包装机文献综述

生物与农业工程学院毕业设计文献综述

题目立式无菌包装机设计

专业：包装工程

学号：45060321

学生姓名：王伟

指导教师姓名：齐迎春

指导教师职称：

日期：2010年 3 月22 日

1、前言

包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。随着时代的发展，技术的进步，包装机械在包装领域中正起着越来越大的作用。包装机械是随着新包装材料的出现，和包装技术的不断革新而发展的。中国发明的造纸技术，在历史上为纸包装的产生提供了条件。1850年世界纸价大跌，纸包装开始用于食品。1852年美国的沃利发明出制纸袋机，从而出现纸制品机械。1861年德国建立了世界上第一个包装机械厂，并于1911年生产了全自动成形充填封口机。1890年美国开始生产液体灌装机，1902年又生产了重力式灌装机。20世纪初，英国的杜兰德采用金属容器保存食物，从而出现各种罐头包装食品。二十世纪60年代以来，新材料逐渐代替传统的包装材料，特别是采用塑料包装材料后，包装机械发生重大变革。超级市场的兴起，对商品的包装提出了更新的要求。为保证商品输送快捷安全，集装箱应运而生，集装箱体尺寸也逐渐实现了标准化和系列化，从而促使包装机械进一步完善和发展。

无菌包装是指根据产品要求，在无菌状态下，把经过灭菌处理的物料，装进事先灭菌或经无菌处理的包装容器内，让其储存于不透风、不透气甚至不透光的特定环境中，在常温下无需冷藏也能保持较长的时期而品质不变。可见无菌包装，原是对一种特殊的包装方法的简称。但是，随着时间的推移，现已发展成为一个领域或者说一个系统工程。它至少包括无菌包装技术、无菌包装工艺、无菌包装材料、无菌处理设备、无菌包装机械装备等。无菌加工和包装技术应用于食品工业已有多年的历史。最早的工业化无菌充填包装系统可以追溯到1950年Jams Dole公司开发的产品。由于无菌充填包装技术能较好地保持产品的色、香、味, 不需冷藏, 节约能源, 连续化生产、降低了生产成本因而被广泛采用。从当初仅能包装液体状、粘稠状食品, 发展到现在可以包装含固形物80%左右, 固体颗粒最大达25mm的食品。而且包装形式多样, 盒装、袋装、盒中袋, 瓶、罐等形式均有。容量从10~15ml的小包装至3785 0l（1万加仑）的大包装, 灵活性极大。同时由于包装技术和相应食品加工技术的发展,数年前主要用于牛奶和乳制品的无菌充填加工技术, 今天已可应用于各种各样食品的加工。

无菌包装机的种类繁多，根据被容物、成型器、灭菌的方法等可以划分很多类。例如，单头无菌液体软包装机、双头液体无菌包装机、利乐砖无菌包装机、饮料无菌纸盒包装机、立式无菌包装机、卧式无菌包装机等种类。这里主要介绍一下立式袋无菌包装机。

进入九十年代, 随着包装材料的不断更新,商品的软包装将领导着包装的主要潮流。在可进行软包装的自动化机械中,立式袋无菌包装机的应用最广。立式袋成型包装机是一种高效的、优秀的软包装机械。立式袋成型包装机是指在同一

台设备上、同一竖直方向上完成包装袋成型、物料的充填、封口等工序的多功能包装机械。在该类机器上可独立完成对液体、粘流体、粉体、颗粒状物料的包装。所用的包装材料是具有可热封层的塑料单膜及各种复合膜等。在这类机器上可成型枕形袋、三边封口袋、四边封合袋、直立袋、盒形袋等多种袋形。而立式无菌包装机的其中主要一个环节为包装环境和包装产品的灭菌。目前国内外灭菌的方法种类繁多。（参见表1）

