熟制板栗仁食品的蒸煮袋包裝設(shè)計

1、熟制板栗仁的包裝設(shè)計前言：目前板栗包裝一般采用零銷散裝、罐頭或普通塑料袋裝技術(shù)， 其包裝雖簡單，但保質(zhì)期短、附加值和包裝品位低，與板栗本身營養(yǎng) 價值不對等， 嚴(yán)重影響板栗制品儲藏與銷售。 經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn)蒸煮袋 包裝具有適合高溫滅菌、冷凍冷藏、阻隔性好、外型美觀等優(yōu)點(diǎn)而得 到廣泛應(yīng)用，如肉類、果制品等產(chǎn)品的包裝。而且查閱發(fā)現(xiàn)部分企業(yè) 已經(jīng)開始使用蒸煮袋作板栗熟制品的包裝， 于是本次作業(yè)擬采用蒸煮 袋作熟板栗仁的包裝。一、蒸煮袋包裝的設(shè)計假設(shè)熟制板栗仁在物流領(lǐng)域中易發(fā)生作業(yè)二中提到的褐變、 風(fēng)味 散失、霉變等質(zhì)量變化， 所以其包裝的主要目的是： 阻隔空氣中氧氣、 水分等和防止微生物等因素對其質(zhì)量的

2、影響， 因而阻隔性材料的正確 選用及其厚度的確定是熟制板栗包裝設(shè)計的關(guān)鍵。 查閱資料可以得到 熟制板栗制品含水量為 40 50，對應(yīng)的相對濕度為 50 一 85%, 般儲存在平均溫度為25C、相對濕度40%的環(huán)境中。為了 方便設(shè)計和計算，不妨設(shè)所設(shè)計蒸煮袋尺寸為 25X40。所包裝熟制 品板栗的重量為400g,含水量50% （對應(yīng)相對濕度70%），保質(zhì)期為 1年。所設(shè)計的蒸煮袋正面透明阻隔耐蒸煮袋材料 （展示以引起購買 欲望）,背面不透明阻隔耐蒸煮材料 （阻光延長貨架壽命 ） ,同時忽略 印刷層對水蒸氣和氧氣透過率的影響。二、材料的選擇1、基材選擇蒸煮袋基材是其骨架，起到容納、保護(hù)產(chǎn)品的作用，

3、其一般應(yīng)具有高機(jī)械強(qiáng)度、耐120C高溫蒸煮、印刷適應(yīng)性和透明性好等主要性 能。根據(jù)資料選擇作為包裝的材料基質(zhì)。對于真空高溫蒸煮袋為了防止蒸煮時， 氣體膨脹使袋爆破， 而要求 基材透氣性小。 因透氣性較大， 不適作為熟制板栗真空蒸煮袋的最佳 基材。尼龍與相比較雖然強(qiáng)度性能、韌性、印刷性都差不多，但在高 溫蒸煮下易吸濕劣化、變形，而受濕度和高溫的影響小，因此，是作 為熟制板栗真空蒸煮袋最佳基材。2、阻隔層選擇（1）背面不透明型高溫蒸煮袋阻隔層材料。不透明型高溫蒸煮袋有鋁箔型和鍍鋁型 2 種 ，鋁箔具有極好的阻 隔性能，當(dāng)其厚度超過17. 78卩m時對水分和氧氣的透過率幾乎為 零，而且對光線完全阻隔

4、； 鍍鋁薄膜與鋁箔阻隔性相近，但對光線不 能完全阻隔，因此本設(shè)計采用鋁箔作為不透明阻隔耐蒸煮材料的阻隔 層。（2）透明型高溫蒸煮袋阻隔層材料。透明型蒸煮袋阻隔層材料的選擇主要有、 、等，隨殺菌溫度的提高 透氧量急劇增大，不適合充填后高溫蒸煮袋的包裝殺菌；在120C130 C殺菌后氧氣透過量變化不大；尼龍透濕性大一般不單獨(dú)作為阻 隔層。因此本設(shè)計采用作為透明阻隔耐蒸煮材料的阻隔層。（3）熱封層材料。目前常用的熱封層材料有、 、等，高溫蒸煮袋的蒸煮溫度一般為120C，因和的最高使用溫度w 90C，而的最高使用溫度可達(dá)160C, 因此本設(shè)計采用做熱封層材料。綜上所述，可以確定板栗高溫蒸煮包裝袋材料層

5、次為：正面/, /,產(chǎn)品，/背面。3、各種材料厚度的確定（1）基材、熱封層厚度。本設(shè)計采用的厚度為15 口、的厚度為60 ?；暮蜔岱鈱拥暮穸?由蒸煮袋的工藝要求和市場上常使用的規(guī)格確定。目前的市場使用厚度規(guī)格有10 20口，2030呵，3040等，而蒸煮袋中使用的 一般在1016 m。熱封層為了能滿足其熱封性及耐油脂性能的要求 一般選擇50 一 70呵的材料，（2）透明阻隔層厚度。熟制板栗蒸煮袋的包裝要求抽真空，氧氣是其被氧化和嗜氧微生物 繁育主要原因，因此蒸煮袋阻隔層的厚度應(yīng)該由其阻氧的要求決定。其真空度的一般為1530,同時熟果制品自身的最大含氧量一般 不超過20. 253/l00g，當(dāng)

