熟制板栗仁食品的蒸煮袋包装设计

1、熟制板栗仁的包装设计前言：目前板栗包装一般采用零销散装、罐头或普通塑料袋装技术， 其包装虽简单，但保质期短、附加值和包装品位低，与板栗本身营养 价值不对等， 严重影响板栗制品储藏与销售。 经查阅资料发现蒸煮袋 包装具有适合高温灭菌、冷冻冷藏、阻隔性好、外型美观等优点而得 到广泛应用，如肉类、果制品等产品的包装。而且查阅发现部分企业 已经开始使用蒸煮袋作板栗熟制品的包装， 于是本次作业拟采用蒸煮 袋作熟板栗仁的包装。一、蒸煮袋包装的设计假设熟制板栗仁在物流领域中易发生作业二中提到的褐变、 风味 散失、霉变等质量变化， 所以其包装的主要目的是： 阻隔空气中氧气、 水分等和防止微生物等因素对其质量的

2、影响， 因而阻隔性材料的正确 选用及其厚度的确定是熟制板栗包装设计的关键。 查阅资料可以得到 熟制板栗制品含水量为 40 50，对应的相对湿度为 50 一 85%, 般储存在平均温度为25C、相对湿度40%的环境中。为了 方便设计和计算，不妨设所设计蒸煮袋尺寸为 25X40。所包装熟制 品板栗的重量为400g,含水量50% （对应相对湿度70%），保质期为 1年。所设计的蒸煮袋正面透明阻隔耐蒸煮袋材料 （展示以引起购买 欲望）,背面不透明阻隔耐蒸煮材料 （阻光延长货架寿命 ） ,同时忽略 印刷层对水蒸气和氧气透过率的影响。二、材料的选择1、基材选择蒸煮袋基材是其骨架，起到容纳、保护产品的作用，

3、其一般应具有高机械强度、耐120C高温蒸煮、印刷适应性和透明性好等主要性 能。根据资料选择作为包装的材料基质。对于真空高温蒸煮袋为了防止蒸煮时， 气体膨胀使袋爆破， 而要求 基材透气性小。 因透气性较大， 不适作为熟制板栗真空蒸煮袋的最佳 基材。尼龙与相比较虽然强度性能、韧性、印刷性都差不多，但在高 温蒸煮下易吸湿劣化、变形，而受湿度和高温的影响小，因此，是作 为熟制板栗真空蒸煮袋最佳基材。2、阻隔层选择（1）背面不透明型高温蒸煮袋阻隔层材料。不透明型高温蒸煮袋有铝箔型和镀铝型 2 种 ，铝箔具有极好的阻 隔性能，当其厚度超过17. 78卩m时对水分和氧气的透过率几乎为 零，而且对光线完全阻隔

4、； 镀铝薄膜与铝箔阻隔性相近，但对光线不 能完全阻隔，因此本设计采用铝箔作为不透明阻隔耐蒸煮材料的阻隔 层。（2）透明型高温蒸煮袋阻隔层材料。透明型蒸煮袋阻隔层材料的选择主要有、 、等，随杀菌温度的提高 透氧量急剧增大，不适合充填后高温蒸煮袋的包装杀菌；在120C130 C杀菌后氧气透过量变化不大；尼龙透湿性大一般不单独作为阻 隔层。因此本设计采用作为透明阻隔耐蒸煮材料的阻隔层。（3）热封层材料。目前常用的热封层材料有、 、等，高温蒸煮袋的蒸煮温度一般为120C，因和的最高使用温度w 90C，而的最高使用温度可达160C, 因此本设计采用做热封层材料。综上所述，可以确定板栗高温蒸煮包装袋材料层

5、次为：正面/, /,产品，/背面。3、各种材料厚度的确定（1）基材、热封层厚度。本设计采用的厚度为15 口、的厚度为60 。基材和热封层的厚度 由蒸煮袋的工艺要求和市场上常使用的规格确定。目前的市场使用厚度规格有10 20口，2030呵，3040等，而蒸煮袋中使用的 一般在1016 m。热封层为了能满足其热封性及耐油脂性能的要求 一般选择50 一 70呵的材料，（2）透明阻隔层厚度。熟制板栗蒸煮袋的包装要求抽真空，氧气是其被氧化和嗜氧微生物 繁育主要原因，因此蒸煮袋阻隔层的厚度应该由其阻氧的要求决定。其真空度的一般为1530,同时熟果制品自身的最大含氧量一般 不超过20. 253/l00g，当

