[关键词] 食品包装，复合塑料薄膜，透气度，透湿度，结构设计
1 前言
众所周知，全世界塑料主要消耗在包装应用上：2000年底全球合成树脂的产量达13亿吨，其中塑料包装材料的发展最迅速，占塑料总产量的41%[1]，2001年美国占38%，欧洲占37%。而包装中应用最多的又是食品和饮料[2]。食品塑料包装的主要要求是确保产品在一定的货架寿命期内到达消费者手中仍然能保持产品的感官质量（色香味）。塑料包装应该最小化环境/包装、产品/包装之间的相互作用以及降解反应导致的产品质量的下降：营养含量、味道、新鲜程度、颜色等。
针对食品和饮料的包装，需要准确回答下列问题：
(1)、要保证产品在货架寿命期内的质量，其包装的气体阻隔性能如何？
(2)、考虑多层结构的情形，应如何设计塑料包装，使得包装成本合理又满足产品要求？
要回答第一个问题，就需要建立复合塑料薄膜的水蒸气透过性的模型，使这种多层结构能满足特定食品饮料的包装要求。该理论模型可以应用于共挤出塑料薄膜、挤出涂布塑料薄膜和层合塑料薄膜。
下列因素要重点考虑：（1）食品或饮料的生产、运输和储存条件；（2）包装特征；（3）产品货架寿命；（3）塑料材料的选择；（4）包装结构最大层数的选择；（5）多层薄膜结构设计的厚度范围（最大值和最小值）。
2 计算方法
2．1 确定产品最大渗透率
一般地，食品和饮料在与水蒸气和氧气、二氧化碳、一氧化碳等气体接触时会发生化学变化和物理变化，特别是水蒸气和氧气。为了防止被包装物品吸收或排出水分/氧气，保证产品的性能稳定，需要采用低透湿率和低透气率的包装材料。
食品允许获得或失去的最大气体量是指在观察到食品发生变质或感官变化前，进入到包装内或离开包装的最大气体量。表1是一些食品和饮料产品典型的允许最大吸氧量。在产品中氧气的存在加速了氧化反应和味道的变化。有了这些值，就可以计算确保给定货架寿命的最大允许渗透量。
表1：食品和饮料产品允许最大吸氧量
食品和饮料产品
允许最大吸氧量
（mg/g-每克产品中的含氧量)
啤酒
0.001-0.004
葡萄酒
0.003
果汁饮料
0.02
苏打饮料
0.04
咖啡
0.11
奶酪
0.42
牛奶和类似产品如调味料、肉制品、蔬菜和干果
0.015
式中：：允许气体最大渗透量，单位：ml/(m2·天·atm)
v气体 ：气体进入或离开包装的量，单位：ml
θ：货架寿命，单位：天
a：接触空气的包装表面积，单位：m2
p2：包装外的气体分压，单位：atm
p1：包装内的气体分压，单位：atm
g：允许气体获得量或丢失量，单位：mg/g（每克产品的气体获得量或失去量mg）
w产品：产品重量，单位：g
p气体：渗透气体的密度，单位：g/ml