食品包装学第九章食品包装专用技术方法及其设备

1第一节防潮包装技术第二节改善和控制气氛包装技术第三节活性包装脱氧剂包装技术第四节食品无菌包装技术第五节微波食品包装技术第七章食品包装专用技术方法及其设备2防潮包装的定义：就是采用具有一定隔绝水蒸气能力的防潮包装材料对食品进行包封，隔绝外界湿度对产品的影响，同时使包装内的相对湿度满足产品的要求，在保质期内控制设定的湿度范围内，保护内装食品的质量。第一节防潮包装技术31、包装内湿度变化的原因其一是因为包装材料的透湿性而使包装内湿度增加；其二是由环境湿度的变化所引起的。2、温湿度变化的关系在相对湿度确定的条件下，高温时大气中绝对含水量高，温度降低则相对湿度会升高，当温度降到露点温度或以下时，大气中的水蒸气会达到过饱和状态而产生水分凝结。一、包装食品的湿度变化的原因（一）包装内湿度变化的原因43、温湿度变化与防潮包装的相关性如果在较高温度下将食品封入包装内，其相对湿度是被包装产品所允许的；当温度降低到一定程度时，包装内相对湿度升高可能超过被包装产品所允许的条件。所以，食品包装时环境大气中的相对湿度条件对防潮包装有重要影响。若产品在较高温湿度下进行防潮包装，可能会加速食品的变质。5（二）保证食品质量的临界水分每一种食品的吸湿平衡特性不同，因而对水蒸气的敏感程度也不同，对防潮包装的要求也有所不同。食品的临界水分值：在20℃、90%RH条件下的饱和吸湿量。也是食品质量低劣的极限吸湿量。超过临界水分值，则会引起食品物性的变化。6各种食品的饱和吸湿量（20℃、90%RH）和临界水分值食品吸湿量/%临界水分值/%椒盐饼干脱脂奶粉奶粉肉计粉末洋葱干粉末果汁粉末可可粉末干燥肉蔗糖干菜果脯43303060356045728520705.003.502.254.004.00---3.002.25---------7包装材料的透湿性能决定于所用材料的种类、加工方法和材料的厚度。二、防潮包装材料及其透湿性（一）防潮包装材料的透湿性8（二）常用防潮包装材料防潮材料最好的材料是玻璃、陶瓷和金属包装材料，透湿度可视为零。塑料用于防潮包装的单一品种有：PE、PP、PVDC、PET等，可单独使用于要求不高的防潮包装。防潮包装大量使用的是复合薄膜材料。9几种常用防潮复合薄膜的透湿度（40℃、90%RH）复合薄膜组成透湿度/〔g/(m²·24h)〕PT(30g/m²)/PE(20～60µm)防潮玻璃纸/PEOPP(18～20µm)/PE(10～70µm)PET(12µm)/PE(50µm)PC(20µm)/PE(27µm)PT(30g/m²)/纸（70g/m/PVDC(20g/m²)PT(30g/m²)/Al(7µm)PE(20µm)12～35.310.5～18.64.3～9.05.0～9.016.52.0﹤1.010防潮包装的意义：1、防止被包装的含水食品失水；2、防止环境水分透入包装而使包装食品增加水分。防潮包装的实质问题是：使包装内部的水分不受或少受包装外部环境的影响。三、防潮包装方法及其设计11（一）防止被包装食品失水或吸水的防潮设计防潮包装设计的基本参数为：W-------被包物品的净重（g）C1------被包物品的含水量（%）C2------被包物品的允许最大含水量（%）S------包装材料的面积（m²）t------防潮包装的有效期（24小时为计算单位）h1-----包装品贮存环境的平均湿度（%）h2-----包装内的湿度（%）Q-----包装品贮存环境的平均气温（℃)△p-----包装材料两面的水蒸气压力差。12防潮包装设计步骤1、允许透过包装的透湿度qq=W(C2－C1)2、包装材料允许的透湿度QvQv=q/st=W(C2－C1)/st3、确定包装材料在某食品贮存温湿度条件下的实际透湿度（指在一定的相对湿度差、一定厚度、1m²的面积薄膜在24h内透过的水蒸气质量值）134、根据被包食品的防潮要求，包装尺寸及贮藏条件选择包装材料5、核算实际的防潮有效期14（二）封入吸潮剂的防潮包装设计1、防潮设计方法在设计使用吸潮剂的防潮包装时，假定包装内的吸潮剂水分完全由吸潮剂吸收，则可根据包装的目的和包装条件来计算吸潮剂的封入量。