包裝工藝課程設(shè)計(jì)案例

1、1奶粉包裝保護(hù)的基本要求與包裝方案設(shè)計(jì)1.1 奶粉包裝保護(hù)的基本要求 奶粉是目前中國(guó)市場(chǎng)上最主要的固態(tài)奶制品，它雖然是干燥制品，儲(chǔ)藏性能優(yōu)于液態(tài)奶，但也屬于易變質(zhì)食品，因此，奶粉包裝是保持奶粉品質(zhì)的重要手段。相對(duì)于液態(tài)奶制品來(lái)說(shuō)，奶粉的包裝品種較少，主要是金屬容器(高檔包裝)和塑料復(fù)合袋，以及最近新出的紙盒包裝。奶粉的制作過(guò)程：生鮮牛奶運(yùn)到工廠(chǎng)后，檢測(cè)人員首先要對(duì)奶源進(jìn)行檢測(cè)，只有檢測(cè)合格的牛奶才能通過(guò)全密閉的不銹鋼管道進(jìn)到凈乳機(jī)中，進(jìn)行第一步加工。凈乳機(jī)利用離心力原理，對(duì)牛奶中的雜質(zhì)進(jìn)行分離，以達(dá)到凈化牛奶的目的。經(jīng)過(guò)凈化的鮮奶被迅速冷卻到25后，進(jìn)到儲(chǔ)奶倉(cāng)。之后，儲(chǔ)奶倉(cāng)內(nèi)的牛奶會(huì)

2、通過(guò)管道進(jìn)到配料艙內(nèi)。工作人員根據(jù)不同奶粉的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行配料。配料完畢的牛奶還要經(jīng)過(guò)1215MPa大氣壓的高壓均脂泵進(jìn)行均脂處理。經(jīng)過(guò)消毒、滅菌處理后的牛奶會(huì)在真空狀態(tài)下進(jìn)行濃縮。再經(jīng)過(guò)二次附聚的噴粉加工，牛奶就變成了粉狀。但這樣的奶粉還不能出廠(chǎng)，還需流化床將奶粉中較細(xì)小顆粒聚積成較大顆粒，以便消費(fèi)者用水一沖，就可以充分溶解。制成的奶粉隨后通過(guò)真空包裝機(jī)在沒(méi)有污染的環(huán)境下罐裝進(jìn)鐵聽(tīng)和袋子里。這樣奶粉才完成了整個(gè)生產(chǎn)工藝。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，工人基本不與產(chǎn)品直接接觸。奶粉制品富含蛋白質(zhì)、脂肪等各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如全脂乳粉的乳脂肪含量可達(dá)26左右，所以易受日光、氯氣等作用而變化。此外，由于乳粉顆粒的多孔

3、性，其表面積很大，吸潮性強(qiáng)，一旦受潮就會(huì)結(jié)塊引起細(xì)菌的繁殖，當(dāng)與其他物品混庫(kù)存放時(shí)，如果包裝的氣密性不好，則很容易吸收其他物品的異味而影響本身的氣味。在紫外線(xiàn)的照射下，奶粉等制品還會(huì)發(fā)生分解，所以對(duì)乳粉制品的稱(chēng)量、包裝操作和包裝容器的種類(lèi)都必須充分注意，主要是防止受潮、氧化、阻止細(xì)菌的繁殖，避免紫外線(xiàn)的照射。奶粉經(jīng)常出現(xiàn)的變質(zhì)包括：（1）脂肪酸敗味：這主要是奶粉加工時(shí)殺菌不徹底，牛乳中的脂酶水解乳粉中脂肪所致。防止辦法是在生產(chǎn)時(shí)提高殺菌溫度，如超高溫殺菌，目前奶粉多采用此種殺菌工藝，故此缺陷現(xiàn)已很少。（2）脂肪氧化味：這主要是奶粉中的不飽和脂肪酸氧化所致，主要影響因素是氧、光線(xiàn)、重金屬(尤其是

4、銅)、酶和酸度引起，故奶粉貯存時(shí)應(yīng)避光、熱，密封，不和金屬器皿直接接觸。（3）陳腐氣味和褐變：這是奶粉受潮所致。故奶粉貯存時(shí)應(yīng)防止受潮，開(kāi)啟食用后應(yīng)盡可能擠出空氣扎緊，以免水分進(jìn)入。奶粉吸潮后除上述不良反應(yīng)外，還會(huì)結(jié)塊，影響其沖調(diào)性和溶解度。（4）細(xì)菌性變質(zhì)：奶粉在正常含水量時(shí)，細(xì)菌不會(huì)繁殖，反而會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而下降(537貯存)。但如含水量超過(guò)5%，細(xì)菌會(huì)生長(zhǎng)而引起奶粉變質(zhì)，故奶粉開(kāi)啟后不宜放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以免受潮變質(zhì)。圖1 奶粉生產(chǎn)工藝流程（1）防污染。奶粉營(yíng)養(yǎng)豐富，是微生物理想的培養(yǎng)基，如果包裝不好，極易受到微生物污染變質(zhì)；   （2）防受潮。由于奶粉顆粒的多

5、孔性，其表面積很大，吸潮性強(qiáng)，一旦受潮就會(huì)結(jié)塊引起細(xì)菌的繁殖；   （3）保護(hù)奶粉的營(yíng)養(yǎng)成分和組織狀態(tài)。奶粉的乳脂肪是乳制品獨(dú)特的風(fēng)味來(lái)源，而且含量高，如全脂奶粉中脂肪可達(dá)26左右，所以易受日光、氧氣等作用而變化、變味。此外，當(dāng)與其他物品混庫(kù)存放時(shí)，如果包裝的密封性不好，則很容易吸收其他物品的異味而影響奶粉本身的氣味。在紫外線(xiàn)的照射下奶粉產(chǎn)品還會(huì)發(fā)生分解。因此，奶粉的包裝必須考慮到防止受潮、氧化、阻止細(xì)菌的繁殖以及避免紫外線(xiàn)的照射等因素。奶粉的包裝品種較少，主要是金屬容器(高檔包裝)和塑料復(fù)合袋，以及最近新出的紙盒包裝。奶粉塑料復(fù)合包裝袋按結(jié)構(gòu)形式可分為透明復(fù)合包

