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1、三、水蒸气阻隔包装储存期的三、水蒸气阻隔包装储存期的设计与计算设计与计算1 1、 防潮包装方法分为两类防潮包装方法分为两类 第一类为保护物品质量，防止被包装物品增加水分而采第一类为保护物品质量，防止被包装物品增加水分而采用的包装方法，即在包装容器内装入一定数量的干燥剂，用的包装方法，即在包装容器内装入一定数量的干燥剂，吸收包装内的水分和吸收从包装外渗透进来的水分，以减吸收包装内的水分和吸收从包装外渗透进来的水分，以减缓包装内湿度上升的速度，延长防潮包装的储存期。缓包装内湿度上升的速度，延长防潮包装的储存期。 第二类是为了防止被包装物体吸收或排出水分，保证第二类是为了防止被包装物体吸收或排出水分
2、，保证产品的性能稳定而采用的防潮包装方法，即用低透湿率的产品的性能稳定而采用的防潮包装方法，即用低透湿率的防潮包装材料进行包装，以防止被包装物品内水分丢失。防潮包装材料进行包装，以防止被包装物品内水分丢失。 2.2.第一类防潮包装设计与计算第一类防潮包装设计与计算 这一类包装是用来防止被包装物品吸收或排这一类包装是用来防止被包装物品吸收或排除水分，在进行设计计算时，有两种情况：除水分，在进行设计计算时，有两种情况： 根据被包装物品的性质、防潮要求、储根据被包装物品的性质、防潮要求、储存期限、形体特征和使用特点来合理的选用防存期限、形体特征和使用特点来合理的选用防潮包装材料，设计包装容器和包装方
3、法；根潮包装材料，设计包装容器和包装方法；根据给定的包装材料，按照被包装物品的条件，据给定的包装材料，按照被包装物品的条件，验算是否能满足储存期的要求验算是否能满足储存期的要求tApplqPwvwv)(21式（13-4）将其改写为：将其改写为：AppPlqtwvwv)(21(S) 式（13-11（a)把式（把式（13-613-6）pKpPPwvwv904040代入式代入式【13-1113-11（a a）】中，中，则有：则有：AppPlqtwvwv)(21ApppKpPlqtwvwv)(90214040AhhppKpPlqwvwv221404010)()090(ffAKhhlfpPfqwvwv)
4、(10)090(2124040将式（将式（13-513-5）)24(10)090(122404040hmglfpPQwv代入上式得：代入上式得：AKhhQfqtwv)(2140上式可变换为：上式可变换为：KhhQAqftwv)(2140KhhhmQcmAgqfstwv)(24()()()(212402KhhQAqfhcmstwv)(24)(21402又又hmsfcm24122除以换算因子除以换算因子f f后，可得：后，可得：)()(2140dKhhQAqtwv式式13-11(b)13-11(b)2 2、防潮包装设计计设计计算的公式及参数参数 防止被包装物品吸收或排出水分的防潮包装在进行设计计算
5、时，需根据被包装产品的性质、防潮要求、形状和使用特点来合理地选用防潮包装材料、设计包装容器和包装方法，并对防潮性进行必要的检测。因此在设计与计算时，必须具有以下各项参数：用式【13-11（a）】计算时有：（1） 被包装产品的净重W W，g g;（2）包装材料的表面积A A，c c；（3）防潮包装保证储存期限t t,s；（4）包装储存环境的平均温度，；（5）包装储存环境的分压，kPa；（6）包装内的分压，kPa 。 用式【13-11（b）】计算时有：（1） 被包装产品的净重W W，g g;（2）包装材料的表面积A A，；（3）防潮包装保证储存期限t t,天；（4）包装储存环境的平均温度，；（5）
6、包装储存环境的平均湿度h1，%；（6）包装内的湿度h2，%。 例题13-1 P259页 （1）按照透湿系数计算，式【13-11（a）】AppPxqtwvwv)(21(S) 式（13-11（a) 解：求透湿系数解：求透湿系数P Pwv22wv22 从表从表13-413-4查得，厚查得，厚0.003cm0.003cm的聚丙烯薄膜，的聚丙烯薄膜，在在4040和（和（90-090-0）% %RHRH的环境下，其透湿系数的环境下，其透湿系数 P Pwv40wv40=45g=45gum/(mm/(m2 2d dkPa)kPa) 从表从表13-213-2查得查得4040时饱和水蒸气压强时饱和水蒸气压强 P
