食品物流工程第二章 现代食品物流的功能要素.ppt

第二章 现代食品物流的功能要素,第一节 食品包装,食品包装（food packaging）,食品包装的定义：采用适当的包装材料、容器和包装技术，把食品包裹起来，以使食品在运输贮藏流通过程中保持其原有品质状态和价值。,一 食品包装的功能,保护食品；是包装最主要的功能。商品在贮运、销售、消费等流通中易受到各种不利条件和环境因素的影响。 方便物流过程；它必须在生产、流通、消费等环节提供诸多方便。 促进销售； 包装是提高商品竞争能力、促进销售的重要手段。它好比一个传达媒体，传达包括识别、推销广告及说明。 提高商品价值。 对商品是最直接的增值方式。,二、包装的分类,1、销售包装（sale packaging） 又称小包装或商业包装，瓶、罐、盒、袋及其组合包装。 2、运输包装（transport packaging） 又称大包装，瓦楞纸箱、木箱、金属大桶、各种托盘、集装箱等。,（一）按在流通过程中的作用分类,1、纸包装容器 2、塑料包装容器 3、金属包装容器 4、复合材料软包装容器 5、玻璃、陶瓷包装容器 6、其它：木容器、麻袋、 布袋、草及竹容器,（二）按包装材料和容器分类,包装材料和容器,可分为:软包装、硬包装和半硬包装。,此外，按包装容器的刚性不同分类,防潮包装 防霉包装 防虫包装 保鲜保质包装 充气包装 真空包装 脱氧包装 收缩包装 拉伸包装 脱氧包装 泡罩包装与贴体包装,（三）按包装技术方法分类,真空包装,防潮包装,无菌包装,热收缩包装,贴体包装（appressed packaging),纸类包装材料的特性,纸类包装材料具有的特点： 优点：缓冲性能优良、加工贮运方便、印刷装潢适性好、卫生安全、复合加工性好，成本低廉、包装废弃物容易回收 缺点：阻隔性差，资源消耗大,物理性质,1.定量：每平方米纸的质量，单位g/m2 2.厚度：纸样在两测量板之间，在一定压力下直接测出来的厚度，单位mm。 3.紧度：纸的单位体积重，指纸的结实与松弛程度。 4.成纸方向：与造纸机运行方向平行的方向为纵向，与制造纸机运行方向垂直的为横向。纸与纸板的许多性能都有显著的方向性。如抗拉强度，纵向大于横向；而撕裂度则相反。 5.纸面：正面（毯面）指抄纸时与毛毯接触 的一面，比较平滑。反面（网面）指抄纸时贴向抄纸网的一面，比较粗造。,物理性质,6.水分：指单位质量的试样在100105下烘干至恒定时所减少的质量与试样原质量的百分比。 7.平滑度：在规定的真空度下，定量体积的空气透过纸样与玻璃面之间的缝隙所用的时间。单位s。 8.施胶度（耐水度）：指用标准墨划线后不发生扩散和渗透的线条最大宽度，单位mm。它反应加入胶料的程度。施胶度高，则印刷图文较清晰。 9.透气度：指单位压差作用下，在单位时间内通过单位面积试样的平均气流量。单位m3/s。,食品包装用纸,1.牛皮纸 定量在30100g/m2之间，坚韧结实，机械强度高，富有弹性，耐水性、防潮性和印刷性良好。大量用于食品的销售包装和运输包装。 多为本色纸，色泽为黄褐色。,2.羊皮纸（硫酸纸） 食品包装用羊皮纸定量45、60g/m2，致密，具有良好的耐油性，防潮、阻气性良好，机械强度较高，适用于油性食品、防氧化食品的包装。 半透明乳白色磨砂玻璃状的双面平滑纸张。,3.玻璃纸 是一种天然再生纤维素透明薄膜。 透明度极好，质地柔软，厚薄均匀，有优良的光泽度、印刷性、阻气性、耐油性，不带静电。 防潮性差（涂塑后可制成防潮玻璃纸），撕裂强度较小，干燥后发脆，不能热封。主要用于糖果、糕点、化妆品、药品等商品美化包装，也可用于纸盒的开窗包装。,4.