第三章包装技术终版

第三章包装技术与工艺主讲人：文周•包装材料制成的包装容器或包装结构件以后称为包装制品，它与产品结合在一起构成包装件，而这一结合的过程则称做包装工艺过程。•包装技术与工艺是研究包装工艺过程中具有共同性的规律，它是包装工程的重要基础之一。本章内容第一节无菌包装第二节收缩与拉伸包装技术第三节防震包装技术第四节防潮防菌包装技术第五节防锈包装第六节防虫害包装技术第七节填充和灌装技术第八节真空与充气包装技术第九节贴体包装技术与泡罩包装技术第十节防伪包装第十一节绿色包装技术第一节无菌包装•无菌包装（AsepticPacking）是一种高技术的食品保存方法，是指被包装的食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在无菌的条件下，即在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行填充和封合的一种包装技术。被包装物灭菌无菌包装无菌产品包装材料包装容器成型灭菌无菌包装程序•无菌包装的优点：•一是可以使食品营养成分得以完好的保存；•二是复合包装材料和真空状态可以使产品免受光、气、异味和微生物的侵入，使食品不必加防腐剂，运输、仓储不需冷藏；•三是无菌包装的产品外形一般呈砖形，原材料大部分为纸质，产品空间利用率高、质量轻，因此成本也不算高；如用于饮料软包装的成本只有金属罐的四分之一，装满后总质量的97%是饮料；•四是该包装符合环保包装潮流；•由于无菌包装具有以上优点，该技术已在食品、饮料、乳制品和食用油以及酿酒、调味品、医药、化妆品等产品包装上得到应用。•无菌包装材料•1、纸盒•纸盒是无菌包装用的较多的一种形式，复合纸板材料有五层和七层两种，由PE、纸、铝箔复合而成。常用的纸盒包装有屋顶包和砖形包两种形式，容量一般在200~1000ml左右，包装物有奶制品、果汁、饮料等。目前市场上出现了枕形、三角形、圆柱形等，除了可插管饮用外，还可以加上一个嘴和防盗盖。•2、无菌杯、无菌袋•无菌杯、无菌袋使用的包装材料为多层共挤无菌包装片材，其结构为PP/PE/PVDC/PS等，其中PP为剥离的无菌包装保护膜，PVDC为高阻隔材料，PS为结构材料，无菌包装杯盖材是PE/PET的复合材料，其中PET为可剥离层。•3、大包装无菌袋：浓缩果汁，铝塑复合材料；•4、瓶装：玻璃瓶和塑料瓶；•工业上无菌的意义是指每克食品中含有的非致病菌数目在10个以下。只要避免食品中的非致病菌不在繁殖，在常温下，冷藏或冷冻条件下流通、保存食品、就不会发生食品变质的可能。细菌的繁殖除了与温度有关外，还同水分活性的多少有关。•所谓水分活性是指密闭容器中，某些食品在某一温度下的水蒸气压定为p，该温度下的饱和蒸汽压为p0，则p/p0之比是该种食品的水分活性。•分为包装材料的杀菌和内容物的杀菌。无菌包装的杀菌方法•包装材料的杀菌过氧化氢杀菌：在一定浓度和温度下，在箔片每个表面留下固定厚度的过氧化物层。紫外线杀菌：根据紫外线灯管的功率确定照射距离和时间，使微生物细胞内核蛋白分子构造发生变化而死亡。方法最为简单，无药剂残留、效率高、速度快、使用最为普遍。红外线杀菌：这是一种热线杀菌法，它靠波的频率引起包装材料和食品的共振摩擦产生热量，从而杀菌。特别适用于含有空气的食品包装进行杀菌。过热蒸汽灭菌：过热蒸汽喷射于容器内，仅适用于耐热容器；中心无菌系统：消除残余化学物；臭氧杀菌：只能使用在包装材料上，不能直接作用于食品；超高温短时间杀菌：高黏度液体食品，如牛乳、番茄酱等食品，在一个不锈钢高压消毒容器中，使产品和高压水蒸气混合杀菌消毒，抽真空，使产品达到原来浓度，进入无菌室用包装材料包装。共挤出热杀菌：利用生产共挤出多层薄膜过程中的高度热量，在无菌室进行无菌包装，剥去相容性不好的一层，露出无菌内层进行充灌食品包装。微波杀菌：同红外线杀菌类似，适用于含有空气的食品。•内容物的杀菌巴氏灭菌：又称低温杀菌，是将被包装物在61~63℃条件下保持30min，可直接作用于产品，亦可将食品充填于蒸煮袋、玻璃罐等后浸渍于热水中，低温灭菌的缺点是包装容量不能太大；食品受热时间长，营养成分和风味损失大。