目前最常采用的是过氧化氢灭菌法。尤其是此法被美国FDA认可后, 此法在世界范围内获得了广泛的应用。如瑞典Tetra Pak公司的TBA系列利乐包无菌灌装包装机即采用这种方式。过氧化氢浓度在20~70%范围内, 浓度越高, 杀菌效果越好。但浓度太高, 可能造成过氧化氢在包装材料上的残留过高。因此FDA 规定, 用于无菌包装系统的过氧化氢浓度应低于35%, 内容物中过氧化氢浓度(以水为充填试验)应低于0.5ppm。在常温下, 过氧化氢杀菌力较弱, 一般加温至70~80℃以上使用。如果用紫外线与过氧化氢并用, 则可大大提高过氧化氢的杀菌效力。使用的过氧化氢浓度可以从35%降至0.5~2.5%。Thimonier公司的新无菌包装系统就采用了这种方式。

采用过热蒸汽对空罐、罐盖进行杀菌已有四十多年的历史。一般采用220~226℃的过热蒸汽灭菌45~90秒。Jams Dole公司就采用这种方式。铝罐可缩短20%的杀菌时间。塑料胶粒在挤压成形时, 温度可达180~230℃, 熔化过程持续约3分钟, 因此可用于挤压成型的塑料容器的灭菌。但温度分布不均匀, 仅适用于酸性食品的包装容器的灭菌。放射线杀菌在商业上使用的主要是由钻60产生的r射线, 现主要用于大容量盒中袋(bag in box)塑料袋的灭菌。

由于生活水平的提高，人们对生活质量的追求也发生了深刻的变化，因此对于无菌包装技术的要求越来越高，为解决这一课题，一些国外先进国家早在70年代就开始研究开发无菌包装机;我国在80年代初开始引进这一设备，多数是德国、瑞典、芬兰制造的，至今已有上千条线在国内运行，其不足之处是:由于进口设备内装有多个电机作为驱动机械，结构均比较复杂，以气动封切为主，要求高，中小企业不能掌握，而且价格都比较昂贵，如芬兰生产的依莱克思德，无菌包装机的价格是44万美元，法国百利包装机价格是300多万人民币，不具备相当实力的企业是无法接受的;更主要的是维修不便，配件不及时一直困扰着这些企业的发展和生产，如今一些企业的设备运行二十来年，面临着更换的状况，因此，无菌包装机还有待于进一步开发和研制。

2、机械的主要机构

一般立式无菌包装机由支架、传动机构及供膜装置、杀菌装置、拉膜装置、夹膜装置、成型装置、纵封装置、走膜装置、横封装置等组成。其中成型装置的种类繁多。成型器的结构有翻领形成型器、三角形成型器、U形成型器、象鼻形成型器、缺口导板成型器等结构。成型器对包装袋的形式、尺寸、产品包装质量、机器的布局等均有直接的影响，是塑料薄膜材料折叠成各种袋型的专用装置。立式无菌包装机的工作原理：

预先印刷有产品商标、图案等内容的复合塑料薄膜1绕制于膜卷2中，其一端经导辊3，薄膜打字装置5和双氧水浸泡槽6进入辐射杀菌区7杀菌，然后进入无菌作业区8内，由若干对导辊引导其曲折经过该区，并采用无菌的热风干燥薄膜1；在所述的的无菌作业8的前部中设置有拉膜器9；所述的拉膜器9系由设置在拉膜架91上的拉膜辊筒92和与之相连的气缸10构成；其中所述的气缸10设置在无菌作业区8外，与其活塞杆相连的拉杆11穿经无菌作业区8的壁体12与拉膜架91相连接。在所述的压膜器9的拉膜架91上设置有两根拉杆11，在无菌作业区8的壁体12外的拉杆周围设置有无油滑动轴承13；在两拉杆的另一端经连杆14与两只气缸10相连接。在所述的拉膜器9的后侧设置有由压辊41、设于其上的压杆42和与之相连并设于无菌作业区8的壁体12外的气缸10所构成的压膜器4。在压杆42穿经无菌作业区8的壁体12外的外侧设置有无油滑动轴承13，其内侧设置有密封圈15；在两拉杆的另一端经连杆14与气缸10