书城教材教辅现代物流技术基础
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第34章 包装与流通加工技术(2)

防霉技术的运用可根据产品和包装性能的要求不同,采取不同的防霉途径和措施,可从使用的材料、产品和包装三个方面着手分别加以解决。从材料方面来说,要通过对材料防霉筛选,首先要选用耐霉材料,必要时要对材料采用改进分子结构或配方组成的办法使其达到防霉的要求;从产品方面来说,要通过对产品结构设计、制造工艺、表面隔离以及采用添加防霉剂处理的办法达到防霉的要求;从包装方面来说,要根据霉菌的生理特性,控制霉菌的生长条件,通过对包装结构、工艺过程的改进来达到防霉的目的。

(四)防震包装

防震包装又称缓冲包装,在各种包装方法中占有重要地位。产品从生产出来到开始使用要经过-系列的保管、堆积、运输和装卸过程。在任何环节中,都会有外力作用于产品之上,并可能使产品发生机械性的损坏。为了防止产品遭受损坏,就要设法减少外力的影响,所谓防震包装就是指为了减缓内装物受到的冲击和震动,保护其免受损坏所采取的一定保护措施的包装。

1.防震包装材料

防震材料是置于被包装产品与外包装之间来吸收冲击、震动等外力而保护被包装产品的,所以防震材料是防震包装中的关键因素之一。

防震材料主要有以下几种:

①泡沫塑料。泡沫塑料可定义为具有细孔的海绵状发泡树脂材料,通常是将气体导入并分散在液体树脂中,随后将发泡的材料硬化。

②气泡塑料薄膜。气泡塑料薄膜是采用专门的加工方法,在两层塑料薄膜之间封入空气,在一面形成一个个突出的气泡。气泡塑料薄膜的材料一般为聚乙烯。气泡塑料薄膜适用于包装重量较轻的物品。

③兽毛填充橡胶防震材料。把猪毛、马毛、合成纤维等用天然橡胶作为黏合剂黏合在一起,制成防震胶垫,即兽毛填充橡胶防震材料。这种防震材料适用于包装仪器仪表和精密机械。

2.防震包装技术方法

防震包装的结构形式一般有全面缓冲防震技术方法、现场发泡缓冲防震技术方法、部分缓冲防震技术方法和浮吊缓冲防震技术方法等。下面主要介绍前三种方法。

①全面缓冲防震包装技术方法。指将内装物与外包装容器间的所有空隙,全部用缓冲材料填满固定的方法,对内装物进行全面保护。缓冲材料一般采用丝状、粒状和薄片,以便能对形状复杂的内装物很好填塞。当发生冲击、震动时,能有效地吸收能量,分散其作用力来保护内装物。全面缓冲防震包装技术方法有压缩包装法,浮动包装法和模合包装法等。

压缩包装法和浮动包装法的原理都是将包装内所有空隙均用缓冲材料填塞,便于吸收能量和分散外力,达到保护内装物的目的。所不同之处是浮动包装法使用小块衬垫,这些材料可以流动而充满受力部分的间隙,吸收冲击能量和分散震动冲击力,而压缩法所填入的缓冲材料是不能流动的。模合法是利用聚苯乙烯等树脂材料,制成与内装物形状一样的模型的包装充填固定内装物。

②现场发泡缓冲防震技术方法。是一种全面缓冲防震的包装方法,这种包装技术方法主要运用于各仪器、仪表、家用电器、玻璃陶瓷制品以及不规则的内装物品。

现场发泡包装技术方法的原理是利用现场就地生产发泡液,用喷机的喷嘴喷入内装物的包装箱内,并使其固定封合在包装箱内而实现的。其具体方法和作业程序是先用喷枪将发泡液喷入箱的底部,待其发泡膨胀而形成泡沫体时,在其上迅速覆盖一层聚乙烯薄膜,再将内装物品放置在泡沫体上形成巢形,然后在内装物上再覆盖一层聚乙烯薄膜,在薄膜上部继续喷入发泡液,使其发泡并充满包装箱体内后,封盖而完成全部作业程序。

