包装工艺学

包装工艺学绪论一、包装工艺学的任务：1.掌握包装工艺的基本理论知识；2.掌握包装工艺的基本理论、操作技能和工艺要领；3.具有正确制定包装工艺规程和分析解决包装生产问题的能力。二、包装工艺学的研究内容：1.研究被包装物品的特性；2.研究流通环境的影响因素；3.研究采用新技术和新工艺的可能性；4.研究包装品的性能；5.研究包装设计；6.研究包装设备的性能与应用；7.研究包装工艺的设计准则。三、5R指的是：Reduce减少包装、Reuse回用包装、Recycle再生包装、Reclaim统一回收、Refuse拒用无环保观念的包装品、四、生命循环周期评估法：即评价某种包装品时，要考虑其在从开发自然资源，经加工制造为成品供使用废弃后，被回收再生或处理，又回到自然环境中去的整个封闭的循环过程中，总共消耗了多少能量，产生了多少有害物质，并以其对环境的污染作为评估的重点。第一章包装工艺的物理学基础一、1、脆值：又称易损度，指产品不发生物理的或功能的损伤所能承受的最大加速度值，一般用重力加速度的倍数G表示。（脆值越大，表示其对外力的承受能力越强；反之越差。）2、标准类产品：与分类产品具有相同或类似理化特征的产品。----按照标准的材料和防护方法进行包装，不需要进行复杂的包装设计，不必提供详细的包装图纸、资料。非标准产品：与分类产品不具有相同或类似的理化特征的产品。----包装前必须进行包装设计，并提供详细的图纸、方案。二、1、三态变化：其表现形式有：挥发、干缩、溶解、风化、熔化、凝固（6个）（1）挥发与干缩：挥发----指液态、液化的液态或固态物质，在常温常压下转化为气态的现象。产品的挥发一方面会使其质量减轻，严重时会产生干缩（如油漆挥发），造成品质变化或丧失使用性能；另一方面，某些挥发出来的气体具有毒性，或与空气混合而易燃易爆。（物体表面蒸气压与相邻气体压力差越大，环境温度越高，相对湿度越小，相邻气体的流动速度越快，相互接触面积越大，则挥发速度就越快。）（2）溶解与风化：溶解----指某种物质（溶质）分散于另一种物质（溶剂）中成为溶液的过程。若空气的相对湿度很低，即使吸湿性和水溶性都很强的易溶产品也不易溶化。在空气的相对湿度很低的条件下，（干燥沙漠地区），含有结晶水的产品会因散失水分而产生风化现象。吸湿性----表示产品吸收和释放水分的性质。水溶性----表示产品溶解于所吸收水分而成为液体的性质。吸湿点----指产品在一定的温度和压力条件下开始吸湿的相对湿度值。（3）熔化与凝固：熔化----指产品受热后从固态转化为液态的过程。凝固----指液态产品受冷后由液态开始出现结晶，最终凝结成为固态产品的过程。（两者均与产品的熔点有关）2、渗漏与渗透渗漏----主要指气态、液态或粉状固态产品由于包装材料或封口品质等原因，造成产品在流通过程中从包装容器中渗出、泄漏的现象。渗透----指气体或蒸气直接溶入包装材料的一个侧面，通过向材料本身的扩散，并从另一侧表面解吸的过程。区分不同：渗漏和渗透现象在所有包装中都存在，其中渗漏属于宏观作用，渗透属于微观作用，不容易用肉眼发觉。三、1、冲击对被包装件的影响主要发生在装卸和运输过程中，可分为垂直冲击和水品冲击。（1）装卸作业----属于垂直冲击，可分为人工装卸和机械装卸。（2）运输过程----属于水平冲击，可分为汽车运输、火车运输、飞机运输、船舶运输。2、振动对包装件的影响（1）汽车运输----取决于路面状况（公路的起伏和不平），振动能量绝大部分分布在0~200Hz内，且集中在0~50Hz内。火车运输----经过钢轨接缝时最强烈，存在周期性强迫振动，范围通常为20~100Hz。（2）飞机运输----取决于发动机振动，呈现单振动、高频率特点。起飞和滑行阶段15~100Hz；稳定飞行阶段100~1000Hz。（3）船舶运输----海浪引起的低频振动未0.03~0.2Hz。船舶运输时频率较低；飞机运输时较高，与一般产品共振的可能性小；而汽车运输和火车运输，特别是汽车运输的振动频率与大多数被包装产品的固有频率比较接近，产生共振的可能性大。