化学防护包装工艺

1、1 1. 防锈包装工艺；防锈包装工艺； 2. 真空包装与充气包装工艺。真空包装与充气包装工艺。 本章重点：本章重点：2金属制品锈蚀原理金属制品锈蚀原理 w 金属是现代机械工业、国防工业及其它部门最重要的结构材料,它易受外界环境的化学、电化学作用而锈蚀。采用各种方法来保护金属制品,如涂层防护封存法、干燥剂法、真空防锈封存法、惰性气体保护法及气相防锈法等.3金属制品锈蚀原理金属制品锈蚀原理 w 电化学锈蚀是指金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用而引起的锈蚀，它在锈蚀过程中有电流产生，即所谓微电池作用。电化学锈蚀是破坏金属的主要形式。电化学锈蚀原理 金属电化学锈蚀的进行必须同时具备三个条件：

2、金属上各部分（或不同金属间）存在着电极电位差； 具有电位差的各部分要处于相连通的电解质溶液中； 具有电极电位差的各部分必须相联。4金属制品锈蚀原理 w 使是一块金属，不与其他金属接触，把它放在电解质溶液中，也会产生锈蚀电池。因为一般工业用的金属都不是同一种金属元素组成的，常含有少量的杂质。另外在金属表面上一般也分布着很多杂质，当它与电解质溶液接触时，每一颗粒杂质对于金属本身来说都成为阴极，所以在整个表面就必然有很多微小的阴极和阳极存在，因而在金属表面就形成了许多微小的原电池，这些微小的原电池称为微电池。5金属制品锈蚀原理 w 当金属与比金属表面温度高的空气接触时，在空气中所含的水蒸气就可以形成

3、液态的水，在金属表面凝聚，使金属表面润湿成形成水膜。当金属表面上存在着水膜时，由于大气中的某些气体，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮或盐类溶解进去，这种水膜实际上就是一种电解质溶液。在这种情况下，金属表面很自然地就会进行电化学锈蚀，引起金属制品锈蚀。 6121 防锈包装工艺防锈包装工艺一、防锈包装的等级和种类一、防锈包装的等级和种类 防锈包装防锈包装是为隔绝或减少大气中水是为隔绝或减少大气中水气气、氧气和其它污染物对金属制品表面氧气和其它污染物对金属制品表面的影响的影响,防止发生大气锈蚀防止发生大气锈蚀,而采用的包而采用的包装材料和包装技术方法。装材料和包装技术方法。 7防锈包装工艺w 防锈包装

4、可分为清洁、干燥、防锈和包装四个步骤：w 1、根据下列条件确定防锈包装方法：w A 产品特征和表面加工程度；w B 运输与储存期限；w C 运输与储存环境条件；w D 产品在流通中所承受的载荷；w E 防锈包装等级；w 2、确定包装等级以后，可进行清洗，除去尘埃、油脂、汗迹和异物；w 3、选择相应技术进行干燥；w 4、选择合适的方法进行防锈；8一、防锈包装的等级和种类一、防锈包装的等级和种类 2. 防锈包装等级防锈包装等级分为三级分为三级,见表见表12-1。 3. 防锈包装方法分类防锈包装方法分类 B1 一般防潮防水包装一般防潮防水包装 B2 防锈油脂包装防锈油脂包装 B3 气相防锈材料包装气

5、相防锈材料包装 B4 密封容器包装密封容器包装 B5 密封系统的防锈包装密封系统的防锈包装 B6 可剥性塑料包装可剥性塑料包装 B7 贴体包装贴体包装 B8 充氮包装充氮包装 B9 干燥空气封存包装干燥空气封存包装910二、防锈包装中产品的预处理二、防锈包装中产品的预处理 1.除锈。除锈。物理机械法物理机械法:人工人工:钢刷钢刷、锉锉、铲铲、砂布砂布； 机械机械:喷射法喷射法、砂轮砂轮； 化学法化学法:酸洗酸洗:H2SO4、HCl、HNO3、磷酸；磷酸； 碱洗碱洗:NaOH等。等。人工除锈人工除锈11二、防锈包装中产品的预处理二、防锈包装中产品的预处理 2.清洗。清洗。是将金属制品表面的凝结水

