包裝工藝課程設(shè)計案例.doc

例2：飲品包裝保護與包裝工藝設(shè)計1奶粉包裝保護的基本要求與包裝方案設(shè)計1.1 奶粉包裝保護的基本要求1.1.1奶粉特點奶粉是目前中國市場上最主要的固態(tài)奶制品，它雖然是干燥制品，儲藏性能優(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。相對于液態(tài)奶制品來說，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。奶粉的制作過程：生鮮牛奶運到工廠后，檢測人員首先要對奶源進行檢測，只有檢測合格的牛奶才能通過全密閉的不銹鋼管道進到凈乳機中，進行第一步加工。凈乳機利用離心力原理，對牛奶中的雜質(zhì)進行分離，以達到凈化牛奶的目的。經(jīng)過凈化的鮮奶被迅速冷卻到25后，進到儲奶倉。之后，儲奶倉內(nèi)的牛奶會通過管道進到配料艙內(nèi)。工作人員根據(jù)不同奶粉的標準要求進行配料。配料完畢的牛奶還要經(jīng)過1215MPa大氣壓的高壓均脂泵進行均脂處理。經(jīng)過消毒、滅菌處理后的牛奶會在真空狀態(tài)下進行濃縮。再經(jīng)過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，還需流化床將奶粉中較細小顆粒聚積成較大顆粒，以便消費者用水一沖，就可以充分溶解。制成的奶粉隨后通過真空包裝機在沒有污染的環(huán)境下罐裝進鐵聽和袋子里。這樣奶粉才完成了整個生產(chǎn)工藝。在整個生產(chǎn)過程中，工人基本不與產(chǎn)品直接接觸。奶粉制品富含蛋白質(zhì)、脂肪等各種營養(yǎng)物質(zhì)，如全脂乳粉的乳脂肪含量可達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性，其表面積很大，吸潮性強，一旦受潮就會結(jié)塊引起細菌的繁殖，當與其他物品混庫存放時，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。在紫外線的照射下，奶粉等制品還會發(fā)生分解，所以對乳粉制品的稱量、包裝操作和包裝容器的種類都必須充分注意，主要是防止受潮、氧化、阻止細菌的繁殖，避免紫外線的照射。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、重金屬(尤其是銅)、酶和酸度引起，故奶粉貯存時應(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。故奶粉貯存時應(yīng)防止受潮，開啟食用后應(yīng)盡可能擠出空氣扎緊，以免水分進入。奶粉吸潮后除上述不良反應(yīng)外，還會結(jié)塊，影響其沖調(diào)性和溶解度。（4）細菌性變質(zhì)：奶粉在正常含水量時，細菌不會繁殖，反而會隨時間的延長而下降(537貯存)。但如含水量超過5%，細菌會生長而引起奶粉變質(zhì)，故奶粉開啟后不宜放置時間過長，以免受潮變質(zhì)。圖1 奶粉生產(chǎn)工藝流程1.1.2奶粉包裝保護的基本要求（1）防污染。奶粉營養(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。由于奶粉顆粒的多孔性，其表面積很大，吸潮性強，一旦受潮就會結(jié)塊引起細菌的繁殖；（3）保護奶粉的營養(yǎng)成分和組織狀態(tài)。奶粉的乳脂肪是乳制品獨特的風(fēng)味來源，而且含量高，如全脂奶粉中脂肪可達26左右，所以易受日光、氧氣等作用而變化、變味。此外，當與其他物品混庫存放時，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。在紫外線的照射下奶粉產(chǎn)品還會發(fā)生分解。因此，奶粉的包裝必須考慮到防止受潮、氧化、阻止細菌的繁殖以及避免紫外線的照射等因素。1.1.3現(xiàn)有奶粉包裝的形式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)逐步被市場淘汰，而鋁箔復(fù)合包裝袋由于成本相對較高，所占的市場份額也不大；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)，只能滿足短期儲藏的需要；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被大多數(shù)奶粉生產(chǎn)廠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（2年以上）等優(yōu)點。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)外壓力失衡，容易導(dǎo)致鋁箔被內(nèi)壓沖破?？