1、精品文檔果凍包裝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（設(shè)計(jì)單位：食科院；委托人：食品科學(xué)與工程學(xué)院楊富民教授）一、選題背景兒童的健康成長(zhǎng)關(guān)系著整個(gè)社會(huì)的未來(lái)和發(fā)展，尤其在我國(guó)獨(dú)生子女的家庭日益增多， 兒童的健康發(fā)展就越發(fā)顯得重要。然而， 不幸的是 ,近幾年來(lái)卻有多起兒童誤服成人藥品事件兒童食品包裝袋內(nèi)干燥劑傷人事件、果凍引起兒童窒息事件、安徽阜陽(yáng)的毒奶粉事件、玩具傷人事件等等。在這些慘痛的事件背后，我們發(fā)現(xiàn)大部分都與產(chǎn)品包裝的不合理或不規(guī)范有關(guān)。為了避免此類(lèi)悲劇事件的再次發(fā)生有必要對(duì)產(chǎn)品包裝中的兒童安全問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析并找出相應(yīng)的解決辦法。二、果凍的制作及特點(diǎn)果凍因其色澤鮮艷、 口感好、風(fēng)味獨(dú)特兒深受廣大少年兒童的喜愛(ài)

2、，成為許多孩子們離不開(kāi)的零食。根據(jù)果凍的內(nèi)容物，可分為果味型、果汁型、果肉型、含乳型和其它型果凍。果味型果凍是指果汁含量低于15%的果凍；果汁型果凍是指果汁含量不低于 15%的果凍；果肉型果凍指含有不低于15%天然水果碎塊或天然果粒的果凍。2.1果凍的制作從其配料看，果凍也可以提供一些人體必需營(yíng)養(yǎng)素。果凍的主要原料是卡拉膠、甘露膠、葡萄糖漿、檸檬酸、山梨酸鉀等，其中卡拉膠是海藻類(lèi)植物，甘露膠是天然植物多糖， 這兩種膠是水溶性膳食纖維， 膳食纖維是當(dāng)代世界的第七營(yíng)養(yǎng)素，有促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)、防止便秘、穩(wěn)定血糖平衡、降低血壓膽固醇含量等重要功能。水果型果凍含有果汁果肉等可以提供一些水果營(yíng)養(yǎng)成分。果凍制作

3、的工藝流程為：（ 1）將砂糖和果凍粉混合均勻后制成糖粉備用；（ 2）水與葡萄糖漿混合加熱至 60，加入糖粉持續(xù)攪拌；（3）90時(shí)加入用水泡好的奶粉， 沸騰 10min加入山梨酸鉀停止加熱；（4）溫度升至 75時(shí)，加入溶解好的檸檬酸、色素、香精；（ 5）出鍋時(shí)用 100目的濾網(wǎng)過(guò)濾掉未完全溶解的果凍粉及砂糖中的雜質(zhì)；（ 6）趁熱灌裝封口，應(yīng)在封口后 1h內(nèi)殺菌，初溫不低于 45；（7）殺菌時(shí)溫度控制在 80-85 。1歡迎下載主要是有機(jī)酸和檸檬酸， 還精品文檔2.2果凍型果凍的特點(diǎn)與其他種類(lèi)的食品相比，果汁型果凍含有豐富而且對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；含有較多的維生素和礦物質(zhì)； 含有一些其他食品較匱乏

4、的對(duì)人體健康十分有益的特殊化學(xué)成分。2.2.1酸性果凍型果凍基本上都含有不同程度的的有機(jī)酸，有一些果汁中含酒石酸。有機(jī)酸是決定果凍的口味的重要成分。2.2.2酶果汁中都包含酶， 酶對(duì)果凍的質(zhì)量和加工工藝有直接影響，其中主要是果膠酶。在做柑橘果汁型果凍時(shí)就要將果膠酶破壞，以免使果凍混濁。2.2.3維生素新鮮水果中含豐富的維生素， 對(duì)人體的健康有益， 因此在加工過(guò)程中要保護(hù)維生素，比如在灌裝時(shí)加入一定量的亞硫酸鹽以保護(hù)維生素C。三、 影響果汁型果凍質(zhì)量的因素果汁型果凍的 pH一般在 4.5 以下，正常情況下，不會(huì)有細(xì)菌生成，其變質(zhì)的主要原因是酵母菌和霉菌引起的，在室溫條件下， 果汁會(huì)因酒精發(fā)酵而變

5、質(zhì)， 繼而會(huì)因在表面上的酵母菌或者霉菌的繁殖造成酒精和水果酸氧化。一般情況下，影響果汁型果凍質(zhì)量的主要因素有氧氣，酶促反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)和微生物等。3.1.氧氣氧氣是果汁變質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 酶反應(yīng)，維生素的氧化均需要氧的參加， 大部分微生物的生長(zhǎng)繁殖也和氧的存在有關(guān)。 在果汁的榨取、 罐裝過(guò)程中會(huì)混入大量的氧氣。因此，在果凍封裝時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的脫氧處理。3.2酶促反應(yīng)在果汁加工過(guò)程中， 果蔬組織遭到破壞， 各種酶將從細(xì)胞中溢出， 酶促反應(yīng)立即加速，其中主要的是多酚氧化酶、 抗壞血酸氧化酶、 過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶等。水果典型芳香成分主要是脂類(lèi)物質(zhì)， 在酶的作用下， 脂類(lèi)芳香物就被分解從而使果凍風(fēng)味改變

