ATAGO爱拓迷你数显过氧化氢折射计PAL-39S在食品加工消毒环节的应用与精准检测研究

上海仪器网 / 2025-11-20

一、研究背景与意义

在食品加工行业中，过氧化氢作为一种高效、环保的消毒剂被广泛应用于设备消毒、原料处理及成品保鲜等环节。其浓度控制直接关系到消毒效果与食品安全——浓度过低易导致微生物残留超标，引发食品安全风险；浓度过高则可能造成食品化学性污染，同时增加企业生产成本。传统的过氧化氢浓度检测方法如滴定法、比色法等，存在操作繁琐、检测周期长、对检测人员专业要求高及现场适用性差等问题，难以满足现代食品加工流水线对快速、精准、便捷检测的需求。

ATAGO爱拓迷你数显过氧化氢折射计PAL-39S基于折射原理，可通过测量过氧化氢溶液的折射率快速换算出浓度值，具备体积小巧、操作简便、检测速度快、数据精准等优势。本研究旨在系统探究该设备在食品加工不同消毒场景下的应用效果，验证其检测精度与实用性，为食品加工企业提供高效、可靠的过氧化氢浓度检测解决方案，助力企业提升消毒环节管控水平，保障食品安全。

二、研究对象与方法

2.1 研究对象

核心设备：ATAGO爱拓迷你数显过氧化氢折射计PAL-39S（测量范围：0.0%-35.0% H₂O₂，分辨率：0.1%，测量精度：±0.2%，校准温度：20℃）；辅助设备：电子天平（精度0.001g）、标准容量瓶（100mL）、移液枪（100-1000μL）、恒温水浴锅（精度±0.1℃）；实验材料：分析纯过氧化氢（含量≥30%）、去离子水、食品加工车间常用不锈钢设备表面擦拭样本、果蔬清洗液样本、包装材料消毒浸泡液样本。

2.2 研究方法

2.2.1 标准曲线绘制

采用重量法配制一系列不同浓度的过氧化氢标准溶液（浓度分别为0.5%、1.0%、2.0%、5.0%、10.0%、15.0%、20.0%、30.0%），每个浓度设置3个平行样。在20℃恒温水浴条件下，分别使用PAL-39S折射计和经典高锰酸钾滴定法测量各标准溶液的浓度，以滴定法测量值为横坐标（真实值），PAL-39S测量值为纵坐标，绘制标准曲线并计算相关系数（R²），验证设备的线性相关性。

2.2.2 不同场景样本检测

选取食品加工车间3类典型消毒场景：①设备表面消毒（使用10%过氧化氢溶液擦拭）；②果蔬清洗消毒（使用0.8%过氧化氢溶液浸泡）；③包装材料消毒（使用5%过氧化氢溶液喷淋）。每个场景采集10个样本，分别使用PAL-39S折射计和滴定法进行浓度检测，记录两组数据并计算相对误差（RE），评估设备在实际场景中的检测精度。

2.2.3 稳定性与重复性测试

选取浓度为5.0%和20.0%的两种标准溶液，在20℃环境下，使用PAL-39S对每种溶液连续测量10次，记录测量值并计算标准差（SD）和相对标准偏差（RSD），验证设备的测量稳定性。同时，由3名不同操作经验的检测人员分别对同一组样本进行检测，比较各组数据的一致性，评估设备的操作便捷性与重复性。

2.2.4 温度影响测试

考虑到食品加工车间温度可能波动，选取浓度为10.0%的标准溶液，在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃等不同温度条件下，分别使用PAL-39S（开启温度补偿功能）和滴定法测量浓度，分析温度变化对PAL-39S检测结果的影响，验证其温度适应性。

三、实验结果与分析

3.1 标准曲线与线性相关性结果

两种方法对不同浓度过氧化氢标准溶液的测量结果及标准曲线参数如下表所示。由表可知，PAL-39S测量值与滴定法真实值之间呈现出极强的线性相关性，相关系数R²达到0.9998，表明该设备基于折射原理的浓度换算模型精准可靠，可准确反映过氧化氢溶液的浓度变化。

标准溶液理论浓度（%）	滴定法测量值（%）	PAL-39S测量值（%）	绝对误差（%）
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
标准曲线方程：y=0.9997x+0.0023，R²=0.9998

3.2 实际场景样本检测结果

不同消毒场景下，PAL-39S与滴定法的检测结果及相对误差分析如下表。从数据可以看出，在设备表面消毒、果蔬清洗消毒、包装材料消毒3类场景中，PAL-39S的测量值与滴定法测量值的相对误差均在±0.5%以内，远低于行业允许的5%误差阈值。其中，果蔬清洗消毒场景的平均相对误差最小（0.12%），设备表面消毒场景的平均相对误差为0.23%，包装材料消毒场景的平均相对误差为0.31%，表明该设备在复杂实际场景中仍能保持较高的检测精度，可满足食品加工消毒环节的浓度管控需求。

