第三章-防震与集合包装技术.ppt

第三章防震与集合包装技术 注 由于下学期有运输包装这门课 该课程会系统讲解防震包装的知识 因此本章不做重点介绍 感兴趣的同学可以自学第13章内容 第一节冲击与振动防护包装工艺 一 冲击与振动防护包装冲击与振动防护包装是指以防止或减少冲击振动等机械性因素对产品造成的危害为目的的包装 也称为缓冲包装 包括冲击防护包装和振动防护包装冲击防护包装主要是将缓冲包装材料合理布置在包装容器和产品之间 吸收冲击能量 延长冲击作用时间 降低冲击加速度值 其目的是缓和冲击 振动防护包装主要是调节包装产品的固有频率和阻尼系数 把包装产品的振动传递率控制在预定的范围内 其目的是抑制低频谐振 衰减高频振动 冲击与振动防护包装设计也称为缓冲包装设计 它包括冲击防护包装设计和振动防护包装设计 二 冲击与振动防护包装工艺1 常用防护包装工艺 1 全面缓冲包装 2 局部缓冲包装 3 悬浮式缓冲包装 2 特殊防护包装工艺 1 受压面积调整法 2 带突起物产品防护包装 3 整体产品固定防护包装 4 长凸筋防护包装 5 大挠度产品防护包装 6 有突出部分产品防护包装 7 缓冲座防护包装 8 现场发泡包装工艺 图9 11现场发泡包装工艺过程a 用PE薄膜垫底 再注入反应混合物b 用薄膜盖住发起的泡沫c 放入待包装产品d 放入第二层薄膜e 注入反应混合物f 关封纸箱 三 平板显示产品缓冲包装1 单一材料的缓冲包装 图9 12EPS缓冲包装 图9 13EPE缓冲包装 图9 14EPP缓冲包装 2 组合材料的缓冲包装 图9 15某液晶显示产品组合分级缓冲包装 第二节集合包装工艺 一 捆扎集装工艺 图9 17捆扎集装 a 金属制品 b 木材 二 托盘包装工艺1 托盘包装工艺 a 简单重叠式 b 正反交错式 c 纵横交错式 d 旋转交错式图9 18托盘堆码方式 2 托盘包装设计方法 1 从里到外 设计法 2 从外到里 设计法 三 集装架包装工艺集装架是一种框架式集装器具 强度较高 特别适合于结构复杂 批量大的重型产品包装 四 集装袋包装工艺集装袋是一种大型的柔性集装器具 可以集装1吨以上的粉状货物 广泛应用于储运粉粒状产品 集装袋的结构型式主要有圆筒形集装袋 方形集装袋 圆锥形集装袋 吊包式集装袋 穿绳式集装袋和折叠式箱形集装袋 五 集装网包装工艺集装网也是一种柔性集装器具 可以集装1 5吨的小型袋装产品 如粮食 土特产 瓜果 蔬菜等 集装网重量轻 成本很低 运输和回收时占据的空间很小 使用很方便 常用的集装网有盘式集装网 箱式集装网 a 盘式 b 箱式图9 24集装网 六 集装箱包装工艺集装箱是一种综合性的大型周转货箱 也是集装包装产品的大型包装容器 国际标准化组织ISO TC104集装箱技术委员会对集装箱定义为 能长期重复使用 具有足够的强度 途中转运 不移动容器内货物 可直接换装 可进行快速装卸 并可从一种运输工具直接方便地换装到另一种运输工具上 便于货物的装满和卸空 具有1m3以上容积的运输容器 集装箱分类方法很多 按材质分为铝制集装箱 钢制集装箱和玻璃钢制集装箱 按结构分为柱式集装箱 折叠式集装箱 薄壳式集装箱和框架集装箱 按用途分为通用集装箱和专用集装箱 通用集装箱 即一般干货集装箱 是使用最广泛的集装箱 标准化程度很高 一般用于运输不需要温度调节的成件工业产品或包装件 专用集装箱是针对具体包装件或货物有特殊要求的集装箱 如散装集装箱 开顶集装箱 冷藏集装箱 保温集装箱 通风集装箱 侧壁全开式集装箱 板架集装箱 罐式集装箱 围栏式集装箱 第三节危险品包装工艺 一 危险品包装要求凡是具有爆炸 易燃 毒害 腐蚀和放射性等性质 在铁路运输 装卸 贮存保管过程中 容易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护的货物 均属于危险货物或危险品 二 危险品包装工艺1 易爆产品包装2 放射性产品包装3 有毒产品包装 一 力学因素对储运条件的影响 在复杂的装卸 存储与运输环节中 产品或包装件受到的力学方面作用是多种多样的 归纳起来流通中产品的机械损伤如下表1 1所示 图1 2表示包装件在流通过程中引起破损的各种途径 