食品包装学-第六章.docx
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第六章食品包装基本技术方法及其设备
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。
计量
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，以保证包装食品品质、提高商品价值和市场竞争力。
食品包装一般工艺流程
充气、排气
包装材料或容成型
清洗、烘干、消毒
充填灌装
装箱捆扎
贴标盖印
清洗抹干
杀菌抹干
封口密封
第一节食品包装技术方法及其包装机械概论
一、食品包装技术方法（foodpackaging）
食品包装技术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。
（一）食品包装基本技术和方法
形成一个食品基本的独立包装件的技术和方法：
食品充填技术；裹包与袋装技术；灌装与灌装技术；装盒与装箱技术。
（二）食品包装专用技术方法
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；热成型和热收缩包装技术。
（三）其它食品包装技术方法
封口技术；贴标技术；捆扎技术方法。
二、食品包装机械（foodpackagingmachinery）
（一）食品包装机械的基本构成
1、主传动系统；2、被包装食品供送系统；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）包装机械的分类
包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。
包装机械一般可分为三大类：
1、包装材料及制品加工机械；2、包装印刷机械；3、产品包装机械。
按自动化程度：
半自动包装机和全自动包装机。
按其应用范围：
专用型、多用型和通用型包装机。
第二节食品充填技术及设备（filling）
充填是指将一定规格质量的食品按要求充入到包装容器中的操作。
主要包括食品计量和充入。
要求：
1、食品按照要求的定量装入容器，一般有一定的计量精度要求；2、容器内要留有一定的顶隙，一般为整个容积的6%；3、要求速度快，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。
（一）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；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。
（二）充填方法：
一、称重式充填（gravimetricfilling）；二、容积式充填（volumetricfilling）；三、计数式充填（countingfilling）。
一、称重式充填（gravimetricfilling）
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。
适用于易吸潮、易结块、粒度不均匀、容重不稳定的物料计量。
计量常用装置：
杠杆秤、弹簧秤、液压秤、电子秤等。
间歇称重式充填机和连续称重式充填机
1.间歇式称量装置
间歇式称量装置有A净重充填法和B毛重充填法。
A净重充填法特点：
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。
B毛重充填法特点：
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。
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。
2、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。
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。
二、容积式充填（volumetricfilling）
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，否则会产生较大的计量误差，精度一般为±（1.0—2.0）%，比称重充填法要低。
1、计时振动充填法；2、螺旋充填法；3、重力—计量筒充填法；4、真空—计量充填法。
1、计时振动充填法——无。
2、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。
三、计数式充填（countingfilling）
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。
长度计数装置；光电式计数；转盘式计数装置。
第三节灌装技术及设备
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。
一、液体食品种类
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。
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。
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。
二、液体食品常用灌装方法
（一）常压灌装；
（二）真空灌装；（三）等压灌装；（四）机械压力灌装。