茶叶袋滤纸 专用于袋泡茶的专用包装纸，要求纤维组织均匀，无折痕，无异味，具有较大的湿强度和一定的过滤速度，耐沸水冲泡，同时应有适应袋泡茶自动包装机的干强度和弹性。,包装用纸板,1.白纸板 是一种具有23层结构的白色挂面的耐折纸板。面层通常用漂白的化学木浆制成，芯层和底层由废纸浆、机械原浆等低级原料制成。 表面平整、洁白、光亮，适印性好、耐折度高。主要是经过彩色印刷后制作折叠纸盒，用作销售包装，要求有良好的机械力学性能（挺度、耐折度）、加工成型性能和优良的印刷性能。,2.箱纸板 表面平整、光滑，纤维紧密，纸质坚挺、韧性好，具有较好的耐压、抗拉、耐撕裂、耐戳穿、耐折叠和耐水性能，印刷适应性好。多为本色。用于制造瓦楞纸板。,3.瓦楞原纸 是一种低定量的薄纸板，经扎制成瓦楞纸后，与箱纸板复合成瓦楞纸板，供制作纸箱、纸盒、衬垫等用。要求具有一定的耐压、抗拉、耐破、耐折叠的性能。,4.瓦楞纸板* 1）瓦楞纸板的结构 由波纹状的瓦楞芯纸与箱纸板粘合而成的多层纸板（瓦楞芯纸由瓦楞原纸扎制成，具有瓦片状波纹）。 瓦楞芯纸的剖面结构类似三角形，似桥梁的拱形结构，与箱纸板结合使瓦楞纸板具有较大的刚性和承载能力，且由于存在着中空的空隙而富有弹性，具有较好的缓冲防震性能。,V形：瓦楞似三角形，借助两条斜线的合力，抗压强度高，但载荷超过极限，则迅速破坏，载荷消除也不能恢复原状，缓冲性能差，粘合剂的施涂面小，不易粘合。 UV形：性能界于二者之间，具有较高的抗压强度和弹性，是目前广泛应用的瓦楞形状。,2）瓦楞的形状 瓦楞波纹的形状直接关系到瓦楞纸板的抗压强度及缓冲性能。根据瓦楞波纹的形状不同，瓦楞的楞形可分为：U、V、UV形三种。 U形：圆弧半径大，弹性大，缓冲性能好，由于受力点呈圆弧状，不稳定，抗压强度较低，粘合剂的施涂面大，容易粘合，但粘合剂用量大。,3）瓦楞的种类（楞型） 瓦楞的高度越高、间距越大，瓦楞纸板越柔软，缓冲性能越好；瓦楞的高度越低、间距越小，瓦楞纸板的平压强度越好，表面越平整，适合作装潢印刷。,根据瓦楞的高度以及单位长度（30cm）内的瓦楞的数量不同，瓦楞的种类（楞型）分为：A B C E四类。,A型（大瓦楞），瓦楞宽而高，数量少。有较好的防震、缓冲性，适合包装易碎的物品。 B型（小瓦楞），瓦楞细密，数量多。刚硬，减振、缓冲性较差，平压强度较高。适合包装较重、较硬，但对缓冲性要求不高的物品。如罐头等瓶装物。 C型（中瓦楞），瓦楞数及瓦楞高度界于A、B型之间，性能接近于A型，最为常用。 E型（微小瓦楞），瓦楞数最多，高度最小。具有平坦的表面，能获得优良的印刷效果。大量用于食品的销售包装，比普通纸板的缓冲性能好。,4）瓦楞纸板的种类 根据芯层和面层数量的不同可分为：单面瓦楞纸板 、单瓦楞纸板（双面瓦楞纸板）、双瓦楞纸板（双芯双面瓦楞纸板）、三瓦楞纸板（三芯双面瓦楞纸板）,AB型双瓦楞纸板结构示意图,在结构上，单瓦楞纸板常采用A型和C型瓦楞，双瓦楞纸板常采用不同的楞型组合，如AB或BC。运输包装中常用的AB型双瓦楞纸板，将B型楞纸板置于表面，将A型楞纸板置于里侧，正是结合了型防震、缓冲性好，B型平压强度较高、表面较平整印刷效果好的优点 。,开槽型纸箱：一整块纸板经过裁切、开槽、压线形成纸箱坯片，纸箱坯片通过钉合、粘合剂或胶纸带粘合接头形成纸箱。其中0201型最常用。,0201型瓦楞纸箱结构,1、重量轻，方便运输、销售； 2、化学稳定性好，耐一定的酸、碱、盐及油脂； 3、包装制品的成型加工性好，可加工成薄膜、片材、丝、带、编织物及各种容器； 4、透明，易着色、印刷，且装饰效果好；,塑料材料用于食品包装的优越特性：,5、有一定的阻透性和一定的强度，有良好的封合性； 6、良好的复合性，构成性能更好的复合材料 7、大多数塑料材料可达到食品对包装的卫生安全性的要求； 8、能适应各种包装操作。