第六章 食品包装基本技术方法

第六章食品包装基本基本技术方法第一节概述一、食品包装技术Foodpackagingtechnology是指为实现食品包装的目的和要求，以及适应食品仓储、流通、销售等条件而采用的包装方法、机械设备等各种操作手段及其包装操作遵循的工艺措施、监测控制手段、质量保证等技术措施的总称。（一）食品包装工艺过程食品包装一般工艺过程如图所示，其中，食品的充填、灌装、封口或密封为食品包装主要过程。包装容器或材料的清洗、烘干、消毒等为食品包装的前期过程。贴标、盖印、装箱、捆扎等为食品包装的后期过程。（二）食品包装技术和方法形成一个食品独立包装件的基本技术和方法称为食品包装基本技术。主要包括：食品充填、灌装技术和方法，裹包与袋装技术与方法，装盒与装箱技术，热成型和热收缩包装技术，封口、贴标和捆扎技术与方法。为进一步提高包装食品质量和延长包装食品的贮存期，在食品包装的基本技术基础上又逐渐形成了食品包装的专用技术，如真空包装、充气包装、防潮包装、无菌包装等。二、食品包装机械现代食品包装必须由食品包装机械来完成。包装机械packagingmachinery是指完成全部或部分包装过程的机器综合。（一）食品包装机械的种类1.按完成主要包装操作任务的不同分：包装材料及制品加工机械、产品包装机械、包装印刷机械等。2.按在包装过程中的功能不同主要分：冲天机、灌装机、裹包机、封口机、贴标机、打印机、鸡装机、清洗机、多功能包装机等。3.按自动化程度的不同分：半自动化包装机和全自动包装机。4.按包装适应范围不同分：专用型、多用型和通用型包装机。（二）食品包装机械的基本构成食品包装机械是完成食品主要包装工艺过程的机械，一般都是由被包装食品供送系统、包装材料或容器供送系统、主传送系统、包装操作执行系统、成品输出系统、动力及传动系统、操作控制系统、机身支架等几部分组成。各部分之间的相互关系如下图所示。（三）食品包装机械选配的一般原则①满足食品包装工艺要求，对食品包装所用的材料及容器有良好的适应性，保证包装质量和包装效率的要求。②符合食品卫生要求，易清洗、不污染食品，使用维修方便；对食品包装所要求的条件有合理可靠的控制装置，尽可能才有自动控制方式。③长期生产单一产品，选用专用型机械；生产多品种、同类型、多规格产品时，选用多功能机械。④技术先进，工作稳定可靠，能耗小，改善工人劳动条件和减轻劳动强度。（四）食品包装生产线完成一种食品包装的全部机械，按包装工序排列，并用联结传送装置连接起来，并通过统一的控制系统进行控制即形成包装生产线。建立一条食品包装生产线一般应考虑以下几方面问题。①包装生产线应满足以某种或某类食品为主的包装工艺要求，各包装机械生产能力相匹配，能连续、协调运转，并能达到要求的生产率。②生产线紧凑有效。③液体食品包装尽量采用封闭式输送的包装系统，固体食品输送充填尽可能用机械操作，以保证包装满足食品卫生要求。④以包装某种食品为主，适当地留有包装调节产品的余地，以便适应新的包装需要。⑤包装是食品生产系统的一个组成部分，因此包装生产线应与食品生产线紧密衔接。第二节食品的充填及灌装技术充填filling是食品包装的一个重要工序，是指将一定规格质量的食品按要求充入到包装容器中的操作，主要包括食品计量和充入。灌装canning是指液体食品的充填。食品充填时，应满足下列要求：①食品按照要求的定量装入容器，一般有一定的精度要求。②容器内要留有一定的顶隙。③要求速度快，减少食品的污染，同时保持容器口、璧的清洁。一、食品充填技术（一）称重充填法gravimetricfillingmethod该法适用于易吸潮、易结块、粒度不均匀、容重不稳定的物料计量。精度较高，但工作速度较低，装置结构较复杂，多用于充填粉状和小颗粒食品。常用的称量装置有杠杆秤、弹簧秤、液压秤、电子秤。1.间歇式称量装置包括净重充填法和毛重充填法两种。右图为净重充填法，即先将物料过秤后再充入包装容器中。