牛奶包装及包装材料分析及研究一、产品现状及包装要求1. 牛奶简介牛奶是牛乳的俗称。
牛奶，最古老的天然饮料之一，顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。
在不同国家，牛奶也分有不同的等级，目前最普遍的是全脂、低脂及脱脂牛奶。
目前市面上牛奶的添加物也相当多，如高钙低脂牛奶，就强调其中增添了钙质。
牛奶含有丰富的矿物质、钙、磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多。
最难得的是，牛奶是人体钙的最佳来源，而且钙磷比例非常适当，利于钙的吸收。
种类复杂，至少有100多种，主要成份有水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等。
每100克牛奶所含营养素如下：热量(54.00千卡) 、蛋白质(3.00克) 、脂肪(3.20克) 、碳水化合物(3.40克) 、维生素A(24.00微克) 、硫胺素(0.03毫克) 、核黄素(0.14毫克) 、尼克酸(0.10毫克) 、维生素C(1.00毫克) 、维生素E(0.21毫克) 、钙(104.00毫克) 、磷(73.00毫克) 、钠(37.20毫克) 、镁(11.00毫克) 、铁(0.30毫克) 、锌(0.42毫克) 、硒(1.94微克) 、铜(0.02毫克) 、锰(0.03毫克) 、钾(109.00毫克) 、胆固醇(15.00毫克) 。
一般牛奶的主要化学成分含量如下：牛奶牛奶(15张)水分：87.5%脂肪：3.5--4.2%蛋白质：2.8--3.4%乳糖：4.6-4.8%无机盐：0.7%左右牛奶中的无机盐也称矿物质。
牛奶中含有Ca2+、Mg2+、K+、Fe3+等阳离子和PO43-、SO42-、等阴离子；此外还有微量元素I、Cu、Zn等。
大自然中的钙是以化合态存在的，只有被动、植物吸收后形成具有生物活性的钙，才能更好地被人体所吸收利用。
牛奶中含有丰富的活性钙，是人类最好的钙源之一，1升新鲜牛奶所含活性钙约1250毫克，居众多食物之首，约是大米的101倍、瘦牛肉的75倍、瘦猪肉的110倍，它不但含量高，而且其中的乳糖能促进人体肠壁对钙的吸收，吸收率高达98%，从而调节体内钙的代谢，维持血清钙浓度，增进骨骼的钙化。
吸收好对于补钙是尤其关键的。
故“牛奶能补钙”这一说法是有其科学道理的。
牛乳的化学组成，因牛的种类、年龄、饲养方法、采乳时间，生活及健康状况、气温等不同而各异。
每100 g 牛乳含硫胺素0 .04 mg , 核黄素0 .13 mg , 尼克酸0 .2 mg , 抗坏血酸1 mg , 维生素A140 IU。
牛乳中的蛋白质主要是含磷蛋白质，也含白蛋白及球蛋白。
此三种蛋白质都含全部必需氨基酸。
牛乳的脂肪主要是棕榈酸、硬脂酸的甘油酯，也含少量低级脂肪酸如丁酸、己酸、辛酸等。
此外，还含少量卵磷脂、胆甾醇、色素等。
目前市场上的牛奶及其制品主要可分为：纯牛奶、乳饮料、酸牛奶、消毒牛奶。
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或瞬间超高温灭菌精致而成，纯牛奶爽口而不粘口。
乳饮料：市场上常见的各种花色牛奶饮品和乳酸菌饮料，都属于乳饮料，其中只含不超过50%比例的牛奶，且里面也加入了一些香料、食用香精等经调制而成。
酸牛奶：在加工过程中添加了发酵剂而制成的乳制品，呈低粘度的均匀状态。
酸奶按照生产时所用原料的不同，一般可分为纯酸奶、调味酸奶、果料酸奶。
需在2℃～6℃下保存，保质期比较短，一般是6～20天。
