食品气调保鲜包装机及其包装方法.pdf

本发明公开了一种食品气调保鲜包装机及其包装方法，包括常规的换气机构、传送机构、定量包装机构及它们的驱动控制装置，其特点是采用气体置换与包装一体室，该一体室由顺序串联的上料气密室、成袋包装室和下料气密室三个腔室构成，两两腔室分别通过第一和第二气密门连通；其中上料气密室设有充气口和排气口与换气机构连接，并具有入料气密门；定量包装机构置于成袋包装室内；下料气密室也设有充气口和排气口与换气机构连接，并具有出料气密门；上料气密室和成袋包装室内均安装有传送机构。本发明既能实现高效连续的包装，提高生产效率，又具有非常优良的气密性能，充分保证了气体置换率，从而能延长所包装食品的保质和保鲜时间。

权利要求书
1.  一种食品气调保鲜包装机，包括常规的换气机构(8)、传送机构(9)、定量包装机构(10)及它们的驱动控制装置，其特征在于它还包括气体置换与包装一体室，该一体室由顺序串联的上料气密室(1)、成袋包装室(2)和下料气密室(3)三个腔室构成，两两腔室分别通过第一和第二气密门(5、6)连通；其中上料气密室(1)设有充气口和排气口与换气机构(8)连接，并具有入料气密门(4)；定量包装机构(10)置于成袋包装室(2)内；下料气密室(3)也设有充气口和排气口与换气机构(8)连接，并具有出料气密门(7)；上料气密室(1)和成袋包装室(2)内均安装有传送机构(9)。

2.  根据权利要求1所述的食品气调保鲜包装机，其特征在于所述第一气密门(5)、第二气密门(6)、入料气密门(4)和出料气密门(7)均为外包密封条的移动式气密门。

3.  根据权利要求1所述的食品气调保鲜包装机，其特征在于所述传送机构(9)优选步进电机控制的螺旋传动推拉式机械手。

4.  一种如前述任一权利要求所述食品气调保鲜包装机的包装方法，其特征在于它包括下述工作步骤：
1)入料气密门(4)打开，待包装食品进入上料气密室(1)；
2)上料气密室(1)抽真空后再输入常压气调保鲜气体；
3)上料气密室(1)内输入常压气调保鲜气体的同时，第一气密门(5)打开，上料气密室(1)中的待包装食品通过传送机构(9)进入成袋包装室(2)；
4)食品在成袋包装室(2)内包装入袋并封口，同时下料气密室(3)抽真空后再输入常压气调保鲜气体；
5)下料气密室(3)内输入常压气调保鲜气体的同时，第二气密门(6)打开，将已包装成袋的食品通过传送机构(9)送入下料气密室(3)；
6)出料气密门(7)打开，取出已包装成袋的食品装箱。