统计结果表明引起产品和包装件在流通中产生损伤的力学因素中 最主要的因素是冲击和振动所造成的损坏 力学因素对储运条件的影响 1 储运损坏与环境它包括 装卸损坏与装卸环境 运输损伤和运输环境 储存过程中的损坏 1 装卸损坏与装卸环境装卸损坏主要包括包装件之间的碰撞以及包装件与非包装件 如地面 厢壁等 之间的碰撞 如图1 3所示 其中垂直向下的碰撞称为跌落 力学上把跌落或碰撞引起的作用叫冲击 它会使物体在极短的时间发生极大的速度变化或瞬态的能量变换 导致加速度急速增加 2 运输损伤和运输环境其中 铁路货车运输过程中由于路基和铁轨接头等的作用会产生周期振动 振动中产生的加速度与行驶速度以及货车支承处的缓冲器有关 公路运输过程中包装件的损坏主要由于路面状况 车辆缓冲性能 车速 载重量和载货方式等原因引起冲击和振动造成的 船舶运输过程中包装件的损坏主要由堆码引起的压应力造成 包装件在飞机运输中的损坏主要由发动机引起的高频振动 着陆时与地面的冲击或空中气流的冲击和振动造成 3 储存过程中的损坏 堆码损坏 堆码过高使压应力过大 或从垛顶滑落下来与倒垛引起冲击 或由于支承不平衡引起倾斜导致变形 一般库房中货物堆高为3m 但有些包装物材料在长期受压后会发生蠕变致使强度减弱 尤其是瓦楞纸板箱和塑料容器 因此在估算压力负荷时还应考虑1 5 2 0的安全系数 堆码负载在简化散装堆码中 通常假设负载是均匀分布在纸箱中 因此底层纸箱应承受最大负载 底层中任何一只纸箱所承受的载荷等于堆码层数 n 乘以单个包装箱的毛重 W 即W n 1 这个数值可直接与纸箱的压力破损负载进行比较 并使用相应的安全系数 2 冲击与产品脆值产品能够承受加速度 或惯性力 急骤变化的能力 即表征其抵抗冲击的能力通常用脆值来度量 脆值 产品不发生物理的或功能的损伤所承受的最大加速度值 以G表示 不过现在一致以产品破损前的临界加速度与重力加速度的比值 无量纲值 作为产品脆值定义 并把破损理解为物理的或功能的损伤 冲击加速度的大小 冲击作用时间的长短是决定加速度大小的关键 跌落高度影响冲击速度 而冲击作用时间的长短是由物体间冲击表面的性质 如吸收冲击能量的能力所决定的 包装件的质量与跌落高度 从这些表中可以看出包装件越重 体积越大 则最易发生跌落的高度越低 表中跌落高度是指包装件的最低点至地面的距离 跌落高度与冲击作用力一般用动量定理描述冲击过程 即动量的变化量等于冲量 脆值标准表1 15介绍了美国的军用脆值标准及适用范围 3 机械振动与减轻产品振动机械振动是指振动的物理量为机械量 如长度 角度等 时的振动 固有频率共振 二 缓冲防震包装 自学 第四章活性包装技术 一 活性包装概述 ActivePackaging 真空包装和充气包装是通过抽真空或充入保护性气体 改变包装内气氛以保护产品的包装方法 人们把阻隔食品免受环境污染的包装统称为消极包装 PassivePackaging 为了保证食品安全和流通过程中对产品品质有效地管理和监控 将材料 物理 化学 电子 光学和生物等学科应用到包装技术 创建了现代食品包装新技术 称之为积极包装 它包括活性包装系统 ActivePackaging 和智能包装系统 IntelligentPackaging 两部分 一 活性包装概述 在真空包装 控制气氛包装 调节气氛包装 中使用了一类新的包装材料 它在商品储存流通中能够动态地维持一种有利于产品长期保存的包装微环境 由于这些材料往往具有生态功能 称活性包装材料 ActivePackagingMaterial 或生命支持材料 Support LifePackagingMaterial 活性包装系统不仅阻碍了外界气氛的进入 通过调节内部气氛 保持非常低的残余氧 迟滞细菌成长 霉菌侵蚀 生化及酶退化 昆虫幼虫生存 实现食品质量保证 而且不必使用食品添加剂等 一 活性包装概述 活性包装技术 包括包装与其内部的气味及食品之间的相互作用 能够有效地保持食品的营养和风味 可以延长食品的保质期 有利于食品的保存和运输 具有广阔的市场前景 在市场监管机制还不健全 假冒伪劣产品还很猖獗的情况下 消费者更加需要智能包装技术的帮助 由于材料科学 生物科学和气体包装的进步 活性包装技术发展很快 如除氧活性包装 灭菌活性包装等 