6、含氧量超過此值時易發(fā)生變質(zhì)。因此可以根 據(jù)存儲期、復(fù)合材料的透氧率、產(chǎn)品最大容許吸氧量和所設(shè)計材料的 厚度之間的關(guān)系式（1）和菲克擴(kuò)散第一定律和亨利定律的關(guān)系式（2） 來確定材料的阻隔層的厚度。力dJ 一咒（鬥片）加式中：q為氣體滲透量；P為氣體透氣系數(shù)；（P1P2）為包(1)裝材料兩側(cè)氣體分壓差；A為包裝材料容器的整個表面積；t為存儲 時間；d為包裝材料厚度的厚度；J為氣體的擴(kuò)散速率。對于一個由幾層膜復(fù)合而成的多層結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)態(tài)透過的條件下通過每層膜 的擴(kuò)散速率相等，并等于總的擴(kuò)散速率，而氣體擴(kuò)散的擴(kuò)散的總驅(qū)動 力為各層擴(kuò)散驅(qū)動力之和，其關(guān)系為式（3）和式（4）。= A = /s JCD片4出

7、4屮+ AP(4)假定氣體透過復(fù)合材料每層的擴(kuò)散速率都符合上述單層膜的規(guī)律，則有-亠- 亠:式中：為復(fù)合薄膜的滲透系數(shù)1分別為復(fù)合材料各層膜的厚度，1 分別為復(fù)合材料各層膜的滲透系數(shù)。所設(shè)計的袋型為25X40的板栗高溫蒸煮袋，其凈含塞為400g,保質(zhì)期為1年，熱封層厚為60口，基材厚為15卩m。將表1 中數(shù)據(jù)代入式（2）、（1）和（5）,可得13。即所設(shè)計的板栗高溫蒸煮 袋的阻隔層厚度最少為13卩m,為符合要求取15卩m。由此可以確定 透明阻隔層材料的設(shè)計為15/ 15/ 60。A 1的r佯堆事敵Tab. 1 Penneabllity coefficient of gas for Some p

8、lastics films烏cnlPVCO0.M4. 1022.50PET5. SB23.5276 40* 單位為 X cm* un/cma * ( 10L 235LPa) k 趙度 耶3）鋁箔層厚度的確定。鋁箔與厚度的確定方法相同，但因目前鋁箔生產(chǎn)工藝和質(zhì)量的限制，所生產(chǎn)軟包裝用的鋁箔厚度一般為9一 gS 0.03 X . 01778/0- 0090 二0. 015P ml/(645Lm2 24h kPa JQ* = 6. 50 x 0. 0177S/0.015 二根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)，可知分別：7. 70467 ml/(643cm1 24h 翅町可知鋁箔的透氧暈遠(yuǎn)小于的透氧量， 因此，當(dāng)基材采

9、用與透明 層同樣厚度的基材（15卩m）和熱封層（60卩m）時，（9卩m）的鋁箔作為 阻隔層完全能滿足熟制板栗高溫蒸煮袋包裝設(shè)計的要求， 所以可以確 定不透明阻隔層材料的設(shè)計為15/ 9/ 60。Tab.2 Comparison of permeability resistance between aluininiini foil and FVDC單位科扃試條件川為-24liL9O%RH；* 24h kF時,2T *0*4理論保質(zhì)期的計算所設(shè)計的蒸煮袋，能防止空氣中氧對產(chǎn)品質(zhì)量的要求， 能否同時滿足一般物流領(lǐng)域中水蒸氣對其質(zhì)量的影響， 還需通過熟制板栗的最大允許透水量、所設(shè)計材料的透濕系數(shù)及其厚

10、度等來估算蒸煮袋的 理論保質(zhì)期。由表2可知，所設(shè)計的5T /9/60層材料的透濕系數(shù)遠(yuǎn)小于設(shè)計為15 /15/60的透濕系數(shù)，因此只要透明層的材料滿足 要求，所設(shè)計的高溫蒸煮袋就是合理的。根據(jù)潘松年的關(guān)于阻隔防 潮包裝儲存期中的計算水蒸汽的滲透機(jī)理，最大允許透水量、所設(shè) 計材料的透濕系數(shù)及其厚度和存儲期等仍滿足式 （1）。通常透濕率和 透濕系數(shù)都是在溫度40C、相對濕度（900） %的條件下測得，因此 任意溫度B的Q。與Q40加需通過式 換算，將溫度40C、相對濕度 （900） %的條件下測得透濕率和透濕系數(shù)代入式（1） PM *-0)%令 - K厲=3得到式（8）。式中：Q40為透濕率；為透濕量；為透濕系數(shù);P40為溫度40 C時飽和水蒸氣壓強(qiáng)；f為面積與時間的單位換算系數(shù);?40V為某種包裝材料在溫度40C、BC時的透濕系數(shù)；P40、P。為在溫度的飽和水蒸氣壓強(qiáng)。由復(fù)合材料透濕系數(shù) I1 1