第一章 饮料包装材料

第二十一章

饮料包装材料了解适用于饮料的包装材料及其制品种类。掌握塑料、金属、玻璃以及复合材料用于饮料包装的优劣势。掌握常用的饮料包装制品种类及特性。学习目标01塑料包装材料及其制品(一）聚乙烯聚乙烯树脂（PE）是由乙烯聚合制成的一种无臭，无毒的乳白色固体树脂，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好。低密度聚乙烯（LDPE）质轻，柔软性、耐低温性和耐冲击性均较好，价格较低。主要制成透明柔软的薄膜容器，热封性能优异，故常作为复合包装材料的热封内层。高密度聚乙烯（HDPE）HDPE的强度、熔点、阻气性、耐热性明显高于LDPE，适用于中空吹塑、注塑和挤出各种容器，如各种饮料瓶罐等，也可用于生产饮料瓶盖。线性低密度聚乙烯（LLDPE)具有优良的拉伸性和柔韧性，抗穿刺和热加工性能良好，主要制成薄膜和薄膜袋。一、塑料包装材料(二）聚丙烯聚丙烯树脂（PP）是由丙烯单体聚合制得的一种无臭无毒的半结晶热塑性塑料，按甲基排列位置可分为三种立体异构体：等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯。等规聚丙烯甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，分子链中的丙烯单体按照规则的方式排列形成有序结构，这种有序性导致了较高的结晶度，从而提高了硬度、刚性和热稳定性。间规聚丙烯甲基交替排列在分子主链的两侧称为间规聚丙烯，聚合过程中丙烯单体排列是无序的，这种无序性导致较低的结晶度，从而表现较低的硬度和刚性，但具有较好的可塑性和柔韧性。无规聚丙烯甲基无序地排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯。分子链中的丙烯单体排列有序，但有规则性的序列较低。它介于等规聚丙烯和间规聚丙烯之间，具有介于两者之间的性能。(三）聚氯乙烯聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂（PVC）为主要原料添加增塑剂、稳定剂等添加剂制成。其物理化学稳定性较好，不易被酸碱腐蚀，对热比较耐受，具有阻燃、机械强度高及电绝缘性等优点。（四）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）PET具有优良的机械性能，化学稳定性好，应用于饮料包装时具有如下优点：饮料安全性

PET是一种食品级包装材料，不会释放有害物质到饮料中；透明度可清晰的展示包装内部的饮料状态，提高产品的吸引力和可视性；保鲜性具有良好的阻隔性，能够有效阻隔氧气和水分，有助于延长饮料的保质期；可塑性和成型性可制成各种形状和尺寸的包装容器，适应不同饮料的包装需求；可回收性可被有效回收再利用，有利于环境保护和可持续性发展。(五）聚碳酸酯（PC）PC密度为1.20~1.22g/cm3，具有很好的低温抗冲击性能，又具有良好的耐热性和透明性，是一种非常优良的包装材料，可应用于各种食品饮料包装。塑料助剂需满足以下条件：具有良好的稳定性，保证助剂能够长期存在于塑料制品中；与塑料树脂的相溶性必须良好，才能均匀有效地存在于塑料制品中发挥其特定功能；必须能够适应塑料的加工条件，如高温、高压等，考虑塑料助剂在此条件下是否会分解；适应其使用环境要求，如饮料包装用的塑料瓶与饮料直接接触，要求其对人体无毒无害；在同一种塑料树脂中添加两种或两种以上塑料助剂时，必须考虑它们之间的“协同效应”和“拮抗效应”。二、塑料包装用助剂常用塑料助剂有稳定剂、增塑剂、着色剂、填充剂、固化剂、发泡剂、润滑剂、阻燃剂等，其使用量均较少，基本在千分之一至百分之一。使用要求参考

