食品包裝基本技術(shù)方法

關(guān)于食品包裝基本技術(shù)方法第1頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)概述一、食品包裝技術(shù)Foodpackagingtechnology是指為實現(xiàn)食品包裝的目的和要求，以及適應食品倉儲、流通、銷售等條件而采用的包裝方法、機械設備等各種操作手段及其包裝操作遵循的工藝措施、監(jiān)測控制手段、質(zhì)量保證等技術(shù)措施的總稱。第2頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（一）食品包裝工藝過程食品包裝一般工藝過程如圖所示，其中，食品的充填、灌裝、封口或密封為食品包裝主要過程。包裝容器或材料的清洗、烘干、消毒等為食品包裝的前期過程。貼標、蓋印、裝箱、捆扎等為食品包裝的后期過程。第3頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（二）食品包裝技術(shù)和方法形成一個食品獨立包裝件的基本技術(shù)和方法稱為食品包裝基本技術(shù)。主要包括：食品充填、灌裝技術(shù)和方法，裹包與袋裝技術(shù)與方法，裝盒與裝箱技術(shù)，熱成型和熱收縮包裝技術(shù)，封口、貼標和捆扎技術(shù)與方法。為進一步提高包裝食品質(zhì)量和延長包裝食品的貯存期，在食品包裝的基本技術(shù)基礎上又逐漸形成了食品包裝的專用技術(shù)，如真空包裝、充氣包裝、防潮包裝、無菌包裝等。第4頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日二、食品包裝機械現(xiàn)代食品包裝必須由食品包裝機械來完成。包裝機械packagingmachinery是指完成全部或部分包裝過程的機器綜合。第5頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（一）食品包裝機械的種類1.按完成主要包裝操作任務的不同分：包裝材料及制品加工機械、產(chǎn)品包裝機械、包裝印刷機械等。2.按在包裝過程中的功能不同主要分：沖天機、灌裝機、裹包機、封口機、貼標機、打印機、雞裝機、清洗機、多功能包裝機等。3.按自動化程度的不同分：半自動化包裝機和全自動包裝機。4.按包裝適應范圍不同分：專用型、多用型和通用型包裝機。第6頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（二）食品包裝機械的基本構(gòu)成食品包裝機械是完成食品主要包裝工藝過程的機械，一般都是由被包裝食品供送系統(tǒng)、包裝材料或容器供送系統(tǒng)、主傳送系統(tǒng)、包裝操作執(zhí)行系統(tǒng)、成品輸出系統(tǒng)、動力及傳動系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)、機身支架等幾部分組成。各部分之間的相互關(guān)系如下圖所示。第7頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第8頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（三）食品包裝機械選配的一般原則①滿足食品包裝工藝要求，對食品包裝所用的材料及容器有良好的適應性，保證包裝質(zhì)量和包裝效率的要求。②符合食品衛(wèi)生要求，易清洗、不污染食品，使用維修方便；對食品包裝所要求的條件有合理可靠的控制裝置，盡可能才有自動控制方式。③長期生產(chǎn)單一產(chǎn)品，選用專用型機械；生產(chǎn)多品種、同類型、多規(guī)格產(chǎn)品時，選用多功能機械。④技術(shù)先進，工作穩(wěn)定可靠，能耗小，改善工人勞動條件和減輕勞動強度。第9頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（四）食品包裝生產(chǎn)線完成一種食品包裝的全部機械，按包裝工序排列，并用聯(lián)結(jié)傳送裝置連接起來，并通過統(tǒng)一的控制系統(tǒng)進行控制即形成包裝生產(chǎn)線。第10頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日建立一條食品包裝生產(chǎn)線一般應考慮以下幾方面問題。①包裝生產(chǎn)線應滿足以某種或某類食品為主的包裝工藝要求，各包裝機械生產(chǎn)能力相匹配，能連續(xù)、協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，并能達到要求的生產(chǎn)率。②生產(chǎn)線緊湊有效。③液體食品包裝盡量采用封閉式輸送的包裝系統(tǒng)，固體食品輸送充填盡可能用機械操作，以保證包裝滿足食品衛(wèi)生要求。④以包裝某種食品為主，適當?shù)亓粲邪b調(diào)節(jié)產(chǎn)品的余地，以便適應新的包裝需要。⑤包裝是食品生產(chǎn)系統(tǒng)的一個組成部分，因此包裝生產(chǎn)線應與食品生產(chǎn)線緊密銜接。