5.  根据权利要求4所述的食品气调保鲜包装机的包装方法，其特征在于所述常压气调保鲜气体为氮气。

说明书食品气调保鲜包装机及其包装方法
技术领域
本发明涉及一种食品气调保鲜包装机及其包装方法，属于食品气调包装机械技术领域。
背景技术
目前，糕点类可即时食用的熟食品在人们的饮食结构中已占有很大的份额，并且，这种份额还在日益增大，如何延长此类食品的保质和保鲜时间、防止食品腐败变质、减少食品损失以及改善熟食品的包装、贮藏和保鲜措施，研发相应的食品包装机械已成为一个亟待解决的问题。
常规的食品贮藏和保鲜措施主要有：(1)化学防腐保鲜：即在食品表面涂擦或在食品中添加酸类、碱类盐类或氧化剂类化学品，以延缓菌类生长，达到食品保质的目的。其优点是工艺简单、操作方便，缺点是有副作用、保鲜效果差。(2)冷冻保鲜：即给食品创造一个低温环境，以抑制微生物的生长繁殖乃至杀死部分微生物，以达到食品保质的目的。其优点是保质时间较长，缺点是会影响食品的色泽、口感和口味。(3)抽真空高温灭菌保质：保质时间长，经过高温灭菌后，口感、口味、外形变化大，营养成分破坏大。(4)辐照保鲜：即用放射性同位素的放射线照射食品，以杀灭食品中的微生物，达到食品保鲜的目的。
对于目前日益面广量大的月饼、糕点类食品，采用化学保鲜无法获得消费者的认可：直接采用冷冻保鲜会改变食品口感、口味和色泽，消费者也难以接受：抽真空包装会由于包装袋内外的压差而改变食品的物理结构，也不宜采用；由于月饼、糕点类食品在烘烤过程中已实现了灭菌，所以辐照保鲜已无必要。
相比之下，气调包装保鲜作为一种新型的食品保鲜技术有着前述保鲜技术无可比拟的优势，气调包装保鲜一般可以分为复合气调保鲜和单一惰性气体保鲜两类；其中，复合气调保鲜主要是采用特殊配比的气调保鲜气体，既能抑制大多数腐败细菌和霉菌的生长繁殖，又能维持新鲜食品适当的氧呼吸和代谢，以达到保质和保鲜的目的，特别适用于水果、蔬菜等的保鲜，而对于无需氧呼吸和代谢的月饼、糕点类食品，采用复杂的气调保鲜包装，既无必要，又会增加包装成本；而单一惰性气体保鲜，主要指真空充氮保鲜；氮气是一种易于制备的性质稳定的气体，在月饼、糕点类食品刚出炉时(此时，食品理论上已处于无菌状态)进行充氮包装，不仅能大幅延长食品的保质期，还能在保质的同时维持食品原有的色泽、口感、口味和物理结构，因此对月饼、糕点类食品进行充氮包装是目前的最佳选择。
当然目前国内、外企业及市场上所采用的气调保鲜包装机，虽然外观形状各不相同，但工作原理只有两种：一种是在半密封状态下工作的冲洗补偿式，另一种是在全密封状态下工作的真空置换式。
冲洗补偿式是利用通过真空发生器的快速气流带出的一片半真空区域，然后补上气调保鲜气体，经过几次冲洗，使容器内获得一定比例的气调保鲜气体，待容器内外等压后封口。这种气调方式因冲洗时容器会有残存的含氧量，所以真空度不高，不适用于对氧敏感的食品的包装，并且，由于需经过几次冲洗，所以气调保鲜气体的损失较大，导致气体置换率较低，保质和保鲜的效果较差；真空置换式气调是在全密封的状态下，利用真空泵抽尽容器内的空气，然后充入适合食品延期保鲜的气调气体，当容器内外压力相等时封口。这种包装容器内含氧量低，应用范围广，但抽真空时间较长，包装只能间断进行，生产效率低；无疑置换式气调包装机的制作工艺相比补偿式还要复杂。
总结现有的前述两种气调保鲜包装机的结构特点，就会发现造成它们缺点的共同原因就是两者在工作时，食品都是事先通过定量落料装置包装入容器(袋装或盒装)，然后再将该容器送入气体置换室或抽真空室内继续后续的冲洗或抽真空工序，即食品的包装机构与气体置换机构之间独立运作，因此降低了包装机整体的气密性；并且由于包装食品的容器事先缺少一个气调气体或者一个真空的氛围，于是便很容易造成气体置换率低下，抽真空时间加长而且在抽真空过程中，食物包装容器容易在负压作用下被挤破或变形。