GB9685-2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品用食品添加剂使用标准》。(一）PE瓶PE瓶根据其聚合度不同分为HDPE瓶和LDPE瓶。HDPE由于其机械强度、耐环境应力开裂及耐腐蚀性等均优于LDPE，多与其他材料复合制成饮料包装容器，适用于酸奶、果汁饮料等的包装。（二）PP瓶透明PP瓶具有优良的耐高温性能，可用于制造适合热灌装用的PP热灌装瓶。此外，还具有原料供应稳定、成本低、不易吸潮无需干燥工艺等优点，但其低温下易脆裂，且其光泽度及阻隔性能较PET瓶略差。（三）PVC瓶PVC瓶材料具有良好硬度、透明度，且对氧的阻隔性较好，可防止香气逸散，主要用于果汁及纯净水的包装，采用注-拉-吹方法生产的PVC瓶性能有所改善，用于含气饮料包装。三、塑料包装制品(四）PET瓶PET瓶是饮料包装市场最常用的塑料瓶，广泛应用于果汁、饮用水、碳酸饮料和茶饮料等包装，也是迄今为止使用量最大的饮料包装。1.PET瓶分类为满足不同产品的特殊要求，PET瓶按照灌装方式可分为热灌装瓶和冷灌装瓶。热灌装瓶是指灌装温度＞65℃的饮料瓶；冷灌装瓶是指灌装温度＜65℃的饮料瓶。按照产品特性可分为碳酸饮料瓶和非碳酸饮料瓶，碳酸饮料瓶要求在23±2℃时，灌装后瓶内压力≥0.243MPa，非碳酸饮料瓶要求在23±2℃时，灌装后瓶内压力＜0.243MPa。2.PET瓶质量检验用于灌装饮料的PET瓶在使用前需要检验其外观、尺寸（容量、高度、垂直度等）、物理力学性能（密封性、垂直载压、跌落性、耐内压力等）及其热稳定性和耐热性。(一）原料要求食品接触用塑料包装材料及制品中树脂的使用应符合GB4806.7-2023附录A及相关公告的要求，添加剂的使用应符合GB9685-2016及相关公告的要求。（二）感官要求感官要求应符GB4806.7-2023的要求，如表1-6A所示。四、塑料包装材料及制品的食品安全要求(三）通用理化指标通用理化指标应符合GB4806.7-2023的要求。（四）其他理化指标应符合GB4806.7-2023附录A及相关公告和GB9685-2016及相关公告对所使用添加剂的理化指标的规定。02金属包装材料及其制品(一）镀锡薄钢板镀锡薄钢板，俗称马口铁，是指在含碳量不高于0.13%的软钢板表面上镀以极薄锡层（0.10~0.15μm）制备的材料。锡的电极电位比铁高，化学性能更稳定，可防止钢板生锈，但必须保证镀锡层的完整性。（二）镀铬薄钢板镀铬薄钢板又称无锡薄钢板（TFS），将镀锡薄钢板的镀锡层改为镀铬层并经特殊处理后使其表面形成金属铬层和氧化铬层，价格较镀锡薄钢板低，广泛用作啤酒罐和饮料罐等一些内容物腐蚀性较小的金属罐。镀铬薄刚板主要有以下特点：1.有机涂料附着性2.耐腐蚀性3.焊接性能一、金属包装材料(三）铝合金薄板铝材逐渐广泛应用于饮料品包装领域，除了具有优良的阻隔性外，还具有以下特点：1.质量轻2.不生锈，表面光泽好3.加工性能好（四）铝箔铝箔是铝及铝合金经多次压延制成的厚度均一、横断面呈矩形的金属箔材。因铝箔具有防潮、遮光、气密、耐磨蚀、保香、无毒无味等优点，广泛应用于食品饮料的包装材料，且多用于多层复合包装材料的阻隔层。金属包装材料因其具有良好阻隔性能和高强度、硬度等特点，广泛应用于食品饮料包装等领域。在饮料行业的应用主要为金属罐的形式。（一）金属罐分类1.按结构和制造工艺分类三片罐是以金属薄板为原材料经压接、黏接和电阻焊接等工艺加工成型的圆罐形包装容器，由一片罐底、一片罐盖和一个圆筒形罐身组成。两片罐由两部分组成，一部分是罐身和罐底组成的无缝整体，另一部分是罐盖。2.按形状分类分为圆形罐、方形罐和异形罐等，目前市场上主要是圆形罐。3.按开启方法可分为普通罐、钥匙拉线罐和易开罐等，目前大多数采用的是易开式。4.按材质可分为镀锡薄钢板(马口铁)罐、镀铬薄钢板罐和铝罐等。二、金属包装制品（二）金属罐各部位结构介绍（三）金属罐质量检验铝易开盖两片罐罐体和罐盖的主要尺寸及理化性能等要求应分别符合GB/T9106.1-2019和GB/T9106.2-2019的要求；铝易开盖三片罐罐体、罐盖和罐底的主要尺寸及理化性能等要求应符合GB/T17590-2008。2.罐底：金属罐罐盖与罐底一般包括圆边、膨胀圈及易开盖结构。1.罐体：罐体通常是圆柱形，其罐颈内径一般略小于罐体内径，罐体结构一般包含纵向接缝、翻边及环筋。（一）原料要求食品接触面使用的金属基材和金属镀层不应使用铅、镉、砷、汞、锑、铍和锂作为合金元素，杂质元素含量应满足GB4806.9-2023的要求。

（二）感官要求食品接触用金属包装材料及制品的感官要求应符合表1-8B（GB4806.9-2023）的要求。三、金属包装材料及制品的食品安全要求（三）理化指标杂质元素迁移量指标和合金元素迁移量指标应符合表1-8C和表1-8（GB4806.9-2023）的规定。

03复合包装材料及其制品(一）纸纸是以植物纤维为原料所制成材料的通称，其作为包装材料有以下优点：（1）机械性能好

（2）加工性能好

（3）印刷性能好

（4）卫生、安全性能（二）铝箔铝箔是一种用金属铝直接延压成薄片的烫印材料。由于铝箔对光线、气体、水分等其他绝大多数气、液物质具有高阻隔性，故广泛应用于复合材料中用作阻隔层。（三）PE