6、裝袋、鋁箔復(fù)合包裝袋和真空鍍鋁復(fù)合包裝袋等。普通的BOPPPE透明塑料復(fù)合包裝袋由于奶粉保質(zhì)期較短已經(jīng)逐步被市場(chǎng)淘汰，而鋁箔復(fù)合包裝袋由于成本相對(duì)較高，所占的市場(chǎng)份額也不大；真空鍍鋁復(fù)合包裝袋因其優(yōu)越的性能。低廉的成本而成為袋裝奶粉包裝的主流形式。但是塑料膜隔熱、隔光性能差，奶粉容易變質(zhì)，只能滿(mǎn)足短期儲(chǔ)藏的需要；而且塑料薄膜脆而易折，容易造成破損。金屬罐包裝以其更好的密閉性、阻隔性和外表美觀的特點(diǎn)被大多數(shù)奶粉生產(chǎn)廠(chǎng)家用作高檔次的奶粉包裝形式。其具有檔次高、使用方便、保質(zhì)期長(zhǎng)（2年以上）等優(yōu)點(diǎn)。三片罐包裝一般都采用真空充氮包裝。但是充氮包裝的產(chǎn)品到了高原地區(qū)，由于高原空氣稀薄，氣壓小，內(nèi)外壓力失

7、衡，容易導(dǎo)致鋁箔被內(nèi)壓沖破?？梢酝ㄟ^(guò)改進(jìn)鋁箔設(shè)計(jì)，很好的解決這一難題。最近美國(guó)惠氏公司在華全面推出盒裝奶粉，主攻中檔價(jià)格奶粉市場(chǎng)。紙盒包裝具備安全衛(wèi)生、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但包裝工藝尚不成熟。奶粉包裝主要有以下幾種形式：復(fù)合塑料膜包裝、金屬罐包裝和紙盒包裝。金屬罐包裝以其良好的密閉性、阻隔性和外表美觀的特點(diǎn)被大多數(shù)奶粉生產(chǎn)廠(chǎng)家用作高檔次的奶粉包裝形式，并大多數(shù)用于嬰幼兒奶粉包裝。進(jìn)口奶粉包裝內(nèi)容較進(jìn)口奶粉豐富得多，有重要聲明、注意事項(xiàng)、喂哺表、奶具消毒方法、營(yíng)養(yǎng)成分表、生產(chǎn)日期、保質(zhì)日期、廠(chǎng)址等各種材料，同時(shí)為產(chǎn)品配備了專(zhuān)用量匙。干燥的奶粉，其含水率相當(dāng)?shù)?，而且金屬罐的透濕率為零，因此其是不容易發(fā)生

8、水解酸敗的。則聽(tīng)裝奶粉最重要的是避免與氧氣接觸，防止氧化，保護(hù)奶粉的營(yíng)養(yǎng)成分和組成狀態(tài)。目前通過(guò)改變包裝內(nèi)氣氛來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期的辦法有脫氧劑封存包裝、真空包裝和充氣包裝。脫氧包裝、充氣包裝和真空包裝的比較如下表所示。表1 脫氧包裝、充氣包裝和真空包裝的比較項(xiàng)目脫氧包裝真空包裝充氣包裝原理化學(xué)除氧抽真空除氧將包裝內(nèi)空氣置換為有利于產(chǎn)品保存的氣體除氧率幾乎達(dá)到100%除氧不完全除氧率低，通常剩余2%4%的氧操作及所用設(shè)備無(wú)須特殊設(shè)備，操作簡(jiǎn)便設(shè)備昂貴設(shè)備復(fù)雜，工作量大，效率低缺點(diǎn)吸氧產(chǎn)生負(fù)壓，不能抑制厭氧菌和酵母菌的生長(zhǎng)不適宜于真空狀態(tài)下易破碎、易變形產(chǎn)品的包裝多孔性物質(zhì)內(nèi)部的氣體不易被置換據(jù)此擬

9、定以下三種包裝保護(hù)方案包裝保護(hù)方案添加抗氧化劑：抗氧化劑NDGA 的最適宜用量相當(dāng)于奶粉中卵磷脂含量的0.001一0.01。它可選用甲硫基丁氨酸、抗壞血酸和檸檬酸等酸類(lèi)作為增效劑。當(dāng)奶粉的pH 值為6.5 時(shí)，抗氧化效果最好。不過(guò)，這類(lèi)增效劑當(dāng)奶粉貯存九個(gè)月以后，其作用會(huì)逐漸地減弱。同時(shí)抗氧化劑對(duì)奶粉的包裝容器提出了嚴(yán)格的要求，應(yīng)該盡量避免產(chǎn)品直接與金屬接觸，哪怕是由于金屬容器內(nèi)表面涂層不完善，也會(huì)促進(jìn)產(chǎn)品的氧化酸敗?？紤]到奶粉是用鐵聽(tīng)裝，金屬容器內(nèi)表面涂層的不完善會(huì)影響儲(chǔ)存期，同時(shí)奶粉的消費(fèi)者大多數(shù)為嬰幼兒，應(yīng)盡量少添加化學(xué)物質(zhì)。因此不選用此包裝保護(hù)方案。包裝保護(hù)方案真空包裝：將奶粉裝入氣密

