第六章食品包装基本技术方法及其设备(二)

主要内容第一节食品的充填技术第二节灌装技术第三节裹包及袋装技术第四节热成型包装技术※第五节热收缩包装技术第六节封口方法及设备第四节热成型包装技术成型包装的特点常用热成型包装材料热成型加工的主要成型方法及工艺要求热成型包装机械及主要包装质量问题热成型包装技术——用热塑性塑料片材经热成型法制成容器并充填灌装食品，再用薄膜覆盖并封合容器口完成包装的方法一、热成型包装的特点（一）包装适用范围广：可用于冷藏、微波加热、生鲜、快餐等食品的包装；据贮存和销售要求：可密封、半密封、真空、充气，也可实现无菌包装（二）一机可同时完成多道工序：如容器成型、食品充填灌装和封口可用一机或多机连成自动线（三）容器制造方法简单、效率高：容器造型灵活多变，便于装璜，材料成本低且有一定缓冲作用（四）设备投资少，成本低：（是其他成型法的１０％～２０％且周期短，一次性投资是其他成型法的５％左右）二、常用热成型包装材料（一）热成型包装材料的种类①薄片：厚度＜０.２５mm小型包装容器如泡罩（PVC）、浅盘；②片材：厚度在０.２５mm~０.５mm制成杯用于食品包装；③板材：厚度＞１.５mm用于制作较大或较深包装容器（二）用于食品包装的热成型包装材料1.聚乙烯（PE）片材：价廉、卫生、热封性好，多用HDPE2.PP片材：好的成型加工性和透明度，适于制作较深和口径较大的容器；3.聚氯乙烯（PVC）硬质聚氯乙烯（KPVC），刚性好，适于制作形状简单的容器4.聚苯乙烯（PS）（主要使用两种）1）BOPS：刚性好透明度高，可成型形状较复杂的容器2）EPS（低发泡聚苯乙烯片材）生产方便饭盒或浅盘，废物回收处理困难５.聚酰胺（PA）片材：高阻隔及透明性，易成型，用于包装鱼、肉等6.复合片材：1）PC/PE：可耐较高温度的蒸煮杀菌；2）用PE、PP涂布纸板：容器可用于微波食品包装3）PP/PVDC/PE：容器可密封包装快餐食品，可杀菌处理；4）可降解的塑料片材：如PE、PP、PVC与淀粉共混片材可减少白色污染；7.封盖材料：PE、PP、AL箔/PE、纸/PE等可热封的单膜或复合薄膜三、热成型加工的主要成型方法及工艺要求（一）热成型方法１.压差成型：指依靠热塑片材上下方的气压差的压力使塑料片变形成型的方法。有空气加压成型法和真空成型法两种方式工艺简单、对材料要求不高，制品外形质量好；但制品厚薄不均２.机械加压成型将片材加热到所需温度后，送到上下模间，在机械力的作用下合模时将片材挤压成模腔形状的制品，冷却定型后得到制品。制品尺寸准确度高，花纹、字迹清晰3.柱塞助压成型柱塞助压成型是将以上两种热成型法结合起来的方法容器壁厚均匀（二）热成型主要工艺及技术要求1.加热过程技术要求：a.选择好热成型加热温度热塑性塑料的成型温度一般为120－180℃，在此温度范围内，取低温可得到性能好的容器且效率高；取高温可得到复杂形状容器b.选择好热成型时间与材料品种和厚度有关，随材料的比热和厚度的↑而↑，随导热系数的↑而↓。在实际操作时，先进行试验确定最短加热时间c.选择好加热器的加热功率常用热成型材料的功率为10~25kw/m22.成型过程技术要求：注意片材的牵伸均衡性、牵伸速度以及合理的拉伸比，以获得壁厚均匀的容器3.冷却技术要求：须冷却到材料变形温度以下才能脱膜，冷却不足脱模容器易变形，但过分冷却则会发生收缩过紧而脱模困难四．热成型包装机械及主要包装质量问题（一）热成型包装机械间歇式大容器热成型包装机原理图薄膜成型器装料覆盖膜封盖工位牵引装置刻印装置冲裁装置余料辊输送带（二）热成型包装的主要质量问题（一）热成型容器不合格；（二）漏装；（三）包装产品盖封不严，冲切不整齐，留边不够第五节热收缩包装技术热收缩包装的特点及形式热收缩包装材料及其性能热收缩包装工艺及设备热收缩包装——指用热收缩塑料薄膜裹包产品或包装件，然后加热至一定的温度使薄膜自行收缩紧贴产品或包装件的包装方法一、热收缩包装的特点及形式（一）特点1.