يمكن لجهاز اختبار نفاذية الأكسجين المستخدم في تغليف الأغذية دعم الاختبارات وفق ASTM D3985 إذا كان يستخدم طريقة القياس الكولومترية المحددة، وكان قادرًا على ضبط الظروف المطلوبة للمادة قيد الاختبار وقياسها وتوثيقها. وتُعد الإشارة إلى ASTM D3985 في كتيّب المنتج نقطة بداية مفيدة، لكنها لا تثبت أن كل تكوين للجهاز أو اختبار أو نتيجة يصدرها يتوافق مع الطريقة.

بالنسبة إلى مدير الجودة أو السلامة، يتألف السؤال العملي من جزأين: هل تستطيع المعدات تطبيق الطريقة على الأغشية التي تحتاج شركتك إلى تقييمها، وهل يستطيع مختبرك إثبات أن نتيجة محددة قد تم الحصول عليها وفقًا للمعيار المعمول به وإجراءاته الداخلية الخاضعة للضبط؟ وتعتمد الإجابة على خلية الاختبار، وأدوات ضبط الظروف البيئية، ونطاق القياس، وممارسات التحقق، وإعداد التقارير، بقدر اعتمادها على المستشعر نفسه.

ما الذي صُمم ASTM D3985 لقياسه

يصف ASTM D3985 طريقة لتحديد معدل انتقال الأكسجين الغازي في الحالة المستقرة عبر الأغشية والصفائح البلاستيكية، باستخدام مستشعر كولومتري. وتفصل العينة بين جهة تحتوي على الأكسجين وجهة يمر فيها غاز حامل. وينتقل الأكسجين الذي يعبر المادة إلى المستشعر حيث يُقاس. وتصف النتيجة انتقال الأكسجين عبر المساحة المكشوفة في ظل ظروف الاختبار المحددة.

وهذا ما يجعل الطريقة مناسبة لأغشية تغليف الأغذية عندما يكون أداء حاجز الأكسجين جزءًا من مواصفات المادة. فقد يحتاج فريق المشتريات إلى مقارنة غشاء الحاجز الوارد بحد متفق عليه؛ وقد يحتاج فريق الجودة إلى التحقق من تغير في طبقة مغلفة؛ وقد يحتاج مدير السلامة إلى بيانات موثوقة عن المواد لدعم تقييم أوسع للتغليف.

لكن هذه الاستخدامات لا تجعل نتيجة اختبار الغشاء تقييمًا كاملًا لمدة الصلاحية أو سلامة العبوة. فالعينة المأخوذة من الغشاء لا تمثل بالضرورة تأثير اللحامات أو أغطية الإغلاق أو الثقوب الدقيقة أو عمليات التشكيل أو غيرها من خصائص العبوة النهائية. وإذا كان القرار يتعلق بنفاذ الأكسجين إلى عبوة كاملة، فتحقق مما إذا كان يلزم إجراء اختبار منفصل للعبوة، وحدد الطريقة المنطبقة.

ابدأ بادعاء المطابقة للطريقة، ثم افحص التكوين

يُعد مستشعر الأكسجين الكولومتري عنصرًا أساسيًا في ASTM D3985، لكن اسم المستشعر وحده لا يكفي لإثبات الملاءمة. اطلب من مورّد المعدات تحديد إصدار ASTM D3985 الذي يستند إليه ادعاء المطابقة، وشرح تكوين الجهاز والملحقات المشمولة. وينبغي للمختبر الرجوع إلى النسخة المرخّصة المعمول بها من المعيار ومراجعة متطلباتها ومقارنتها بوثائق المعدات وإجراء التشغيل.

ويكتسب هذا التمييز أهمية لأن عائلة الأجهزة نفسها قد تُعرض بخلايا اختبار أو ترتيبات غاز أو خيارات بيئية أو نطاقات قياس مختلفة. ولا ينبغي تعميم ادعاء يخص تكوينًا واحدًا تلقائيًا على تكوين آخر. وبالمثل، يختلف تصريح الشركة المصنّعة بأن المعدات مصممة للعمل وفق معيار ما عن وجود دليل مستقل على كفاءة المختبر أو اعتماده لإجراء اختبار محدد.