发明内容
本发明目的是：针对背景技术中提到的的不足，提供一种食品气调保鲜包装机及其包装方法，其在提高气体置换率，保证包装机整体气密性的同时，能够最大化的简化现有食品气调保鲜包装机的结构。
本发明的主要技术方案是：一种食品气调保鲜包装机，包括常规的换气机构、传送机构、定量包装机构及它们的驱动控制装置，其特征在于它还包括气体置换与包装一体室，该一体室由顺序串联的上料气密室、成袋包装室和下料气密室三个腔室构成，两两腔室分别通过第一和第二气密门连通；其中上料气密室设有充气口和排气口与换气机构连接，并具有入料气密门；定量包装机构置于成袋包装室内；下料气密室也设有充气口和排气口与换气机构连接，并具有出料气密门；上料气密室和成袋包装室内均安装有传送机构。
上面所述的本发明食品气调保鲜包装机的包装方法包括如下步骤：
1)入料气密门打开，待包装食品进入上料气密室；
2)上料气密室抽真空后再输入常压气调保鲜气体；
3)上料气密室内输入常压气调保鲜气体的同时，第一气密门打开，上料气密室中的待包装食品通过传送机构进入成袋包装室；
4)食品在成袋包装室内包装入袋并封口，同时下料气密室抽真空后再输入常压气调保鲜气体；
5)下料气密室内输入常压气调保鲜气体的同时，第二气密门打开，将已包装成袋的食品通过传送机构送入下料气密室；
6)出料气密门打开，取出已包装成袋的食品装箱。
本发明食品气调保鲜包装机在工作过程中必须保证有较高的气密性，因此其中涉及的气密门，即第一、第二气密门，入料气密门和出料气密门均优选外包密封条的移动式气密门，由步进电机驱动。并且选用技术较为成熟的移动式气密门的另一目的是利用它所具有的启闭灵活自如、活动时占据空间小，便于电机控制等特点，适合于本发明整体结构的简化。
本发明食品气调保鲜包装机的成袋包装室中安装的定量包装机构采用现有技术，例如根据食物包装类型的不同选择各类固体充填自动或半自动包装机，连续完成诸如制袋-定量充填-封口在内的一连串必要工序。而同现有技术所不同是，本发明中第一气密门一旦打开，成袋包装室内立刻充满气调气体氛围，因此定量包装机构对于食品的包装是在预期的气调气体氛围中进行的，因此气调保鲜气体的损失较小，气体置换率就高。
本发明食品气调保鲜包装机中所涉及的传送机构优选步进电机控制的螺旋传动推拉式机械手，主要负责两个工序：第一即将上料气密室内的待包装食品推入成袋包装室内的定量包装机构中；第二即将已包装入袋的食品推入下料气密室。当然步进电机控制的螺旋传动推拉式机械手为现有技术，不再多述。
本发明食品气调保鲜包装机的换气机构同现有技术，而所述的保鲜气体可以是氮气、二氧化碳、氧气中的一种气体，或者是两种以上气体的混合气体。当然复合气调气体的种类及比例配比需要根据实际保鲜食品的特点进行选择和计算。当然本发明考虑到复合气调气体对其组分气体比例的要求过于严格，配比花费的时间过长，国内这方面技术不成熟等因素，故在气调保鲜气体的选择方面优选氮气，因为根据糕点、月饼类熟食品出炉时已无菌、且又无需氧呼吸和代谢的特点，完全可以采用氮气取代复合气调保鲜气体，而且选用氮气的另一优点是对于本发明来说可进一步简化机体结构、降低包装机的造价，从而降低食品企业的设备购置成本，有利于本发明在中小型企业中的推广。
本发明的优点是：
1.本发明中的气体置换与包装一体室结构在常规的食品气调包装机基础上，采用上、下料气密室与常压气调气体包装成袋室串联的形式，既能实现高效连续的包装，提高生产效率，又具有非常优良的气密性能，充分保证了气体置换率，从而能延长所包装食品的保质和保鲜时间。
2.本发明中食品包装入袋前是在上料气密室内进行抽真空并气体置换的，不存在抽真空过程产生的负压对包装容器的影响。