10、性包裝容器，然后抽去容器內(nèi)部的空氣，造成一定的真空度，再進(jìn)行密封封口。一般來(lái)說(shuō)，將奶粉進(jìn)行真空包裝時(shí)，真空度越高，包裝效果越好，保質(zhì)期也越長(zhǎng)。馬口鐵罐密封非充氮包裝保存期為1年。此聽(tīng)裝奶粉的儲(chǔ)存期要求18個(gè)月，因此不選用此包裝保護(hù)方案。包裝保護(hù)方案真空充氮包裝：奶粉裝入金屬罐，抽真空后再充入保護(hù)性氣體氮?dú)?，然后將包裝密封。充氮包裝是使用半自動(dòng)或全自動(dòng)的真空充氮封罐機(jī)，在稱(chēng)量裝填之后抽成真空以排除奶粉及罐內(nèi)的空氣，然后立即充以純度為99以上的氮?dú)庠龠M(jìn)行密封。這是目前奶粉密封包裝最好的方法之一。表說(shuō)明了充氮包裝對(duì)奶粉儲(chǔ)存期的影響。同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，充氮包裝的全脂乳粉在24下保存時(shí)，貯藏9個(gè)月后，其風(fēng)味

11、基本不變；而不充氮包裝的全脂乳粉，貯藏4個(gè)月后，其風(fēng)味就會(huì)發(fā)生變化，質(zhì)量明顯下降。全脂乳粉采用500g鐵罐充氮密封包裝，保藏期可達(dá)35年。一般情況下，馬口鐵罐密封充氮包裝保存期為2年。表2 干燥奶粉處理方法對(duì)其質(zhì)量的影響 熱處理規(guī)范貯存溫度（）包裝方法保持時(shí)間（天）貯存時(shí)間延長(zhǎng)百分率溫度時(shí)間（分）真空法脫氧法798571858530102030202030373737含空氣含空氣充氮充氮充氮2551261308475325168181180138奶粉要求的保質(zhì)期為18個(gè)月，因此保護(hù)方法選用真空充氮包裝實(shí)驗(yàn)表明，聽(tīng)裝奶粉充以純度為99以上的氮?dú)庠龠M(jìn)行密封包裝，保存期可達(dá)2年。2奶粉包裝保護(hù)的結(jié)構(gòu)

12、設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)計(jì)算聽(tīng)裝奶粉的包裝材料為鍍錫薄鋼板，俗稱(chēng)馬口鐵。馬口鐵主要由鋼基材、錫鐵合金層、錫層、氧化膜和油膜組成，其各層的主要成分、厚度范圍及性能特點(diǎn)如下表。聽(tīng)裝奶粉選用三片罐。表3 鍍錫薄鋼板（馬口鐵）結(jié)構(gòu)名稱(chēng) 厚度范圍 主要成分 性能特點(diǎn) 熱浸鍍錫板 電鍍錫板 熱浸鍍錫板 電鍍錫板 油膜 20mg/m225mg/m2棕櫚油 棉籽油或癸二酸二辛酯 潤(rùn)滑和防銹 氧化膜 35mg/cm2（單面） 13mg/m2 （單面） 氧化亞錫 氧化亞錫 氧化錫 氧化鉻 金屬鉻 電鍍錫板表面鈍化膜是經(jīng)化學(xué)處理生成的，具有防銹、防變色和防硫化斑作用 錫層 22純錫 純錫 美觀、易焊、耐腐蝕，且無(wú)毒害 錫鐵合金層

13、 5g/m2小于1g/m2錫鐵合金結(jié)晶 錫鐵合金結(jié)晶 耐腐蝕，如過(guò)厚加工性和可焊性不良 鋼基板 制罐用 0.2-0.3mm 制罐用 0.20.3mm 低碳鋼 低碳鋼 加工性能良好，制罐后具有必要的強(qiáng)度 圖2 馬口鐵截面示意圖1鋼基板 2錫鐵合金層 3錫層 4氧化膜小容器密封包裝的規(guī)格有454克、500克、1135克、2270克四種。3,則奶粉的體積為3）=2400cm3表4 奶粉用圓形罐的公稱(chēng)直徑公稱(chēng)直徑mm73 83 99 127 153 165 189 被包裝物的填裝率為85%95%，則奶粉罐容積為2526ml2824ml，市面銷(xiāo)售900克罐裝奶粉罐體直徑為127mm，則1200克奶粉罐公

14、稱(chēng)直徑選153mm。設(shè)罐高為H，則有H*（D/2）2=25262824cm3解得， H=13.815.3 取H1=15 cm查表，罐內(nèi)徑為153.2 mm，罐底尺寸D1=153.4+18.0=171.4 mm罐底和上緣部分高度均為3.3 mm，蓋上塑料蓋后高度增加約5 mm，則H=150+2*3.3+5=161.6 mm 現(xiàn)有包裝容器存在問(wèn)題：（1）國(guó)產(chǎn)奶粉多為杠桿開(kāi)啟罐，開(kāi)啟需借助特殊工具，不方便；（2）非易拉式鋁箔封口的聽(tīng)裝奶粉開(kāi)啟方法為：開(kāi)罐前應(yīng)檢查開(kāi)啟工具是否完好無(wú)損，是否潔凈；3開(kāi)啟后，應(yīng)該將所有的鋁箔撕干凈，不要?dú)埩粼诠奚稀Ｕ_的開(kāi)啟方法是：使用完整無(wú)損且鋒利的剪刀或割刀，開(kāi)封前，