梢酝ㄟ^改進鋁箔設(shè)計，很好的解決這一難題。最近美國惠氏公司在華全面推出盒裝奶粉，主攻中檔價格奶粉市場。紙盒包裝具備安全衛(wèi)生、成本低等優(yōu)點。但包裝工藝尚不成熟。1.2奶粉保護方案設(shè)計1.2.1奶粉銷售包裝定位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被大多數(shù)奶粉生產(chǎn)廠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。進口奶粉包裝內(nèi)容較進口奶粉豐富得多，有重要聲明、注意事項、喂哺表、奶具消毒方法、營養(yǎng)成分表、生產(chǎn)日期、保質(zhì)日期、廠址等各種材料，同時為產(chǎn)品配備了專用量匙。1.2.2奶粉的保護包裝方案干燥的奶粉，其含水率相當?shù)?，而且金屬罐的透濕率為零，因此其是不容易發(fā)生水解酸敗的。則聽裝奶粉最重要的是避免與氧氣接觸，防止氧化，保護奶粉的營養(yǎng)成分和組成狀態(tài)。目前通過改變包裝內(nèi)氣氛來延長產(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)備無須特殊設(shè)備，操作簡便設(shè)備昂貴設(shè)備復(fù)雜，工作量大，效率低缺點吸氧產(chǎn)生負壓，不能抑制厭氧菌和酵母菌的生長不適宜于真空狀態(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)此擬定以下三種包裝保護方案包裝保護方案添加抗氧化劑：抗氧化劑NDGA 的最適宜用量相當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作為增效劑。當奶粉的pH 值為6.5 時，抗氧化效果最好。不過，這類增效劑當奶粉貯存九個月以后，其作用會逐漸地減弱。同時抗氧化劑對奶粉的包裝容器提出了嚴格的要求，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，也會促進產(chǎn)品的氧化酸敗?？紤]到奶粉是用鐵聽裝，金屬容器內(nèi)表面涂層的不完善會影響儲存期，同時奶粉的消費者大多數(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方案。包裝保護方案真空包裝：將奶粉裝入氣密性包裝容器，然后抽去容器內(nèi)部的空氣，造成一定的真空度，再進行密封封口。一般來說，將奶粉進行真空包裝時，真空度越高，包裝效果越好，保質(zhì)期也越長。馬口鐵罐密封非充氮包裝保存期為1年。此聽裝奶粉的儲存期要求18個月，因此不選用此包裝保護方案。包裝保護方案真空充氮包裝：奶粉裝入金屬罐，抽真空后再充入保護性氣體氮氣，然后將包裝密封。充氮包裝是使用半自動或全自動的真空充氮封罐機，在稱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以上的氮氣再進行密封。這是目前奶粉密封包裝最好的方法之一。表說明了充氮包裝對奶粉儲存期的影響。同時實驗表明，充氮包裝的全脂乳粉在24下保存時，貯藏9個月后，其風(fēng)味基本不變；而不充氮包裝的全脂乳粉，貯藏4個月后，其風(fēng)味就會發(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其質(zhì)量的影響 熱處理規(guī)范貯存溫度（）包裝方法保持時間（天）貯存時間延長百分率溫度時間（分）真空法脫氧法798571858530102030202030373737含空氣含空氣充氮充氮充氮255126130847532516818118013831.033.039.0118.084.0奶粉要求的保質(zhì)期為18個月，因此保護方法選用真空充氮包裝1.3奶粉包裝保存期的計算實驗表明，聽裝奶粉充以純度為99以上的氮氣再進行密封包裝，保存期可達2年。2奶粉包裝保護的結(jié)構(gòu)設(shè)計與設(shè)計計算2.1銷售包裝容器的設(shè)計與設(shè)計計算2.1.1包裝容器類型聽裝奶粉的包裝材料為鍍錫薄鋼板，俗稱馬口鐵。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如下表。聽裝奶粉選用三片罐。表3 鍍錫薄鋼板（馬口鐵）結(jié)構(gòu)名稱 厚度范圍 主要成分 性能特點 熱浸鍍錫板 電鍍錫板 熱浸鍍錫板 電鍍錫板 油膜 20mg/m2 25mg/m2 棕櫚油 棉籽油或癸二酸二辛酯 潤滑和防銹 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 22.444.8g/m2 5.622.4g/m2 純錫 純錫 美觀、易焊、耐腐蝕，且無毒害 錫鐵合金層 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2.1.2包裝容器尺寸小容器密封包裝的規(guī)格有454克、500克、1135克、2270克四種。