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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中北大学,*,第五章 防湿包装技术,地球的大气中含有多种气体以及水蒸气、污染物质等。空气中的水蒸气随季节、气候、湿源等各种条件的不同而变化，且在一定压力和温度下水蒸气还可凝结为水。为了防止某些产品及其包装容器从空气中吸湿受潮，避免产品质量受损或潮解变性，可靠的方法是采用防湿包装。与此相反，有些含水分多的产品脱湿后会引起干涸或变质，同样也可采用防湿包装。防湿包装还可防止食品、纤维制品、皮革等受潮霉变，防止金属及其制品锈蚀等。所谓防湿包装，就是采用具有一定隔绝水蒸气能力的防湿材料对产品进行包封，隔绝外界湿度变化对产品的影响，同时使包装内的相对湿度满足产品的要求，保护商品的质量。,防湿包装应用最为广泛，且可采用多种包装材料与包装结构。例如：小至味精、药片的塑料薄膜小袋包装，大至整个火车车厢用复合材料大罩的封套等。,11/30/2024,1,中北大学,第五章 防湿包装技术 地球的大气中含有多种气,第一节 湿空气及其表达方式,产品吸湿的来源主要是空气中的水蒸气，而空气中的水蒸气又来源于海洋、江河、湖泊表面的水分蒸发，各种生物(人、动物、植物等)的生理过程以及工艺生产过程。空气中的水蒸气含量虽少，但其含量发生变化将使湿空气的物理性质随之改变，且对人体感觉、产品质量、工艺生产过程和设备等都有不可忽视的影响。,11/30/2024,2,中北大学,第一节 湿空气及其表达方式产品吸湿的来源主要是空气中的水蒸,一、湿空气的组成,从空气中除去全部水蒸气和污染物质后，所剩的即为干空气。干燥空气是由氮、氧、氩、二氧化碳、氖以及其他一些微量气体所组成的的混合气体，其组成较为稳定，仅有少数成分随时间、地理位置、海拔高度等因素的变化而有少许变化。干空气与水蒸气的混和气体称为湿空气，湿空气中水蒸气含量的变化会引起湿空气干湿程度的改变。,湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还取决于它所处的状态。湿空气的状态通常可用压强、温度、比容等参数来表达，这些即为湿空气的状态参数。,干空气在空气中的含量较少，比容大、且压强低，因而它们可近似地当作理想气体来对待。干空气状态参数间的关系，可用如下理想气体状态方程表示,11/30/2024,3,中北大学,一、湿空气的组成 从空气中除去全部水蒸气和污染,或,式中P气体的压强(Pa。),V气体的总体积(m,3,),U气体的比容(m,3,kg),m气体的总质量(kg),气体的分子量(kgkmol),R普通气体常数(=831466JkmolK),T气体的热力学温度(K),单位质量的空气所占有的容积称为空气的比容，它与空气的密度互为倒数，两者可视为一个状态参数。,11/30/2024,4,中北大学,或6/12/20234中北大学,由于空气中的干空气与水蒸气为均匀混合的状态，显然两者具有相同的温度和相等的容积。由此不难得出湿空气的密度为干空气密度和水蒸气密度之和。尽管湿空气的状态在经常的变化过程中必将产生热交换，然而，湿空气状态变化时的吸热、放热对包装而言是完全可以忽略的。,道尔顿定律指出：混合气体总压强等于各组成气体分压强之和。因此，湿空气压强(即大气压)必为水蒸气分压强与干空气分压强之和。,11/30/2024,5,中北大学,由于空气中的干空气与水蒸气为均匀混合的状态，显然两者具有相同,二、湿空气的表达方式,(1)湿空气的含湿量 湿空气中水蒸气的质量与湿空气中干空气的质量之比称为含湿量C。当空气压力一定时，水蒸气的分压强与空气含湿量近似为线性关系，即水蒸气的分压强愈大，含湿量就愈大。如果含湿量不变，水蒸气分压强将随着空气压强的增加而上升，随着空气压强的减小而下降。,(2)空气的绝对湿度 每立方米湿空气中所含有的水蒸气量即为空气的绝对湿度。