奶片工藝學(xué)課程設(shè)計

1、包裝工藝學(xué)課程設(shè)計說明書奶片包裝工藝設(shè)計學(xué)生姓名：劉偉學(xué) 號：任課教師：李 娟所在學(xué)院：食品學(xué)院專 業(yè)：包裝工程中國大慶2010年12月摘 要 首先我對奶片進(jìn)行了市場調(diào)研，調(diào)查了流通環(huán)境，進(jìn)行了分析，并提出了防護(hù)要求；對包裝材料進(jìn)行性能分析和合理的選擇，選用了合理的包裝材料，基于方便、衛(wèi)生、環(huán)保的設(shè)計理念進(jìn)行的設(shè)計，采用泡罩包裝不僅僅滿足了奶片的基本要求，并且快捷方便和運(yùn)輸安全；確定出奶片整個包裝工藝流程的方案，通過這個方案對機(jī)械設(shè)備選型，選擇最佳的生產(chǎn)流程線。然后制定了包裝工藝卡，工序卡以及質(zhì)量規(guī)程卡。最后，進(jìn)行車間設(shè)計并作出了經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。關(guān)鍵詞：設(shè)計；包裝工藝；奶片包裝目 錄1、設(shè)計目的

2、和意義12、市場調(diào)研及分析12.1國內(nèi)外奶片包裝工藝的歷史和現(xiàn)狀 12.2國內(nèi)外奶片包裝工藝的發(fā)展趨勢 13、奶片特性及流通環(huán)境分析 23.1奶片的物理化學(xué)特性分析 23.2奶片的流通環(huán)境分析 23.3奶片的防護(hù)要求 34、銷售包裝和運(yùn)輸包裝設(shè)計 34.1包裝材料的選取及設(shè)計 44.2包裝容器的選取及設(shè)計 54.3瓦楞紙箱的選取及設(shè)計 74.4托盤的選用 84.5集裝箱的選用 95、奶片包裝生產(chǎn)工藝設(shè)計 105.1奶片包裝工藝流程設(shè)計（工藝流程圖） 105.2設(shè)備選型(確定各包裝工序所采用的加工設(shè)備及主要參數(shù)) 115.3奶片包裝工藝簡表的制訂 126、設(shè)計體會 13參考資料131、設(shè)計目的和

3、意義 奶片，配料主要是奶粉和麥芽糖，在脫水工藝下加入某些凝固劑加工而成。奶片的配料主要是奶粉和麥芽糖，在脫水工藝下加入某些凝固劑加工而成。奶片的主要營養(yǎng)成分是碳水化合物、脂肪等，食用奶片已無法享受到真正新鮮牛奶的風(fēng)味和質(zhì)地，而且在加工過程中，高溫會破壞其中的多種營養(yǎng)成分，徹底改變?nèi)榍宓鞍?蛋白補(bǔ)充產(chǎn)品，蛋白補(bǔ)充資訊)。與鮮奶相比，奶片也有自己的優(yōu)點：可隨身攜帶，無須冷藏，無須加熱食用。本設(shè)計就是基于方便、衛(wèi)生、環(huán)保的設(shè)計理念進(jìn)行的設(shè)計，而且防護(hù)性能好，經(jīng)濟(jì)效益高，此設(shè)計的市場定位應(yīng)該適合大部分人群，尤其主要是面向那些時尚男女的人群，便于攜帶。本設(shè)計選擇泡罩包裝來做為奶片的包裝，改進(jìn)了其他包裝（

4、如瓶包裝、盒包裝和袋包裝等）的不衛(wèi)生，不方便攜帶等缺點。2、市場調(diào)研及分析2.1國內(nèi)外奶片包裝工藝的歷史和現(xiàn)狀 隨著社會的進(jìn)步，生產(chǎn)力的發(fā)展，速食產(chǎn)品也發(fā)展迅速，其中奶片便是這幾年的新興產(chǎn)品，奶片便于攜帶，營養(yǎng)豐富，有很大的市場空間，目前市場上奶片的包裝有瓶裝、盒裝、袋裝和泡罩包裝等。做設(shè)計前，我到本地的最大超市沃爾瑪做調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的奶片還是以瓶和袋包裝為主，只有少數(shù)的奶片使用泡罩包裝。 泡罩包裝，是將產(chǎn)品封合在透明塑料薄片形成的泡罩與底板（用紙板、塑料薄膜或薄片，鋁箔或他們的復(fù)合材料制成）之間的一種包裝方法。泡罩包裝最初主要用于藥品包裝。現(xiàn)在除了藥品片劑、膠囊栓劑等醫(yī)藥產(chǎn)品的包裝外，泡罩包