市面上銷售的聽裝奶粉的規(guī)格一般為900克。此聽裝奶粉的規(guī)格為1200克，查相關(guān)標準，奶粉密度約為0.5g/cm3,則奶粉的體積為V=1200g/（0.5g/cm3）=2400cm3表4 奶粉用圓形罐的公稱直徑公稱直徑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，市面銷售900克罐裝奶粉罐體直徑為127mm，則1200克奶粉罐公稱直徑選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 2.1.3包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計 現(xiàn)有包裝容器存在問題：（1）國產(chǎn)奶粉多為杠桿開啟罐，開啟需借助特殊工具，不方便；（2）非易拉式鋁箔封口的聽裝奶粉開啟方法為：開罐前應(yīng)檢查開啟工具是否完好無損，是否潔凈；3開啟后，應(yīng)該將所有的鋁箔撕干凈，不要殘留在罐上。正確的開啟方法是：使用完整無損且鋒利的剪刀或割刀，開封前，用干凈的無纖維紙或布不重復(fù)輕輕擦拭刀刃表面，觀察無纖維紙是否有金屬屑和刀刃是否有毛邊或凹痕。開罐時，請用割刀或剪刀在鋁箔中部不重復(fù)輕輕劃開，用手捏緊開口的一端，沿罐壁撕開，盡量用力均勻防止鋁箔破損脫落鋁箔碎屑。消費者在實際開啟過程中一般不會完全按照要求的開啟方式進行開啟，并且不能保證開啟工具的潔凈無菌。（3）量匙在搬運、裝卸、運輸過程中受沖擊振動而沉入奶粉底部，用戶開啟后找不到量匙，造成食用上的不便。 考慮罐裝奶粉的密封性、安全性和易開啟性，選用易拉式鋁箔封口，同時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3易開蓋2.1.4繪制包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計圖見附圖2.2運輸包裝容器的設(shè)計與設(shè)計計算2.2.1運輸包裝容器類型我國,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： 首先,瓦楞紙箱對于商品來說具有較強的保護性能，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)，來賦予紙箱比較精美的圖案，使之擁有強大的銷售功能。再次,瓦楞紙箱有很好的密閉性，對于長途運輸?shù)纳唐穪碚f能起到很好的保護作用。 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。因此聽裝奶粉運輸包裝選擇瓦楞紙箱。 聽裝奶粉的檔次較高，為了提高對商品的保護性，一箱裝六聽奶粉，查圓柱體運輸包裝尺寸系列標準（GB/T13201-1997），選擇B04型包裝單元排列方式，如下圖所示圖5 鐵聽排列方式內(nèi)裝物重量W=nw=6*1.2kg=7.2kg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 H0=H=161.6mmL0 +B0+ H0=516.2+343.0+161.6=1020.8mm查GB6543-86，選擇紙板代號為S-1.3；因為馬口鐵罐較硬，因此選擇平壓強度高的B型瓦楞紙板。 2.2.2運輸包裝容器尺寸（1） 內(nèi)裝物外廓尺寸被包裝商品尺寸變動系數(shù)為：具有可壓縮性的針棉織品=3mm/打，中包裝紙盒=12mm/個；不可壓縮性商品，如玻璃瓶罐，=12mm/個。聽裝奶粉屬于不可壓縮商品，取=1mm/個L0nD1+(n-1)=3*171.4+(3-1)*1=516.2 mm B0nD1 +(n-1)=2*171.4+(2-1)*1=343.0mm H0=H=161.6mm（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+X0516.2+5=521.2mm B B0+X0343.0+5=348.0mm H H0+X0161.6+2=163.6mm（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型瓦楞在長寬高方向尺寸的伸放量，單瓦楞紙板接頭尺寸為3540 mm，接頭尺寸取40 mm，搖蓋伸放量取2 mm，則紙箱的制造尺寸為L1L+X 521.2+3=524.2mm L2L+X 521.2+2=523.2mm 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 L1+X 524.2+3=527.2mm B B1+X351+3=354m H H+X169.6+5=174.6mm2.2.3運輸包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于瓦楞紙箱較小，因此無須手孔設(shè)計，選擇應(yīng)用最廣泛的0201型箱。