152、吸潮剂使用方法及注意事项（1）必须在包装材料透湿度小且密封性好的包装容器中才能使用吸潮剂。（2）为节约吸潮剂及保证吸潮效果，就尽量缩小包装预留空间。（3）吸潮剂一般不应直接放在容器内，应将颗粒状吸潮剂包封在透气性良好的纱布袋或其他透气性薄膜小袋中，再放入包装容器中，也可将吸潮剂制成片状置于容器内。16（4）吸潮剂放入包装之前应是未吸潮的或被干燥过的。（5）包封吸潮剂的小袋应标明不能食用，用于食品包装的吸潮剂必须无毒，无不良气味。17第二节改善和控制气氛包装技术改善和控制气氛包装，从20世纪初以来，就已经采用改善的控制食品周围气体环境的方法来限制食品的生物活性。最常用的方法就是真空和充气包装、MAP和CAP。食品真空和充气包装都是通过改变包装食品环境条件而延长食品的保质期，而MAP和CAP是在真空充气包装技术基础上的进一步发展。1819一、真空和充气包装机理真空包装指把包装食品装入气密性包装容器，在密闭之前抽真空，使密闭后的容器内达到预定真空度的一种包装方法。常用的容器有金属罐、玻璃瓶、塑料及其复合薄膜等软包装容器。（一）真空包装（vacuumpackaging）1、真空包装的意义2021目的是为减少包装内氧气的含量，防止包装食品的霉腐变质，保持食品原有的色、香、味并延长保质期。2、真空包装保质机理221、对微生物来说，当氧气浓度小于1%时，其生长速度急剧下降。在氧气浓度为0.5%时，多数细菌将受到抑制而停止繁殖。2、对油脂食品的氧化变质，当氧浓度小于1%时，也能有效地控制油脂氧化。3、另外，食品的氧化，变色和褐变等生化变质都与氧有密切关系。真空包装就是为了在包装内造成低氧条件而保护食品质量的一种有效包装方法。23（二）充气包装（gaspackaging）食品包装采用气体充填技术已有较长历史，欧美在20世纪30年代已开始研究使用CO2气体保存肉类食品；50年代研究开发了用N2和CO2气体置换空气的牛肉罐头和奶酪罐，有效延长了保持期；60年代由于各种气密性塑料包装材料的开发，很多食品成功地采用了这一技术；70年代生鲜肉的充气包装在欧美各国广泛应用。241、充气包装的特点充气包装（gaspackaging）是在包装内充填一定比例理想气体的一种包装方法。目的：通过破坏微生物的生存繁殖条件，减少包装内含氧量及充入一定理想气体来减缓包装食品的生物生化变质。区别：真空包装仅是抽去包装内部的空气来降低包装内的含氧量，而充气包装是在抽真空后立即充入一定量的理想气体，或是用理想气体置换出包装内的空气。25生鲜食品和加工食品充气包装类别食品名称气体种类充气目的生肉鲜鱼肉制品奶制品茶、咖啡糕点干果粉末饮料果菜零售用肉鱼肉火腿片奶粉红茶、咖啡蛋糕花生、杏仁粉末橘子汁水果、蔬菜O2+CO2N2+CO2N2+CO2N2N2N2+CO2N2+CO2N2N2+O2+CO2肉色素发色、抑制微生物繁殖保持肉色素、抑制微生物繁殖防止脂肪和肉色素氧化防止氧化防止香气逸散防止霉菌繁殖防止脂肪氧化防止维生素损失、防止香气逸散防止枯萎、保持鲜度26（二）充气包装保质机理CO2在空气中正常含量为0.3%。当包装内CO2浓度达到10%--40%时，对微生物有抑制作用；浓度超过40%时，有明显的灭菌作用。在包装内充入较高的CO2能有效地抑制微生物的生长繁殖。1、二氧化碳气体27在空气中占78%，是一种理想的惰性气体，一般不与食品发生化学作用，也不被食品所吸收。用氮气置换其中的氧，能有效保持食品的色香味。有两方面的作用：一是抑制食品本身和微生物的呼吸；二是作为一种充填气体，保证产品在呼吸包装内的氧气后仍有完好外形。2、氮气28293、氧气生鲜的肉类和鱼贝类，如果处于无氧状态下保存，则维持组织新鲜的氧合肌红蛋白就会还原变成暗褐色而使产品失去生鲜状态乃至商品价值。