《包装工艺学实验》教材.docx

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《包装工艺学实验》教材

目录

实验一防潮包装实验

实验二真空充气包装实验

实验三收缩包装实验

实验四包装工艺实验

实验五包装容器内气体分析实验

实验一防潮包装实验

一、实验目的

1．掌握防潮包装有效期的测定和计算方法；

2．比较不同包装材料、厚度、包装袋表面积对防潮包装效果的影响。

二、实验原理[1]

1．商品的吸湿性

在环境温度（T）、相对湿度（RH）一定的条件下，吸湿性商品进行吸湿，经过一段时间（tmax）后达到商品允许的最大含水量（mc）。

防潮包装材料具有减慢水蒸气进入包装内部速度的功能，延长达到商品的最大含水量（mc）的时间。

tmax被称为“防潮包装有效期”。

2．防潮包装有效期的计算

防潮包装有效期的测定和计算方法有传统计算方法和动力学计算方法等。

动力学原理：

在环境温度一定的条件下，透过包装材料的水蒸气的重量（m）在单位时间内是一个恒定值，这个恒定值与包装内、外水蒸气的压差成正比（即压差越大，这个恒定值越大）。

所以，在水分变化甚微的情况下，商品的吸湿速度（dm/dt）为环境相对湿度（h）的函数，即dm/dt=-C（hi-he）。

因此，商品的吸湿速度与水分含量（m）的关系符合一级动力学方程，即dm/dt=-k（me-m）。

式2-1

式中：

m0—为商品的初始含水量（g）

me—为商品在贮存环境相对湿度（he）条件下达到吸湿平衡时的平衡含水量（g）；

m—为测定时间（t）时商品的含水量（g）；

3．防潮包装有效期（tmax）

（1）测定m

m为测定时间（t）时的商品的平衡含水量。

使用电子天平称重。

（2）作图

以

对观测时间（t）作图。

其中，me为商品在贮存环境相对湿度（he）条件下达到吸湿平衡时的平衡含水量；k为斜率。

（3）建立动力学方程

将实验测得的数据转化为下列形式：

xi=ti;yi=[ln（me-m）]i,使用一元线性回归分析方法建立方程，并就相关性进行分析：

令：

，

y=ax+b式2-2

式2-3

式2-4

相关系数r：

式2-5

[∑（xi-x）2∑（yi-y）2]1/2

0≤∣r∣≤1

x（平均值）：

x=∑xi/n

y（平均值）：

y=∑yi/n

n为测定次数。

回归方程：

将商品最大允许含水量（mc）代入上述回归方程中，得到防潮包装有效期（tmax）。

三、实验方法

1．模拟贮运环境的温、湿度

调控恒温恒湿箱的温度和湿度，使其符合商品实际贮运时环境的温度和湿度。

或在实验室温度变化不大的季节里，将配制好的饱和溶液置于干燥器中，并将盖子盖严。

待容器内相对湿度值恒定时方可使用。

2．样品

选择防潮包装材料。

按照下列实验程序制作样品：

选择防潮包装材料→制袋→充填→封口→样品→置于恒温恒湿箱

↑↓

待测商品→称重称重→计算含水量

3．实验材料、仪器

防潮包装材料

电子天平PB203-N（精确度：

0.001g）

制袋-封口机

恒温恒湿箱

湿度计

干燥器

水活性测定仪HygroLab2

4．

，

的测定

（1）m0

m0为商品的初始含水量。

将一定重量的商品置于烘箱中烘干若干小时，取出后称重，并下式计算商品的m0：

式2-6

注：

W0—商品的初始重量（克）；

W1—商品烘干后的重量（克）。

（2）mc

mc为商品允许的最大含水量。

超过该值时商品的品质下降，成为不合格商品。

mc由产品的生产厂家提供。

（3）me

me为商品在贮运环境（he）下的平衡含水量。

可将商品置于相对湿度为he的环境中测其平衡含水量。

注[1]：

参考GB5048-85防潮包装

附表：

25℃时饱和溶液的Aw

试剂名称

Aw

试剂名称

Aw

硝酸钾（KNO3）

0.924

碳酸钾（K2CO3•2H2O）

0.427

氯化钾（KCl）

0.842

氯化镁（MgCl2•6H2O）

0.330

氯化钠（NaCl）

0.752

醋酸钾（KAr•H2O）

0.224

溴化钠（NaBr•2H2O）

0.577

氯化锂（LiCl•H2O）

0.110

实验二真空充气包装实验

一、实验目的

1．掌握真空充气包装工艺；

2．比较不同包装材料、材料厚度、包装袋表面积、包装袋跌落与否、工艺条件（抽真空时间、封口时间、冷却时间）、封口质量、贮存时间等对真空包装货架寿命的影响并评估真空充气包装效果。

