包装工艺学第11章

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第二节 真空、充气包装技术
（2）真空补偿式充气包装机
工艺过程：浅盘热吸塑成型 抽真空 充气（或不充） 盒式包装件
置入产品 覆盖底模 热封 切断输出
（3）气流冲洗式充气包装机
工艺过程：成型器成型、装入产品 覆膜、纵封 气流冲洗 横封 切断 输出枕式包装件
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第二节 真空、充气包装技术
30590.25397s35天
(6)答：该产品在平均温度25 °C时保质期为35天
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真空、充气包装保质期计算题
1、将干燥重75g的物品装在面积为400cm2，厚度 为25 m的低密度聚乙烯塑料袋中，并在密封前充 氮。物品的允许吸氧量为15cm3/100g ，要储存在 23度的环境中，求储存期为多少天？
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第二节 真空、充气包装技术
主要内容： 一、真空、充气包装材料的选用； 二、常用充气保护性气体； 三、真空、充气包装工艺； 四、真空、充气包装储存期计算。
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第二节 真空、充气包装技术
一、真空、充气包装的概念 1、真空包装：将产品加入气密性容器，抽
去容器内部的空气，使密封后的容器达到预定真 空度的包装方法。
可剥性塑料、气相防锈材 2、B级(储存期1~2年) 料、涂覆防锈油脂裹包
3、C级(储存期1年)
气相防锈材料、涂覆防锈油 脂裹包、一般防湿、防水
4、D级(储存期6~12月) 一般防湿、防水包装、涂覆 防锈油脂后纸裹包、
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第一节 防锈包装技术
四、防锈包装方法的选用
1、包装件到达运输终点的距离与时间； 2、储存条件和储存期； 3、运输过程的气候条件，是否有高温、多湿或极寒； 4、包装件销售形式（是用于批发还是零售）； 5、经济性。
2Fe(OH)3 Fe2O3.3H2O
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第三节 脱氧剂封存包装技术
2、亚硫酸盐系脱氧剂（无机速效型）
催化剂
Na2S2O4+O2
Na2SO4+SO2
CaO+H2O
Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2
CaSO3+H2O
成分:亚硫酸钠+生石灰+添加剂（活性碳等）
标准状态下：1gNa2S2O4能与0.186g氧（130ml氧气）反 应，可脱除650ml空气中的氧气。
(2) 氧气渗透系数：根据阿伦尼乌斯方程查表12-13得：
lnP0=14.135
-E/R=-3.271×103
T=273+22=295
则：lnPO2=14.135-3.271×103× (1/295)=3.046 PO2=e3.046=21× (10-11cm3cmcm-2s-1(101.325Pa)-1)
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第二节 真空、充气包装技术
(3)氧气的分压差:p1-p2=0.2093×101.325-0=21.207kPa
(4)代入公式
t qGd PG(p1 p2) A
c2m211s01101c.13m32ck5m Pa 211.52c00m7k3P0a.010320cc50m m2
65630.25849s 75 天
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第一节 防锈包装技术
（四）封套防锈封存包装； (M-9-2) 将金属制品密封于包装或一定空间内，使其
处于低湿或无氧状态，防止金属件大气锈蚀的方 法。
常用充氮包装、干燥空气封存包装等。 (干燥剂用量计算方法在防潮包装中介绍)
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第一节 防锈包装技术
三、防锈包装的分级
密封容器、可剥性塑料、 1、A级(储存期3~5年) 容器充氮、干燥空气封存
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第一节 防锈包装技术
二、几种常用防锈包装方法 （一）防锈油脂封存包装； (M-2)
将防锈油脂涂覆于清洁、干燥金属制品表 面，然后用石蜡纸或塑料袋封装的包装方法。
常用于钢铁、铜铝及其合金镀件等。 防锈油脂分类：防锈脂和防锈油。 防锈油脂的涂刷方法：浸涂和刷涂
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第一节 防锈包装技术
（二）脱氧剂性能要求 1、脱氧剂本身及其反应产物无毒； 2、有适宜的可控反应速度； 3、在一定温、湿度条件下有相对稳定性； 4、成本较低。
