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　 1薄膜透氣系數(shù)測算模型
　　在密封的薄膜小袋中，注入一定體積的初始氣體（單一O2、CO2和N2或其混合氣體）。以O2、CO2和N23種氣體為研究對象，某一時間間隔后，包裝中氣體體積和濃度的變化由包裝內(nèi)外氣體分壓差（濃度差）所導致的氣體移動來決定。根據(jù)整個測定過程的特點，可以認為包裝袋內(nèi)氣體狀態(tài)的變化過程是一個等溫定壓過程，由此建立MAP系統(tǒng)中薄膜透氣系數(shù)測算模型。
　　在一定的時間間隔內(nèi)，薄膜袋中氣體總體積的瞬時變化量以袋中氣體i為研究對象，探討其濃度隨時間變化的趨勢，在任意時刻濃度的變化情況。
　　由于模型中時間t是連續(xù)的，為便于計算機運算，將其離散化求其數(shù)值解。模型離散化后的差分方程及V0作為上述差分方程的初始值，在給定時間步長？t下，如果假定一組K值為已知（Ki暫定值），利用計算機迭代可得到相應的逐時Xi值。然后將計算值與包裝袋內(nèi)對應時刻的氣體濃度實際測定值比較，求出兩者之差的平方。如此不斷改換不同的Ki暫定值，連續(xù)代入數(shù)學模型中進行計算，使差的平方逐步變小。當差的平方達到zui小值時，對應的Ki暫定值就作為薄膜的透氣系數(shù)值，即用zui小二乘法測算出MAP條件下薄膜的透氣系數(shù)。全部計算采用自編程。
　　2材料與方法
　　2.1材料
　　薄膜（大棚塑料膜的介紹與選擇）材料為市售低密度聚乙烯（LDPE），實測厚度為（0.0210±0.0005）mm，購回后制成15cm×15cm（表面積450cm2）的薄膜小袋備用。薄膜袋用臺式封口機電熱密封。
　　2.2方法
　　將500mLO2、500mLCO2和250mLO2 250mLCO23種不同初始氣體分別注入預先密封的薄膜小袋中，放在設置溫度為5、10、15、20、25℃日本MTI2201型多溫度恒溫箱（溫控精度：±0.5℃）中，每隔一定時間抽取袋中氣樣1mL（抽氣口位置用雙層膠布封?。萌毡緧u津GC17A型氣相色譜儀（色譜柱：Molecularsieve和PorapakQ并列柱，可同時測定氣體中O2，CO2和N2的濃度；載氣：氦氣；柱溫：60℃；熱導池檢測器溫度：120℃；進樣口溫度：120℃；載氣流速：30mLmin；電流：40mA）。測定各組分氣體濃度變化。設3次重復試驗。
　　3結果與分析
　　3.1袋內(nèi)各組分氣體濃度的變化
　　薄膜袋中氣體體積和濃度的變化主要取決于薄膜的透氣作用。袋中各組分氣體透過薄膜的推動力是氣體分壓差（濃度差）。即使薄膜兩側氣體總壓相等，只要各組分氣體存在濃度差，仍然出現(xiàn)該組分氣體從高濃度側向低濃度側滲透。由于薄膜對各組分氣體的透氣系數(shù)的差別，以及薄膜袋內(nèi)外氣體濃度差的不同，因而使得各組分氣體濃度隨時間的變化趨勢也不相同。
　　以20℃為例，在密封的薄膜小袋中分別注入500mLO2、500mLCO2和250mLO2 250mLCO2，隨著時間的延長，袋內(nèi)各組分氣體濃度的實際變化和計算機模擬變化趨勢如a～2c所示。由a可知，O2濃度隨著時間的延長呈下降趨勢，約44h后趨于穩(wěn)定，平衡濃度約為21.3；N2濃度在整個測定期間一直呈上升趨勢，約44h后達到平衡，平衡濃度為78.0；CO2濃度一直在0.03附近波動。由b可知，O2濃度在前6h內(nèi)逐漸上升到zui大值48.0，隨后濃度下降，zui后穩(wěn)定在21.0左右；N2濃度在整個測定期間一直呈上升趨勢，平衡濃度為78.0；而CO2濃度在前5h內(nèi)急劇下降，隨后趨于平衡，濃度在0.03左右波動。