7、P4040=7.376kPa,=7.376kPa,并插值求得并插值求得2222时的饱和水蒸气时的饱和水蒸气压强压强p p2222=2.670kPa;=2.670kPa; 从表从表13-313-3插值求得插值求得CPPCPP在在2222时时 K=0.196K=0.1961010-2-2. . 将上述数值代入式将上述数值代入式13-513-5，则：，则：2240402290PKpPPwvwv670. 210196. 090376. 7452)/(92.212kPadmmg 该食品的容许含水量为：该食品的容许含水量为： q qwvwv=100g(0.055-0.02)=3.5g=100g(0.055
8、-0.02)=3.5g 求包装材料两侧水蒸气分压差：求包装材料两侧水蒸气分压差： a.a.包装外部分压包装外部分压p p1 12222。 由可知储存环境温度由可知储存环境温度2222时饱和水蒸气压时饱和水蒸气压强强p p2222=2.670kPa,=2.670kPa,相对湿度相对湿度70%70%时，水蒸气压强时，水蒸气压强为为 p p1 12222 =0.70 =0.702.670=1.869kPa2.670=1.869kPa b.b.包装内部分压包装内部分压p p2 22222。 先根据图先根据图10-710-7所示的该食品的等温平衡吸湿特所示的该食品的等温平衡吸湿特性曲线，可知平衡含水率性
9、曲线，可知平衡含水率2%2%时的相对湿度为时的相对湿度为8%8%，5.5%5.5%时的相对湿度为时的相对湿度为43%43%。 为了使储存期的估算更准确，可采用储存初始为了使储存期的估算更准确，可采用储存初始和允许最大相对湿度的平均值，和允许最大相对湿度的平均值， 即即（0.43+0.080.43+0.08）/2=0.255/2=0.255 则包装内部水蒸气分压为则包装内部水蒸气分压为 0.2550.2552.670=0.681kPa2.670=0.681kPa。 又已知材料厚度又已知材料厚度l=0.003cm=30 ;l=0.003cm=30 ; 包装面积包装面积A=650cmA=650cm2
10、 2=0.065m=0.065m2 2 将以上数值代入式将以上数值代入式【13-1113-11（a a）】 得：得：AppPlqtwvwv)(22222122222222065. 0)681. 0869. 1 (305 . 392.21mkPakPamgmgkPadm=62d=62d=2=2月月m （2 2）按照透湿率计算，根据式）按照透湿率计算，根据式【13-1113-11（b b）】)()(2140dKhhQAqtwv 解：从表解：从表10-710-7查得查得0.003cm0.003cm厚度的厚度的CPPCPP，在，在4040和（和（90-090-0）%RH%RH的环境条件下，其透湿率的环
11、境条件下，其透湿率 Q Q4040=10g/(m=10g/(m2 2d)d) 该食品的容许含水量为：该食品的容许含水量为： q qwvwv=100g(0.055-0.02)=3.5g=100g(0.055-0.02)=3.5g 从表从表13-313-3插值求得插值求得CPPCPP在在2222时时 K=0.196K=0.1961010-2-2. . 又又h1=70h1=70（% %）; h2=(43+8)%/2=25.5; h2=(43+8)%/2=25.5（% %） 又已知包装面积又已知包装面积A=650cmA=650cm2 2 =0.065m =0.065m2 2 将以上数值代入式将以上数值
12、代入式【13-1113-11（b b）】 得：得：)()(2140dKhhQAqtwv212210196. 0)5 .2570()24(10065. 05 . 3hmgm=61d=61d=2=2月月 例题：湿敏性产品干燥时重例题：湿敏性产品干燥时重100g100g，装入厚度为，装入厚度为0.03mm0.03mm的高密度聚乙烯塑料袋中，包装面积为的高密度聚乙烯塑料袋中，包装面积为700cm2700cm2，该产品允许干燥含水率为，该产品允许干燥含水率为30%30%80%80%，对应的相对湿度为对应的相对湿度为50%50%85%85%。现该产品干燥含。现该产品干燥含水率为水率为50%50%，相对湿度
13、为，相对湿度为70%70%，如果储存在平均，如果储存在平均温度为温度为2525，相对湿度，相对湿度40%40%的环境中，问能储的环境中，问能储存多久？存多久？ （1）按照透湿系数计算，式【13-11（a）】AppPxqtwvwv)(21(S) 式（13-11（a)该产品允许干燥含水率为该产品允许干燥含水率为30%30%80%80%，对应的相对湿度为对应的相对湿度为50%50%85%85%。，。， 相对湿度为相对湿度为70%70%， 相对湿度相对湿度40%40%的环境中，的环境中，现该产品干燥含水率为现该产品干燥含水率为50%50% 解：进行这类问题的计算时，由于储存环境的解：进行这类问题的计算
