第六章-食品包装基本技术方法及其设备一

第六章食品包装基本技术方法及设备,食品包装技术指为实现食品包装而采用的各种操作手段（包装方法、机械仪器）、包装操作遵循的工艺措施、监测控制手段及保证包装质量的技术措施等的总称,食品包装一般工艺过程,包装方法的分类：（一）食品包装基本技术方法指形成一个食品基本独立包装件的技术方法（如充填、灌装、裹包、袋装、装盒和装箱）（二）食品包装专用技术方法指以延长包装食品保存期或保证包装食品质量为目的的包装技术方法（如防潮包装、真空包装、脱氧包装、充气包装、无菌包装）,第一节食品的充填技术,固体食品的充填液体食品的充填（灌装）,充填包括食品的计量和充入据食品物态的不同分为：,计量精度是一个重要的技术指标，对重量要求精度应达正负0.1,一、固体食品的充填,（一）固体食品的充填方法固体食品的形状多样（颗粒状、块状、片状、粉状等）、性质复杂，充填机多为专用型固体食品的充填方法：1.容积定量充填法；2.称量定量充填法；3.计数式充填法。充填操作：手工、半机械化、全自动,（二）固体食品充填方法的特点与定量机构,1）特点：简单易行，但精度低（操作时可与振动、搅拌、抽真空结合以提高充填的精度）2）应用：粉状或小颗粒状物料（如咖啡、奶粉、果汁粉）3）常用的定量机构：容杯式、转鼓式、柱塞式、螺杆式等可通过计时或计量筒完成定量,1.容积定量充填法,（1）容杯式定量充填机构,当定量改变时，需更换定量杯，只能用于视密度非常稳定的粉料充填,固定容积容杯式定量装料示意图,料斗,有机玻璃罩,活动底盖,转轴,转盘,定量容杯,刮板,A向,B,B向,可调容积容杯式定量装料示意图,刮板,可调容杯由上下容杯组合而成，通过调节装置改变上下容杯的相对位置来改变装料量,漏斗,瓶罐,支柱,转轴,容杯调节机构,托盘,底盖,计量杯,转盘,料斗,（2）计时振动充填法,贮料器,振动托盘进料器,计量器,包装容器,传送带,用于充填定量精度要求不高的物料,（3）转鼓式定量充填装置,定量容腔（可以是槽形、扇形、轮叶形，容腔分定容和可调两种,转鼓,（4）柱塞式定量充填装置,料斗,弹性活门,装料斗,柱塞,柱塞缸,连杆,调节活门,（5）螺杆式定量充填装置,搅拌器,包装件,送料螺杆,贮料器,传送带,螺杆式充填要求螺杆的每个螺距应有确定的容积而且工作时要精确地控制转速，一般用于粉状物料的充填，计量精度在0.5%2%，若能与电子秤配合使用，精度可达0.25%,（6）重力计量充填装置,贮料器,刷子,计量筒,排料口,伸缩腔,固定圆盘,回转圆盘,用于充填价格较低、流动性好的固体物料,（7）真空计量充填装置,贮料器,计量筒（可调）转轮,真空空气总管,容器,运输带,容积充填法装置简单，效率高，广泛用于流体、半流体、粉料、小粒料食品的充填但对固体充填时精度不高,2.称量（重）定量充填法,称量定量充填的目的：提高计量精度使用范围：易吸潮、易结块、粒度不均匀、容重不稳定的固体物料称量装置：杠杆秤、弹簧秤、液压秤、电子秤,1）间歇式净重称量装置,贮料器,运输带,进料器,计量斗,秤,落料斗,包装件,精度高（误差约0.1%），多用于高精度计量的可自由流动的固体物料的充填。