硅窗气调包装的原理及应用
简述气调包装的原理及各种气体的作用
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硅窗自动调气技术在果蔬贮藏中的应用
２１ ０ １年 １月 来自农 业科 技 与装 备
Ａ ｒ ｕｔｒ ｃ ｎ ｅ ｅｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｕｐ ｎ ｇｉ ｌ ａ Ｓｉ ｃ＆Ｔ ｃｎ ｌｇ ｎ ｑ ｉｍｅ ｔ ｃ ｕ ｌ ｅ
Ｎ ｏ． １ ＴｏｔｌＮ ｏ．９ ａ １９
Ｊｎ ２ １ ａ． ０ １
水 果 和蔬菜 是 人们 生活 所必 需 的食 品 ， 它 们都 但 鲜 嫩易 腐 ， 只有 具有 良好 的贮 藏 条 件 ， 能 保 证其 全 才 年 均衡 供应 。 近年来 ， 随着我 国农 业 的快 速发 展 ， 民 人
放 出二 氧化碳 和 热量 。在 贮 藏环境 气 体成 分 中 ， 氧 二
化碳和果蔬释放 出的乙烯对果蔬呼吸作用有很大的 影 响 ， 降低 贮 藏 环境 中 的氧 气 浓 度 ， 提高 二 氧 化 可 并 碳 浓 度 ． 而抑制 果 蔬 的呼 吸作 用 ， 而达 到 延 缓果 从 进 生 活水 平 有 了极 大 的 改善 ， 果 、 菜 的种植 面积 和 水 蔬 产 量都 有 了很 大 提 高 。我 国年 人 均 蔬 菜 占有 量 ３ ８ ３ 实后熟 、 衰老 ， 延长 果蔬 贮 藏期 的 目的 。 是世 界人 均 占有 量 的 ３ 。 国果 蔬 产量 大 ， 损 倍 我 但 气 调 贮 藏 是 将果 蔬 放 在 一 个 相 对 密 闭 的贮 藏环 失惊人 ， 每年损失率高达 ２ ％～０ 产值约为 ７ ０ ５ ３ ％， ５ 亿 境 中． 调节贮藏环境中的氧气 、 二氧化碳 、 氮气等气体 元 。 由此 可见 ， 究果 蔬贮 藏对 我 国果 蔬生 产 具有 非 的成分 比例 ． 把 它们 稳定 在一 定浓 度 范 围内 的一种 研 并 贮 藏方 法 。气 调贮 藏 的关 键 ， 在相 对 密闭 的贮 藏环 是 常重要 的意义 。 使 二 早 在 １００多 ａ ， ０ 前 北魏 《 民要术 》 齐 中就 有 关 于 境 内调节 气 体 成分 ， 氧气 含 量 逐 渐 降低 ， 氧化 碳 果 蔬贮 藏技 术 的记 载 ， 可谓 历史 悠久 。果 蔬贮 藏 不 仅 的含 量逐 渐 增加 ， 稳 定在 一 定 的 浓 度 范 围 内 ， 而 并 从 能 够延 长果 蔬 的供货 期 限 ． 还有 良好 的社 会 和经 济效 抑 制果 蔬 的呼 吸作 用 。 缓 果 蔬 生 理 衰 老过 程 ， 延 以达 益． 这促 使我 国果蔬贮 藏 技术 有 了很 大 的发展 。 目前 ， 到延 长 果蔬贮 藏 寿命 、 高保 鲜 品质 的效果 。 提 在商业上一般采用冷库或气调库进行果蔬长期贮藏 ， １ 气调 贮藏 法分类 ． ２ 以保 持其 良好 品 质 。 