消毒牛奶：用优质生鲜牛乳为原料，经均质处理，并采用瞬间超高温灭菌后制成的。
利乐消毒奶常温保存30天，用巴士杀菌方法制成的消毒牛奶，如一般的塑胶包消毒鲜奶，常温保存3～6天。
2. 牛奶的包装要求为了适应牛奶高速自动灌装机的要求，牛奶包装膜在生产时必须满足以下几方面的性能要求：(1). 滑爽性能薄膜的内外表面应当具有良好的滑爽性，以确保其在高速自动灌装机上能够顺利地进行。
因此，薄膜的内外表面摩擦系数一般要求在0.2-0.4之间，且外/外摩擦系数>内/内摩擦系数。
薄膜的滑爽性主要是由原料中和外添加滑爽剂来实现的。
滑爽剂通常是油酸酰胺或芥酸酰胺，或高分子无机合成物。
它与高分子的聚乙烯只是物理混合，不能很好地相容，分子热运动使其逐渐向表面迁移，聚积成均匀的薄层，能够显著地降低薄膜的摩擦系数，使薄膜具有良好的滑爽效果。
但牛奶膜的滑爽剂添加量必须严格控制，在能保证自动灌装的前提下不能过多，过多的滑爽剂迁移到薄膜表面会影响到薄膜的印刷适性，降低油墨的附着牢度和热封强度。
要根据设备、生产工艺、灌装要求、外界环境、内容物和保质期要求等调整滑爽剂用量，建议原料PE采用不含滑爽剂的粒子。
另外，滑爽剂的种类选择非常重要，这将影响到奶膜的异味问题。
(2). 拉伸性能由于在灌装过程中塑料薄膜要受到来自自动灌装机的机械拉力的作用，要求薄膜必须具有足够的拉伸强度，防止在自动灌装机拉力作用下变形或被拉断。
在薄膜配方中可选用拉伸强度较好的LLDPE或者HDPE来提升拉伸强度。
(3). 热封性能薄膜自动包装最担心的就是漏封、虚封、粘刀等导致破袋问题，灌装速度越快热封要求越高。
优良的热封性能应包括：高的热封强度，保证封口在运输过程中不会破损；高的热粘强度，保证薄膜在热切断灌装时封口的完好性；宽的热封温度范围，保证因外界因素引起的一定温度范围内正常封合；良好的封断性，保证薄膜在热切断时，能够顺利切断无拉丝粘刀现象；一定的封口抗污染性，保证封口在有夹杂物时仍具有一定的热封强度。
在薄膜配方中添加一定比例的LLDPE和MLLDPE对提高热封性能有较大帮助，但含量过高会影响切断效果。
(4). 表面润湿张力薄膜的内外表面应当具有良好的滑爽性，以确保其在高速自动灌装机上能够顺利地进行。
因此，薄膜的内外表面摩擦系数一般要求在0.2-0.4之间，且外/外摩擦系数>内/内摩擦系数。
薄膜的滑爽性主要是由原料中和外添加滑爽剂来实现的。
滑爽剂通常是油酸酰胺或芥酸酰胺，或高分子无机合成物。
它与高分子的聚乙烯只是物理混合，不能很好地相容，分子热运动使其逐渐向表面迁移，聚积成均匀的薄层，能够显著地降低薄膜的摩擦系数，使薄膜具有良好的滑爽效果。
但牛奶膜的滑爽剂添加量必须严格控制，在能保证自动灌装的前提下不能过多，过多的滑爽剂迁移到薄膜表面会影响到薄膜的印刷适性，降低油墨的附着牢度和热封强度。
要根据设备、生产工艺、灌装要求、外界环境、内容物和保质期要求等调整滑爽剂用量，建议原料PE采用不含滑爽剂的粒子。
另外，滑爽剂的种类选择非常重要，这将影响到奶膜的异味问题。
(5). 阻隔性能要求包装材料具有阻氧、阻光、防潮、保香、防异味功能，要根据不同的内容物、保质期、生产设备、贮存条件等选择阻隔材料。
一方面要保证外部环境中细菌、尘埃、气体、光、水份等不能进入包装袋中；另一方面是要求包装材料本身稳定性好，不吸收异味，小分子难迁移；还有是保证牛奶中所含水份、油脂、芳香成分、对产品质量必不可少的成分等不向外渗透，从而达到包装食品不变质的目的。