2.2.4繪制運輸包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 圖6瓦楞紙箱平面展開圖2.2.5運輸與堆碼中強度計算（1） 確定堆碼層數(shù)一般倉庫堆碼高度為34m，汽車內(nèi)堆高限為2.5m，火車內(nèi)堆高限為3m，遠洋貨船艙艙內(nèi)堆高限為8m考慮奶粉為內(nèi)銷產(chǎn)品，則堆碼高度為4m，堆碼層數(shù)N=h/H=4000/188=22堆碼載荷P=W*（N-1）=7.2*9.8*（22-1）=1481.8N（2） 確定載荷系數(shù)K抗壓強度安全系數(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=1.60；b 貯存期30100天，K=1.65； c 貯存期100天以上，K=2.00奶粉的保存期為18個月，因此載荷系數(shù)K=2。（3）堆碼強度條件PCKP=2*1481.8=2963.6N（4）堆碼要求的紙板的環(huán)壓強度表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aXZ8.36506.113.3611.114.46J0.590.680.680.6350.680.635C1.5321.371.4772.8932.8383.009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度為PC1.86PX(aXZ/(Z/4) 2/3ZJ1.86PX（5.00/（176.2/4）2/3*176.2*0.68根據(jù)PCP有1.86PX（5.00/（176.2/4）2/3*176.2*0.682963.6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。同時為了降低成本，選用低克重高強度的面紙和高克重高強度的芯紙。等級定量g/m2環(huán)壓指數(shù)N*m/g外面紙A2008.4內(nèi)面紙B2508.4芯紙B2007.1（6） 計算紙板的環(huán)壓強度查表B型瓦楞的展開系數(shù)為1.37，瓦楞紙板的綜合環(huán)壓強度PXrQ+crMQMPXrQ+crMQM=200*8.4+250*8.4+1.37*7.1*200=6649N/m=66.49N/cm57.25 56.73?N/cm滿足條件3奶粉包裝工藝設(shè)計3.1奶粉包裝的包裝工藝路線的擬訂3.1.1擬訂奶粉包裝工藝路線封罐計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 奶粉包裝工藝路線圖鐵聽包裝奶粉的工藝為：理罐、吹掃殺菌、翻罐、計量充填、封罐、罐底噴碼、壓塑料上蓋、裝箱碼垛。3.1.2主要包裝設(shè)備的選用（1） 充填設(shè)備的選擇奶粉的年產(chǎn)量為3萬噸，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重法相結(jié)合，采用兩次加料的形式，實現(xiàn)高速度、高精度的計量充填。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 雙龍60 最大充填體積 6000ml 稱重控制精度 * 1.5g 最大充填速度* 60次/分鐘 機器重量 1500Kg 電源和功耗 AC380V5%, 50Hz,6KW 設(shè)一年的工作日為300天，一班工作八小時，每天三班倒，則年生產(chǎn)率為300*8*24*60*1.2=4147200=4.15萬噸3萬噸因此選用此設(shè)備滿足需要的生產(chǎn)率。（2） 真空充氮設(shè)備的選擇奶粉易氧化變質(zhì)，為了延長奶粉保質(zhì)期，要求殘氧量小于等于1%。