第五章包裝工藝與技術(shù)

1、第四章包裝技術(shù)與工藝包裝材料與包裝容器統(tǒng)稱為包裝品，它與產(chǎn)品“結(jié)合” 在一起構(gòu)成包裝件，而這種結(jié)合的過程叫做包裝工藝 過程。工藝是人類在生產(chǎn)勞動中積累起來并經(jīng)過總結(jié)的操作 技術(shù)經(jīng)驗，包裝技術(shù)與工藝（包裝工藝學(xué)）主要是研 究包裝工藝過程中具有共同性的規(guī)律，它是包裝工程 的重要基礎(chǔ)之一。包窶環(huán)學(xué)所聲解決的問題有三個：第一，保證實現(xiàn)包裝的功能。第二，提高勞動生產(chǎn)率。第三，提高包裝經(jīng)濟效益。簡單地說，研究包裝工藝的目的就是要得到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、經(jīng)濟的包裝件。包裝技術(shù)（工藝）是指實現(xiàn)包裝功能的技術(shù)方法，大體 上包括兩大類：專用包裝技術(shù)（達到保護目的的技術(shù)方法）通用包裝技術(shù)（實現(xiàn)包裝操作的技術(shù)方法）。本課程將

2、簡要介紹生產(chǎn)中常用的包裝技術(shù)方法。八第一=專用防霉腐包裝技術(shù) 防潮包裝技術(shù)無菌包裝技術(shù)與工藝防氧包裝技術(shù)防銹包裝技術(shù)緩沖包裝技術(shù)（運輸包裝） 防靜電包裝技術(shù)保鮮包裝技術(shù)限于篇幅，本課程主要介紹三種典型的包裝技術(shù)。一、防霉腐包裝技術(shù)被包裝物的霉變和腐敗簡稱為霉腐。被包裝物品處在能抑制霉腐微生物滋長的特定條件下，延長被包裝物品質(zhì)量保持期限。產(chǎn)生霉腐的原因:某種物品發(fā)生霉腐，首先是因為該物品感染上了霉腐 微生物,這是物品霉腐的必要條件之一。其次星因為 該物品含有霉腐微生物生長繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)，這 些營養(yǎng)物質(zhì)能提供給霉腐微生物所需的生長條件（包括碳源、氮源、水、無機鹽、能量等）。第三星有適合霉腐微生

3、物生長繁殖的環(huán)境條件,如溫度、濕度、 空氣等，這是物品霉腐的外界因素。防霉腐包裝技術(shù)就是從技術(shù)上杜絕上述三個產(chǎn)生霉腐源頭。（一）化學(xué)藥劑防霉腐包裝技術(shù)是指使用防霉防腐化學(xué)藥劑將待包裝物品、包 裝材料進行適當(dāng)處理的包裝技術(shù)。防霉防腐劑的殺菌機理：使菌體蛋白質(zhì)凝固、 沉淀、變性；用防霉防腐劑與菌體酶系統(tǒng)結(jié)合, 影響菌體代謝；用防霉防腐劑降低菌體表面張 力，增加細胞膜的通透性而發(fā)生細胞破裂或溶 解。（二）氣相防霉腐包裝技術(shù)是指使用具有揮發(fā)性的防霉防腐劑，利用其揮 發(fā)產(chǎn)生的氣體直接與霉腐微生物接觸，達到殺 死、抑制其生長，防止商品霉腐的目的。氣相防霉腐劑有多聚甲醛防霉腐劑和用于日用 工業(yè)品的環(huán)氧乙烷防

4、霉腐劑。（三）氣調(diào)防霉腐包裝技術(shù)氣調(diào)防霉腐包裝就是在密封包裝的條件下，通過改變 包裝內(nèi)空氣組成成分，以降低氧的濃度，造成低氧環(huán) 境來抑制霉腐微生物的生命活動與生物性商品的呼吸 強度，從而達到對被包裝商品防霉腐的目的。這也是 氣調(diào)防霉腐包裝的原理。氣調(diào)防霉腐包裝所充的氣體主要是二氧化碳和氮氣。（四）干燥防霉腐包裝技術(shù)微生物生活環(huán)境缺乏水分即造成干燥,在干燥的條件 下,霉菌不能繁殖,商品也不會腐爛。干燥防霉腐包裝技術(shù)是通過降低密封包裝內(nèi)的水分與 商品本身的含水，使霉腐微生物得不到生長繁殖所需 水分來達到防霉腐目的?？赏ㄟ^在密封的包裝內(nèi)置放一定量的干燥劑來吸收包 裝內(nèi)的水分，使內(nèi)裝商品的含水量降到其