　　可知，袋中各組分氣體濃度變化趨勢所反映的各組分氣體濃度變化趨勢基本一致，所反映的各組分氣體濃度的變化趨勢較緩和。另外，從各可以看出，薄膜袋中氣體濃度的計算值與實際測定值隨時間變化趨勢相當吻合。
　　3.2薄膜透氣系數(shù)與溫度的關系
　　試驗數(shù)據(jù)處理結果表明，在特定的溫度條件下，對同種薄膜注入不同初始氣體所得到的薄膜的透氣系數(shù)相同，表明注入的初始氣體的成分不影響該種薄膜的透氣系數(shù)。在設定的5、10、15、20、25℃5個溫度條件下測N2在際果蔬貯藏中為輔助氣體，在此不探討。將Ko和Kc分別取自然對數(shù)，將以K為單位的溫度取倒數(shù)作阿倫紐斯圖，發(fā)現(xiàn)Ko和Kc的自然對數(shù)（Ki）與溫度的倒數(shù)（1T）之間具有很強的線性關系（r>0.98），其對應關系可以用阿倫紐斯方程來反映，利用方程可求得任意溫度下LDPE的Ka和Kc值。
　　3.3新方法與其他方法的比較
　　在一定的溫度條件下，不同方法對同類LDPE薄膜透氣系數(shù)的測定結果。
　　數(shù)據(jù)為文獻數(shù)據(jù)經(jīng)過單位換算后的數(shù)值；透氣比CO2透氣系數(shù)與O2透氣系數(shù)的比值，無量綱。
　　可知，在特定測試溫度條件下，本試驗測定的LDPE薄膜的O2透氣系數(shù)和CO2透氣系數(shù)的測定值普遍高于其它方法的測定值。上述結果的差異，可以從各自不同的測定原理來解釋。其他測算薄膜透氣系數(shù)的數(shù)學模型都建立在氣體總體積不發(fā)生變化的基礎之上的，由此設計的測定裝置通常是整個氣體交換過程在一個相對固定的空間內(nèi)（以固定容器作為氣體擴散腔，用試樣膜隔離成兩個空間）或某個相對固定的空間與大氣環(huán)境之間（用試樣膜將固定容器與外界環(huán)境隔離），從而測定出薄膜的透氣系數(shù)。另外，用這些測定方法來測算薄膜透氣系數(shù)時，必須等到氣體擴散達到穩(wěn)定后測定的數(shù)據(jù)資料才有實際意義，在未穩(wěn)定之前所測定的數(shù)據(jù)資料，用來進行計算必然會引起偏差，而且氣體擴散達到穩(wěn)定這一狀態(tài)很難進行量化，而新法是建立在氣體總體積不斷變化的基礎之上的，這一狀態(tài)基本上與實際MAP條件吻合。另外，與其它方法不同的是，新法直接從袋中抽取氣體，不受氣體擴散達到穩(wěn)定后才能測定這一條件的限制，而且計算手段*、便捷，所得到的薄膜透氣系數(shù)值更能客觀反映實際MAP條件下的真實值。
　　4結論
　　1）建立了薄膜透氣系數(shù)的測算模型，并測算出了LDPE薄膜的透氣系數(shù)。根據(jù)該模型，利用計算機迭代模擬出氣體濃度變化趨勢與實際測定氣體濃度變化趨勢相當吻合，可以認為新法測定的結果能客觀地反映MAP條件下薄膜的透氣系數(shù)。
　　2）初始氣體的組成不影響薄膜的透氣系數(shù)。因此新法在初始氣體的組成為單一氣體的條件下測定的薄膜透氣系數(shù)能夠反映實際MAP條件下（O2、CO2和N2等氣體同時存在）薄膜的透氣系數(shù)。