对物品的适应性强：如小到对瓶口的局部包装,大到对托盘集装物的包装，尤其适用于一般包装方法难以包装的异形物品。如：果蔬、整鱼、托盘快餐食品或半成品的包装2.对产品保护性好：有密封、防潮、保鲜的功能3.可实现多件集合包装，包装紧凑，方便贮运4.包装透明美观：对食品的色、形有很好的显示性5.工艺简单、费用低，通用性强、便于实现自动化（二）热收缩包装形式1.两端开放式套筒收缩包装2.一端开放式罩盖包装3.全封闭式收缩包装罩盖式收缩包装套筒收缩包装全封闭式收缩包装可起到密封防潮的功能折叠式三边封口式四边封口式折边四边封口式二、热收缩包装材料及其性能（一）热收缩包装材料主要性能要求及其指标热收缩性能和热封性能1.热收缩性能——指收缩薄膜在加热时各方面尺寸的收缩能力衡量指标:收缩率总收缩率定向比1）收缩率——指薄膜试样单位原长在一定加热条件下的尺寸收缩量的百分数收缩率=(L1-L2)/L1(%)L1---收缩前薄膜试样长度L2---收缩后薄膜试样长度2）总收缩率——指纵向收缩率和横向收缩率之和总收缩率↑薄膜的收缩能力和收缩速度↑影响收缩薄膜的总收缩率大小的因素：品种、成分、热加工成型时的定向拉伸度拉伸度↑薄膜厚度↓总收缩率↑轻包装总收缩率100%重包装或大型包装总收缩率在60%--80%3）定向比——指收缩薄膜的纵向定向收缩分布率与横向定向收缩分布率之比定向比=纵向定向收缩分布率/横向定向收缩分布率纵向定向收缩分布率=纵向收缩率/总收缩率×100%横向定向收缩分布率=横向收缩率/总收缩率×100%收缩薄膜两定向收缩分布率之和为100%4）收缩薄膜分类（根据定向比可分为四类）1)超单向定向收缩薄膜定向比100/0～95/5，主要用于托盘集装物品的罩盖包装材料；2)高单向定向收缩薄膜:定向比95/5～75/2，用于两端开放式套筒收缩包装；3)双向定向收缩薄膜:定向比75/25～55/45，用于三边、四边封合的包装；(4)均衡定向收缩薄膜:定向比45/55～55/45，用于盘、盆装食品的罩盖边缘的收缩包装5）热收缩膜的收缩率与温度的关系热收缩膜的收缩率与温度关系及收缩温度范围薄膜的收缩率在收缩温度范围内随温度的升高而增大收缩力与收缩温度的关系曲线薄膜收缩力的大小与收缩温度有关，但收缩温度太高时，贮存期间会发生收缩松弛现象；一般认为当薄膜的实际收缩率不超过其潜在收缩率的20%时，能有效防止松弛现象收缩薄膜所具有的热收缩性、收缩温度范围及热封性能主要取决于收缩薄膜的种类及收缩的制造工艺及质量，而这些特性将影响收缩包装的效果和质量，所以应根据被包装物的特性、形体、包装要求正确确定收缩包装形式，合理选择收缩薄膜以获得好的效果2.收缩薄膜的热封性具有低的热封温度足够的热封强度几种收缩薄膜的典型收缩率、收缩温度和热封温度薄膜种类典型收缩率/%收缩温度/℃（空气）热封温度/℃PETPEPPPVC氯化氢橡胶PVDCPS35306060454550177171218163149177149135135177107121138121（二）常用收缩薄膜的特性及适用场合1.PVC利用PVC薄膜阻氧透湿性较好以及透明美观、光泽度好等特点，大量用于食品、饮料（百氏可乐）、玩具、电池及纺织品等的包装。典型包装：双向收缩PVC膜包装新鲜果蔬2.PE收缩温度高（与PVC膜相比高20~50℃）应用：纸盒、纸箱的外薄膜收缩包装。如饮料、汽水、啤酒、乳酸菌饮料的包装等3.PPPP收缩膜广泛用于食品各种包装和一般的商业包装4.其他收缩膜1）PVDC：主要应用：肉类食品；代替一般的肠衣包装香肠（保鲜期可延长2~3倍）；包装鲜奶（常温下可保鲜3~6月）该膜是我国出口鲜食品大有希望的包装材料2）EVA和离聚体：适用于带骨肉、形状不规则食品及冷冻食品的收缩包装5.新型收缩包装薄膜1）具有凹凸褶皱的热收缩薄膜（良好的阻隔、防震、防滑和缓冲性）2）具有缓冲性能的双层泡沫热收缩薄膜3）自动封合的热收缩包装薄膜（多层复合膜，阻隔性好，受热能自动封合，用于新鲜肉、家禽及日用百货）4）环保型多层共挤聚烯烃（PO）热收缩薄膜（出口产品理想的包装材料。