5、允許含水量 以下。（五）電離輻射防霉腐包裝技術(shù)能量通過空間傳遞稱為輻射，射線使被照射的物質(zhì)產(chǎn) 生電離作用，稱為電離輻射。電離輻射的育接作用是當(dāng)輻射線通過微生物時 能使微生物內(nèi)部成分分解而引起誘變或死亡。電離輻射防霉腐包裝目前主要應(yīng)用卩射線與Y射線，商 品包裝經(jīng)過電離輻射后即完成清毒滅菌，配合冷藏， 能延長保存期。（六）紫外線、微波、遠紅外線 和高頻電場處理劉邈是日光殺菌的主要因素。但其穿透力很弱,所 以只能殺死商品表面的霉腐微生物。此夕卜,含有脂肪 或蛋白質(zhì)的食品不宜用紫外線照射殺菌。紫外線一般用來處理包裝容器（或材料）以及非食品 類的被包裝物品。 ni渡的殺菌機理是微生物吸收微波能量后，一方

6、面轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷鴼⒕?，另一方面菌體的水分和脂肪等物質(zhì)受到微波的作用，其分子間發(fā)生振動摩擦而使細胞內(nèi) 部受損而產(chǎn)生熱能，促使菌體死亡。微波產(chǎn)生的熱能 在內(nèi)部，所以熱能利用率高，加熱時間短，加熱均勻。玩紅外纜的作用與微波相似。髙頫電揚的殺菌機理是含水分高的商品和微生物能“吸收”高頻電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴼⒕?。只要商品和?品上的微生物有足夠的水分，同時又有一定強度的高頻電場，消毒瞬間即可完成。二、無菌包裝技術(shù)與工藝（一）無菌包裝工藝的定義無菌包裝是滅菌包裝的一種類型。經(jīng)過滅菌的食品（飲料、奶制品）在無菌環(huán)境 中包裝，封閉在經(jīng)過殺菌的容器中，以期在不 加防腐劑、不經(jīng)冷藏條件下得到較長的貨架壽 命。也可以簡單

7、的說,無菌包裝是先滅菌后包裝, 非無困包妾是先也裝后滅或者只包裝不滅困。(二) 無菌包裝工藝的特點(1) 食品經(jīng)過短時間高溫滅菌或巴氏滅菌，不會破壞食品的營養(yǎng)成分，對食品的質(zhì)量沒有影響。(2) 包裝后食品可以在常溫下進行保存和運輸，降低了流通成本，而且延長了食品的保存壽命；(3) 無菌包裝對包裝材料的限制小，能使用多種包裝材 料。無菌包裝的缺點:(1) 很難用于流動性差的高粘度包裝物品；(2) 設(shè)備復(fù)雜，規(guī)模較大，造價高，因此起始成本高；(3) 對操作管理要求十分嚴格，一旦發(fā)生污染，整批產(chǎn) 品就要全部報廢。（三）無菌包裝的滅菌方法er.一條完整的無菌包裝生產(chǎn)線包括物料（食品）殺菌系統(tǒng), 無菌包

8、裝機，包裝材料或包裝物的供應(yīng)及殺菌系統(tǒng)，自動 清洗系統(tǒng)，設(shè)備預(yù)殺菌系統(tǒng)，無菌環(huán)境保持系統(tǒng)及自動控 制系統(tǒng)等。物料殺菌到目前為止主要采用熱力殺菌。根據(jù)物料的 粘度、熱敏性能及生產(chǎn)規(guī)?？煞謩e采用板式，管式（盤管 式或列管式），刮板式或混合式換熱器。包裝材料或包裝容器的殺菌：是無菌冷灌裝生產(chǎn)工藝 中最關(guān)鍵的一步，目前主要采用化學(xué)藥物殺菌，但殺菌后 要徹底清洗及干燥，把化學(xué)殘留物減至最低限度（1PPM） o19三、緩沖及防震（運輸包裝）技術(shù)（一）定義包裝件在運輸流通過程中，要經(jīng)歷運輸、裝卸.搬運和倉儲等環(huán)節(jié)，在這些環(huán)節(jié)中可能因沖擊和震動對產(chǎn)品帶來危害。緩沖及防震包裝就是就是要確保產(chǎn)品在運輸過程中不致因

9、沖擊和震動而破損，從而產(chǎn)生經(jīng)濟和功能上的損失。運輸包裝（又稱包裝動力學(xué)，因其主要硏究的是包裝力學(xué)問題而得 名）就是一門研究商品包裝在動態(tài)載荷下的運動規(guī)律、抿壞形式及 其保護的科學(xué)。運輸包裝的硏究，為揭示商品包裝在流通環(huán)境中運動規(guī)律，合理進行包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、保護商品、減少包裝損失提供理論依據(jù),是包裝工程學(xué)科的一個重要組成部分。*（二）產(chǎn)品的脆值1. 產(chǎn)品脆值脆值的含義是產(chǎn)品經(jīng)受振動和沖擊時用以表示其強度的定量指標(biāo)。 此值表示產(chǎn)品對外力的承受能力，一般用重力加速度的倍數(shù)G來 表示。G值愈大，表示產(chǎn)品對外力的承受能力愈強,在設(shè)計防振 包裝時，可以選擇剛度大些的材料；反之,則意味著產(chǎn)品對外力 的承受能力

