牛奶包装工艺课程设计

利乐包包装工艺课程设计包装工艺课程设计学院：高分子科学与工程学院专业班级：包装工程091姓名：张金龙学号：09030201082013/1/81目录一、牛奶包装的市场调查......................................................................2二、牛奶的性能概况..............................................................................2三、包装设计.........................................................................................3四、包装工艺生产路线..........................................................................5图二利乐管式超过高温灭菌设备..................................................5图三生产流程图..............................................................................5五、利乐包的优点、缺陷与改观..........................................................71.优点................................................................................................71.1经济效益..............................................................................71.2实用功效...............................................................................71.3产品形象...............................................................................72.缺陷................................................................................................73.改观................................................................................................83.1铝的使用...............................................................................83.2材料的限制处理....................................................................82一、牛奶包装的市场调查随着社会的不断发展。人们对饮食的要求越来越高。为了满足市场的需求，商家也在不断开发新产品，凸显了人对社会对市场的极大的影响现代食品加工业已经牛奶制成奶粉、奶茶、奶皮、奶酪、奶油等品质繁多、花样新颖的奶制品，深受人们的喜爱。鲜牛奶经过人工发酵后而成的带有酸味的半固体食品，称为酸牛奶。酸牛奶的营养价值也很高，因为鲜牛奶经乳酸菌发酵后，其必需氨基酸约为鲜牛奶的4倍；游离氨基酸和肽均有所增加，其总量也约为鲜牛奶的4倍。目前市场上的牛奶及制品主要可分为：纯牛奶：是采用100％优质生鲜牛乳为原料，经过二次超高温灭菌程或采用瞬间超高温灭菌精制而成。专家认为，正常的纯牛奶并非异香，爽口而非粘口，纯鲜牛奶应是微甜、酸、咸、苦的混合体。因此，在市场上出现了与牛奶特性相对应的包装，比如利乐包装、康美包、百利包装、爱克林包装等等相继在市场上出现，圈子其中较为突出的是利乐包装。利乐包是瑞典利乐公司（TetraPak）开发出的一系列用于液体食品的包装产品。该产品目前在中国的饮料包装市场的占有率达到95%。利乐包在保护功能和满足情感需求之间找到了很好的平衡点。与塑料瓶、玻璃瓶相比，砖型和枕型的利乐包，容积率相对较大，而且这种包装形状更易于装箱、运输和存储。如果从技术角度来看，利乐包是由纸、铝、塑组成的六层复合纸包装，能够有效阻隔空气和光线，而这些正是容易让牛奶和饮料变质的杀手。因此，小小利乐包，让牛奶和饮料的消费更加方便而安全、而且保质期更长，实现了较高的包装效率。这也是利乐包能在中国占有如此大的市场率的原因所在。二、牛奶的性能概况牛奶是一种很有营养的物质，牛奶中的蛋白质含有8种必需氨基酸，适宜于构成肌肉组织和促进健康发育；对于正处在生长发育阶段的儿童青少年更为重要；牛奶中所含有的脂肪溶点低，颗粒小，很容易被人体消化吸收，并其消化率达97%等等，但是牛奶极易容易变质，下面简要介绍其变质的原因：1.微生物的影响：受到微生物污染后会出现酸败、发臭、发粘、结块、变色。2.氧化：多数乳制品中脂肪的含量都较高，一般以脂肪球粒或游离脂肪存在，所以在氧气作用下，脂肪被激活，乳脂肪就在脂肪的作用下分解产生游离脂肪酸，从而带来脂肪分解的酸败气味，特别在温度较高时这种作用就会更明显。3.光辐射：光照使牛奶变味，营养成分遭破坏，使各种维生素及胡萝卜素分解。4.冷冻：冷冻使鲜乳发生凝聚、分层、引起异味，破坏了乳品的物理结构。3三、包装设计面对鲜乳这种复杂而又极易腐败的液体食物，包装储存就不可避免地成为其最重要环节之一。