第八章环境防护包装工艺

第八章环境防护包装工艺防水包装防潮包装储存期计算防水包装1.防水包装的特性防水包装是为了防止因水侵入包装件而影响内装物质量所采取一定防护措施的包装。防水包装属于外包装，一些具有保护性的内包装，例如防潮包装、防锈包装、防霉包装等，可以与防水包装结合考虑，但不能替代。2.防水包装等级储运条件试验方法试验时间/minA类浸水1包装件在储运中易遭水害，并沉入水面以下一定时间将包装件以不大于300mm/min下放的速度放入水中，当包装件的顶面在水面下100mm时浸泡602包装件在储运中易遭水害，并短时间沉入水面以下303储运过程中包装件的底部或局部短时间浸泡在水中5B类喷淋1储运中包装件露天存放以（100±20）L/m2.的喷水量均匀垂直向下喷淋包装件，喷水装置离开箱顶面距离不小于2000mm1202储运过程中包装件部分短时间露天存放603包装件主要库内存放，但装运过程中可能短时遇雨53.常用防水包装方法对防浸水的防水包装应采用刚性容器，如金属材料或硬质塑料，对防喷淋的防水包装可采用木质容器，木箱内壁应衬以防水阻隔材料。4.防水包装材料防水包装使用的材料通常分为外壳框架壁板材料和内衬防水材料、防水黏合剂等。包装的外壳框架壁板材料为了确保防水包装的强度，分为木材、金属和瓦楞纸板三类。内衬材料对于防水包装性能，一般要在箱板内侧衬垫其他的防水包装材料，用作防水包装容器内衬的材料主要有：纸类塑料类复合材料类密封材料防水包装用密封材料有压敏胶带、防水胶黏结带、防水黏结剂、密封用橡胶等。都具有良好的黏结性能和耐水性，遇水后黏结性能不应显著下降。结合部位不应有自然分离现象。防水涂料用于纸箱、胶合板箱等表面防水处理的防水涂料有石蜡、清漆等。外覆盖材料应具有一定的强度、耐水性能、耐老化、耐高温、低温和日晒等性能，包装容器外的覆盖材料主要有防水篷布等。5.防水包装的试验考核防水包装的防水性能除由包装工艺措施保证外，还应经过浸水试验或喷淋试验。浸水试验是将包装件完全浸入水中保持一定时间后取出，进行沥水和干燥，根据包装件和内装物的损坏情况，判断所采取的防水措施是否能满足包装要求。喷淋试验是将包装件放在试验场地上，在稳定的温度条件下，由人工供水系统将水按预定的时间及速度喷淋到包装件上，它不只是对渗水情况进行检验，还通过试验前后抗压强度的变化，跌落、斜面冲击等试验结果，对喷淋后包装的强度进行检验。防潮包装一、防潮包装的定义防潮包装就是采取具有一定阻隔水蒸气能力的材料对物品进行包装，阻隔外界湿度变化对物品的影响，同时使包装内的相对湿度满足物品的要求，保护物品的品质。防潮包装具有：防止易吸潮的物品如医药、农药潮解变质防止含水分的物品如食品、果蔬等脱水变质防止某些物品如纤维制品、皮革等受潮发霉防止金属及其制品腐蚀锈坏。吸湿性产品吸湿性产品又可分为两种：一种是自身含水量低的，吸收外界水分后，对产品质量有影响，通过防潮包装可防止产品吸潮，如药品、水泥、食糖等；另一种是自身含水量高的，产品失去水分后质量同样会下降，通过防潮包装可避免水分散失，如面包、化妆品膏剂等。非吸湿性产品产品本身无吸湿性，但在高湿的氛围中，对产品质量有影响，通过防潮包装可将产品与高湿度的环境隔离开，如金属产品等。二、防潮包装的等级防潮包装的等级应根据被包装物品的性质、流通环境、储运时间、包装品的一般性能等因素来确定。级别要求防潮期限温湿度条件被包装物品性质包装材料的水蒸气渗透率1级包装1-2年T30℃RH90%易回潮、生锈、长霉、变质22级包装0.5-1年30℃T20℃90%RH70%较易回潮、生锈、长霉、变质53级包装0.5年以内T20℃RH70%不易回潮、长霉、变质15三、防潮包装的方法1.是为了保护物品品质，防止被包装物品增加水分而采用的防潮包装方法，包装内部采取一定的干燥方法，吸收包装内部的水分和从包装外部渗透进来的水分，以减缓包装内部湿度上升的速度，延长防潮包装的存储期。