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第十章食品包装机械•食品包装:采用适当的包装材料或容器将食品封闭起来，在规定的时间内，经过贮藏和流通环节，安全地到达消费者手中的操作叫做食品包装。•包装机械:进行包装作业的设备称为包装机械，其主要用途有二：一是用于加工包装材料、包装容器和装璜印刷的机械设备；二是用于完成包装过程的机械设备。•分类：按其功能不同可以分为袋装机、裹包机、热收缩包装机、真空与充气包装机、高压蒸煮袋包装机和充填灌装机械设备等。•组成：包装机械通常由动力机、传动部分和执行部分所组成，后两部分是基本组成部分。•第一节袋装机械•将粉状、颗粒状、液体或半流体（酱体）物料装人用柔性材料制成的包装袋，然后进行排气或充气、封口以完成产品的包装，所用机械称为袋装机械。•袋装之前先要制袋．制袋用的柔性材料如纸、蜡纸、塑料薄膜、铝箔及其复合材料等，应具有良好的保护物品的性能，价廉质轻，容易印制、成型。封口和开启使用，并且容易处理。制成的袋装产品体积小，轻巧美观，成为软包装产品中的重要特色．由于塑料薄膜及其复合材料具有良好的热封性、印刷性、透明性和防潮透气性等特点，因此，在实际生产中获得了广泛的使用。•当前填充物品已由最初只是充填散粒体物品发展到充填液体、气体、胶体和大块状的固体，使袋装逐渐渗透和替代灌装，罐装和裹包等传统包装形式。一、袋装机的工作过程•袋装机是采用热封的柔性包装材料，自动完成制袋、物料的计量和充填、排气或充气，封口及切断等多功能的包装设备，可用于包装液体、固体和气体物料，是目前发展最为迅速、应用最为广泛的一种包装机，实线为基本操作程序，虚线为辅助的工作程序。•这类包装机有卧式和立式两种类型。••二、袋的基本形式用袋装机加工的塑料薄膜，袋的形式甚多。常见的有下列几种：•１．枕形袋按接缝方式可分为纵缝搭接袋和纵缝搭接侧边折叠袋。•２．扁平袋可分为三面封口袋和四面封口袋。•３．自立袋其中常见的有尖顶角形袋、椭圆柱形袋、三角形袋和立方柱形袋。•制袋过程中，一般是先纵向封口，然后横向封口，所以在枕形袋搭接和对接封口缝的全长内，封口部分有三层或四层薄膜重叠在一起，这对封口质量有一定影响。扁平式三面封口袋的内薄膜的层数相等，封接质量较好，但袋的外形不对称，美观性较差。四面封口克服了上述两种情况的缺点。但包装材料用得较多。各种自立式袋的外形美观，有立而不倒的优点，便于后续装箱工序的进行和产品的安置陈列，但对包装材料的要求较多，需采用复合包装材料。••三、袋装机的种类•由于袋形种类繁多，所以袋装机的型式和结构也有较大差异，主要反映在装袋和封口装置上。生产薄膜袋的设备叫袋装机，主要有立式和卧式两种类型。•（一）立式袋装机又可分为制袋式袋装机和直移型给袋式袋装机。•１．制袋式袋装机适用于生产枕形袋、三面封口袋、四面封口袋、扁平袋及自立式袋。按袋形制作不同，可分为：•（1）翻领成型制袋式袋装机用于枕形袋等制作，见图１０一３。可以完成塑料薄膜的制袋、纵封（搭接或对接）、装料（充填）、封口和切断等工作。其工作过程为平张薄膜卷筒２经过多道导辊后，进人翻领成型器３，先由纵封加热器４封合成形，搭接或对接成圆筒状，这时计量装置计量后的一份物料从料斗１通过加料管落人袋内，横封加热器５在封住袋底的同时向下拉袋，并对前一个装满物料的袋的进口封口，然后在两个袋子之间切断使之分开。该机各执行机构的动作，可由机、电、气或液压控制自动操作。•（2）塔形与立方柱形制袋式袋装机•该机主要用来灌装和包装液体饮料。包装容器为塔形和立方形，平张薄膜卷筒１上的包装材料经过印刷装置２（如包装材料上已有印刷文字说明，可以不用印刷装置）和过氧化氢（俗称双氧水H2O2）消毒液消毒后，由导辊４向下导引，在成型环５和７的作用下，将平张包装材料折成圆筒状。包装袋的接缝在向下运动时，被无菌空气加热，当通过最后一道成型环９时，被纵缝加热器８压合成纵封缝。