包装对食品的保护性、方便储运和消费、便于货架展示，提高商品价值、增加花色品种的功能，在乳品包装上获得了最充分的体现。消毒奶经过验收后的原料乳必须要净化，目的是除去乳中的机械杂质并减少微生物的数量，可采用过滤净化或离心净化等。净化后的原料乳要进行加热杀菌，有三种形式：低温长时间杀菌、高温短时杀菌和超高温瞬时杀菌。现在多数厂家采用板式换热器超高温瞬时杀菌法对原料乳进行杀菌，杀菌后的鲜奶中几乎没有微生物存活。利乐包便是针对牛奶各种变质的条件加以改善，从而延长牛奶的保鲜时间，方便顾客使用。利乐包装是由纸、铝、塑组成的六层复合包装，能够隔绝空气、光线和细菌等导致牛奶变质的因素，因此牛奶可以在常温下存放，而且保质期较长，常温（20～25度）下可达到45天，有的保质期也可达到半年；采用利乐砖包装的牛奶保质期可达到6至9个月。并且牛奶经过了“超高温灭菌”处理。超高温灭菌奶是用134℃左右的高温，把原奶瞬间消毒4秒钟，将牛奶中的有害细菌和微生物全部杀死，然后再在无菌条件下，装到利乐砖或利乐枕中，达到商业无菌的标准，对原奶中可能存在的各种致病细菌均能有效杀灭，使牛奶的安全性得到最大保障，同时也延长了牛奶保质期，通过超高温杀菌来解决微生物影响变质。下面便是利乐包装七层保护牛奶变质的示意图：4图一典型利乐包装约70%属纸,另含胶和铝箔。除胶盖外,包装共有7层。由面层向内顺序为:51.胶(聚乙烯)2.印刷层3.纸4.黏合胶(聚乙烯)5.铝箔6.黏合胶(聚乙烯)7.胶(聚乙烯)四、包装工艺生产路线利乐包装生产线为全自动包装生产线，自动包装生产线由灭菌、灌装机、输送储存装置、自动控制系统组成。我们主要关注利乐包装生产的灭菌设备和灌装设备。这也是利乐包装生产线的关键设备，图二为利乐包装生产线的管式超高温灭菌设备。该设备为全自动设备可以保证生产过程中的无菌要求，设备运行可分四个步骤：a、预杀菌；b、生产；c、无菌中间清洗（AIC）；d、就地清洗（CIP）。图三为利乐管式超高温霉菌设备的图二利乐管式超过高温灭菌设备图三生产流程图6生产流程图：经过灭菌处理后的牛奶输送到灌装设备进行灌装，在封盖成型单元,盒坯运到偏心滚轮的同时依靠外部装置挤出一定量的聚乙烯树脂此时由位于成型滚轮上的被加热的弹性金属模具与封盖成型单元上的外部装置共同作用制成塑料盖然后通过加热,加压达到“熔接”的效果,将盖子和纸基盒身封合在一起。这种塑料盖具有内部安全阻封装置允许倒置装填。在封盖成型过程中倒置的盒顶仍然未被最终成型保持管状。在封盖成型装装接塑料盖后个纸盒通过中心轴滑落到立式的不锈钢托盘上托盘在灌装和封口区内的椭圆形传送带上运动。在灌装区,倒置的纸盒与托盘被推上灌装头灌装系统使用两套灌装料斗可进行不同的装填工作。双通道系统和两套充填料斗的灵活性在于它可以同时在两条生产线上生产同一种产品也可以只在一条生产线上生产。每条生产线的生产能力是件小时。经过灌装后倒置的盒子立即进行超声波加热封合,然后其上方的封底装置将盒底折叠先折出三角形的摇翼再将摇翼涂胶贴在折平的底部。这时,托盘承载着新成型的、倒置的纸盒,继续沿着椭圆形轨道运动。在卸货区产品被正过来直立并将其送至卸货传送带上。成型一灌装一封口生产线对中等型和普通型包装产品的转换可实现全自动化,操作者只需通过触摸屏控制即可完成。生产工艺简要流程图：预杀菌生产无菌中间清洗就地清洗纸、塑料、铝等材料复合成型灌装封口成型裁切瓦楞纸板装箱7五、利乐包的优点、缺陷与改观1.优点1.1经济效益利乐包装始终追求在食品的生产、运输和销售过程中，为生产厂家节约成本，同时也给消费者带来安全和便利。与塑料瓶、玻璃瓶相比,砖形和枕形的利乐包,容积率相对较大,而且这种包装形状更易于装箱、运输和存储。在保持包装性能不变的前提下，利乐包中纸板的使用量已经减少了18%；铝箔的厚度也已经减少了30%；另一方面，所有利乐包装都可以回收再利用，做成文具、桌椅、建筑材料等等，使它们在完成包装的功能后，能够“废而不弃”。1.2实用功效如果从技术角度来看,利乐包是由纸、铝、塑组成的六层复合纸包装,能够有效阻隔空气和光线,而这些正是容易让牛奶和饮料变质的杀手。产品安全，典型的利乐无菌复合包装都要经过严格的食品加工消毒处理过程,包括去除杂质,杀灭对人体有害的病原微生物,除去流通和储存过程中会导致食品变质的细菌和酵母等,例如灌装过程采用UHT瞬时高温灭菌工艺。1.3产品形象产品形象,使用方便利乐包通过新颖的造型设计、结构设计及精美印刷,能激起消费者的购买欲望,也可以最充分利用设计空间制成大小不同、形状各异的各类容器,能灌装多种液态食品(如奶、茶、油、酒、水、果汁等),堆积存放方便,易于装箱运输,提高了商品的销售效果和流通效果,满足了商品制造者的需求。2.缺陷据显示，2004年我国总计消耗利乐包装110亿个，约占全球总量的10%。按照每个包装材料10克计算，这些利乐包装总计11万吨。利乐包装的污染存在两个方面的问题，单纯从普通垃圾角度考虑，11万吨的垃圾需要耗费大量的人力、物力来处理。而利乐包装产生的更为严重的问题是，这种包装材料的内层是铝，这种金属层不易降解，目前没有更好的销毁办法，造成在某些地区废弃的利乐包装堆积如山。长此以往，一旦金8属物质渗入地下会影响到地下水水质、渗入土壤会影响土质。因为这类垃圾的堆放点往往是农村或城乡接合部地区，被污染的水和土壤又会污染农作物、牲畜，最终使人类健康受到危害。此外，利乐公司申请利乐包为专利，其机械只能实用本部的材料，从而增加了很多不必要的成本，这些的受益者只有利乐公司。3.改观3.1铝的使用尽管铝有很好的阻光作用，为了更好地回收利用利乐包装，也为了减少环境的污染，应该尽可能的减少铝的使用；同时应该从解决问题的方向来做，在利乐包上提供关于回收的信息，统一处理会很好的节约。3.2材料的限制处理应该适度的放松材料的限制，当然这是对利乐公司的一大利益损失；或者在利乐机械的基础上进行研发，开发本国的包装机械专利，突破材料的限制，从而减少很大的成本。