5、裝還廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、玩具、禮品、工具和機(jī)電零配件的銷售包裝。泡罩包裝具有以下特點：保護(hù)性好、透明直觀、使用方便、質(zhì)量輕便。 我國的泡罩包裝與國外的還有一定差距。：最早由日本開發(fā)的環(huán)烯狀共聚物，具有非常好的熱封性能，但是自身易碎裂，因此常與復(fù)合以利于對形狀的保持，也可以與復(fù)合，可在現(xiàn)在多數(shù)高性能熱成型設(shè)備上使用。復(fù)合材料：使用新型均聚物材料共聚而成，該材料不會粘附模具，模具表面有無涂層均可使用，但是磨擦系數(shù)較高，這樣會使模具的設(shè)計復(fù)雜化。我國除了能生產(chǎn)、等以及鋁塑復(fù)合成型材料外，對于、等材料均無法制造或工藝不成熟。2.2 國內(nèi)外奶片包裝工藝的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)制藥業(yè)對泡罩包裝材料的要求，

6、呈現(xiàn)以下的趨勢： 、完全有效地保護(hù)作用。保證藥品的有效期，增加藥品的貨架壽命。、防偽包裝的獨特性?，F(xiàn)代企業(yè)越來越注意自己的品牌和產(chǎn)品的保護(hù)，泡罩包裝材料的多樣化防偽，更有利于藥品包裝的個性化表現(xiàn)。、藥品包裝適應(yīng)性。包裝用泡罩包裝顯示就是要清楚、分明、有效、方便地提供給患者使用，根據(jù)藥品管理法的規(guī)定，此項要求將會不斷地顯示出來。、環(huán)保無毒包裝。這項要求將會隨人們的意識提高越來越強(qiáng)烈，藥包企業(yè)也正在不斷地努力改進(jìn)生產(chǎn)方式和應(yīng)用新材料。、系列化包裝要求。大的制藥企業(yè)，將會為自己的多品種設(shè)計一個或多個系列的包裝方案，此類要求還在源源不斷地提出，這也是企業(yè)文化和產(chǎn)品保護(hù)意識地體現(xiàn)。 實際上用一句話就可以

7、概括我們所面臨的問題：設(shè)備的限制、技術(shù)力量的薄弱和市場的不規(guī)范。設(shè)備是制造好產(chǎn)品的硬件條件，沒有先進(jìn)的設(shè)備和配套的設(shè)備，再好的產(chǎn)品技術(shù)也無能為力；技術(shù)是好產(chǎn)品的必須支持條件，沒有成熟的創(chuàng)新的技術(shù)，再好的設(shè)備也不一定生產(chǎn)出優(yōu)秀的產(chǎn)品來；當(dāng)然沒有一個規(guī)范的市場，好產(chǎn)品和新產(chǎn)品會因為諸多人為、價格等因素得不到應(yīng)有的推廣運(yùn)用，所以解決好三者的統(tǒng)一才是我們藥品包裝材料進(jìn)一步得到發(fā)展的途徑。3、奶片特性及流通環(huán)境分析3.1 奶片的物理化學(xué)特性分析 內(nèi)裝物為泡罩包裝的固態(tài)物品，主要是對溫度、濕度、光線的要求。如果忽視了這些要求，往往會使奶片的保質(zhì)期縮短，甚至變質(zhì)，所以應(yīng)該滿足密封保存，防止奶片口味變壞。其次

