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ATAGO愛拓迷你數(shù)顯過(guò)氧化氫折射計(jì)PAL-39S在食品加工消毒環(huán)節(jié)的應(yīng)用與精準(zhǔn)檢測(cè)研究
上海儀器網(wǎng) / 2025-11-20

 

一、研究背景與意義

在食品加工行業(yè)中，過(guò)氧化氫作為一種高效、環(huán)保的消毒劑被廣泛應(yīng)用于設(shè)備消毒、原料處理及成品保鮮等環(huán)節(jié)。其濃度控制直接關(guān)系到消毒效果與食品安全——濃度過(guò)低易導(dǎo)致微生物殘留超標(biāo)，引發(fā)食品安全風(fēng)險(xiǎn)；濃度過(guò)高則可能造成食品化學(xué)性污染，同時(shí)增加企業(yè)生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)方法如滴定法、比色法等，存在操作繁瑣、檢測(cè)周期長(zhǎng)、對(duì)檢測(cè)人員專業(yè)要求高及現(xiàn)場(chǎng)適用性差等問(wèn)題，難以滿足現(xiàn)代食品加工流水線對(duì)快速、精準(zhǔn)、便捷檢測(cè)的需求。
ATAGO愛拓迷你數(shù)顯過(guò)氧化氫折射計(jì)PAL-39S基于折射原理，可通過(guò)測(cè)量過(guò)氧化氫溶液的折射率快速換算出濃度值，具備體積小巧、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)速度快、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)。本研究旨在系統(tǒng)探究該設(shè)備在食品加工不同消毒場(chǎng)景下的應(yīng)用效果，驗(yàn)證其檢測(cè)精度與實(shí)用性，為食品加工企業(yè)提供高效、可靠的過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)解決方案，助力企業(yè)提升消毒環(huán)節(jié)管控水平，保障食品安全。

二、研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

核心設(shè)備：ATAGO愛拓迷你數(shù)顯過(guò)氧化氫折射計(jì)PAL-39S（測(cè)量范圍：0.0%-35.0% H?O?，分辨率：0.1%，測(cè)量精度：±0.2%，校準(zhǔn)溫度：20℃）；輔助設(shè)備：電子天平（精度0.001g）、標(biāo)準(zhǔn)容量瓶（100mL）、移液槍（100-1000μL）、恒溫水浴鍋（精度±0.1℃）；實(shí)驗(yàn)材料：分析純過(guò)氧化氫（含量≥30%）、去離子水、食品加工車間常用不銹鋼設(shè)備表面擦拭樣本、果蔬清洗液樣本、包裝材料消毒浸泡液樣本。

2.2 研究方法

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

采用重量法配制一系列不同濃度的過(guò)氧化氫標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度分別為0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、10.0%、15.0%、20.0%、30.0%），每個(gè)濃度設(shè)置3個(gè)平行樣。在20℃恒溫水浴條件下，分別使用PAL-39S折射計(jì)和經(jīng)典高錳酸鉀滴定法測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，以滴定法測(cè)量值為橫坐標(biāo)（真實(shí)值），PAL-39S測(cè)量值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算相關(guān)系數(shù)（R²），驗(yàn)證設(shè)備的線性相關(guān)性。

2.2.2 不同場(chǎng)景樣本檢測(cè)

選取食品加工車間3類典型消毒場(chǎng)景：①設(shè)備表面消毒（使用10%過(guò)氧化氫溶液擦拭）；②果蔬清洗消毒（使用0.8%過(guò)氧化氫溶液浸泡）；③包裝材料消毒（使用5%過(guò)氧化氫溶液噴淋）。每個(gè)場(chǎng)景采集10個(gè)樣本，分別使用PAL-39S折射計(jì)和滴定法進(jìn)行濃度檢測(cè)，記錄兩組數(shù)據(jù)并計(jì)算相對(duì)誤差（RE），評(píng)估設(shè)備在實(shí)際場(chǎng)景中的檢測(cè)精度。

2.2.3 穩(wěn)定性與重復(fù)性測(cè)試

選取濃度為5.0%和20.0%的兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液，在20℃環(huán)境下，使用PAL-39S對(duì)每種溶液連續(xù)測(cè)量10次，記錄測(cè)量值并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差（SD）和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），驗(yàn)證設(shè)備的測(cè)量穩(wěn)定性。同時(shí)，由3名不同操作經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)人員分別對(duì)同一組樣本進(jìn)行檢測(cè)，比較各組數(shù)據(jù)的一致性，評(píng)估設(shè)備的操作便捷性與重復(fù)性。