（一）常压法灌装
在常压下，直接依靠灌装液料的自重流进包装容器内。
主要灌装低粘度的不含气液料。
如牛奶、白酒、酱油、醋。
使用的设备构造简单、操作方便、易于保养，至今仍被广泛使用。
灌装过程：
（二）真空灌装
在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌装粘度稍大的液料，如油类、糖浆等。
又适于灌装含维生素的饮料，如蔬菜汁、果汁等。
（1）重力真空灌装：
适合葡萄酒和白酒的罐装。
（2）真空压差灌装：
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。
（三）等压灌装法
在高于大气压的条件下，首先对包装容器充气，使之形成与贮液箱相等的气压，然后依靠被灌装液料的自重流进包装容器内。
常用于灌装含气饮料、啤酒等的灌装。
（四）机械压力灌装
利用机械压力如液泵、活塞泵或气压将灌装液料挤入包装容器内。
主要用于灌装粘性较大的稠性液料，如：
果酱、奶油等。
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。
四、灌装设备
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。
第四节裹包及袋装技术
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。
用料省，操作简便，用手工和机器均可操作，可以适应不同形状、不同性质的产品包装，包装成本低，流通、销售和消费方便。
一、裹包技术与设备
（一）裹包形式：
1、半裹包；2、全裹包（折叠式裹包、扭结式裹包、封缝式裹包和覆盖式裹包）；3、缠绕裹包；4、拉伸裹包；5、贴体裹包；6、收缩裹包。
a.半裹包b.双端扭结c.单端折角式d.两端折角式e.底部折叠式f.褶形折叠式g.枕式h.覆盖式i.缠绕式j.贴体式k.热收缩l.拉伸裹包
（
（二）、裹包方法：
折叠式裹包：
用一定大小的包装材料裹包在被包装物品上，先用搭接方式包成筒状，然后再折叠两端并封紧，其包装件整齐美观。
根据产品的性质和形状、机械化作业和表面装饰图案的需要、接缝位置和开口端折叠形式与方向，这种裹包方法又有多种变化。
可用于卷烟、小盒装食品玻璃纸外裹包装。
二、常用裹包机械
（一）折叠式裹包机；
（二）热熔封缝式裹包机：
1、平张薄膜热封裹包机；2、对折薄膜三面热封裹包机；3、双张薄膜四边热封裹包机；4、两端开放式裹包装置。
三、裹包机的选用
1、半自动裹包机（通用型）：
更换产品尺寸和裹包形式方便，机器运动多属于间歇式，生产速度一般为中低速，100—300pcs/min。
2、全自动裹包机（专用型）：
一般只适用于单一产品，机械的运动形式有间歇式也有连续式，中速生产率300—600pcs/min，适用于如糖果、香烟裹包机等（单一品种）。
3、设备选型时必须考虑材料的价格和供应情况。
高速和超高速裹包机对包装材料的适用性差，往往由于材料不合要求而不能保证质量或机器不能正常运转。
4、自动化程度越高，功能越完善，
包括电脑控制、质量监测、废品剔除、产品显示、故障报警等。
其结构和检测系统就越复杂，许多场合采用电脑控制，因此，对操作维修人员要求有较高的技术水平。
四、袋装技术及其设备
（一）袋装的特点和形式
1、袋装的特点：
p.166。
2、袋装的形式：
三边封口式、四边封口式、纵缝搭接式、纵缝对接式、侧边折叠式、筒袋式、平底碶形袋、椭圆碶形袋、底撑碶形袋、塔形袋、尖顶柱形袋、立体方柱形袋。
（二）、袋装方法
1、预制袋装袋方法，如编织袋的包装。
2、制袋—充填—封口式装袋方法。
两种方法：
a、先制袋—开袋充填—封口式装袋；b、连贯式：
制袋充填交替进行，连续完成。
是由制袋充填包装机完成的。
（三）、袋装机械
1、立式成型制袋—充填—封口包装机。
三种型式：
由枕形袋、扁平袋、角形自立袋
（1）、枕形袋立式成型制袋—充填—封口包装机：
（翻领成型器成型）主要用于松散物品包装，也可用于松散态规则物品、小块状物品包装。
（2）、扁平袋立式成型制袋—充填—封口包装机：
有多种形式：
三面封式、四面封式、两列和多列四面封式包装机，主要用于小份量的粉料物品包装。
（3）、角形自立袋立式成型制袋—充填—封口
2、卧式成型制袋—充填—封口包装机；3、液料食品袋装机。
（四）、袋装机械的选用
1、充填的计量装置要选择适当。
当包装某些颗粒状和粉状物料时，其密度必须控制在规定的范围内才能选用容积式计量，否则应考虑称量式计量，对受空气温度、湿度敏感的包装物料，在选用设备时更应注意。
2、当袋装速度快、被包装物品价格较高时，应采用称重计量充填，并配有检重称，随时剔除超重或欠重包装件，并能自动调整充填量。
3、封口时的加热温度和时间应能调节到与所用包装材料的热封性能相适应，以保证热封质量。
4、充填粉未物料时，袋口部分易沾粉尘而影响封口质量，多数情况是由于塑料包装材料带静电而吸附粉尘，因此，这类设备必须设有防止袋口沾污粉尘的装置。
5、单机形成自动化生产线时应选用高可靠性的机型，以免单机故障而影响整条生产线的正常生产。
第五节装盒与装箱技术及设备
盒与箱作为销售包装和运输包装，一般由瓦楞纸板制成，属于半刚性容器。
它制造成本低，质量轻可重复使用或回收再利用。
一、装盒技术及设备
包装纸盒（packagingcarton）
（一）装盒方法
1、手工装盒：
速度慢，生产效率低；2、半自动装盒方法：
由操作人员配合配合装盒机完成装盒包装、取盒、打印、撑开、封底、封盖等机器完成，用手工将产品装入盒中。