根據(jù)鐵聽罐的高度、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 U-571適用范圍 鐵罐（聽）、全自動抽真空、充氮、封口 罐（聽）規(guī)格 直徑：73171高度：50190 運行速度 根據(jù)不同的產(chǎn)品，約為910罐/分鐘/頭 殘氧量 根據(jù)不同要求，可低于0.5 氣源氣壓 0.6MPa 耗氣量 0.1 L/罐 電源 單相220V11V 50HZ 功率 4 Kw 主機重量（Kg） 375 Kg 3.1.3奶粉包裝工藝過程簡表表10 包裝工藝過程簡表工序工步工序內(nèi)容及要求包裝設(shè)備與工藝裝備包裝產(chǎn)品名稱數(shù)量1123包裝準備準備無菌奶粉環(huán)境消毒驗收馬口鐵罐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翻罐、吹洗殺菌機雙龍60高速充填設(shè)備封罐機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檢驗對包裝等采取抽樣方法進行抽驗41234裝箱6罐/箱裝箱測重封口打印日期ZXP-01自動裝箱機5堆碼在托盤上堆碼8層MH-DM-1600A堆碼機6拉伸包裝纏繞式拉伸包裝機LLDPE拉伸薄膜b=5007入庫叉車高速全自動聽裝線包括：理罐機 翻罐、吹洗、殺菌機 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翻罐器 鏈板輸送帶 壓蓋器 裝箱平臺 全自動包裝生產(chǎn)線簡圖如下圖所示1.翻罐機 2.理罐、吹洗、殺菌機 3.變速輸送帶 4.雙龍60高速充填設(shè)備5.封罐機（預(yù)封） 6 .U571抽真空充氮封罐設(shè)備（抽真空、充氮） 7. 封罐8.輸送帶 9.噴碼機 10.翻罐機 11.鏈板輸送帶 12.壓蓋機 13.工作臺圖8罐裝設(shè)備流程示意圖3.2包裝工藝過程分析3.2.1包裝工序分析包裝工藝過程分為前期工作、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)計鐵聽罐結(jié)構(gòu)圖，并進行裝潢設(shè)計，然后交付包裝材料專業(yè)工廠按照裝潢設(shè)計的圖案、文字和色彩進行印刷，按結(jié)構(gòu)設(shè)計生產(chǎn)鐵聽罐，最后將鐵聽罐、易拉結(jié)構(gòu)封口和塑料封蓋運入奶粉廠。包裝前后要對車間的環(huán)境進行滅菌處理，并保持車間環(huán)境內(nèi)的氣壓高于外界大氣壓，以阻止外界空氣進入車間，減少細菌和污物的侵襲。包裝工作階段主要工序分析（1）充填。充填是整個包裝工藝過程中最重要的工序，充填方法有容積式、稱重式和計數(shù)式。選用的雙龍60高速充填設(shè)備巧妙地將容積法與稱重法相結(jié)合，采用兩次加料的形式，實現(xiàn)高速度、高精度的計量充填。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；三部伺服電機的使用，確保機構(gòu)動作準確到位；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，同時確保整個系統(tǒng)運行無需人為干預(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)計和完善的除塵系統(tǒng)，確?，F(xiàn)場更清潔。（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、充氮和封口整個過程；罐內(nèi)氣壓可根據(jù)實際需求調(diào)整，完全解決了奶粉充填過程中經(jīng)常用到的脹罐之頑癥；獨特的真空室設(shè)計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；獨有的真空吸附送蓋技術(shù)，確保罐蓋的平穩(wěn)到位及準確可靠；軌道安裝式的壓輪機構(gòu)定位準確可靠，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；特有的帶負壓封口功能，且可根據(jù)用戶不同的需要調(diào)整負壓程度，以滿足不同的要求。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)勢在于其將封口過程中的預(yù)封、抽真空、充填氮氣、封口、置換外部空氣、出產(chǎn)等多個獨立的環(huán)節(jié)在同一臺設(shè)備上進行了整合，所有工序在12頭或16頭的同一腔內(nèi)完成。同臺整合的技術(shù)可以為客戶帶來諸多優(yōu)勢：比如占地面積小；消除了獨立包裝過程中充填氮氣至封口過程中氮氣的壓力降低，避免了氮氣資源的消耗及損失；可以對每一步真空度、氮氣充填量以及壓力進行嚴格的控制；負壓的封口技術(shù)尤其適合于在高原地區(qū)完成包裝等。