10、愈差。因此，在不影響產(chǎn)品性能的條件下,提高產(chǎn)品的脆值,可以簡化 防振包裝，節(jié)約緩沖材料，減少勞動量，降低包裝成本。目前，常以產(chǎn)品破損前的臨界加速度與g （重力加速度）的比值 =Gc作為產(chǎn)品的脆值。2. 破損的定義破損是指產(chǎn)品物理的或功能的損傷，一般認為，由于運 輸、裝卸和貯存不當(dāng)而使產(chǎn)品喪失了合格品質(zhì)量指標(biāo)之 的就叫破損。由于損壞的性質(zhì)和程度的不同皮損可分為以下三種:(1) 失效。又叫嚴重破損，指產(chǎn)品已經(jīng)喪失使用功能而且不可逆轉(zhuǎn), 負不可恢復(fù)；(2) 失靈。這是輕微破損，指產(chǎn)品功能雖已喪失，但可以恢復(fù)。(3) 商業(yè)性破損。主要指不影響產(chǎn)品使用功能而僅在外觀上造成的 破損。雖可使用，但商品的價值

11、降低了。我們注意到，不同的產(chǎn)品表現(xiàn)出不同的破損特性:乒乓球落在水泥地面會彈跳,而玻璃杯卻破碎了; 同樣一只玻璃杯,跌落高度不同破損結(jié)果不同； 同樣的跌落高度,空載的杯和滿載的杯,破損情況也 不相同；同樣是空載，跌落姿態(tài)不一樣，結(jié)果又不相同;有緩沖防護和沒有緩沖防護，破損結(jié)果也不相同。這些例子可以說明：包裝產(chǎn)品的破損,一方面受其固有 屬性（材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、比重等）的支配，一方面又受外部環(huán)境、 工況的影響。包裝產(chǎn)品這種受內(nèi)外因素影響而產(chǎn)生破損的特性，稱為 產(chǎn)品的易損性;脆值是定量描述這種特性的量值，所以脆 值又稱作易損度。3許用脆值許用脆值的定義是：根據(jù)產(chǎn)品的脆值，考慮到產(chǎn)品的 價值、強度偏差、重要程

12、度等而規(guī)定的產(chǎn)品的許用最 大加速度值,以G表示。我們有：G=Gc/nnln稱為安全系數(shù)。安全系數(shù)的選擇涉及到正確處理安全 性與經(jīng)濟性的關(guān)系。4.最大加速度產(chǎn)品在受到任何沖擊（比如跌落）時，不論沖擊強弱，在整 個沖擊過程中，都有一個最大加速度。最大加速度依賴于 ho h相同時，傳遞到產(chǎn)品上的最大加速度還與所選的緩沖 材料的力學(xué)特性有關(guān)。因此，最大加速度不是常數(shù)。以01來代表最大加速度與g的比值。Gm決定于沖擊速度、 緩沖材料和產(chǎn)品重量等。而Gc決定于產(chǎn)品，產(chǎn)品一定，在 同一方向上的脆值一般相同。緩沖包裝設(shè)計中要求：GmG=Gc/n（三）緩沖系數(shù)及基本緩沖包裝形式若定義：C=ct/EC為緩沖系數(shù)f

13、其中e為應(yīng)力f E為材料變形時吸收的能量； 而最大應(yīng)力am=WGm / A；其中W為產(chǎn)品質(zhì)量，A為緩沖承載面積，G為加速度; 則有緩沖材料的厚度計算公式:T=CH / Gm式中H -跌落高度,Gm 產(chǎn)品的脆值（易損度）這是進行緩沖計算的兩個基本公式。丄膠質(zhì)滾輪2溼板3 澆錚z 4尊性橄 皿墊 F竇7紙板支持架 a）角滾瑋b整體澆鑄式c）底墊式d）角墊或懸掛式支摟式 常見的緩沖包裝形式緩沖包裝的種類廠、全面緩沖包裝全面緩沖包裝是在內(nèi)裝物和外包裝之間全部用緩沖材料填 滿固定,對產(chǎn)品進行全面保護的方法。部分韁沖包裝對于整體性好的產(chǎn)品和有內(nèi)包裝的產(chǎn)品,只需在產(chǎn)品或 內(nèi)包裝的拐角或局部地方使用緩沖材料進行襯墊,而無襯墊處 無需緩沖材料,這種方法叫做部分緩沖包裝。它既能得到較好的效果,又能降低包裝成本，適合于包裝 大批量成批生產(chǎn)的產(chǎn)品，如電冰箱、電視機、洗衣機、熱水器 等家電產(chǎn)品，精密儀器、儀表等，應(yīng)用非常廣泛。懸浮式韁沖包裝（四）緩沖材料的性能評價:沖擊能量的吸收性:振動能量的吸收性蠕變性溫度穩(wěn)定性h:濕度穩(wěn)定性:耐破損性:*化學(xué)穩(wěn)定性 :物理相容性伍）緩沖包裝的五步設(shè)計