糖水桃罐头包装设计.docx

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糖水桃罐头包装设计

天津科技大学

课程设计说明书

糖水桃罐头包装工艺设计

姓名：

杨威

学号：

08061208

《包装工艺学》课程设计任务书

一、课程设计选题

课程设计的选题主要以食品、农副产品、植物、花卉、药品等的包装及包装生产工艺设计为主。

为了培养学生发现问题的意识，允许学生的选题超出以上规定的范围。

二、课程设计的任务和要求

1．市场调查

对选定产品的现有包装进行市场调研。

市场调研的目的是汲取现有包装的优点，同时发现存在的问题。

为下一步的改进设计作好前期准备。

可以通过问卷调查的形式对以下4个方面进行调查：

（1）对产品的现有包装状况进行调研；

（2）产品的消费层次，消费者对现有包装的认识；

（3）产品的价格；

（4）产品从工厂→消费者的整个流通环节。

要求：

通过市场调查，写出约1.5-2千字的调查总结报告，作为下一步工作的依据。

2.包装及工艺流程设计

（1）详细了解产品的物理、化学、生理生化性质。

（2）对产品包装进行改进设计（或进行概念设计）。

（3）要求正确选择包装材料、包装容器。

设计出产品的销售包装和运输包装，并画出销售包装的三视图和运输包装的堆码方式示意图（包括在纸箱内的堆码、在托盘上的堆码）。

对瓦楞纸箱堆码进行强度校核。

（4）设计相关的包装工艺流程、工艺条件，并按设备的布置画出工艺流程图。

撰写工艺规程。

（5）列出生产设备明细（要有生产设备的主要参数）。

（6）写出评定包装产品货架寿命的实验方法，列出必要的实验项目，以验证包装设计的合理性。

标明相关的技术标准。

三、时间安排

1.包装及工艺设计：

5天

2.撰写课程设计说明书：

1天

摘要：

罐头是一种人们喜爱的休闲食品，是人们外出游玩的必备食品。

通过市场调研，发现消费者普遍认为现有玻璃瓶罐头不易携带而且难于开启，本次设计针对糖水桃罐头外包装进行改善。

创新引用软包装罐头，采用自立袋替换原有的玻璃瓶，通过人机工程学理论对外部造型和内部容量进行优化。

制定罐头生产，制袋，灌装，运输等整套设计方案，并对包装各方面性能进行校核，分析每个环节对包装的货架寿命影响。

关键词：

糖水桃罐头自立袋货架寿命

Abstract：

Canissnackfoodthatmanypeoplelike.Itisthenecessityinjourney.Accordingtoareasearchfromconsumer,thereissomeproblemoncarryingandopeningofthepacking.Wedesignanewpackingforpeachesinsyrup.Stand-uppouchsispopularinfoodpacking.Weuseittoreplacetheglassbottle.ProvingitsstructureandspecificationsbasedonMan-MachineEngineering.Wemakeaseriesprogramofpeachproducting,pouchmaking,fillingandtransoprtion.Intheend,wechackdifferentfunctionsofpacking,andanalysistheinfluenceofeverypartonshelf-life.

Keywords:

