戶棄用的案例。
5. 標(biāo)準(zhǔn)和校準(zhǔn)。我們的設(shè)備每一次換燈管，燈管通過濾光片（上文提到專利）發(fā)出的輻射量都會(huì)被一個(gè)小巧的UC系統(tǒng)（類似于一個(gè)手掌游戲機(jī)大?。┬?zhǔn)，而這個(gè)校準(zhǔn)是一鍵式的，所有的光通量、溫度濕度都會(huì)被全球最高端溯源機(jī)構(gòu)-美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）追蹤溯源，可以說，每次更換，每次計(jì)量都是和NIST的一次溯源。而國內(nèi)的老化箱，沒有任何溯源?？赡軙?huì)有個(gè)別非常負(fù)責(zé)任的銷售會(huì)告訴您：“去**計(jì)量院計(jì)量一下”，而他們自己完全沒有能力證明設(shè)備各方面的標(biāo)準(zhǔn)性。中國計(jì)量院屬于一級(jí)傳遞，NIST是0級(jí)，地方計(jì)量院是2級(jí)。我們的校準(zhǔn)儀提供每次的一級(jí)傳遞！

Q-sun SOLAR EYE (太陽眼)光輻照度控制系統(tǒng)：Q-sun試驗(yàn)箱的SOLAR EYE®(太陽眼)輻照度控制系統(tǒng)可以不間斷地監(jiān)測和控制燈管輸出功率，保證精確的光強(qiáng)輻照，可以最大程度地保證試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

Q-sun條件可調(diào)節(jié)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)結(jié)果溯源至NMI美國國家計(jì)量院，滿足國際主流測試標(biāo)準(zhǔn)，提供可重復(fù)的試驗(yàn)環(huán)境。

ASTM G155-05a非金屬材料氙燈暴露標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法-校準(zhǔn)的規(guī)定：為保障設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)性的準(zhǔn)確性，設(shè)備必須進(jìn)行定期校準(zhǔn)以保障測試結(jié)果的重復(fù)性，校準(zhǔn)結(jié)果須溯源至國家或國際標(biāo)準(zhǔn)。

ASTM G155-05a非金屬材料氙燈暴曬標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法—設(shè)備校準(zhǔn)的規(guī)定原文如下：

圖9：光老化儀器校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)摘錄

翻譯：儀器校準(zhǔn)--為了保證標(biāo)準(zhǔn)和精度，儀器的裝置（包括計(jì)時(shí)器、溫度計(jì)、濕燈泡傳感器、干燈泡傳感器、濕度探頭、紫外探頭、輻照度計(jì)等）要求階段性地校準(zhǔn)以確保測試結(jié)果的重復(fù)性。無論可能何時(shí)，校準(zhǔn)都必須可溯源到國際標(biāo)準(zhǔn)。校準(zhǔn)步驟參照生產(chǎn)商手冊。

精確的溫度控制：Q-sun試驗(yàn)箱都可以使用黑板溫度計(jì)(非絕緣)或者黑標(biāo)溫度計(jì)(絕緣)來控制樣品溫度。還可以同時(shí)控制箱內(nèi)空氣溫度；

當(dāng)我們做一個(gè)試驗(yàn)的時(shí)候，由于光老化的錯(cuò)誤光譜或溫濕度傳遞，差之毫厘，可能謬以千里。單純的外觀模仿和零部件拼湊無法真正滿足我們用戶購買設(shè)備的實(shí)際需求，有時(shí)候反而其誤導(dǎo)作用！！

例如我們在做一個(gè)配方研究，我們希望試驗(yàn)結(jié)果是由于測試對象本身造成，而不用去懷疑試驗(yàn)設(shè)備或者檢測設(shè)備造成?。?biāo)準(zhǔn)并且重復(fù)性好的設(shè)備和檢測設(shè)備，會(huì)讓我們的工作變得高效，非標(biāo)準(zhǔn)和一致性差的設(shè)備有時(shí)候讓我們的研究變得毫無方向。

在我們現(xiàn)有的客戶中，都是行業(yè)的佼佼者，比如可口可樂，百事可樂，農(nóng)夫山泉等等，他們告訴我們：“哪怕只有千分之一的可能我們都要測試”。

