袋装技术及设备应用于食品包装的基础步骤

松散态粉粒状食品及形状复杂多变的小块状食品，袋装（bag packaging）是其主要的销售包装形式，生鲜食品、加工食品或诸如牛奶等液体食品也广泛采用袋装。在当今食品加工业中，袋装技术应用最为广泛，许多为保证食品质量而采用的食品包装专用技术多以袋装技术为基础。

（一）袋装的形式和特点

1.袋装的形式　袋装的形式较多，用于食品销售包装的各种小袋见图6-33：图6-33中a～f为扁平袋，用于味精、奶粉、糖果等粉状小颗粒食品包装；图6-33中g～l为自立袋，用于饮料、牛奶等液体食品包装。按袋装方法分类，袋装有预制袋和制袋—充填—封口两种，预制袋是在包装之前预先用制袋机制成袋，在包装时先将袋口撑开，充填物料后封口，主要适用于手工包装。制袋—充填—封口是在一台设备上连续完成三步动作而形成产品的包装，是目前较为先进的一种袋装技术。

图6-33　热封薄膜包装袋的形式

a.三边封口袋　b.四边封口袋　c.纵缝搭接袋　d.纵缝对接袋　e.侧边折叠袋　f.筒袋
g.平底楔形袋　h.椭圆楔形袋　i.底撑楔形袋　j.塔形袋　k.尖顶柱形袋　1.立方柱形袋

用于袋装食品的包装材料有纸袋、塑料薄膜袋、纸塑复合袋、塑料复合袋及纸、铝箔等。目前还使用蒸镀铝的塑料薄膜袋。

2.袋装的特点　袋装作为一种古老的包装方法至今仍作为一种最主要的包装技术而广泛使用，是由袋装本身所具有的优点所决定的。

①价格便宜、形式丰富、适合各种不同的规格尺寸。

②包装材料来源广泛，可用纸、铝箔、塑料薄膜及其他复合材料，品种齐全，具备适应各种不同包装要求的性能特点。

③袋装本身质量轻、省材料、便于流通和消费，并且通过灵活多变的艺术设计和装潢印刷，采用不同的材料组合、不同的图案色彩，形成从低档到高档的不同层次的包装产品，满足日益多变的市场需求。

（二）袋装机械

1.立式成型制袋—充填—封口包装机　这类包装机有很多形式，按包装结构分，主要有枕形袋、扁平袋、角形自立袋等类型。

（1）枕形袋立式成型制袋—充填—封口包装机　这类袋装机也有许多形式，图6-34所示为翻领成型制袋的枕形袋成型制袋—充填—封口包装机，有多种规格，主要应用于松散态物品包装，也可应用于松散态规则颗粒物品、小块状物品包装。

其工艺过程：包装用卷筒薄膜1绕经导辊组2、张力装置3，由光电检测控制装置对薄膜材料带上商标图文位置进行检测后，通过翻领成型器5卷合成薄膜圆筒裹包在充填管的表面。先用纵向热封装置9对卷合成筒的薄膜接口部位热封，然后将密封筒状的薄膜移动到横向热封装置10处进行横封，构成包装袋筒。计量充填装置7把计量好的物品通过上部充填管6充填入包装袋内，再由横向热封装置10热封并在居中切断，形成下部的枕形袋包装成品11，并同时形成下一个筒袋的底部封口。为了使包装过程延续进行，包装材料由牵拉进给装置，即图示横向热封装置夹持，按工作节拍由光电检测装置控制，完成包装材料的牵拉送进和热封切断，然后热封装置松开对包装成品的夹持，空程向上返回，进入下一个工作循环。

（2）扁平袋制袋成型—充填—封口包装机这类袋装机也有多种形式，图6-35所示为典型的两种机型：图a为三面封式，图b为四面封式。

图6-34　枕形袋成型制袋—充填—封口包装机

1.包装用卷筒薄膜　2.导辊组　3.张力装置
4.光电检测控制装置　5.翻领成型器　6.充填管
7.计量充填装置　8.张紧装置　9.纵向热封装置
10.横向热封装置　11.枕形袋包装成品

