1、1,1. 防銹包裝工藝； 2. 真空包裝與充氣包裝工藝。,第12章 化學(xué)防護(hù)包裝工藝,本章重點(diǎn)：,2,金屬制品銹蝕原理,金屬是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)、國防工業(yè)及其它部門最重要的結(jié)構(gòu)材料,它易受外界環(huán)境的化學(xué)、電化學(xué)作用而銹蝕。采用各種方法來保護(hù)金屬制品,如涂層防護(hù)封存法、干燥劑法、真空防銹封存法、惰性氣體保護(hù)法及氣相防銹法等.,3,金屬制品銹蝕原理,電化學(xué)銹蝕是指金屬與酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶液接觸時(shí)發(fā)生作用而引起的銹蝕，它在銹蝕過程中有電流產(chǎn)生，即所謂微電池作用。電化學(xué)銹蝕是破壞金屬的主要形式。電化學(xué)銹蝕原理 金屬電化學(xué)銹蝕的進(jìn)行必須同時(shí)具備三個(gè)條件： 金屬上各部分（或不同金屬間）存在著電極電位差； 具有

2、電位差的各部分要處于相連通的電解質(zhì)溶液中； 具有電極電位差的各部分必須相聯(lián)。,4,金屬制品銹蝕原理,使是一塊金屬，不與其他金屬接觸，把它放在電解質(zhì)溶液中，也會(huì)產(chǎn)生銹蝕電池。因?yàn)橐话愎I(yè)用的金屬都不是同一種金屬元素組成的，常含有少量的雜質(zhì)。另外在金屬表面上一般也分布著很多雜質(zhì)，當(dāng)它與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，每一顆粒雜質(zhì)對(duì)于金屬本身來說都成為陰極，所以在整個(gè)表面就必然有很多微小的陰極和陽極存在，因而在金屬表面就形成了許多微小的原電池，這些微小的原電池稱為微電池。,5,金屬制品銹蝕原理,當(dāng)金屬與比金屬表面溫度高的空氣接觸時(shí)，在空氣中所含的水蒸氣就可以形成液態(tài)的水，在金屬表面凝聚，使金屬表面潤(rùn)濕成形成水膜。

3、當(dāng)金屬表面上存在著水膜時(shí)，由于大氣中的某些氣體，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮或鹽類溶解進(jìn)去，這種水膜實(shí)際上就是一種電解質(zhì)溶液。在這種情況下，金屬表面很自然地就會(huì)進(jìn)行電化學(xué)銹蝕，引起金屬制品銹蝕。,6,121 防銹包裝工藝 一、防銹包裝的等級(jí)和種類 防銹包裝是為隔絕或減少大氣中水氣、氧氣和其它污染物對(duì)金屬制品表面的影響,防止發(fā)生大氣銹蝕,而采用的包裝材料和包裝技術(shù)方法。,7,防銹包裝工藝,防銹包裝可分為清潔、干燥、防銹和包裝四個(gè)步驟： 1、根據(jù)下列條件確定防銹包裝方法： A 產(chǎn)品特征和表面加工程度； B 運(yùn)輸與儲(chǔ)存期限； C 運(yùn)輸與儲(chǔ)存環(huán)境條件； D 產(chǎn)品在流通中所承受的載荷； E 防銹包裝等

4、級(jí)； 2、確定包裝等級(jí)以后，可進(jìn)行清洗，除去塵埃、油脂、汗跡和異物； 3、選擇相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行干燥； 4、選擇合適的方法進(jìn)行防銹；,8,一、防銹包裝的等級(jí)和種類,2. 防銹包裝等級(jí)分為三級(jí),見表12-1。 3. 防銹包裝方法分類 B1 一般防潮防水包裝 B2 防銹油脂包裝 B3 氣相防銹材料包裝 B4 密封容器包裝 B5 密封系統(tǒng)的防銹包裝 B6 可剝性塑料包裝 B7 貼體包裝 B8 充氮包裝 B9 干燥空氣封存包裝,9,10,二、防銹包裝中產(chǎn)品的預(yù)處理,1.除銹。物理機(jī)械法:人工:鋼刷、銼、鏟、砂布； 機(jī)械:噴射法、砂輪； 化學(xué)法:酸洗:H2SO4、HCl、HNO3、磷酸； 堿洗:NaOH等。,