但这 种 贮藏 方式 需要 整套 的复杂 按 照气体 调 节方式 的不 同 ， 可将 气 调贮 藏 分 为 自 装 置 ， 资大 ， 营 成 本 高 ， 在 一 定 的局 限性 ， 适 然 降氧 法 、 速降 氧法 、 自然 降氧 法 和 硅 窗 自动 调 投 运 存 不 快 半 用于 广大 产 区的小 规模 贮 藏 。 气法。 ）自然降氧法是指在密闭的贮藏条件下 ， １ 利用 现 代 工业 的发 展 ，为人 们 提 供 了 良好 的 塑料 产 果蔬 自身 的呼吸作用 ，不断消耗贮藏环境中的氧气 ． 品。 人们根据塑料和橡胶产品的特点 ， 经过多年研究 ， 增 加二 氧 化碳 的浓 度 ， 而 抑制 果蔬 的呼吸作 用 。这 从 取 得 了较大 成 功 。 在 果蔬 贮 藏 中推 广 应 用 ， 果 蔬 种方法 完全依靠果蔬 自身 的呼吸作用完成气体成分 并 使 贮 藏更 经 济 、 方便 。 更 的调节 ， 需要 其他 设备 。 ）快速 降 氧法是 指在 密 闭 不 ２ 的贮 藏 环境 中 ， 了在短 时 间 内形 成所 需要 的贮藏 气 为 １ 气 调 贮 藏 技 术概 述 体 组成 ， 向贮 藏 环 境 中充人 氮 气 ， 氧气 含 量 迅速 下 使 １１ 气 调贮 藏原 理 ． 在 自然 界 空 气 中 。 氧气 的含 量 为 ２ ％， 氧化 碳 降至 贮藏 所需 要 的适 宜范 围内 的一 种气 调贮 藏 方法 。 １ 二 这种 方法 比 自然 降氧 法 降氧 主动 、 效果 好 ， 造 价 高 。 但 的含 量 为 ００ ％， ． ３ 其余 为氮气 和 一些 微 量气 体 。采 摘 ）半 自然 降 氧法 是指 在 果蔬 贮藏 初 期 ，向贮藏 环境 后， 果蔬仍是一个有生命 的活体 ． 在贮藏过程中要进 ３ 快速降氧 ， 然后再利用果蔬 自身 的呼吸作 行以呼吸作用为主导的新陈代谢活动 ，消耗氧气 ． 释 充人氮气 ， 用 调 节 和控制 贮藏 环境 内的气 体成 分 ， 使其 逐 渐趋 向 稳 定 合理 。 自然 降氧 法较 快速 降 氧法经 济 。 ）硅 窗 半 ４ 收 稿 日期 ：０ ０ １－ ２ ２ １－ ０ １ 自动 调气 法 是 指 将 一 定 面积 的 硅 橡 胶膜 镶 嵌 在 塑料 作者简介 ： 关恒利（ ９ ６ ） 男， １５ 一 ， 工程 师 ， 从事粮食 科学的研 究 大 帐 或小 袋 上 ，利用 硅 橡 胶 良好 的透 气 性 能 和对 氧 工作。
樱桃简易硅窗气调的贮藏
樱桃简易硅窗气调的贮藏简易硅窗气调贮藏就是应用无毒的聚氯乙烯气调袋或用塑料膜做成袋，然后在其上面镶嵌一个能自动调节帐内气体成分的硅窗膜，达到控制气体成分，延长果实贮藏期的一种方法。
其原理是依靠果实本身的呼吸作用达到减少氧气，增大二氧化碳的浓度，并利用气调袋或硅窗对气体的选择透性，调节贮藏环境气体组成，实现自发气调。
这种方法也是以低温贮藏为基础，操作简便，成本低，保鲜效果好。
（一）选择适宜的气调贮藏保鲜袋。
常用的用于贮藏樱桃的保鲜袋有两种，一种是无硅窗的无毒聚氯乙烯气调袋，袋的单层厚度为0.04mm，这种材料的气调袋比较耐低温。
另一种则称为硅窗气调袋，硅窗用硅橡胶膜制成。
目前硅窗袋大都采用无毒聚氯乙烯薄膜与硅橡胶膜热合，其规格多为60cm×40cm或40cm×40cm，容量为5-10kg。