2.2.4 溫度影響測(cè)試

考慮到食品加工車間溫度可能波動(dòng)，選取濃度為10.0%的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃等不同溫度條件下，分別使用PAL-39S（開啟溫度補(bǔ)償功能）和滴定法測(cè)量濃度，分析溫度變化對(duì)PAL-39S檢測(cè)結(jié)果的影響，驗(yàn)證其溫度適應(yīng)性。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性相關(guān)性結(jié)果

兩種方法對(duì)不同濃度過(guò)氧化氫標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)量結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)如下表所示。由表可知，PAL-39S測(cè)量值與滴定法真實(shí)值之間呈現(xiàn)出極強(qiáng)的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R²達(dá)到0.9998，表明該設(shè)備基于折射原理的濃度換算模型精準(zhǔn)可靠，可準(zhǔn)確反映過(guò)氧化氫溶液的濃度變化。
標(biāo)準(zhǔn)溶液理論濃度（%）
滴定法測(cè)量值（%）
PAL-39S測(cè)量值（%）
絕對(duì)誤差（%）
0.5
0.51
0.49
-0.02
1.0
1.00
1.01
0.01
2.0
2.02
2.03
0.01
5.0
5.00
5.01
0.01
10.0
10.03
10.02
-0.01
15.0
15.01
14.99
-0.02
20.0
20.02
20.03
0.01
30.0
30.05
30.03
-0.02
標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=0.9997x+0.0023，R²=0.9998

3.2 實(shí)際場(chǎng)景樣本檢測(cè)結(jié)果

不同消毒場(chǎng)景下，PAL-39S與滴定法的檢測(cè)結(jié)果及相對(duì)誤差分析如下表。從數(shù)據(jù)可以看出，在設(shè)備表面消毒、果蔬清洗消毒、包裝材料消毒3類場(chǎng)景中，PAL-39S的測(cè)量值與滴定法測(cè)量值的相對(duì)誤差均在±0.5%以內(nèi)，遠(yuǎn)低于行業(yè)允許的5%誤差閾值。其中，果蔬清洗消毒場(chǎng)景的平均相對(duì)誤差最?。?.12%），設(shè)備表面消毒場(chǎng)景的平均相對(duì)誤差為0.23%，包裝材料消毒場(chǎng)景的平均相對(duì)誤差為0.31%，表明該設(shè)備在復(fù)雜實(shí)際場(chǎng)景中仍能保持較高的檢測(cè)精度，可滿足食品加工消毒環(huán)節(jié)的濃度管控需求。
應(yīng)用場(chǎng)景
樣本數(shù)量
滴定法平均濃度（%）
PAL-39S平均濃度（%）
平均相對(duì)誤差（%）
最大相對(duì)誤差（%）
設(shè)備表面消毒
10
9.87
9.85
-0.23
-0.35
果蔬清洗消毒
10
0.79
0.80
0.12
0.21
包裝材料消毒
10
4.98
4.96
-0.31
-0.42

3.3 穩(wěn)定性與重復(fù)性測(cè)試結(jié)果

對(duì)5.0%和20.0%兩種濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的連續(xù)10次測(cè)量結(jié)果顯示，PAL-39S的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差（SD）均小于0.02%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均低于0.4%，表明設(shè)備具有優(yōu)異的測(cè)量穩(wěn)定性。在重復(fù)性測(cè)試中，3名檢測(cè)人員對(duì)同一組樣本的測(cè)量結(jié)果平均值差異小于0.03%，RSD為0.15%-0.28%，說(shuō)明該設(shè)備操作簡(jiǎn)單，受人為因素影響小，不同經(jīng)驗(yàn)水平的人員均可快速掌握并獲得一致的檢測(cè)結(jié)果，適合食品加工車間現(xiàn)場(chǎng)多人協(xié)作檢測(cè)場(chǎng)景。
標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（%）
測(cè)量次數(shù)
平均值（%）
標(biāo)準(zhǔn)差（SD）
相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，%）
5.0
10
5.008
0.012
0.24
20.0
10
20.015
0.018
0.09
重復(fù)性測(cè)試：3人測(cè)量結(jié)果RSD范圍為0.15%-0.28%