عادةً ما تكشف الأسئلة التالية أهم أوجه القصور المحتملة في جهاز مقترح أو مركّب:

• العينة ومساحة الاختبار: هل تستوعب الخلية نوع الغشاء أو الصفائح وسُمكها وأبعاد العينة المحددة في مواصفاتكم؟ وهل تُحدَّد المساحة المكشوفة وتُضبط؟
• إمداد الغاز: هل يمكن توفير غازات الاختبار والغازات الحاملة المطلوبة بدرجة النقاء المناسبة وفي ظروف مضبوطة، مع وجود طريقة موثقة للحفاظ على هذه الظروف؟
• درجة الحرارة والرطوبة: هل يستطيع النظام تحقيق الظروف التي تتطلبها الطريقة المعمول بها ومواصفات المادة وضبطها وتوثيقها؟
• نطاق القياس: هل يقع معدل الانتقال المتوقع ضمن نطاق يتيح فيه النظام الكامل تقديم نتائج مفيدة جرى التحقق منها؟
• التحقق وإعداد التقارير: هل توجد إجراءات موثقة للتحقق من أداء النظام، والكشف عن التسربات، وتحديد الوقت الذي تصبح فيه النتيجة جاهزة، وتسجيل ظروف الاختبار؟

اطلب تعليمات التشغيل ذات الصلة وحقولًا نموذجية للتقرير، لا مجرد قائمة بالمعايير المتوافقة. فالهدف هو معرفة كيفية إعداد المشغّل المعتاد للمادة الفعلية، وتحديد ظروف الاختبار، والتعرف على الاختبار غير الصالح، والاحتفاظ بالأدلة التي تدعم النتيجة.

طابق الجهاز مع الغشاء وحد القبول

قد يستخدم جهاز الاختبار مبدأ القياس الصحيح، ومع ذلك لا يكون مناسبًا للمادة. وتمثل الأغشية عالية الحاجزية تحديًا خاصًا، لأن مساهمة الأكسجين غير المرغوب فيها من النظام قد تصبح كبيرة مقارنةً بكمية الأكسجين التي تمر عبر العينة. ولذلك ينبغي الانتباه إلى التسربات، وأختام الإحكام، والأكسجين المتبقي، وجودة الغاز، وخلفية الجهاز عندما يكون معدل الانتقال المتوقع منخفضًا.

قارن نطاق المورّد المعلن ومعلومات الأداء بالنتائج المتوقعة للغشاء الفعلي عند درجة الحرارة والرطوبة المقصودتين. فالنطاق الواسع المذكور في ورقة المواصفات لا يبيّن وحده مقدار عدم اليقين أو قابلية التكرار الممكنة بالقرب من حد القبول. اسأل عن كيفية التحقق من الأداء في هذا الجزء من النطاق، وعن الفحوص التي يستطيع المختبر إجراءها بانتظام.

ضع أيضًا في الحسبان الوقت اللازم للوصول إلى نتيجة مستقرة صالحة للاستخدام. تختلف البنى الحاجزية في استجابتها بعد التركيب والتهيئة. وقد تكون مدة الاختبار القصيرة جذابة لمراقبة الإنتاج، لكن إنهاء الاختبار قبل استقرار النتيجة قد يقوض المقارنة بالمواصفات. وينبغي أن تحدد الإجراءات كيفية تقييم الاتزان أو سلوك الحالة المستقرة وفق الطريقة المعمول بها، وكيفية تعامل المشغّل مع اختبار لا يبلغ هذه الحالة خلال الوقت المخطط له.

وفي الطرف الآخر من النطاق، تأكد من إمكانية قياس المواد الأعلى نفاذية من دون تجاوز قدرة النظام. وإذا كان المختبر يختبر أنواعًا متعددة من الأغشية، فينبغي تقييم الملاءمة عبر نطاق العمل المقصود، لا استنتاجها من عرض توضيحي واحد على عينة ملائمة.

اضبط الظروف قبل مقارنة النتائج

يُبلّغ عن انتقال الأكسجين ضمن مجموعة محددة من ظروف الاختبار. ويمكن أن تؤثر درجة الحرارة والرطوبة النسبية وتركيز الأكسجين أو ظروف الضغط وتهيئة العينة والمساحة المكشوفة في النتيجة أو تفسيرها. وينبغي أن يتضمن مواصفات المنتج وتقرير الاختبار تفاصيل كافية تمكّن مختبرًا أو مورّدًا آخر من فهم ما تم قياسه.

وتستحق الرطوبة اهتمامًا خاصًا في البنى التي تحتوي على طبقات حاجزية حساسة للرطوبة. فقد تختلف نتيجتان للغشاء الاسمي نفسه بسبب تهيئة العينتين أو اختبارهِما في ظروف رطوبة مختلفة. وعند مقارنة بيانات المورّد ونتائج الفحص عند الاستلام والسجلات التاريخية، تحقق أولًا من توافق الظروف وإصدارات الطريقة. إذ يصعب تفسير الاختلاف العددي قبل التوفيق بين هذه التفاصيل.

وتُعد التهيئة أيضًا مسألة تتعلق بسير العمل. فإذا أُخذت العينات من مواضع مختلفة من اللفة أو عولجت بطرق مختلفة أو اختُبرت مباشرة بعد حدث يؤثر في المادة، فقد يعكس التباين عوامل تتجاوز الجهاز. ويساعد إجراء مضبوط لأخذ العينات وتهيئتها المختبر على التمييز بين أداء المعدات والتباين في الغشاء.