(6). 对油墨性能的要求牛奶包装膜通常采用表印方式进行印刷，除了具有表印油墨的一般技术要求，如粘结力，耐磨性和抗刮性，作为液态奶包装，则必须能够耐受巴氏杀菌或双氧水杀菌以及水煮处理要求，要求油墨还必须具有耐氧化性，抗水性，耐热和耐冷冻性能，以保障薄膜在生产、流通、运输、储存等环节中不会发生油墨脱落、发花、凝结等现象。
(7). 在高温下的稳定性包装袋的稳定性直接影响到乳品的安全性和卫生性。
由于包装材料、配方、结构、加工助剂、生产工艺、环境条件等的原因，导致包装袋中活性成分的分解、迁移、吸附甚至与内容物发生化学反应，进而影响乳品质量，如异味，奶香味丧失，分层，组织结构变化等，严重的甚至会引起人体副作用；或者是包装袋在一定温度水或牛奶中浸泡发生分层、收缩、脱色、粘连等现象。
夏季高温长时间存放尤其要注意。
二、牛奶的包装现状牛奶中最常见的是液态奶，乳品行业中液态奶的发展特别引人注目，并已成为市场较大和增长较快的品种。
液态奶制品包括纯鲜奶、超高温杀菌奶和果味奶等，当然液态奶的发展是离不开包装技术的进步和创新的。
1. 牛奶的玻璃瓶装牛奶的玻璃瓶包装玻璃瓶主要用于巴氏杀菌奶、调味奶和酸奶包装。
玻璃瓶是传统的包装形式，符合环保要求，能重复使用，并且成本低。
进入21世纪，随着人们对环境保护和再生资源的高度重视，有些企业仍用玻璃瓶包装巴氏杀菌奶，但这种玻璃瓶在保持原有优良性能基础上具有持久的抗菌、抑菌作用，不但增加了耐冲击强度，而且重量向轻量化方向发展，造型更趋时尚流行。
作为酸奶包装更具优势。
玻璃瓶的密封效果及较其他包装都要好，该包装的酸奶口感，风味都较其他包装产品要好得多，是酸奶类产品的最佳包装。
玻璃瓶装适合装上新鲜牛奶,由于不含防腐剂,饮用时间不超过72小时,而且容易打碎,所以在生产地附近的市场销售,其他瓶装牛奶一般加上适量防腐剂,适合运输到较远的市场销售,保存期较久.同时,玻璃瓶装牛奶可以在回收循环使用,比较环保,相对成本不用加上包装成本,所以同量包装的销售价比其他纸盒包装的比较便宜.其他包装的就不能再回收使用,不够环保。
玻璃瓶，是用沙子、纯碱、石灰石做成的。
这些材料不可再利用，但是储量丰富。
制造玻璃牛奶瓶需要加热至超过1482摄氏度（2700华氏度），能耗特别大。
另外，玻璃瓶比较重，半加仑牛奶，玻璃瓶的重量就占去了总重的1/3。
不过，玻璃瓶可以被重新利用。
对玻璃瓶进行杀菌、重新灌装所用到的能量远远低于制造塑料瓶、纸盒所耗费的能量。
优点:优良的气体和液体的阻隔性、耐热性和化学稳定性；此外，价格便宜，生产工艺简单，能多次回收复用，能够制成多种多样的美观造型等优点。
几年来，已研制出高强度轻量玻璃容器。
缺点：包装材料质量大、易破碎的缺点。
运输不方便且运费较高，破损率高，增加了洗瓶和消费成本。
2. 牛奶的利乐包装“利乐包”最主要的成分是纸板，纸板由原生的长纤维制成，这些纤维有些经过漂白有些未经过漂白，为了增加纸板的厚度，纸板生产过程中通常添加部分化学热磨浆（CTMP)，为了使纸板表面光滑便于印刷，纸板的外面还有一层薄涂层。
“利乐包”由纸板、聚乙烯和铝箔登六层材料复合而成。
近几年，以利乐包为代表的高档牛奶包装在南方增长迅速；而北方和中西部地区则以经济型牛奶包装为主；因此以塑料袋包装为代表的低档包装占这个地区整个液态奶市场的70％，但利乐公司生产的无菌枕和无菌塑料袋在北方市场正快速增长，说明高品质包装正日益受到市场欢迎。
目前发达国家已普遍采用上述利乐无菌包装技术进行鲜奶包装，使得鲜奶的常温保质期可达45天。
该技术是将优质鲜奶经过高达135℃的超高温瞬间灭菌，然后在密封无菌条件下，用6层纸铝塑复合无菌包装材料灌装、封合而成，所有影响牛奶变质的病菌、微生物都不会与其接触，牛奶在不需加入防腐剂情况下能在常温下保存一个多月。