6、、尘埃、汗是将金属制品表面的凝结水、尘埃、汗渍及其它异物清洗干净。渍及其它异物清洗干净。 溶剂清洗法溶剂清洗法; 清除汗渍法清除汗渍法; 蒸气脱脂清洗法蒸气脱脂清洗法; 碱液清洗法碱液清洗法; 乳液清洗法乳液清洗法; 表面活性剂清洗法表面活性剂清洗法; 电解清洗法电解清洗法; 超声波清洗法。超声波清洗法。12二、防锈包装中产品的预处理二、防锈包装中产品的预处理 3.干燥干燥。除热浸洗。除热浸洗、热喷洗和卤代烃蒸气清洗外热喷洗和卤代烃蒸气清洗外,其它清洗方法清洗后的金属制品都应进行干燥处理其它清洗方法清洗后的金属制品都应进行干燥处理. 常用的常用的干燥方法干燥方法： 压缩空气吹干法压缩空气吹干法

7、; 烘干法烘干法; 红外线干燥法红外线干燥法; 擦干法擦干法; 滴干、晾干法滴干、晾干法; 脱水法脱水法13三、防锈包装材料与方法三、防锈包装材料与方法 防锈油脂包装；防锈油脂包装； 气相缓蚀剂防锈包装；气相缓蚀剂防锈包装； 可剥性塑料包装；可剥性塑料包装；套封防锈包装；套封防锈包装；14w 充气包装具有除氧保质功能，另外还有抗压、保鲜等作用，能更有效地使食品长期保持原有的色、香、味、形及营养价值。另外，有许多食品不宜采用真空包装，如松脆易碎食品、易结块食品、易变形食品、有尖锐棱角或硬度较高会刺破包装袋的食品等。食品经真空充气包装后，包装袋内充气压强大于包装袋外大气压强，能有效地防止食品受压破

8、碎变形，并不影响包装袋外观及印刷装潢。 15图图12-4 在在4 贮藏猪肉的细菌数量增长贮藏猪肉的细菌数量增长16 包装鲜果蔬。包装鲜果蔬。 二、真空、充气包装原理和应用二、真空、充气包装原理和应用 2真空充气包装的应用真空充气包装的应用包装快餐及烘烤食品；包装快餐及烘烤食品；包装鲜肉禽及肉制品；包装鲜肉禽及肉制品；包装海鲜产品；包装海鲜产品；17 一些果蔬充气包装的最佳一些果蔬充气包装的最佳O2、CO2浓度和储存温浓度和储存温度度,参见图参见图12-5和表和表12-5。 鲜果蔬保鲜原理可用图鲜果蔬保鲜原理可用图12-6的模型来表示。的模型来表示。 2真空充气包装的应用真空充气包装的应用18图

9、图12-5 各种果蔬最佳各种果蔬最佳O2、CO2浓度浓度 19图图12-6 果蔬呼吸与气体透过模型果蔬呼吸与气体透过模型 20w 有些食品如茶叶，奶粉等及一些高油脂食品需要采用阻光包装，以防止食品受光的影响而改变色、香、味，其方法是在内外两层基材之间复合一层极薄的铝箔(AL)，其气密性也得到加强。 21三、真空、充气包装用材料的选用三、真空、充气包装用材料的选用 2自然气调用包装材料的选用。自然气调用包装材料的选用。 果蔬自然气调包装或充气包装对塑料材料性能要果蔬自然气调包装或充气包装对塑料材料性能要求参见表求参见表12-9。 透气良好的薄膜透气良好的薄膜，一般有一般有：PE、PP、PVC、P

10、S等等。 选择性渗透选择性渗透是指同一种薄膜对不同气体的渗透率是指同一种薄膜对不同气体的渗透率q是不一样的是不一样的。一般一般 qN2 :qO2 :qCO2 =1:(35):(1530)。参见表参见表12-10。 22四、真空、充气包装工艺与包装机械四、真空、充气包装工艺与包装机械 真空、充气包装系统；真空、充气包装系统；气源与配气技术；气源与配气技术；真空充气包装机的选用；真空充气包装机的选用；真空、充气包装工艺参数。真空、充气包装工艺参数。23 气源与配气技术；气源与配气技术； 一般小批量生产采用的气源为钢瓶装压缩气体。用一般小批量生产采用的气源为钢瓶装压缩气体。用食品级食品级CO2，脱水