15、用干凈的無(wú)纖維紙或布不重復(fù)輕輕擦拭刀刃表面，觀察無(wú)纖維紙是否有金屬屑和刀刃是否有毛邊或凹痕。開(kāi)罐時(shí)，請(qǐng)用割刀或剪刀在鋁箔中部不重復(fù)輕輕劃開(kāi)，用手捏緊開(kāi)口的一端，沿罐壁撕開(kāi)，盡量用力均勻防止鋁箔破損脫落鋁箔碎屑。消費(fèi)者在實(shí)際開(kāi)啟過(guò)程中一般不會(huì)完全按照要求的開(kāi)啟方式進(jìn)行開(kāi)啟，并且不能保證開(kāi)啟工具的潔凈無(wú)菌。（3）量匙在搬運(yùn)、裝卸、運(yùn)輸過(guò)程中受沖擊振動(dòng)而沉入奶粉底部，用戶(hù)開(kāi)啟后找不到量匙，造成食用上的不便。 考慮罐裝奶粉的密封性、安全性和易開(kāi)啟性，選用易拉式鋁箔封口，同時(shí)模仿八寶粥的勺子存放形式，將量匙卡在塑料蓋內(nèi)。如下圖所示1-拉環(huán) 2-鋁箔 圖4外塑料蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3- 鍍錫薄鋼板圈 4-連接處圖

16、3易開(kāi)蓋見(jiàn)附圖我國(guó),乳品外包裝箱大多采用紙箱包裝,而瓦楞紙箱作為乳品的外包裝具有自己的一些優(yōu)勢(shì)： 首先,瓦楞紙箱對(duì)于商品來(lái)說(shuō)具有較強(qiáng)的保護(hù)性能，它優(yōu)良的抗壓、抗戳穿和防潮性能都是其他包裝所不能與之相的。 其次,瓦楞紙箱在顏色和圖案上可以靈活多變，它可以應(yīng)用預(yù)印或覆面技術(shù)，來(lái)賦予紙箱比較精美的圖案，使之擁有強(qiáng)大的銷(xiāo)售功能。再次,瓦楞紙箱有很好的密閉性，對(duì)于長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)纳唐穪?lái)說(shuō)能起到很好的保護(hù)作用。 最后,與塑料周轉(zhuǎn)箱相比,雖然,塑料周轉(zhuǎn)箱可以經(jīng)回收后重復(fù)使用,但在外觀上是比較臟的，而紙箱卻是干凈美觀的。因此聽(tīng)裝奶粉運(yùn)輸包裝選擇瓦楞紙箱。聽(tīng)裝奶粉的檔次較高，為了提高對(duì)商品的保護(hù)性，一箱裝六聽(tīng)奶粉，查

17、圓柱體運(yùn)輸包裝尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13201-1997），選擇B04型包裝單元排列方式，如下圖所示圖5 鐵聽(tīng)排列方式內(nèi)裝物綜合尺寸L0nD1+(n-1)=3*171.4+(3-1)*1=516.2 mm B0nD1 +(n-1)=2*171.4+(2-1)*1=343.0mm H0L0 +B0+ H0查GB6543-86，選擇紙板代號(hào)為S-1.3；因?yàn)轳R口鐵罐較硬，因此選擇平壓強(qiáng)度高的B型瓦楞紙板。 （1） 內(nèi)裝物外廓尺寸被包裝商品尺寸變動(dòng)系數(shù)為：具有可壓縮性的針棉織品=±3mm/打，中包裝紙盒=±12mm/個(gè)；不可壓縮性商品，如玻璃瓶罐，=12mm/個(gè)。聽(tīng)裝奶粉屬于不可

18、壓縮商品，取=1mm/個(gè)L0nD1+(n-1)=3*171.4+(3-1)*1=516.2 mm B0nD1 +(n-1)=2*171.4+(2-1)*1=343.0mm H0（2） 紙箱內(nèi)尺寸表5 紙箱內(nèi)部尺寸修正系數(shù)（mm）kLikBikHi小型箱中型箱大型箱3737133457長(zhǎng)度和寬度方向修正系數(shù)取5mm，高度方向取2mm紙箱內(nèi)尺寸：L L0+X0 B B0+X0 H H0+X0（3） 紙箱制造尺寸表6 02型紙箱內(nèi)尺寸伸放量（mm）ABEABL1 L2 B1 B2 H 646393232621213969518查表選取B型瓦楞在長(zhǎng)寬高方向尺寸的伸放量，單瓦楞紙板接頭尺寸為3540 m

19、m，接頭尺寸取40 mm，搖蓋伸放量取2 mm，則紙箱的制造尺寸為L(zhǎng)1L+X 521.2+3=524.2mm L2L+X B1B+X 348.0+3=351mm B2B+X 348.0+2=350mm HH+X 163.6+6=169.6mm F(B1/2)+X 351/2+2177mm J40mm（4） 紙箱外尺寸B型單瓦楞紙板的外尺寸加大值X=35 mm，故瓦楞紙箱外尺寸為L(zhǎng) L1+ B B1+X351+3=354m H H+由于瓦楞紙箱較小，因此無(wú)須手孔設(shè)計(jì)，選擇應(yīng)用最廣泛的0201型箱。圖6瓦楞紙箱平面展開(kāi)圖（1） 確定堆碼層數(shù)一般倉(cāng)庫(kù)堆碼高度為34m，汽車(chē)內(nèi)堆高限為2.5m，火車(chē)內(nèi)堆

20、高限為3m，遠(yuǎn)洋貨船艙艙內(nèi)堆高限為8m考慮奶粉為內(nèi)銷(xiāo)產(chǎn)品，則堆碼高度為4m，堆碼層數(shù)N=h/H=4000/188=22（2） 確定載荷系數(shù)K抗壓強(qiáng)度安全系數(shù)K根據(jù)瓦楞紙箱所裝物品的貯存期和貯存條件決定：a 貯存期小于30天，K；b 貯存期30100天，K； c 貯存期100天以上，K=2.00奶粉的保存期為18個(gè)月，因此載荷系數(shù)K=2。（3）堆碼強(qiáng)度條件PC（4）堆碼要求的紙板的環(huán)壓強(qiáng)度表7 凱里卡特公式中的常數(shù)值常數(shù)楞型A型B型C型AB型BC型AC型aXZ50JC1.37查表得楞常數(shù)aXZ=5.0，箱常數(shù)J=0.68，則瓦楞紙箱的的抗壓強(qiáng)度為PCX(aXZ/(Z/4) 2/3ZJX（5.00

