包装工艺学课件

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1、,包装工艺学,自动封口工艺动画,成型-充填-封口工艺动画,目录 本课程的教学思路 第一章 绪论及包装工艺的物理学基础 第二章 包装工艺的化学基础 第三章 包装工艺的微生物学基础 第四章 包装工艺的气象环境学基础 第五章 纸包装工艺 第六章 塑料包装工艺 第七章 其他容器包装工艺 第八章 充填工艺 第九章 辅助包装工艺 第十章 环境保护包装工艺 第十一章 物理防护包装工艺 第十二章 化学防护包装工艺 第十三章 生物防护包装工艺 第十四章 包装工艺规程制订,本课程的教学思路,1.围绕包装的标准和定义进行。重点体现包装的三大（或四大）功能。 . 定义：为在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售，按一

2、定技术方法而采用的容器、材料及辅助物的总体名称。也指为达到上述目的而采用容器、材料及辅助物的过程中施加一定技术方法等操作活动。 . 包装功能：保护、便利、促销、（增值）。,2.总体内容：四大块 包装工艺学（即分有四篇） 绪论-（共三节：工艺学概念、任务与内容、发展方向） 包装工艺学理论基础（共四章：物理的，化学的，生物的，环境的） 通用包装工艺（共九章从第五第十三章。其内容为：纸包装工艺，塑料工艺，其它容器工艺，充填工艺，辅助工艺，专用包装工艺，物理保护，化学保护，生物保护） 包装工艺过程（共二章从第十四章第十五章。其内容为：包装工艺规程制订，包装工艺工程质量控制）。,3. 教学方法：注意理论

3、与实际相结合：最好每次课程内容要有实物作分析。 4. 速度安排：（共十四周，每周三节课） 基本上为每周一章（除绪论加到第一章讲，第十二章和第十三章一起讲）。 5.艺术与技巧： 注意三个重点：本课程有重点，每一章节有重点，每堂课有重点。具体：实践式、抢答式、分组讨论式、实物分析式等集体讨论课。,第一章 绪论及包装工艺的物理学基础,一.包装系统与包装工艺学 包装的定义: 为在流通过程中保护产品、方 便储运、促进销售，按一定技术方法而采用的 容器、材料及辅助物的总体名称。也指为达到 上述目的而采用容器、材料及辅助物的过程中 施加一定技术方法等操作活动。 包装功能包装功能的体系与根源。 包装系统现代包

4、装学中对包装实现其特定功能的技术措施和体系总称。,4.包装工艺过程：把包装材料、包装容器及辅助物科学进行处理利用，实现包装功能的过程。 这要借助于材料，机械和方法 。 例如：袋成型填充封口机工艺流程动画：,5.包装工艺学：是解决和研究包装工艺过程及其规律的科学。 包装工艺学研究的问题有三方面： 实现包装的功能如四大功能。 研究提高包装有效性和生产率的方法可靠性与速度，效益。 研究提高包装经济效益的方法和技术增值,二、包装工艺学的任务及研究内容,1.研究主要包装产品的特性被包装产品物质（商品）包装对象 如 ：形体、物理、化学、生物（水果、饼干、工艺品） 2.研究包装制品的性能 ,如材质，如何成形

5、，如何对包装对象进行保护 ; 3.研究流通（或储运）环境的影响因素，如物理中的力，功气体，气压;,4.研究包装设计的方法保护与促销,如主体与造型、色彩等 ; 5.研究包装设备性能与其应用,提高可靠性和生产率 ; 6.研究包装工艺的设计准则, 注意两个问题： 标准化问题； 环保问题,三、包装工艺的发展动向方向问题科学发展（社会需要）,1.研究包装工艺的理论基础，综合性。 2.保护环境：减少污染绿色包装纸降解塑料环境要求 3.提高精度和质量举例：高附加值产品及其增值面粉与石灰 4.提高效率和自动化程度机械化作业高速化 （见下图）。,机械化高速作业,四、产品的物理学中的物理机械性能 、产品的物理性质