peachesinsyrup·stand-uppouch·shelf-life

一、糖水桃罐头包装现状

（一）市场调研

1.糖水桃罐头现有包装

市场上的糖水桃罐头包装分两种，一种是玻璃罐装，金属盖密封（如图），这种包装主要供应国内，适合大众消费。

另一种是完全金属罐装（如图2），这种包装主要进行出口，成本比较高。

图1玻璃罐装

图2金属罐装

2.消费者对糖水桃罐头的了解

（1）设计调查问卷

通过网络调查问卷的形式对消费者进行调研，调查问卷见附录1。

题目设计目的明确，由于水果罐头类食品适合各个年龄段消费者，所以没有针对年龄区分消费者。

重新设计包装会引起售价的调整，所以主要以薪水作为第一区分条件。

问卷题目循序渐进，先调查消费者对现有罐头包装的了解，再一步一步深入，最后调查消费者对软包装罐头有何看法，达到调研目的。

（2）调查结果分析

问卷共发出90份，收到回复47份，调查结果如下。

由调查结果可以看出，此产品适合的消费人群为中低层，购买渠道也是超市，农贸市场等中低当消费场所，基本定为大众消费。

大多数人认为自己了解罐头的生产工艺，不过对细节只是半知半解，因此，对水果罐头的生产工艺有一定的误解。

消费者对罐头外包装并不关注，把注意力都放在了产品本身上，所以外包装的设计不需要太过花哨，简洁实用是根本目的。

消费者同时也关注产品的卫生状况和价格，包装材料的选择也要尽量透明，同时平衡好材料性能和成本的比重。

通过调查，大多数消费者都认为现有包装难于开启，并且对软包装的创新也表示很感兴趣，可以说明重新设计外包装的想法非常可行。

通过调查结果可以确定以下设计思路：

采用高分子材料作为基础包材，根据性能需要复合其他材料，材料的选择要遵循以下原则：

1.高透明度，消费者透过外包装可以直接观察产品性状

2.高密封性，相对于其它因素，消费者对于产品卫生状况最关心

3.成本合理，高分子材料成本差距很大，合理的选择材料，控制包装上的成本，防止新设计售价提升幅度过大而影响消费者购买欲望

4.缩小包装容量，现在市场上的糖水桃罐头规格一般在500g以上，作为一种休闲食品，产品量控制在一人量最适合，新设计要缩小容量，大约在400g左右

（3）物流和贮藏环境分析

产品制成→仓库储藏→公路运输→市场储存销售→人工搬运→消费者

超市储存销售→叉车搬运→消费者

人工搬运→消费者

产品从车间制成后，经冷却至常温后放入仓库储藏

（二）缺点和设计方案

糖水桃罐头是人们生活中非常普通的休闲食品，无论是聚会佐餐，还是旅途充饥，都是很好的选择。

内销的糖水桃罐头一般用玻璃罐装，玻璃罐子非常易碎，而且不易长途携带。

基于罐头的灌装工艺，罐内有很大的压力，导致罐盖难开启。

由于罐头方便易食的特性，人们在旅途中通常选择它们作为充饥的最佳选择，但是很少有人会随身携带小刀等坚硬的工具，那么开启罐头就成了一个大难题。

为改善不易携带和开启的问题，对罐头外包装重新设计，采用自立袋式软包装，在袋底粘附一次性塑料叉子。

自立袋是比较普遍的一种销售包装，采用高分子复合材料制成高温蒸煮袋，可以经受住产品的高温消毒和冷藏。

密封效果好，便于背包、提袋携带，而且开启方便，不需要任何器具。

取出底部叉子后，沿包装上方的切口撕开，用一只手拖住袋底便可食用。

一、糖水桃罐头的成分性质

（一）化学、物理和生物生化性质

桃的营养成分列表（每100克中含）成分名称含量

　　可食部93

　　水分（克）85.2

　　能量（千卡）54

　　能量（千焦）226

　　蛋白质（克）0.5

　　脂肪（克）0.1

　　碳水化合物（克）14

　　膳食纤维（克）1.2

　　灰份（克）0.2

　　维生素A（毫克）15

　　胡萝卜素（毫克）90

　　核黄素（毫克）0.01

　　尼克酸（毫克）0.3

　　维生素C（毫克）9

　　维生素E（T）（毫克）0.92

　　a-E0.92

　　磷（毫克）7

硒（微克）0.83

（二）国家对糖水桃罐头的标准（GB/T13516一92）

1.引用标准

GB317.1白砂糖

GB1987食品添加剂柠檬酸

GB4789.26食品卫生微生物学检验罐头食品商业无菌的检验

GB10788罐头食品中可溶性固形物含量的测定折光计法

GB11671果蔬类罐头食品卫生标准

ZBX70004罐头食品的感官检验

ZBX70005罐头食品包装、标志、运输和贮存

QB1006罐头食品检验规则

QB1007罐头食品净重和固形物含量的测定

2.术语

二开桃片：

指桃经去皮、去核后沿轴向纵切成大体相等的两瓣。

四开桃片：

指桃经去皮、去核后沿轴向纵切成大致相等的四瓣。

八开桃片：

指桃经去皮、去核后沿轴向纵切成大致相等的八瓣。

碎片：

指桃经去皮、去核后切成大致小于八开的桃片或形状不规则的桃片。

桃丁：

指桃经去皮、去核后切成边长约5-15mm的近似立方形小块。

3.产品分类

糖水桃罐头按品种分成糖水桃、糖水软桃和糖水黄桃三类，按块形分为二开桃片、四开桃片、八开桃

片、碎片、桃丁五类。

代号如表1.

