第四章_防潮包装技术

存环境的内外相对湿度h2和h1, 那么此产品在实际环境中的防
潮期t为：
如何得出的呢？
例题：某产品用厚度0.03mm的PP塑料薄膜包装，包 装内相对湿度为25%，经过高温高湿加速试验，21天 达到了产品最大限度允许的含水量，现实储存环境平 均温度为20℃,相对湿度为70%，其存储期为多久？
五、塑料薄膜的防潮包装设计
防潮与防湿的区 别？？
目的：
1.防止干燥物品受潮变质（化肥、水泥、农药、 火药；
2.防止含有水分的物品水变质（食品、果品、化 妆品等）；
3.防止有机物品因受潮而发生霉腐变质（食品、 纤维制品、皮革等）;
4.防止金属品因湿气作用而变色或生锈.
二、湿气与物品变质的关系
1、空气湿度及蒸汽压
① 绝对湿度（单位：g/m3 ）
三、复合薄膜透湿度的计算
对非亲水膜：
Li(i=1,2,3…)为各膜的厚度； Pi(i=1,2,3…)为各膜的透湿系数。
由P与R之间的关系
可将上式化简为：
上式中R均为
四、不同条件下透湿度的换算关系
若厂方所提供透湿度数据的标准为：当温度为40℃，材料 高湿度面一侧的相对湿度为90%，低湿度面一侧的相对湿 度为0%...... 由于
那么包装本身的透湿度为：
对对：已包装好
并存放一定时期
？？？ 的测试件？
Kθ值是由包装期间平均气温与所使用的包装材料的和种类决 定的系数。
2、包装保存期的估算 用透湿度R[40℃,(0-90%)]的防潮包装材料包装物品时， 包装有效期为：
为了在短时间内得到其包装有效期的预测值，采用高温高湿加 速实验。条件：温度40℃,湿度(0-90%)，若加速T(d)时，产品 开始偏离规定要求，那么只要知道该产品将要贮存的θ，以及贮
对非恒温恒湿的储运场合 代入上式可得
饱和水蒸汽压及环境的水 分活动均为温度变化
已知c1，c2,τ的情况下，利用计算机通过逼近积分 法求得 AP
LWs
六、防潮包装中干燥剂的使用方法与用量计算
常用干燥剂：硅胶、活性炭、分子筛、无水氯化钙等。 干燥剂的包装：
1. 袋装：透气性好的细布袋或纤维纸（无纺布）； 2. 容器装：带小孔的金属或塑料罐、瓶、盒等； 3. 复合薄膜的夹层：复合薄膜内层为透气性好的聚乙稀，外层
定义透湿系数： 那么
P DS
透湿系数真实地反应了包装材料的透湿能力，是衡量薄膜透湿 性的一个重要参数。单位：
将：水蒸汽压力->相对湿度（
）
其中
第三节 透湿度及其影响因素
一、透湿度 定义：在规定温度和材料两侧湿度的条件下，单
位时间内，透过单位面积材料的湿气量，即
（温度和湿度的函数）
测定的透湿度 R 与透湿系数 P 可用 公式有机地联系
因此，
经化简得任意条件下的透湿度为： 其中
例题：厚度为0.03mm的聚丙稀薄膜在温度为 40℃,
材料高湿度面一侧的相对湿度为90%，低湿度面 一侧的相对湿度为0%时的透湿度为10.0g/m2·d , 求该材料在同等湿度环境下，温度分别为25 ℃ 、 5 ℃时的透湿度。若材料两侧的相对温度分别变 为100%和50%呢？
3、不含水包装产品及其性质
哪些制品不含水？ 空气中的湿度如 何影响其性质？
二、湿气与物品变质的关系
4、物品内水分改变与变质的关系 ① 水分能溶解微生物所需的营养物质（含70-85%水
分） ② 水分是仓库害虫生长和繁殖的重要条件 ③ 对于溶于水的物品：吸湿->潮解->溶化成液
④ （食糖、味精，含结晶水多的明矾、氯化钙etc.)
饼干的等温吸脱湿曲 线
二、湿气与物品变质的关系
2、含水包装产品及其性质 ②具有平衡湿度的物品 食盐的平衡湿度75%,且不随温度发生变化 平衡湿度往往是温度T的函数
③脱湿性物品（含水量60%以上） 在正常环境湿度范围内有强烈失水的趋势，使净 重减少或因失水而使质量下降.
二、湿气与物品变质的关系
➢现在世界上尚未有统一的测定透湿度的方法和标准.
➢日本JIS-Z-0208 方法规定:当温度为40℃，材料高湿度面一 侧的相对湿度为90%，低湿度面一侧的相对湿度为0%，材料 的表面积为lm2时，24 小时内所透过的水蒸气量(g)，即为该 材料的透湿度 R 的值.
➢我国在国家标准(GB1037-85)中详细规定了塑料薄膜的透湿 试验方法. 该方法规定的条件是:温度38士1 ℃，相对湿度为一 侧放置干燥剂(用硅胶或无水氯化钙吸收水)，另一侧为100% 的饱和水蒸气.