無論購買進(jìn)口和國產(chǎn)或者哪個(gè)品牌，我們會(huì)基于以上幾點(diǎn)去考慮和比較，當(dāng)然還有價(jià)格，服務(wù)和經(jīng)驗(yàn)，我們需要尋找一款性價(jià)比高的產(chǎn)品，服務(wù)周到，有行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)的合作伙伴。食品行業(yè)光老化研究，還屬于起步階段，目前也只有行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)在探索和研究，所以供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)就顯得尤為重要，無論是供應(yīng)商在其它行業(yè)或其它地區(qū)的豐富經(jīng)驗(yàn)，還是本身在我們行業(yè)的服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，對一個(gè)初步探索的行業(yè)和客戶來說至關(guān)重要，我們有時(shí)候買的不僅僅是一個(gè)產(chǎn)品而是一個(gè)全球共享的經(jīng)驗(yàn)和服務(wù)。

三、評(píng)估方法

3.1光學(xué)評(píng)估

色差法：包裝的圖案經(jīng)過油墨印刷，可能會(huì)變色，但不一定是所有在圖片中的顏色都變，所以圖案中局部圖像有變色，可以通過電子眼拍照確定L*a*b*的趨勢，進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)；對于整塊色斑來說，用色差儀也可以處理色差問題。

3.2力學(xué)評(píng)估

a)GBT 1040-2006 塑料拉伸性能的測定；

b)GB/T 1843-2008 塑料　懸臂梁沖擊強(qiáng)度的測定

四、Q-SUN Xe-3HBS氙燈老化試驗(yàn)箱詳細(xì)資料

Q-SUN Xe-3-HBS氙燈老化試驗(yàn)箱模擬控制光照條件，對溫度和相對濕度做精確控制，帶水噴淋和背噴功能，短時(shí)間內(nèi)即可再現(xiàn)戶外常規(guī)條件下幾個(gè)月甚至幾年的老化效果。Q-SUN Xe-3HBS氙燈老化試驗(yàn)箱提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可校準(zhǔn)可重復(fù)的試驗(yàn)環(huán)境，強(qiáng)度可調(diào)節(jié)設(shè)定，參數(shù)可校準(zhǔn)，校準(zhǔn)溯源至NMI美國國家計(jì)量院，國內(nèi)上海實(shí)驗(yàn)室即可提供校準(zhǔn)服務(wù)。

圖10. Q-SUN氙燈老化試驗(yàn)箱實(shí)物和測試圖

優(yōu)勢：

符合全球最嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和下游客戶要求，擁有龐大的高端客戶群。

風(fēng)冷式設(shè)計(jì)，無須耗費(fèi)大量純水冷卻燈管，壽命長，并且最大限度地降低了運(yùn)行成本?？刂茰囟群拖鄬穸?，帶水噴淋和背噴功能；

長效濾光器：濾光器可模擬產(chǎn)品的各種使用環(huán)境。不同于許多其他同類產(chǎn)品，正常使用情況下， Q-SUN濾光器可以一直長期使用，無需更換；

通過純水噴淋模擬戶外潮濕造成的損害,這是所有Q-SUN型號(hào)的可選功能?？蓪娝δ苓M(jìn)行編程，選擇使其在黑暗條件下或在光照條件下進(jìn)行；

Q-SUN氙燈試驗(yàn)箱的安裝、設(shè)置和操作都十分簡便。專門設(shè)計(jì)的樣品架使樣品固定和評(píng)估非常簡單。所有型號(hào)的設(shè)備都是全自動(dòng)的，可在無人監(jiān)管的情況下全天24小時(shí)，每周7天地連續(xù)運(yùn)行。測試過程中如遇問題，設(shè)備會(huì)智能提示報(bào)警；

引入Q-SUN國際標(biāo)準(zhǔn)老化箱帶來的價(jià)值

1)  老化對產(chǎn)品的不利影響

老化影響產(chǎn)品的美觀和功效；

老化影響產(chǎn)品的使用安全

自然老化時(shí)間比較久，條件不能控制；

2)  價(jià)值體現(xiàn)