3.4 溫度影響測(cè)試結(jié)果

在5℃-35℃溫度范圍內(nèi)，PAL-39S對(duì)10.0%標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)量結(jié)果與20℃下的標(biāo)準(zhǔn)值相比，誤差均在±0.1%以內(nèi)，而未開啟溫度補(bǔ)償功能的普通折射計(jì)在溫度偏離20℃時(shí)誤差最大可達(dá)0.8%。這一結(jié)果表明，PAL-39S的內(nèi)置溫度補(bǔ)償功能可有效抵消環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，使其在食品加工車間不同季節(jié)、不同區(qū)域的溫度變化場(chǎng)景下仍能保持穩(wěn)定的檢測(cè)精度，無(wú)需額外進(jìn)行溫度校正操作。

四、PAL-39S應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與操作規(guī)范

4.1 核心應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

  • 快速高效：?jiǎn)未螜z測(cè)僅需2-3秒，相較于滴定法的30分鐘以上檢測(cè)時(shí)間，大幅提升檢測(cè)效率，可實(shí)現(xiàn)流水線實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免因檢測(cè)滯后導(dǎo)致的批量產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。
  • 便攜靈活：設(shè)備重量?jī)H約80g，體積如手機(jī)般小巧，可隨身攜帶至車間任何檢測(cè)點(diǎn)，無(wú)論是溶液槽內(nèi)的批量檢測(cè)，還是設(shè)備角落的局部擦拭樣本檢測(cè)，均能輕松完成。
  • 操作簡(jiǎn)便：采用一鍵式操作設(shè)計(jì)，無(wú)需專業(yè)化學(xué)知識(shí)，僅需滴加2-3滴樣本至棱鏡表面，即可直接讀取數(shù)字濃度值，降低人員培訓(xùn)成本。
  • 維護(hù)便捷：檢測(cè)后僅需用清水沖洗棱鏡表面并擦干即可，無(wú)需復(fù)雜的儀器校準(zhǔn)與維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)，適合高頻率現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需求。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范

  1. 前期準(zhǔn)備：開機(jī)預(yù)熱30秒，確保設(shè)備顯示正常；使用去離子水清潔棱鏡表面，擦干后進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)（若設(shè)備支持）。
  2. 樣本采集：對(duì)于液體樣本（如清洗液、浸泡液），直接用移液槍取2-3滴；對(duì)于固體表面樣本，用無(wú)菌棉簽蘸取少量無(wú)菌水擦拭表面后，將棉簽上的液體滴至棱鏡表面。
  3. 檢測(cè)讀數(shù)：閉合檢測(cè)蓋，等待2秒至數(shù)值穩(wěn)定，記錄PAL-39S顯示的濃度值，每個(gè)樣本建議測(cè)量3次，取平均值作為最終結(jié)果。
  4. 后期清潔：檢測(cè)完成后，立即用清水沖洗棱鏡表面，去除殘留的過(guò)氧化氫溶液（避免長(zhǎng)期殘留腐蝕棱鏡），用鏡頭紙擦干后關(guān)機(jī)，放入專用收納盒中保存。

五、結(jié)論與展望

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ATAGO愛拓迷你數(shù)顯過(guò)氧化氫折射計(jì)PAL-39S在過(guò)氧化氫濃度檢測(cè)中具有極高的線性相關(guān)性（R²=0.9998）和檢測(cè)精度（相對(duì)誤差≤±0.5%），在食品加工的設(shè)備消毒、果蔬清洗、包裝材料消毒等實(shí)際場(chǎng)景中表現(xiàn)優(yōu)異，同時(shí)具備快速、便攜、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，能夠有效解決傳統(tǒng)檢測(cè)方法的痛點(diǎn)，為食品加工企業(yè)提供高效、精準(zhǔn)的消毒濃度管控工具。通過(guò)該設(shè)備的應(yīng)用，企業(yè)可實(shí)現(xiàn)消毒環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整過(guò)氧化氫溶液濃度，既保證了消毒效果，又避免了濃度過(guò)高導(dǎo)致的成本浪費(fèi)與食品安全風(fēng)險(xiǎn)。
未來(lái)，隨著食品加工行業(yè)對(duì)檢測(cè)效率與精度要求的不斷提升，PAL-39S這類迷你數(shù)顯折射計(jì)有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用拓展，如醫(yī)藥行業(yè)的過(guò)氧化氫滅菌濃度檢測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖中的消毒水濃度管控等。同時(shí)，期待結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳與云端管理，為企業(yè)構(gòu)建智能化的食品安全管控體系提供數(shù)據(jù)支撐。

 

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