02 第一章 產(chǎn)品保質(zhì)包裝原理及理論基礎(chǔ) Fu.ppt

1、1,包裝工藝學(xué),付亞波 北京印刷學(xué)院 包裝系 2012.03.02,2,理論課程：（38學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)：（10學(xué)時(shí)）,緒論 第一章 產(chǎn)品保質(zhì)包裝原理及理論基礎(chǔ) 第二章 緩沖包裝 第三章 充填包裝工藝 第四章 裹包工藝 第五章 防潮包裝理論與方法 第六章 活性包裝技術(shù) 第七章 氣調(diào)包裝理論與方法 第八章 防銹包裝技術(shù) 第九章 防霉包裝技術(shù) 第十章 無菌包裝工藝 第十一章 包裝工藝規(guī)程（分組設(shè)計(jì)、答辯）,3,第一章 產(chǎn)品保質(zhì)包裝原理及理論基礎(chǔ),引起產(chǎn)品質(zhì)量變化的基本因素,包裝傳質(zhì)與阻隔,貯運(yùn)環(huán)境因子對包裝產(chǎn)品質(zhì)量的影響機(jī)理,產(chǎn)品保質(zhì)期預(yù)測基本理論,4,第一節(jié)、引起產(chǎn)品質(zhì)量變化的基本因素,產(chǎn)品的物理變化

2、 產(chǎn)品的化學(xué)變化 產(chǎn)品的生理生化變化 產(chǎn)品的質(zhì)量變化的內(nèi)在因素 產(chǎn)品的質(zhì)量變化的外在因素,5,物理變化,化學(xué)變化,生理生化變化,影響因素,6,1、揮發(fā),2、溶化,3、熔化,4、滲漏,1.1 產(chǎn)品的物理變化 （改外表，不改本質(zhì)，無新物質(zhì)生成）,7,1、揮發(fā),揮發(fā)是指液體產(chǎn)品或經(jīng)液化的氣體產(chǎn)品，在空氣中液體表面能迅速汽化變成氣體散發(fā)到空氣中去的現(xiàn)象。,一般來說：溫度越高，沸點(diǎn)越低，空氣流速越快，與空氣接觸面積越大，揮發(fā)越快。,定義：,8,揮發(fā)對產(chǎn)品的影響：,液態(tài)產(chǎn)品的揮發(fā)，不僅會使產(chǎn)品數(shù)量減少，有的還嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是有的揮發(fā)氣體，不僅影響人體健康，甚至還會引起爆炸。,如：乙醇、乙醚、香蕉

3、水等,9,二、溶化,定義:溶化是指某些固體產(chǎn)品在潮濕空氣中能吸收水分，當(dāng)吸收水分達(dá)到一定程度時(shí)，就溶化成液體的現(xiàn)象。（吸濕性、水溶性兩者兼?zhèn)洌?一般來說，溫度越高，吸濕點(diǎn)越低，產(chǎn)品越容易吸濕溶化(溶解)。 如：化學(xué)藥品 問題：吸濕點(diǎn)？,10,吸濕點(diǎn),定義：,產(chǎn)品在一定的溫度和壓力下開始吸濕的相對濕度。 溫度高，吸濕點(diǎn)下降還是上升？,一般情況下溫度高，吸濕點(diǎn)下降！,11,溶化對產(chǎn)品的影響,有的產(chǎn)品在一定條件下會不斷從空氣中吸收水分，水分子能夠擴(kuò)散到產(chǎn)品體中，破壞產(chǎn)品分子的原有緊密聯(lián)系，使產(chǎn)品逐漸潮解，直至溶解成液體；有的產(chǎn)品（如紙張、棉花等）雖然不會溶解但依然有很強(qiáng)的吸濕性，使其使用性能降低。,