果汁和鲜牛奶等料液由泵泵送到进料管６进人圆筒状包装袋内，无菌热空气从料管外面进人圆筒内直达液面，液面上又有螺旋加热器１０，它对袋内壁进行杀菌消毒，并使液面上形成无菌的空气层。•横封与切断是在料面下进行的，横封切断装置的配置方式不同，就形成了立方柱形与塔形包装的不同产品。•塔形包装时，上下两只横封切断器成９０度空间交错，分别作上、下与开合运动。以完成包装物品的横封和切断。•立方柱形包装时，借助两对直角成型横具与横封口在开合及上、下的复合运动，将液面下的筒状料袋向下拉动并成形、封口和切断。•横封钳１由铝合金制成，内有冷却小管３通冷却水冷却横封钳。一热封电热丝２宽度为７ｍｍ，被夹在内外两层聚四氯乙烯４之间。内层作绝缘用，外层防止电热丝与包装材料粘连。常热切割丝５置于热封电热丝的中间，以保证被切断的上下两个袋各有３．5ｍｍ宽的热封边。横切垫是用聚四氟乙烯包裹的硅橡胶７，另有上下两个钳口６夹持薄膜，使热封部分薄膜不受张力影响。•热封是采用电脉冲封接方式，通电预热封接，断电冷却。•２．直移型给袋式袋装机给袋式袋装机在使用前，应将事先加工好的各种空袋叠放在空袋箱里，工作时，每次从空袋箱的袋层上取走一个空袋，由输送链夹持手带着空袋在各个工位上停歇，完成各个包装动作。•给袋式袋装机按输送链行走路线可分为直移型和回转型两种，前者输送链带着空袋作直线移动，后者作回转移动。两者的工作原理基本相同．（二）卧式袋装机•立式袋装机多用于液体饮料的制袋、装料（充填）和封口。•卧式袋装机多用于饼干、糕点、方便面、冰棒和雪糕等块状物料的包装。第二节裹包机裹包机是通过对纸、铝箔、塑料薄膜及复合薄膜等包装材料进行折封、扭结等方式，对块状物料进行包装的一种加工设备。根据物料的形状、性质和不同的包装要求，可以有各种不同的裹包形状。一、端折式裹包用端边折角的办法进行裹包，如饼干、面包、香烟等的包装，折角后进行粘合或热合以防松开。二、扭结式裹包用包装材料裹包物料后，伸长部分的包装材料旋转扭结在一起，完成裹包，可分为双端扭结式（如糖果和冰棒等）和单端扭结式（如冰糕等）。三、粘合式裹包由两层包装材料夹住物料，并粘合在一起。四、热缩式裹包即用热缩性材料进行裹包，而后加热，使包装材料收缩，达到裹紧物料的目的，如糖果和碗碟的包装等。根据包装形状、包装程序和方法的不同，所用包装机也不相同，主要有端折式裹包机和扭结式裹包机等。端折式裹包饼干的包装过程，首先一组饼干推出被输送带送上包装工位后停止，同时包装材料在饼干上方位置横向引进，由光电装置控制切刀，按需要的尺寸切断，由顶起机构将饼干和包装材料一起顶起，并折叠底面两边，再由水平推进机构先折两端后角，再把包装物推上包装运动轨道，在轨道上作水平运动时依次折叠两端前角和上、下角，随后封合，冷却（或干燥）后输出。糖果包装采用扭结式裹包机。第三节热收缩包装机一、工作原理•热收缩包装又称收缩包装或热缩包装；它是采用具有热收缩性的塑料薄膜，直接包裹在食品上或覆盖在被包装容器上，当受到一定的温度作用，热收缩塑料薄膜会自行收缩，从而达到紧贴住被包装件的目的。•热收缩膜包装的特点是包装迅速、工效高、成本低、操作方便、产品便于运输和销售，因此在食品加工业上应用甚广。•热收缩塑料薄膜的强度、透明度和延伸率均比一般塑料薄膜好。它的延伸率为１：４～１:７，而普通薄膜的只有１:２。•有两类热收缩膜，一类是二轴型延伸热收缩膜，其纵横两个轴向延伸量几乎相等。这种薄膜可用于包装新鲜食品、食品的托盘包装和容器瓶口的密封包装。•另一类是一轴型延伸热收缩薄膜，它只向一个方向延伸，适用于管状薄膜的收缩包装和标签包装，如酒类容器的标签包装，塑料瓶、玻璃瓶和盖的密封包装，新鲜果蔬等食品的套管包装等。•热收缩薄膜材料的选择十分重要，首先要求薄膜在纵横两个方向上具有一定的收缩率。•收缩率＝(L1-L2)/L1×１００％，Ｌ1为原始长度，•Ｌ2为在120℃的甘油中，浸放ｌ～2ｓ经水冷后的收缩长度。•目前应用较多的收缩薄膜有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（ＰＥ）和聚丙烯（ＰＰ），其次还有聚偏二氯乙烯（ＰＶＤＣ），聚酯（ＰＥＴ），聚苯乙烯（ＥＰＳ），乙烯一醋酸乙烯共聚物（ＥＶＡ）等几种。