③部分缓冲防震技术方法。对于整体结构好的产品和有内包装容器的产品,可对其侧端面、棱边、拐角等局部的部位使用缓冲防震材料进行衬垫。

这种方法所使用的缓冲材料主要有泡沫塑料防震垫、充气塑料薄膜防震垫、橡胶弹簧等。

五、包装机械

(一)包装机械的主要特点

(1)包装机械一般结构复杂,动作精度高。

(2)包装机械一般设计成自动包装机,能连续自动进行包装。

(3)包装机械应在标准卫生条件下工作,不能有任何污染产品的现象。

(4)进行包装作业的工艺力较小,所以电动机的功率一般都比较小,一般采取无级变速装置,以调节生产能力,实际工作中的包装机械以机械传动为主要形式。

(5)包装机械是特殊类型的专业机械,种类繁多,生产数量有限。为便于制造与维修,减少设备投资,一般具有通用性与多功能性。

(二)包装机械的基本结构

产品包装机械基本构成主要有六个部分:进给机构、计量装置、传动机构、输送装置、动力部件和控制系统。

(1)进给机构。它包括被包装产品的进给和包装材料或容器的进给。

(2)计量装置。为了保证包装工作不间断地进行,在物料供送前或供送过程中,必须进行计量,计量装置是用来计量供给的。计量方法主要有容量(积)计量法、称重计量法、计数定量法和重量流量法。

(3)传动机构。它起着动力传递的作用,直接驱动各执行机构运动,完成包装作业,在包装机械中占有重要地位。

(4)输送装置。它是包装机械上的主要部件,其任务是将待包装物品和已包装好的产品,从一个工位运送到另一个工位上或从外部结构上把自动线上的各台单机连接起来,直到最后把包装制品输送入库。

(5)动力部件。动力部件有电动机、液压泵、压缩机以及作原动力的气缸、液缸等,以电动机最为普遍。电动机通过传动机构驱动各部件,往往是采用若干小功率(0.5~3千瓦)的电动机作单独部件的驱动。

(6)控制系统。按被控制对象的状态不同,分为流动自动化控制和机械自动化控制。流动自动化控制主要是以连续进行变化的液体或粉状物等为对象,对其温度、流量、压力、料位等参数进行长期的连续定量控制;机械化自动控制主要以固体作为控制对象,对它们的位置、尺寸、形状、姿势等因素进行定性的间断性控制。

(三)主要包装设备

按照加工的方式不同,大致可以将包装机械分为以下几种:切割机械、充填机械、灌装机械、缝合机械、裹包机械、贴标机械、捆扎机械等。

1.计量充填机械

将产品按要求的数量装入包装容器中的操作称为计量充填。计量充填技术主要用于销售包装,在运输包装中也有应用,如用专用运输工具运输散装水泥、石油等。

实际生产中,由于产品的性质、状态和要求的计量精确度和充填方式等因素的不同,出现了各式各样的计量充填机械。通常按计量充填的原理不同,将计量充填机械分为容积式充填机、称重式充填机、计数式充填机三种类型。下面介绍其中的几种典型充填机。

(1)容积式充填机。容积式充填机是将精确体积的物料装进每一个容器,而不考虑物料密度或重量,常用于那些比重相对不变的物料,或用于那些体积要求比质量要求更重要的物料。根据计量原理不同有固定量杯式、螺杆式、计量泵式等多种。固定量杯式充填机是较为常用的一种充填机。

(2)称重式充填机。称重式充填机是按规定的重量计量产品,并进行充装的机械。按计量方式不同有杠杆式、簧片式、电阻应变片式、电子称式、连续式、全自动式等多种。实际应用较广的是连续式称量机,它采用连续称量检测和自动调节技术,确保在连续运转的输送机上得到稳定的质量流率,然后进行等分截取,以得到各个相同的定量。其特点是计量速度高,计量精度较低,多用于粮食、化肥之类的货物,这类货物多采用散装长途运输,到达目的地之后再装袋出售的方式。

(3)计数式充填机。计数式充填机是把精确个数的产品装进每一个容器的计量充填机械,多用于被包装物呈规则排列的产品包装。根据其计数原理不同分为长度式、容积式、堆积式等几种计数形式。

2.灌装机械

灌装机械主要用于在食品领域中对啤酒、饮料、乳品、酒类、植物油和调味品的包装,还包括洗涤剂、矿物油和农药等化工类液体产品的包装。包装所用容器主要有桶、瓶、听、软管等。按照灌装产品的工艺可分为常压灌装机、真空灌装机、加压灌装机等。灌装机械通常与封口机、贴标志机等连接使用。灌装机的计量方法有定位法、定量法和定时法三种,它们均有相应的控制装置。如在进料口上方安置与储槽相连的计量装置,借助装置内沿液体方向安装的孔板来测量。

3.封口机械

封口机是指在包装容器内盛装产品后对容器进行封口的机器。不同的包装容器有不同的封口方式,如塑料袋多采用接触式加热加压封口或非接触式的超声波熔焊封口;麻袋、布袋、编织袋多采用缝合的方式封口;瓶类容器多采用压盖或旋转封口;罐类容器多采用卷边式封口;箱类容器多采用钉封或胶带粘封。