超高温瞬时杀菌：是将食品在120~140℃的高温下灭菌几秒钟，并很快冷却至室温，然后在灭菌区内灌注和封盖。包装材料可以不耐高温，包装容器可大可小，受热均匀，食品受热时间短，营养成分和风味损失较小。欧姆法加热技术：可加工黏度较高或颗粒较大的液体食品。超高压杀菌：将产品置于500MPa以上的压力下杀菌一段时间，杀死其中大部分或全部微生物、钝化本酶的活性，从而达到保存食品的目的，由于压力不会使食品的温度升高，因此没有色、香、味及营养成分的劣变，可以较多的保留食品原有的风味。微波灭菌：微波加热效应+非热杀菌效应。放射线杀菌：无菌大包装袋成批杀菌。磁力杀菌：适用于流动性食品杀菌。高压电场杀菌：可用于果品蔬菜的杀菌于贮藏保鲜技术。静电杀菌：用于瓶装食品、罐装食品、糖谷类、果蔬类食品的杀菌于保鲜。膜分离技术：用于浓缩果汁的杀菌。第二节收缩包装与拉伸包装技术收缩包装（shrinkpackaging）使用收缩薄膜裹包产品或包装件，然后加热使薄膜收缩包紧产品或包装件的一种包装方法。广泛应用于销售包装和运输包装。优点：保护性能好，透明、光泽亮、加工费用低、自身质量轻；紧贴包装物，均匀捆扎固定物品；使散件物品紧束在一起，缩小空间；可用于托盘集合包装，节省包装费用；可实现机械化包装，提高效率，通用性好。收缩薄膜是收缩包装材料中的最主要一种。根据热塑性塑料在加热条件下会复原的特性，在由塑料原料制成薄膜的过程中，预先进行加热拉伸，经冷却而制成收缩薄膜。制造方法有制成片状薄膜，然后分别沿纵轴和横轴方向进行拉伸的二次拉伸法和同时进行的两个方向拉伸的一次拉伸法，也有先制成筒状进行二次拉伸或一次拉伸的方法。目前使用较多的收缩薄膜材料是聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯，其次有偏二氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯、氯化橡胶薄膜和尼龙树脂等。收缩薄膜的主要技术指标：收缩率与收缩比、收缩张力、收缩温度和热封性。收缩包装作业工序一般分为两步进行，首先是预包装，用收缩薄膜将产品包装起来，热封必要的口与缝；然后是热收缩，将预包装的产品放在热收缩设备中加热。1、预包装作业预包装时，薄膜尺寸应比器材尺寸大10%~20%，如果尺寸过小，则填充物品不便，收缩张力过大，可能将薄膜拉破；尺寸过大，由于收缩张力不够，包不紧或不平整。所用收缩薄膜厚度可根据器材大小、重量以及所要求的收缩张力来决定。收缩包装方法有以下三种：两端开放式、四面密封式、一端开放式；2、热收缩作业所用设备称为热收缩通道，由传送带和加热室组成。过程：将预包装件放在传送带上，传送带以规定速度运行，将其送进加热室，利用热空气吹向包装件进行加热；热收缩完毕离开加热室，自然冷却后，从传送带上取下。拉伸包装是将拉伸薄膜在常温下拉伸，对产品或包装件进行裹包的一种操作。在常温和张力下，裹包单件或多件商品，在各个方向拉伸薄膜，使商品紧裹并密封。多用于托盘货物的包装。优点：不用加热，适合于怕加热的产品如鲜肉、冷冻食品、蔬菜等；不需加热收缩设备，可以节省能源；薄膜透明，可以看见商品，便于选购，并可防盗、防火、防冲击、防震动等。其不足是防潮性比收缩包装差，拉伸薄膜有一定自粘性，当许多包装件堆在一起，搬运时会因自粘结而损伤。常用的拉伸材料：聚氯乙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯。序号比较内容收缩包装拉伸包装1对产品的适应性1、对规则形状和异型产品2、对新鲜水果和蔬菜3、对单件、多件产品4、对冷冻的或怕热的产品均可特别适合均可不适合均可特别适合均可适合2包装商品的外观好差3裹包应力不易控制，但比较均匀容易控制，但棱角处应力过大易损。4薄膜要求设备投资和包装成本需要有多种厚度的薄膜一种厚度的薄膜可用于不同的产品51、设备投资和维修费用2、能源消耗3、材料消耗4、投资回收期需热收缩设备，投资和费用较高多多较长不需加热设备，投资和费用低少比收缩包装少2.5%短收缩包装和拉伸包装的比较第三节防震包装技术防震包装又称缓冲包装，是指为了减轻内装物受到的冲击和震动、保护期免受损坏所采取的一定的防护措施的包装。