果蔬气调包装的机械

气调包装系统由两部分组成：第一部分气体混合，由气体混合装置实现，它可作为单独部件与气调包装机、真空包装机配套使用。气体混合装置的作用是根据不同需要，准确地将CO2、O2、N2混合成各种不同比例的混合气体，供包装所用。第二部分为气调包装，由气调包装机实现，其作用是将装有产品的袋（盒）中的空气置换出，然后充入所需的混合气体，将袋（盒）封口。目前，我国大多数是使用真空包装机代替，一是避免气体浪费；二是包装袋内气压一般小于一个大气压，所以可防止包装袋变瘪。

一、气体混合

（一）气体比例混合原理

根据理想气体状态方程可得：

n1：n2：n3：……：nm=P1V1：P2V2：P3V3：……：PmVm

式中：ni为气体i摩尔数；Pi为气体i的分压；Vi为气体i的分体积，i=1，2，……，m。

可见，气体比例混合可采用有两种方法：一种是在气体分压力一定时，控制混合气体流量，采用流量阀对气体作节流比例混合；另一种在一定容积的容器内，气体混合物的总压力一定时，控制混合气体中各气体成分的分压进行混合。

（二）气体比例混合装置

二、气调包装

（一）气调包装方式

气调包装有两种方式：气流冲洗式、真空补偿式。

1．气流冲洗式

气流冲洗式气调包装原理是在包装袋成型时连续充入混合气体，气流将包装内的空气驱出，袋的开口端形成正压并立即封口。这种气调包装方式通常采用包装袋连续成型，充填物料并不需抽真空，包装速度快，但包装内残氧率较高，一般将达2％。气流冲洗式用于各种立式或卧式自动制袋充填包装机。卧式自动制袋充填包装机气流冲洗式的工作原理如图5-9所示。混合气体从充气管2，经喷管3喷出，此时包装袋的纵向和前端横向已被封口，气流将包装内的空气从薄膜制袋成型模前端9处驱出并保持一定的正压，隔断环境的空气，随即横封装置4和切断装置5将袋口热封并切断为单件包装品。

目前国内预制盒式气调包装也采用这种气流冲洗式的气调形式。

2．真空补偿式

真空补偿式气调包装原理是先将包装袋或盒内的空气抽出构成一定真空度，然后充入混合气体至常压，再热封袋口。这种气调包装方式，包装内残氧率较低，应用范围广，各种真空充气包装机均可实施。由于须首先完成抽真空才能进行充气作业，故包装速度比气流冲洗式慢。图5-10是热成型真空充气包装机真空补偿式气调包装原理图。其基本工艺过程为：底膜1经热吸塑成型，2为浅盘，在置入包装产品后盖膜卷材4，进入真空—充气—热封室9依次进行抽真空、充气、热封，最后经切断成单个包装输出。

（二）气调包装机

1．国内气调包装机

目前国内生产的气调包装机主要有盒式真空补偿式与冲洗式包装机、袋式真空补偿式包装机。预制盒式真空补偿式气调包装机原理如图5-12所示。该机由机架、传动系统、送盒部件、盖膜架、换气室、割刀以及控制系统组成。其工作原理如下：将预制盒安固在盒架3的槽中，并充填好包装物；由齿轮气缸，通过输送装置1、2带动装盒板步进，步进的距离为一只盒架的宽度，步进的距离可任意调节；盒架经过盖膜架4后，将盖膜盖到料盒上；步进到换气室5、6位置时，在换气室中换气和密封，本机采用二次换气；最后切割装置7将盖膜割断，包装盒输出，完成包装全过程。

图5-12 预制盒式真空补偿式气调包装机原理1—链轮 2—链条 3—盒架 4—盖膜架 5—一级换气室6—二级换气室 7—切割装置 8—换气室下腔

相对于常用的一级换气，采用二级换气更能保证包装质量。图5-12中，第一换气室与第二换气室的结构基本一致，只是加热板上略有区别：为在二级换气室中能继续抽气、换气，在一室预封时，封口留有若干开口，进入二级换气室进行第二次抽气、换气及封合。

近年来国内开发了预制盒式真空补偿式、充气式气调包装机。图5-13为一种预制盒式真空补偿式气调包装机。其基本技术参数为：工作压力：0.6～0.8MPa；功率：1.5kW；包装速度：3～4次/min；气体混合精度：＜2％；外形尺寸：1400mm×1100mm×1750mm。

2．国外气调包装机

国外气调包装机械大都是热成型自动真空包装机和立式、卧式自动制袋充填包装机的改型，在原机上配置气体自动混合控制器和充气附件，使机型具有多功能。机器可自动化生产，生产效率高。食品、果蔬气调包装在欧洲应用较广泛，德、英等国家的气调包装机械有多种机型。包装型式有枕式、大袋包装和袋装盒式、硬质塑料盒、纸塑复合盒等。国外气调包装机基本机型如下。

（1）FFS卧式热成型气调包装机：这种机型是热成型真空包装机的改型，可采用真空补偿式或气体冲洗式进行气调包装。采用半刚性塑料盒，包装盒的材料通常用PVC/PE。制造这种机型的主要厂商有Dixie union、Kramer&Grebe、Multivac等。

（2）预制袋或盒气调包装机：预制袋气调包装机是袋式真空包装机的改型，完成真空补偿式气调包装。预制盒式气调包装机可作真空补偿式或气体冲洗式气调包装。这两种气调包装机都是半自动的，生产能力较小，机器生产厂商是Dyno、Multivac等。

（3）立式或卧式制袋充填气调包装机：这种机型是自动制袋充填包装机的改型，生产枕式软包装，只能作气体冲洗式气调包装。这种气调包装机的生产厂商有Rose Forgrove、Auloturier等。

（4）纸塑复合盒气调包装机：纸塑复合盒类型有两种，一种是在热成型真空包装机上放入预制纸板盒后嵌入机器上热成型的塑料盒，可作真空补偿式或气体冲洗式气调包装，设备生产厂商为Mardon包装集团；另一种是预制涂塑纸盒放人自动充填热封包装机作真空补偿式气体冲洗式气调包装，两种包装材料制的纸塑复合盒对气体和水气具有优良的阻隔性能。设备生产厂商为Keyes Fibre/Msidstone。

（5）盒中袋或箱中袋气调包装机：盒中袋是小包装塑料袋装入纸盒内，箱中袋是大包装塑料袋装入纸箱内。前者的机器制造厂商有Hermetet、Bosch，后者的机器制造厂商有CVP、Corr-Vac等，可作真空补偿或气体冲洗式气调包装。

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