第11頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第12頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)食品的充填及灌裝技術(shù)充填filling是食品包裝的一個重要工序，是指將一定規(guī)格質(zhì)量的食品按要求充入到包裝容器中的操作，主要包括食品計量和充入。灌裝canning是指液體食品的充填。食品充填時，應滿足下列要求：①食品按照要求的定量裝入容器，一般有一定的精度要求。②容器內(nèi)要留有一定的頂隙。③要求速度快，減少食品的污染，同時保持容器口、璧的清潔。第13頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第14頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日一、食品充填技術(shù)（一）稱重充填法gravimetricfillingmethod該法適用于易吸潮、易結(jié)塊、粒度不均勻、容重不穩(wěn)定的物料計量。精度較高，但工作速度較低，裝置結(jié)構(gòu)較復雜，多用于充填粉狀和小顆粒食品。常用的稱量裝置有杠桿秤、彈簧秤、液壓秤、電子秤。第15頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日1.間歇式稱量裝置包括凈重充填法和毛重充填法兩種。右圖為凈重充填法，即先將物料過秤后再充入包裝容器中。充填過程：進料器2把物料斗1運送到計量斗3中，當計量斗中物料達到規(guī)定質(zhì)量時即通過落料斗5排出，進入包裝容器。該法稱量精度較高，適用于要求高精度計量的奶粉、咖啡等第16頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日圖右所示為毛重充填法，與凈重充填法的區(qū)別在于：沒有計量斗，將包裝容器放在秤上充填，達到規(guī)定質(zhì)量時停止進料。第17頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日2.連續(xù)式稱量裝置采用電子皮帶秤稱重，物料在皮帶輸送過程中，連續(xù)地流經(jīng)秤盤。在秤盤上一段皮帶上的物料的質(zhì)量變化通過傳感器轉(zhuǎn)化為電量變化，并與給定值比較，經(jīng)信號放大驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，使其閘門升降，以調(diào)節(jié)料層厚度。為實現(xiàn)定量包裝，在電子皮帶秤物料流出端的下方設置一個等速旋轉(zhuǎn)的等分格轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤上各分格在相等的時間內(nèi)截取一段皮帶上的物料，然后注入包裝容器中。適當調(diào)節(jié)皮帶速度和等分格轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，就能截取預定質(zhì)量的物料。第18頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第19頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（二）容積充填法volumetricfillingmethod通過控制食品物料的容積進行計量充填，要求被充填物料的體積質(zhì)量穩(wěn)定，否則會產(chǎn)生較大的計量誤差。充填時一般采用振動、攪拌、抽真空等方法使被充填物料壓實而保持穩(wěn)定的體積質(zhì)量。該法充填速度快，裝置結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用于計量流體、半流體、粉狀和小顆粒食品。第20頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日1.計時振動充填法如圖所示，貯料斗1下部連接著一個振動托盤進料器2，進料器按規(guī)定的時間振動，將物料直接充填到容器中，計量由振動時間來控制。第21頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日2.螺旋充填法如圖所示，當送料螺軸2旋轉(zhuǎn)時，貯料斗內(nèi)攪拌器3將物料拌勻，螺旋軸將物料擠壓到要求的密度，每轉(zhuǎn)一圈就能輸出一定量的物料，由離合器控制旋轉(zhuǎn)圈數(shù)即可達到計量的目的。第22頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日3.重力-計量筒充填法如圖，貯料斗1下部裝有兩個或多個計量筒3，均勻分布在回轉(zhuǎn)的水平圓板上。計量筒上部有伸縮腔4，可以上下伸縮來調(diào)節(jié)體積。計量筒轉(zhuǎn)位到供料斗下面時，物料靠自重落入計量筒內(nèi)，當計量筒轉(zhuǎn)位到排料口即固定圓盤5上的圓孔時，物料通過排料管進入包裝容器內(nèi)。第23頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日4.真空-計量充填法如圖，貯料斗1下面裝有一個帶可調(diào)容積的計量筒轉(zhuǎn)輪2；計量筒沿轉(zhuǎn)輪徑向均勻分布，并通過管子與轉(zhuǎn)輪中心連接；轉(zhuǎn)輪中心有一個圓環(huán)真空-空氣總管3，用來抽真空和進空氣。