氧气的作用是维持生鲜食品内部细胞一定的活性，延缓其生命过程，保持一定程度的生鲜状态。一般不单独使用，常于氮气和二氧化碳混合成理想气体使用于生鲜食品的充气包装。N2：O2：CO2=1：3：15--3030313233343536二、真空和充气包装工艺要点塑料包装材料的透气性和透湿性能随聚合物分子结构、薄膜厚度、温湿度等因素的影响而变化。1、用作真空包装的塑料薄膜，一般透氧度较小如PET、PA、PVDC、EVAL等薄膜具有良好的阻气性，与PE、PP复合改善热封性。2、用作充气包装的塑料薄膜，一般要求对N2、CO2、和O2均有较好的阻透性，常用以PET、PA、PVDC、EVAL等基材的复合包装材料。（一）包装材料的选择37塑料包装材料的透气度和透湿度材料透气度(20℃、65%RH)/[ml/(m²·24h·0.1MPa)]透湿度(40℃、90%RH)/[g/m²·24h]名称厚度/µmN2O2CO2LDPEHDPECPPOPPPVCPETPAPVDCPVAEVALKOPP2525252525252525252525140022020010030～8025162～2321.5400060086055080～320606013～110725～1018000300038001680320～79042025379101520101195～6273003～6很大504～538复合包装材料的透气度和透湿度材料透气度(20℃、65%RH)/[ml/(m²·24h·0.1MPa)]透湿度(40℃、90%RH)/[g/m²·24h]名称厚度/µmN2O2CO2PA/PEPP/PVDC/PEPET/PVDC/PEPA/EVAL/PEPA/PVDC/PEPET/EVAL/PEPA/PPPA/EVOH/LLDPEPTKPT507660807371905525258～25501515126450473～8026～901054887413﹥1201039（二）真空和充气包装的工艺要点1、贮存环境温度对真空和充气包装效果的影响各种包装材料对气体的渗透速度与环境温度密切关系，一般随温度提高其透气度也随着增大。在不同温度条件下三种气体对PE薄膜的渗透系数温度（℃）单位：ml/(m²·24h·0.1MPa)]CO2N2O2015304554.71302805402.507.8421.554.711.027.569.4143401、贮存环境温度对真空和充气包装效果的影响由此可知，真空和充气包装食品，宜在低温下贮存，若在高温下贮存，会因透气率的增大而使食品在短期内变质；对生鲜食品或包装后不再加热杀菌的加工食品，应在低温（10℃以下）贮藏和流通。2、真空和充气包装的适用产品特性真空包装由于内外有压差，所以一般不宜用于易碎或带棱角的食品。对这类食品，一般考虑采用充气包装。41真空和充气包装的工艺程序基本相同，因此这类包装机大多设计成通用的结构形式，使之即可用于真空包装，也可用于充气包装。真空充气型包装机可用作两种包装，而真空包装机只能用作真空包装。三、真空和充气包装机械42有台式、单室式和双室式，其基本结构相同，由真空室、真空和充气（或无充气）系统和热封装置组成。室式真空包装机最低绝对气压为1～2KPa，机器生产能力根据热封杆数和长度及操作时间而定，每分钟工作循环次数2～4次。（一）真空包装机械1、室式真空包装机43室式真空包装机示意图真空包装机工作原理：热封杆8和真空室盖2上的耐热橡胶垫板1构成热封装置，其内侧配置充气管嘴9，对袋充气操作时，放下真空室盖即通过限位开关接通真空泵的真空电磁阀进行抽真空，真空负压使室盖紧压箱体构成密封的真空室。44452、带传动式真空包装机463、旋转式真空包装机474、容器热成型真空包装机48（二）充气包装机械各种具有充气功能的真空包装机都可用作充气包装。充气包装机有两种：1、气体冲洗式（gashush）：连续充入的混合气体气流将包装容器内空气驱出，构成袋口端的正压状态并立即封口；此机不抽真空连续充入并热封，生产率较