生产速度30－50盒/分；3、全自动装盒方法：
全部工序由于机器完成，生产速度高，一般500－600盒/分。
（二）装盒机械
（1）开盒成型－充填－封口自动装盒机；该机生产能力较高，一般可达100－200盒/分。
（2）纸盒成型－充填－封口装盒机（3）开盒－衬袋成型－充填－封口机（4）半成型盒折叠裹包机
二、装箱技术与设备
装箱与装盒的方法相似，但装箱的产品较重，箱体尺寸大，堆叠起来比较重。
（一）装箱方法
按产品装入方法分类
1、装入式装箱法立式装箱法、卧式装箱法
2、裹包式装箱法
（二）瓦楞纸箱和装箱设备选用
1、瓦楞纸箱的选用
2、装箱设备的选用
第六节热成型包装技术
热成型包装（heatformingpackaging）：
塑料片材用热成型法加工制成容器并定量充填灌装食品，然后用薄膜覆盖并封合容器口完成包装的方法。
一、主要优点：
1、包装适用范围广；2、包装生产效率高；3、热成型法制造容器方法简单；4、容器大小可按包装需要设计；5、包装容器壁薄，节省包装材料；6、包装设备投资少，成本低。
二、常用热成型包装材料：
厚度小于0.25mm为薄片，0.25mm到0.5mm之为片材，厚度大于1.5mm为板材。
1、PE片材卫生廉价，使用量大，但不透明；2、PP塑料片材有良好的成型加工性能；3、PVC片材有良好的刚性，经济性好；4、PS（聚苯乙烯）；5、其它热成型片材。
三、热成型加工方法：
1、差压成型；2机械加压成型；3柱塞助压－差压成型。
四、热成型技术要求：
1、确定合理的拉伸比；2、确定热成型温度、加热时间和加热功率；3、注意热成型模具的几何尺寸。
五、热成型包装机械：
1、高速卧式热成型包装机；2、间歇式大容器热成型包装机。
第七节热收缩包装技术
热收缩包装（heatshringpackaging）：
指使用热收缩塑料薄膜裹包产品或包装件，然后加热至一定温度使薄膜自行收缩紧贴住产品或包装件的包装方法。
一、热收缩包装的主要特点：
1、能适应各种大小及形状的物品包装；2、对食品可实现密封、防潮、保鲜包装；3、利用薄膜收缩性，可实现多件包装；4、可强化包装功能，增加包装外观光泽；5、包装紧凑，包装费用低；6、包装工艺设备简单，通用性强。
二、热收缩包装形式：
（1）两端开放式的套筒收缩包装；
（2）一端开放式的罩盖式收缩包装；
（3）全封闭式收缩包装：
折叠式；三边封口式；四边封口式；折边四边封口式。
三、热收缩包装的主要性能要求
1、热收缩包装材料的收缩性能
反应收缩膜在加热时各方面尺寸收缩能力的一种特性。
包括收缩率、总收缩率、定向比。
（1）收缩率＝（L1-L2）/L1x100%
L1----收缩前薄膜的长度
L2----收缩后薄膜的长度
（2）总收缩率：
收缩薄膜的收缩率有纵向和横向两个值，这两个的和为该材料的总收缩率。
总收缩率越大其收缩力和收缩速度越大。
轻包装薄膜越薄，其总收缩率可超过100％；大型包装薄膜较厚，总收缩率为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x100/总收缩率
横向定向收缩分布率（％）＝横向收缩率x100/总收缩率
2、热收缩薄膜的收缩温度
热收缩薄膜在一定温度范围内才发生收缩，且收缩率将随温度升高而增大。
3、热收缩薄膜的热封性
收缩包装在加热收缩前，需要先对裹包薄膜搭接边进行热压封合，因此要求收缩薄膜具有良好的热封性能，即低的热封温度和足够的热封强度。
几种收缩薄膜的典型收缩率、收缩温度和热封温度
四、常用热收缩薄膜及适用场合
1、PVC热收缩薄膜：
收缩温度较低且范围广，收缩力强，收缩速度快，透明美观，封口干净漂亮，透氧率小，透湿度较大，故适用于生鲜果蔬的保鲜包装。
2、PE热收缩薄膜：
热封性好，封口强度高，抗冲击强度大，价格低，防潮性能好。
3、PP热收缩薄膜：
透明性与光泽最好，黏着性、耐油性及防潮性能好，收缩率强。
缺点是收缩温度高且范围窄。
4、其它热收缩薄膜：
PS薄膜主要用于包装信件等；PVDC薄膜主要用于肉食灌肠类包装；EVA薄膜抗冲击强度大，透明度高，软化点低，收缩温度宽，热封性能好，收缩力小，尤其适合带突起异型物品包装。
五、热收缩包装工艺及设备
热收缩包装工艺包括：
裹包、热封口、加热收缩和冷却。
1、裹包：
在裹包机上完成，热收缩薄膜尺寸应合适。
中小型物品比包装尺寸小10％左右；托盘包装小15％～20％。
2、热封：
一般采用镍铬电热丝热熔切断封合或脉冲封合。
（1）热封温度尽量低，冷却及时，速度快，防止封口发生收缩；
（2）热封温度应恒定、压力均匀，封口平滑，避免薄膜与其它部分发
生黏连；（3）封口封合强度高，以免热收缩时强度不足导致封口拉开。
3、加热收缩：
利用热空气对包装制品进行加热使薄膜收缩。
为保
证隧道内的温度恒定，一般采用温度自动调节装置来保证空气温度差
小于±5℃。
4、冷却
由冷却风机冷却。
几种收缩薄膜热收缩包装的工艺参数
薄膜
厚度（mm）
热收缩温度（℃）
加热时间（min）
风速（m/min）
备注
PVC
PP
PE
0.02～0.06
0.02～0.04
0.03～0.10
0.12～0.20
140～160
160～200
160～200
180～200
5～10
6～12
8～16
30～60
8～10
15～20
6～10
12～16
温度较低，对食品类较适宜
紧固性强
加热收缩后必须冷却
必要时可停止加热
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