6、。因此，在制作果汁型果凍原料時(shí)必須采用相應(yīng)的滅酶處理，從而使果凍保質(zhì)期更加長(zhǎng)久。3.3微生物。2歡迎下載精品文檔微生物是影響果汁型果凍的重要因素，果汁型果凍的破壞方式有三種，即長(zhǎng)霉、發(fā)酵、二氧化碳的酸敗。這主要是在果汁型果凍加工過(guò)程中污染霉菌所致。一般情況下，微生物引起的酸敗，可以采用嚴(yán)格的高溫殺菌處理來(lái)避免。3.4其他因素除了上述因素外，光照，溫度，含水量等也常常影響果凍的質(zhì)量。如在加工時(shí)受到人造光源會(huì)使其中的一些維生素破壞。果凍會(huì)引起溫度升高而加速變質(zhì)。四、果汁型果凍包裝的要求4.1果凍包裝要求為了保證果汁型果凍的質(zhì)量和衛(wèi)生安全， 延長(zhǎng)果汁型果凍的保質(zhì)期， 包裝材料應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足無(wú)毒無(wú)味的要求，

7、并且有良好的阻氣阻氧性，遮光性，耐腐蝕性。具體而言，果汁型果凍的包裝材料和容器應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：（1） 材料和容器本身無(wú)毒，無(wú)味，并與內(nèi)容物接觸后不產(chǎn)生有害物質(zhì)。（2） 有良好的阻隔性能，密封性能，以防止氧氣滲入而發(fā)生氧化作用，對(duì)果汁型果凍造成不良影響。（3） 材料的透濕性要小， 以避免果汁型果凍中水分透過(guò)容器薄膜， 或者外界環(huán)境的水分進(jìn)入容器發(fā)生交換，對(duì)果汁型果凍的質(zhì)量和風(fēng)味造成影響。（4） 要能阻隔光線的透過(guò)，以避免破壞果汁型果凍的質(zhì)量和風(fēng)味。（5） 要有良好的耐腐蝕性， 尤其是耐酸性， 以保證果汁型果凍中的某些成分不與酸發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì)或者產(chǎn)生有害物質(zhì)。（6） 要有一定的機(jī)械強(qiáng)度， 良好的加

8、工包裝操作性能， 以適應(yīng)生產(chǎn)的需要和包裝裝潢印刷的需要。4.2果汁型果凍褪色和褐變的原因大部分果汁型果凍存在不同程度的褪色和褐變現(xiàn)象， 影響外觀和貨架期。 引起褐變的因素主要有三個(gè)方面： （ 1）加工時(shí)存在客觀熱褪色； （2）產(chǎn)品儲(chǔ)存過(guò)程中光照引起光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致褪色；（ 3）氧化褪色或褐變。五 目前市場(chǎng)上的果凍包裝形狀5.1條形果凍的包裝。3歡迎下載精品文檔條型果凍包裝膜采用 PE/EVA/EVOH/EVA/PS封口膜，阻隔性好，熱封性能好，保護(hù)果凍衛(wèi)生安全。 同時(shí)條型果凍為塑料軟包裝產(chǎn)品， 果凍為流動(dòng)性， 從而保護(hù)了小孩和老人的安全。5.2杯形果凍的包裝六 設(shè)計(jì)思路我們知道傳統(tǒng)的杯形果凍包裝

9、安全性不是很好， 經(jīng)常聽(tīng)到有老人和小孩因?yàn)槭秤霉麅龆赖膱?bào)道。 故本次設(shè)計(jì)采用的果凍杯杯體中設(shè)有分隔層， 將一個(gè)整塊的果凍分隔開(kāi)， 從而保證果凍的安全性； 我們采用的果凍包裝容器是由一個(gè)杯體及外表面印有圖案、 商標(biāo)和產(chǎn)品說(shuō)明的封口膠片構(gòu)成， 該封口膠片與杯體頂端以熱壓粘合，而封閉的杯體頂端有一圈向上略起的凸緣， 該凸緣的頂端為圓弧形，封口膠片與該杯體頂端凸緣粘合時(shí)， 二者在粘合處為線狀， 既能提高容器的密封效果，保護(hù)果凍不變質(zhì)， 又很容易將封口膠片撕開(kāi)食用； 整個(gè)果凍撕開(kāi)時(shí)分為四份食用方便安全。七 包裝設(shè)計(jì)7.1選材依據(jù)此次設(shè)計(jì)包裝材料選擇塑料， 因?yàn)樗芰显诠麅錾a(chǎn)中一直占主導(dǎo)地位， 塑料杯