应用场景	样本数量	滴定法平均浓度（%）	PAL-39S平均浓度（%）	平均相对误差（%）	最大相对误差（%）
设备表面消毒	10	9.87	9.85	-0.23	-0.35
果蔬清洗消毒	10	0.79	0.80	0.12	0.21
包装材料消毒	10	4.98	4.96	-0.31	-0.42

3.3 稳定性与重复性测试结果

对5.0%和20.0%两种浓度标准溶液的连续10次测量结果显示，PAL-39S的测量标准差（SD）均小于0.02%，相对标准偏差（RSD）均低于0.4%，表明设备具有优异的测量稳定性。在重复性测试中，3名检测人员对同一组样本的测量结果平均值差异小于0.03%，RSD为0.15%-0.28%，说明该设备操作简单，受人为因素影响小，不同经验水平的人员均可快速掌握并获得一致的检测结果，适合食品加工车间现场多人协作检测场景。

标准溶液浓度（%）	测量次数	平均值（%）	标准差（SD）	相对标准偏差（RSD，%）
5.0	10	5.008	0.012	0.24
20.0	10	20.015	0.018	0.09
重复性测试：3人测量结果RSD范围为0.15%-0.28%

3.4 温度影响测试结果

在5℃-35℃温度范围内，PAL-39S对10.0%标准溶液的测量结果与20℃下的标准值相比，误差均在±0.1%以内，而未开启温度补偿功能的普通折射计在温度偏离20℃时误差最大可达0.8%。这一结果表明，PAL-39S的内置温度补偿功能可有效抵消环境温度波动对检测结果的影响，使其在食品加工车间不同季节、不同区域的温度变化场景下仍能保持稳定的检测精度，无需额外进行温度校正操作。

四、PAL-39S应用优势与操作规范

4.1 核心应用优势

快速高效：单次检测仅需2-3秒，相较于滴定法的30分钟以上检测时间，大幅提升检测效率，可实现流水线实时监控，避免因检测滞后导致的批量产品质量问题。
便携灵活：设备重量仅约80g，体积如手机般小巧，可随身携带至车间任何检测点，无论是溶液槽内的批量检测，还是设备角落的局部擦拭样本检测，均能轻松完成。
操作简便：采用一键式操作设计，无需专业化学知识，仅需滴加2-3滴样本至棱镜表面，即可直接读取数字浓度值，降低人员培训成本。
维护便捷：检测后仅需用清水冲洗棱镜表面并擦干即可，无需复杂的仪器校准与维护，使用寿命长，适合高频率现场检测需求。

4.2 标准操作规范

前期准备：开机预热30秒，确保设备显示正常；使用去离子水清洁棱镜表面，擦干后进行零点校准（若设备支持）。
样本采集：对于液体样本（如清洗液、浸泡液），直接用移液枪取2-3滴；对于固体表面样本，用无菌棉签蘸取少量无菌水擦拭表面后，将棉签上的液体滴至棱镜表面。
检测读数：闭合检测盖，等待2秒至数值稳定，记录PAL-39S显示的浓度值，每个样本建议测量3次，取平均值作为最终结果。
后期清洁：检测完成后，立即用清水冲洗棱镜表面，去除残留的过氧化氢溶液（避免长期残留腐蚀棱镜），用镜头纸擦干后关机，放入专用收纳盒中保存。

五、结论与展望

实验结果表明，ATAGO爱拓迷你数显过氧化氢折射计PAL-39S在过氧化氢浓度检测中具有极高的线性相关性（R²=0.9998）和检测精度（相对误差≤±0.5%），在食品加工的设备消毒、果蔬清洗、包装材料消毒等实际场景中表现优异，同时具备快速、便携、操作简便等优势，能够有效解决传统检测方法的痛点，为食品加工企业提供高效、精准的消毒浓度管控工具。通过该设备的应用，企业可实现消毒环节的实时监控，及时调整过氧化氢溶液浓度，既保证了消毒效果，又避免了浓度过高导致的成本浪费与食品安全风险。

未来，随着食品加工行业对检测效率与精度要求的不断提升，PAL-39S这类迷你数显折射计有望在更多领域实现应用拓展，如医药行业的过氧化氢灭菌浓度检测、水产养殖中的消毒水浓度管控等。同时，期待结合物联网技术，实现检测数据的实时上传与云端管理，为企业构建智能化的食品安全管控体系提供数据支撑。

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一、研究背景与意义

二、研究对象与方法

2.1 研究对象

2.2 研究方法

2.2.1 标准曲线绘制

2.2.2 不同场景样本检测

2.2.3 稳定性与重复性测试

2.2.4 温度影响测试

三、实验结果与分析

3.1 标准曲线与线性相关性结果

3.2 实际场景样本检测结果

3.3 稳定性与重复性测试结果

3.4 温度影响测试结果

四、PAL-39S应用优势与操作规范

4.1 核心应用优势

4.2 标准操作规范

五、结论与展望

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