食品包装学食品包装基本技术方法及其设备

1第八章食品包装基本技术方法及其设备现代食品生产过程中，选用适宜的包装材料和容器对保护食品、方便贮运、促进销售具有重要作用。同时，采用合理的包装技术方法、设置正确的包装工艺路线、选择合适的机械设备、确定一系列必要的包装技术措施，也同样是现代规模化食品生产过程中保证包装食品品质、提高商品价值和市场竞争力的关键。2第一节食品包装技术方法及其包装机械概论一、食品包装技术食品包装技术(foodpackagingtechnology)指为实现食品包装目的和要求，以及适应食品包装各方面条件而采用的包装方法、机械仪器等各种操作手段及其包装操作遵循的工艺措施、监控手段及保证包装质量的技术措施的总称。3（一）食品包装工艺过程4（1）（1）食品包装的基本技术与方法形成一个食品基本的独立包装件的技术和方法。食品充填技、灌装技术和方法裹包与袋装技术和方法；装盒与装箱技术；热成型和热收缩技术；封口、贴标和捆扎技术与方法。（二）食品包装技术和方法5食品包装技术和方法（2）食品包装的专用技术为延长食品保存期和保证食品的质量所采用的技术与方法。防潮包装技术；真空与充气包装技术；封入脱氧剂包装技术；无菌包装技术。6（一）食品包装机械的种类包装机械：是指完成全部或部分包装过程的机器。分类如下：⑴按包装操作任务分：包装印刷机械，包装材料及制品机械，产品包装机械。⑵按包装过程的功能分：充填机、灌装机、裹包机、封口机、贴标机、打印机、集装机、清洗机、多功能包装机。⑶按自动化程度分：半自动和全自动包装机。⑷按包装适应范围分：专用型、多用型和通用型包装机。二、食品包装机械(foodpackagingmachinery)71、主传动系统2、被包食品供送系统3、包装材料供送系统4、包装操作执行系统5、成品输送系统6、动力传动系统7、操作控制系统8、机身支架系统（二）食品包装机械的基本构成8食品包装机械的基本组成系统关系图9（三）食品包装机械选配的一般原则1.满足食品包装工艺要求，对食品选用的材料及容器有良好的适应性，保证包装质量和包装生产效率的要求。2.技术先进，工作稳定可靠，能耗少，使用维修方便；注意机械通用性，能适应多种食品的包装需要。3.符合食品卫生的要求，易清洗，不污染食品；对食品包装所要求的条件，如温度、压力、时间、计量、速度等有合理的、可靠的控制装置，尽可能采用自动控制方式。4.长期生产单一产品，选用专用型机械；生产多品种，同类型，多规格产品时，选用多功能机械，一机可完成多项包装操作，提高效率，节省劳力及减少占地面积。5.改善工人劳动条件和减轻劳动强度。10第二节食品充填技术及灌装技术充填（filling）：是指将一定量的食品装入某一包装容器中的操作过程，主要包括食品计量和充入。灌装（canning）:一般将液体食品的充填称为灌装。11食品充填、灌装的要求：1、食品按照要求的定量装入容器，一般规定有一定的计量精度要求。2、容器内要留有一定的顶隙，一般顶隙留量为整个容积的6%.3、要求快装、快封，减少食品的污染，同时保持容器口、壁干净，以免汁液污染包装。12一、食品充填技术固体食品的充填：固体食品的流动性对食品充填影响较大非粘性食品：大米、砂糖、坚果、花生等；半粘性食品：面粉、奶粉、其他粉状食品等；粘性食品：挂桨类糕点、果脯蜜饯等；充填计量精度：指装入容器内物料标定重量的误差范围。13固体食品充填方法：一、容积式充填（volumetricfilling）二、称重式充填（gravimetricfilling)三、计数式充填（countingfilling）14（一）容积充填法（volumetricfillingmethod）计时振动充填法螺旋充填法重力—计量筒充填法真空—计量充填法通过控制食品物料的容积进行计量充填，要求被充填物料体积质量稳定，否则会产生较大的时量误差，精度一般为±（1.0～2.0）%，比比重充填法要低。151.计时振动充填法贮料斗1下部连接着一个振动托盘进料器2，进料器按规定的时间振动，将物料直接充填到容器中，计量由振动时间来控制。