表1糖水桃罐头产品代号

4.技术要求

（1）原辅材料：

桃:

果实新鲜饱满，成熟适度，风味正常。

白桃为白色至青白色，黄桃为黄色。

果皮、果尖、核窝及合缝处允许稍有微红色。

无畸形、霉烂、病虫害和机械伤。

果实横径在55mm以上，个别品种可在50mm

以上。

白砂糖:

应符合GB317.1的要求。

柠檬酸:

应符合GB1987的要求。

（2）感官要求

应符合表2的要求

（3）

表2感官要求

理化指标

净重:

应符合表3中有关净重的要求，每批产品平均净重应不低于标明重量。

固形物:

应符合表3中有关固形物含量的要求，每批产品平均固形物重应不低于规定重量。

表3净重和固形物的要求

糖水浓度:

开罐时按折光计，优级品和一级品为14%-18%，合格品为12%-18%

卫生指标:

应符合GB11671的要求。

（4）微生物指标

应符合罐头食品商业无菌的要求。

（5）缺陷

样品的感官要求和物理指标如不符合技术要求，应记作缺陷，缺陷按表4分类

表4样品缺陷分类

二、销售包装设计

（一）选材和设计方案

1.选材

罐头灌装后进行整体高温消毒，温度在120℃左右，所以选用材料要能经受高温。

罐头的储藏一般为干燥避光处室温即可，也可进行冷藏。

消费者普遍认同透明包装，由于是软包装，所以密封强度也有较高要求。

根据以上要求，选用CPP-PVDC-BOPET三层复合高温蒸煮袋。

内层热封材料选用CPP

表5几种典型结构的CPP复合膜机械性能

中间层阻隔材料选用PVDC

表6物理机械性能

外层印刷材料选用BOPET

物理机械性能

拉伸强度：

这是塑料薄膜最重要的力学性能，它表示在单位面积的截面上所能承受的拉力。

在塑料薄膜中，聚酯薄膜（BOPET）的拉伸强度最高，一般可达200Mpa以上，是聚乙烯（PE）薄膜的9倍多。

断裂伸长率：

表示一定长度薄膜的单位截面承受最大拉力发生断裂时的长度减去薄膜原来长度与原来长度之比。

断裂伸长率表示薄膜的韧性。

BOPET薄膜的断裂伸长率一般在100%左右。

若断裂伸长率偏低，则表明薄膜的脆性增加。

弹性模量：

也是一个重要的力学性能指标。

在弹性范围内纵向应力与纵向应变之比叫做弹性模量，也称杨氏模量。

弹性模量表征塑料薄膜的刚性或

挺度。

BOPET薄膜的弹性模量一般在4000Mpa以上。

光学性能

作为塑料包装材料，对塑料薄膜的光学性能有较高的要求。

例如雾度、光泽度、透光率等。

雾度：

是指透过透明薄膜而偏离入射光方向的散射光通量与投射光通量之百分比。

雾度表征透明材料的清晰透明或浑浊的程度。

雾度与薄膜材料本身固有性质及所用添加物等有关，例如，薄膜的结晶度和取向度，添加剂的种类、粒径大小、分散性和用量等都会影响塑料薄膜的雾度，但也与成型加工过程和环境有关。