采取干燥的方法有：静态干燥法：在包装内装入一定数量的干燥剂吸去内部的水分，其防潮效果取决于包装材料的阻隔性、干燥剂的性质和用量、包装空间大小等，一般是与小型包装盒有限期的包装。动态干燥法：采用降湿机械，将经过干燥除湿的空气输入包装内，置换出潮湿的空气，以控制包装内的相对湿度，使内装物保持干燥状态，适用于易锈蚀的金属，容易吸湿的肥料、水泥、农药、火药等。干燥剂的种类常用的干燥剂有吸附型和解潮型。吸附型干燥剂有硅胶、蒙脱石活性干燥剂、分子筛和铝凝胶（活性氧化铝）等。解潮型干燥剂主要是生石灰。硅胶干燥剂是一种高活性吸附材料，主要成分是二氧化硅，是一种高活性吸附材料。通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质，其形状透明不规侧球体，其化学分子式为mSiO2．nH2O。特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。硅胶干燥剂的内部为极细的毛孔网状结构，这些毛细孔能够吸收水分，并通过其物理吸引力将水份保留住，作为干燥剂被广泛应用到航空部件、计算机器件、电子产品、皮革制品、医药、食品等行业的干燥防潮。即使将硅胶干燥剂全部浸入水中，它也不会软化或液化。它具有无毒、无味、无腐蚀、无污染的特性，故可以与任何物品直接接触。蒙脱石(粘土)干燥剂粘土干燥剂，外观形状为灰色小球，最适宜在50℃以下的环境中吸湿。当温度高于50℃，粘土的“放水”程度便大于“吸水”程度。但粘土的优势在于价格便宜。蒙脱石干燥剂颜色有：紫色、灰色、紫红特点：①环保性：以纯天然蒙脱石干燥剂为原料，干燥活化制成，不含任何添加剂和易溶物，是一种无腐蚀、无毒、无公害的绿色环保产品；使用后可作为一般废弃物处理，不会污染环境，可自然降解。②适应性：在各种温度的环境下，吸湿性能都能保持稳定；③防潮性：吸湿性能良好，饱和吸湿率为自身重的50%以上，是传统干燥剂的1.5倍。分子筛干燥剂它是一种人工合成且对水分子有较强吸附性的干燥剂产品，结晶型铝硅酸盐化合物，其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分，故称分子筛。其孔径大小可通过加工工艺的不同来控制，除了吸附水气，它还可以吸附其它气体。在230℃以上的高温情况下，仍能很好的容纳水分子。特点：①在超低湿度条件下，仍然能够大量地吸收环境中的水蒸气，有效地控制环境湿度；②吸湿速度极快，在极短的时间内吸收大量水蒸汽。生石灰干燥剂主要成分为氧化钙，其吸水能力是通过化学反应来实现的，因此吸水具有不可逆性。不管外界环境湿度高低，它能保持大于自重35%的吸湿能力，更适合于低温度保存，具有极好的干燥吸湿效果，而且价格较低。可广泛用于食品、服装、茶叶、皮革、制鞋、电器等行业。干燥剂用量计算干燥剂的用量与防潮材料的透湿率、储存期、包装面积等有关。一般干燥剂的用量为W=V/2KK为干燥剂的吸湿率关系系数(K=Kb/，Ka为细孔硅胶在25℃、相对温湿度60%的吸湿率，取30%，Kb为其他干燥剂如分子筛、氧化铝在同样条件下的吸湿率。)，V为包装容器的内部容积。采用细孔硅胶时，K=1。例1:包装容器的内部容积为0.5m3，采用细孔硅胶或粗孔硅胶做干燥剂，大概需要多少？用细孔硅胶时K=1,需的干燥剂W=500/2=250g采用粗孔硅胶时，Kb=12.82，Ka=30，则K=12.82/30=0.427需要的干燥剂W=500/(2×0.427)=585g硅胶干燥剂的选用使用机械方法密封的金属容器：W=20+V+0.5D使用铝塑复合材料制成的袋子：W=100AY+0.5D使用聚乙烯等塑料薄膜制成的袋子：W=100AQ1Y+0.5D使用密封胶带封口罐和塑料罐：W=300Q2Y+0.5DW—干燥剂用量，g；V—包装容器内部体积，dm3；D—包装内含湿性材料的质量(包装纸、衬垫、缓冲材料)，g；A—包装材料的总面积，m2；Y—预定的储存时间；Q1—温度为40℃、相对湿度为90%的包装膜材料的透湿率，g·m-2·24h-1；Q2—温度为40℃、相对湿度为90%的条件下密封胶带封口罐、塑料罐的透湿率，g·m-2·24h-1例2:采用厚度为0.08mm的LDPE薄膜(透湿率为11g·m-2·24h-1)包装一物品，包装的总面积为1m2，储运时间为6个月，内装物带有瓦楞纸盒等湿性材料1kg，问需要多少细孔硅胶干燥剂？