市场上有成品出售。
（二）果实处理、装袋。
预冷好的樱桃果实用0.01%-0.05%的苯来特溶液浸泡3min，沥干水后装袋，数量严格按照表明的贮量来装。
装完后用手轻压气调袋，排出袋内空气，扎紧袋口，再放入外包装箱内。
利用硅窗袋在货架上存放时，一定要使硅窗口朝上显露出来，不能重叠遮盖，否则会影响气调贮藏效果。
货架上要垫有纸板或软材料，以防樱桃受损伤。
（三）库房温、湿度控制。
冷库库温控制在-1-1℃之间，相对湿度控制在90%-95%之间。
（四）袋内气体成分检测、调控。
贮藏期间，每周检查记录一次气调袋内氧气和二氧化碳的含量。
检查方法是，在不同位置的气调袋选取3-5个抽样点，用一次性注射器直接扎破袋层抽取足够的气样。
注射器上用标签标明取样号，用胶带及时封住取样口的注射器口。
测定一个气样都要详细记录下取样号、氧气浓度和二氧化碳浓度。
试验表明高二氧化碳环境有利于樱桃的贮藏保鲜，而对氧气浓度要求不很严格。
在10%以下的低氧环境中，要求二氧化碳的浓度在10%-25%之间。
若袋内氧气的浓度偏高，二氧化碳浓度偏低，要检查袋口是否扎紧，气调袋有无扎破漏气口，熨烫袋底部是否裂开，热合的硅窗布是否脱离等等。
微孔和硅窗自发气调包装的内部气体成分变化分析
摘要：自发气调包装是果蔬保鲜的重要手段，其中微孔气调包装和硅窗气调包装在调节包装气氛效果显著。
通过试验证明微孔孔径、微孔数量、硅窗面积对两种气调包装的气氛调节有所影响，在合理控制上述参数的前提下，微孔气调包装和硅窗气调包装在果蔬保鲜领域具有较大的推广价值。
关键词：微孔气调包装、硅窗气调包装、气体成分变化、孔径、硅窗面积果蔬贮藏销售中，为了保持新鲜、美观和便携需求，一般采用薄膜袋进行包装。
但由于薄膜袋的透气透水性较差，易加速果蔬腐烂变质。
针对这一问题，气调包装应运而生。
气调包装，是通过改变果蔬贮藏小环境的气体成分，营造低O2和适当浓度的CO2环境的包装形式。
这是基于果蔬的呼吸机理而设计：果蔬采摘后，仍会进行旺盛的呼吸作用，不断吸入O2，产生CO2，当周围O2含量过低时蔬果进入厌氧呼吸，产生具有毒害作用的乙醇，并造成果蔬内部消耗，肉质软化、营养降低，不利于蔬果保鲜。
因此，针对果蔬，最好的储藏系统是将氧气含量控制在既能维持果蔬自身基本的生理活动需求，又不会引起果蔬厌氧呼吸的最低水平。
气调包装正是通过人工气调或自发气调形式实现上述储藏系统，前者根据果蔬的需要和人的意愿，利用充气设备人工调节包装内的气体成分和浓度并保持稳定；后者主要依靠包装材料对气体的选择渗透性来将包装内的各种气体浓度一直控制在某一恒定的范围内。
相比之下，自发气调包装的效果更为有效，同样技术难度也更大。
微孔和硅窗自发气调包装的的透气机理自发气调包装的核心在于果蔬吸入O2和呼出CO2的速率与包装薄膜的气体渗透速率是否能达到最佳平衡浓度，使其保持最低的呼吸速率又不会发生厌氧呼吸，同时CO2浓度也不会过高导致果蔬受到生理损伤。
这一最佳平衡浓度，受不同种类的果蔬呼吸速率与包装材料对气体的选择渗透速率的共同影响。
果蔬的呼吸速率越高，包装材料的透气速率也应相应提高，方能保持最佳的平衡浓度。