（比较哪种运输更好）3、压缩对包装件的影响（略看）流通过程中压缩对包装件的影响有两种，即静压力和动压力。静压力----在静载荷作用下，包装容器、缓冲材料或结构发生变形、蠕变，会影响被包装产品的动态特性。动压力----在运输过程中，包装件除了受到来自上层包装件的静压力之外，还受到来自运输工具底板传递的压力，以及发生水平位移时的摩擦力。4、机械性环境条件参数（共6个）冲击与非稳态振动、稳态振动、自由跌落、倾斜和滚动、静载荷/静压力、碰撞（没等级标准）5、被包装产品破损分析方法（1）破损特性因素图法----可定性描述包装产品的破损原因，不能定量给出具体的破损特性因素所造成的破损程度，故不能提供十分有效的减损措施。（2）帕里特曲线法----可定量描述被包装产品的破损原因及其程度，且能够提供有效的减损措施。6、破损分类：（1）结构完整性破坏（2）结构功能性破坏（3）产品工艺性破坏7、破损形式：（1）失效或严重破损----指产品已丧失使用功能，且不可恢复。（2）失灵或轻微破损----指产品功能虽已丧失，但可恢复。（3）商业性破损----指不影响产品使用功能而仅在外观上造成的破损，商品虽可使用，但已降低了商品价值。8、被包装产品破损准则：（1）最大应力准则----当产品受到外部动态载荷作用时，由于应力或应变超过允许值而造成产品破裂或永久变形，导致产品破损。（2）最大位移准则----是由产品中某元器件或部件的位移超过最大许可位移所导致的破损。（3）疲劳破损准则----一般指产生了某一可见长度的裂纹，即包括成核阶段和扩展阶段。9、破损模型：（略看）（1）机械冲击破损模型：A．传统的脆值理论----用产品的最大加速度值来评价其机械破损特性。B．破损边界理论----全面地描述了加速度峰值、速度变化量、冲击波形和产品破损之间的关系。（上述两者均属于与流通过程中简单冲击载荷环境所造成的被包装产品破损问题相关的基本基础，不适用于流通过程中由复杂冲击载荷环境所引起的被包装产品冲击破损问题。）（2）机械振动破损模型：A．振动峰值破坏模型----该模型指在振动载荷激励下，产品存在一个破坏阀值。当振动峰值超过阀值时，产品才可能发生震动破坏；当超过阀值的振动峰值次数达到一定数量时，才会出现产品破损或失灵、失效。（谐波振动是否产生振动峰值破损，取决于峰值是否超过阀值和连续振动时间是否够长久。）B．振动疲劳破坏模型第二章包装工艺的化学基础一、1、金属腐蚀----金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的材料性能的退化与破坏。2、金属腐蚀分类：根据金属腐蚀过程的不同特点，可将其划分为：化学腐蚀、电化学腐蚀、生物腐蚀（1）化学腐蚀----金属表面直接与介质中的某些氧化性组分发生氧化还原反应而引起的腐蚀。（2）电化学腐蚀----金属与酸、碱、盐等电解质溶液或潮湿空气接触时，由于局部电池的形成而引起的腐蚀。（3）微生物腐蚀（MIC）----是一种由微生物的生命活动而引起（或加速）的材料腐蚀。（微生物腐蚀并非是微生物本身对金属腐蚀，而是微生物生命活动的结果间接地对金属的电化学过程产生影响。）3、影响金属制品腐蚀的因素：（1）金属制品本身特性对腐蚀的影响；（2）储存环境因素对腐蚀的影响。4、金属腐蚀的防护（1）正确选材（2）覆盖保护层第三章包装工艺的气象环境学基础一、气象因素主要包括：（6个）温度、湿度、风力、雨雪、太阳辐射、城市气候二、环境因素主要包括：（4个）气压、臭氧、盐雾及化学气体、灰尘与沙尘暴第五章软包装工艺一、软包装复合材料1、复合材料种类：（1）按生产工艺分类----干式复合膜、挤出复合膜、无溶剂复合膜、湿式复合膜、涂布复合膜等（2）按材料分类：纸复合材料、铝箔复合材料、塑料薄膜复合材料、织物复合材料等（3）按功能分类：高阻隔膜、蒸煮膜、抗菌膜、抗静电膜、真空包装薄膜、气调包装薄膜等2、常规软包装结构：（1）外层材料----通常是机械强度好、耐热、印刷性能好、光学性能好的材料。