6、 这里的产品的更多的是广义的。指与作为交换或具有使用价值的物质总称。 、产品的内容指物质：如材料、食品、机械设备、容器 、性质指在物理学中所涉及到的流动性结合性变化性。如摩擦流动性、密度、粘度、沸点、熔点、蒸汽点、升华、导电绝缘等。可用一件食品分析：如糖果。,、产品机械性性质特性： 指在储运中的静与动中表现出来的特性材料学和运动 静中：视观和称评。如：尺寸、结构形状、质量； 动中：外界力和电。如硬度、刚度、弹性、韧性、频率、脆值料。 3、影响产品物理性质的因素 1） 成分与结构例如大米制品、 粽子与八宝饭； 2） 制造方法面包与饼干； 3） 环境春夏秋冬所生产的肉制品保质与杀菌要求。,五、产品

7、在流通中的物理变化,1.三态变化（气 液 固） 产品的时间压力温度湿度等条件下会产生挥发升华流失干缩风干溶解熔化凝固等 挥发与干缩 挥发的定义 挥发的机理 挥发的速度 挥发的因素 举例：食用油与汽油，面包与年糕 溶解与风化 定义与机理：溶解 风化 溶解的因素 熔化与凝固去壳的鸡蛋为例 定义与机理 熔化与凝固的因素,2.渗漏与渗透食用油为例 .渗漏针对气态与液态而言 a）渗漏的实质：指液体在材料不连续处产生的对流和扩散。对流受压强和密度不均所引起；扩散受 压力、湿度、浓度差引起 b) 渗透的原因：材质不连续 环境因素的变异 如裂纹 ； .渗透由分压梯度引起的扩散 渗透是一种由时间决定的微观现象.

8、举例：如盐水对木材。 3.机械性质变化 在储运过程中会会碰到各种因素（环境）影响使产品机械性质产生变化：可视的，非可视的，表面的，内部的,机械性质变化会产生下列结果： 产品性能无损 .产品性能局部受影响 .外观 无损，内部受损，性能降低 性能失效，失去价值。 4.其它变化 导热与耐热性变化饮料 场强变化仪器 仪表 光学性质变化胶卷的曝光,六、力学因素对储运条件的影响,力学因素与运输工具、运输条件（道路等），堆码方式等密切相关，并产生不同的变力。 1 储运损坏与环境 装卸：人与机械影响到变力、冲击、加速度、转动惯量 运输： 铁路 公路 船舶 飞机 储存（藏） 堆码方式（高度与码法） .堆码 负载

9、 由最下一件包装 最大负荷载荷，即： p=w(-1) P是载荷，w 是单位箱毛重, 是箱的层数 纸箱压力破损负载=p（最大堆码负载）T M A O S I,频率、加速度、振动、冲击、动量,2、冲击与产品脆值 脆值定义：产品不发生物理的或功能的损伤所承受的最大加速度值。用G表示。通常定义：是产品破损前的临界加速度与重力加速度之比（无纲量值）。 包装件质量与跌落高度 产品在装卸（或其它情况下）其质量、跌落与高度和产生跌落 的概率有关。 所谓跌落高度：指产品底部与地面垂直距离。 最高跌落的高度： （式中：m为产品质量，H为跌落高度 ） 跌落高度与冲击作用力 冲击作用力： 式中： 和 分别为冲击开始和

10、结束时的速度。 脆值标准：指不同的产品所允许的最大脆值范围不产生破坏时。 注意：以上均受到产品包装形式：用材、结构、环境、运输条件的影响 。,3.机械振动与减轻产品振动（方法）,机械振动是运输过程中使物品破坏的力学特征和力学性质。与固有频率、振幅、加速度等有关。同时有方向性。 振动传递率 振动传递率是对包装产品产生振动影响的关键 振动影响力表达式： 会有共振 隔振（需要） 变大趋势。 .最大传递率 但上式中 时，则 最大；表达为： 此时产品处于最大响应的共振状态。应加以避免，要非常注意。,非线性弹性系数缓冲材料的振动传递率。 上述的研究为连续粘性（或粘弹性）体。 即.弹性系数（材料的）K为线性