应选用无添加剂、黏接性和密封性等加工性能好的聚乙烯用于食品复合包装材料。一、复合包装基材二、复合包装材料在饮料行业中应用最多的是纸/铝/塑复合包装材料。纸/塑/铝复合包装材料是由纸板、铝箔和PE塑料组成。纸板提供结构支撑作用，铝箔起阻隔作用，聚乙烯主要作为黏接剂和热封材料。复合包装材料在饮料行业主要应用于无菌包装其尺寸及物理机械性能等要求需符合GB/T18192-2008的规定。三、复合包装制品（一）利乐包无菌利乐包由六层结构组成。一层PE层防止外界水分入侵内层纸板，保护纸板及其印刷图案；二层纸板给包装提供结构支撑作用，并可以在上面印刷商标、图案等；三层PE层作为纸板和铝箔的黏附介质；四层铝箔是阻止氧气和光线进入包装内部，保证产品风味不逸散；五层黏性塑料PE是铝箔与内层聚乙烯的黏附介质；六层PE是热封成盒、形成无菌包装的必要材料。（二）康美盒康美盒包装材料也是由纸板、PE和铝箔三种材料复合而成，其结构层次与利乐包相似，也是6层结构。（三）屋顶包屋顶包，因其包装的外形有点像小房子，也被称为新鲜屋，根据其形状可分为异形包、易撕包、柳叶包、有盖包和插空包，如图1-7所示。根据储存温度可分为低温包装和常温包装，低温包装的纸塑复合材料一般有四层：印刷层/PE/基纸/PE，常用来需低温储存的灌装巴氏杀菌乳等产品；常温屋顶盒包装的复合材料一般为印刷层/PE/铝箔/基纸/PE，主要用于热灌装的果汁、果汁饮料、茶饮料和乳饮料等。（一）原料要求食品接触用纸和纸板材料及制品使用的原料不应对人体健康产生危害，使用的添加剂应符合GB9685-2016及相关公告的规定。（二）感官要求及通用理化指标要求食品接触用纸和纸板材料及制品的感官要求及通用理化指标要求应符合GB4806.8-2022的要求，具体如表1-9A、1-9B和1-9C所示。四、复合包装材料及制品的食品安全要求（三）其他理化指标还应符合GB9685-2016及相关公告对所使用添加剂的特定迁移限量、特定迁移总量、最大残留量等理化指标的规定。04玻璃包装材料及其制品玻璃是由石英砂、纯碱和石灰石等经高温熔融，熔体在冷却过程中黏度逐渐增大而得到的非结晶的固体材料。一、玻璃包装材料二、玻璃包装制品分类1.按瓶口大小分类可分为小口瓶、大口瓶和广口瓶（内径大。2.按瓶子几何形状分类可分为圆形瓶、方形瓶、曲线形瓶和椭圆形瓶等。3.按颜色不同分类可分为无色透明瓶、白色瓶、绿色瓶、红色瓶、棕色瓶和蓝色瓶等。4.按容量大小分类可分为小容量瓶（150mL以下）、中容量瓶（150mL~500mL）和大容量瓶（500mL以上）。三、食品安全要求原料要求：玻璃制品用原料应符合GB4806.1-2016的规定。感官要求：玻璃制品应无飞边、裂纹及崩损缺口。理化指标：理化指标应符合GB4806.5-2016的要求05外包装材料及其制品饮料常用的外包装材料主要有纸包装材料和塑料薄膜。（一）纸包装材料1.瓦楞原纸瓦楞原纸是用磨木浆、半化学浆、草浆、废纸浆或混合浆料抄造而成的一类物理强度较高的包装用纸，通常轧制成有规律且呈永久性屋顶瓦片状波纹型的瓦楞纸，主要用作瓦楞纸板的芯纸和中纸，起到支撑和骨架的作用。2.箱纸板箱纸板用于制造瓦楞纸板，包括牛皮卡纸箱纸板、白卡纸箱纸板和再生纸箱纸板等。除此之外，还有一些经过特殊涂层处理（如防水、防油、防潮等）的特殊涂层纸板，常用于需要特殊环境或展示要求的产品包装，如冷冻食品。一、外包装材料3.瓦楞纸板瓦楞纸板是由一层或多层瓦楞纸黏合在若干层箱纸板之间，所形成的一种用于制造瓦楞纸箱的复合纸板。其瓦楞纸层通常轧制成屋顶瓦片状波纹，与箱纸板层相互支撑形成稳固的类三角结构体，故其可以承受一定的压力，既坚固而又富有弹性。（二）塑料薄膜塑料薄膜是用单种或多种塑料树脂制成的薄膜，常用于食品外包装，可分为单种塑料薄膜（单种塑料树脂制成）和复合塑料薄膜（两种或两种以上塑料树脂）制成两类。瓦楞纸箱是饮料工业最常用的外包装制品。（一）瓦楞纸箱优缺点优点：（1）质量轻，成本低：瓦楞纸箱的质量仅为同等厚度体积木箱的三分之一至四分之一，其成本约为同等厚度体积木箱40%~70%。（2）结构合理，性能好：瓦楞结构大大提高了纸箱的抗压能力和弹性，具有较好的抗震缓冲性能，能够充分保护产品不受外力的撞击与干扰。（3）易于加工和装潢：瓦楞纸箱的生产制造以及其包装操作均可以实现自动化