優(yōu)化了工藝，帶來穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量；

帶來更多訂單；

提升品牌價(jià)值。

3) 技術(shù)參數(shù)

樣品放置：平板式

樣品容量：55塊

樣品傾斜角度（與水平面夾角）：10°

全光譜氙弧燈：1800w/支，共3支

水噴淋功能：標(biāo)配

太陽眼輻照度控制：340nm、420nm或TUV

相對濕度控制：標(biāo)配

濾光片：Daylight-Q、B/B、F可選

窗玻璃濾光片：Window-Q、B/SL、SF5可選

超強(qiáng)紫外濾光片:Extended UV-Q、Q/B可選

校準(zhǔn)：帶自動(dòng)UC校準(zhǔn)，配1年NIST溯源證書

溫度傳感器：帶自動(dòng)溫度傳感器，配NIST溯源證書

黑板溫度：45-110℃

黑標(biāo)溫度：50-120℃

箱體空氣溫度：35-65℃

樣品面積：45*72cm

水消耗量：44L/天（加濕器）

五、國產(chǎn)品牌舉例

上海林頻（信息來自林頻公司網(wǎng)站，其真實(shí)性我公司不負(fù)責(zé)核對）

圖11：上海林頻風(fēng)冷式氙燈老化試驗(yàn)箱圖片

技術(shù)說明：

模擬真實(shí)環(huán)境 . 創(chuàng)造品質(zhì)未來

　　氙燈老化試驗(yàn)箱采用能模擬全陽光光譜的氙弧燈來再現(xiàn)不同環(huán)境下存在的破壞性光波，可以為科研、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供相應(yīng)的環(huán)境模擬和加速試驗(yàn)用數(shù)天或數(shù)周的時(shí)間即可重現(xiàn)戶外數(shù)月乃至數(shù)年出現(xiàn)的危害，人工加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以幫助選擇新材料，改造現(xiàn)有材料，以及評(píng)價(jià)配方的變化是如何影響產(chǎn)品的耐久性。

　　高清觸碰 . 一流人機(jī)界面 . 穩(wěn)定性高

　　采用“臺(tái)灣威倫”5.7寸彩色觸摸屏及“德國西門子”PLC模塊控制，全自動(dòng)式手寫直接設(shè)定溫度、濕度、光照、雨淋循環(huán)周期，直觀的操作界面，整體美觀大方，操作方便簡捷。

　　性價(jià)比高 . 安裝簡易 . 使用方便

　　制造理念 . 追溯初元

　　造成材料老化的主要因素是陽光和潮濕，耐候試驗(yàn)箱可以模擬由陽光、雨水和露水造成的危害，利用氙燈模擬陽光照射的效果，利用冷凝濕氣模擬雨水和露水，被測材料放置在一定溫度下的光照和潮氣交替的循環(huán)程序中進(jìn)行測試，用數(shù)天或數(shù)周的時(shí)間即可重現(xiàn)戶外數(shù)月乃至數(shù)年出現(xiàn)的危害。

　　風(fēng)冷氙燈耐氣候試驗(yàn)箱采用能模擬全陽光光譜的氙弧燈來再現(xiàn)不同環(huán)境下存在的破壞性光波，可以為科研、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供相應(yīng)的環(huán)境模擬和加速試驗(yàn)。

　　【林頻】是風(fēng)冷氙燈耐氣候試驗(yàn)箱的專業(yè)生產(chǎn)廠家，公司同時(shí)還生產(chǎn)各種標(biāo)準(zhǔn)及非標(biāo)的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備!

　　產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、大專院校、質(zhì)檢科研單位、汽摩行業(yè)、電子電工、通迅設(shè)備、電鍍涂層、汽車飾件等眾多領(lǐng)域。獲得廣大新老客戶高度贊揚(yáng)!