11、精氮，脱水精氮N2。钢瓶灌满时压力。钢瓶灌满时压力15MPa，一般有一般有1012MPa。 各种压缩气体各种压缩气体真空、充气包装系统；真空、充气包装系统； 主要由气源、气体混合器、真空充气包装机以及管主要由气源、气体混合器、真空充气包装机以及管路、减压阀、压力表和开关等附件组成路、减压阀、压力表和开关等附件组成, 参见图参见图12-7。减压阀减压减压阀减压气体混合器按比例混合气体混合器按比例混合充气包装机充气包装机充气包装充气包装 24图图12-7 气调包装系统气调包装系统1-气源气源 2-减压阀减压阀 3-开关开关 4-气体混合器气体混合器 5-包装机包装机25 腔室通大气腔室通大气,输出

12、包装件输出包装件真空充气包装机的选用；真空充气包装机的选用； 腔室式真空充气包装机腔室式真空充气包装机(参见图参见图12-8)；工艺过程为：工艺过程为： 供袋、装入产品供袋、装入产品置入腔室置入腔室,袋口对着充气口并平搁在热封条上袋口对着充气口并平搁在热封条上抽真空抽真空充气充气(或不充气或不充气)热封热封 腔室式真空充气包装机腔室式真空充气包装机按腔室数量分类，有单腔按腔室数量分类，有单腔式式和和双腔式；按结构分类，有台式、传送带式、回转双腔式；按结构分类，有台式、传送带式、回转工作台式工作台式等。等。26图图12-8 腔室式真空充气包装原理腔室式真空充气包装原理1-真空泵真空泵 2-阀门阀

13、门 3-真空腔室真空腔室 4-包装袋包装袋 5-被包物被包物 6-真空表真空表 7-热封器热封器 8-阀门阀门27真空充气包装机的选用；真空充气包装机的选用； 真空补偿式真空充气包装机真空补偿式真空充气包装机(热成型自动真空充热成型自动真空充气包装机气包装机) (参见图参见图12-9) 工艺过程为：工艺过程为： 浅盘热吸塑成型浅盘热吸塑成型置入食品置入食品覆盖膜覆盖膜抽真空、充气、热封抽真空、充气、热封切断切断盒式包装件盒式包装件 28 双室式真空充气包装机双室式真空充气包装机 29五、真空、充气包装储存期计算五、真空、充气包装储存期计算 真空充气包装的储存期真空充气包装的储存期是指包装外氧气

14、渗透过包装是指包装外氧气渗透过包装材料，达到包装内物品容许的吸氧量所经历的时间。材料，达到包装内物品容许的吸氧量所经历的时间。渗透性包装材料的气体渗透系数的表达式：渗透性包装材料的气体渗透系数的表达式： qg d Pg = （p1- p2）At 式中式中:qg气体渗透量气体渗透量(透气量透气量), cm3； Pg气体渗透系数气体渗透系数,cm3cmcm2 s(101.325kPa)； p1- p2包装材料两侧气体分压差包装材料两侧气体分压差, kPa； A包装材料表面积包装材料表面积, cm2； t储存时间储存时间, s； d包装材料厚度包装材料厚度, cm。30123 脱氧剂封存包装脱氧剂封

15、存包装一、脱氧剂封存包装的意义一、脱氧剂封存包装的意义 脱氧剂封存包装脱氧剂封存包装(脱氧包装脱氧包装) 是指将脱氧剂小包和产是指将脱氧剂小包和产品一起密封在阻隔性良好的包装容器中品一起密封在阻隔性良好的包装容器中,使容器内维持使容器内维持“无氧无氧”状态状态(O20.1 ),以保护产品包装方法。以保护产品包装方法。 主要应用：主要应用： 加工食品加工食品; 粮食谷物粮食谷物; 中药材中药材、文物文物、纺织品纺织品; 精密仪器精密仪器、电子器材电子器材、军械。军械。31二、脱氧剂的种类和作用原理二、脱氧剂的种类和作用原理 脱氧剂脱氧剂是能与包装中的氧发生化学反应而有效脱是能与包装中的氧发生化学

16、反应而有效脱除氧的物质，其本身及反应产物应对人体无害且有除氧的物质，其本身及反应产物应对人体无害且有适宜的反应速度。适宜的反应速度。 脱氧剂种类很多，按化学组成可分为脱氧剂种类很多，按化学组成可分为有机型有机型和和无无机型，机型，按反应速度可分按反应速度可分速效型速效型与与缓效型。缓效型。 32二、脱氧剂的种类和作用原理二、脱氧剂的种类和作用原理 铁系脱氧剂。铁系脱氧剂。是以铁或亚铁盐为主剂的脱氧剂是以铁或亚铁盐为主剂的脱氧剂,属无机缓效型属无机缓效型,应用最广。其主要脱氧反应如下：应用最广。其主要脱氧反应如下： Fe2H2OFe(OH)2H2 (1) 2Fe(OH)2(1/2)O2 H2O2