聚酯薄膜的雾度一般在1.5~4.0%之间。

雾度的大小可根据使用要求进行调节。

透光率：

是指透过薄膜的光通量与入射到薄膜表面上光通量的百分比。

聚酯薄膜的透光率在88~90%以上。

雾度和透光率的测定按GB/T2410的规定进行。

测试仪器可采用球面雾度仪测量，量程0~100%。

光泽度：

表示薄膜表面平整、光亮的程度，可通过对光线的反射能力来测定。

当薄膜表面光滑平整时，则对光线的镜面反射能力强，光泽度就高；当薄膜表面（从微观上来看）粗糙不平时，对光线的镜面反射力弱，光泽度就低。

光泽度使用光泽度仪测定，对高光泽度材料的测量采用20°折射角，对中高光泽度材料常用45°折射角，其量程为0~160%，中等光泽度材料使用60°折射角。

聚酯薄膜的光泽度（45°）在130%左右。

光泽度的测定按GB/T8807的规定进行。

热性能

热性能主要指热收缩率：

它表征塑料薄膜的热稳定性能。

聚酯薄膜的热稳定性与聚酯的聚合度、端羧基含量、薄膜的结晶度和拉伸工艺（例如热定型温度、拉伸条件下的热松弛、冷却定型）等因素有关。

酯薄膜热稳定性测定：

取尺寸为120mm×120mm的正方形试样5片，在试样纵横向中间画有互相垂直的100mm×100mm标线，将它们平放在150℃±1℃的恒温烘箱内，保持30分钟后取出，冷至环境温度后，分别测量纵横向标线长度，计算出试样的热收缩率，取算术平均值。

聚酯薄膜的热收缩率，一般纵向为1.5~3.0%，横向控制在0或0以下。

对烫金膜、转移膜等用途的，要求热收缩比较严格，特别是要求横向收缩率为零或是负值。

表面性能

聚酯薄膜的摩擦系数一般为0.4~0.6左右。

聚酯薄膜的表面湿张力处理前为42达因/厘米，处理后，可达54达因/厘米以上

阻隔性能

塑料薄膜的阻隔性与塑料材料固有化学结构有关，有高阻隔、中阻隔、低阻隔之分。

为了提高薄膜的阻隔性，往往采用多层复合、真空镀铝、纳米改性等方法。

聚酯薄膜属于中等阻隔材料。

粘合剂选用聚酯型双组份聚氨酯胶

表7双组份水性胶的复合性能

2.设计方案

（1）结构设计

市场现有的味品堂牌得糖水桃罐头都是玻璃罐装，上一部分已经讨论这种包装优缺点，在新的设计中要保留它方便食用的特性，所以采用立式袋的设计。

放在货架上方便销售，消费者购买后，不仅便于携带而且食用时此包装依然可以作为食物容器。

另外在底部粘附一个一次性塑料叉子，做到更人性化的设计。

食用时将上部密封撕开后，一只手拖住袋底，另一只手使用叉子即可。

（2）容积、质量计算

袋子底部面积根据中国成年人手部号型（GB/T16252-1996）进行设计

表8为六个自然区域及全国男子手部基本尺寸的均值及标准差

表9为六个自然区域及全国女子手部基本尺寸的均值及标准差

平均手长取180mm，平均手宽取80mm

袋子装满后，底部呈近似圆形，设底部为半径45mm的圆形

底部面积S底=π×4.52≈63cm2

取袋高为120mm，市场上的立式袋一般是有三分之二的部分呈圆柱形，上三分之一呈锥形，所以盛装体积取63×（12×2/3）+[63×（12×1/3）]×1/3=588cm3

根据市场调查，容量为500cm2的容器大约可以装450-480g的糖水桃罐头，588cm3是满装容量，实际生产中不可能做到这点，因此把产品总体积定在500cm3，所含产品质量450g

（3）所用材料计算

底部直径D底=90mm底部周长L=π×90≈270mm

正面片材宽度A=270÷2=135mm正面片材高度H=120mm

底部片材宽度A=135mm底部片材长度B=90mm

片材热封宽度为10mm，对片材尺寸进行矫正

正面片材宽度A=135+20=157mm正面片材高度H=120+20=142mm

底部片材宽度A=135+20=157mm底部片材长度B=90+20=112mm

为方便热封，正面片材高度再额外增加20mm

正面片材宽度A=157mm正面片材高度H=142+20=162mm

底部片材宽度A=157mm底部片材长度B=112mm

在距离袋子顶端15mm处设计撕裂切口

包装底部粘附一次性折叠叉子，折叠后长度取50mm

表8六个自然区域及全国男子手部基本尺寸的均值及标准差mm

表9六个自然区域及全国女子手部基本尺寸的均值及标准差mm

注:

六个自然区域包括的调查省市如下:

东北、华北地区:

山东、黑龙江、辽宁、北京。

西北地区:

新疆、甘肃、陕西、河南。

东南地区:

江苏、浙江.

华中地区:

江西、湖北.