整合、連續(xù)式的封口完成過程同時使得包裝進程更加快速，可以實現(xiàn)50罐以上/分鐘的封口速度，并且實現(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），但此聽裝奶粉的保質(zhì)期為十八個月， 1%的殘氧量能夠保證，為節(jié)約成本，選擇國產(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%，即蓋住加熱盤管即可。清洗前檢測酸堿濃度，不夠可添加適當?shù)牧?。根?jù)酸堿污染程度，決定是否重新配制。正確連接進出分配器。時常檢查輸水器，防止阻塞。檢查管道、閥門無誤后，方可啟動離心泵進行清洗。當用酸堿清洗時，清洗完畢后，打開回流泵，使酸堿分別流入酸罐、堿罐。最后用清水進行沖洗，清洗完畢。用試紙測試呈中性即可。（5）成品入庫堆碼 包裝后存放于車間庫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)有適當間隔。碼垛應(yīng)分品種存放，擺放整齊。3.2.2全自動鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線和傳統(tǒng)鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線的區(qū)別（1） 殺菌傳統(tǒng)鐵聽傳統(tǒng)奶粉包裝生產(chǎn)線：只有紫外線殺菌，沒有吹掃的環(huán)節(jié)，或吹掃也只是罐口朝上吹掃。缺點：罐底有可能存在的一些小的鐵屑和其他雜質(zhì)。全自動鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線全封閉充填設(shè)計和完善的除塵系統(tǒng)，確保現(xiàn)場更清潔。（2） 計量部分 傳統(tǒng)鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線 ：人工計量、充填，普通的封罐機封罐。問題：人工計量，不符合GMP要求，容易造成二次污染； 純?nèi)莘e法計量充填，計量完后經(jīng)由檢重秤檢重，不合格的則進行人工調(diào)整（設(shè)備較先進的配有自動反饋）；缺點：相對誤差較大，一般為1%，也需要比較多的人工調(diào)整，為在滿足國家標準的同時，盡量減少充填不合格的罐，一般會將充填量調(diào)整得略高于標注的量（如：900g奶粉在充填的時候精度為801g9g，為保證每箱中平均值在900g以上，充填量會設(shè)定在905g左右，這樣每罐的量為806g914g），這樣充填的中心值就高出5g左右，生產(chǎn)廠家的損耗量就比較大。全自動鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線：巧妙地將容積法與稱重法相結(jié)合，采用兩次加料的形式，實現(xiàn)高速度、高精度的計量充填；兩套大小不同的充填單元，確保充填高速度與高精度；三部伺服電機的使用，確保機構(gòu)動作準確到位；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，確保整個系統(tǒng)運行無需人為干預(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，擁有兩種模式的自動選擇，從開機到最后的清理完畢，真正實現(xiàn)了無需人工干預(yù)。（3） 封罐部分傳統(tǒng)鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線普通的封罐機封罐（沒有抽真空充氮的環(huán)節(jié)），缺點：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），出凈化間后進入抽真空充氮室進行抽真空充氮，然后再進行實封。缺點：預(yù)封罐后就進入非凈化間，在預(yù)封和實封間的這段時間罐都在凈化間外，抽真空充完氮后也要經(jīng)過輸送一段距離才進行實封，這段時間屬于不可控狀態(tài)，有可能會產(chǎn)生殘氧量不合格的產(chǎn)品。全自動鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線抽真空充氮封罐機，集抽真空、充氮和帶負壓封口為一體，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。特有的帶負壓封口功能，且可根據(jù)用戶不同的需要調(diào)整負壓程度，以滿足不同的要求。 全自動鐵聽奶粉包裝線可以解決傳統(tǒng)鐵聽奶粉包裝生產(chǎn)線的諸多問題，使奶粉質(zhì)量更加有保證。3.2.3包裝件的檢驗?zāi)谭蹚募庸さ匠鰪S檢驗包括原料乳檢驗、包裝品檢驗、半成品檢驗、成品檢驗和出廠檢驗。其中在包裝工藝流程中完成的檢驗有半成品檢驗中的在線檢驗和成品檢驗。