第五节 防潮包装保存期的预测及包装设计
防潮包装保存期预测模型（吸湿等温方程，经验参数）
意义： ➢ 选择合适的包装系统 ➢ 估计所选包装系统对储运环境的适应性 ➢ 预测各种环境条件下内装食品的保存期
涉及： ➢ 包装系统或材料的透湿性能 ➢ 物品的吸湿等温方程 ➢ 环境的温、湿度 ➢ 临界质变水分值或允许水分值
在一起：
透湿度与透湿系 数的关系？
透湿度的测试方法：重量法、压力法和电子湿度计测定法。
分别规定出温度和材料两面的湿度，在稳定状态下，测定出在单 位时间内单位面积薄膜材料透过的湿气量，这个湿气量即为该种 薄膜材料的透湿度.
优缺点？适用 范围？
其中：
由气体定律 及 h p / p 得：
将Q值代入下式： 即可求得透湿度R。
➢R可以直接测量，也可以通过透湿系数P计算出来。
二、温度与湿度对透湿度R的影响
1.温度的影响
P DS
D D0 eEd / RT
S S0 e / RT
其中
所以
P D0S0e(Ed H ) / RT
则
两边取对数得：
ln P 1 T
二、温度与湿度对透湿度R的影响
2.湿度对透湿度的影响
含水量＝
食物中水的重量 食物总重量
100%
➢水分活度表示食品中水分可以被微生物利用的程度 ➢水分活度越低，食物稳定性越高
②聚合物膜、复合膜等材料做成的软包装 疏水膜的包装透湿状态公式
（最常用）
式中：P是包装材料的透湿系数( g / m2 d) Pa
亲水膜的包装透湿状态公式
式中：Pk是与亲水膜内部增塑参数值及聚合物本体特性
对于干燥的防潮包装设计，令
其中
利用 得
如何导出的呢？
对上式进行积分
包装内的水分活度与包装内物品的百分 含水量成函数关系，且与温度有关
即当θ与ae为常数，且物品的初含水量c1、包装薄膜材料的扩散 活化能△E，以及当物品中的百分含量达到临界值c2时产品所应 保存的期限τ已知的话，那么防潮包装薄膜材料或包装的外尺寸 可由下式决定：
一、包装系统的透湿性能与保存期预测的关系
常用防潮包装材料：聚合物单层膜、复合膜、 纸塑复合膜、玻璃瓶、塑料瓶、焊封金属灌 等。
①金属、玻璃、塑料包装材料 整体透湿系数 P ，透湿状态公式为：
其中：
ae>a 吸湿 ae<a 脱湿
水分活度和含水量
水分活度＝
食物内气压
＝ 相对湿度
同等温度下水的饱和蒸汽压 100
② 水蒸汽压（单位： Pa）
③ 饱和水蒸汽压（单位：Pa,温度的函数）
④ 相对湿度（
）
⑤ 平衡湿度(在某一相对湿度下，特定物质的含 水量不发生任何变化，此时的相对湿度就是 该特定物质的平衡(相对)湿度)
二、湿气与物品变质的关系
2、含水包装产品及其性质 ①湿脱两性兼备的物品（平衡含水量）
在一定温度下，若湿度不变的话，物品内水分的出入在一 定时间内会达到平衡，我们称此时平衡状态下的物品 含水 量为平衡含水量.
2. 纸、纸板、塑料板、塑料膜、橡胶制品、木板材料： 纤维或主分子链之间搭接程度疏密不均造成了许多微 小的空隙，其中包括分子间空隙与分子内空隙，使活 化的水分子扩散或迁移所造成的.
3. 吸湿性塑料：
活性水分子扩散
对水分子的吸附，塑料溶解，吸湿性加强
二、透湿量及其计算公式
在稳态扩散的条件下，单位时间 内通过垂直于扩散方向的单位面 积的扩散物质量（通称扩散通量） 与该截面处的浓度梯度成正比。
防潮：避免水分通过包装发生内外渗透。
1、包装件本身透湿度的估算
被包装物品净重W(g);物品装入包装时的水分含量C1%,维持商品价值的界 限
水分为C2%；包装本身的表面积A(m2),从包装到开封时间t(d),在保存期间，
包装件场所平均温度θ(℃),保存包装件场所的平均h2%；被包装物品或包装
内所表现的湿度分别为h1%,
➢ 其防潮性能R的好坏依次为:金属板、金属箔、塑、…; 塑料板、复合膜、单层膜、 ……;复合纸、单层纸。
➢ 对于塑料材料的防潮性能选择应遵循:
(1) 先非极性分子塑料，后极性分子塑料； (2) (2)先结晶性塑料，后非结晶性塑料; (3)先高密度塑料，后低密度塑料; (4)先经拉伸或双轴取向的塑料，后无定向塑料.
（铁65%，锌70％，铝76%，镍70% ）
第一节 防潮包装原理
一、防潮包装的透湿机理
水蒸汽压
pH
水蒸汽压
pL
透湿材料
透湿材料有哪 些？
透湿程度影响因素：
✓材料的种类 ✓内部结构 ✓厚度 ✓环境温度 ✓材料两侧水蒸气的压力差 (或湿度差)
机理：
1. 金属箔、玻璃薄片、部分陶瓷：材料内部的空 穴结构引起的毛细流动所造成的.
阻隔性好的单膜或复合膜。
1、硅胶用量计算（日本JISZ-0301）(RH保持在50%以下)
硅胶用量(kg):
➢包装容器或材料的透湿度R为 g / m2 d
➢包装面积A（m2） ➢包装内吸湿性材料的量D(kg) ➢包装的贮存或运输时间M(月)
④ 某些结晶粒状或粉状易溶解物品，放湿，失水结成 硬块
⑤ 新鲜果蔬中的营养成分与味觉物质大多溶解于细胞 汁中