4、12,3、熔化,定義,熔化是指某些產(chǎn)品受熱或發(fā)生變軟以至變成液體的現(xiàn)象。,一般來說溫度越高，熔點(diǎn)越低，越容易熔化。,13,熔化對產(chǎn)品的影響,作為產(chǎn)品在流通環(huán)境中熔化的結(jié)果有的會造成產(chǎn)品流失；有的會使產(chǎn)品與包裝黏結(jié)在一起；有的產(chǎn)品會產(chǎn)生體積膨脹，脹破包裝；有的還可能玷污其他產(chǎn)品等。,對于易熔化產(chǎn)品的包裝，一般應(yīng)研究采用密封性能好、隔熱性能好的包裝方法，盡量減少因環(huán)境溫度的升高而影響包裝的質(zhì)量。,14,4、滲漏,定義:滲漏主要是指液體產(chǎn)品，特別是易揮發(fā)的液體產(chǎn)品由于包裝容器密封不良，包裝質(zhì)量不符合內(nèi)裝產(chǎn)品的性能要求，搬運(yùn)裝卸時(shí)碰撞震動，使包裝受損等，而發(fā)生產(chǎn)品滲漏現(xiàn)象。,15,產(chǎn)品的化學(xué)變化,化學(xué)

5、變化是指不僅改變物質(zhì)的外表形態(tài)，而且在變化時(shí)生成了其他的物質(zhì)。其本質(zhì)就是產(chǎn)品的質(zhì)變。 常見的化學(xué)變化有化合、分解、水解、氧化、銹蝕、老化等。,16,1、化合,產(chǎn)品在流通環(huán)境中，受外界條件的影響，使兩種或兩種以上的物質(zhì)相互作用生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)。,17,2、分解,有某些化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的產(chǎn)品，在光、熱、酸、堿及潮濕空氣的影響下，會發(fā)生化學(xué)變化，由原來的一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上的新物質(zhì)。 如：雙氧水分解成水和氧氣。,18,3、水 解,水解是指某些產(chǎn)品在一定條件下，遇水而發(fā)生分解的情況。水解的實(shí)質(zhì)是分子與水作用而發(fā)生復(fù)分解。,19,3、水 解,硅酸鹽、肥皂、纖維素、蛋白質(zhì)水解，結(jié)果一般是鏈斷裂、強(qiáng)

6、度降低。 蔗糖遇水和酶，分解成葡萄糖、果糖； 淀粉遇水和酶，分解成葡萄糖； 硅酸鹽、肥皂等水解產(chǎn)物是酸和堿； 受酸堿影響，蛋白質(zhì)堿解酸穩(wěn)，棉纖維堿穩(wěn)強(qiáng)酸解。,20,4、氧化,當(dāng)產(chǎn)品與空氣中的氧或其他物質(zhì)放出的氧接觸，發(fā)生與氧結(jié)合的化學(xué)變化。,產(chǎn)品氧化（失電子）不僅會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，有的產(chǎn)品在氧化過程中會產(chǎn)生熱量，以至發(fā)生自燃，有的甚至?xí)l(fā)生爆炸事故。 纖維制品時(shí)久褪色，桐油布、油紙易氧化。金屬銹蝕；化工產(chǎn)品自燃、爆炸等,21,5、銹蝕,金屬制品特別是鋼鐵制品在潮濕空氣或酸、堿、鹽類物質(zhì)的影響作用下發(fā)，會發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。,金屬制品的銹蝕不僅會使金屬制品的重量減少，更為嚴(yán)重的是會影響制品的質(zhì)量和使用

7、價(jià)值。 危害食品飲料安全衛(wèi)生狀況,22,6、老化,某些以有機(jī)高分子聚合物產(chǎn)品為成分的產(chǎn)品如橡膠、塑料制品及合成纖維織物等，受日光、熱和空氣中氧等因素的影響，而發(fā)生發(fā)粘、龜裂、強(qiáng)度降低以至發(fā)脆變質(zhì)的現(xiàn)象。 P36（塑料、橡膠） 問題：降解和交聯(lián)分別導(dǎo)致材料的哪些性能變化？ 降解：大分子鏈斷裂，質(zhì)量變輕變軟、發(fā)粘交聯(lián)：聚合度增大，變硬發(fā)脆，喪失原有彈性,23,1.3 產(chǎn)品的生理生化變化,產(chǎn)品的生理生化變化主要包括呼吸、發(fā)芽和胚胎發(fā)育等,1、呼吸作用,有氧呼吸,缺氧呼吸,24,葡萄糖,呼吸酶,氧,二氧化碳、 水,熱量,有氧呼吸,25,缺氧呼吸,26,2、發(fā)芽,有些有機(jī)體產(chǎn)品如糧食、果蔬等在流通過程中