在線檢驗是在全自動聽裝奶粉生產(chǎn)線上完成的，在充填完畢、封罐前對奶粉充填重量檢驗，對不合格產(chǎn)品及時發(fā)現(xiàn)，避免產(chǎn)生不合格成品。這是由全自動聽裝奶粉生產(chǎn)線中的自動測量裝置完成的。成品檢驗（1）取樣方法由質(zhì)檢中心現(xiàn)場從同一批鐵聽包裝產(chǎn)品中隨機抽取10個或更多個銷售包裝樣品，樣品總量不少于1500克。樣品取回后由質(zhì)檢中心檢驗人員按品種、編號分別混樣，每一編號奶粉樣品分成四份，兩份封存（每份300g）、一份做理化檢測、一份做微生物檢測。樣品應(yīng)在留樣袋上標明品種、編號、包裝日期。每批成品檢驗完畢后應(yīng)留樣保存，并將抽取的代表性樣品儲存于該類產(chǎn)品的正常保存條件下至保質(zhì)期滿后兩個月后為止，以供必要的品質(zhì)測定及產(chǎn)生質(zhì)量糾紛時使用。入庫粉狀輔料留樣至少300g，保存期至檢：同一班次，同一品種的產(chǎn)品為一組批。由檢驗人員自同一組批產(chǎn)品中，隨機取5聽。（3） 檢驗項目包括包裝質(zhì)量和產(chǎn)品封合情況、理化指標、微生物指標、產(chǎn)品凈含量、打印日期、產(chǎn)品色澤及滋氣味等。表11 奶粉成品檢驗項目項目標準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)定性無絮片或小白點有絮片水分3.5 3.5雜質(zhì)度PPM1616脂肪%2626不溶度指數(shù)ml0.50.5復(fù)原乳1）酸度，0 1818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)車間生產(chǎn) 不合格 過程控制 過程檢驗單 不合格品處置單 反 質(zhì) 工 饋 量返工報廢 合 藝 過 文 格 指 程 件 令 檢 控 單 驗 制 單 入 庫生產(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)車間生產(chǎn) 發(fā)貨 反 質(zhì) 申請 饋 量銷售部返工報廢 合 成 文 格 品 件 檢 控 驗 制 單生產(chǎn)部入 庫 不合格 不合格品處置單 質(zhì)量文件 發(fā)貨審請單合格 出 庫出貨驗收圖12 質(zhì)檢工藝流程（二）3.2.4包裝工藝過程規(guī)范箱崗位按裝箱作業(yè)程序及規(guī)范（SHY3-03-07）來作業(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）來作業(yè)；各生產(chǎn)崗位及崗位之間嚴格按奶粉包裝作業(yè)檢查事項（SHY3-03-10）進行崗位自檢、下道工序檢驗上道工序；原材料有問題而不能確認時；應(yīng)及時貼上黃色問題待檢簽，如確認有問題；應(yīng)及時貼上紅色不合格簽；對剩余的合格原材料應(yīng)及時貼上綠色合格簽。品質(zhì)管理部根據(jù)生產(chǎn)計劃及檢驗和測量控制程序(SHY（Q）2-18)負責對整個生產(chǎn)作業(yè)過程進行監(jiān)控；4、品控人員每天檢查成品包裝質(zhì)量、重量及車間衛(wèi)生情況，填寫車間衛(wèi)生檢查情況（SHY4-04-09）、車間巡檢報告（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）來處理用品、個人衛(wèi)生，以防二次污染：環(huán)境衛(wèi)生應(yīng)執(zhí)行生產(chǎn)車間環(huán)境衛(wèi)生標準（SHY3-04-22）；生產(chǎn)部各現(xiàn)場主管人員應(yīng)認真填寫生產(chǎn)運行日記錄（SHY4-03-09），并且在交接班時填寫交接班記錄（SHY4-03-05）；2生產(chǎn)部統(tǒng)計人員負責每天收集整理各種記錄數(shù)據(jù)，并填寫月份日生產(chǎn)統(tǒng)計報表（SHY4-03-06）和月份日材料消耗統(tǒng)計報表（SHY4-03-07）；生產(chǎn)部統(tǒng)計人員應(yīng)每月填寫月份生產(chǎn)統(tǒng)計報表（SHY4-03-08）和月份材料消耗統(tǒng)計報表（SHY4-03-09）；1生產(chǎn)部維修人員應(yīng)確保生產(chǎn)設(shè)備的正常運行，嚴格按設(shè)備管理程序（SHY（Q）2-12）對設(shè)備進行有效控制。生產(chǎn)部員工應(yīng)按培訓(xùn)控制程序（SHY（Q+E）2-11）進行培訓(xùn)。參考文獻1、潘松年.包裝工藝學(xué) 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