在商品流通中，必须实施防震包装设计，主要考虑冲击、震动两大因素。因此防震包装应包括缓冲包装和减震包装两种设计方法。防止包装主要研究以下内容：1、产品在流通过程中的受力情况，即流通过程中产品破坏的外因。2、产品本身对外力的承受能力，即产品破损的内因。3、防震包装材料、性能及选择依据。4、缓冲包装的总体设计。防震包装的受力分析产品被包装后形成包装件，从包装工厂到顾客拆除包装，主要经过堆积、运输和装卸三大过程。堆积过程主要受静压力作用；运输过程主要受震动力的作用，装卸过程主要受冲击力作用。克服静压力对产品的影响主要靠包装容器、包装材料的强度，克服震动和冲击的影响主要靠防震措施。震动环境运输中所形成的震动环境最为典型。当震动中的主频率等于产品中某一部分的固有频率时，这一部分就发生共震，最易发生损坏。冲击环境不管采用什么运输方式，在发货、到货中常遇到最严重的冲击来自于装卸操作，这是由于包装件掉落到地板上、码头上或平台上引起的。缓冲包装材料主要有纤维、泡沫和弹簧几大类，防震缓冲材料包括衬垫材料和容器，包装用衬垫材料主要有发泡聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料和聚氨酯现场发泡材料。包装容器主要有瓦楞纸箱和木箱。瓦楞纸板有三层、五层、七层几种。为了达到更好的防震效果，有的工厂采用瓦楞纸箱双箱或木箱和瓦楞纸箱套装的包装箱结构。防震包装方法全面防震方法：内装物与外包装之间全部用防震材料填满来进行防震的包装方法。1、压缩包装法；2、浮动包装法；3、裹包包装法；4、模盒包装法；5、就地发泡包装法部分防震包装方法：对整体性好的产品和有内包装容器的产品，仅在产品或内包装的拐角或局部地方使用防震材料进行衬垫即可，泡沫塑料的防震垫、充气塑料薄膜防震垫和橡胶弹簧等。悬浮式防震包装法：采用坚固的外包装容器，用绳子、吊环、弹簧等将物品吊在外包装中，不与四壁接触。联合方法：将常见的两种或两种防震方法配合作用。如：即加衬垫有填充无定形缓冲材料。第四节防潮防霉包装技术防潮包装技术：是采用具有一定隔绝水蒸气能力的防湿材料对物品进行包封，隔绝外界湿度变化对产品的影响，同时使包装内的相对湿度满足物品的要求，保护物品的质量。其原理是根据流通环境的湿度条件和物品特性，选择合适的防潮包装材料和合适的防潮包装结构，防止或减少水蒸气的通过，达到物品防潮的目的。一般采用合适的防潮材料，设计合理的防潮结构或采用附加物（干燥剂、涂料、衬垫等）。保持干燥有两种方法：静态干燥法和动态干燥法。静态干燥法：干燥剂除湿法，适用于小型包装盒有期限的防潮包装，一般常用的干燥剂有硅胶、活性炭、无水氯化钙等。动态干燥法：采用除湿机械将包装内的潮湿空气吸出，适用于大型包装盒长期储存包装。为满足各个等级防潮包装的技术要求，应特别注意一下事项。1、防潮包装的有效期限一般不超过两年。2、产品以及进行防潮包装的操作环境应干燥、清洁，温度不应有剧烈变化，以免产生凝露。3、产品若有尖突部，应预先采取包扎等措施，以免损伤防湿包装容器。4、防湿包装操作应尽量连续进行，一次完成包装操作，若需中间停顿作业时，应采取临时的防湿措施。5、产品运输条件差，易发生机械损伤，此时应采用缓冲衬垫卡紧、支撑或固定，并尽量将上述附件放在防湿层的外部，以免擦伤防湿包装容器。6、包装附件以及产品的外包装件等也应保持干燥，并充分利用他们来吸湿。7、尽量减小防潮包装的总表面积，是包装表面积与其体积之比达到最小。防霉包装：是防止因霉菌侵袭内装物长霉影响内装物质量所采取的一定防护措施的包装。大多数仪器、仪表、化工产品、食品等都要进行防霉包装。影响商品质量的微生物主要有细菌、霉菌、酵母菌和部分放线菌，它们在一定的条件下，能够在商品上发育、生长、繁殖，都能使商品发霉、腐烂。微生物的营养条件：水、碳、氮、微量元素等。微生物的环境条件：温度、湿度、PH值、日光、氧气等。微生物对商