包裝技術課件第1頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一目錄第一節(jié)概述第二節(jié)防潮包裝原理第三節(jié)透濕度及其影響因素第四節(jié)材料選擇原則第五節(jié)防潮包裝保存期的預測及包裝設計第六節(jié)防潮包裝中干燥劑的使用方法及用量計算第2頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)概述一、防潮（濕）包裝的定義及目的定義：所謂防潮(濕)包裝技術，就是通過采用具有一定隔絕水蒸氣(水)能力的包裝材料，隔絕物品與外界的聯系，并施加相應的其他技術措施，穩(wěn)定物品中含水量，防止因潮氣或水侵入包裝件內或包裝件內水分逸出包裝外而影響內裝物品質量所采用的包裝技術.

防潮與防濕的區(qū)別？？第3頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一目的：1.防止干燥物品受潮變質（化肥、水泥、農藥、火藥；2.防止含有水分的物品水變質（食品、果品、化妝品等）；3.防止有機物品因受潮而發(fā)生霉腐變質（食品、纖維制品、皮革等）;4.防止金屬品因濕氣作用而變色或生銹.第4頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、濕氣與物品變質的關系1、空氣濕度及蒸汽壓絕對濕度（單位：g/m3

）水蒸汽壓（單位：Pa）飽和水蒸汽壓（單位：Pa,溫度的函數）相對濕度（）平衡濕度(在某一相對濕度下，特定物質的含水量不發(fā)生任何變化，此時的相對濕度就是該特定物質的平衡(相對)濕度)第5頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、濕氣與物品變質的關系2、含水包裝產品及其性質①濕脫兩性兼?zhèn)涞奈锲罚ㄆ胶夂浚┰谝欢囟认拢魸穸炔蛔兊脑?，物品內水分的出入在一定時間內會達到平衡，我們稱此時平衡狀態(tài)下的物品含水量為平衡含水量.

餅干的等溫吸脫濕曲線第6頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、濕氣與物品變質的關系2、含水包裝產品及其性質②具有平衡濕度的物品食鹽的平衡濕度75%,且不隨溫度發(fā)生變化平衡濕度往往是溫度T的函數③脫濕性物品（含水量60%以上）在正常環(huán)境濕度范圍內有強烈失水的趨勢，使凈重減少或因失水而使質量下降.

第7頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、濕氣與物品變質的關系3、不含水包裝產品及其性質哪些制品不含水？空氣中的濕度如何影響其性質？第8頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、濕氣與物品變質的關系4、物品內水分改變與變質的關系水分能溶解微生物所需的營養(yǎng)物質（含70-85%水分）水分是倉庫害蟲生長和繁殖的重要條件對于溶于水的物品：吸濕->潮解->溶化成液（食糖、味精，含結晶水多的明礬、氯化鈣etc.)④

某些結晶粒狀或粉狀易溶解物品，放濕，失水結成硬塊⑤新鮮果蔬中的營養(yǎng)成分與味覺物質大多溶解于細胞汁中第9頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一⑥金屬制品（水膜）⑦紙張、皮革、纖維制品大多數非金屬材料及其制品都具有吸濕性，其吸濕量在未達到飽和之前，將隨著環(huán)境相對濕度增大而增大.臨界點：允許的相對濕度大多數霉菌在溫度為20-30℃，相對濕度高于80%時極易生長，相對濕度低于75%時不易生長.為了避免金屬及其制品在包裝內腐蝕，有必要控制包裝內的相對濕度在金屬的臨界腐蝕濕度以下.

（鐵65%，鋅70％，鋁76%，鎳70%）第10頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)防潮包裝原理一、防潮包裝的透濕機理透濕程度影響因素：材料的種類內部結構厚度環(huán)境溫度材料兩側水蒸氣的壓力差(或濕度差)透濕材料有哪些？透濕材料水蒸汽壓水蒸汽壓第11頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一機理：1.金屬箔、玻璃薄片、部分陶瓷：材料內部的空穴結構引起的毛細流動所造成的.2.紙、紙板、塑料板、塑料膜、橡膠制品、木板材料：

纖維或主分子鏈之間搭接程度疏密不均造成了許多微小的空隙，其中包括分子間空隙與分子內空隙，使活化的水分子擴散或遷移所造成的.3.吸濕性塑料：活性水分子擴散對水分子的吸附，塑料溶解，吸濕性加強

第12頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、透濕量及其計算公式在穩(wěn)態(tài)擴散的條件下，單位時間內通過垂直于擴散方向的單位面積的擴散物質量（通稱擴散通量）與該截面處的濃度梯度成正比。

第13頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一求解過程：對穩(wěn)態(tài)：dc/dx＝B（常數），積分后，有，其中，CH和CL分別為透濕材料內兩邊界面的水分子濃度。則積分得到透濕量：即：(D為擴散系數t為測試時間)第14頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一實際包裝中t>>T由享利定律可得：