8、，若水分、氧氣、溫濕度等條件適宜就可能發(fā)芽，其結(jié)果會使糧食、果蔬的營養(yǎng)物質(zhì)在酶的作用下轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。,27,3、胚胎發(fā)育,這里主要指的是鮮蛋的胚胎發(fā)育。鮮蛋在流通過程中如果溫度適宜，胚胎往往會發(fā)育成血環(huán)蛋，大大降低鮮蛋的質(zhì)量。,28,物理變化： 揮發(fā) 溶化 熔化 滲漏 化學(xué)變化： 化合 分解 水解 氧化 銹蝕 老化 生理生化變化： 呼吸 發(fā)芽 胚胎發(fā)育,29,1.4 產(chǎn)品質(zhì)量變化的內(nèi)在因素,產(chǎn)品在流通領(lǐng)域質(zhì)量變化的主要因素是產(chǎn)品的組成成分以及生產(chǎn)加工過程中所賦予的性能等內(nèi)在因素。決定于：,一、產(chǎn)品的化學(xué)成分,二、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),三、產(chǎn)品的性質(zhì),30,產(chǎn)品的

9、化學(xué)成分： 無機(jī) 有機(jī) 混合物 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)： 外觀 內(nèi)部 產(chǎn)品的性質(zhì)： 物理性質(zhì)（導(dǎo)熱性、耐熱性） 機(jī)械性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)穩(wěn)定性、毒性、腐蝕性、燃燒爆炸性）,31,一 產(chǎn)品的化學(xué)成分,有機(jī) 易變化，不易保管 無機(jī) 相反,1 無機(jī)成分的產(chǎn)品 不含碳、氧結(jié)構(gòu)，如，鹽、堿、玻璃、五金。,2 有機(jī)成分的產(chǎn)品 棉、毛、絲 化纖、塑料、橡膠 蔬菜、水果、糧食,32,3 混合物 無機(jī) + 無機(jī) （ 火柴頭 硫磺、赤磷、氯酸鉀） 有機(jī) + 有機(jī) （ 袋裝雜糧） 無機(jī) + 有機(jī) （ 油墨、顏料、油漆） 應(yīng)根據(jù)所裝化學(xué)成分分別對待！,33,二 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),氣態(tài)產(chǎn)品 分子間距大，形狀隨容器而變 液態(tài)產(chǎn)品 間距居中

10、，形狀隨容器而變 固態(tài)產(chǎn)品 有一定的外型,34,二 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),1 產(chǎn)品的外觀形態(tài) 人為的 玻璃杯、燈具 天然的 水果、蔬菜 根據(jù)產(chǎn)品的外型合理排放，提高包裝容積利用率。,35,二 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),2 產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（微觀結(jié)構(gòu)） 乙醇、甲醚 C 2 H 6 O 分子量46 CH3 - O - CH3 （不能食用） CH3 - CH2 - OH （飲料）,36,三 產(chǎn)品的性質(zhì) （由成分和結(jié)構(gòu)決定）,1 產(chǎn)品的物理性質(zhì) a 產(chǎn)品的導(dǎo)熱性 物體傳遞熱能的性質(zhì)，決定于物體的成分和結(jié)構(gòu)。 導(dǎo)熱性好 金屬（可露天存放） 導(dǎo)熱性不好 植物纖維、玻璃、橡膠（不可露天存放）,37,三 產(chǎn)品的性質(zhì),b 產(chǎn)品的耐熱性