就当前的塑料原膜来说，其透气速率大多无法与果蔬的呼吸速率相一致[1]，因此另采用辅助手段增加其成品包装的透气性，如制成微孔气调包装或硅窗气调包装，来协调包装的气体透过率与果蔬的呼吸速率。
10 气调包装技术 食品包装学课件
下图为新鲜牛肉用薄膜进行真空包装和普通包装在不 同贮藏温度下的细菌繁殖情况，可见两者的差异很大， 贮藏温度对细菌繁殖影响也很大。
对微生物来说，当氧浓度≤1％时，它的繁殖速度急 剧下降，在氧浓度为0.5％时，多数细菌将受到抑制 而停止繁殖。 另外，食品的氧化、变色和褐变等生化变质反应都 与氧密切相关，当氧浓度≤1％时，也能有效地控制 油脂食品的氧化变质。 真空包装就是为了在包装内造成低氧条件而保护食 品质量的一种有效包装方法。 食品真空包装的保质效果不仅取决于采用较高真 空度的包装机械，也取决于采用正确合理的加工技 术，如适当的杀菌和冷藏；加工食品经真空包装后 还要经过80℃、15min以上的加热杀菌，生鲜食品在 真空包装后应在低温状态(10 ℃以下)下流通和销售。
（四）真空包装的适用范围 1. 腌腊制品：香肠、火腿、腊肉、板鸭等。 2. 酱腌菜：榨菜、萝卜干、泡菜等。 3. 豆制品：豆腐干、豆沙等 4. 方便食品：米饭、即食湿面、熟菜等 5. 熟食制品：烧鸡、烤鸭、酱牛肉 6. 软罐头：清水笋、糖水水果、八宝粥
（五）对真空包装材料的要求 1. 阻气性：大气中的氧 2. 水蒸气的阻隔性：决定了包装能阻止水分从外部
（一）充气包装的原理 充气包装常用的充填气体主要有二氧化碳、氮、
氧及其混合气体，其他很少用的气体有二氧化氮、 二氧化硫、氩等。
1. 二氧化碳 1) 二氧化碳在低浓度下能促进许多微生物的繁殖， 但在高浓度下却能阻碍大多数需氧菌和霉菌等微生 物的繁殖，因而对食品有防霉和防腐作用。
2) 但二氧化碳不能抑制厌氧菌和酵母菌的繁殖生 长，若存在这类微生物时还需采用其他气体或方法 抑制其增长。
软塑包装的发展趋势——复合膜
• 以奶粉为例，采用3层复合膜包装能使之保存8-9个月。如果选用5层膜复合袋，可使奶粉储存两年 不变质。这种袋材料自身的功能就可以防潮、防氧 化、抗光照、防紫外线。
气调包装机的配气原理
气调包装机的配气原理
气调包装机是一种常用于食品保鲜的设备，其配气原理是利用特定的气氛来延长食品的保鲜时间。
具体的配气原理如下：
1. 初次抽气：当食品被放入包装袋中后，气调包装机会先进行初次抽气。
通过抽除袋内的空气，可以降低食品包装袋内的氧气浓度，从而延缓食品的氧化速度。
2. 注入混合气氛：在初次抽气完成后，气调包装机会注入一种特定的混合气氛。
通常，混合气氛中的气体组成主要包括二氧化碳、氮气和少量氧气。
这种混合气氛可以提供适宜的环境，抑制食品中的微生物生长和氧化作用。
3. 封口：完成混合气氛的注入后，气调包装机会将包装袋进行封口，确保混合气氛不外泄。
通过以上的配气原理，气调包装机能够有效地将包装袋内的氧气浓度降低，并注入适宜的混合气氛，从而延长食品的保鲜时间。
这种包装方式可以有效地保护食品的质量和口感，延缓食品的腐败和变质。
硅窗气调贮蒜薹技术