11、，.系统阻尼系数C为粘性。 但包装中并非如此，上述的就不能反应实际，而实际只能用实验和现实而定图表曲线。 经验公式有： 而且：产品脆值大于 时，并使 ，便可保证振动衰减量。,小结：,1.能用包装的定义和功能来分析包装及其工艺（作业）。 2.了解本课程的内容和发展。 3.掌握产品的物理性能及流通物理性能及变化对产品的影响以实物说明不产生变质（不失去使用价值）。 4.熟练掌握力学因素中的脆值与跌落分析方法，特别是脆值与产品保护条件。,第二章 包装工艺的化学基础,将包装与包装对象产品结合分析 一、产品（包装对象）的化学成分有代表的五种： 食品类：糖类（碳水化合物）、蛋白质、脂肪、纤维素、维生素、水分

12、、灰粉 药品类：天然、合成、营养及抗菌成分 化妆品类：有机与无机、添加剂、分散剂 机电产品类：有机与无机及抗氧化剂 化学危险类C、H、O及氧化剂,二、产品(包装对象)的化学性质： （体现为4性）,主要指产品形态、结构及其在光、热、酸、碱、盐、温度和湿度及各种气体作用下的化学变化（如稳定性、腐蚀性）。 1. 产品的化学稳定性 受到各种成分作用产生量和质的变化、及其性能的改变 2.产品的毒性 产品发生化学与物理化学、生物化学反应而导致变质，出现毒性。特别是食品、药品、化妆品。 3.产品的腐蚀性 产品在与某些物质接触而产生的表面氧化导致腐烂与破坏。有自 的，相互的，外来的 。,4.产品的燃烧爆炸性

13、.产品的燃烧性 属于一种剧烈的氧化反应。 分为四类： .易燃液体如燃油类 汽油等； .易燃固体如赤磷、火柴； .自燃物品如火药类及硝酸纤维 .氧化易燃物。如活泼金属(金属元素周期表)，金属氢化物(氢化金属,NaOH,钙、钾氮化物)，金属碳化物（CaC2 、Al4 C3）.,.产品的爆炸性 产品的爆炸性是一种由内外功作用而产生瞬间能量释放现象。由外在作用参数与内在本质因素作用而产生，表现有四种： .撞击性爆炸由能量积累而产生。 .易然物在空气中的爆炸火与氧化为触发点。 .氧化混合易燃物爆炸氧化主要因素，加上发热摩擦。 .变热与摩擦爆炸热积累而引起。,三、包装对象产品的化学变化,常见的化学变化有：

14、化合、分解、水解、氧化、锈蚀、老化等 。 1.化合 指两座或两种以上物质作用生成一种新的物质（A+B=C） 例如：水+生石灰（ ）变成了 . 这是包装内加抗氧化剂或防潮剂的包装原理。 2. 分解 指一种物质在外界因素（光、热、酸、碱、盐等成分）影响产生的化学反应。 如： AB=A+B 、 或 这是包装保护的原因和依据： 例如：很多物质见光、见热、见空气就分解。 过氧化氢： 硝酸：,3.水解： 指某些物质遇水便分解，即物质分子与水作用而发生复分解反应。水解生成原物质成分和其它物质。 例如： 蔗糖葡萄糖+果糖 葡萄糖+果糖 水解 4.氧化 指产品（物质）与氧（空气中、水中）接触而发生的化学反应。

15、氧化的后果是产生另外的物质与原物质不同。如热量、气体（味）、锈斑氧化物、色变、软化或硬化等，从而变质。 例如：维生素、油脂、脂肪等物质的氧化。 这种氧化作用是包装中（食品类）最重要的保护工艺问题 。,5. 锈蚀： 指某些物质，尤其是金属物质其表面与介质（空气、湿度、酸、碱、盐）作用发生化学或化学反应生成其氧化物。 锈蚀也称腐蚀。有化学与电化学两类锈蚀 。 化学锈蚀及原理 指金属类物质与表面介质产生的直接化学作用，介质与金属作用分解出原子。生产化合物分子锈斑产物。表达式为： 式中Me为金属，X为介质。 氧化的化学锈蚀表达式为： Me+ O 2 MeO 金属化合物 这是金属包装表面要进行涂层保护的原理。,1,2,化学锈蚀有五种类型： . 锈蚀后不成膜而成挥发物质重量Q变小。 Q=K (K为常数与材料