滯后時間T測試時，透濕量須修復為：

：水蒸汽在薄膜中的溶解度系數

:蒸汽壓第15頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一三、透濕系數及其計算公式定義透濕系數：那么透濕系數真實地反應了包裝材料的透濕能力，是衡量薄膜透濕性的一個重要參數。單位：將：水蒸汽壓力->相對濕度（）第16頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一其中第17頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)透濕度及其影響因素一、透濕度定義：在規(guī)定溫度和材料兩側濕度的條件下，單位時間內，透過單位面積材料的濕氣量，即

透濕度與透濕系數的關系？（溫度和濕度的函數）測定的透濕度R與透濕系數P可用公式有機地聯系在一起：第18頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一透濕度的測試方法：重量法、壓力法和電子濕度計測定法。分別規(guī)定出溫度和材料兩面的濕度，在穩(wěn)定狀態(tài)下，測定出在單位時間內單位面積薄膜材料透過的濕氣量，這個濕氣量即為該種薄膜材料的透濕度.

優(yōu)缺點？適用范圍？第19頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一由氣體定律及得：其中：將Q值代入下式：即可求得透濕度R。第20頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一現在世界上尚未有統一的測定透濕度的方法和標準.日本JIS-Z-0208方法規(guī)定:當溫度為40℃，材料高濕度面一側的相對濕度為90%，低濕度面一側的相對濕度為0%，材料的表面積為lm2時，24小時內所透過的水蒸氣量(g)，即為該材料的透濕度R的值.我國在國家標準(GB1037-85)中詳細規(guī)定了塑料薄膜的透濕試驗方法.該方法規(guī)定的條件是:溫度38士1℃，相對濕度為一側放置干燥劑(用硅膠或無水氯化鈣吸收水)，另一側為100%的飽和水蒸氣.R可以直接測量，也可以通過透濕系數P計算出來。第21頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、溫度與濕度對透濕度R的影響1.溫度的影響其中所以第22頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一則兩邊取對數得：第23頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、溫度與濕度對透濕度R的影響2.濕度對透濕度的影響材料本身所含的水分對透濕的影響主要取決于S0項，S0與溫度無關，但濕度對其有直接的影響，當材料內含濕度時，水分子中的羥基作用，使吸附的水分含量增大，從而會使S0的值升高。第24頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、溫度與濕度對透濕度R的影響3.材料本身性能對透濕度的影響聚合物的化學結構是決定材料特性的主要因素結晶度↑內部空隙↓透濕度↓密度↑透濕度↓分子定向結構能減小分子間空隙，透濕度↓分子對稱性（D＝D0e-（Ed+△H）/RT中的D0）↑D0↓D↓透濕度↓分子極性（D＝D0e-（Ed+△H）/RT中的中的Ed）↑Ed↑D↓透濕度↓（非親水膜）分子極性↑S↑（氫鍵對△H

的貢獻遠大于Ed

）P↑透濕度↑（親水膜）添加劑、增塑劑等聚合物單體，促進水蒸氣在聚合物內的凝結，空隙↑透濕度↑第25頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一三、復合薄膜透濕度的計算對非親水膜：Li(i=1,2,3…)為各膜的厚度；Pi(i=1,2,3…)為各膜的透濕系數。由P與R之間的關系可將上式化簡為：上式中R均為第26頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一四、不同條件下透濕度的換算關系若廠方所提供透濕度數據的標準為：當溫度為40℃，材料高濕度面一側的相對濕度為90%，低濕度面一側的相對濕度為0%......由于因此，第27頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一經化簡得任意條件下的透濕度為：其中第28頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一例題：厚度為0.03mm的聚丙稀薄膜在溫度為40℃,材料高濕度面一側的相對濕度為90%，低濕度面一側的相對濕度為0%時的透濕度為10.0g/m2·d,求該材料在同等濕度環(huán)境下，溫度分別為25℃

、5℃時的透濕度。若材料兩側的相對溫度分別變?yōu)?00%和50%呢？第29頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)材料選擇原則透濕R越小，防潮性能越好

R<100g/(m2·d)輕度防潮材料;R<15g/(m2·d)較好防潮材料;R<5g/(m2·d)高度防潮材料;一般來說，R<100g/(m2·d)的材料，防潮性能就相當好。若達到完全防潮，難度較大，相應的包裝費用也很高。

其防潮性能R的好壞依次為:金屬板、金屬箔、塑、…;塑料板、復合膜、單層膜、……;復合紙、單層紙。

第30頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一對于塑料材料的防潮性能選擇應遵循:

先非極性分子塑料，后極性分子塑料；(2)先結晶性塑料，后非結晶性塑料;(3)先高密度塑料，后低密度塑料;(4)先經拉伸或雙軸取向的塑料，后無定向塑料.