4.裹包机械

裹包机是用薄型挠性材料(如玻璃纸、塑料膜、拉伸膜、收缩膜等)裹包产品的包装设备,广泛应用于食品、烟草、药品、日用化工品及音像制品等领域。裹包机械种类繁多、功能各异,按裹包方式分可分为折叠式裹包机、接缝式裹包机、覆盖式裹包机、贴体式裹包机、拉伸式裹包机、缠绕式裹包机等。

折叠式裹包机是用挠性包装材料裹包产品,将末端伸出的裹包材料按一定的工艺方式进行折叠封闭。通常适用于长方形的物品,外观整齐,视觉效果好。

5.捆扎机械

捆扎机械是利用带状或绳状捆扎材料将一个或多个包件紧扎在一起的机器,属于外包装设备,目前我国生产的捆扎机基本上采用塑料带作为捆扎材料,利用热熔搭接的方法使紧贴包件表面的塑料带两端加压黏合,从而达到捆紧包件的目的。

6.装箱机与纸箱包装机

对于啤酒、饮料等商品,灌装之后必须进行运输包装,才能进入流通领域。这个装箱工作,可以选择装箱机,也可以选择纸箱包装机,两者过程不同,但都能达到相同的目的。

六、包装自动生产线

(一)包装自动生产线的概念和分类

1.包装自动生产线的概念

包装自动生产线又称自动包装线,即按包装的工艺过程,将各种包装机和有关辅助设备用输送装置连接起来,并具有独立控制装置的工作系统。它能使被包装物品和包装材料按预定的包装要求和工艺顺序,经过各包装机完成包装的全过程。在自动包装线中,工人不需要直接参与操作,其主要任务是监视、调整和控制,以保证自动包装线的正常运行。

自动包装线有许多突出的优点,如可提高包装质量、提高生产能力、改善劳动条件、减少占地面积、降低生产成本等。它特别适用于少品种、大批量的产品包装,是包装工业的发展方向。

2.包装自动生产线的分类

自动包装线一般可按下列方式进行分类:

(1)按各包装机间的连接特征分类:

①刚性自动包装线。各包装机间用输送装置直接连接起来,以一定的生产节拍运行。若某一台设备发生故障停车,将引起全线停车。

②柔性自动包装线。这种自动线在各包装机间均增设储料器,由储料器对后续包装机供料,若某台机器发生故障,并不影响其他机器的工作,因此生产率较高,但投资较大。

③半柔性自动包装线。这种自动线把全线分成若干段,对故障率低的不设储料器,使之具有“刚性”;对故障率高的设置储料器,使之具有“柔性”。这种方式既保证了高生产率,又减少了投资。

(2)按组合布局分类:

①串联自动包装线。各包装机按工艺流程顺序连接,各单机生产节拍相同。

②并联自动包装线。为了平衡生产节拍,提高生产能力,将相同包装机分在一组,共同完成同一包装操作。这样的自动线称并联自动包装线,此类包装线中需设置一些换向或合流装置。

③混联自动包装线。它是在一条包装线中同时采用串联和并联两种形式。其目的是平衡各包装机的生产节拍。该线一般较长,机器数量较多,故输送、换向、分流、合流装置种类多且复杂。

(二)包装自动生产线的组成和特点

1.包装自动生产线的组成

包装自动生产线的种类繁多,所包装的产品也各不相同,但总体来讲,可分为控制系统、自动包装机、输送装置和辅助工艺装置四个组成部分。

(1)控制系统。在包装自动生产线中,控制系统起着类似于人类大脑的作用,它将生产线中所有的设备联结成一个有机的整体。控制系统主要是由工作循环控制装置、讯号处理装置及检测装置组成。随着科学技术的发展,各种高新技术如数控技术、光电控制、电脑控制等也被大量应用到自动线中,从而使控制系统更加完善、可靠,效率更高。

(2)自动包装机。它是一种无需操作人员直接参与,主要由操作系统控制,在规定的时间内各机构自动实现协调动作并完成包装作业的机器。自动包装机是包装自动生产线上最基本的工艺设备,是包装自动生产线的主体。它主要包括完成包装材料(或包装容器)与被包装物料的输送与供料、计量、充填、包封、贴标签等作业的设备,如灌装机、充填机、装盒(箱)机、捆扎机、封口机等。

(3)输送装置。输送装置是将各台完成部分包装的自动包装机连接起来,使之连成一条自动线的重要装置,它担负着包装工序间的传送任务,并且使包装材料(或包装容器)和被包装物品进入自动生产线,以及成品离开自动生产线。常用的输送装置大致分为重力式和动力式两类。