热收缩包装技术在食品包装中的应用

热收缩包装（heat shrink packaging）是用热收缩塑料薄膜裹包产品或包装件，然后加热至一定的温度使薄膜自行收缩紧贴裹住产品或包装件的一种包装方法。目前，热收缩包装技术已在食品包装上被广泛使用，成为很有发展前途的食品包装技术。

（一）热收缩包装的特点和形式

1.热收缩包装的特点

①能适应各种大小及形状的物品包装。如小的对瓶子的局部包装、大的对托盘集装物的包装等。同时，它特别适用于一般方法难以包装的异形物品，如蔬菜、水果、整体的鱼肉食品及带盘的快餐食品或半成品的包装。

②可实现对食品密封、防潮、保鲜包装，具有良好保护性。收缩薄膜一般透明，包装时紧贴食品的表面，对产品的色、形有很好的显示性。盒、瓶、罐装食品再用收缩包装后，强化包装品的保护功能，增加包装的外观光泽，从而提高商品的装潢效果，强化促销功能。

③利用薄膜的收缩性，可把多件物品集合在一起，实现多件物品的集合包装或配套包装，为自选商场及其他形式的商品零售提供方便。

④包装紧凑，方便包装物的贮存和运输；包装材料轻，且用量少，包装费用低。

⑤包装工艺及使用的设备简单，且通用性强，便于实现机械化快速包装。

2.热收缩包装的形式　按包装后包装体的形态特点，热收缩包装分为3种类型。

（1）两端开放式的套筒收缩包装　如图6-47a，将包装件放入管状收缩膜或用对折薄膜搭接热封成套筒状，套筒膜两端比包装件长出30～50mm，收缩后包装件两端留有一圆形小孔。

图6-47　热收缩包装形式

a.套筒收缩包装　b.罩盖收缩包装　c.全封闭式收缩包装
1.折叠式　2.三边封口式　3.四边封口式　4.折边四边封口式

（2）一端开放式的罩盖式收缩包装　如图6-47b，用收缩膜覆盖在装有食品的盒或托盘容器口上，其边缘比容器口部边缘长出20～50 mm，经加热收缩，紧紧的包裹容器口部边缘。

（3）全封闭式收缩包装　如图6-47c，可满足包装品的密封、真空、防潮等包装要求。

（二）热收缩包装材料的主要性能要求

1.热收缩薄膜的收缩性能　反映收缩膜在加热时各方面尺寸收缩能力的一种特性，一般用收缩率、总收缩率和定向比为指标来表示。

（1）收缩率　薄膜试样单位原长在一定加热条件下的尺寸收缩量的百分数，

式中　L1——收缩前薄膜的长度；

L2——收缩后的薄膜长度。

测试方法是先量得薄膜的原始长度L1，然后浸放到120℃甘油中1～2s，再用水冷却，测量得长度L2。

（2）总收缩率　薄膜收缩率有纵向和横向两个值，两值之和为该材料的总收缩率，其大小主要取决于构成收缩薄膜的塑料品种、成分以及成型加工时的定向拉伸度。在其他条件相同的情况下，定向拉伸度越大，薄膜越薄，总收缩率就越大；总收缩率越大，其收缩力和收缩速度越大。轻包装可用极薄的收缩薄膜，其总收缩率可超过100%；大型物品覆盖收缩包装用较厚的收缩薄膜，总收缩率为60%～80%。

（3）定向比　指收缩薄膜的纵向定向收缩分布率与横向定向收缩分布率之比。收缩薄膜的定向收缩分布率是以总收缩率的百分数来表示纵、横向的收缩性能值，即：

定向比=纵向定向收缩分布率/横向定向收缩分布率

纵向定向收缩分布率（%）=纵向收缩率× 100/总收缩率

横向定向收缩分布率（%）=横向收缩率× 100/总收缩率因此，收缩薄膜两方向定向分布率之和为100%。

根据收缩薄膜纵、横两个方向定向收缩能力的差别，按定向比值将收缩薄膜分为4类，分别用于不同形体特点和不同形式的包装。

①超单向定向收缩薄膜：定向比=100/0～95/5，主要用作托盘集装物品的罩盖包装材料，其厚度在100 μm以上。

②高单向定向收缩薄膜：定向比=95/5～75/2，适用于两端开发式套筒收缩包装。

③双向定向收缩薄膜：定向比=75/25～55/45，适用于三边、四边封合的收缩包装。

④均衡定向收缩薄膜：定向比=55/45～45/55，适用于盘、盆装食品罩盖收缩包装，可满足这类包装形式薄膜沿盘、盆边缘收缩，同时，顶部各方向也加热均匀，达到收缩的要求。