5、人工除銹,11,二、防銹包裝中產(chǎn)品的預(yù)處理,2.清洗。是將金屬制品表面的凝結(jié)水、塵埃、汗?jié)n及其它異物清洗干凈。 溶劑清洗法; 清除汗?jié)n法; 蒸氣脫脂清洗法; 堿液清洗法; 乳液清洗法; 表面活性劑清洗法; 電解清洗法; 超聲波清洗法。,12,二、防銹包裝中產(chǎn)品的預(yù)處理,3.干燥。除熱浸洗、熱噴洗和鹵代烴蒸氣清洗外,其它清洗方法清洗后的金屬制品都應(yīng)進(jìn)行干燥處理. 常用的干燥方法： 壓縮空氣吹干法; 烘干法; 紅外線干燥法; 擦干法; 滴干、晾干法; 脫水法,13,三、防銹包裝材料與方法,防銹油脂包裝；,氣相緩蝕劑防銹包裝；,可剝性塑料包裝；,套封防銹包裝；,14,充氣包裝具有除氧保質(zhì)功能，另外還

6、有抗壓、保鮮等作用，能更有效地使食品長(zhǎng)期保持原有的色、香、味、形及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。另外，有許多食品不宜采用真空包裝，如松脆易碎食品、易結(jié)塊食品、易變形食品、有尖銳棱角或硬度較高會(huì)刺破包裝袋的食品等。食品經(jīng)真空充氣包裝后，包裝袋內(nèi)充氣壓強(qiáng)大于包裝袋外大氣壓強(qiáng)，能有效地防止食品受壓破碎變形，并不影響包裝袋外觀及印刷裝潢。,15,圖12-4 在4 貯藏豬肉的細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng),16,包裝鮮果蔬。,二、真空、充氣包裝原理和應(yīng)用,2真空充氣包裝的應(yīng)用,包裝快餐及烘烤食品；,包裝鮮肉禽及肉制品；,包裝海鮮產(chǎn)品；,17,一些果蔬充氣包裝的最佳O2、CO2濃度和儲(chǔ)存溫度,參見圖12-5和表12-5。 鮮果蔬保鮮原理可用圖

7、12-6的模型來表示。,2真空充氣包裝的應(yīng)用,18,圖12-5 各種果蔬最佳O2、CO2濃度,19,圖12-6 果蔬呼吸與氣體透過模型,20,有些食品如茶葉，奶粉等及一些高油脂食品需要采用阻光包裝，以防止食品受光的影響而改變色、香、味，其方法是在內(nèi)外兩層基材之間復(fù)合一層極薄的鋁箔(AL)，其氣密性也得到加強(qiáng)。,21,三、真空、充氣包裝用材料的選用,2自然氣調(diào)用包裝材料的選用。 果蔬自然氣調(diào)包裝或充氣包裝對(duì)塑料材料性能要求參見表12-9。 透氣良好的薄膜，一般有：PE、PP、PVC、PS等。 選擇性滲透是指同一種薄膜對(duì)不同氣體的滲透率q是不一樣的。一般 qN2 :qO2 :qCO2 =1:(35

8、):(1530)。參見表12-10。,22,四、真空、充氣包裝工藝與包裝機(jī)械,真空、充氣包裝系統(tǒng)；,氣源與配氣技術(shù)；,真空充氣包裝機(jī)的選用；,真空、充氣包裝工藝參數(shù)。,23,氣源與配氣技術(shù)； 一般小批量生產(chǎn)采用的氣源為鋼瓶裝壓縮氣體。用食品級(jí)CO2，脫水精氮N2。鋼瓶灌滿時(shí)壓力15MPa，一般有1012MPa。 各種壓縮氣體,真空、充氣包裝系統(tǒng)；,主要由氣源、氣體混合器、真空充氣包裝機(jī)以及管路、減壓閥、壓力表和開關(guān)等附件組成, 參見圖12-7。,減壓閥減壓,氣體混合器按比例混合,充氣包裝機(jī),充氣包裝 ,24,圖12-7 氣調(diào)包裝系統(tǒng)1-氣源 2-減壓閥 3-開關(guān) 4-氣體混合器 5-包裝機(jī),2