21、/（176.2/4）2/3*根據(jù)PCX（5.00/（176.2/4）2/3*得PX56.73 N/cm（5） 初選箱板紙和瓦楞芯紙面紙和芯紙的選配：聽(tīng)裝奶粉為貴重物品，外面紙選用A等和B等的箱板紙，其中A等作外面紙，B等作內(nèi)面紙；芯紙選用B等。同時(shí)為了降低成本，選用低克重高強(qiáng)度的面紙和高克重高強(qiáng)度的芯紙。等級(jí)定量g/m2環(huán)壓指數(shù)N*m/g外面紙A200內(nèi)面紙B250芯紙B200（6） 計(jì)算紙板的環(huán)壓強(qiáng)度查表B型瓦楞的展開(kāi)系數(shù)為1.37，瓦楞紙板的綜合環(huán)壓強(qiáng)度PXrQ+crMQMPXrQ+crMQM=200*8.4+250*8.4+1.37*7.1*200=6649N/m=66.49N/cm57

22、.25 56.73?N/cm滿(mǎn)足條件3奶粉包裝工藝設(shè)計(jì)封罐計(jì)量充填翻罐吹掃殺菌理罐裝箱碼垛壓塑料上蓋蓋罐底噴碼圖7 奶粉包裝工藝路線(xiàn)圖鐵聽(tīng)包裝奶粉的工藝為：理罐、吹掃殺菌、翻罐、計(jì)量充填、封罐、罐底噴碼、壓塑料上蓋、裝箱碼垛。（1） 充填設(shè)備的選擇奶粉的年產(chǎn)量為3萬(wàn)噸，產(chǎn)量較大，并且充填精度越高越好，因此選用雙龍60高速充填設(shè)備，其巧妙地將容積法與稱(chēng)重法相結(jié)合，采用兩次加料的形式，實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的計(jì)量充填。主要技術(shù)參數(shù)如下表所示表8 雙龍60高速充填設(shè)備技術(shù)參數(shù)型號(hào)雙龍60 最大充填體積6000ml 稱(chēng)重控制精度 * ±1.5g 最大充填速度* 60次/分鐘機(jī)器重量1500Kg

23、電源和功耗AC380V±5%, 50Hz,6KW 設(shè)一年的工作日為300天，一班工作八小時(shí)，每天三班倒，則年生產(chǎn)率為300*8*24*60*1.2=4147200=4.15萬(wàn)噸3萬(wàn)噸因此選用此設(shè)備滿(mǎn)足需要的生產(chǎn)率。（2） 真空充氮設(shè)備的選擇奶粉易氧化變質(zhì)，為了延長(zhǎng)奶粉保質(zhì)期，要求殘氧量小于等于1%。根據(jù)鐵聽(tīng)罐的高度、直徑以及其速度應(yīng)大于等于雙龍60高速充填設(shè)備，選擇U571抽真空充氮封罐設(shè)備。其技術(shù)參數(shù)如下表所示表9 U571抽真空充氮封罐設(shè)備技術(shù)參數(shù)型號(hào)U-571適用范圍鐵罐（聽(tīng)）、全自動(dòng)抽真空、充氮、封口罐（聽(tīng)）規(guī)格直徑：73171高度：50190運(yùn)行速度根據(jù)不同的產(chǎn)品，約為91

24、0罐/分鐘/頭殘氧量根據(jù)不同要求，可低于氣源氣壓0.6MPa 耗氣量0.1 L/罐電源單相220V±11V 50HZ 功率4 Kw 主機(jī)重量（Kg）375 Kg 表10 包裝工藝過(guò)程簡(jiǎn)表工序工步工序內(nèi)容及要求包裝設(shè)備與工藝裝備包裝產(chǎn)品名稱(chēng)數(shù)量1123包裝準(zhǔn)備準(zhǔn)備無(wú)菌奶粉環(huán)境消毒驗(yàn)收馬口鐵罐21234567891011充填罐的供給理罐吹掃殺菌翻罐定量充填預(yù)封罐抽真空、充氮、封罐噴碼翻罐壓蓋輸送帶理罐機(jī)翻罐、吹洗殺菌機(jī)雙龍60高速充填設(shè)備封罐機(jī)U571抽真空充氮封罐設(shè)備激光噴碼設(shè)備翻罐器壓蓋器易拉罐蓋塑料蓋3檢驗(yàn)對(duì)包裝等采取抽樣方法進(jìn)行抽驗(yàn)41234裝箱6罐/箱裝箱測(cè)重封口打印日期ZXP

25、-01自動(dòng)裝箱機(jī)5堆碼在托盤(pán)上堆碼8層MH-DM-1600A堆碼機(jī)6拉伸包裝纏繞式拉伸包裝機(jī)LLDPE拉伸薄膜b=5007入庫(kù)叉車(chē)高速全自動(dòng)聽(tīng)裝線(xiàn)包括：理罐機(jī) 翻罐、吹洗、殺菌機(jī) 變道輸送帶 雙龍60高速充填設(shè)備U571抽真空充氮封罐設(shè)備鏈板輸送帶噴碼機(jī)翻罐器 鏈板輸送帶 壓蓋器 裝箱平臺(tái) 全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線(xiàn)簡(jiǎn)圖如下圖所示1.翻罐機(jī) 2.理罐、吹洗、殺菌機(jī) 3.變速輸送帶 4.雙龍60高速充填設(shè)備5.封罐機(jī)（預(yù)封） 6 .圖8罐裝設(shè)備流程示意圖包裝工藝過(guò)程分為前期工作、滅菌處理和包裝三部分。包裝的前期工作包括選擇罐體材料，設(shè)計(jì)鐵聽(tīng)罐結(jié)構(gòu)圖，并進(jìn)行裝潢設(shè)計(jì)，然后交付包裝材料專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)按照裝潢設(shè)計(jì)的圖