2.热收缩薄膜的收缩温度　热收缩薄膜在一定温度范围内才发生收缩，在此范围内其收缩率将随温度升高而增大，如图6-48所示。收缩温度在一定程度上决定了收缩薄膜的收缩力大小，如果收缩温度太高，薄膜开始的收缩力很大，但在包装存贮期间其收缩力会下降而导致包装松弛，如图6-49所示。一般当薄膜实际收缩率不超过其潜在收缩率的20%时，能有效防止热收缩包装的松弛现象。

图6-48　收缩率与收缩温度的关系曲线(www.xing528.com)

1.PE　2.PVC　3.PP

图6-49　收缩力与收缩温度的关系曲线

3.热收缩薄膜的热封性　收缩包装在加热收缩前，需要先对裹包薄膜搭接边进行热压封合，因此要求收缩薄膜具有良好的热封性能，即低的热封温度和足够的热封强度。

收缩薄膜具有的热收缩性、收缩温度范围及热封性能主要取决于收缩薄膜的种类、制膜工艺及质量的影响，而这些特性将影响收缩包装的效果和质量，所以根据被包装物的特性、形体、包装要求正确确定收缩包装形式，合理选择收缩薄膜是获得满意包装效果的重要保证。表6-1为几种常用热收缩膜的热收缩性能。

表6-1　几种收缩薄膜的典型收缩率、收缩温度和热封温度

（续）

（三）常用收缩薄膜的特性及适用场合

1.聚氯乙烯（PVC）　收缩温度较低且范围广，收缩力强，收缩速度快，透明美观，封口干净漂亮，透氧率小，透湿度较大，故适用于生鲜果蔬的保鲜包装。缺点是冲击强度低，低温易发脆，封口强度差，过热封口时会分解产生臭气，且当塑料中的增塑剂变化时，薄膜会横裂，光泽消失等。

2.聚乙烯（PE）　热封性好，封口强度高，抗冲击强度大，价格低，防潮性能好。缺点是光泽与透明性等比PVC差，收缩温度比PVC高20～50℃ 。

3.聚丙烯（PP）　透明性与光泽最好，黏着性、耐油性及防湿性能好，收缩力强。缺点是收缩温度高且范围窄。

4.其他　聚苯乙烯（PS）薄膜主要用于包装信件等；聚偏二氯乙烯（PVDC）薄膜主要用于肉食灌肠类包装；乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）抗冲击强度大，透明度高，软化点低，收缩温度宽，热封性能好，收缩力小，尤其适合带突起异形物品的包装；ionomer是一种离子键聚合物，强度与延伸率都较大，与内容物的适应性好，适用于长途运输的冷冻食品的收缩包装。

（四）热收缩包装工艺及设备

食品热收缩包装工艺过程一般包括：裹包、热封口、加热收缩和冷却4步。完成收缩包装加工的包装系统一般有裹包热封机、热收缩装置（包括冷却机构），以及各操作机械前后配置的必要输送装置及其辅助操作机械组成。

1.裹包　裹包操作在裹包机上完成，根据被包装物尺寸大小及所用收缩薄膜的特性截取薄膜的尺寸应合适，如中小型物品裹包筒或袋形薄膜的尺寸比包装物尺寸大10%左右，收缩薄膜罩比托盘包装尺寸大15%～20%。

2.热封　热封一般采用镍铬电热丝热熔切断封合或脉冲热封合，为达到良好的热封效果，热封时应注意：

①热封温度尽可能选择低一些，甚至施加及时冷却措施，并力求高速封合，以防热封加热影响使封口发生收缩。

②热封温度应恒定、压力均匀，以获得平整光滑的封口，同时避免薄膜其他部分发生黏连。

③封口封合强度应达到薄膜在封口相应方向上原有强度的70%，以免热收缩时封合强度不足导致封口拉开。

3.加热收缩　加热收缩是在热收缩装置中利用热空气对包装制品进行加热使薄膜收缩。中小型包装件可采用如图6-50热收缩隧道进行加热收缩：用收缩薄膜包装好的制品放在输送带1上，送入热缩隧道3；发热元件5加热的空气由电动机6带动的风机7从入口8吹到包装成品上，完成收缩后，被输送带1送出用冷风机9冷却。为了保证隧道内的温度恒定，一般都采用温度自动调节装置，热电偶4装在隧道内，保证空气温度差小于±5℃。热风的速度、流量，以及输送机构、出入口形状与材质等，都对收缩质量有影响，热收缩加热参数可参照表6-2。

图6-50　热收缩隧道的示意图

1.输送带　2.传动辊　3.热缩隧道
4.热电偶　5.发热元件　6.电动机
7.风机　8.入口　9.冷风机

表6-2　几种收缩薄膜热收缩包装的工艺参数

目前国产热收缩包装设备一般采用红外辐射加热法，热收缩快、效果好，但是要求使用对红外线吸收率高的热收缩薄膜。对于大型托板收缩包装，当生产率不高时可采用手提式热风喷枪对被包装物吹扫热风来完成热收缩包装。