9、5,腔室通大氣,輸出包裝件,真空充氣包裝機(jī)的選用；,腔室式真空充氣包裝機(jī)(參見圖12-8)；,工藝過程為： 供袋、裝入產(chǎn)品,置入腔室,袋口對(duì)著充氣口并平擱在熱封條上,抽真空,充氣(或不充氣),熱封,腔室式真空充氣包裝機(jī)按腔室數(shù)量分類，有單腔式和雙腔式；按結(jié)構(gòu)分類，有臺(tái)式、傳送帶式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式等。,26,圖12-8 腔室式真空充氣包裝原理1-真空泵 2-閥門 3-真空腔室 4-包裝袋 5-被包物 6-真空表 7-熱封器 8-閥門,27,真空充氣包裝機(jī)的選用；,真空補(bǔ)償式真空充氣包裝機(jī)(熱成型自動(dòng)真空充氣包裝機(jī)) (參見圖12-9),工藝過程為： 淺盤熱吸塑成型,置入食品,覆蓋膜,抽真空、充氣、

10、熱封,切斷,盒式包裝件 ,28,雙室式真空充氣包裝機(jī),29,五、真空、充氣包裝儲(chǔ)存期計(jì)算,真空充氣包裝的儲(chǔ)存期是指包裝外氧氣滲透過包裝材料，達(dá)到包裝內(nèi)物品容許的吸氧量所經(jīng)歷的時(shí)間。滲透性包裝材料的氣體滲透系數(shù)的表達(dá)式： qg d Pg = （p1- p2）At 式中:qg氣體滲透量(透氣量), cm3； Pg氣體滲透系數(shù),cm3cmcm2 s(101.325kPa)； p1- p2包裝材料兩側(cè)氣體分壓差, kPa； A包裝材料表面積, cm2； t儲(chǔ)存時(shí)間, s； d包裝材料厚度, cm。,30,123 脫氧劑封存包裝,一、脫氧劑封存包裝的意義 脫氧劑封存包裝(脫氧包裝) 是指將脫氧劑小包和產(chǎn)

11、品一起密封在阻隔性良好的包裝容器中,使容器內(nèi)維持“無氧”狀態(tài)(O20.1 ),以保護(hù)產(chǎn)品包裝方法。 主要應(yīng)用： 加工食品; 糧食谷物; 中藥材、文物、紡織品; 精密儀器、電子器材、軍械。,31,二、脫氧劑的種類和作用原理, 脫氧劑是能與包裝中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而有效脫除氧的物質(zhì)，其本身及反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)對(duì)人體無害且有適宜的反應(yīng)速度。 脫氧劑種類很多，按化學(xué)組成可分為有機(jī)型和無機(jī)型，按反應(yīng)速度可分速效型與緩效型。,32,二、脫氧劑的種類和作用原理,鐵系脫氧劑。是以鐵或亞鐵鹽為主劑的脫氧劑,屬無機(jī)緩效型,應(yīng)用最廣。其主要脫氧反應(yīng)如下： Fe2H2OFe(OH)2H2 (1) 2Fe(OH)2(1/2)O2