活性包装技术的应用将成为趋势 研究人员预测 在不久的将来 用智能包装技术生产的包装袋的数量 将占食品包装袋总数量的20 40 一 活性包装概述 过去十年来活性与智能控制包装出现明显的增长 这种改变挑战了传统的食品饮料的包装 如美国 在积极研发智能控制新包装方面继续领先 准备在2003年和2008年之间使AAGR 年度平均成长率 达到9 7 预计到2008年AAGR达到11 3 2003年 控制气氛包装 其中包括无菌包装 年营业额超过 13亿美元 约占全美国食品包装业17 是增长最快的部分 二 活性包装材料及系统 活性包装材料 作为包装的有机成分 在商品贮存流通中能动态地维持一种包装微环境 有利于产品的较长时间保存 1 吸收类型的活性包装系统 P235 1 氧气清除剂封存包装铁系脱氧剂 亚硫酸盐系脱氧剂 葡萄糖氧化酶 抗坏血酸脱氧剂 2 乙烯清除剂包装以高锰酸钾为代表的氧化分解型和以活性碳为代表的吸附型 3 二氧化碳清除剂包装CaO H2O Ca OH 2Ca OH 2 CO22 CaC02 H2O 4 吸水系统材料 2 释放类型的活性包装系统抗菌包装系统 它是在密封的包装容器内 放入能释放抗菌剂的小包或利用能释放抗菌剂的包装材料来包装食品 达到抗菌防腐的目的 1 抗菌剂的类型化学抗菌剂 抗氧化剂 生物技术制品 抗菌聚合物 天然抗菌剂及气体 2 抗菌包装的形式小袋 衬垫 薄膜 纸板 涂层 可食薄膜等 下面介绍其中两种 抗菌剂小袋和衬垫 抗菌塑料薄膜 三 活性与智能化食品包装技术 活性包装与智能包装的定义活性包装 通过改变包装食品环境条件来延长储存期或改善食品安全性或感官特性 同时保持食品品质不变 智能包装 通过监测包装食品的环境条件 提供在流通和储存期间包装食品品质的信息 1 食品安全显示 P237 食品包装研究者发现 有些材料可以吸收包装袋中的氧有些材料会与食物变质时产生的气体相互作用 改变颜色 有些材料在温度变化时会改变颜色等 如果用选样的材料包装食品 有利于防止食品氧化变质 或为消费者提供更多食品是否安全的信息 2 控制气氛包装材料不同的水果和蔬菜需要在一定的氧和二氧化碳浓度下才能保鲜 而这样的二氧化碳浓度在密封的包装袋中难以控制 当温度较高时 包装内的水果或蔬菜会消耗较多的氧并释放较多的二氧化碳 因此 如不进行调节 食品的保鲜期势必受到影响 为了解决这一难题 美国加利福尼亚洛帕克市的一家公司正在研究一种名为lntelifiler的包装膜 这种膜在温度发生变化时 会改变其透气性 以使不同的食品保持在最佳的氧和二氧化碳浓度比值之下 减缓食品变质速度的另一种方法是用一种氧清除剂来清除氧气 控制包装袋内的空气环境 从而避免食品氧化变质 以前常用的方法是往食品包装袋内放一种装有铁粉的小香袋 通过铁粉消耗掉包装袋中的氧气 美国新泽西州的一家密封气体公司正在生产一种本身可以清除氧气的包装袋材料 这种材料有一个可氧化的聚合物内层 它能像铁粉一样捕获并消耗包装袋内的氧气 3 抗微生物包装材料抗微生物包装材料 具有抑制 减少食品包装中的微生物 使其停止生长或失活的功能 这种材料可分为移动的 吸附的 再生的和不移动的 不迁移型的化合物与迁移型的相比更长效 不影响食品质量 并且不易遭到法规的质疑 4 气体释放去除以及包装损害显示5 RFID技术与智能标签今后 当人们从冰箱中拿出肉类半成品放入微波炉时 微波炉上的RFID射频识别传感器就会读取标识上的说明 自动设置蒸煮强度以保证肉被烹调得恰到好处 并且保证食品能安全食用 对大多数零售商来说 供应链的管理已变得越来越重要 从生产商到零售商之间 产品运输的加快或延迟是供应与需求的有效匹配中重要的操作因素 为了完善管理 获得高质量和准确的数据是必须的 并且还不能增加销售过程中的费用和时间 射频识别系统 RFID 可以明显地改善获得数据的过程 它可以在贯穿整个供应链中的必要位置上自动 有效地提供大量产品或集装箱的识别探测 并将数据传到控制系统 使人们对产品运送过程达到有效的控制 6 天然香料物质7 带吸附剂药物包装8 军用活性包装技术9 吸氧剂产品及制造商举例 附 智能包装系统 诊断或检测技术 DiagnosticTechnologies 包括时间 温度显示