华南地区:

福建、广西.

西南地区:

云南、四川

（二）销售包装结构三视图

见附录2

三、运输包装设计

（一）瓦楞纸板的选择

B型瓦楞低而密，表面光滑，缓冲性稍差，一般适用于包装电器、罐头等，所以选择B型单楞双面瓦楞纸板

（二）产品排列方式

自立袋倒放，两个自立袋交叉叠放为一摞，摆放两行三列共12袋

（三）瓦楞纸箱的选择

1.瓦楞纸板的分类：

瓦楞纸板箱按照使用瓦楞纸板不同的种类、包装内装物的最大重量及箱内尺寸之和分为30种，见表10。

表10包装内装物的最大重量及箱内尺寸之和分为30种

注:

纸箱的综合尺寸，是指其内尺寸长箱主要用于内销产品的运输包装;宽、高之和。

其中1类箱主要用于出口及贵重物品的运箱包装,2类类箱主要用于短途、低廉商品的运翰包装。

2.基本箱型和代号：

本标准规定的箱型代号由四位数字组成。

每种纸箱有一个四位数字的代号，代号中前两位数字表示箱型种类;后两位数字表示同一类箱中不同的纸箱式样。

（1）开槽型纸箱（02型）为最常用的外包装纸箱，基本上由一片瓦楞纸板组成，通过钉合或枯合等方法将接缝封合制成纸箱，有顶部及底部折片（俗称上、下摇盖）构成箱底和箱盖。

运输时可以折蚕平放，使用时把箱盖封合

（2）套合型纸箱（03型）由几页箱坯组成的箱，其特点是箱体与箱盖（顶盖、底盖）分开，使用时，箱盖和箱体是套接的。

（3）折登型（04型）通常由一片瓦楞纸板组成，折盛而成箱的底、侧面和箱盖，不用钉合或粘合。

也可根据要求按订货合同所规定的其他型式制造。

3.尺寸规格

用纸箱的内尺寸长、宽、高表示纸箱的规格，并按下列顺序和代号给出尺寸，单位用毫米。

长度（L）:

箱内底面积长边尺寸，

宽度（B）,箱内底面积短边尺寸

高度（H）:

箱内顶面到底面尺寸。

根据内装物的重量和尺寸，优先选用GB4892-85《硬质直方体运输包装尺寸系列》现定的以下底面积外尺寸;400x600,400x300,400x200,400x150;300x200；300x133,300x100,200x150；200x133,也可根据被包装物品的特点选用其他的尺寸。

箱子长、宽之比建议不大于2.5：

1;高、宽之比不大于2，1并不小于0.15.1

4.技术要求

制造瓦楞纸箱使用的瓦楞纸板见表11，各项技术指标应符合GB6544-86《瓦楞纸板》的规定

表11各项技术指标应符合GB6544-86《瓦楞纸板》的规定

钉合瓦楞纸箱使用带有镀层的低碳钢扁丝，扁丝不应有锈斑、剥层、龟裂或其他使用上的缺

枯合瓦楞纸箱使用乙酸乙烯乳液或具有相同粘合效果的其他粘合剂。

纸箱尺寸偏差见表12

表12纸箱尺寸偏差

对于有特定要求的纸箱可由供需双方协商制定。

箱体方正，表面不允许有明显的损坏和污迹，切断口表面裂损宽度不超过8mm,

箱面印刷图字清晰，深浅一致，位置准确，必须在箱盖内印刷纸箱制造厂名称或代号

纸箱接头钉合搭接舌边宽度35一50mm，金属钉应沿搭接部分中线钉合，采用斜韧（与纸箱立边呈45°角）或横钉，箱钉应排列整齐、均匀，单排钉距不大于80mm,钉距均匀，头尾钉距1的面压痕边线不大于20mm。