12、 H2O2Fe(OH)3Fe2O33H2O (2) 3Fe4H2OFe3O4H2 (3) 主反應(yīng)(1)、(2)可脫除包裝內(nèi)氧。 由(1)、(2)反應(yīng)式可計(jì)算出,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1g鐵可與0.143g游離氧(100ml氧氣)發(fā)生反應(yīng),即1g鐵可脫除500ml空氣中的氧?？紤]到反應(yīng)(3)的發(fā)生及可能從大氣緩慢滲入包裝內(nèi)少量氧,加脫氧劑量應(yīng)超過理論計(jì)算值。,33,二、脫氧劑的種類和作用原理,亞硫酸鹽系脫氧劑。是以亞硫酸鹽為主劑的脫氧劑,屬無機(jī)速效型,如連二亞硫酸鈉,主要脫氧反應(yīng)式: 活性碳 Na2S2O4O2 Na2SO4SO2 水 Ca(OH)2SO2CaSO3H2O 是主反應(yīng),用Ca(OH)2可除去

13、主反應(yīng)生成的SO2。水是反應(yīng)的催化劑,包裝空間濕度太低時(shí),脫氧速度降低。 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,1gNa2S2O4最多可與0.186g氧(130ml)發(fā)生反應(yīng),即除掉650ml空氣中的氧。實(shí)際加入脫氧劑要高于理論值。,34,三、鐵系脫氧劑組成及反應(yīng)特性,1. 組成與配制。鐵系脫氧劑一般由以下物質(zhì)組成: 鐵粉。以還原鐵粉、電解鐵粉、海綿鐵粉或鑄鐵粉為主材料。 催化劑。為金屬鹵化物,如Cl、Br、I的化合物,加入量約為鐵粉量的5100。 充填劑。充填劑有活性碳、高嶺土、硅藻土等,加入量為鐵粉重的20500。 其它添加劑。如需釋放CO2,則加入碳酸鹽等。 脫氧劑可以制成粉、?；蚱瑺?也可以泡沫塑料作浸漬載體

14、,用透氣小袋(如紙/PE)定量包裝,再裝入高阻隔性袋(如PE/PA/PE )密封備用。 表12-14 鐵系脫氧劑配方例。,35,濕度。濕度對(duì)反應(yīng)速度的影響如圖12-14所示。 ,反應(yīng)速度。反應(yīng)速度有緩效型、一般型和速效型,鐵系脫氧劑屬緩效型,能適應(yīng)產(chǎn)品較長(zhǎng)時(shí)間保存的需要,使用較廣泛。其特點(diǎn)參見表12-15和圖12-12。,溫度。溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響參見圖12-13。,三、鐵系脫氧劑組成及反應(yīng)特性,2. 反應(yīng)特性,36,封入脫氧劑包裝的技術(shù)要點(diǎn),1、食品包裝對(duì)脫氧劑的要求 本身安全無毒；不與食品發(fā)生反應(yīng)。不產(chǎn)生異味； 脫氧劑貯藏時(shí)溫度不能太低。鐵系脫氧劑-5度脫氧能力下降。 脫氧劑使用前應(yīng)密封在

15、氣密性好的包裝容器內(nèi)。,37,2、脫氧劑的使用方法 脫氧劑有顆粒狀、粉末狀等形態(tài)。使用時(shí)可直接按一定量分裝在透氣性好的小袋里（注意印上警示標(biāo)語），然后再放入包裝內(nèi)。 更先進(jìn)的方法是把脫氧劑和包裝材料結(jié)合起來，放在復(fù)合材料的夾層里。如PET/AL/EVOH/脫氧劑/PE,38,3、脫氧劑的使用量 脫氧劑的使用量要足夠，不僅要保證除去包裝容器內(nèi)原有的氧氣，而且還需要根據(jù)包裝材料的情況考慮到氧氣的滲入量。一般要多加15%-20%的安全系數(shù)。,39,4、脫氧劑使用的溫濕度條件 脫氧劑通常使用的范圍是5-40度，溫度升高，脫氧劑活性增加，除氧速度加快。,40,5、對(duì)包裝材料的要求 封入脫氧劑的包裝要求具有很高的氣密性，特別是對(duì)氧阻隔性要好。25時(shí)其透氧量要小于20ml/（m20.1MPa24h）。 多采用復(fù)合包裝。KPET/PE， PET/AL/PE等，以及