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第三节 脱氧剂封存包装技术
二、脱氧剂封存包装适用的范围 （一）加工食品（油炸、糕点、肉制品等）； （二）粮食谷物； （三）中药材、文物、纺织品等； （四）精密仪器、电子器材、军械。
具有较好的化学稳定性、不会生成有害物质等。
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第一节 防锈包装技术
（三）可剥性塑料封存包装；(M-6)
可剥性塑料是在塑料中加入矿物油、防 锈剂、增塑剂、防霉剂等制成的防锈材料。
1、热熔型：膜层厚有韧性、有缓冲效果、 拆封方便，但要在高温下熔化涂覆。
2、溶剂型：在常温下涂覆，膜层较薄， 适用于大型部件，价格较低，但遇光、热易 老化，适于短期防锈。
第十一章 化学防护包装工艺
学习要点
1、防锈包装工艺 2、真空包装与充气包装工艺 3、真空、充气包装储存期计算 4、脱氧剂封存包装工艺
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第一节 防锈包装技术
主要内容： 一、防锈包装的种类 二、常用防锈包装工艺 三、防锈包装的等级 四、选用防锈包装工艺的依据
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第一节 防锈包装技术
cm3.cm/cm2.s.(101.325kPa)
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第二节 真空、充气包装技术
3、渗透系数的计算
v q At
*
P
qd ( p1 p2 ) A t
cm3.cm/cm2.s.(101.325kPa)
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第二节 真空、充气包装技术
（二）渗透反应动力学
阿伦尼乌斯方程：化学反应速度系数与温度之间存在 着指数依赖关系，用经验公式描述：
t----储存时间，s
d----包装材料厚度，cm
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六第、二节裹包真机空械、充的气选包型装技术
例12-1 已知：m=100g d=0.025mm A=1300cm2 产品允许吸氧量：150cm3/100g 聚酯塑料充氮包装 环境22度 解:(1)允许氧气渗透量：qG=100g×150cm3/100g=150cm3
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第二节 真空、充气包装技术
常用充气保护包装举例： （一）面点类食品包装
高浓度的二氧化碳气(CO2)+氮气(N2)
（二）鲜肉制品包装
高浓度氧气（O2）+低浓度二氧化碳气（CO2）+氮 气（N2 ）
（三）新鲜果蔬包装
低浓度氧气（O2）+较高浓度二氧化碳气（CO2）。
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第二节 真空、充气包装技术
2021/3/1
包装工艺学讲义
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第二节 真空、充气包装技术
(3)氧气的分压差:p1-p2=0.2093×101.325-0=21.207kPa (4)包装面积：A=2×150×100=300cm2 (5)代入公式：
t qGd PG(p1 p2) A
c4m.12s110101c1.3m325kcPma 23.11.25c0m7k3P0a.030020cc5mm2
2、充气包装：又称气调包装，是一种抽去 包装容器内的空气、充入对包装物品具有特殊保 护作用的气体后，再进行封口的包装方法。
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第二节 真空、充气包装技术
二、真空、充气包装的原理
1、低氧条件：防氧化
2、阻湿：防止水分进入或散失
3、抑菌保鲜：阻止细菌生长 三、常用充气保护性气体
氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳气(CO2)、乙 醇（CH3CH2OH）、二氧化硫（SO2）、 一氧化碳（CO）等。
d
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第二节 真空、充气包装技术
2、根据亨利定律
在一定温度下，气体溶解在包装材料中的浓度与该气 体的分压成正比例关系
即：c Sp
因此：v D(Sp1 Sp2 ) DS ( p1 p2 )
d
d
令：P DS（渗透系数 扩散系数溶解度系数）
则：v P ( p1 p2 ) d
P vd ( p1 p2 )
E
P P0 e RT
lnຫໍສະໝຸດ Baidu
P
ln
P0
E RT
P181、P237表中提供了部分材料的试验数据。
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第二节 真空、充气包装技术
（三）真空、充气包装储存期计算。