8、避光存放：某些原料，遇熱可發(fā)生化學(xué)變化生成有色物質(zhì)，出現(xiàn)變色變質(zhì)，導(dǎo)致奶片變質(zhì)，應(yīng)放入避光容器內(nèi)，密封于干燥處保存。最后還要將奶片置于低溫處。3.2 奶片的流通環(huán)境分析3.2.1 裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)由于包裝件用瓦楞紙箱包裝進(jìn)行運(yùn)輸，一般來說，流程越長，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運(yùn)次數(shù)就越多。在設(shè)計瓦楞紙箱包裝和裝潢時，如果包裝件上有醒目的搬運(yùn)標(biāo)志，光潔的表面，合理的手孔或者提手，必要的捆扎帶，符合人體因素的包裝重量與外部尺寸，則可以有效地減少粗野裝卸的發(fā)生。3.2.2 運(yùn)輸環(huán)節(jié)長途運(yùn)輸用的工具有汽車、火車、船舶和飛機(jī)，短途運(yùn)輸主要有叉車、電瓶拖車和手推車等。本設(shè)計以選用長途運(yùn)輸工具汽車。運(yùn)輸過程對貨物包裝

9、件造成損害的原因有：沖擊。運(yùn)輸工具的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、剎車會使貨物改變速度。 包裝件的沖擊主要發(fā)生于裝卸作業(yè)和運(yùn)輸過程中，可以分為水平?jīng)_擊和垂直沖擊。垂直沖擊主要主要有搬運(yùn)、裝卸、起吊時跌落引起。水平?jīng)_擊主要發(fā)生于運(yùn)輸車輛在崎嶇不平路面上行駛時，車輛突然啟動或者制動時、飛機(jī)著陸時、船舶靠岸時。氣候條件。長途運(yùn)輸貨物須要經(jīng)歷不同氣候區(qū)域，受到寒冷、炎熱、干燥、潮濕、風(fēng)雨等氣候因素的影響。若貨物包裝結(jié)構(gòu)不當(dāng)、材料選擇不當(dāng)、封閉不嚴(yán)，則會使內(nèi)裝物發(fā)生變質(zhì)或者損壞。其他因素。具體來說，氧氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫等氣體，以及鹽霧、雨水、熱源、放射源、氣味源、日光照射等都會加速包裝件及內(nèi)裝物的品質(zhì)下

10、降，受污染或者受損害.1電子產(chǎn)品應(yīng)考慮環(huán)境電場對其性能的影響。貴重物還應(yīng)該考慮防竊啟問題。3.2.3 貯存環(huán)節(jié)貨物貯存方法、堆碼重量、高度、貯存周期、貯存地點、貯存環(huán)境等直接影響產(chǎn)品包裝件的流通安全性。倉庫的建筑結(jié)構(gòu)形式對貯存環(huán)境中溫度、濕度、氣壓等因素影響甚大。 因此，設(shè)計時還須校核包裝容器的堆碼承壓強(qiáng)度，以確保貨物在運(yùn)輸和貯存時的安全。另外，對內(nèi)裝物而言，包裝所圍成的空間，又是一種微型環(huán)境條件。為了實施防護(hù)功能、包裝件常由容器、結(jié)構(gòu)材料、襯墊材料、內(nèi)涂料、粘合劑、密封填料、印刷油墨等組成。它們往往具有某些化學(xué)特性，又接觸產(chǎn)品，若處理不當(dāng)會污染內(nèi)裝產(chǎn)品導(dǎo)致產(chǎn)品變味變質(zhì)。因此包裝及其材料同被包

11、裝的產(chǎn)品之間的相容性也應(yīng)該為包裝設(shè)計制造者所重視。3.3 奶片的防護(hù)要求 綜合上面對產(chǎn)品的流通環(huán)境的分析，本設(shè)計的中包裝為紙盒，大包裝為瓦楞紙箱，由于本包裝為怕壓類型，所以可在瓦楞紙箱內(nèi)做襯條為緩沖裝置，避免在流通過程中受到損害。4、銷售包裝和運(yùn)輸包裝設(shè)計4.1 包裝材料的選取及設(shè)計內(nèi)狀物泡罩包裝材料的選擇：塑料薄片PVDC,因為 PVDC 對空氣中的氧及水蒸汽、二氧化碳等具有良好的阻隔性。 以相同厚度的材料來比較, PVDC 對氧的阻隔性能是聚乙烯的1500 倍, 是聚丙烯的100 倍, 是聚酯(PET) 的100 倍, 阻水蒸汽及空氣等性能均優(yōu)于PVC。PVDC 不僅對氣體、異味阻隔性好,