物料從貯料斗落于計量筒中，經(jīng)過抽真空后密實均勻，運輸帶5不斷將容器4送入轉(zhuǎn)輪下方，當轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)到容器上方時，空氣將物料吹入容器內(nèi)。第24頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（三）計數(shù)充填法countingfillingmethod是將食品通過計數(shù)定量后充入包裝容器的一種充填方法，常用于顆粒狀、條狀、片狀、塊狀食品的計量充填，要求單個食品之間規(guī)格一致。1.長度計數(shù)裝置：使物品具有一定規(guī)則的排列，按其一定長度、高度、體積取出，獲得一定數(shù)量。2.光電式計數(shù)：采用光電計數(shù)器來完成，物品在傳送帶上逐個通過光電管時，從光源射出的光線因物品的通過而呈現(xiàn)穿過和遮擋兩種狀態(tài)，又光電管把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘査腿胗嫈?shù)器進行計數(shù)，并在窗口顯示出數(shù)碼。第25頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日3.轉(zhuǎn)盤式計數(shù)裝置適合于形狀、尺寸規(guī)則的球形和圓片狀食品的計數(shù)。如圖所示，卸料盤4和料筒1由支架夾板2固定在底盤上。物料裝在料筒1內(nèi)，裝料筒底盤3是一個轉(zhuǎn)動的定量盤。定量盤3上每隔120°的位置上設有若干數(shù)量的小圓孔帶，共分三組。定量盤上的孔徑比物料直徑稍大0.5~1mm，定量盤厚度比物料直徑稍大，以確保計量孔只能容納1粒產(chǎn)品。定量盤下裝有帶卸料槽的卸料盤4，在計量過程中，卸料盤4承托住充填在計數(shù)定量盤中的物料，只有當定量盤帶有物料的一組孔轉(zhuǎn)到卸料槽時，才使已定量的物料自由落入卸料槽5并進入包裝容器中。當定量盤的一組孔帶卸料時，其他兩組孔帶進行上料。第26頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第27頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日二、灌裝技術(shù)及設備灌裝是指將液體（或半流體）灌入容器內(nèi)的操作，容器可以是玻璃瓶、塑料瓶、金屬罐及塑料軟管、塑料袋等。影響灌裝的主要因素是黏度，其次為是否含有氣體、起泡性、微小固體物含量等。第28頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（一）液體食品的種類根據(jù)灌裝的需要，將液體按黏度分為3類：流體、半流體和黏滯流體。1.流體：是指靠重力作用可在管道內(nèi)按一定速度自由流動，黏度范圍在0.001~0.1Pa·s的液體，如牛奶、清涼飲料、酒等。2.半流體：除靠重力外，還需加上外力才能在管道內(nèi)流動，黏度范圍在0.1~10Pa·s的液體，如煉乳、番茄醬、酸奶等。3.黏滯流體：靠自身重力不能流動，必須借助于擠壓等外力才能流動，黏度在10Pa·s以上的物料，如花生醬、果醬等。第29頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（二）常用灌裝方法1.常壓灌裝在常壓下液體靠自身重力產(chǎn)生流動而灌入容器的方法稱常壓灌裝。大部分流體可用此法灌裝。如圖所示，液體從貯液槽1流經(jīng)灌裝閥4進入容器。灌裝時升降機構(gòu)將容器向上托起，容器口部和灌裝閥下部的密封蓋5接觸并將容器密封，然后使容器再上升頂開彈簧而開啟灌裝閥，液體靠重力作用流入容器中，當液體上升至排氣口上部時，即停止流動。第30頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日2.真空灌裝（1）重力真空灌裝：即貯液箱處于真空，對包裝容器抽氣形成真空，隨后料液依靠自身自重流進包裝容器內(nèi)。如圖所示，供液管1從槽頂伸入并浸沒在液體下部，由浮子2控制液面，其上部空間保持低真空，當容器輸送到灌裝閥4下方時，升降機構(gòu)將他托起，與密封蓋5吻合，將容器密封，繼續(xù)上升將閥開啟。由于容器經(jīng)閥中的排氣管3與貯液槽上部連通形成低真空，因而液體經(jīng)閥中的套管靠重力灌入容器。第31頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（2）真空壓差灌裝即貯液箱處于常壓，只對包裝容器抽真空，料液依靠貯液箱與待灌裝容器間壓差作用產(chǎn)生流動而完成灌裝。過程如圖所示第32頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日3.等壓灌裝在高于大氣壓條件下首先對包裝容器充氣，使之形成與貯液箱內(nèi)相等的氣壓，然后再依靠被灌裝液料的自重流進包裝容器內(nèi)。等壓灌裝屬于定液位灌裝，僅限于灌裝含CO2的飲料。加壓的目的是使液體中CO2含量保持不變。