图6-35　扁平袋制袋成型—充填—封口包装机

a.三面封式　b.四面封式
1.包装用薄膜卷　2.导辊　3.预松装置　4.光电检控装置　5.制袋成型器
6.计量充填装置　7.纵向热封装置　8.横向热封装置　9.切断装置　10.转向辊　11.压辊

此类机型主要由包装膜卷筒装置、导辊预松装置、制袋成型装置、计量充填装置、纵封、横封切断装置，以及传动、电气控制和其他辅助装置等组成。包装工艺过程：放置在支承装置上的包装薄膜卷筒由预松装置3牵拉，经导辊2松展成包装材料带，通过制袋成型器5折合成重叠带；用纵向热封滚轮7热封重叠带纵向开口而得到扁平管筒；再由横向热封装置8热封前端开口而成长筒扁平包装袋；物料通过计量充填装置6充填入成型袋中，热封袋口并切断而完成包装。

（3）角形自立袋制袋成型—充填—封口包装机如图6-38所示先将包装材料成型为圆形管筒，再制成角形自立袋，然后进行充填包装。包装薄膜从卷筒引出成材料带，经光电检测器、导辊12后到达翻领成型器10，在成型圆筒导管11表面卷合成圆筒形；由纵向预封装置9对卷合的叠合部位进行热熔封合，然后通过过渡导管到达等边长的方筒导管8表面，用纵向热封装置7把纵接缝再封合使之美观；由烫角器6烫出4个角棱，使之成为方形薄膜管筒，然后由横向热封切断装置4封接底口形成包装袋。由计量充填装置把包装物料通过充填管5装入袋中，再钳合袋口、排气、封合袋口、切断而完成一个工作循环。

图6-36所示为仅一包装设备有限公司开发的全自动高速立式包装机。该机采用连续工作方式，对粉粒状物料高速充填、快速包装；采用真空吸附拉膜确保包材的连续精确牵引，高速稳定的顶封底封与切断成袋装置使包装形式灵活多样；横封采用大功率伺服电机，使封口压力和张开行程任意调节，能满足各种包材和袋型的需求；触摸式真彩人机界面，选配Internet远程监控维护系统，可实现与客户零距离沟通。图6-37为其TM系列条状包装机，适用于粉末和颗粒，包括砂糖、甜味佐料、速溶咖啡、奶精、奶粉、干燥剂等包装，可选配各种物料充填系统、激光喷码、激光打码、薄膜跟踪向导、充氮、U槽口切割、R-角切割等；高精度质量控制填充系统能适应充填量每袋0.2～80g的各类条状包装，包装速度为：条带数×40～100袋/分/条（包装机条带数量可根据产品批量设置成1～20条）。

图6-36　全自动高速立式包装机

图6-37　TM系列条状包装机

2.卧式制袋—充填—封口包装机　与立式制袋—充填—封口包装机基本相同，制袋与充填都沿着水平方向进行，可包装各种块状、颗粒状等各种形状的固态物料，如点心、面包、方便面、香肠、糖果等，包装尺寸可以在很大的范围内调节。这类包装机也有多种形式，按结构分为三面封结构和四面封结构包装机。(www.xing528.com)

图6-39所示为直线进行式的卧式制袋—充填—封口包装机工作原理：从包装材料卷筒1拉下的包装材料由导辊2导引，经三角成型折合器3和U形保持杆4折合成U形带；光电检测器5对包装材料上装潢图文位置进行检测，然后由热封装置对U形折合带实施热熔封接两侧面、底边而完成制袋。牵引送进装置7做往复直线运动将成袋及材料作牵引送进，每次送进一个袋宽距离，由切断装置8裁切成单个包装袋，然后由袋钳将袋作钳持送进；在开袋口位由开袋装置将袋口吸开，并往袋内喷吹压力空气使袋口扩开，同时由钳持包装袋的钳手保持张开的袋口，以便使装填物料顺利进行。袋子送到计量充填工位完成装填物料，再在整形工位由整形装置对袋中松散物料实施整形处理，使其袋形便于封口操作，且钳袋的钳手往外运动，让袋口恢复平直闭合状态，在封口工位完成热封后包装件从机器中排出。