如奶粉、咖啡、膨化食品、油炸食品,杠杆电子秤,料斗,闸门,槽式电磁振动给料器,限位器,大秤杆,接近开关,接近棒,油阻尼器,吸引磁铁,小秤杆吊件,小秤杆,支点,充填斗,汽缸或电磁铁,秤斗,小出料口开关挡板,大出料口开关挡板,汽缸或电磁铁,适合于粉粒状物料、颗粒料的称量,普通电子秤,料斗,闸门,粗给料振动器,细给料振动器,测力传感器,充填斗,秤斗,开斗门摆杆,开门传动装置,因结构简单、称量方便而使用广泛,2）间歇式毛重称量装置,贮料器,运输带,进料器,秤,落料斗,运输带,因无计量斗，物料直接装入包装容器，可消除黏附现象对精度的影响，可用于具有流动性的物料和有一定粘性的物料的充填，但精确度比净重法低,3）连续式称量装置,电子皮带秤的机构示意图,整流器,调节器,重量给定,包装容器,等分格转盘,差动传感器,秤,阻尼器,闸门,可逆电机,多用于粉状和小颗粒状物料的充填，计量速度快，适用于高速包装机的计量,称重充填法计量精度高，但效率低，设备结构复杂多用于粉状和小颗粒物料,3.计数充填法及装置,常见的计数装置：长度计数装置光电式计数装置转盘式计数装置,转盘式计数装置示意图,装料筒底盘（定量盘）,卸料斜槽,卸料盘,装料筒,装料筒底盘（定量盘）,二、液体食品的充填（灌装）,（一）液体食品的种类1）低黏度的流体液料：可在管道中自由流动，靠自重流入容器（油类、酒类、果汁、饮用水、饮料、牛奶、酱油、醋、糖浆）2）半流体：靠自重和外力在管道中流动并进入容器（炼乳、番茄酱、酸奶）3）粘滞流体：借助外力才能流动（肉糜、果酱、香肠）,（二）液体食品灌装容器1)硬质容器:玻璃瓶、金属罐、塑料瓶、塑料杯2)软质容器:由柔性材料制成的盒、袋、管等（三）液体食品的充填方法和定量机构,第二节灌装技术,液体装料机的组成液体食品常用的灌装方法,一、液体装料机的组成,液体装料机主要组成为：送瓶送罐机构；瓶、罐升降机构；定量机构；装料机构控制系统及传动系统,（一）送瓶、送罐机构,1.作用：准确将瓶、罐送进送出灌装机的瓶托升降机构以保证装料机正常工作2.类型：1）圆盘输送机构,装料机工作台,爪式拨轮,瓶罐,圆盘,挡板,弧形导板,分隔器,导槽,2）链板、拨轮输送机构,链板式输送机,四爪拨轮,定位板,装料机构,四爪拨轮,链板式输送机,3）爪式拨轮送瓶机构,链式水平输送机,瓶子,变螺编螺杆,侧面导板,组合式拨瓶星轮,A向,A向,（二）瓶、罐升降机构,1.滑道式（凸轮式）瓶、罐升降机构,瓶罐输送入轨道,灌装过程,灌装满后下降到最低位置待离开工作位,瓶子,机构简单；但当设备出现故障时，升降机构仍然工作，所以易把瓶挤坏，要求所用的瓶罐质量高,2.压缩空气式瓶、罐升降机构,压缩空气,空气管,阀门,管道,减压阀,汽缸,活塞,柱塞杆,托瓶台,机构简单，操作方便，不易发生瓶、罐挤坏现象，但下降时冲击力较大,3.压缩空气与滑道式混合瓶、罐升降机构,混合式瓶、罐升降机构示意图,瓶、罐,活塞,活塞筒体,滚子,气管,滑道,滚子,活塞芯子,活塞中部孔洞,（三）定量机构,1.控制液位定量机构（高度定量机构）1）定量原理：通过调节插入被装容器内的排气管的高低以控制液位来达到定量装料的目的2）结构3）定量过程,进液管,排气管,灌装头,瓶,瓶托机构,液槽,结构简单、使用方便，改变排气管插入瓶内的位置即可改变装料量，但精度不高,阀碟,橡皮环,套筒,弹簧,排气管,阀碟,橡皮环,套筒,弹簧,排气管,阀碟式罐装头,灌装嘴,进液管,旋塞,定量杯,细管,1）旋塞式定量杯机构,2.