11、指產(chǎn)品在其溫度變化時(shí)不致破壞或顯著降低其強(qiáng)度的性質(zhì)。 決定于物體的成分、結(jié)構(gòu)、不均勻性、導(dǎo)熱性、膨脹系數(shù)。,問題：導(dǎo)熱性大而膨脹系數(shù)小的產(chǎn)品耐熱性？,好！ 反面示例：冬季墨水瓶可能被凍破！,38,三 產(chǎn)品的性質(zhì),2 產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì) 產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)是指產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)在外力（荷重）的作用下的反應(yīng)，如彈性、韌性、脆性等。 彈性：橡膠、皮革、紡織品（可壓） 脆性：玻璃、陶瓷,39,外力性質(zhì)不同，反應(yīng)也不同，承受靜載荷的能力大，動載荷容易破壞產(chǎn)品，應(yīng)針對載荷設(shè)計(jì)包裝。,40,三 產(chǎn)品的性質(zhì),3 產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì) 產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)是指產(chǎn)品的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品在熱、光、氧、酸、堿、溫度、濕度等作用下，發(fā)生本質(zhì)

12、改變的性質(zhì)。 如：化學(xué)穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性、燃燒爆炸性等。,41,三 產(chǎn)品的性質(zhì),a 產(chǎn)品的化學(xué)穩(wěn)定性 產(chǎn)品受外界因素作用，在一定范圍內(nèi)，不易發(fā)生分解、氧化、或其他變化的性質(zhì)。由具體產(chǎn)品的成分、結(jié)構(gòu)決定。 紅磷 不活潑、160oC燃燒、強(qiáng)氧化劑、摩擦爆炸； 白磷 活潑、易氧化、能自然、 40oC燃燒,42,三 產(chǎn)品的性質(zhì),b 產(chǎn)品的毒性 指產(chǎn)品能破壞有機(jī)體生理功能的性質(zhì)。 蒸汽有毒 甲醛（0.005mg/升空氣 ）、苯 本身有毒 砷 易氧化 三氧化二砷 0.1克致死,導(dǎo)航器,43,三 產(chǎn)品的性質(zhì),c 產(chǎn)品的腐蝕性 指某些產(chǎn)品能對其它物質(zhì)發(fā)生破壞性的化學(xué)性質(zhì)。 硫酸、鹽酸等有腐蝕性，揮發(fā)與空氣中

13、的水分結(jié)合成金屬制品的電解液，增加銹蝕。 苛性鈉腐蝕皮革、纖維制品、皮膚 濃硫酸吸收動植物體內(nèi)水分，使它們炭化便黑。,44,三 產(chǎn)品的性質(zhì),d 產(chǎn)品的燃燒爆炸性 燃燒屬于氧化反應(yīng)，反應(yīng)劇烈，伴隨熱與光的發(fā)生。 具有燃燒性質(zhì)的產(chǎn)品：白磷、汽油、苯、油漆； 燃燒必須具備三個(gè)條件： 可燃物、助燃物、火源。,45,三 產(chǎn)品的性質(zhì),爆炸是指物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在瞬息間以機(jī)械功的形式放出大能量的現(xiàn)象。 物理性爆炸 包裝內(nèi)部壓力超過包裝承受強(qiáng)度。 化學(xué)性爆炸 碰擊性爆炸 混入在空氣中易燃物的爆炸 氧化劑混合易燃物的爆炸,46,三 產(chǎn)品的性質(zhì),a 碰擊性爆炸 產(chǎn)品不穩(wěn)定，略受碰擊，分子突然分