第33頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日4.機械壓力灌裝利用機械壓力如液泵、活塞泵或氣壓將被灌裝液料壓入包裝容器內(nèi)。主要適用于黏度較大的黏稠性物料如果醬類食品的灌裝。第34頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（三）灌裝機常用定量方法1.高度定量法通過控制容器中的液位高度來達到定量灌裝的目的，即每次灌裝液料的容積等于一定高度的瓶內(nèi)容積。第35頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日2.容積定量法用容量杯或一定行程的活塞缸容積完成定量，即首先將料液注入定量杯或活塞缸，然后再灌入包裝容器內(nèi)。圖6-17所示為定量杯定量灌裝的原理第36頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日圖6-18所示為活塞缸定量灌裝原理第37頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日圖6-19所示為定時壓力灌裝法示意圖第38頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日灌裝設備第39頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第40頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)封口、貼標、捆扎包裝技術(shù)及設備封口（sealing）操作時食品包裝繼計量充填和罐裝之后的另一道重要的包裝工序。貼標（labelling）是在包裝作業(yè)的最后進行。標簽（label）是加在容器或商品上的紙條或其他材料，上面印有產(chǎn)品說明和圖樣，或是直接印在容器或物品上的產(chǎn)品說明和圖樣。捆扎(strapping)是用繩或帶等撓性材料扎牢、固定或加固產(chǎn)品和包裝件。第41頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日一、封口技術(shù)及設備（一）封口方式、封合物的種類及功能1.封口封合方式：按包裝容器口部形狀不同以及是否使用封口材料，封口方式大致分為3類。（1）無封口材料封口：直接用包裝容器口壁部分材料經(jīng)熱熔、黏接或扭結(jié)折疊等方法實現(xiàn)封口，如塑料袋封口、紙袋封口等。第42頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（2）有封口材料的封口：即用封口材料預先制成與被封容器口相配的封蓋，然后在專業(yè)的封口機上使封蓋將容器口封合。這類封口方法主要用于金屬、玻璃、塑料材料制成的剛性瓶罐容器的封口。（3）有輔助封口材料的封口：即用外加的材料將已封蓋或未完全封蓋的容器口封合，外加的輔助材料有金屬針、線、膠帶等。第43頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日2.封口封合物的種類包裝容器封口的封和物是指附加在容器上的開啟和封合的裝置，主要包括各種封蓋、塞、罩蓋、襯墊的等。3.封合物的功能①封合物與容器封口能有效密封，實現(xiàn)對包裝內(nèi)容物的有效保護；②方便開啟、易于開啟或達到防盜、使用安全、可控開啟要求。③利用封合物處于包裝物引人注目的部位的特點，以美觀的外形、清晰的印刷圖形標志起到傳遞視覺信息的作用。第44頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第45頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（二）軟塑包裝容器封口軟塑包裝容器主要是指用各種塑料薄膜、復合薄膜及塑料片材制成的袋、盒、筒狀容器，這類容器的密封方式主要有熱壓封合、壓扣封合、結(jié)扎封合等。封合方法的選擇及要求取決于所用材料、包裝形態(tài)、加熱殺菌方法、包裝食品特性、貯藏要求等多方面的因素。第46頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日1.熱壓封合用某種方式加熱容器封口部材料，使其達到黏流狀態(tài)后加壓使之粘封，一般用熱壓封口裝置或熱壓封口機完成。熱封頭是熱壓封合的執(zhí)行機構(gòu)，通過控制調(diào)節(jié)裝置控制熱封頭的溫度和壓力。根據(jù)熱封頭的結(jié)構(gòu)形式及加熱方式不同，熱壓封口方式可分為多種。第47頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（1）普通熱壓封口第48頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（2）熔斷封合、脈沖、超聲波和高頻封合第49頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日2.熱壓封和工藝參數(shù)指封接溫度、封接時間和封接壓力，這些工藝參數(shù)取決于被封接材料的熔點、熱穩(wěn)定性、流動性、薄膜厚度等特性。薄膜的熱封溫度應高于材料的黏流溫度，在一定溫度范圍內(nèi)，隨加熱溫度的升高，薄膜袋口呈現(xiàn)黏流狀態(tài)，在加壓下可獲得的封口強度相應升高。