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添加时间:2009-8-31 17:27:17


    物质文明越进步,包装容器用得越多,制作得也越精美。从食品包装容器的发展,也可一窥人类的生活形态与品质是如何演变的。
  五、六十岁以上的朋友都经历了新中国经济的发展与物质生活的变迁,因此往往喜欢对后辈诉说当年生活是如何的因苦,深怕年轻人不明白自己是如何从患难中成长的。在困顿中成长的人,常有些“老”毛病,有些长者看到垃圾箱里堆满了瓶瓶罐罐等容器时,常看不惯,发牢骚地说:“想当年我小时候,如果能够看到垃圾箱里有点儿瓶罐,早就抢者捡去换几毛零钱,哪会像现代人那么好命,那么浪费。”的确,在物质生活较艰苦的年代,食品包装容器虽然比较粗糙,但也是稀少与珍贵的。
  远古时代,当人们需要容器来盛装食品时,通常从大自然中去寻找葫芦、竹结、卷曲的大型叶片或大型贝壳。后来,逐渐有了利用自然资源加工而成的容器,如挖空的木头、编织的草篮,甚至使用动物的器官,如牛角及胃或用皮革制成容器。大约在八千年前,人类开始懂得制造陶器,可以用来盛装食物、贮存食物,甚至煮熟食物。而后,陶器成为食品包装容器的主流。到了三千年前,由陶瓷釉药发展而来的玻璃问世,也逐步发展成为容器。但是工业化生产玻璃容器则是近两百年才出现的。
  另一方面,约在两千年前,在中国东汉的时候,蔡伦发明了纸,也逐渐用来包装食品。在金属容器的发展方面,则可以远溯至青铜时代,我们的老祖先就懂得利用金属材料制成容器,盛装食品。然而以金属罐头包装食品,使食物能长久贮存,则起始于约两百年前的英国。至于目前在食品包装上占最重要地位的塑料则是包装材料中最年轻的一类,在十九世纪才初露头角,而在50~60年前才开始逐渐发展成为食品包装容器的主流材料。
  一、传统食品包装容器的现状
  在物质文明高度发展的今天,食品包装容器已成为生活中随处可见且不可或缺的产品。各种制作精美,外观引人注目的包装食品陈列在各种卖场的货架上,五花八门,常令人眼花缭乱,仔细观察这些包装材料,不外乎塑料、金属、玻璃与纸四大类。当然,有一些材料是这四种材料结合而成的复合体,使得食品包装容器呈现多样化。
  1、塑料包装容器
  塑料包装材料的兴起与人们生活形态的改变息息相关。由于人口的高度成长、粮食不足的压力日增,使得如何利用经济轻便的包装方式来方便食品的贮存与运输,以及增加食品的保存期限,变得非常重要。而塑料包装材料正好可以满足这些需求。
  塑料包装材料究竟拥有哪些性质使得它们这么好用?一般而言,由于塑料的密度低,重量比金属或玻璃都轻得多,在加工或使用时比较轻便。塑料有很强的韧性,不像玻璃那么容易破碎,不像罐头受到压力时容易凹陷,也不像纸那样容易被撕裂。许多塑料材料很容易成型,稍为加热便可以使它软化,赋予它一定形状,只要在温度降低后就可以定型。我们常看到水暖工在接塑料水管时,用火焰稍为烘烤加热一下就可以使塑料管软化,任意做成各种形状。
  许多塑料遇热易熔,使得它很容易密封。在许多商店都可以看到店员把食品置于塑料袋中,用热封机一压就可以封袋,十分方便。另外,很重要的是,现在的科技使得塑料包装材料有很好的阻隔性,无论是水蒸气或氧气都不容易透过塑料容器,因此可以延长贮存时间。
  塑料是由许多所谓的“单体”个个相接,聚合而成的高分子物质。分子量在五千到十万左右。有些塑料是由一种以上的单体构成的,形成所谓的聚合物,而能有物殊的性质。常用于食品包装容器的塑料种类很多,包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,性质都有所不同。
  就食品包装容器的需求而言,最重要的性质包括强韧程度、透气率、透水气率、热封性、以及耐热性。为了产生合乎特殊需求的塑料包装材料,有时候会把不同材质贴合而成所谓的复合膜,使包装材料的整体性质更合乎需求。
  2、金属包装容器
  利用金属制成罐头来包装食品是一种简单而有效的保存食品方式。常用于制罐的两种金属为马口铁和铝。马口铁的主体是薄钢板。将薄钢板置于融熔的锡液中,通电而把锡镀在薄钢板上制成所谓的马口铁。为了提高马口铁的耐腐蚀性,把它加热处理,使锡层与钢板层之间产生锡铁合金;然后再使用铬化合物使锡层上形成铬氧化物,使马口铁不易被氧化而变质。最后,为了马口铁的表面润滑,使它在制造罐头时容易成形,并且防止生锈,又涂上一层很薄的油。