14、解成若干元素或簡單的化合物。 乙炔、硝化甘油（起爆藥） 包裝時(shí)避免遭受撞擊。,47,三 產(chǎn)品的性質(zhì),b 混入空氣中的易燃物爆炸 苯、汽油 氣體混合在空氣中，火花,48,三 產(chǎn)品的性質(zhì),c 氧化劑混合易燃物的爆炸 氯酸鉀、高錳酸鉀、硫磺、紅磷與金屬鋅粉混合，不安定的氧化劑和細(xì)粉狀的易燃物作用，靜置不會爆炸，略受熱或摩擦后立即爆炸。 重鉻酸鉀、硝酸鹽、磷類也略受熱或摩擦即爆炸。 金屬鈉受極大震動也易發(fā)生危險(xiǎn)。,49,1.5 產(chǎn)品質(zhì)量變化的外在因素,流通過程中：空氣、日光、細(xì)菌、溫、濕度等； 產(chǎn)品：霉腐、害蟲、銹蝕、老化、熔化、燃燒、爆炸等。 外在因素： 環(huán)境溫、濕度 空氣中的氧和日光照射 流通過程

15、中遭受的外力,50,一 環(huán)境溫濕度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,產(chǎn)品水分與溫濕度相關(guān) 結(jié)合水 束縛水 與糖類、蛋白質(zhì)緊密結(jié)合 不結(jié)冰、不能提供微生物生長 游離水 自由水 吸附在產(chǎn)品表面或結(jié)構(gòu)中毛細(xì) 管內(nèi)，產(chǎn)品水分變化，一般是游離水的 變化。,51,一 環(huán)境溫濕度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,產(chǎn)品的平衡水分是動態(tài)的，在一定溫濕度下，游離水出現(xiàn)之前，飽和狀態(tài)的結(jié)合水，稱為產(chǎn)品的臨界水分。,52,二 空氣中氧和日光照射對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,氧 活潑，易發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 能提供微生物呼吸 含不飽和成分的油脂易被氧化 含氧 5% 時(shí)，呼吸強(qiáng)度下降； 1% 時(shí)，缺氧呼吸。,53,二 空氣中氧和日光照射對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,日光照射 細(xì)菌 1

16、 2 小時(shí)死亡 有機(jī)物 老化 如丙烯氰橡膠發(fā)生聚合反應(yīng)。,54,三 產(chǎn)品在流通中遭受外力,搬運(yùn)、裝卸、船碼頭、倉庫 汽車、火車、輪船、飛機(jī) 堆碼、底層過重、意外跌落,55,第二節(jié) 包裝傳質(zhì)與阻隔,1、膜包裝系統(tǒng)的傳質(zhì)與滲透性原理 2、透氧透濕測試標(biāo)準(zhǔn)和方法 3、包裝容器密封性檢測方法,56,第三節(jié) 貯運(yùn)環(huán)境因子對包裝產(chǎn)品質(zhì)量的影響機(jī)理,氣象因素 環(huán)境因素 流通環(huán)境與包裝保護(hù),57,一、氣象因素 1.1 溫 度 1.2 濕 度 1.3 風(fēng) 力 1.4 雨 雪 1.5 太陽輻射,58,二、環(huán)境因素 2.1氣 壓 2.2臭 氧 2.3砂塵與灰塵 2.4鹽霧及其它化學(xué)氣體,59,三、 流通環(huán)境與包裝保

17、護(hù) 3.1環(huán)境因素的綜合效應(yīng) 3.2包裝保護(hù),60,3.1環(huán)境因素的綜合效應(yīng),討論了各種環(huán)境、氣候因素，但自然環(huán)境因素并不是單獨(dú)存在的，大氣的固有特性，如溫度、濕度和氣壓是始終存在的，它們彼此間相互影響，還可能與存在的其它環(huán)境因素相互作用。為了分析環(huán)境因素的實(shí)際綜合作用,61,綜合因素：,(1)高溫與潮濕。 (2)高溫與低氣壓。 (3)高溫和鹽霧。 (4)高溫和太陽輻射。 (5)高溫和霉菌。 (6)高溫和砂塵。 (7)低溫和濕度。,62,(8)低溫和低氣壓。 (9)低溫和鹽霧。 (10)低溫和太陽輻射。 (11)低溫和砂塵。 (12)低溫和霉菌。 (13)低溫和臭氧。 (14)濕度和低氣壓。,