26、案、文字和色彩進(jìn)行印刷，按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生產(chǎn)鐵聽(tīng)罐，最后將鐵聽(tīng)罐、易拉結(jié)構(gòu)封口和塑料封蓋運(yùn)入奶粉廠(chǎng)。包裝前后要對(duì)車(chē)間的環(huán)境進(jìn)行滅菌處理，并保持車(chē)間環(huán)境內(nèi)的氣壓高于外界大氣壓，以阻止外界空氣進(jìn)入車(chē)間，減少細(xì)菌和污物的侵襲。包裝工作階段主要工序分析（1）充填。充填是整個(gè)包裝工藝過(guò)程中最重要的工序，充填方法有容積式、稱(chēng)重式和計(jì)數(shù)式。選用的雙龍60高速充填設(shè)備巧妙地將容積法與稱(chēng)重法相結(jié)合，采用兩次加料的形式，實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的計(jì)量充填。其選用兩套大小不同的充填單元，確保充填高速度與高精度；三部伺服電機(jī)的使用，確保機(jī)構(gòu)動(dòng)作準(zhǔn)確到位；四套秤重單元，確保高合格率與高精度智能化的兩種工作模式，同時(shí)確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行

27、無(wú)需人為干預(yù)，不產(chǎn)生因充填重量不合格而造成的不合格品；雙龍60高速充填設(shè)備擁有全封閉充填設(shè)計(jì)和完善的除塵系統(tǒng)，確?，F(xiàn)場(chǎng)更清潔。（2）真空充氮和密封。U571抽真空充氮封罐設(shè)備集抽真空、充氮、封口為一體，設(shè)備在單一工位就能完成抽真空、充氮和封口整個(gè)過(guò)程；罐內(nèi)氣壓可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整，完全解決了奶粉充填過(guò)程中經(jīng)常用到的脹罐之頑癥；獨(dú)特的真空室設(shè)計(jì)和抽真空方法有效的解決了以往設(shè)備中抽真空速度與飛粉的矛盾；獨(dú)有的真空吸附送蓋技術(shù)，確保罐蓋的平穩(wěn)到位及準(zhǔn)確可靠；軌道安裝式的壓輪機(jī)構(gòu)定位準(zhǔn)確可靠，間隙調(diào)整方便，保證了封口的完整和美觀；集抽真空、充氮和帶負(fù)壓封口為一體，封罐的所有工序一次完成，確保整套工藝都在

28、可控范圍內(nèi)完成；特有的帶負(fù)壓封口功能，且可根據(jù)用戶(hù)不同的需要調(diào)整負(fù)壓程度，以滿(mǎn)足不同的要求。與U571抽真空充氮封罐設(shè)備相似的還有瑞士Ferrum公司的封口設(shè)備。瑞士Ferrum產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于其將封口過(guò)程中的預(yù)封、抽真空、充填氮?dú)?、封口、置換外部空氣、出產(chǎn)等多個(gè)獨(dú)立的環(huán)節(jié)在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行了整合，所有工序在12頭或16頭的同一腔內(nèi)完成。同臺(tái)整合的技術(shù)可以為客戶(hù)帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)：比如占地面積?。幌霜?dú)立包裝過(guò)程中充填氮?dú)庵练饪谶^(guò)程中氮?dú)獾膲毫档停苊饬说獨(dú)赓Y源的消耗及損失；可以對(duì)每一步真空度、氮?dú)獬涮盍恳约皦毫M(jìn)行嚴(yán)格的控制；負(fù)壓的封口技術(shù)尤其適合于在高原地區(qū)完成包裝等。整合、連續(xù)式的封口完成過(guò)

29、程同時(shí)使得包裝進(jìn)程更加快速，可以實(shí)現(xiàn)50罐以上/分鐘的封口速度，并且實(shí)現(xiàn)真空度1030mbar，氧氣殘留量0.2%0.6%的完美封口質(zhì)量。由以上比較知國(guó)產(chǎn)的U571抽真空充氮封罐設(shè)備在殘氧量上差于瑞士Ferrum公司的封口設(shè)備（U571抽真空充氮封罐設(shè)備的殘氧量低于1%，而瑞士Ferrum公司的封口設(shè)備的殘氧量為0.2%0.6），但此聽(tīng)裝奶粉的保質(zhì)期為十八個(gè)月， 1%的殘氧量能夠保證，為節(jié)約成本，選擇國(guó)產(chǎn)的U571抽真空充氮封罐設(shè)備。圖9 雙龍60高速充填設(shè)備 圖10 U571抽真空充氮封罐設(shè)備（4）清洗消毒清洗順序：40清水、2%堿、40清水、0.8%酸、90以上熱水、依次清洗。加水量約80

30、%，即蓋住加熱盤(pán)管即可。清洗前檢測(cè)酸堿濃度，不夠可添加適當(dāng)?shù)牧俊８鶕?jù)酸堿污染程度，決定是否重新配制。正確連接進(jìn)出分配器。時(shí)常檢查輸水器，防止阻塞。檢查管道、閥門(mén)無(wú)誤后，方可啟動(dòng)離心泵進(jìn)行清洗。當(dāng)用酸堿清洗時(shí)，清洗完畢后，打開(kāi)回流泵，使酸堿分別流入酸罐、堿罐。最后用清水進(jìn)行沖洗，清洗完畢。用試紙測(cè)試呈中性即可。（5）成品入庫(kù)堆碼 包裝后存放于車(chē)間庫(kù)房的成品與墻壁和地面應(yīng)保持一定的距離，要求離墻壁、地面20cm以上，以便于通風(fēng)換氣，垛與垛之間也應(yīng)有適當(dāng)間隔。碼垛應(yīng)分品種存放，擺放整齊。（1） 殺菌傳統(tǒng)鐵聽(tīng)傳統(tǒng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn)：只有紫外線(xiàn)殺菌，沒(méi)有吹掃的環(huán)節(jié)，或吹掃也只是罐口朝上吹掃。缺點(diǎn)：罐底有可能