（2）中间层材料----通常是用于加强复合结构的某一性能。（3）内层材料----主要作用是封合性，其次是材料的耐压、跌落、密封性能等。（4）油墨层----主要作用是实现图文信息的传递及色彩的再现，增加促销效果。（5）黏合层----用于将两层或两层以上的材料黏合在一起，使之成为一个整体。3、运输包装袋（常三层以上）的结构方式：（1）阀式缝合袋（2）开口缝底袋（3）阀式黏底袋（4）开口黏底袋（5）角部开口的两端缝底袋（6）两头全开的捆包袋4、袋口塑料薄膜热封方法：（略看）（1）~（8）属于接触式热封方法；（9）~（10）属于非接触式热封方法。（1）板条热压封合的方式----原理与结构最简单的一种，封合速度快，可恒温控制，适用于聚乙烯等复合薄膜，不适合用于受热易收缩、易分解的。（2）辊轮热压封合的方式----用于复合薄膜的封合，而对单层膜来说，因受热易变形，以致封缝的外观质量较差，不宜应用。（3）环带热压封合的方式----多用于单个充填袋的最后封口，它连续工作，适合容易热变形的薄膜。（4）加压熔断封口的方式----封缝强度不大，但外观整齐。（5）高频加压封合的方式----封缝强度较大，对聚氯乙烯很适合，但不适合低阻抗的薄膜。（6）电热加压封合的方式----封缝强度较好，特别适用于热收缩薄膜。（7）脉冲加压封合的方式----适用于容易热变形和受热分解的薄膜，所得封缝品质稳定，需花费一定时间，影响生产率提高，一般只用于间歇工作。（8）热板压纹封合的方式----结构简单，连续工作，能适应热变形较大的薄膜。（9）热板熔融封合的方式----适用于热缩性材料，但速度慢，效率低。（10）超声波熔焊封合的方式----对易热变形薄膜的连续封合较为理想，但设备投资费用较大。二、裹包工艺1、折叠式裹包工艺：（使用最普遍）按接缝的位置和开口端折叠的形式和方向分类：（1）两端折角式----适合裹包形状规则方正的产品。特点：工艺较简单，机械作业较易实现，但接缝通常在背面，包裹的紧密性、包装的密封性较差；接缝在背面一定程度上影响了装潢图案的完整性。（2）侧面接缝折角式（香烟裹包式）----特适应高速全自动裹包作业。特点：裹包较紧密，包装体正面、背面完整，可保证装潢图案的完整性，可弥补两端折角式裹包存在的缺陷。（3）两端搭折式（面包裹包式）----适合于裹包形状不方正、变化多或质地较软的产品。特点：一个折边压着前一个折边，以此完成裹包。（4）两端多褶式----适合于裹包圆柱状或类似的产品。（5）斜角式----适合于裹包较薄的方形、长方形及浅盘产品。特点：所有折角都集中在底面上，产品对角线与包装片材对角线重合。（对于一些形状不规则或不定形的易碎食品，可先将其装入浅盘盒，或采用由纸板或塑料片材制成的各种形式的保护性支撑物，而后进行裹包。）2、扭结式裹包工艺（1）扭结式裹包的特点：A、动作简单，易于拆开；B、对于包装物件的外形无特殊要求，但要求包装材料有一定的撕裂强度和可塑性。（2）扭结包装材料结构：单层、双层、三层等。（3）扭结式裹包的形式：单扭结、双扭结、折方等。（一般用两端扭结方式）（4）手工操作时，两端扭结的方向相反；机械操作时，其方向一般是相同的。（5）两端扭结裹包工艺可分为：A、间歇式扭结裹包工艺----操作方法简单，生产控制较易实现，但生产速度较低。B、连续式扭结裹包工艺----比间歇式扭结裹包更高速，各种包装工作都在连续运动中完成，从而显著提高包装生产率。三、功能软包装工艺1、泡罩包装（1）定义：是将被包装物品封合在由透明塑料薄片形成的泡罩和衬底（用纸板、塑料薄片、铝箔或它们的复合材料制成）之间的一种包装方法。（2）工艺过程：（6个）片材加热---》薄膜成型---》充填物品---》安放衬底---》热封---》切边修整（3）泡罩包装横断面图：2、贴体包装定义：是将被包装物品放在能透气的，用纸板、塑料薄片制成的衬底上，上面覆盖加热软化的塑料薄膜或薄片，然后