提高经济效益
通过硅窗气调贮蒜薹技术，蒜农 可以在淡季销售高质量的蒜薹， 提高产品的附加值和市场竞争力
，从而获得更好的经济效益。
04
硅窗气调贮蒜薹技术的改进与 发展趋势
技术改进的方向与重点
硅窗气调贮蒜薹技术的改进方向 应注重提高设备的自动化程度， 降低人工操作难度，提高贮藏效
率。
硅窗气调贮蒜薹技术需要专业人员操作，对温度、湿度、 气体成分等参数的调节需要一定的专业技能和经验，因此 对操作人员的要求较高。
气调贮藏库的维护和管理
气调贮藏库的维护和管理对于硅窗气调贮蒜薹技术的实际 应用至关重要，如果管理不当可能会导致蒜薹的品质下降 或者贮藏失败。
应用中的注意事项与操作规范
选择合适的气调贮藏库
特点
该技术具有保鲜效果好、操作简单、成本低廉、安全卫生等优点，能够有效地 延长蒜薹的贮藏期并保持其贮蒜薹技术最初起源于 20世纪90年代，当时国内外的科 研机构开始探索利用硅橡胶膜作
为食品保鲜包装材料。
发展阶段
经过多年的研究和实践，该技术在 材料选择、膜的制造工艺、气调保 鲜效果等方面取得了重要进展。
此外，硅窗气调贮蒜薹技术还可以为农产品的国际贸易提供更加可靠的 保障，促进农业经济的发展。
05
其他相关问题及解答
技术实施中的常见问题及解决办法
01
02
03
硅窗气调设备故障
应定期检查和维护硅窗气 调设备，确保其正常运行 。
蒜薹品质下降
应选择新鲜、健康的蒜薹 ，并注意采收和预处理过 程中的卫生问题。
应用阶段
目前，硅窗气调贮蒜薹技术已经广 泛应用于实际的农产品贮藏保鲜领 域，取得了显著的经济效益和社会 效益。
果蔬气调贮藏保鲜原理及方法
果蔬气调贮藏保鲜原理及方法目前常用的气调方法有如下四种：塑料薄膜帐气调、硅窗气调、催化燃烧降氧气调和充氮气降氧气调。
1、塑料薄膜帐气调法：利用塑料薄膜对O２和CO2 有不同渗透性的原理来抑制果蔬在贮藏过程中的呼吸作用和水蒸发作用的贮藏方法。
塑料薄膜一般选用0.12mm 厚的无毒聚氯乙烯薄膜或0.075～0.2mm 厚的聚乙烯塑料薄膜。
由于塑料薄膜对气体具有选择性渗透，可使袋内的气体成份自然地形成气调贮藏状态，从而推迟果蔬营养物质的消耗和延缓衰老。
对于需要快速降O2 的塑料帐，封帐后用机械降O2 机快速实现气调条件。
但由于果蔬呼吸作用仍然存在，帐内CO2 浓度会不断升高，应定期用专门仪器进行气体检测，以便及时调整气体成份的配比。
2、硅窗气调法：根据不同的果蔬及贮藏的温湿度条件选择面积不同的硅橡胶织物膜热合于用聚乙烯或聚氯乙烯制成的贮藏帐上，作为气体交换的窗口，简称硅窗。
硅胶膜对O2 和CO2 有良好的透气性和适当的透气比，可以用来调节果蔬贮藏环境的气体成份达到控制呼吸作用的目的。
选用合适的硅窗面积制作的塑料帐，其气体成份可自动衡定在O2 含量为3%～5%；CO2 含量为3%～5%。
3、催化燃烧降氧气调法：用催化燃烧降氧机以汽油、石油液化气等燃烧与从贮藏环境中抽出的高氧气体混合进行催化燃烧反应，反应式如下：以汽油为例：由反应式可见，空气中氮气不参加上述反应，式中的H2O 是蒸汽状态的水，可用冷凝法排除，反应后无氧气体再返回气调库内，如此循环，直到把库内气体含氧量降到要求值。