31、存在的一些小的鐵屑和其他雜質(zhì)。全自動(dòng)鐵聽(tīng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn)全封閉充填設(shè)計(jì)和完善的除塵系統(tǒng)，確?，F(xiàn)場(chǎng)更清潔。（2） 計(jì)量部分 傳統(tǒng)鐵聽(tīng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn) ：人工計(jì)量、充填，普通的封罐機(jī)封罐。問(wèn)題：人工計(jì)量，不符合GMP要求，容易造成二次污染； 純?nèi)莘e法計(jì)量充填，計(jì)量完后經(jīng)由檢重秤檢重，不合格的則進(jìn)行人工調(diào)整（設(shè)備較先進(jìn)的配有自動(dòng)反饋）；缺點(diǎn)：相對(duì)誤差較大，一般為±1%，也需要比較多的人工調(diào)整，為在滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，盡量減少充填不合格的罐，一般會(huì)將充填量調(diào)整得略高于標(biāo)注的量（如：900g奶粉在充填的時(shí)候精度為801g9g，為保證每箱中平均值在900g以上，充填量會(huì)設(shè)定在905g左右，這樣每罐的

32、量為806g914g），這樣充填的中心值就高出5g左右，生產(chǎn)廠(chǎng)家的損耗量就比較大。全自動(dòng)鐵聽(tīng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn)：巧妙地將容積法與稱(chēng)重法相結(jié)合，采用兩次加料的形式，實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的計(jì)量充填；兩套大小不同的充填單元，確保充填高速度與高精度；三部伺服電機(jī)的使用，確保機(jī)構(gòu)動(dòng)作準(zhǔn)確到位；四套秤重單元，確保高合格率與高精度； 智能化的兩種工作模式，確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)需人為干預(yù)，不產(chǎn)生因充填重量不合格而造成的不合格品；在實(shí)現(xiàn)單頭每分鐘50罐的充填速度、精度±1.5g的范圍內(nèi)的同時(shí)，擁有兩種模式的自動(dòng)選擇，從開(kāi)機(jī)到最后的清理完畢，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)需人工干預(yù)。（3） 封罐部分傳統(tǒng)鐵聽(tīng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn)普通的封

33、罐機(jī)封罐（沒(méi)有抽真空充氮的環(huán)節(jié)），缺點(diǎn)：罐內(nèi)的氣體為空氣，保質(zhì)期得不到保證；充填后先預(yù)封罐（蓋和罐之間有小的縫隙），出凈化間后進(jìn)入抽真空充氮室進(jìn)行抽真空充氮，然后再進(jìn)行實(shí)封。缺點(diǎn)：預(yù)封罐后就進(jìn)入非凈化間，在預(yù)封和實(shí)封間的這段時(shí)間罐都在凈化間外，抽真空充完氮后也要經(jīng)過(guò)輸送一段距離才進(jìn)行實(shí)封，這段時(shí)間屬于不可控狀態(tài)，有可能會(huì)產(chǎn)生殘氧量不合格的產(chǎn)品。全自動(dòng)鐵聽(tīng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn)抽真空充氮封罐機(jī)，集抽真空、充氮和帶負(fù)壓封口為一體，封罐的所有工序一次完成，確保整套工藝都在可控范圍內(nèi)完成。特有的帶負(fù)壓封口功能，且可根據(jù)用戶(hù)不同的需要調(diào)整負(fù)壓程度，以滿(mǎn)足不同的要求。    全自動(dòng)鐵

34、聽(tīng)奶粉包裝線(xiàn)可以解決傳統(tǒng)鐵聽(tīng)奶粉包裝生產(chǎn)線(xiàn)的諸多問(wèn)題，使奶粉質(zhì)量更加有保證。奶粉從加工到出廠(chǎng)檢驗(yàn)包括原料乳檢驗(yàn)、包裝品檢驗(yàn)、半成品檢驗(yàn)、成品檢驗(yàn)和出廠(chǎng)檢驗(yàn)。其中在包裝工藝流程中完成的檢驗(yàn)有半成品檢驗(yàn)中的在線(xiàn)檢驗(yàn)和成品檢驗(yàn)。在線(xiàn)檢驗(yàn)是在全自動(dòng)聽(tīng)裝奶粉生產(chǎn)線(xiàn)上完成的，在充填完畢、封罐前對(duì)奶粉充填重量檢驗(yàn)，對(duì)不合格產(chǎn)品及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免產(chǎn)生不合格成品。這是由全自動(dòng)聽(tīng)裝奶粉生產(chǎn)線(xiàn)中的自動(dòng)測(cè)量裝置完成的。成品檢驗(yàn)（1）取樣方法由質(zhì)檢中心現(xiàn)場(chǎng)從同一批鐵聽(tīng)包裝產(chǎn)品中隨機(jī)抽取10個(gè)或更多個(gè)銷(xiāo)售包裝樣品，樣品總量不少于1500克。樣品取回后由質(zhì)檢中心檢驗(yàn)人員按品種、編號(hào)分別混樣，每一編號(hào)奶粉樣品分成四份，兩份封存（