احرص على وضوح الوحدات وأساس القيمة المبلّغ عنها. فلا ينبغي التعامل مع معدل انتقال الأكسجين عبر عينة كما لو كان قابلًا للتبادل مع قيمة نفاذية مطبّعة حسب السُمك. وفي البنى متعددة الطبقات المستخدمة في التغليف، قد لا يدعم التطبيع حسب السُمك المقارنة التي يتوقعها المستخدم. وينبغي أن تحدد مواصفات الشراء النتيجة والوحدات المطلوبة، وأن يستخدم تقرير الاختبار الأساس نفسه أو يوضح أي تحويل.

أدلة موثوقية النتيجة

يُثبت الامتثال من خلال عملية الاختبار وكذلك تصميم الجهاز. وينبغي أن تتم المعايرة والصيانة والتحقق من الأداء وفق إجراءات موثقة ملائمة للمعدات والطريقة المعمول بها. ويجب أن تحدد السجلات ما جرى فحصه، ومتى، وبالاستناد إلى أي مرجع أو معايير قبول، وما الإجراء المتخذ عند إخفاق الفحص.

يمكن أن تساعد المواد أو الأغشية المرجعية على مراقبة أداء النظام، شريطة أن تكون قيمها وظروفها مناسبة للاستخدام المقصود. وقد لا يوفر الفحص الذي يُجرى بعيدًا عن معدل الانتقال ذي الصلة بمواصفات الحواجز العالية ضمانًا كافيًا عند نقطة اتخاذ القرار. اسأل عن كيفية تحقق المختبر من الأداء قرب النطاق المهم، وكيفية تقييمه لمصادر عدم اليقين.

ولا تقل فحوص التسرب أهمية من الناحية العملية. فقد يؤثر تلف ختم الخلية أو سوء تثبيت العينة أو توصيل خط الغاز على النتيجة، حتى عندما يكون المستشعر يعمل بصورة سليمة. ويحتاج المشغّلون إلى تعليمات واضحة للتعرف على هذه الأعطال وتصحيحها، بما في ذلك تحديد الحالات التي يجب فيها رفض الاختبار وإعادته بعينة جديدة.

ينبغي أن يحدد التقرير القابل للدفاع عنه العينة وإصدار الطريقة والنتيجة والوحدات وظروف الاختبار ذات الصلة وأي خروج عن الإجراء المقرر. كما ينبغي أن يحتفظ بالمعلومات اللازمة لتتبع النتيجة إلى المعدات والسجلات المستخدمة. وإذا طلب العميل نتيجة معتمدة، فتحقق من أن نطاق اعتماد المختبر يشمل الطريقة المحددة والقدرات ذات الصلة؛ فالاعتماد يخص الأنشطة المحددة للمختبر، وليس شهادة شاملة لكل نتيجة يمكن للجهاز إنتاجها.

استخدم النتيجة في قرار تغليف الأغذية المناسب

يمكن لنتيجة وفق ASTM D3985 دعم مواصفات المواد الواردة أو المقارنة بين بنى الأغشية عندما تتوافق ظروف الاختبار ومعايير القبول. لكنها لا تثبت بمفردها أن المنتج الغذائي سيحقق مدة الصلاحية المستهدفة أو سيظل آمنًا. فقد تؤثر حساسية المنتج للأكسجين وتصميم العبوة وجودة الإغلاق والحيز العلوي وظروف التخزين وخصائص المنتج نفسه في هذا القرار.

ولإجراءات الإفراج الروتينية، اتفق مسبقًا على بنية الغشاء التي ستُختبر، ومواضع أخذ العينات، والظروف المنطبقة، وطريقة التعامل مع النتائج القريبة من حد القبول. وإذا استخدم المورّد والعميل مختبرين مختلفين، فتبادلوا هذه التفاصيل قبل نشوء أي خلاف. فمقارنة الأرقام المبلّغ عنها وحدها قد تحجب اختلافات التهيئة أو إعداد الاختبار أو أساس إعداد التقارير.

لذلك، فإن أقوى إجابة عن سؤال «هل يفي جهاز الاختبار هذا بمتطلبات ASTM D3985؟» تستند إلى سلسلة قابلة للتتبع تشمل الإصدار المعمول به من المعيار، وتكوينًا مناسبًا للجهاز، وظروف اختبار مضبوطة، وأداءً موثقًا للنظام، وتقريرًا يصف الاختبار الفعلي. راجع هذه السلسلة في ضوء الأغشية والقرارات ضمن برنامج الجودة الخاص بك قبل الاعتماد على هذا الادعاء.