12、 而且其封口性能、沖擊強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐用性等各項指標(biāo)均能滿足藥品包裝的要求。3奶片的泡罩包裝襯底常用帶涂層的鋁箔，鋁箔是采用純度為99的電解鋁，藥用鋁箔具有無毒、無腐蝕、不滲透、衛(wèi)生、阻熱、防潮等優(yōu)點, 很容易進(jìn)行高溫消毒滅菌, 并能阻光, 可保護(hù)奶片片劑免受光照變質(zhì)。鋁箔蓋材在與塑料硬片密封前要在專用的印刷涂布機(jī)上印制文字圖案, 并涂以保護(hù)劑, 在鋁箔的另一面涂以粘合劑。 銷售包裝的材料的選擇：銷售包裝選擇了鑄涂板，良好的油墨接受性和吸收性、印刷適印性，常用做藥品的包裝。 運(yùn)輸包裝采用瓦楞紙板：瓦楞紙板s-2.24.2 包裝容器的選取及設(shè)計4.2.1泡罩包裝將產(chǎn)品封合在由透明塑料薄片形成的

13、泡罩與襯底（用紙板、塑料薄膜或薄片、鋁箔或它們的復(fù)合材料制成）之間的包裝方法 。主要的包裝形式有：A泡罩直接封合于襯底上B襯底插入泡罩溝槽內(nèi)C壓穿式泡罩D泡罩封合于模切的襯底上E泡罩插于襯底溝槽中本次的設(shè)計是為片劑的包裝，故選擇最常見的泡罩直接分于呈襯底上。 鋁箔 PVDC 圖1 泡罩結(jié)構(gòu)示意圖4.2.2 銷售包裝 折疊紙盒生產(chǎn)工藝是一個對文件資料信息的合成、分解、再合成的過程，對各類圖像、文字、設(shè)計信息進(jìn)行整合，構(gòu)成完整的生產(chǎn)信息元素，再對這些信息元素進(jìn)行印前分解，使之形成生產(chǎn)的基本單元，隨后通過制版、印刷再將分解后的基本單元合成，印制出彩色的畫面，最后經(jīng)過表面整飾、模切、糊盒工藝處理，完成

14、整個產(chǎn)品的生產(chǎn)。制造銷售紙盒之前應(yīng)該先計算好紙盒的制造尺寸，設(shè)計的是一個管式的切縫鎖定的紙盒。4.3 瓦楞紙箱的選取及設(shè)計瓦楞紙箱是用瓦楞紙板為原料加工而成的，具有成本低、輕便、易加工、便于存放、可回收等優(yōu)點，箱面還可按照不同要求，印刷商品的圖案、文字、標(biāo)志，所以用瓦楞紙箱作為此銷售包裝的運(yùn)輸包裝。選用A型楞的瓦楞紙箱，A型楞的特點是單位長度內(nèi)的瓦楞最少，而瓦楞最高，由于瓦楞之間有較大的空隙，因而具有良好的減震性能適用于制造包裝易碎的產(chǎn)品以及對沖擊、碰撞高要求的瓦楞紙箱4。紙箱的尺寸由方便面容積的大小決定，本設(shè)計采用48盒入裝2010型瓦楞紙箱。由計算可得內(nèi)裝物凈重m=4748=2.26kg，

15、根據(jù)銷售包裝尺寸和內(nèi)裝物數(shù)量，選用結(jié)構(gòu)為B-210A-125B-210CF的單瓦楞紙板制造紙箱，如圖表示內(nèi)外面紙定量均為210 g/m2的B等箱紙板，瓦楞芯紙定量為125 g/ m2的A等楞紙板面紙瓦楞芯紙 圖2 單瓦楞紙板結(jié)構(gòu)示意圖4.3.1 紙箱尺寸設(shè)計(1) 內(nèi)包裝排列方式：nLnBnH=642（48件）(2) 內(nèi)尺寸設(shè)計表1 瓦楞紙箱內(nèi)尺寸修正系數(shù) 單位：mmLBH3-73-7小型箱中型箱大型箱1-33-45-7根據(jù)圖表得：kL=5 kB=5 kH=4 d=1 T=0根據(jù)公式：X=Xmaxnx+d(nx-1)+T+kL= 506+(6-1)1+5=310mmB=1202+(2-1)1+