第31頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第32頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第33頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第34頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一

第五節(jié)防潮包裝保存期的預測及包裝設計

防潮包裝保存期預測模型（吸濕等溫方程，經驗參數）意義：選擇合適的包裝系統估計所選包裝系統對儲運環(huán)境的適應性預測各種環(huán)境條件下內裝食品的保存期涉及：包裝系統或材料的透濕性能物品的吸濕等溫方程環(huán)境的溫、濕度臨界質變水分值或允許水分值第35頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一一、包裝系統的透濕性能與保存期預測的關系

常用防潮包裝材料：聚合物單層膜、復合膜、紙塑復合膜、玻璃瓶、塑料瓶、焊封金屬灌等。第36頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一①金屬、玻璃、塑料包裝材料整體透濕系數，透濕狀態(tài)公式為：其中：ae>a吸濕ae<a脫濕第37頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一水分活度和含水量水分活度表示食品中水分可以被微生物利用的程度水分活度越低，食物穩(wěn)定性越高第38頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一②聚合物膜、復合膜等材料做成的軟包裝疏水膜的包裝透濕狀態(tài)公式式中：P是包裝材料的透濕系數()親水膜的包裝透濕狀態(tài)公式式中：Pk是與親水膜內部增塑參數值及聚合物本體特性有關的常數()（最常用）第39頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一二、食物的吸濕等濕方程選擇吸濕等溫線吸濕等溫方程吸濕等溫線自動繪測儀求解常數聯立吸濕狀態(tài)公式，進行包裝調整第40頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一三、儲存環(huán)境溫濕度與時間的關系式環(huán)境溫濕度變化與時間的關系式式中（見表2-9）由可得第41頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第42頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一第43頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一四、簡易的防潮包裝設計及保存期估算防潮：避免水分通過包裝發(fā)生內外滲透。1、包裝件本身透濕度的估算被包裝物品凈重W(g);物品裝入包裝時的水分含量C1%,維持商品價值的界限水分為C2%；包裝本身的表面積A(m2),從包裝到開封時間t(d),在保存期間，包裝件場所平均溫度θ(℃),保存包裝件場所的平均h1%；被包裝物品或包裝內所表現的濕度分別為h2%,那么包裝本身的透濕度為：Kθ值是由包裝期間平均氣溫與所使用的包裝材料的種類決定的系數。？？？對對：已包裝好并存放一定時期的測試件？第44頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一2、包裝保存期的估算用透濕度R[40℃,(0-90%)]的防潮包裝材料包裝物品時，包裝有效期為：為了在短時間內得到其包裝有效期的預測值，采用高溫高濕加速實驗。條件：溫度40℃,濕度(0-90%)，若加速T(d)時，產品開始偏離規(guī)定要求，那么只要知道該產品將要貯存的θ，以及貯存環(huán)境的內外相對濕度h2和h1,

那么此產品在實際環(huán)境中的防潮期t為：如何得出的呢？第45頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一例題：某產品用厚度0.03mm的PP塑料薄膜包裝，包裝內相對濕度為25%，經過高溫高濕加速試驗，21天達到了產品最大限度允許的含水量，現實儲存環(huán)境平均溫度為20℃,相對濕度為70%，其存儲期為多久？第46頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一五、塑料薄膜的防潮包裝設計

對于干燥的防潮包裝設計，令其中利用得如何導出的呢？第47頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一對上式進行積分包裝內的水分活度與包裝內物品的百分含水量成函數關系，且與溫度有關即當θ與ae為常數，且物品的初含水量c1、包裝薄膜材料的擴散活化能△E，以及當物品中的百分含量達到臨界值c2時產品所應保存的期限τ已知的話，那么防潮包裝薄膜材料或包裝的外尺寸可由下式決定：第48頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一對非恒溫恒濕的儲運場合飽和水蒸汽壓及環(huán)境的水分活動均為溫度變化代入上式可得已知c1，c2,τ的情況下，利用計算機通過逼近積分法求得第49頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一六、防潮包裝中干燥劑的使用方法與用量計算常用干燥劑：硅膠、活性炭、分子篩、無水氯化鈣等。干燥劑的包裝：袋裝：透氣性好的細布袋或纖維紙（無紡布）；容器裝：帶小孔的金屬或塑料罐、瓶、盒等；復合薄膜的夾層：復合薄膜內層為透氣性好的聚乙稀，外層阻隔性好的單膜或復合膜。

第50頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一1、硅膠用量計算（日本JISZ-0301）(RH保持在50%以下)包裝容器或材料的透濕度R為包裝面積A（m2）包裝內吸濕性材料的量D(kg)包裝的貯存或運輸時間M(月)硅膠用量(kg):Specially:當R＝0；D＝0時，W＝0.5V，V為包裝件容積。第51頁，共55頁，2023年，2月20日，星期一2、干燥劑用量計算（GB5048-85）(RH保持在60%以下)（1）K為干燥劑吸濕率關系系數，K=ka/kb，Ka為細