充填过程：进料器2把物料斗1运送到计量斗3中，当计量斗中物料达到规定质量时即通过落料斗5排出，进入包装容器。该法称量精度较高，适用于要求高精度计量的奶粉、咖啡等图右所示为毛重充填法，与净重充填法的区别在于：没有计量斗，将包装容器放在秤上充填，达到规定质量时停止进料。2.连续式称量装置采用电子皮带秤称重，物料在皮带输送过程中，连续地流经秤盘。在秤盘上一段皮带上的物料的质量变化通过传感器转化为电量变化，并与给定值比较，经信号放大驱动执行机构，使其闸门升降，以调节料层厚度。为实现定量包装，在电子皮带秤物料流出端的下方设置一个等速旋转的等分格转盘。转盘上各分格在相等的时间内截取一段皮带上的物料，然后注入包装容器中。适当调节皮带速度和等分格转盘的转速，就能截取预定质量的物料。（二）容积充填法volumetricfillingmethod通过控制食品物料的容积进行计量充填，要求被充填物料的体积质量稳定，否则会产生较大的计量误差。充填时一般采用振动、搅拌、抽真空等方法使被充填物料压实而保持稳定的体积质量。该法充填速度快，装置结构简单，广泛用于计量流体、半流体、粉状和小颗粒食品。1.计时振动充填法如图所示，贮料斗1下部连接着一个振动托盘进料器2，进料器按规定的时间振动，将物料直接充填到容器中，计量由振动时间来控制。2.螺旋充填法如图所示，当送料螺轴2旋转时，贮料斗内搅拌器3将物料拌匀，螺旋轴将物料挤压到要求的密度，每转一圈就能输出一定量的物料，由离合器控制旋转圈数即可达到计量的目的。3.重力-计量筒充填法如图，贮料斗1下部装有两个或多个计量筒3，均匀分布在回转的水平圆板上。计量筒上部有伸缩腔4，可以上下伸缩来调节体积。计量筒转位到供料斗下面时，物料靠自重落入计量筒内，当计量筒转位到排料口即固定圆盘5上的圆孔时，物料通过排料管进入包装容器内。4.真空-计量充填法如图，贮料斗1下面装有一个带可调容积的计量筒转轮2；计量筒沿转轮径向均匀分布，并通过管子与转轮中心连接；转轮中心有一个圆环真空-空气总管3，用来抽真空和进空气。物料从贮料斗落于计量筒中，经过抽真空后密实均匀，运输带5不断将容器4送入转轮下方，当转轮转到容器上方时，空气将物料吹入容器内。（三）计数充填法countingfillingmethod是将食品通过计数定量后充入包装容器的一种充填方法，常用于颗粒状、条状、片状、块状食品的计量充填，要求单个食品之间规格一致。1.长度计数装置：使物品具有一定规则的排列，按其一定长度、高度、体积取出，获得一定数量。2.光电式计数：采用光电计数器来完成，物品在传送带上逐个通过光电管时，从光源射出的光线因物品的通过而呈现穿过和遮挡两种状态，又光电管把光信号转变为电信号送入计数器进行计数，并在窗口显示出数码。3.转盘式计数装置适合于形状、尺寸规则的球形和圆片状食品的计数。如图所示，卸料盘4和料筒1由支架夹板2固定在底盘上。物料装在料筒1内，装料筒底盘3是一个转动的定量盘。定量盘3上每隔120°的位置上设有若干数量的小圆孔带，共分三组。定量盘上的孔径比物料直径稍大0.5~1mm，定量盘厚度比物料直径稍大，以确保计量孔只能容纳1粒产品。定量盘下装有带卸料槽的卸料盘4，在计量过程中，卸料盘4承托住充填在计数定量盘中的物料，只有当定量盘带有物料的一组孔转到卸料槽时，才使已定量的物料自由落入卸料槽5并进入包装容器中。当定量盘的一组孔带卸料时，其他两组孔带进行上料。二、灌装技术及设备灌装是指将液体（或半流体）灌入容器内的操作，容器可以是玻璃瓶、塑料瓶、金属罐及塑料软管、塑料袋等。影响灌装的主要因素是黏度，其次为是否含有气体、起泡性、微小固体物含量等。（一）液体食品的种类根据灌装的需要，将液体按黏度分为3类：流体、半流体和黏滞流体。1.流体：是指靠重力作用可在管道内按一定速度自由流动，黏度范围在0.001~0.1Pa·s的液体，如牛奶、清凉饮料、酒等。2.