10、裝果凍大約占市場(chǎng)總量的 80%。且塑料包裝有較多優(yōu)勢(shì)，如大多數(shù)塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性，易于密封，氣密性好，透明，可以從外面觀察到盛裝物的情況；耐熱性強(qiáng)，有利于高溫殺菌；印刷性好；有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能承受內(nèi)壓與運(yùn)輸過(guò)程中外力的作用；原料分布廣，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。7.2選材和設(shè)計(jì)方案7.2.1結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)7.2.1.1計(jì)算理論透過(guò)率假設(shè)每杯裝 200g 果凍，杯型面積為0.002 ，貨架壽命為180 天，含水量為 50%，當(dāng)含水量達(dá)到32%時(shí)果凍變質(zhì)。杯 型包裝容器的理論透濕率為0.2g/( · 24h) 。7.2.1.2材料選擇外層：選擇 OPP，即單向拉伸的聚丙烯，抗拉強(qiáng)度、透明度、阻隔性能

11、高，。4歡迎下載精品文檔作為外包裝印刷性能好，美觀。厚度分別為20um、15um和 10um，對(duì)應(yīng)的透濕率分別為 0.02g/( ·24h) 、0.03g/( · 24h) 、0.04g/( · 24h) ；透氣率分別為 2-4cm3/ （· 24h) 。中間層：選擇 PVDC，具有高阻隔性，即阻光、阻氣、阻濕、阻油性能好；化學(xué)穩(wěn)定性好，不受酸、堿及有機(jī)溶劑的侵蝕；能耐 100溫度的殺菌。厚度分別為 30um、25um和20um，對(duì)應(yīng)的透濕率依次為 0.1g/( ·24h) 、0.12g/( ·24h) 、0.14g/( ·

12、 24h) ；透氣率分別為 20-25cm3/ （· 24h) 。內(nèi)層：選擇 HDPE，無(wú)毒無(wú)味，耐油，耐化學(xué)性能好，具有熱封性和粘合性；半透明，有柔軟性。厚度依次為50um、 40um和 30um，對(duì)應(yīng)的透濕率依次為0.084g/( ·24h) 、0.086g/( ·24h) 、0.098g/( ·24h) ；透氣率分別為 16-20cm3/ （· 24h) 。7.2.1.3正交試驗(yàn)以材料品種為因素，各材料的厚度為水平，正交設(shè)計(jì)因素水平表見(jiàn)表一：表一正交設(shè)計(jì)因素水平表因素ABCD水平OPPPVDCHDPE空白120um30um50um空白21

13、5um25um40um空白310um20um30um空白正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表見(jiàn)表二：表二正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表實(shí)驗(yàn)組處理組合ABCD1111121222313334212352231623127313283213933217.2.1.4理論值與正交最優(yōu)組合比較正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表三：處理號(hào)ABCD透濕率。5歡迎下載精品文檔OPPPVDCHDPE空列111110.204212220.226313330.256421230.214522310.248623120.244731320.238832130.244933210.278K0.6860.6560.6920.730K0.7060.7190.6840.708K0

14、.7600.7780.7420.714K0.2280.2180.2300.243K0.2350.2930.2280.236K0.2530.2590.2470.238R0.0250.0750.0170.0077.2.1.5正交結(jié)果及結(jié)構(gòu)化通用結(jié)構(gòu)式正交試驗(yàn)結(jié)果表明：選材從外到里依次為20umOPP、30umPVDC和50umHDPE時(shí)透濕率為 0.204 g/(· 24h) ，從外到里依次為 15umOPP、30umPVDC和 40umHDPE時(shí)透濕率為 0.214 g/(· 24h) ，外到里依次為 20umOPP、,25umPVDC和40umHDPE時(shí)透濕率為 0.226

15、 g/( · 24h) ，從外到里依次為 10umOPP、30umPVDC和30umHDPE時(shí)透濕率為 0.238 g/( · 24h) ，此時(shí)存在的偏差在 10%-20%范圍內(nèi)，可通過(guò)調(diào)整面積達(dá)到要求；其中從外到里依次為20umOPP、30umPVDC和 50umHDPE的組合最接近要求。本次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)通用式為OPP（20um ）/PVDC（ 30um）/HDPE（50um），透濕率為 0.204 g/(· 24h) ，透氣率為 40 cm3/ （· 24h) 。7.2.1.6結(jié)構(gòu)示意圖八經(jīng)濟(jì)核算HDPE： HDPE透明優(yōu)質(zhì)膜的市場(chǎng)價(jià)格為65.00 元/Kg ，可以估算出每立方厘米的 HDPE薄膜的價(jià)格為 0.00065 元。PVDC：食品包裝的 PVDC樹(shù)脂的市場(chǎng)價(jià)格為 23.00/Kg ，可以估算出每立方厘米的 PVDC樹(shù)脂薄膜的價(jià)格為 0.000391 元。6歡迎下載精品文檔OPP：食用熱封膜的市場(chǎng)價(jià)格為24.50 元/Kg ，可以估算出每立方厘米 OPP薄膜的價(jià)格為 0.0002352元。本次設(shè)計(jì)中一個(gè)果凍杯狀包裝的面積為0.002 ，所需 HDPE為 0.002 ×10000× 0.00065=0.013 元；所需 PVDC為0.002 × 10000×0.000391=0.007

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