  因此,看似简单的罐头铁皮其实结构也不是那么单纯。为了进一步防止食物中的成分造成罐壁的腐蚀,马口铁也常涂布一层涂料。根据食品的特性,有一次涂漆或两次涂漆。涂料是高分子成分,如环氧树脂、压克力树脂及聚酯树脂等。涂漆后通常需经烘烤使其固化。
  铝是一种具有良好延展性的金属。由于铝与空气接触后很容易在表面形成一层氧化铝的薄膜,因此具有很好的抗腐蚀性。但是这一层氧化铝薄膜遇到卤素离子(如食盐中的氯离子)易受到破坏,因此在实际中仍需要涂布一层高分子薄膜以免受到食物中成分的侵蚀。
  金属罐头是一种密封性良好、可以完整保护食品的包装容器。食物放在金属罐中经过封罐及杀菌等程序可以储放数年而不会腐败。但是,现代人的饮食观念是以“新鲜”为主流的需求,使得风光一时的金属罐头有逐渐没落的倾向。不过,无论如何,金属罐头在可预见的将来仍然是一种相当重要的食品包装容器。
  3、玻璃包装容器
  玻璃是用石英砂、碳酸钠、石灰石以及其他添加物,在约1500℃的高温下融熔而成的。把一小团融的玻璃置入模具中,吹成容器的形状后,经冷却、退火等步骤即可制成玻璃容器,用于食品包装。现代的设备每分钟可生产100只以上的玻璃容器,使玻璃容器在食品包装上占一席之地。利用玻璃来包装食品有许多优点:不会腐蚀,水蒸汽、氧气与香气均无法穿透,阻隔性极佳,透明、卫生、无味、可回收利用、可微波、可承受高温杀菌……等等。但是由于玻璃容器不耐冲击,易碎,而且比其他材料的容器重,因此它的应用也受到一些限制。
  4、纸包装容器
  依据原料的不同,纸可分为木浆纸、非木植物纤维纸、以及再生纸。一般造纸的程序包装制浆、调制、抄造、及加工等主要步骤。为了增加纸的耐用性,使它适合于食品包装容器,在造纸的过程中常添加化学助剂,例如湿强剂、干燥剂、防油剂等。但是必须使用安全合乎法规的添加剂,否则在包装食品后溶出至食品中,影响身体健康。
  二、新型食品包装容器的发展
  利用以上四种包装材料可以发展出许许多多的食品包装容器。以下是近年来比较重要的发展项目简单介绍。
  1、可微波包装容器
  食品包装容器的发展是随着人们生活形态变化的。自1970年后微波技术开始应用于食品加热以来,包装材料或容器对微波加热的影响的研究就蓬勃地展开。诸如包装材质受微波加热可能衍生的安全性问题、微波加热时食品受热不均匀的现象及其与包装容器形状的关系等,都是大家探讨的课题。目前,市面上已经有许多能长期常温储贮、冷冻的包装食品都可直接采用微波加热。
  为了解决油炸食品经微波加热后的酥脆度不足的问题,许多包装容器内加入了加热片。加热片是由金属与塑料贴合而成,在微波存在时会快速生温,因此可以使与它接触的食品呈现酥脆或焦黄的状态,常用于冷冻披萨饼等食品。加热片也用于需要快速升温且可微波的爆米花产品,在局部迅速加热的情况下,玉米才能迅速膨胀。
  多数人可能都有个概念,就是金属容器不能放入微波炉中加热,否则会引起火花,导致危险。但是,现代的包装科技已经把金属与塑料复合,就是把塑料用黏合剂贴合在钢板上,制成易开罐、餐盒等包装容器,可以直接用微波加热其中的食物,十分方便。
2、可降解食品包装容器
  由于食品包装容器的大量使用,造成了严重的环保问题。因此,近年来食品包装产业与学术界都极为重视可降解材料的研发。可降解的包装材料有三类:一类是生物可降解材料,借由环境中微生物把它分解成二氧化碳与水;另一类是光降解材料,利用日光中的紫外线促使分解包装材料的大分子的主链断裂,使其降解;第三类是氧化降解材料,顾名思义,是靠包装材料与氧作用形成氧化物而分解。有些可降解包装材料是借由上述降解机制的结合而达到降解目的的。无论如何,生物可降解食品包装材料是较受到重视的。
  生物可分解包装材料的种类很多,有利用天然原料,如淀粉、植物性蛋白质(如玉米蛋白)、几丁聚醣、纤维素,经过化学修饰后制成包装容器。有些合成的高分子本身就具有生物可分解性,可用作包装容器的原料。不过这些生物可降解材料制成的容器,大多数有气体或水蒸汽阻隔性较差的问题,使得它们的应用受到限制。
  3、无菌包装容器