此法装置结构最简单，但计量精度最低。162.螺旋充填法当送料轴2旋转时，贮料斗内搅拌器3将物料拌匀，螺旋轴将物料挤压到要求的密度，每转一圈就能输出一定量的物料，由离合器控制放置圈数即可达到计量之目的。此法可获得较高的充填计量精度。17183.重力—计量筒充填法贮料斗1下部装有两个或多个计量向3，均匀分布在回转的水平圆板上。计量筒上部有伸缩腔4，可以上下伸缩来调节容积。计量筒转位到供料斗下面时，物料靠自重落入计量筒内，当计量筒转位到排料口即固定圆盘5上的圆孔时，物料通过排料管进入包装容器内。19为了使物料迅速注入容器，有时要对容器加以振动。此法适用于充填价格较低、计量精度要求不高的自由流动固体物料。204.真空—计量充填法贮料斗1下面装有一个带可调容积的计量筒转轮2，计量筒沿转轮径向均匀分布，并通过管子与转轮中心连接，转轮中心有一个圆环真空—空气总管3，用来抽真空和进空气。21物料从贮料斗落于计量筒中，经过抽真空后密实均匀，运输带5不断将容器4送入转轮下方，当转轮转到容器上方时，空气将物料吹入容器内。此法常用来充填广口瓶、袋、罐头等，充填容量范围从5mg至几千克，一般的计量精度为±1%.22二、称重充填法（gravimetricfillingmethed)间歇称重式充填机连续称重式充填机称重---离心等分式充填机适用于易吸潮、易结块、粒度不均匀、容重不稳定的物料计量。精度较高，但工作速度较低，装置结构较复杂，多用于充填粉状和小颗粒食品。常用装置：杠杆秤、弹簧称、液压称、电子秤等。231.间歇式称量装置有净重充填法和毛重充填法两种。24A、净重充填法充填过程：进料器2把物料从贮料斗1运送到计量斗3中，当计量斗中物料达到规定质量时即通过落料斗5排出，进入包装容器。进料可用旋转进料器、皮带、螺旋推料器或其它方式完成，并用机械秤或电子秤控制称量。25特点：由于称量结果不受容器皮重变化的影响，因此称量精度很高，广泛应用于要求高精度计量的自由流动固体物料，如奶粉、咖啡等固体饮品，也可用于那些不适于容积充填法包装的食品，如膨化、油炸食品。26B、毛重充填法进料器2把物料从贮料斗1运送到料斗3中，进入包装容器，通过容器下面的秤进行计量，当容器中物料达到规定质量时即通过传送带输出。27毛重式称量法没有计量斗，将包装容器放在秤上进行充填，达到规定质量时停止进料，故称得的质量为毛重，其计量精度受容器质量变化影响很大，计量精度不高。但由于食品不经计量斗而直接落入容器中称量，食品物料的黏附现象不会影响计量精度，因此，除可应用于能自由流动的物料外，还适用于有一定黏性物料的计量充填。特点：282.连续式称量装置采用电子皮带秤称重，可以从根本上克服杠杆秤发出的信号与供料停机的时间差导致物料的计量误差问题，同时还能大大提高计量速度，适应高速包装机的需要。2930充填过程：物料在皮带输送过程中，连续地流经秤盘。在秤盘上一段（测量距离）皮带上的物料由于视密度变化而发生质量变化。而这一变化通过传感器转化为电量变化，并与给定值进行比较，再经信号放大驱动执行机构，使其控制闸门升降，以调节料层厚度。31为了实现定量包装，在电子皮带秤物料流出端的下方设置一个等速放置的等分格转盘。转盘上各分格在相等的时间内截取一段皮带上的物料（即截取等质量的物料）然后注入包装容器中。可通过控制皮带速度来控制充填量。电子皮带秤的计量速度为每分钟20-200包，每包计量范围为50～100g，计量精度为±（1.0～1.5）%，适应精度为±0.5g要求的物料包装计量。32长度计数装置光电式计数转盘式计数装置（三）计数充填法（countingfillingmethod）是将食品通过计数定量后充入包装容器的一种充填方法。常用于颗粒状、条状、片状、块状食品的计量充填。331.长度计数装置使物品具有一定规则的排列，按其一定长度、高度、体积取出，获得一定数量。这种装置比较简单，由推板、输送带、挡板、触点开关四部分组成。