当然这种燃烧方法及果蔬的呼吸作用会使库内CO2 浓度升高，这时可以配合采用二氧化碳脱除机降低CO2 浓度。
4、充氮气降氧气调法：从气调库内用真空泵抽除富氧的空气，然后充入氮气，这两个抽气、充分过程交替进行，以使库内氧气含量降到要求值，所用氮气的来源一般有两种：一种用液氮钢瓶充氮；另一种用碳分子筛制氮机充氮，其中第二种方法一般用于大型的气调库。
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硅窗气调包装的原理及应用
1. 简介
硅窗气调包装是一种利用硅胶的特殊物理性质，将包装内部与外部环境完全隔绝，并通过调节包装内气体的成分和浓度来延长食品的保鲜期和保持其质量的包装方式。
它广泛应用于食品、医药和仪器仪表等领域，能有效延长产品的保鲜期。
2. 原理
硅窗气调包装的原理基于硅胶对氧气、二氧化碳、水蒸气等气体有很强的选择
性透过性。
其原理主要包括以下几个方面：
2.1. 气体透过性
硅胶材料具有良好的气体透过性，对氧气的透过性强，而对二氧化碳和水蒸气
的透过性相对较低。
通过在包装材料中嵌入硅胶窗口，可以实现透氧、防二氧化碳和防水蒸气的效果。
2.2. 气体浓度调节
硅窗气调包装在包装内部设置特殊的排气装置，通过调节包装内部的气体浓度，可以控制氧气的浓度，从而保持食品的新鲜度和延长保鲜期。
调节气体浓度可以通过排气和补气的方式实现，以达到理想的保鲜效果。
2.3. 温湿度控制
除了气体浓度调节，硅窗气调包装还具有一定的温湿度控制功能。
硅胶包装材
料对水分的透过性相对较低，可以减少食品中水分的损失，并通过包装内部特殊运输性质，调节食品的温湿度，使其保持在最佳的保存条件下。
3. 应用
硅窗气调包装具有广泛的应用领域，主要应用于以下几个方面：
3.1. 食品包装
硅窗气调包装在食品包装领域中得到广泛应用。
通过控制包装内气体的成分和
浓度，可以抑制细菌和霉菌的生长，延长食品的保鲜期。
此外，由于硅胶窗口对氧气有较强的选择性透过性，可以防止食品中的氧化反应，保持食品的色泽、口感和香味。
3.2. 医药包装
硅窗气调包装也被广泛应用于医药领域。
在药品包装中，可以通过控制包装内
氧气的浓度，延长药品的有效期，保持药品的疗效。
此外，硅胶包装材料还可以有效隔绝外界湿气和光线，保护药品的稳定性和品质。
3.3. 仪器仪表包装
由于硅胶具有良好的防湿性和防震性能，硅窗气调包装在仪器仪表包装领域也
得到了广泛应用。
通过包装内部的硅胶窗口和气体调节装置，可以有效保护仪器仪表免受湿气和震动的影响，延长其使用寿命。
3.4. 其他应用领域
硅窗气调包装还可以在其他领域中进行应用，如电子产品、化妆品等。
通过调
节包装内的气体成分和浓度，可以保护电子产品免受湿气和氧化的侵害，延长其使用寿命；在化妆品包装中，可以防止产品受潮、变质，保持其质量和效果。
4. 总结
硅窗气调包装是一种应用广泛的包装方式，通过硅胶窗口、气体调节和温湿度
控制，实现了对食品、医药和仪器仪表等产品的延长保鲜期和保持品质的效果。
它在食品、医药和其他领域的应用，为产品的保鲜和质量保证提供了有效的解决方案。