,塑料材料用于食品包装的优越特性：,1、易带静电，因此已造成包装表面的污染和某些操作上的困难； 2、某些塑料存在有毒物质的污染； 3、包装废弃物的回收和处理目前还存在着较大的问题。,塑料用于食品包装存在的缺点是：,第一节 塑料的组成、分类和主要包装性能指标,塑料是以一种高分子聚合物-树脂为基本成分，在加入一些用来改善性能的各种添加剂制成的高分子材料。 其中树脂是最主要的组分，也是决定塑料类型、性能和用途的根本因素。 塑料=树脂+添加剂,一、塑料的组成,树脂在塑料中约占40100%。目前塑料中所用树脂基本上是人工合成的高分子聚合物。,（一）聚合物树脂,按合成方法可分为: 1、加聚树脂：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯树脂等; 2、缩聚树脂：酚醛、环氧、氨基树脂等。,1、填充剂：弥补树脂某些性能的不足，以改善塑料的使用性能。用量一般为2050%。 2、增塑剂：提高树脂可塑性和柔软性的添加剂。 3、稳定剂：是为提高树脂的抗老化性能。,二、塑料中常用的添加剂,4、润滑剂：塑料制品成型加工时易脱模，同时使制品表面光亮美观。 5、固化剂：用于热固性塑料，使其耐热、坚硬。 6、其他添加剂：发泡剂、抗静电剂、着色剂、阻燃剂等。,热塑性塑料主要是加聚树脂为基料，加入少量添加剂而构成。 优点：受热易软化，冷却即变硬，加热冷却可重复多次，其基本性能不变。成型加工简单，包装性能良好，废料可回收再成型； 缺点：刚硬性低，耐热性不高。,二、塑料的分类,（一）热塑性塑料（thermoplastic),热固性塑料主要以缩降树脂为基料，在加入填料、固化剂及其他添加剂而构成。在一定温度下经一定时间固化，再次受热，只能分解，不能软化，因此不能反复塑制成型。 优点：耐热性好、刚硬、不熔等 缺点：较脆且不能反复成型。,（二）热固性塑料(thermosetting plastic),三、塑料材料主要包装性能指标,（一）主要保护性能及其指标,1. 阻透性 2. 机械力学性能 3. 稳定性,1、阻透性：,主要包括对水分、水蒸气、气体、光线的阻隔性能。 （1）透气度(Qg)与透气系数(Pg) （2）透湿度(Qv)与透湿系数(Pv) （3）透水度(Qw)与透水系数(Pw) （4）透光度(T),在外力作用下的材料表现出抵抗外力而不发生变形和破坏的性能。 （1）刚性：材料具有抵抗外力作用而不发生 弹性变形的性能称为刚性。 （2）抗张强度、抗压强度、抗弯强度： 材料在拉、压、弯力缓慢作用下不破坏时，单位受力截面所能承受的最大力分别为材料的抗张、抗压、抗弯强度。,2、机械性能：,（3）爆破强度： 使塑料薄膜袋破裂所施加的最小内压应力。 （4）撕裂强度： 材料沿缺口连续撕裂破坏的性能。 （5）戳刺强度： 材料被尖锐物刺破所需的最小力。,材料抵抗环境因素（温度、介质、光等）的影响而保持其原有性能的能力。 主要包括: （1）耐高低温性: 温度升高，塑料材料的强度刚性明显降低，（耐高温性能用温度为指标来表示）。 温度降低，会使塑料的塑性和韧性下降而变脆（耐低温性用脆化温度表示）。,3、稳定性,（2）耐化学性 指塑料在化学介质中的耐受程度，主要是塑料在介质中经一定时间后的质量、体积、强度、色泽等的变化情况。 （3）抗老化性 指塑料在加工、贮存、使用过程中受到光、热、氧、水、生物等外界因素作用下，保持其化学结构和原有性能而不破坏的能力。,3、稳定性,1、无毒性 塑料由于其成分组成、材料制造、成型加工以及与之相接触的食品之间的相互关系等原因，存在着有毒物的溶出和对食品的污染问题。 