但由于水分蒸发或凝结时，湿空气中水蒸气质量是变化的，而且即使水蒸气质量不变，但湿空气的容积还将随温度的变化而变化，因此，绝对湿度不能确切反映湿空气中水蒸气量的多少。,11/30/2024,6,中北大学,二、湿空气的表达方式(1)湿空气的含湿量 湿空气中水蒸气的,(3)空气的相对湿度 众所周知：在一定温度下，湿空气所含的水蒸气量有一个最大限度，超过这一限度，多余的水蒸气就会从湿空气中：凝结出来。因此，具有最大限度水蒸气量的湿空气称为饱和空气，饱和空气所具有的水蒸气分压强和含湿量，称为该温度下湿空气饱和水蒸气分压强和饱和含湿量。,空气中水蒸气分压强与同温度下饱和水蒸气分压强之比称为该温度下的相对湿度。即,相对湿度,p该温度下的绝对湿度,P同温度下的饱和湿度,11/30/2024,7,中北大学,(3)空气的相对湿度 众所周知：在一定温度下，湿空气所含的,相对湿度不能表达空气中的含湿量，只能表征空气接近饱和的程度。值越小，表明空气饱和程度越小，空气吸收水蒸气的能力越强，值大，与上相反，空气吸收水蒸气的能力越差；当中,=,100时，空气为饱和空气；=0，空气为干空气。相对湿度也可以用下面表达式来表示为,相对湿度,c该温度下空气的实际含湿量,C该温度下空气的饱和含湿量,11/30/2024,8,中北大学,相对湿度不能表达空气中的含湿量，只能表征空气接近饱和的程度。,相对湿度与湿空气的其他参数关系密切，当我们增加压强(减小体积)或降低温度，可使未饱和的空气变成饱和空气。当不饱和空气的温度下降时，虽然其实际含湿量并未变化，但相应的饱和含湿量将减少(见表41)，此时空气的相对湿度将增大。与此相反，减压或升温可使饱和空气变为不饱和也就是说湿空气的含湿量、饱和水蒸气分压强是随温度的升高而增大(见表41)，而干空气密度，饱和空气密度随温度的升高而减少。,11/30/2024,9,中北大学,相对湿度与湿空气的其他参数关系密切，当我们增加压强(减小体积,11/30/2024,10,中北大学,6/12/202310中北大学,第二节 产品的吸湿及其危害,空气中的水蒸气常常随季节、气候、湿源等各种条件变化而改变。空气中水蒸气的含量虽少，但其变化引起干、湿程度的改变，对储存商品质量变化影响很大。,11/30/2024,11,中北大学,第二节 产品的吸湿及其危害空气中的水蒸气常常随季节、气候、,一、商品的吸湿性,商品的吸湿性是指商品在一定条件下，从空气中吸收或放出水分的能力。吸湿性强的商品在潮湿的空气中不断吸收水分而增加含水量，而在干燥空气中则会不断放出水分而减少含水量。商品吸湿是商品与空气中水蒸气之间作用的结果。,某些商品(如食糖、食盐等)主要成分的分子是极性分子。这些分子与水分子之间具有较强的相互吸引力，可以把与它接触的气体或液体分子吸引住，因此这类商品必然表现出明显的吸湿性。而非极性分子则不吸湿。,另外在某些商品的组成成分中，含有亲水性基团，易于吸湿。从商品的组织结构看，凡具有疏松多孔或粉末结构的商品，它们的表面积较大，与空气中水蒸气接触面积大，吸湿速度快。为了使防湿包装收到良好的防护效果，必须对被包装产品的吸湿特性进行充分的了解，提出明确的防湿要求。,11/30/2024,12,中北大学,一、商品的吸湿性商品的吸湿性是指商品在一定条件下，从空气中吸,二、产品与水的结合方式,产品与水的结合方式分为如下的两类：,(1)结合水(又叫束缚水)它是以一般干燥处理难以除去的水分可分为两类：,化学结合水 它是以氢键的形式存在于化合物或矿物中的水在晶格中占有一定的位置，在高温下方可除去。,物化结合水 它是物质细胞或纤维皮和毛细管中所含的水分，其中包括吸附水分与渗透水分。吸附水分与物质结合强度大，而渗透水分比吸附水分的含量多。物化结合水所产生的蒸汽压小于液态水在同温度时所产生的蒸汽压，故一般干燥处理也难以去除。,(2)非结合水(又叫自由水或游离水)物质毛细管中水分、,表面润湿水分及存在于孔隙中的水分，它们与物质的结合强度弱，一般的干燥处理即可除去。,11/30/2024,13,中北大学,二、产品与水的结合方式产品与水的结合方式分为如下的两类：6/,三、吸湿产品的平衡湿度,吸湿产品在定的温度与湿度的空气或环境中，将排除水分(蒸发)或吸收水分(吸湿)可达到并维持一定值，此值称为在该条件下商品的平衡水分(或平衡湿度)。