半流体：除靠重力外，还需加上外力才能在管道内流动，黏度范围在0.1~10Pa·s的液体，如炼乳、番茄酱、酸奶等。3.黏滞流体：靠自身重力不能流动，必须借助于挤压等外力才能流动，黏度在10Pa·s以上的物料，如花生酱、果酱等。（二）常用灌装方法1.常压灌装在常压下液体靠自身重力产生流动而灌入容器的方法称常压灌装。大部分流体可用此法灌装。如图所示，液体从贮液槽1流经灌装阀4进入容器。灌装时升降机构将容器向上托起，容器口部和灌装阀下部的密封盖5接触并将容器密封，然后使容器再上升顶开弹簧而开启灌装阀，液体靠重力作用流入容器中，当液体上升至排气口上部时，即停止流动。2.真空灌装（1）重力真空灌装：即贮液箱处于真空，对包装容器抽气形成真空，随后料液依靠自身自重流进包装容器内。如图所示，供液管1从槽顶伸入并浸没在液体下部，由浮子2控制液面，其上部空间保持低真空，当容器输送到灌装阀4下方时，升降机构将他托起，与密封盖5吻合，将容器密封，继续上升将阀开启。由于容器经阀中的排气管3与贮液槽上部连通形成低真空，因而液体经阀中的套管靠重力灌入容器。（2）真空压差灌装即贮液箱处于常压，只对包装容器抽真空，料液依靠贮液箱与待灌装容器间压差作用产生流动而完成灌装。过程如图所示3.等压灌装在高于大气压条件下首先对包装容器充气，使之形成与贮液箱内相等的气压，然后再依靠被灌装液料的自重流进包装容器内。等压灌装属于定液位灌装，仅限于灌装含CO2的饮料。加压的目的是使液体中CO2含量保持不变。4.机械压力灌装利用机械压力如液泵、活塞泵或气压将被灌装液料压入包装容器内。主要适用于黏度较大的黏稠性物料如果酱类食品的灌装。（三）灌装机常用定量方法1.高度定量法通过控制容器中的液位高度来达到定量灌装的目的，即每次灌装液料的容积等于一定高度的瓶内容积。2.容积定量法用容量杯或一定行程的活塞缸容积完成定量，即首先将料液注入定量杯或活塞缸，然后再灌入包装容器内。图6-17所示为定量杯定量灌装的原理图6-18所示为活塞缸定量灌装原理图6-19所示为定时压力灌装法示意图灌装设备第三节封口、贴标、捆扎包装技术及设备封口（sealing）操作时食品包装继计量充填和罐装之后的另一道重要的包装工序。贴标（labelling）是在包装作业的最后进行。标签（label）是加在容器或商品上的纸条或其他材料，上面印有产品说明和图样，或是直接印在容器或物品上的产品说明和图样。捆扎(strapping)是用绳或带等挠性材料扎牢、固定或加固产品和包装件。一、封口技术及设备（一）封口方式、封合物的种类及功能1.封口封合方式：按包装容器口部形状不同以及是否使用封口材料，封口方式大致分为3类。（1）无封口材料封口：直接用包装容器口壁部分材料经热熔、黏接或扭结折叠等方法实现封口，如塑料袋封口、纸袋封口等。（2）有封口材料的封口：即用封口材料预先制成与被封容器口相配的封盖，然后在专业的封口机上使封盖将容器口封合。这类封口方法主要用于金属、玻璃、塑料材料制成的刚性瓶罐容器的封口。（3）有辅助封口材料的封口：即用外加的材料将已封盖或未完全封盖的容器口封合，外加的辅助材料有金属针、线、胶带等。2.封口封合物的种类包装容器封口的封和物是指附加在容器上的开启和封合的装置，主要包括各种封盖、塞、罩盖、衬垫的等。3.封合物的功能①封合物与容器封口能有效密封，实现对包装内容物的有效保护；②方便开启、易于开启或达到防盗、使用安全、可控开启要求。③利用封合物处于包装物引人注目的部位的特点，以美观的外形、清晰的印刷图形标志起到传递视觉信息的作用。（二）软塑包装容器封口软塑包装容器主要是指用各种塑料薄膜、复合薄膜及塑料片材制成的袋、盒、筒状容器，这类容器的密封方式主要有热压封合、压扣封合、结扎封合等。封合方法的选择及要求取决于所用材料、包装形态、加热杀菌方法、包装食品特性、贮藏要求等多方面的因素。1.热压封合用某种方式加热容器封口部材料，使其达到黏流状态后加压使之粘封，一般用热压封口装置或热压封口机完成