容杯式定量机构,排料工位,定量杯定量灌装原理图,灌装头,弹簧,进液管,密封圈,锁紧螺母,阀体,定量调节管,定量杯,2）定量杯定量机构,每次灌装的容积与定量杯的容积相等，要改变灌装量，只需改变调节管在定量杯中的高度或更换定量杯即可，避免了瓶子本身的制造误差带来的影响，定量精度高；但不宜用于含气饮料的定量,凸轮,瓶托,瓶口座,下酒管,压簧,滑动轴承,挡片,O形密封圈,调节管,定量杯,B,A,贮液缸,阀体,弹簧,导向螺钉,滑阀,弧形槽,下料孔,灌装头,活塞,活塞缸,活塞缸定量灌装原理图,（四）装料机的控制机构,主要是指开关控制装置，它与定量机构、升降机构等互相配合，共同完成装料过程,二、液体食品常用的灌装方法,（一）常压灌装法1.概念指在常压下液体依靠自身重力流入包装容器的方法2.常压灌装的工艺过程：进液排气停止进液排除余液：即排除气管中的残液3.应用：用于灌装低黏度不含气的液体如牛奶、白酒、酱油、饮用水等,？,常压灌装法,密封盖,灌装阀,排气管,贮液槽,空气出口,结构简单、操作方便，易于保养，应用较广,灌装液位,密封盖,排气管,浮子,进液管,重力真空灌装,因采用了低真空，有利于保持待灌装液体（如白酒、葡萄酒等）的挥发性成分,灌装阀,2.真空灌装法1）重力真空灌装：指让贮液槽和容器都处于接近相等的真空状态，料液靠自重流入容器的灌装方式,2）差压式真空灌装：指料液在有压力差真空下完成灌装的方法。（多用，较适用于易氧化变质的液体食品的罐装如油类、果汁类、蔬菜汁类）但有回流和溢流存在,1,2,3,5,6,7,8,9,10,11,12,4,3.虹吸法灌装：液料经虹吸管由贮液槽被吸入容器直至两者液位相等为止的灌装方法适合于低黏度不含气料液生产上常常用于高级葡萄酒和高级果汁饮料的灌装,4.等压法灌装指在高于大气压条件下，利用贮液槽上部的压缩空气对包装容器充气，使二者压力接近相等，然后液料靠自重流入容器内的灌装方法。等压灌装一般用于含气液料的灌装,等压灌装示意图,气管和气阀,液管和液阀,泄压管和阀,压缩空气或二氧化碳,浮子,供液口,充气阀,灌装阀,泄压口,密封盖,排气口,灌装液位,等压灌装法,5.压力法灌装指利用机械力如液泵、活塞泵或气压将待灌装的液料挤入包装容器的方法主要适用于黏度较大的物料的灌装（果酱、蜂蜜、番茄酱）,机械压力灌装法,供液槽,供液阀,溢流管,灌装阀,密封盖,灌装液位,供液泵,贮液槽,浮子,第三节裹包及袋装技术,裹包技术及设备袋装技术及设备,一、裹包技术及设备,裹包是块状类物品包装的基本方式裹包用柔性包装材料将产品或经过原包装的产品进行全部或局部的包封裹包方式：单体物品裹包；单体组合后进行集积式裹包裹包的特点：省料、成本低、操作简便、机械、手工均可操作，适应性强,（一）裹包的形式,半裹包,扭结式裹包,折叠式裹包,折叠式裹包,接缝式裹包,覆盖式裹包,缠绕式裹包,贴体裹包,收缩裹包,拉伸裹包,扭结式裹包,（二）裹包的方法,1.折叠式裹包方法折叠式裹包是用一定大小的包装材料包裹在物品上，经过搭接、折叠并封紧的包装方式,机械操作的两端折角式裹包操作,1）两端折角式裹包,手工操作的两端折角式裹包操作,2）两端搭折式裹包,常用于裹包形状不规则、质地较软的物品如面包、糕点等,3）采用附加物的裹包方式,2.扭结式裹包方法,3.