它不会因与空气接触时间的延长而有所变化。平衡水分随商品的种类而异，对于同一种商品其平衡湿度因所接触的空气组成、环境的温度、湿度的变化而改变。平衡水分是一个相对的、动态的平衡水分。,11/30/2024,14,中北大学,三、吸湿产品的平衡湿度吸湿产品在定的温度与湿度的空气或环,四、水蒸气对产品和包装质量的影响,商品的含水量对商品质量变化有很大影响，能使商品发生物理、化学、生化变化。,在微生物的细胞中，一般含有7085的水分。水作为一种溶剂，能溶解微生物生存和繁殖需要的一些糖分、胶质及其他切水溶性的营养物质，从而被微生物所吸收。如果缺乏水分，微生物体内的水分失去平衡，就会直接影响它们的生理机能而不能生存。使商品霉腐的微生物主要从商品中获得水分。商品含水量较低，微生物因缺乏水分而不能进行生命活动。反之商品的含水量较高，在一定的条件下，微生物生长繁殖就会旺盛。,11/30/2024,15,中北大学,四、水蒸气对产品和包装质量的影响商品的含水量对商品质量变化有,水分也是仓库害虫生长和繁殖的重要条件。一般害虫体内的水分含量占体重的4467，水分还是害虫进行生理活动的重要介质，并参与虫体细胞原生质的组成以及新陈代谢中进行的全部化学反应。由于虫种、营养状况等不同，生长的不同时期，害虫体内的含水量和对水分的需求量也不一样。仓库害虫体内的水分主要从各种商品中获得。如果空气中湿度大，商品就会吸湿，含水量增加，容易被虫蛀。反之如果空气湿度小，商品就会放湿，含水量减少，不易虫蛀。,对于某些溶于水的商品，在一定的湿度条件下，能不断吸收空气中的水分，逐渐潮解，以至完全溶化成液体，影响了商品的质量。如食品中的食糖、味精，化工商品中含结晶水多的明矾、氯化钙等。,11/30/2024,16,中北大学,水分也是仓库害虫生长和繁殖的重要条件。一般害虫体内的水分含量,某些结晶粒状或粉状易溶化商品，在空气湿度低的条件下，商品将逐渐地放湿，失去水分后结成硬块，特别是受压情况下更为严重。雪花膏等含水量大的化妆品，当空气湿度低时，易发生干缩，使香气挥发，甚至膏体酸败而变质。,对于蔬菜鲜果之类的商品，含水量为6596%，这类商品的含水量是其新鲜程度的重要品质特征，它们的营养成分与味觉物质人多数溶解于细胞液中，如果失去部分水分，就会大大降低其鲜嫩程度和食用价值。如果环境的空气湿度低，蔬菜鲜果的水分就会蒸发而萎缩，并促使其体内酶的活性增强，加快一些化学成分的分解，造成营养物质的损耗。而湿度高易受微生物的侵袭，发生腐烂。,另外金属制品特别是钢铁制品，在湿度大的环境中，在其表面易形成水膜，容易发生电化学腐蚀；纸张、皮革、纤维制品在湿度低的环境中易发生脆损或裂开。,11/30/2024,17,中北大学,某些结晶粒状或粉状易溶化商品，在空气湿度低的条件下，商品将逐,第三节 影响包装品湿度变化的因素,防湿包装的目的就是隔绝空气中的水分对被包装物品的作用，但由于每种物品的吸湿特性不同，因而对水分的敏感程度各异，对防湿性能的要求不同，同时由于商品包装、流通、贮藏、销售的环境不断地变换，也会影响包装内环境湿度、温度等条件的变化。,11/30/2024,18,中北大学,第三节 影响包装品湿度变化的因素防湿包装的目的就是隔绝空,一、湿度变化的影响,无论一个包装件的包装是多么严密，包装外环境的变化必将影响内环境的变化。根据气体的扩散定律可知：气体分子总是不停从高密度区向低密度区扩散，直到最后混合均匀，各处的密度都一致。任何个具有吸湿性的商品置于空气中，商品与空气之间都会有水分的交换。如果空气潮湿而商品含水量小，则空气中的水蒸气就会向商品扩散，引起商品潮解和霉腐。如果商品含水量大，而空气干燥，则商品中的水分就向空气中扩散，引起商品的脱湿变质。具有吸湿性的商品在一定湿度和温度的环境中置放一段时间，商品含水与空气湿度之
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