16、5=246mmH=1202+(2-1)1+4=245mm (3) 制造尺寸設(shè)計 表2 02型瓦楞紙箱制造尺寸修正系數(shù)k 單位：mm名稱L1L2B1B2HA楞64639根據(jù)圖表得kL1=6 kL2=4 kB1=6 kB2=3 kH=9根據(jù)公式X=Xi+kL1=310+6=316mmL2=310+4=314mmB1=246+6=252mmB2=246+3=249mmH=245+9=254mm表3 瓦楞紙箱接頭制造尺寸 單位：mm紙板種類單瓦楞雙瓦楞J35-4045-50根據(jù)圖表得J=35mm 表4 0201型紙箱搖蓋伸長系數(shù)xf 單位：mm箱型0201020302040204*02050205*0

17、206A楞2-30-22-30-20-22-30-2根據(jù)圖表得xf =3根據(jù)公式F=1/2B1+ xf 搖蓋尺寸F=1/2252+3=129mm(4 ) 外尺寸設(shè)計表5 瓦楞紙箱外尺寸修正系數(shù)K 單位：mm楞型ABCEAABBCCABACBCK5-73-54-62-410-146-108-128-129-137-11根據(jù)圖表得K=6根據(jù)公式X0=Xmax+KL0=316+6=322mmB0=252+6=258mmH0=254+6=260mm圖3 瓦楞紙箱展開圖(5) 瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度計算表6 單瓦楞紙箱凱里卡特常數(shù)值楞型ABCaXZ8.365.006.10J1.101.271.27Cn1.53

18、21.3161.477根據(jù)圖表得Cn=1.532 aXz=8.36 J=1.10面紙和里紙環(huán)壓強(qiáng)度360N/0.152m芯紙環(huán)壓強(qiáng)度150N/0.152cm根據(jù)公式P=Px(4aXz/Z)ZJ= Px F Px=(R1+R2+RmCn)/15.2 Z=2(L0+B0) Z=2(322+258)=290mm Px=（3602+1501.532）/15.2=62.5N/cm經(jīng)查表得F=65 P=62.565=4062.5N(6) 瓦楞紙箱載荷計算根據(jù)公式F=9.81KMINT(Hw/H0)-1經(jīng)查表得K=4單件紙箱包裝總質(zhì)量M=2.28kg流通過程中最大有效堆碼高度Hw=4800mm瓦楞紙箱高度外

19、尺寸H0=369mmF=9.8142.28INT(4800/369)-1=1073.6N(7) 紙箱最大堆碼層數(shù)計算托盤厚度T=100mm托盤包裝的最大高度hmax=2000mm流通過程中最大有效堆碼高度Hw=4800mm瓦楞紙箱高度外尺寸H0=369mm根據(jù)公式單個托盤包裝中最大紙箱堆碼層數(shù)nmax=INT(hmax-T)/ H0流通過程中最大有效堆碼高度下可堆碼最少的托盤包裝的層數(shù)nmin=INT(Hw/ H0)倉儲中紙箱可能的最大堆碼層數(shù)Nmax=INT(Hw-nminT)/ H0倉儲堆碼可能的托盤包裝層數(shù)n=INT(Nmax/nmax) 可以考慮的堆碼層數(shù)N=nmaxnnmax=INT

20、(2000-100)/ 369=5nmin=INT(4800/2000)=2Nmax=INT(4800-2100)/ 369=12n=INT(12/5)=2N=52=10因為N Nmax -1 所以nmax=nmax-1=5-1=4n=INT(Nmax/nmax)=INT(12/4)=3N=nmaxn=43=12Nmax =N=12校核：4369+100=1576200012369+3100=47284800(8) 瓦楞紙箱在托盤上的排列堆碼方式圖4 瓦楞紙箱托盤堆碼4.4 托盤的選用本設(shè)計中選用托盤厚度為100mm，14001100型。由于平齊堆碼強(qiáng)度比交錯堆碼高，因此設(shè)計中選擇平齊堆碼。平