图6-38　角形自立袋制袋成型—充填—封口包装机

1.折合袋底装置　2.排气钳　3.夹带钳
4.横向热封切断装置　5.充填管　6.烫角器
7.纵向热封装置　8.方筒导管　9.纵向预封装置
10.翻领成型器　11.成型圆筒导管　12.导辊　13.包装薄膜

图6-39　扁平袋卧式成型（制袋）—充填—封口包装机

1.包装材料卷筒　2.导辊　3.三角成型折合器　4.U形保持杆　5.光电检测器　6.成袋热封装置　7.牵引送进装置
8.切断装置　9.袋开口装置　10.计量充填装置　11.整形装置　12.封口装置　13.成品排出装置

如果待包装物料为颗粒状，在输送带左上方还需安装计量机构。一般也设有商标光电定位装置来控制正确的切断位置。

3.液体食品袋装机　图6-40所示为液体物料袋装成型—充填—封口包装机示意图。该机为立式间歇运动充填机，内容物在125～1 000 mL范围内可调，生产能力为每分钟40袋，适用于厚度为（0.08～0.1mm的PE或LLDPE薄膜包装。工作原理如下：薄膜经预牵引辊12从薄膜卷筒10上拉下，送到成型器5，进入成型器之前的薄膜要经过两道紫外线灯3、4照射，实施产品接触一面材料的灭菌处理。从成型器中出来的薄膜被折成扁筒状，薄膜间歇运动静止时刻，纵封器6对扁筒状料袋热封。薄膜牵引辊7的间歇回转，使得料袋定长地牵引。液体食品在机器顶部料缸1中贮存，经充填阀8定量地进入料袋，横封切断器9在液面位置以下将袋口封合，同时将下袋切断分离。

这种包装机不属于无菌包装，产品仍然需要冷藏，可用于巴氏灭菌牛奶、果汁饮料、豆奶、酱油、醋等的包装。

（三）袋装机械的选用

我国袋装机械及其配套设备近年来有较快的发展，种类很多，功能、生产能力、所用包装材料及价格、包装袋的形状和尺寸等均各不相同，差异很大，选用时必须根据生产规模和市场行情综合考虑，引进国外设备必须考虑原材料的国内供应情况。具体选用设备时可考虑以下几点。

图6-40　液体物料袋成型—充填—封口机示意图

1.料缸　2.阀开度调节器　3、4.紫外线灯
5.成型器　6.纵封器　7.薄膜牵引辊
8.充填阀　9.横封切断器　10.薄膜卷筒
11.平衡器　12.预牵引辊

①充填的计量装置要选择适当。当包装某些颗粒状和粉状物料时，其密度必须控制在规定的范围内才能选用容积式计量，否则应考虑称量式计量。对受空气温度、湿度敏感的包装物料，在选用设备时更应注意。

②封口时的加热温度和时间应能调节到与所用包装材料的热封性能相适应，以保证热封质量。

③充填粉末物料时，袋口部分易沾污粉尘而影响封口质量，多数情况是由于塑料包装材料带静电而吸附粉尘，因此，这类袋装机必须设有防止袋口沾污粉尘的装置，如静电消除器等。

④当装袋速度快、被装物品价格较高时，应采用称重计量充填，并配有检重秤，随时剔除超重或欠重包装件，并能自动调整充填量。

⑤单机形成自动化生产线时应选用高可靠性的机型，以免单机故障而影响整条生产线的正常生产。