　　以下是風(fēng)冷氙燈耐氣候試驗(yàn)箱的詳細(xì)資料，請瀏覽：

　　參照標(biāo)準(zhǔn)

　　GB/T16422.2-1999人工加速老化試驗(yàn)箱

　　GB/T1865-2009色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射曝露

　　GB/T2423.24-1995太陽輻射試驗(yàn)

　　ASTMG155氙燈老化測試

　　ISO10SB02/B04 環(huán)境監(jiān)測儀器

　　SAEJ2527 其它耐氣候試驗(yàn)

　　SAEJ2412 基礎(chǔ)耐候性測試方法

　　技術(shù)指標(biāo)

　　型號(hào)：LRHS-190F-SN

　　工作室尺寸：500×760×500

　　外型尺寸：1220×1270×1860

　　溫度范圍：RT+10℃～70℃

　　濕度范圍：65～98%RH

　　黑板溫度：63～100℃

　　溫度均勻度：±2.0℃ (空載時(shí))

　　溫度波動(dòng)度：±0.5℃ (空載時(shí))

　　玻璃窗濾光器：3只

　　氙燈燈源：風(fēng)冷式燈管

　　氙燈數(shù)量：4支(其中1支備用)

　　降雨時(shí)間：1～999M，連續(xù)降雨可調(diào)

　　降雨周期：1～240min間隔(斷)降雨可調(diào)

　　噴水周期(噴水時(shí)間/不噴水時(shí)間) 18min/102min或12min/48min

　　淋雨水壓：0.12～0.15Mpa

　　噴水嘴孔徑：Ф0.8mm

　　氙燈功率：1.8KW×3支=5.4 KW

　　加熱功率：2KW

　　加濕功率：0.75KW

　　樣品托盤尺寸：450×720mm

　　樣品架與燈距離：230～280mm

　　波長：290～800nm 輻射強(qiáng)度:≤300W/㎡

　　光照周期連續(xù)可調(diào)，時(shí)間：1～999h、m、s

　　安裝場地：

　　地面平整，通風(fēng)良好

　　設(shè)備周圍無強(qiáng)烈振動(dòng)

　　設(shè)備周圍無強(qiáng)電磁場影響

　　設(shè)備周圍無易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)和粉塵

　　安裝要求

　　設(shè)備周圍留有適當(dāng)?shù)氖褂眉熬S護(hù)空間，如圖所示：

　　A：不小于60cm

　　B：不小于60cm

　　C：不小于120cm

　　(注：(設(shè)備傾斜角度不能超過15℃))

　　環(huán)境條件：

　　溫度：5℃～+28℃(24小時(shí)內(nèi)平均溫度≤28℃)

　　相對濕度：≤85%RH

　　氣壓：86kPa～106kPa

　　供電條件：三相四線+保護(hù)地線，電壓范圍：AC(380±38)V

　　頻率允許波動(dòng)范圍：(50±0.5)Hz

　　保護(hù)地線接地電阻小于4Ω

　　要求用戶在安裝現(xiàn)場為設(shè)備配置相應(yīng)容量的空氣或動(dòng)力開關(guān)，并且此開關(guān)必須是獨(dú)立供本設(shè)備使用

　　供水條件：設(shè)備加濕用水需采用純凈水

六、我們的建議

   綜上所述，設(shè)備不能只看外觀，就如我們看食品一樣，我們的食品生產(chǎn)單位，既要考慮外觀跟消費(fèi)者喜好研究，但我們更關(guān)注食品的安全，保健等關(guān)鍵因素，我們購買老化設(shè)備也一樣，我們不能只看外觀和技術(shù)參數(shù)，我們需要設(shè)備具有標(biāo)準(zhǔn)性，可溯源，可校準(zhǔn)，設(shè)備的一致性，一句話，我們要保準(zhǔn)我們的測試結(jié)果是可靠的，是可以全球，同業(yè)之間比對的。

   最后介紹一下Q-Lab和韻鼎，我們不光提供產(chǎn)品，我們還為各行業(yè)的測試方法標(biāo)準(zhǔn)化建立貢獻(xiàn)我們的經(jīng)驗(yàn)，我們與各行業(yè)的精英共同探索，建立國際國家方法，在食品領(lǐng)域，我們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)，需要食品行業(yè)有領(lǐng)導(dǎo)力的公司的信任和支持！！

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