21、齊堆碼主要有兩種形式： A 平齊堆碼中P型排列時 Nl=INT(1400/322)=4 Nb=INT(1100/258)=4 實際可排 N=NlNb=32=6托盤利用率如下：（NlL0NbB0）/（LB）100%=（43224258）/（14001100）100%=91.7% B 平齊堆碼中Q型排列時 Nl=INT(1400/258)=5 Nb=INT(1100/322)=3 實際可排 N=NlNb=22=4 托盤利用率如下（NlB0NbL0）/（LB）100%=（52583322）/（14001100）100%=85.9% 通過比較，P型排列的托盤利用率高，因此選擇P型平齊堆碼。4.5 集裝

22、箱的選用綜合考慮集裝箱容積的利用率及經(jīng)濟(jì)等各方面因素，選擇我國集裝箱規(guī)格的10D型集裝箱，主要用于國際運(yùn)輸，為便于機(jī)械化裝卸，采用托盤與集裝箱綜合包裝的方式10。查表 表7 我國集裝箱規(guī)格 型號外部尺寸最小內(nèi)部尺寸 mm額定質(zhì)量kg 高 寬 長1AA 25912350 243823301219211998 304801CC2591235024382330605858672032010D243821972438233040123823100005D2438219724382330196817805000 托盤拉伸包裝在集裝箱內(nèi)的排列方式：3l2b1h集裝箱容積的利用率（V拉伸包裝/V集裝箱）10

23、0%=（10001200321760/233021973823）100%=64.7%5、奶片包裝生產(chǎn)工藝設(shè)計5.1奶片包裝工藝流程設(shè)計2（工藝流程圖）奶片撐盒坯盒坯 熱封蓋襯底檢測充填成型加熱塑料片材 打印 剔除廢品 切邊 裝盒 裝箱封底箱坯撐箱坯 剔除次品檢測 入庫 5.2設(shè)備選型5(確定各包裝工序所采用的加工設(shè)備及主要參數(shù)) 表8 泡罩包裝機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號沖裁板塊尺寸（mm）最大成型面積及深度(mm)沖裁頻率(次/分) 重量PPB-140220505301350 14013025 15-30 700kg 表9 自動折紙機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號折紙速度紙張磅數(shù)折紙最小規(guī)模電力外形尺寸SPF-3602

24、50張/min30200磅38mm59g1055565400mm表10 激光噴碼機(jī)參數(shù)表型號打標(biāo)速度激光波長打標(biāo)范圍功率外形尺寸HG7000mm/s10.64m110110mm;175175mm;250250mm500W8004001000mm表11 裝箱機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號最大速度抓取頻次電機(jī)總功率工作電源工作氣壓壓縮空氣消耗量定位精度外形尺寸DJZ-1000A250件/分120次/分12KW380V0.6MPa500 L/min0.2mm180015002300mm 表12 膠帶封箱機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號傳送速度使用材質(zhì)電機(jī)總功率工作電源重量外形尺寸FJ-56標(biāo)準(zhǔn)型18mm/sOPP、PVC膠帶290W220V13616507401480mm 表13 堆碼機(jī)技術(shù)參數(shù)表型號功率氣壓速度外型尺寸MD-45T5KW,380V,50HZ/60Hz36公斤/每平方厘米45箱/分鐘180011001200mm5.3奶片包裝工藝簡表的制訂 表14 裝工藝綜合規(guī)程卡*食品公司包裝工藝綜合規(guī)程卡產(chǎn)品名稱及型號第 頁共 頁工 序工步 工序內(nèi)容生產(chǎn)車間包裝材料包裝設(shè)備及工藝參數(shù)技術(shù)等級時間定額編號名稱1準(zhǔn)備12卷材驗收準(zhǔn)備奶片11PVDC1S4S2成型12加熱成