广泛用于食品，医药、饮料、冷冻食品）5）POF-C3热收缩包装薄膜（为一多层环保型无毒薄膜，广泛用于饮料、方便食品的包装）三、热收缩包装工艺及设备（一）裹包:技术要求：选择合适的尺寸和材料（二）热封合:技术要求：①低温高速封合及时冷却（防止口部局部收缩）②热封工作部件温度恒定，压力均匀（保证封口光滑平整）③保证封口有足够的抗拉强度（应达到薄膜原有抗拉强度的70%，以免收缩时封口开裂）（三）加热收缩:加热收缩在专门的热收缩装置中进行，利用热空气对包装制品进行加热使薄膜收缩；①热收缩装置②应注意的问题调整好热风温度、热风流速及流量适合于中小型包装件的热收缩包装中、小尺寸包装件用热收缩装置（四）热收缩包装设备1.小型收缩包装机：用于水果和新鲜蔬菜的包装2.L型封口式包装机3.板式热封包装机：用于两端开放式和四面密封式包装4.大型收缩包装机：用于包装瓦楞纸箱或大袋产品的集合包装薄膜开口导板导辊L型封切装置物品开口器成品包装过程的裹包、传送、加热和冷却全部由设备自动完成四、影响热收缩包装效果的因素（一）薄膜用料：不同的包装物应选择合适的材料和厚度才能保证强度，如大多的包装多采用聚烯烃、聚乙烯和聚氯乙烯薄膜，但对于直接放在货架上的食品最好采用聚烯烃；（二）收缩隧道的温度和处理时间一般在90~200℃间，具体操作时根据材料的种类和厚度决定第六节封口方法及设备一、封口方法及设备（一）封口封合方式1）无封口材料封口：直接用包装容器口壁部分材料经热熔、粘接或扭结折迭等进行封口，如塑料袋封口、纸袋封口、各种裹包封口等，该操作在包装机的封口工位上直接完成，无需另设设备；2）有封口材料封口：预先制成与被封容器口相配的封盖，然后在专用封口机上封合，主要用于金属、玻璃、塑料等刚性容器的封口；3）辅助材料封口：用外加材料将已盖封或未完全盖封的容器口封合，外加的辅助材料有如金属钉、线、胶带、热收缩套等，操作可由机械或人工完成；如纸盒、纸箱的封合；食品包装对封口的一般要求：外观平整，清洁美观，及时快捷，封合可靠，启封方便，封口材料无毒安全，符合食品卫生要求（二）封口封合物的种类二、软塑包装容器封口软塑包装容器主要是指用各种塑料薄膜及片材制成的包装容器；其封合方法和要求取决于所用材料，包装形态，加热杀菌方法及包装食品特性和贮藏要求等多方面因素1.热压封合方法热压封合是用通过加热容器封口部材料，使其达到黏流状态后加压使之黏封的方法1）普通热压封口加热板薄膜绝热层承压台板封快而简单，适合于聚乙烯薄膜；不适用于易发生热变形的薄膜如PP、PVC辊封加热辊薄膜耐热橡胶圆盘可连续操作，适合于复合材料和不易热变形的材料，操作中可在热辊面涂一层聚四氟乙烯？带封冷却部加热部钢带薄膜可对易热变形的薄膜进行连续封合，特别适合袋的封合但结构复杂滑动夹封加压辊薄膜加热板封接部分加热和压合分开，结构简单且能连续封接热变形大的薄膜，适用于自动包装机2）熔断封合热刀薄膜薄膜牵引辊胶辊热刀切断薄膜的同时完成封合的过程，因封合带较窄，所以封口强度较低镍铬合金电热丝薄膜绝热层承压台封口质量高，适用于易热变形的薄膜，但冷却时间长，封口速度慢3）脉冲熔断封接橡胶辊薄膜尖角触头振动头适用于易热变形薄膜的连续封合4）超声波封合4）高频封合压板高频电极薄膜焊缝承压台薄膜不易过热，适宜粘流温度范围较窄及易热变形薄膜的封口封合，封接质量较好2.热压封合工艺参数封接温度和封口强度的关系图，一定温度范围内封口强度随温度↑而↑，温度到一定高度，封口强度达到极限而不再增加。但过高温度易使薄膜软化变形甚至局部熔穿而影响封口质量主要是封接温度、封接时间和封接压力。与被封接薄膜的熔点、热稳定性、流动性、薄膜厚度等特性有关从图可知，不同的材料有不同的热封性能，在某一热封温度C所允许的热封时间t2-t1范围内，热封质量都得到保证；但热封温度越高时间范围越窄，热封质量越难控制LDPE、CPP、BOPP三种薄膜的热封温度---时间