二、包装方法•有三种热收缩包装方法。•（一）搭接收缩包装法•将被包装物装人热收缩薄膜袋１中，密封后经加热通道２进行收缩。•或者在被包装物的上面盖上一张热收缩薄膜，从四角到底部折叠成１所示形状，由加热输送带３送到加热隧道进行加热，使其收缩。•（二）套筒收缩包装法将圆柱形或长方形食品用管状收缩薄膜包裹着，在薄膜包裹的宽度方向约有２０mm的重叠，在长度方向留有３０～５０mm的余量，先将两端加热紧固，再使整体收缩。（三）罩盖式收缩包装法这是一种有边容器的包装方法，用一张热收缩薄膜罩盖在被包装件的容器或托盘边缘的下部，然后进行加热收缩。•（四）加热方法主要有两种•１．热缩通道加热•它由内衬绝热材料的加热箱６、输送带７、主动轮９及冷风机８等组成。•２．热风枪手工加热对于批量小，不适于建造专用的加热通道的收缩包装，可以采用热风枪手工加热。第四节真空包装机与真空充气包装机–一、工作原理•对于容易氧化变质的食品，易于氧化生锈的金属制品，形体膨松的羽绒及棉麻等都可以采用真空包装。抽真空的目的是：•①除去空气，以防止细菌繁衍导致食品腐败，或阻止金属的氧化生锈；•②便于密封后加热杀菌，防止空气膨胀使包装件破裂；•③缩小膨松物品的体积，便于保存、运输，并节省费用；•④防止食品氧化和变质。•为了保护内装物和延长保存期，还可在抽真空后再充人其他惰性气体，如二氧化碳和氮气等，称为真空充气包装。•真空包装和真空充气包装使用阻气性强的材料，有金属铝箔和非金属（如塑料薄膜、陶瓷等）的筒、罐、瓶和袋等容器。•二、真空包装机和真空充气包装机的分类•按照包装材料的不同、可分为金属罐真空包装机（即真空封罐机）和塑料容器真空包装机两大类。•（一）真空封罐机它将已经计量充填后的金属罐送人真空腔进行抽气和封口的设备。封罐时采用机械卷边挤压密封。•（二）塑料容器真空包装机可分为机械挤压式和腔室式等型式的真空包装机。２．腔室式真空包装机根据结构形式不同，有如下几种：（1）合式真空包装机其工作过程为：将人工装好物料的塑料袋放在台面上的承受盘９的腔室内，关闭真空槽盖１后便由限位开关使继电器控制后面的真空包装备工序自动连续地进行下去。各工序所需时间可由定时器任意调节。其真空回路的转换阀６有由电磁阀单体组成的转换阀和复合转换阀。阀座应耐腐蚀。加工包装体的封口宽度一般为３—１０ｍｍ，长度可达７００mm生产率为１２—３０袋／min。•１．机械挤压式真空包装机塑料袋内装料后留一个口，然后用海棉类物品挤压塑料袋，以排除袋内空气，随即进行热封。对于要求不高的真空包装可采用这种包装方法。真空包装蒸煮食品时，当食品温度在６０Ｃ以上时，袋内充满水蒸汽，而不是空气，采用此法可以得到近乎真空的包装，故此法又称热封真空包装。•（２）传送带式真空包装机这种包装机适于连续批量生产，可用于包装肉食品、奶酪块等，真空室长宽尺寸为950mm×1010mm，高为200—300mm。（３）真空收缩包装机用于需要排除空气、缩小物料体积的收缩包装，包装物外形平整、美观、体积小，便于贮藏和运输。•真空泵是真空包装机的主要工作部件，其性能好坏将直接影响到真空度的高低。真空包装机中采用的真空泵主要有两种类型：一种是油浴偏心转子式真空泵，也称滑阀式真空泵，另一种是油浴旋片式真空泵。转子式真空泵一般用于排气量为500L/min以上的真空包装机上，而旋转片式真空泵通常用于最小排气量为300L/min的包装机。第五节高压蒸煮袋包装设备•将装好料、封好口的复合薄膜袋，置于１２０℃的高温高压蒸汽杀菌设备内，称为高压蒸煮袋包装，它可以长期贮存，起到和金属罐头容器同样的作用。又称为“软罐”。与金属容器相比，具有下列优点：•比金属罐头包装大约减少1／4的包装体积，•减少生产车间的包装面积，软罐的质量轻、体积小，抗腐蚀性能好，便于携带。第六节液体灌装机•一、罐装机的分类•（一）按容器的运动路线分类根据灌装时对容器运动路线的不同，可分为：•１．旋转式灌装机•２．直线移动式灌装机•（二）按