  无菌包装是现代食品的重要发展项目之一。为了达到长期储存食品的目的,一般是使用金属罐头或杀菌软袋包装食品,然后再采用高压高温方式杀菌。然而,无菌包装则采用不同的方法,它是把食品与包装材料分别杀菌之后,再在无菌的环境中,以无菌的包装材料包装无菌的食品,这样生产的包装食品也可以像罐头一样在常温下储存相当长的时间。
   我们在市面上常能卖到不用冷藏、外观是长方形纸盒的牛奶或果汁饮料,都是采用无菌包装方式制造的。但是,看似纸盒的包装盒,结构并不单纯,常由五至七层软性材料复合而成,其中包括塑料、铝箔、以及纸板,如此才能获得一个能够挺立、具有良好阻隔性、可以充分保护食品的产品。
  4、活性包装容器
  传统的食品包装方式,严格地说,都是采用消极性的防护措施,利用材料本身的阻隔性与形成容器时的密封性,把食品与外界环境阻隔,从而达到保护食品的目的。近年来发展的活性包装系统则采用较为积极的措施来保护食品。活性包装是采用特殊的材料或装置,这种材料或装置在包装食品后会与包装内部的空气或食品产生交互作用而达到延长食品储存期限的目的。
  活性包装的型式很多,最常见的有脱氧包装系统、控制二氧化碳生成或吸附的包装系统、吸附乙烯系统、含保存剂(防腐剂、抗氧化剂)的包装系统、以及控湿包装系统等。在控制气体组成方面(氧气与水蒸气),最常使用的是在食品包装容器中放入脱氧剂或干燥剂。
  脱氧剂按组成的不同可分成两类,一是以无机化合物(如硫酸亚铁)为主体,另一种是以有机化合物(如酵母、维生素C、亚麻油酸、维生素E)为主体。这些脱氧剂都是利用自身与包装容器内的氧反应,把它消耗殆尽,使得容器内的食品免于受到氧气影响而发生劣变。
  除了把脱氧剂或干燥剂小包置于食品包装容器之外,也有人把它们制成薄片,直接贴在容器内。例如,有一美国专利,是以铁粉与活性碳及氯化钠溶液混合后干燥,再把干燥的粉末与纸浆及聚乙烯混合,涂布在不织布上,然后,把这具有脱氧剂成分的不织布夹在两层高透气性的塑料膜之间,即成为一可贴于包装容器内壁的脱氧贴片。
  另外,也有把脱氧剂置于瓶盖内。还有一种装啤酒的瓶子是把活的干燥酵母菌粉与蜡混合,涂布在瓶盖内衬的PE膜上。在储存期间,啤酒的水分会渐渐渗透到蜡中,使酵母菌活化。酵母菌生长代谢时会消耗氧,如此恰好能保持啤酒的风味。
  类似于脱氧的功能,也可以利用化学反应使包装容器内产生二氧化碳,以增加食品的保存期限。例如,在前述的脱氧配方中加入碳酸盐类与有机酸,当碳酸盐遇水分解,与有机酸反应,就会释放出二氧化碳。
  在设计具有防湿功能的食品包装容器方面,首先需要有防湿包装材料。玻璃与金属基本上是可以防湿的,但是不适用于需要用软性材料包装的食品。一般软性包装材料,常需使用复合膜来防湿,例如纸-PE-铝箔-PE的复合材料就有很好的防湿效果。有一种日本的软性包装材料,名为“Toyal Dry”,中间层中含有吸湿树脂,可以吸收同重量的水分,是一种能彻底防潮的软性包装材料。
  把防腐蚀或抗氧化剂等保存剂直接加入食品可以延长食品储存期限,而这也是在加工食品时常用的方法。但是,食品的腐败劣变通常由表面开始,把防腐剂或抗氧化剂混合在整体食品中是有些多余的,有一类包装材料的设计就是为了解决这个问题。构想很简单,只是把防腐剂或抗氧化剂加入包装材料中。在包装食品后,包装材料与食品密切接触时,保存剂可释放到食品表面,达到保存食品的功效。但是,由于保存剂会自食品表面扩散至食品内部,而使得表面浓度降低,失去了保护食品的功效。
  因此,如何控制保存剂的释出速率,维持它在食品表面一定的浓度是一个重要的课题。日本有一家公司开发出一种抗微生物膜,膜中添加了沸石及某种金属。据悉,该膜在包装食品后,由于有水气与氧的存在,沸石与金属作用产生活性氧,释出后可以抑制微生物的生长。
  近十年来,中国乃至于世界先进国家的社会结构与消费行为有了不少变化。小家庭或单亲家庭及单身人口在社会中占的比率越来越高,职业妇女大幅增加,夫妻同时在外地工作已经是年轻家庭的常态,老年人口增加、在外用餐人口增加,以及环保诉求等现象都影响了食品包装与容器的发展。食品包装科技一直努力地配合时代的需求而改变。研究历史的人常根据古人使用的器皿,从石器、陶器、铁器等了解时代的演变与当时人们的方式。将来的历史学家将更能依据食品包装容器的发展来判断我们今天的社会活动形态。

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