14、时，由于储存环境的相对湿度低于包装内部的相对湿度，因此相对湿度低于包装内部的相对湿度，因此产品产品将脱湿，即排出水分。将脱湿，即排出水分。 从表从表13-413-4查得，厚查得，厚0.003cm0.003cm的高密度聚乙烯的高密度聚乙烯塑料，在塑料，在2525的透湿系数的透湿系数 P Pwv25wv25=23g=23gum/(mum/(m2 2d dkPa) kPa) 该产品允许排出水分为：该产品允许排出水分为： q qwvwv=100g(30-50)%=-20g=100g(30-50)%=-20g 求包装材料两侧水蒸气分压差：求包装材料两侧水蒸气分压差： a.a.包装外部分压包装外部分压p
15、p1 12525。 从表从表13-213-2查得查得2525时饱和水蒸气压强时饱和水蒸气压强 P P4040=3.167kPa=3.167kPa，在相对湿度，在相对湿度40%40%时，水蒸时，水蒸气压强为气压强为p p1 12525 =0.40 =0.403.167=1.2668kPa3.167=1.2668kPa b.b.包装内部分压包装内部分压p p2 22525。 包装内部的平均湿度（包装内部的平均湿度（0.7+0.50.7+0.5）/2=0.6/2=0.60,0,则包装内部水蒸气分压为则包装内部水蒸气分压为 0.600.603.1673.167=2.2002kPa=2.2002kPa。
16、 又已知材料厚度又已知材料厚度x=0.003cm;x=0.003cm; 包装面积包装面积A=700cmA=700cm2 2; ; 将以上数值代入式将以上数值代入式【13-1113-11（a a）】 得：得：AppPxqtwvwv)(2522512525252207. 0)2002. 22668. 1 (302023cmkPakPamgmgkPadm=399d=399d=12=12月月 （2 2）按照透湿率计算，根据式）按照透湿率计算，根据式【13-1113-11（b b）】)()(2140dKhhQAqtwv 解：从表解：从表13-413-4查得查得0.003cm0.003cm厚度的厚度的HD
17、PEHDPE，在，在4 400和（和（90-090-0）%RH%RH的环境条件下，其透湿率的环境条件下，其透湿率 Q Q4040=9g/(m=9g/(m2 2d)d) 该食品的容许含水量为：该食品的容许含水量为： q qwvwv=100g(30-50)%=-20g=100g(30-50)%=-20g 从表从表13-313-3查得查得HDPEHDPE在在2525时时 K=0.27K=0.271010-2-2. . 又又h1=40h1=40（% %）; h2=(70+50)%/2=60; h2=(70+50)%/2=60（% %） 又已知包装面积又已知包装面积A=0.07mA=0.07m2 2;
18、; 将以上数值代入式将以上数值代入式【13-1113-11（b b）】 得：得：)()(2140dKhhQAqtwv21221027. 0)6040()(907. 020dmgmg=587d=587d=18=18月月 4.4.加速试验的应用加速试验的应用 在温度为（在温度为（40401 1）和相对湿度为（和相对湿度为（90902 20 0）% %的条件下进行加速试验，测定被包装物品的条件下进行加速试验，测定被包装物品的含水量达到额定数值时所需要的时间，设为的含水量达到额定数值时所需要的时间，设为t40t40天，而储存在任意温度天，而储存在任意温度 时所预定的时时所预定的时间为间为 天，由于渗透
19、同量水蒸气所需时间与渗天，由于渗透同量水蒸气所需时间与渗透率成反比，则有：透率成反比，则有：t将式（13-6）代入，并上下乘以90：QQtt4040)%()%90(212404040hhpPhpPttWVWV9090 由式（10-9） 转化得： 由此可得：K1pPpPWVWV90404090)()90(212hhKh90)()90(21240hhKhtt式（式（13-1313-13） 例题13-4 公式90)()90(21240hhKhtt作业7 7、湿敏性产品干燥时重、湿敏性产品干燥时重150g150g，装入厚度，装入厚度0.030.03mmmm的软质聚氯乙烯塑料袋中，袋长的软质聚氯乙烯塑料袋中，袋长20cm20cm、宽宽15cm15cm，该产品允许干燥含水率，该产品允许干燥含水率30%30%80%80%，对应的相对湿度范围为对应的相对湿度范围为50% 50% 85%85%。现该产。现该产品干燥含水率为品干燥含水率为45%45%，相对湿度相对湿度60%60%，储存，储存在平均温度在平均温度25 25 、相对湿度、相对湿度35%35%的大环境的大环境中，其储存期为多少天？中，其储存期为多少天？8 8、将温度改为将温度改为20 20