2、抗生物侵入性 （1）虫害侵害率 （2）虫害入侵率,（二） 卫生安全性,食品包装常用的塑料树脂,主要组成成分是聚乙烯树脂，加少量的润滑剂、抗老化剂等添加剂。 聚乙烯是无臭、无毒、外观呈乳白色的蜡状固体。比重 0.910.97。 其分子结构式： -CH2-CH2-n,一、聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）,（一）聚乙烯（PE）,（1）阻透性：阻水、阻湿性能好，但阻气和阻有机蒸汽性能差； （2）具有良好的化学稳定性：常温下与与一般酸、碱不起作用，但耐油性差。 （3）机械性能：有一定的抗拉强度和撕裂强度，柔韧性好。 （4）耐高低温性： 耐低温性很好，能适应食品冷藏冷冻需要；耐高温性能差，不能随食品蒸煮。,1、主要包装特性,（二） 聚丙烯（PP）,主要成分是聚丙烯树脂，密度为0.900.91g/cm² 1、主要包装特性： 阻隔性能优于PE，但因分子无极性，阻气性较差； 化学稳定性良好，对酸碱盐及许多溶剂具稳定性； 机械性能较好，强度、硬度、刚性高于PE；,耐高温优良，可在100120度长期使用。耐低温性比PE差，-17度性能变脆。 光泽度高，透明度高； 热封性比PE差，但比其它塑料要好； 印刷性差，印刷前须经处理； 成型加工性能良好； 卫生安全性高于PE。,聚丙烯主要制成薄膜材料包装食品，可替代玻璃纸（PT），耐水、阻湿比PT好，透明度，光泽性、耐撕裂性不低于PT，但印刷性比其差，但成本可低40%。且可用作糖果、点心的扭结包装。 聚丙烯薄膜经定向拉伸处理（OPP）后比普通薄膜（CPP）各种性能都有明显提高，尤其是双向拉伸薄膜（BOPP）。 PP可制成热收缩薄膜，用于食品热收缩包装；也可制成瓶罐容器及捆扎绳、带等。,2、主要用途,聚苯乙烯由苯乙烯单体加聚合成的。 1、性能特点： 阻湿、阻气性能差，阻湿性低于PE； 耐一般酸、碱、盐、有机酸、低级醇； 机械性能好，具有较高刚硬性能，但脆性大；,（三）聚苯乙烯（PS）,光学性能优良，透明度高，光泽性好； 耐热性能不高（60-80），耐低温性能好； 粘流化温度低，易成型加工； 无味、无毒、无臭、不易长霉、卫生安全性好。,主要用途,主要制成食品盒、水果盘、小餐具、冷饮杯； 聚苯乙烯得发泡制品可用作保温及缓冲包装材料。,聚氯乙烯塑料由聚氯乙烯树脂为主在加入增塑剂、稳定剂等添加剂组成。 包装特性： 1、阻气、阻油性优于PE。阻湿性不如PE。 硬质PVC阻透性优于软质PVC；,（四）、聚氯乙烯塑料（PVC）,2、化学稳定性优良； 3、机械性能好，硬质PVC有很好的拉伸性和刚硬性，软质PVC抗拉强度相对低，但柔韧性和撕裂强度相对PE较高； 4、耐高、低温性不佳，一般使用温度（-1555）；,5、着色性、印刷性和热封性较好； 6、透光性、光泽度比PE更好； 7、卫生安全性：聚氯乙烯树脂本身是一种无毒聚合物，但单体氯乙烯有麻醉作用。应严格控制材料中氯乙烯单体残留量，要求成型制品在1ppm以下。PVC塑料中的稳定剂、增塑剂是另外的不安全因素；,软质PVC增塑剂含量大，卫生安全性差，一般不用于直接接触食品的包装。可制成弹性拉伸薄膜和热收缩薄膜，用于包装新鲜水果和蔬菜。 硬质PVC安全性好，可用于矿泉水瓶、饮料瓶，及冰淇淋、果冻等的包装。,主要用途,（五）、聚偏二氯乙烯塑料（PVDC）,聚偏二氯乙烯塑料由聚偏二氯乙烯和少量增塑剂、稳定剂等添加剂组成，商品名为赛纶。 PVDC塑料主要制成薄膜材料用于食品包装，优点： 1、具有对气、油和异臭极好的阻透性； 2、化学稳定性很好，不易受酸、碱和普通有机溶剂的侵蚀；,3、耐高、低温性能优良，用于需杀菌的食品和冷藏食品的包装； 4、制成的收缩薄膜收缩率高（收缩率可达30%60%），适合于香肠、熟食及肉制品的密封贴体包装； 5、热封性能不佳，但有良好的自粘性和熔粘性； 6、透明性、光泽性良好。