氣調包裝系統由兩部分組成：第一部分氣體混合，由氣體混合裝置實現，它可作為單獨部件與氣調包裝機、真空包裝機配套使用。氣體混合裝置的作用是根據不同需要，準確地將CO2、O2、N2混合成各種不同比例的混合氣體，供包裝所用。第二部分為氣調包裝，由氣調包裝機實現，其作用是將裝有產品的袋（盒）中的空氣置換出，然后充入所需的混合氣體，將袋（盒）封口。目前，我國大多數是使用真空包裝機代替，一是避免氣體浪費；二是包裝袋內氣壓一般小于一個大氣壓，所以可防止包裝袋變癟。
一、氣體混合
（一）氣體比例混合原理
根據理想氣體狀態(tài)方程可得：
n1：n2：n3：……：nm=P1V1：P2V2：P3V3：……：PmVm
式中：ni為氣體i摩爾數；Pi為氣體i的分壓；Vi為氣體i的分體積，i=1，2，……，m。
可見，氣體比例混合可采用有兩種方法：一種是在氣體分壓力一定時，控制混合氣體流量，采用流量閥對氣體作節(jié)流比例混合；另一種在一定容積的容器內，氣體混合物的總壓力一定時，控制混合氣體中各氣體成分的分壓進行混合。
（二）氣體比例混合裝置
二、氣調包裝
（一）氣調包裝方式
氣調包裝有兩種方式：氣流沖洗式、真空補償式。
1．氣流沖洗式
氣流沖洗式氣調包裝原理是在包裝袋成型時連續(xù)充入混合氣體，氣流將包裝內的空氣驅出，袋的開口端形成正壓并立即封口。這種氣調包裝方式通常采用包裝袋連續(xù)成型，充填物料并不需抽真空，包裝速度快，但包裝內殘氧率較高，一般將達2％。氣流沖洗式用于各種立式或臥式自動制袋充填包裝機。臥式自動制袋充填包裝機氣流沖洗式的工作原理如圖5-9所示。混合氣體從充氣管2，經噴管3噴出，此時包裝袋的縱向和前端橫向已被封口，氣流將包裝內的空氣從薄膜制袋成型模前端9處驅出并保持一定的正壓，隔斷環(huán)境的空氣，隨即橫封裝置4和切斷裝置5將袋口熱封并切斷為單件包裝品。
目前國內預制盒式氣調包裝也采用這種氣流沖洗式的氣調形式。
2．真空補償式
真空補償式氣調包裝原理是先將包裝袋或盒內的空氣抽出構成一定真空度，然后充入混合氣體至常壓，再熱封袋口。這種氣調包裝方式，包裝內殘氧率較低，應用范圍廣，各種真空充氣包裝機均可實施。由于須首先完成抽真空才能進行充氣作業(yè)，故包裝速度比氣流沖洗式慢。圖5-10是熱成型真空充氣包裝機真空補償式氣調包裝原理圖。其基本工藝過程為：底膜1經熱吸塑成型，2為淺盤，在置入包裝產品后蓋膜卷材4，進入真空—充氣—熱封室9依次進行抽真空、充氣、熱封，最后經切斷成單個包裝輸出。
（二）氣調包裝機
1．國內氣調包裝機
目前國內生產的氣調包裝機主要有盒式真空補償式與沖洗式包裝機、袋式真空補償式包裝機。預制盒式真空補償式氣調包裝機原理如圖5-12所示。該機由機架、傳動系統、送盒部件、蓋膜架、換氣室、割刀以及控制系統組成。其工作原理如下：將預制盒安固在盒架3的槽中，并充填好包裝物；由齒輪氣缸，通過輸送裝置1、2帶動裝盒板步進，步進的距離為一只盒架的寬度，步進的距離可任意調節(jié)；盒架經過蓋膜架4后，將蓋膜蓋到料盒上；步進到換氣室5、6位置時，在換氣室中換氣和密封，本機采用二次換氣；最后切割裝置7將蓋膜割斷，包裝盒輸出，完成包裝全過程。
圖5-12 預制盒式真空補償式氣調包裝機原理1—鏈輪 2—鏈條 3—盒架 4—蓋膜架 5—一級換氣室6—二級換氣室 7—切割裝置 8—換氣室下腔
相對于常用的一級換氣，采用二級換氣更能保證包裝質量。圖5-12中，第一換氣室與第二換氣室的結構基本一致，只是加熱板上略有區(qū)別：為在二級換氣室中能繼續(xù)抽氣、換氣，在一室預封時，封口留有若干開口，進入二級換氣室進行第二次抽氣、換氣及封合。
近年來國內開發(fā)了預制盒式真空補償式、充氣式氣調包裝機。圖5-13為一種預制盒式真空補償式氣調包裝機。其基本技術參數為：工作壓力：0.6～0.8MPa；功率：1.5kW；包裝速度：3～4次/min；氣體混合精度：＜2％；外形尺寸：1400mm×1100mm×1750mm。
2．國外氣調包裝機
國外氣調包裝機械大都是熱成型自動真空包裝機和立式、臥式自動制袋充填包裝機的改型，在原機上配置氣體自動混合控制器和充氣附件，使機型具有多功能。機器可自動化生產，生產效率高。食品、果蔬氣調包裝在歐洲應用較廣泛，德、英等國家的氣調包裝機械有多種機型。包裝型式有枕式、大袋包裝和袋裝盒式、硬質塑料盒、紙塑復合盒等。國外氣調包裝機基本機型如下。
（1）FFS臥式熱成型氣調包裝機：這種機型是熱成型真空包裝機的改型，可采用真空補償式或氣體沖洗式進行氣調包裝。采用半剛性塑料盒，包裝盒的材料通常用PVC/PE。制造這種機型的主要廠商有Dixie union、Kramer&Grebe、Multivac等。
（2）預制袋或盒氣調包裝機：預制袋氣調包裝機是袋式真空包裝機的改型，完成真空補償式氣調包裝。預制盒式氣調包裝機可作真空補償式或氣體沖洗式氣調包裝。這兩種氣調包裝機都是半自動的，生產能力較小，機器生產廠商是Dyno、Multivac等。
（3）立式或臥式制袋充填氣調包裝機：這種機型是自動制袋充填包裝機的改型，生產枕式軟包裝，只能作氣體沖洗式氣調包裝。這種氣調包裝機的生產廠商有Rose Forgrove、Auloturier等。
（4）紙塑復合盒氣調包裝機：紙塑復合盒類型有兩種，一種是在熱成型真空包裝機上放入預制紙板盒后嵌入機器上熱成型的塑料盒，可作真空補償式或氣體沖洗式氣調包裝，設備生產廠商為Mardon包裝集團；另一種是預制涂塑紙盒放人自動充填熱封包裝機作真空補償式氣體沖洗式氣調包裝，兩種包裝材料制的紙塑復合盒對氣體和水氣具有優(yōu)良的阻隔性能。設備生產廠商為Keyes Fibre/Msidstone。
（5）盒中袋或箱中袋氣調包裝機：盒中袋是小包裝塑料袋裝入紙盒內，箱中袋是大包裝塑料袋裝入紙箱內。前者的機器制造廠商有Hermetet、Bosch，后者的機器制造廠商有CVP、Corr-Vac等，可作真空補償或氣體沖洗式氣調包裝。
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