热熔封缝式裹包采用具有热收缩性能的塑料及复合薄膜等包装材料对物品进行包裹并对其接缝和端口进行热封的裹包方法,（三）裹包设备,1.折叠式裹包设备,双端折叠式裹包机工作原理图,输送带,待包物品,推料板,送纸辊,送纸辊,玻璃纸,折角器,输出推板,端面热封器,端面热封器,上托板,端面折纸板,侧面热封器,下托板,侧面折纸板,可用于包装材料为玻璃纸或BOPP的小盒食品的裹包,2.扭结式裹包机,间歇式双端扭结裹包机,2.热熔封缝法裹包机1）平张薄膜热裹包机（枕型裹包机）,2）对折薄膜热封裹包机,卧式对折膜热封裹包机工作示意图,薄膜,开口导板,导辊,L型封切装置,物品,开口器,成品,立式对折膜热封裹包机工作示意图,薄膜卷筒,传送装置,成品,L型封切装置,开口器,物品,开口导板,U形件,三角成型器,导辊,3）双张膜四边热封裹包机,收缩薄膜,导辊,横封器,纵封器,输送带,输送带,输送带,成品,纵封器,导辊,物品,收缩薄膜,4）平张膜两端开放套筒式裹包机,适合接近立方体的物品、不需要完全被薄膜密封的场合,收缩薄膜,导辊,横封器,成品,物品,推进装置,折叠导杆,导辊,收缩薄膜,纸托板,热熔封缝式裹包机,电脑全自动枕式裹包机,（五）国外典型的裹包机械,美国AutoWrappers公司的柱状裹包机,美国AutoWrappers公司的条状裹包机,美国AutoWrappers公司的柱状扭结式裹包机,美国AutoWrappers公司在S2000裹包机的基础上开发的性能更为优越的、效率更高的裹包机,对于大多食品而言，效率最高的和最经济的包装方式是枕式包装，美国的AutoWrappers公司开发的最新型的Versoflow200系列的枕式包装机使枕式包装可应用在更广泛的场合,专门用于包装无菌的、一次性使用的产品,二、袋装技术及设备,松散态粉粒状食品及形状复杂多变的小块状食品，一般都采用袋装；生鲜食品、加工食品和一些液体食品（牛奶、果汁）也采用袋装，在食品加工业，袋装技术的应用日益广泛,（一）袋装特点和形式,1.袋装的特点：1）价低，多样，适应性强2）包装材料来源广（纸、铝箔、塑料及其复合材料），品种多，适合不同包装要求3）可采用灵活多变的艺术设计和装潢印刷得到各种不同的花色品种,2.袋装的形式,热封薄膜包装袋的形式,三边封口袋,四边封口袋,纵缝搭接袋,纵缝对接袋,侧扁折叠袋,筒袋,平底楔形袋,椭圆楔形袋,底撑楔形袋,塔形袋,尖顶柱形袋,立方柱形袋,（二）袋装机械,1.立式成型制袋充填封口包装机1）枕形袋立式成型制袋充填封口包装机,可用于粉状、粒状、小块状物料的包装,成品,横向热封器,纵向热封器,张紧装置,充填管,计量充填装置,翻领成型器,光电检测器,张紧装置,导辊组,薄膜,2）扁平袋成型制袋充填封口包装机,切断装置,薄膜,导辊,横封装置,纵封装置,计量充填装置,制袋成型器,光电检测器,预松装置,切断装置,薄膜,导辊,横封装置,纵封装置,制袋成型器,光电检测器,预松装置,转向辊,压辊,3）角形自立式成型制袋充填封口包装机,折合袋底装置,排气钳,夹带钳,横向热封切断器,充填管,烫角器,纵封装置,方向导辊,纵向预封装置,翻领成型器,成型圆筒导管,导辊,薄膜,A向,A向,2.卧式成型制袋充填封口包装机,三角形成型器,纵封器,牵引器,隔离板,开袋吸头,加料管,横封器,牵引辊,切刀,薄膜,导辊,成型折合器,保