35、每份300g）、一份做理化檢測(cè)、一份做微生物檢測(cè)。樣品應(yīng)在留樣袋上標(biāo)明品種、編號(hào)、包裝日期。每批成品檢驗(yàn)完畢后應(yīng)留樣保存，并將抽取的代表性樣品儲(chǔ)存于該類(lèi)產(chǎn)品的正常保存條件下至保質(zhì)期滿(mǎn)后兩個(gè)月后為止，以供必要的品質(zhì)測(cè)定及產(chǎn)生質(zhì)量糾紛時(shí)使用。入庫(kù)粉狀輔料留樣至少300g，保存期至檢：同一班次，同一品種的產(chǎn)品為一組批。由檢驗(yàn)人員自同一組批產(chǎn)品中，隨機(jī)取5聽(tīng)。（3） 檢驗(yàn)項(xiàng)目包括包裝質(zhì)量和產(chǎn)品封合情況、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)、產(chǎn)品凈含量、打印日期、產(chǎn)品色澤及滋氣味等。表11 奶粉成品檢驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)不合格色澤呈均勻一致的乳黃色滋味和氣味具有純正的乳香味異味組織狀態(tài)干燥、均勻的粉末有塊狀,潮濕不均勻蛋白穩(wěn)

36、定性無(wú)絮片或小白點(diǎn)有絮片水分雜質(zhì)度PPM1616脂肪%2626不溶度指數(shù)ml復(fù)原乳1）酸度，01818菌落總數(shù)cfu/100ml2000020000大腸菌群MPN/100ml4040以下圖11、12為奶粉質(zhì)檢工藝流程原料合格質(zhì)檢中心生產(chǎn)車(chē)間生產(chǎn) 不合格 過(guò)程控制 過(guò)程檢驗(yàn)單 不合格品處置單 反 質(zhì) 工 饋 量返工報(bào)廢 合 藝 過(guò) 文 格 指 程 件 令 檢 控 單 驗(yàn) 制 單入 庫(kù)生產(chǎn)部 質(zhì)量文件 圖11 質(zhì)檢工藝流程（一）質(zhì)檢中心生產(chǎn)車(chē)間生產(chǎn) 發(fā)貨 反 質(zhì) 申請(qǐng) 饋 量銷(xiāo)售部返工報(bào)廢 合 成 文 格 品 件 檢 控 驗(yàn) 制 單生產(chǎn)部入 庫(kù) 不合格 不合格品處置單 質(zhì)量文件 發(fā)貨審請(qǐng)單合格出

37、庫(kù)出貨驗(yàn)收?qǐng)D12 質(zhì)檢工藝流程（二）箱崗位按裝箱作業(yè)程序及規(guī)范（SHY3-03-07）來(lái)作業(yè)； 封箱崗位及碼垛崗位按封箱及碼垛作業(yè)程序及規(guī)范（SHY3-03-08）來(lái)作業(yè)；各生產(chǎn)崗位及崗位之間嚴(yán)格按奶粉包裝作業(yè)檢查事項(xiàng)（SHY3-03-10）進(jìn)行崗位自檢、下道工序檢驗(yàn)上道工序；原材料有問(wèn)題而不能確認(rèn)時(shí)；應(yīng)及時(shí)貼上黃色問(wèn)題待檢簽，如確認(rèn)有問(wèn)題；應(yīng)及時(shí)貼上紅色不合格簽；對(duì)剩余的合格原材料應(yīng)及時(shí)貼上綠色合格簽。品質(zhì)管理部根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃及檢驗(yàn)和測(cè)量控制程序(SHY（Q）2-18)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控；4、品控人員每天檢查成品包裝質(zhì)量、重量及車(chē)間衛(wèi)生情況，填寫(xiě)車(chē)間衛(wèi)生檢查情況（SHY4-04-0

38、9）、車(chē)間巡檢報(bào)告（SHY4-04-10）×班×日奶粉包裝質(zhì)量考核表（SHY4-04-11）；5、生產(chǎn)崗位人員應(yīng)按消毒間消毒工作程序（SHY3-03-11）及各種容器、用品清理、消毒程序及規(guī)范（SHY3-03-12）來(lái)處理用品、個(gè)人衛(wèi)生，以防二次污染：環(huán)境衛(wèi)生應(yīng)執(zhí)行生產(chǎn)車(chē)間環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（SHY3-04-22）；生產(chǎn)部各現(xiàn)場(chǎng)主管人員應(yīng)認(rèn)真填寫(xiě)生產(chǎn)運(yùn)行日記錄（SHY4-03-09），并且在交接班時(shí)填寫(xiě)交接班記錄（SHY4-03-05）；2生產(chǎn)部統(tǒng)計(jì)人員負(fù)責(zé)每天收集整理各種記錄數(shù)據(jù)，并填寫(xiě)×月份×日生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表（SHY4-03-06）和×月份

39、5;日材料消耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表（SHY4-03-07）；生產(chǎn)部統(tǒng)計(jì)人員應(yīng)每月填寫(xiě)×月份生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表（SHY4-03-08）和×月份材料消耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表（SHY4-03-09）；1生產(chǎn)部維修人員應(yīng)確保生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)格按設(shè)備管理程序（SHY（Q）2-12）對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效控制。生產(chǎn)部員工應(yīng)按培訓(xùn)控制程序（SHY（Q+E）2-11）進(jìn)行培訓(xùn)。參考文獻(xiàn)1、潘松年.包裝工藝學(xué) 印刷工業(yè)出版社 2004。86、吳波. 包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)化學(xué)工業(yè)出版社，2001.77、曾憲楷. 視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì) 北京理工大學(xué)出版社 1992.9、楊福馨,10、楊福馨等. 紙包裝設(shè)計(jì)與加工技術(shù). 北京：物資出版社，1998.11、宋世斌. 影響瓦楞紙箱抗壓強(qiáng)度的因素及改進(jìn)措施. 包裝工程，1996，17（5）：2224.12、唐志強(qiáng)等. 包裝材料與實(shí)用包裝技術(shù).