,1、耐高温稳定性差，且结晶率高，易使薄膜穿孔或产生小裂纹，薄膜成型加工困难，薄膜制品价格高； 2、热封性差，封口强度不高，可采用结扎法封口； 3、薄膜挺度低，对包装机械适应性差； 4、由于使用稳定剂、增塑剂，有一定的安全性问题。,缺点是：,PVDC膜是一种高阻隔性包装材料，其成型加工困难，价格较高。 除单独用于食品包装外，还大量用于与其他材料复合制成高性能的复合膜。 由于PVDC有良好的熔粘性，可做复合材料的粘结剂，或溶于溶剂后成涂料，涂敷在其它薄膜材料或容器的表面（K涂），可显著提高复合材料的阻隔性能。,主要用途,七、聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）,聚酯塑料是聚对二甲酸乙二醇酯塑料，俗称涤纶。 PET最先用于制成纤维及各种纺织品，在食品包装中用于制成薄膜或薄壁容器。,（一）聚酯（PET）,1、具有优良的阻气、水、油的高阻隔性； 2、化学稳定性良好； 3、具有其它塑料所不及的高韧性能。抗拉强度是PE的510倍，是Ny的3倍、甚至可与铝箔相匹敌。冲击强度高，使其它薄膜的35倍。还具有耐磨和耐折叠性。,PET具有优良的包装特性：,4、具有有优良的耐高、低温性，可在-70120温度下长期使用，短期使用可耐150高温； 5、光泽性好、透明性很高（透光率高达90%以上），可阻挡紫外光； 6、由于熔点高，所以加工成型、热封较困难。 7、印刷性较好。 8、卫生安全性好。,包装特性,1、透明薄膜抗油性好，用于含油及肉类熟食品； 2、与其它材料复合如涂铝、涂PVDC等，用于冷冻包装和蒸煮杀菌。 3、大量用PET制成容器包装饮料。,主要用途,一、金属包装材料及特性,1、铁： 镀锡薄钢板（马口铁）：是一种双面镀有纯锡的低碳薄钢板，是传统的制罐材料，大量用于制造食品、饮料罐及糖果、饼干盒等。 镀铬薄钢板（无锡钢板,TFS） 镀锌薄钢板,（1）镀锡薄钢板（马口铁） 结构： 钢基板 锡铁合金层 锡层 氧化膜 油膜 各层的作用： 钢基板主要是使罐具有一定的强度；锡铁合金层、锡层、氧化膜及油膜主要是防锈蚀，另外锡层还使镀锡薄钢板容易焊接，油膜提供润滑作用，防止加工、运输过程中锡层的擦伤。,（2）镀铬薄钢板（TFS）：是双面镀有铬和铬系氧化物的低碳薄钢板，是镀锡板的代用材料，成本较低，但耐腐蚀性能不如镀锡板。,2、铝： 铝合金板：由于纯铝强度低且昂贵，一般包装用铝材大多采用合金形式。其中所含的合金 元素主要有Mn、Mg、Cu、Zn、Cr等。铝合金板大量用于制造各种饮料罐、盖、软管等。,二、食品用金属罐及包装工艺,1 金属罐的分类及罐形 按照材料分为：包括马口铁罐、 TFS罐、铝罐等。 按照结构分为：三片罐和两片罐。,三、 金属罐的内涂料,金属罐最大的缺点即为易受腐蚀，绝大多数罐头用罐均需在罐内壁喷涂料（涂料罐）。 主要作用：1）抗硫。肉类罐头杀菌时，蛋白质受热分解释放硫，导致金属罐内壁产生黑色硫化斑；2）抗酸。pH值较低的食品会腐蚀罐壁；3）防止花青素腐蚀罐壁。同时防止水果色素褪色；4）防粘。防止鱼、午餐肉等粘附在罐壁，使其容易倒出而具有完整的形态。 国内外目前广泛使用的为环氧酚醛树脂涂料。它耐化学腐蚀性好，对金属表面的附着能力强。既可作为一般的抗硫涂料，又可作为一般的抗酸涂料。 214#环氧酚醛树脂涂料是由609环氧树脂和703酚醛树脂以7：3混合而成，颜色为金黄色。,食品包装的种类,三 食品包装的合理化与标准化,影响食品包装的因素 合理化 标准化,