3．了解真空充气包装机的工作原理。

二、实验原理

1.真空包装原理

真空包装机抽出包装袋内的空气，降低袋内氧气含量，防止商品霉变、氧化、虫蛀等，达到延长商品货架寿命的目的。

2.充气包装原理

对于需要在气体保护条件下贮存的商品充填适宜比例和浓度的混合（或单一气体）气体，以保护产品的质量。

三、实验方法

1．样品

选择高阻隔性包装材料按照下列包装工艺制成真空包装样品：

包装材料→制袋→充填→抽真空→封缄→样品

↑

固体商品

选择高阻隔性包装材料按照下列包装工艺制成充气包装样品：

包装材料→制袋→充填→抽气→充气→封缄→样品

↑

固体商品

2．实验材料、设备

阻隔性包装材料：

PET等

真空充气包装机DZQ-400/2

GM-B气体比例混合器

电子天平PB203-N（精确度：

0.001g）

GDYQ-2000S食用植物油过氧化值快速测定仪

气体检测仪CheckMate9900型

3．实验步骤

真空包装工艺：

样品→真空包装机→抽真空→封口→冷却→取出包装

充气包装工艺：

样品→真空包装机→抽真空→充气→封口→冷却→取出包装

↑

混合气体

（1）制定工艺条件

在控制面板上调节抽真空时间（t）。

真空度随着抽真空时间增加而上升，反之，真空度下降。

根据所选包装材料的热封特性选择适宜的封合时间，并在控制面板上调节热封时间。

（2）打开真空充气包装机的电源；

（3）将样品整齐地摆放在真空室内的加热排上（充气时，需将包装袋套在充气嘴上），然后盖上真空室盖子，机器自动完成抽真空、充气、封口、冷却、进大气的程序后真空室盖自动开启，取出真空包装。

实验三收缩包装实验

一、实验目的

1．掌握收缩包装工艺流程；

2．掌握收缩包装工艺参数（预包装尺寸、收缩温度、收缩时间、冷却时间）的制定；

3．掌握控制收缩应力的方法。

二、实验原理

收缩薄膜遇热时分子链因获得能量而趋向卷曲状，宏观表现为薄膜收缩。

收缩包装就是利用收缩薄膜的这一特性使商品被收缩薄膜紧紧裹包在包装中，以达到保护商品和防止偷换。

残余收缩应力的大小是保证收缩包装质量的一个重要的因素。

因此在设计收缩包装时应当控制收缩薄膜的收缩率。

三、实验方法

收缩包装工艺：

样品→预包装→热收缩通道→冷却

1．样品

按照商品的外形尺寸和收缩薄膜的收缩率确定预包装袋的尺寸，然后在制袋机上制袋。

将待包商品放入袋中，然后封口。

用制袋机上的钢针在预包装袋上刺一小孔。

2．实验材料、设备

PE[1]、PVC等收缩薄膜

商品（如玩具、磁带等）

制袋机SLF-501

收缩包装机SLS-801

3．热收缩

按照收缩薄膜的种类、收缩率、预包装尺寸等调整热收缩包装机上热收缩通道的温度和收缩时间（通道传送带的速度）。

然后将预包装件放到传送带上，进入热收缩通道。

查看收缩包装效果。

4．冷却

使用风扇吹风，尽快冷却收缩包装。

注[1]：

参见GB/T13519-92聚乙烯热收缩薄膜

实验四包装工艺实验

一、实验目的

1．掌握包装机的结构、操作；

2．掌握包装工艺及工艺参数的制定、调整，完成产品包装工艺规程的制定。

二、实验原理

在包装机上卷材经纵封后形成筒状，将产品充入其中，然后横封，完成产品包装。

三、实验方法

1．样品

样品为有固定形状的固体。

2．实验材料及设备

塑料包装材料

枕型包装机BJWZ180

3．实验步骤

包装工艺：

包装袋线上成型→充填→封口→切断→装箱

↑

样品

（1）安全检查

检查传送带上、工作面板上、横封刀座上等是否有杂物。

（2）打开电源总开关和加热器开关

打开电源总开关后，再打开加热开关，并检查温控器，显示温度是否符合要求。

中封和横封温控器分别用于控制包装袋中封温度和横封温度。

根据包装材料的种类、厚度、包装速度、环境温度的高低来确定包装袋纵封和横封温度，并分别调节中封和横封温控器。

（3）设定纸长、调整实际纸长

在控制面板上根据被包样品的尺寸设定包装袋长度（mm）。

（4）设定“包装速度”

在控制面板上根据工艺要求设定“包装速度”（单位：

包/分）。

操作：

按“改变参数”按键直到“包装速度”的指示灯亮，则所对应显示的数字为包装速度的数值。

（5）在控制面板上设定“累计包数”（包）

（6）调节张力

（7）调节色标

将包装膜上的色标对准色标光电眼发出的光束。

（8）设定横封刀速度

调节横封刀座的线速度与包装膜（即压合轮）的线速度相同。

（9）调节被包装产品位置

调整两活动面板的距离，使被包物能够在推料块的推动下顺利移动。

根据包装袋的尺寸调节成袋器内宽。

（10）开机

完成包装过程。