3.本发明中的气调保鲜气体若优选氮气，可进一步简化机体结构、降低包装机的造价，从而降低食品企业的设备购置成本，有利于本发明在中小型企业中的推广。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明具体实施方式的结构示意图。
其中：1、上料气密室；2、成袋包装室；3、下料气密室；4、入料气密门；5、第一气密门；6、第二气密门；7、出料气密门；8、换气机构；9、传送机构；10、定量包装机构。
具体实施方式
实施例：结合图1所示为本发明食品气调保鲜包装机的具体实施方式，它包括常规的换气机构8、传送机构9、定量包装机构10及它们的驱动控制装置，其特点是它还包括气体置换与包装一体室，如图1所示，该气体置换与包装一体室由顺序串联的上料气密室1、成袋包装室2和下料气密室3三个腔室构成，两两腔室分别通过第一和第二气密门5、6连通；其中上料气密室1设有充气口和排气口与换气机构8连接，并具有入料气密门4；定量包装机构10置于成袋包装室2内；下料气密室3也设有充气口和排气口与换气机构8连接，并具有出料气密门7；上料气密室1和成袋包装室2内均安装有传送机构9。
本实施例食品气调保鲜包装机的包装方法包括如下步骤：
1)入料气密门4打开，待包装食品进入上料气密室1；
2)上料气密室1抽真空后再输入常压气调保鲜气体；
3)上料气密室1内输入常压气调保鲜气体的同时，第一气密门5打开，上料气密室1中的待包装食品通过传送机构9进入成袋包装室2；
4)食品在成袋包装室2内包装入袋并封口，同时下料气密室3抽真空后再输入常压气调保鲜气体；
5)下料气密室3内输入常压气调保鲜气体的同时，第二气密门6打开，将已包装成袋的食品通过传送机构9送入下料气密室3；
6)出料气密门7打开，取出已包装成袋的食品装箱。
本实施例食品气调保鲜包装机在工作过程中必须保证有较高的气密性，因此其中涉及的第一、第二气密门5，6，入料气密门4和出料气密门7均优选外包密封条的移动式气密门，由步进电机驱动控制。选用技术较为成熟的移动式气密门的另一目的是利用它所具有的启闭灵活自如、活动时占据空间小，便于电机控制等特点，适合于本实施例整体结构的简化。
本实施例食品气调保鲜包装机的成袋包装室2中安装的定量包装机构10采用现有的固体充填自动或半自动包装机，连续完成诸如制袋-定量充填-封口在内的一连串必要工序。而同现有技术所不同是，本发明中第一气密门5一旦打开，成袋包装室2内立刻充满气调保鲜气体氛围，因此定量包装机构10对于食品的包装是在预期的气调保鲜气体氛围中进行的，因此气调保鲜气体的损失较小，气体置换率就高。
本实施例食品气调保鲜包装机中所涉及的传送机构选用步进电机控制的螺旋传动推拉式机械手，主要负责两个工序：第一即将上料气密室1内的待包装食品推入成袋包装室2内的定量包装机构中；第二即将已包装入袋的食品推入下料气密室3。当然步进电机控制的螺旋传动推拉式机械手为现有技术，不再多述。
本实施例中的气体置换与包装一体室结构在常规的食品气调包装机结构基础上，采用上、下料气密室与常压气调气体包装成袋室串联的形式，既能实现高效连续的包装，提高生产效率，又具有非常优良的气密性能，充分保证了气体置换率，从而能延长所包装食品的保质和保鲜时间。并且食品包装入袋前是在上料气密室内进行抽真空并气体置换的，不存在抽真空过程产生的负压对包装容器的影响。
本实施例内的气调保鲜气体优选氮气，因为根据糕点、月饼类熟食品出炉时已无菌、且又无需氧呼吸和代谢的特点，完全可以采用氮气取代复合气调保鲜气体，而且选用氮气的另一优点是对于本发明来说可进一步简化机体结构、降低包装机的造价，从而降低食品企业的设备购置成本，有利于本发明在中小型企业中的推广。