6、含氧量超过此值时易发生变质。因此可以根 据存储期、复合材料的透氧率、产品最大容许吸氧量和所设计材料的 厚度之间的关系式（1）和菲克扩散第一定律和亨利定律的关系式（2） 来确定材料的阻隔层的厚度。力dJ 一咒（鬥片）加式中：q为气体渗透量；P为气体透气系数；（P1P2）为包(1)装材料两侧气体分压差；A为包装材料容器的整个表面积；t为存储 时间；d为包装材料厚度的厚度；J为气体的扩散速率。对于一个由几层膜复合而成的多层结构，在稳态透过的条件下通过每层膜 的扩散速率相等，并等于总的扩散速率，而气体扩散的扩散的总驱动 力为各层扩散驱动力之和，其关系为式（3）和式（4）。= A = /s JCD片4出

7、4屮+ AP(4)假定气体透过复合材料每层的扩散速率都符合上述单层膜的规律，则有-亠- 亠:式中：为复合薄膜的渗透系数1分别为复合材料各层膜的厚度，1 分别为复合材料各层膜的渗透系数。所设计的袋型为25X40的板栗高温蒸煮袋，其净含塞为400g,保质期为1年，热封层厚为60口，基材厚为15卩m。将表1 中数据代入式（2）、（1）和（5）,可得13。即所设计的板栗高温蒸煮 袋的阻隔层厚度最少为13卩m,为符合要求取15卩m。由此可以确定 透明阻隔层材料的设计为15/ 15/ 60。A 1的r佯堆事敵Tab. 1 Penneabllity coefficient of gas for Some p

8、lastics films乌cnlPVCO0.M4. 1022.50PET5. SB23.5276 40* 单位为 X cm* un/cma * ( 10L 235LPa) k 赵度 耶3）铝箔层厚度的确定。铝箔与厚度的确定方法相同，但因目前铝箔生产工艺和质量的限制，所生产软包装用的铝箔厚度一般为9一 gS 0.03 X . 01778/0- 0090 二0. 015P ml/(645Lm2 24h kPa JQ* = 6. 50 x 0. 0177S/0.015 二根据表2中的数据，可知分别：7. 70467 ml/(643cm1 24h 翅町可知铝箔的透氧晕远小于的透氧量， 因此，当基材采

9、用与透明 层同样厚度的基材（15卩m）和热封层（60卩m）时，（9卩m）的铝箔作为 阻隔层完全能满足熟制板栗高温蒸煮袋包装设计的要求， 所以可以确 定不透明阻隔层材料的设计为15/ 9/ 60。Tab.2 Comparison of permeability resistance between aluininiini foil and FVDC单位科扃试条件川为-24liL9O%RH；* 24h kF时,2T *0*4理论保质期的计算所设计的蒸煮袋，能防止空气中氧对产品质量的要求， 能否同时满足一般物流领域中水蒸气对其质量的影响， 还需通过熟制板栗的最大允许透水量、所设计材料的透湿系数及其厚

10、度等来估算蒸煮袋的 理论保质期。由表2可知，所设计的5T /9/60层材料的透湿系数远小于设计为15 /15/60的透湿系数，因此只要透明层的材料满足 要求，所设计的高温蒸煮袋就是合理的。根据潘松年的关于阻隔防 潮包装储存期中的计算水蒸汽的渗透机理，最大允许透水量、所设 计材料的透湿系数及其厚度和存储期等仍满足式 （1）。通常透湿率和 透湿系数都是在温度40C、相对湿度（900） %的条件下测得，因此 任意温度B的Q。与Q40加需通过式 换算，将温度40C、相对湿度 （900） %的条件下测得透湿率和透湿系数代入式（1） PM *-0)%令 - K厲=3得到式（8）。式中：Q40为透湿率；为透湿量；为透湿系数;P40为温度40 C时饱和水蒸气压强；f为面积与时间的单位换算系数;?40V为某种包装材料在温度40C、BC时的透湿系数；P40、P。为在温度的饱和水蒸气压强。由复合材料透湿系数 I1 1