按照公式W=100AQ1Y+0.5D带入有关数据，则所需的细孔硅胶干燥剂W=100×1×11×0.5+0.5×1000=1050g蒙脱石干燥剂的选用密封刚性金属包装容器：U=KV+X1D+X2D+X3D+X4D除密封刚性金属包装容器以外的包装容器：U=CA+X1D+X2D+X3D+X4DU—干燥剂用量的单位数，一个单位相当于干燥剂33个。K—系数，包装容器内部容积以m3为单位给出时，取42.7V—包装容器内部容积，m3X1、X2、X3、X4、—分别为用垫料纤维材料、粘结纤维板、玻璃纤维、泡沫塑料或橡胶的系数。D—垫料的质量，kg例3：用容积为0.4m3的金属罐包装一种精密仪器，内用0.25kg的泡沫塑料作垫料，若选用蒙脱石干燥剂，问用量为多少？根据公式U=KV+X1D+X2D+X3D+X4D，带入数据，U=KV+X4D=42.7×0.4+1.11×0.25=17.4即需要蒙脱石干燥剂18个单位，相当于600g。干燥剂的放置干燥剂分别放入布袋或强度足够的纸袋中，并放在包装件最合适的一个或多个位置上。2.为了防止被包装物品吸收或排出水分，保证物品品质稳定而采用的防潮包装，即用阻隔性良好的材料进行包装，以防止被包装物品的水分增加或丢失，如食品、纤维制品、皮革等，都不允许过分地吸收或排出水分。根据被包装物品的性质、形状、防潮要求和使用特点等来合理选用防潮包装材料，进行必要的计算。(1)包装产品与水蒸气包装件在储存与流通过程中均易遭受空气中水蒸气的影响，以致内装物品品质降低，甚至完全失去使用价值。水蒸气阻隔包装又叫做防潮包装，但每种内装物品的吸湿特性不同，对水分的敏感程度也不一样，对防潮性能的要求有所不同；包装件在流通过程中，接触到得空气水蒸气含量处于变化之中，为了正确地选择防潮包装材料及工艺，就要考虑包装件所处的自然流通环境和内装物的吸湿特性。空气中的水蒸气和相对湿度在温度一定的条件下，相对湿度越大，空气中水蒸气的含量也越多。相对湿度RH=(p/p0)×100%p-空气中水蒸气分压力，p0-饱和水蒸气压力在相同的相对湿度条件下，温度升高，空气中水蒸气含水量增多，若温度下降，极易使空气中的水蒸气含水量达到过饱和状态，而产生水分凝结或相对湿度升高。这种相对湿度的变化与防潮包装有很大关系，如在较高温度下封入包装内的空气相对湿度处于被包装物品所允许的范围内，当温度降低到一定程度后包装内的相对湿度会发生变化，如果超过被包装物品所允许的范围，就会使内装物变质。包装内装物的吸湿性食品含水量较大，容易腐坏，但是只有当食品中的水分达到适宜微生物生长繁殖的含量时，食品才会腐坏变质，引起食品腐坏的最低含水量，亦即微生物生长繁殖所需要的最低含水量，称为水分活性，用Aw表示:Aw=p/p0=nA/(nA+nB)p-食品的蒸气压，p0-纯水的蒸气压，nA-溶剂的摩尔分数，食品中的水为溶剂，nB-溶质的摩尔分数，食品中的砂糖、食盐和其他可溶性调味品为溶质不含任何物质的纯水的Aw为1，无水食品的Aw为0.(2)水蒸气的渗透机理根据Fick定律，单位时间、单位面积的气体透过量与浓度梯度成正比。m=-Ddc/dx从浓度c1→c2积分mx=-D(c2-c1)=D(c1-c2)m=D(c1-c2)/L根据Henry定律，c=Sp（S称为溶解度系数），则:m=D(Sp1-Sp2)/l=DS(p1-p2)/l令渗透系数P=DS得出渗透系数P的表达式：P=ml/(p1-p2)m—水蒸气在单位时间s、单位面积cm2上的渗透量，l-包装材料的厚度p1、p2分别为包装材料两侧的高压侧压强和低压侧压强D—水蒸气在包装材料中的扩散系数，P-水蒸气包装材料