18、63,(15)濕度和鹽霧。 (16)濕度和霉菌。 (17)濕度和砂塵。 (18)濕度和太陽輻射。 (19)濕度和臭氧。 (20)太陽輻射與低氣壓。 (21)太陽輻射和霉菌。 (22)太陽輻射與臭氧。 (23)霉菌與臭氧。,64,3.2包裝保護(hù),包裝保護(hù)是為了防止產(chǎn)品在流通領(lǐng)域發(fā)生損失而采取的適當(dāng)?shù)陌b技術(shù)方法。針對產(chǎn)品在一定的流通環(huán)境中可能遇到的危險(xiǎn)都要確定相應(yīng)的包裝保護(hù)方法。包裝對流通環(huán)境的適用性，就構(gòu)成了包裝的保護(hù)性能。,65,3.2包裝保護(hù)基本原理及包裝措施,流通過程中商品的受損，不外乎內(nèi)在因素(內(nèi)因)與外界條件(外因)兩方面的原因。 內(nèi)因主要指產(chǎn)品的化學(xué)成分和性質(zhì)，如產(chǎn)品本身允許承受機(jī)

19、械外力的脆值，產(chǎn)品的自振頻率，耐高溫與低溫能力，抗氧化、抗腐蝕、抗燃爆、抗溶(熔)化與揮發(fā)、抗生物侵蝕，耐水性、吸濕性以及鮮活產(chǎn)品的生理生化變化等性能，這是產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生變化的根本原因。 外因則主要包括流通環(huán)境條件以及人為因素等。,66,包裝保護(hù)：,包裝保護(hù)是包裝保護(hù)功能的具體化。 包裝保護(hù)的目的，在于選擇適當(dāng)?shù)陌b材料、容器和包裝技術(shù)方法，以保護(hù)產(chǎn)品的質(zhì)量，維護(hù)產(chǎn)品使用價(jià)值，保證產(chǎn)品價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。,67,68,注意問題：,產(chǎn)品在運(yùn)輸、儲存過程中，由于其自然屬性和外界環(huán)境條件的影響，可能發(fā)生各種各樣的變化。在這種情況下，包裝設(shè)計(jì)必須從大范圍的一般環(huán)境參數(shù)條件來考慮，包裝容器的設(shè)計(jì)和選用應(yīng)根據(jù)其運(yùn)輸

20、儲存地區(qū)的氣候環(huán)境特點(diǎn)來進(jìn)行。 對包裝好的包裝件來講，有些氣候環(huán)境因素主要對外包裝產(chǎn)生影響，如太陽輻射、雨水、砂塵等。這時(shí)，只要在外包裝上采取必要的防護(hù)措施，就可達(dá)到保護(hù)的目的。,69,小結(jié)：,包裝設(shè)計(jì)者在從事包裝設(shè)計(jì)時(shí)，除了主要考慮包裝的保護(hù)功能外，還要使包裝便于流通及利于競爭。這樣的包裝設(shè)計(jì)，特別是在出口商品中，才能適應(yīng)干變?nèi)f化的國際市場，對擴(kuò)大貿(mào)易和提高經(jīng)濟(jì)效益是十分必要的。,70,保質(zhì)期的概念 保質(zhì)期的確定方法,四、產(chǎn)品保質(zhì)期預(yù)測基本理論,71,4.1保質(zhì)期的概念,2011年5月13日衛(wèi)生部發(fā)布GB7718-2011預(yù)包裝食品標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)，其中對保質(zhì)期進(jìn)行了重新的定義，新標(biāo)準(zhǔn)中對保質(zhì)期的定義是： 預(yù)包裝食品在標(biāo)簽指明的貯存條件下，保持品質(zhì)的期限。在此期限內(nèi)，產(chǎn)品完全適于銷售，并保持標(biāo)簽中不必說明或已經(jīng)說明的特有