第50頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日3.熱壓封和封口的質(zhì)量及檢查（1）封口質(zhì)量：①封口外觀平整美觀；②封口有一定寬度；③封口有足夠的封合強度和可靠的密封性。常見缺陷：封口折疊、凹凸或封合面中間夾雜污染物。產(chǎn)生的原因是由于充填罐裝對封口的內(nèi)側(cè)造成污染，熱封時對兩封合面薄膜放置不平，熱封工藝參數(shù)不當，熱封裝置或機器選擇不當，調(diào)整及使用不合理等。第51頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（2）封口質(zhì)量檢測①熱壓封口缺陷檢查：肉眼檢測封口，有效率約為75%；紅外線測試封口缺陷是將封口以15m/s速度通過紅外線檢測儀，封口受污染部分因熱流受阻，檢測器顯示溫度下降；測厚儀檢測封口的厚度，能檢查出超過厚度部分的封口有皺紋及微粒污染。第52頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日②耐壓試驗：袋裝、盤裝食品密封后，按圖所示方法在包裝件上加壓，所加載荷按右表所示，負荷1min后檢查袋、盤封口是否有泄漏。第53頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日③熱封強度試驗：試驗時，將密封包裝件的熱封部分切取15mm寬的試樣，將封口以外兩片薄膜分開并被試驗機分別夾住其兩端，然后以300mm/min的速度拉伸，測定封口熱封面被剝離時所需要的最大負荷，一般要求每15mm封口的剝離拉力應在23N以上。第54頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日④包裝跌落試驗：將密封包裝袋（內(nèi)裝食品或水）從一定高度自由跌落至水泥地面上，然后檢查包裝是否有泄漏，跌落試驗的高度由包裝內(nèi)容物質(zhì)量按表6-4的規(guī)定確定。內(nèi)容物質(zhì)量（g）跌落高度（mm）﹤100﹥100，﹤400﹥400，﹤2000﹥200020406080第55頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日4.鋁絲結(jié)扎封口專用于灌腸類包裝物品的封口密封，即用一定直徑和硬度的鋁絲扎成環(huán)形套在筒裝物的端口薄膜上，然后扣緊完成封口。要求所用鋁絲光滑且尺寸合適，鋁絲環(huán)扣緊度合適。第56頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（四）玻璃瓶罐封口1.旋合蓋封口是對螺紋口或卡口容器用預制好的帶螺紋或突牙的蓋，經(jīng)專用封口機旋合而完成容器口密封的一種封口形式，廣泛用于玻璃瓶罐及塑料瓶口的封合。這種封口具有密封好、啟封便捷和啟封后可再蓋封的優(yōu)點。第57頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第58頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日二、貼標技術(shù)及設備（一）標簽的種類按放置方式可分為下面6種1.膠粘標簽：一般用紙等薄片材料制成，經(jīng)印刷、模切成所需形狀。涂膠可在制造標簽時完成。2.熱敏標簽：制標時在標簽背后涂一層熱熔性塑料樹脂，使用時加熱標簽，使塑料涂層熔化后粘貼于商品或容器表面。第59頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日3.壓敏標簽：在標簽背面涂以壓敏膠，然后黏附在涂有硅樹脂的隔離紙上，使用時將標簽從隔離紙上取下貼于商品表面。4.系掛標簽：用卡紙、薄纖維板或金屬片制成，用線繩或金屬絲系掛在商品上。5.插入標簽：將標簽放在透明的包裝件內(nèi)，不需固定，顧客可透過透明包裝材料看到標簽。6.直接印在包裝件或包裝容器上的標簽。第60頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日（二）貼標工藝及設備1.貼標工藝：取標標簽傳送印碼涂膠貼標熨平2.貼標機械：一般使用真空轉(zhuǎn)鼓式貼標機，可同時完成取標、打字、涂膠、貼標等工序。第61頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日三、捆扎技術(shù)及設備捆扎工藝第62頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第四節(jié)其他相關(guān)包裝技術(shù)一、裹包第63頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日第64頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日二、袋裝第65頁，共77頁，2023年，2月20日，星期日袋裝特點：①價格便宜、形式豐富、適合各種不同的規(guī)格尺寸。②包裝材料來源廣泛，可用紙、鋁箔、塑料薄膜及其復合材料，品種齊全，具備適應各種不同包裝要求的性能特點。③袋裝本身質(zhì)量輕、省材料、便于流