17、Fe(OH)3Fe2O33H2O (2) 3Fe4H2OFe3O4H2 (3) 主反应主反应(1)、(2)可脱除包装内氧。可脱除包装内氧。 由由(1)、(2)反应式可计算出反应式可计算出,标准状态下标准状态下,1g铁可与铁可与0.143g游离氧游离氧(100ml氧气氧气)发生反应发生反应,即即1g铁可脱除铁可脱除500ml空气中的氧空气中的氧。考虑到反应考虑到反应(3)的发生及可能从大的发生及可能从大气缓慢渗入包装内少量氧气缓慢渗入包装内少量氧,加脱氧剂量应超过理论计加脱氧剂量应超过理论计算值算值。33二、脱氧剂的种类和作用原理二、脱氧剂的种类和作用原理 亚硫酸盐系脱氧剂。亚硫酸盐系脱氧剂。是

18、以亚硫酸盐为主剂的脱是以亚硫酸盐为主剂的脱氧剂氧剂,属无机速效型属无机速效型,如连二亚硫酸钠如连二亚硫酸钠,主要脱氧反应式主要脱氧反应式: 活性碳活性碳 Na2S2O4O2 Na2SO4SO2 水水 Ca(OH)2SO2CaSO3H2O 是主反应是主反应,用用Ca(OH)2可除去主反应生成的可除去主反应生成的SO2。水是反应水是反应的催化剂的催化剂,包装空间湿度太低时包装空间湿度太低时,脱氧速度脱氧速度降低降低。 在标准状态下在标准状态下,1gNa2S2O4最多可与最多可与0.186g氧氧(130ml)发生反应发生反应,即除掉即除掉650ml空气中的氧空气中的氧。实际加入脱氧剂实际加入脱氧剂要

19、高于理论值要高于理论值。34三、铁系脱氧剂组成及反应特性三、铁系脱氧剂组成及反应特性 1. 组成与配制组成与配制。铁系脱氧剂一般由以下物质组成铁系脱氧剂一般由以下物质组成: 铁粉铁粉。以还原铁粉以还原铁粉、电解铁粉电解铁粉、海绵铁粉或铸铁海绵铁粉或铸铁粉为主材料粉为主材料。 催化剂催化剂。为金属卤化物为金属卤化物,如如Cl、Br、I的化合物的化合物,加加入量约为铁粉量的入量约为铁粉量的5100。 充填剂充填剂。充填剂有活性碳充填剂有活性碳、高岭土高岭土、硅藻土等硅藻土等,加加入量为铁粉重的入量为铁粉重的20500。 其它添加剂其它添加剂。如需释放如需释放CO2,则加入碳酸盐等。则加入碳酸盐等。

20、 脱氧剂可以制成粉脱氧剂可以制成粉、粒或片状粒或片状,也可以泡沫塑料作也可以泡沫塑料作浸渍载体浸渍载体,用透气小袋用透气小袋(如纸如纸/PE)定量包装定量包装,再装入高阻再装入高阻隔性袋隔性袋(如如PE/PA/PE )密封备用密封备用。 表表12-14 铁系脱氧剂配方例。铁系脱氧剂配方例。35 湿度。湿度对反应速度的影响如图湿度。湿度对反应速度的影响如图12-14所示。所示。 反应速度。反应速度有缓效型、一般型和速效型反应速度。反应速度有缓效型、一般型和速效型,铁系脱氧剂属缓效型铁系脱氧剂属缓效型,能适应产品较长时间保存的需能适应产品较长时间保存的需要要,使用较广泛。其特点参见表使用较广泛。其特点参见表12-15和图和图12-12。 温度。温度对反应速度的影响参见图温度。温度对反应速度的影响参见图12-13。三、铁系脱氧剂组成及反应特性三、铁系脱氧剂组成及反应特性 2. 反应特性反应特性36封入脱氧剂包装的技术要点w 1、食品包装对脱氧剂的要求w 本身安全无毒；不与食品发生反应。不产生异味；w 脱氧剂贮藏时温度不能太低。铁系脱氧剂-5度脱氧能力下降。w 脱氧剂使用前应密封在气密性好的包装容器内。37w 2、脱氧剂的使用方法w 脱氧剂有颗粒状、粉末状等形态。使用时可直接按一定量分装在透气性好的小袋里（注意印上警示标语），然后再放