13第三章塑料第五节13.ppt

1、第五节 食品用塑料包装材料的选用,塑料作为食品包装材料已有几十年的历史，且由于具有优异的包装性能而得到广泛应用，但塑料本身所具有的特性和缺陷，用于食品包装时会带来诸如卫生安全等方面的问题，因此，在选用塑料包装材料时，除满足食品包装的基本要求外，应注意如下问题。 一、塑料包装材料的卫生安全性 二、塑料包装材料的阻透性 三、塑料包装材料的异臭成分,一、塑料包装材料的卫生安全性,用于食品包装的塑料在卫生安全性能上存在两个问题： (一)塑料树脂的卫生安全性 (二)塑料添加剂的卫生性,(一)塑料树脂的卫生安全性,用于包装的大多数塑料树脂是无毒的，但它们的单体分子却大多有毒性，且有的毒性相当大，有的是明确

2、的致癌物，当塑料树脂中残留有单体分子时，用于食品包装即构成了卫生安全问题。 在卫生安全性方面，美国食品与药品管理局(FDA)的标准是国际上公认的。食品包装容器用合成树脂的毒性物质的最大允许量见如教材表317 。,(二)塑料添加剂的卫生性,塑料添加剂一般都存在着卫生安全方面的问题，选用无毒或低毒的添加剂是塑料能否用作食品包装的关键。 增塑剂 、稳定剂、着色剂、油墨、润滑剂、发泡剂等，,二、塑料包装材料的阻透性,阻透性是食品包装材料最主要的性能，食品包装材料对内容物的保护性主要取决于包装材料对空气、氧、水蒸气等的阻透性。 空气、氧、光线，水和水蒸气及挥发性物质对塑料包装材料均有一定的透过性，这种透

3、过性除与透过性物质的分子大小及物性有关外，还与塑料本身的成分，大分子结构和分子聚集状态等内部结构因素以及塑料和透过性物质之间的亲和性、相容性有关。,由于塑料树脂的内部结构和物态受温湿度等环境因素的影响，从而导致其阻透性的相应变化，这给选用合适的食品包装材料增加了困难，因此，对塑料的一般阻透性规律应该有所认识。,包装材料阻透性,气体产生通过包装材料运动的原因： 包装材料两侧总压力和有关气体分压力均不相等； 包装材料两侧总压力相等但有关气体的分压力不相等。 气体都具有从高浓度向低浓度区域扩散的性质，空气湿度也有从高湿区向低湿区扩散流动的性质。 气体、水蒸气透过包装材料的速度，一般符合费克气体扩散定

4、律。 气体、水蒸气透过包装材料的形式： 溶解扩散、费克扩散、泊肃叶扩散,溶解扩散,溶解扩散：气体从包装容器的一个侧面溶入包装材料中，并且在包装材料中扩散，然后从包装容器的另一侧面释放出来的现象。 包装材料上无孔隙，无论什么原因，气体、水蒸气通过包装材料的形式均为溶解扩散。,当气体压力不高时，D与C无关，溶入包装材料中的气体浓度呈直线变化。费克定律公式形式可改写为：,式中： Q-渗透到包装容器内的气体体积 D-气体在包装材料中的扩散系数 S-包装材料的表面积 C-溶入包装材料中的气体浓度 x-包装材料的厚度 t-气体在包装材料中的扩散时间,亨利定律：,-气体溶解系数 p-气体分压力 R-气体透过

5、率 应用范围： D和无关；气体能够迅速达到平衡状态。 应用前提： 气体在包装材料中溶解度很小。,复合材料的透过率,复合材料的透过率： 每层材料的厚度x1、x2、x3 x= x1 + x2 + x3 每层材料的透过率R1、R2、R3 每层材料厚度相等时： x1=x2=x3,费克扩散与泊肃叶扩散,费克扩散：包装材料上有孔隙，包装材料两侧总压力相等，仅有有关气体分压力不相等时发生的气体扩散现象。,式中：S-孔隙面积；r-孔隙半径,室温下空气中氧气的D=0.17cm2 室温下水蒸气的D=0.25cm2 包装容器上的某个孔隙的水蒸气透过率q：,泊肃叶扩散,泊肃叶扩散 ：包装材料上有孔隙，包装材料两侧总压

6、力及有关气体分压力均不相等时发生的气体扩散现象。,Q-时间t内通过孔隙的气体量cm3 r-圆形孔隙半径cm -空气动力粘度系数kg/m.s x-包装材料厚度cm t-时间s p1-环境压力，大气环境中为1bar p2-包装容器内的初始压力，真空包装为0bar,包装材料的阻隔性能决定于材料的种类、加工方法和材料厚度，为判断包装材料的阻隔性能，一般是测定其透湿度、透气度等。 阻隔性是包装材料的一个重要参数，也是选用包装材料、定保质期限、设计保质工艺的主要依据。,有效面积1m2的包装材料在一面保持40、相对湿度90RH，另一面用无水氯化钙进行空气干燥，然后用仪器测定24h内透过包装材料的水蒸气量，测

7、定值就是在40、90RH条件下包装材料的透湿度，单位用g/(m224h)表示。,三、塑料包装材料的异臭成分,(一)塑料包装材料产生的异臭 (二)塑料热分解和添加剂产生的异臭 (三)印刷颜料、黏接剂或溶剂等产生的异味,(一)塑料包装材料产生的异臭,塑料由于原材料的制造条件或为改进其性能而加入的各种添加剂，及因在复合、制袋、印刷等各种加工过程中处理不当，都有可能产生异臭。,(二)塑料热分解和添加剂产生的异臭,塑料在软化点以下虽不产生热分解，但PVDC等的软化温度接近热分解温度，在加工和热封等加热过程中会因过热分解而产生异臭，因此，必须把加工和热封温度控制在适当的范围内。 塑料热分解时产生的异臭与添加剂的关系很大，这些添加剂不但会影响聚合物分解，其本身也会分解产生异臭。,(三)印刷颜料、黏接剂或溶剂等产生的异味,用有机颜料着色或利用钛白印刷的薄膜，加热时会生成明显的挥发性物质，在热封时应控制温度，否则会产生较强的异臭，食品将遭到污染