钉合接缝应钉牢、钉透，不得有叠钉、翘钉、不转角等缺陷。

纸箱接头粘合搭接舌边宽度不小于30mm,粘合剂使用乙酸乙烯乳液或具有相同粘合效果的其他枯合剂。

粘合接缝的粘合剂涂布应均匀充分，以致面纸分离时接缝依然粘合不分，同时，也不应有多余的粘合剂溢出接缝。

瓦楞纸箱的压痕线宽度，单瓦楞纸箱不大于12mm，双瓦楞纸箱不大于17mm，折线居中，不得有破裂断线，箱壁不允许有多余的压痕线。

瓦楞纸箱摇盖经开、合18。

往复5次以上，1、2类箱面层和里层都不得有裂缝，3类箱板外面层不得有裂缝，内面层裂缝长度总和不得大于70mm

瓦楞纸箱可根据供需双方的协定进行表面防潮处理。

瓦楞纸箱的机械性能包括抗压强度、耐冲击强度、抗转载强度等，在每种具体产品用瓦楞纸箱的标准或技术要求中，明确规定或由供需双方商定。

选择0201型瓦楞纸箱，展开图如图3

图3瓦楞纸箱展开图

（四）瓦楞纸箱尺寸设计

瓦楞纸箱尺寸设计及计算包括内径、外径和制造尺寸。

内尺寸、制造尺寸、外尺寸三者关系如图4示：

图4内尺寸、制造尺寸、外尺寸三者关系

1.内尺寸计算公式：

Xi=xmaxnX＋d（nX-1）+k’+T

Xi—纸箱内尺寸（mm）

xmax—内装物最大外尺寸（mm）

nX—内装物在纸箱内某一方向的排列数目；

d—内装物公差系数（mm）

K’—纸箱内尺寸修正系数（mm）

T—衬格或缓冲件总厚度（mm）

瓦楞纸箱内径尺寸的修正系数（加大量）（mm）

表13瓦楞纸箱内径尺寸的修正系数

取d=1，k‘=3，T=0

长度L：

162×3+1×（3-1）+3+0=491mm

宽度B：

157×2+1×（2-1）+3+0=318

高度H：

90×1+1×（1-1）+3+0=93mm

2.瓦楞纸箱制造尺寸设计计算

瓦楞纸箱的制造尺寸就是制箱时的下料尺寸。

其值应大于内径尺寸，它是计算和设计外径尺寸的基础。

如果单从几何上考虑，按内径尺寸下料，制成的纸箱容积很可能小于产品包装要求尺寸，最终报废。

因此，在瓦楞纸箱的制造尺寸计算时，还需考虑加工方式、材料、楞型、箱型等多种因素。

制造中压痕折弯等因素的影响与修正

①瓦楞纸板压痕的影响。

为了使瓦楞纸板通过下料后易于折成箱，必须按准确的尺寸先进行压痕，由于瓦楞纸板内部是空心的，压痕后会引起收缩、导致板长减小。

②瓦楞纸板厚度的影响，若按内径尺寸划线压痕，瓦楞纸板弯折90度后制得的纸箱实际的内部尺寸要比要求的内径尺寸小一个板厚值。

瓦楞纸板越厚、制造尺寸与内径尺寸的差值就越大。

③满足内径尺寸要求的制造尺寸修正需要在内径尺寸的基础上加大，其加大量称为伸放头或伸放量（值）。

表14内径尺寸伸放值（mm）

制造尺寸的计算公式：

箱体长度、宽度、高度制造尺寸计算公式X=Xi+t+k

X—瓦楞纸箱长度、宽度或高度制造尺寸（mm）；

Xi—纸箱内尺寸（mm）；

t—瓦楞纸板厚度（mm）。

选用B楞单瓦楞纸板,厚度3.3mm

长度L：

491+3.3+5=499.3mm

宽度B：

318+3.3+5=326.3mm

高度H：

93+3.3+10=116.3mm

3.瓦楞纸箱外尺寸计算：

X0=X+t+K

X0—纸箱外尺寸（mm）；

X—纸箱制造尺寸（mm）

K—纸箱外尺寸修正系数（mm）。

表15K值的选择

选用B楞单瓦楞纸板，取K=4

长度L：

498.5+3.3+4=512mm

宽度B：

325.5+3.3+4=339mm

高度H：

115.5+3.3+4=129mm

纸箱面积：

2×（499.3+326.6）×（116.3+326.3）=0.731㎡

纸箱质量：

320×2×0.731+0.731×1.58×160≈650g

（五）瓦楞纸箱展开图

见附录2

四、集合包装

（一）托盘

表16托盘包装的平面尺寸和公差

1.托盘选择

根据瓦楞纸箱外尺寸512×339×129，