食品包装复合材料结构设计研究三

2021-07-23 来源：河北农业机械网

食品包装复合材料结构设计研究(三)

2．3温度对渗透性的影响

由于渗透系数随着温度而改变，渗透系数应该在多层复合包装/产品的储存或货架条件下获得。在一般情况下，气体渗透系数是指温度在23℃、相对湿度0%条件下的；而水蒸气渗透系数通常在37.5℃、90%的相对湿度下测量的。为了方便比较，通常应给定标准状况（1atm和0℃）下的渗透系数，温度对渗透性的影响关系遵循阿累尼乌斯方程（Arrhenius equation）[3]。

式中，Pj0：第j层薄膜参考温度下的渗透性系数，单位：ml ·μm /(m2·天·atm)

T：储存温度，单位：K

T0:参考温度，单位：K

Ej：第j层的活化能，单位：J/mol

R：气体常数值，单位：8314J/(mol·K)

2．4相对湿度对渗透性的影响

极性塑料随着相对湿度的变化其渗透性能也容易发生变化，在把这些极性塑料放在外层或内层（与食品接触）的情况下，根据实验数据，可采用多项式回归的方法，渗透系数在多层包装/产品的存储或货架条件下得到修正。如果极性塑料被放在中间层，影响塑料的相对湿度应该根据相邻层的水蒸气透过性来进行计算，如方程7所示[4]。

式中，RHj：在第j层的平均相对湿度

RH外：包装外的相对湿度

RH内：包装内的相对湿度

2．5多层结构的组成

为了进行包装设计，计算模型需要考虑产生包装袋材料多层结构使用的层数（n）和塑料材料的选择（m）。在设计中采用m种材料和n层结构的组合，满足下列标准：

（1）塑料材料的相容性：如果相组合的塑料材料的相容性不能保证，那么就需要一层复合薄膜粘合层包含在两层不相容的塑料材料中。

（2）外层材料的选择是根据塑料的水蒸气透过性，内层材料的选择根据塑料的热封性。

（3）吸湿性塑料通常作为薄膜材料的中间层。

（4）应考虑包装结构的给定最大层数。

（5）应检查多层塑料薄膜结构设计中的给定厚度范围（最小值和最大值）。

2．6验证多层薄膜结构的合理性

薄膜结构应满足食品和饮料的要求，该要求在方程4和前面提到的一些标准中得到了体现。另外，要使成本最小化，每平方米包装薄膜的成本可由如下方程得到：