qGPG(p1dp2)At
qG----气体渗透量（透气量），cm3 PG----气体渗透系数（透气系数）， cm3.cm/cm2.s.(101.325kPa) p1-p2----包装材料两侧气体分压差， A----包装材料表面积，cm2
(5)答：该产品在平均温度22 °C时保质期为75天
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六第、二节裹包真机空械、充的气选包型装技术
例12-2 已知：m=30g d=0.025mm L=150mm W=10cm 产品允许吸氧量：150ppm 聚偏二氯乙烯（PVDC）真空包装
解:(1)允许氧气渗透量：1mol氧气质量32g 容积
一、防锈包装的种类 1、一般防湿、防水包装(M-1) 2、防锈油脂封存包装 (M-2) 3、气相防锈材料包装(M-3) 4、密封容器包装(M-4)
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第一节 防锈包装技术
5、密封系统的防锈包装(M-5) 6、可剥性塑料包装(M-6) 7、贴体包装 (M-7) 8、充氮包装(M-8) 9、干燥空气封存包装(M-9)
（二）气相缓蚀剂防锈封存包装；(M-3) 将挥发性缓蚀剂与金属制品密封包装在一起，
与水作用能分解出具有缓蚀作用的基团。 适用于表面不平、结构复杂、忌油的产品。 气相缓蚀剂： 1、常温下易挥发； 2、与水作用能分解出具有缓蚀作用的基团，这
些基团防锈能力强，又不腐蚀金属材料。 3、在水或溶剂中具有一定的溶解度。同时还应
22.4L=22.4×103cm3
qG=30g×150×10-6×22400cm3/32g=3.15cm3 (2) 氧气渗透系数：根据阿伦尼乌斯方程查表12-13得：
lnP0=25.054
-E/R=-7.045×103
T=273+25=298
则：lnPO2=25.054-7.045×103× (1/298)=1.411 PO2=e1.411=4.1× (10-11cm3cmcm-2s-1(101.325Pa)-1)
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第三节 脱氧剂封存包装技术
三、脱氧剂封存包装与真空充气包装的比较
项目 包装原理
除氧率
氧气含量随 时间的变化 操作及所用
设备 缺点
充气包装
包装内空气置换为 保护气体
除氧率低，剩余 2~4%
氧气缓慢渗入包装 内随时间而增加
设备复杂、工作量 大、效率低
多孔产品内气体难 置换
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第三节 脱氧剂封存包装技术
3、 葡萄糖氧化酶（有机中速脱氧剂） 2C6H12O6+O2 氧化酶 2C6H12O7 （葡萄糖酸）
成分:葡萄糖+催化剂+添加剂 标准状态下：1g葡萄糖能与0.088g氧（63ml氧气）反应 可脱除314ml空气中的氧气。
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第三节 脱氧剂封存包装技术
六、真空、充气包装储存期计算。
（一）气体渗透机理
1、根据费克第一扩散定律
单位时间、单位面积上气体的渗透量与浓度梯度成正
d 比例关系
v D dc dx
c1 c2 p1 p2
xd
c2
v dx D dc
x0
c1
渗透方向
vd D ( c 2 c1 ) D ( c1 c 2 )
v D (c1 c2 )
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第三节 脱氧剂封存包装技术
1、铁系脱氧剂（无机缓效型）
成分:铁粉+催化剂（金属卤化物）+添加剂（活性碳等） 标准状态下：1g铁能与0.143g氧（100ml氧气）反应 可脱除500ml空气中的氧气。
Fe +2H2O Fe(OH)2+H2
4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
四、真空、充气包装材料的选用 1、阻气、阻湿性(P232表12-7) 2、热封性 3、隔光和冷热稳定性 4、机械适应性
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第二节 真空、充气包装技术
五、真空、充气包装工艺； 1、气源与配气技术 2、常用真空充气包装机械
（1）腔室式真空充气包装机
工艺过程：供袋、装入产品 置入密封腔室 袋口对着充气口平放在热封条上 抽真空 充气（或不充） 热封 腔室通大气 切断输出
2、有一种对氧气敏感的产品重500g，装在厚度为 0.025mm的聚偏二氯乙烯塑料袋中，袋长40cm、 宽20cm，已知该产品允许的最大吸氧量为 75cm3/100g，密封前抽真空，求储存在平均温度 为25度的环境中，储存期为多少天？
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第三节 脱氧剂封存包装技术
一、脱氧剂的种类和作用原理 （一）脱氧剂：能与包装中的氧发生化学 反应，而有效脱除氧的物质。 按化学组分：有机型和无机型 按反应速度：缓效型、一般型和速效型