常用于块状食品，如饼干、云片糕等的包装计数。342.光电式计数物品在传送带上逐个通过光电管时，从光源射出的光线因物品的通过而呈现穿过和遮挡两种状态，由光电管把光信号转变为电信号送入计数器进行计数，并在窗口显示数码。353.转盘式计数装置特别适用于形状、尺寸规则的球形和圆片状食品的计数。36灌装是指将液体（或半流体）灌入容器内的操作，容器可以是玻璃瓶、塑料瓶、金属罐及塑料软管、塑料袋等。影响液体食品灌装的主要因素是粘度，其次为是否含有气体、起泡性、微小固体物含量等。因此，在选用灌装方法和灌装设备时，首先要考虑液体的黏度。二、灌装技术及设备371、流体：指靠重力在管道内按一定速度自由流动，粘度为0.001～0.1Pa.s的液料。如牛奶、饮料、酒等。2、半流体：除靠重力外，还需加上外压才能在管道内流动，粘度为0.1～10Pa.s的液料。如炼乳、蜂蜜、番茄酱等。3、粘滞流体：靠自重不能流动，必须靠外压才能流动，粘度在10Pa.s以上的物料。如调味酱、果酱等。（一）液体食品的种类：38（二）常用灌装方法常压灌装真空灌装等压灌装机械压力灌装39在常压下依靠自身重力自由流动而灌入容器的方法。主要用灌装低粘度非起泡性液料。如牛奶、矿泉水、酱油、醋等。使用的设备构造简单、操作方便、易于保养而被广泛使用。1、常压法灌装40灌装过程：液体从贮液槽1流经灌装阀4进入容器。灌装时升降机构将容器向上托起（或将灌装管向下降），容器口部和灌装阀下部的密封盖5接触并将容器密封，然后使容器再上升顶开而开启灌装阀，41液体靠重力自由流入容器中，即停止流动，液位达到规定高度完成灌装后，升降机构将容器下降，灌装阀失去压力并由弹簧自动关闭。容器内的空气经设在灌装管端部的空气出口2通到贮液槽液面上部的排气管3排出。422、真空灌装在低于大气压（真空）的条件下进行灌装。（1）重力真空灌装在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌装白酒、葡萄酒。在此灌装过程中，挥发性气体的逸散量最小，不会改变酒精浓度，使包装产品不失醇香。43即贮液箱处于真空，对包装容器抽气形成真空，随后料液依靠自重流进包装容器内。重力真空灌装44（2）真空压差灌装即贮液箱内处于常压，只对包装容器抽真空，料液依靠贮液箱与待灌装容器间压差作用产生作用产生流动而完成灌装。适用于易氧化变质的液体食品，如富含维生素等营养成分的果蔬汁产品的灌装。45真空压差灌装示意图46在高于大气压的条件下，首先对包装容器充气，使之形成与贮液箱箱等的气压，然后依靠被灌装液料的自重流进包装容器内。常用于灌装含CO2饮料、汽水、啤酒、香槟等的灌装。加压的目的是使液体中CO2含量保持不变，压力可取0.1～0.9MPa.3、等压灌装47等压灌装（1）液面以上空间充有压缩空气或CO2以保持一定压力。（2）使容器的压力与贮液槽上部的压力相等。（3）等压状态下，液体上升到规定液位而完成灌装。484、机械压力灌装利用机械压力如液泵、活塞泵或气压将被灌装液料压入包装容器内。主要用于粘度较大的稠性液料，如果酱、奶油类食品。49（三）灌装机常用定量方法1、高度定量法：通过控制容器中的液位高度来达到定量灌装的目的，即每次灌装液料的容积等于一定高度的瓶内容积，故习惯称之为“以瓶定量法”。2、容积定量法用容量杯或一定行程的活塞缸容积完成定量，即先将料液注入定量杯或活塞缸，然后再灌入包装容器内，因此，定量精度比高度定量法高。50灌装机按容器的输送形式可分为：旋转型灌装机和直线型灌装机。旋转型灌装机灌装迅速、平稳、生产效率高，是大中型企业首选的液体灌装设备。目前国内以旋转型灌装机为基础，吸收国际最先进的灌装技术开发出集洗瓶、灌装、封盖、贴标于一体的组合型灌装系统。（四）灌装设备5152裹包（wrapping）是用柔性包装材料将产品经过原包装的产品进行全部或局部的包装技术方法。特点：为块状类物品包装的基本形式，包装形式多样，不仅能对单件物品进行裹包，也能对排列的物品作集积式裹包。用料