膜蒸馏浓缩中药提取液过程膜污染的气体反冲洗抑制(完整版)实用资料

膜蒸馏浓缩中药提取液过程膜污染的气体反冲洗抑制（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）

第38卷第5期膜蒸馏浓缩中药提取液过程膜污染的气体反冲洗抑制（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）2021年北京化工大学学报(自然科学版JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScienceVol．38,No．52021膜蒸馏浓缩中药提取液过程膜污染的气体反冲洗抑制李会1魏杰2丁忠伟1*刘丽英1(北京化工大学:1．化学工程学院;2．信息科学与技术学院,北京100029摘要:研究了气体反冲洗对膜蒸馏浓缩中药提取液过程中膜污染的抑制作用,重点考察了反冲洗气量、反冲洗时间、反冲洗时间间隔对膜污染的抑制效果。结果表明,气体反冲洗能够明显抑制由料液中的各种污染物引起的膜污染;气体反冲洗时间越长、反冲洗气量越大、反冲洗时间间隔越小,则气体反冲洗抑制膜污染的效果越好;在反冲洗时间为2min、反冲洗气量为2L/min和反冲洗时间间隔为20min的条件下,实验进行250min时气体反冲洗能够维持膜通量在膜清水通量的80%以上。关键词:膜蒸馏;膜污染;中药液浓缩;气体反冲洗中图分类号:TQ028.8收稿日期:2021－03－17第一作者:女,1985年生,硕士生*通讯联系人E-mail:dingzw@mail．buct．edu．cn引言膜分离技术是近年来的研究热点,作为膜分离技术大家庭近年来出现的新成员,膜蒸馏在实施过程中操作条件温和(常压,稍高于常温,不易改变溶液中组分的性质,特别适合用于中药提取液的浓缩。但是,中药原料液中存在的各种颗粒物、胶体、蛋白质等会在膜表面沉积,造成膜污染[1]。相对于膜相阻力,附着于膜表面的污染层将会对膜蒸馏过程形成一定的阻力。因此,有必要采取膜污染控制措施减缓膜污染层的沉积。微滤过程中已有研究反冲洗对膜污染层的抑制作用,刘玉君等[2]采用周期性的反冲洗,使得膜内部污染阻力下降到不带反冲洗条件下的1/3。Psoch等[3]的研究结果表明,带有最佳操作条件反冲洗的错流微滤过程,其净通量是没有反冲洗操作的4倍;由此可见,微滤过程中反冲洗对于膜污染的抑制效果是非常显著的。而将反冲洗用于膜蒸馏过程中对膜污染的抑制作用尚未见报道。刘喆等[4]在中药浓缩过程中采用药液的气－液两相流进料,取得了很好的膜污染抑制效果。本文提出将气体反冲洗用于抑制直接接触式膜蒸馏(DCMD浓缩中药提取液过程中的膜污染,探索反冲洗气量、反冲洗时间和反冲洗时间间隔等因素对抑制膜污染效果的影响。1实验部分1.1实验材料实验用膜为由北京塑料研究所提供的聚四氟乙烯平板膜,平均孔径为0.2μm,厚度为60μm,孔隙率为60%。实验所用中药提取液由如下处方水提而成:桑叶10g、菊花10g、桔梗10g、连翅10g、杏仁10g、炙甘草6g、薄荷10g、芦根15g、前胡10g。实验提取液的密度为11040kg/m3。1.2实验装置及条件膜蒸馏实验装置如图1所示。将中药提取液贮槽置于恒温水浴内保持恒温。提取液由泵送往板式膜组件,经膜蒸馏后返回药液贮槽。纯水贮槽置于电子天平上,纯水由泵经制冷机送往膜组件,接受跨膜蒸汽冷凝液后,返回到纯水贮槽。纯水贮槽重量的变化通过计算机监测,可以计算出跨膜通量。当进行气体反冲洗实验时,首先停止冷侧循环水,关闭阀门B,启动风机,将空气送入阀门B与膜组件之间的管路中,先将存在于膜组件内冷侧循环水排出,立即关机阀门A;持续通气一定的反冲洗时间,通气结束后,恢复原来的膜蒸馏实验。实验过程中,保持热侧和冷侧的流率不变,热侧平均温度为60.5ħ,冷侧的平均温度保持在22.5ħ。保持提取液浓度恒定,每次实验蒸出水750800g,期间间歇反冲洗直至蒸馏出500g水。膜蒸馏过程中,渗透侧纯水颜色没有丝毫变化,这说明药1—恒温水浴;2—药液贮槽;3—药液泵;4—制冷机;5—纯水泵;6—纯水贮槽;7—电子天平;8—风机;9—膜组件;A、B—阀门开关图1膜蒸馏实验装置流程图Fig．1SchematicillustrationoftheDCMDapparatus液确实没有进入膜孔内。1.3膜阻力分析方法丁忠伟等[5](验证的滤饼过滤模型为N0N2－1=kt(1其中:N0为初始膜通量,kg/(m2·h;N为膜通量,kg/(m2·h;k是由料液流速及其溶液性质决定的系数,通常为常数;t为时间,min。达西方程式为[6]N0=ΔpμRm(2N=ΔpμRt=Δpμ(Rm+Rr+Rir(3其中:Δp为膜两侧蒸汽压力差,Pa;μ为水的动力粘滞系数,Pa·s;Rm、Rt、Rr、Rir分别为膜相阻力、总阻力、可逆污染阻力、不可逆污染阻力,m－1。由膜蒸馏实验和式(2计算得到膜阻Rm,而膜蒸馏的总阻力Rt根据式(3计算得到,因此膜蒸馏过程总污染阻力Rf=Rt－Rm。膜蒸馏实验结束后,将膜表面堆积的污染层冲洗掉,将此膜再次进行纯水膜蒸馏实验,此时膜通量则反映了膜阻和膜孔内部不可逆污染阻力之和,即Rm1=Rm+Rir,可逆污染阻力Rr=Rt－Rm1,不可逆污染阻力Rir=Rm1－Rm。2结果与讨论2.1抑制膜污染的反冲洗条件考察为了突出显示气体反冲洗对膜污染的抑制效果,首先进行了无气体反冲洗的恒浓膜蒸馏实验,结果如图2所示。对比3个反冲洗与无反冲洗实验,可以明显看出反冲洗使膜污染阻力增长缓慢,抑制效果明显。这主要是因为,气体可以透过聚四氟乙烯平板膜膜孔,冲走料液中的各种颗粒在膜表面形成的污染物,从而大大降低了可逆污染阻力。图2间隔时间为20min时气量对Rf的影响Fig．2TheinfluenceofgasflowrateonRfwhentheintermissiontimewas20min为考察反冲洗气量对抑制膜污染效果的影响,在反冲洗时间间隔为20min、反冲洗时间为2min的条件下,改变反冲洗气量进行膜蒸馏恒浓实验,总污染阻力结果一并在图2中给出。对比3个反冲洗实验结果,反冲洗气量为1、1.5、2L/min的阻力增长趋势逐渐减小,主要原因是气量的减小使得气体透过膜孔吹扫的驱动力降低,导致膜表面污染物的清理不够充分,这就体现在膜污染阻力的增长上。实验结果表明反冲洗气量越大,反冲洗对于膜污染阻力的抑制效果越好。图3给出了反冲洗时间间隔为30min,气体反冲洗时间分别为3min与2min的恒浓实验结果。由图3(a可以看出,在起始通量接近、气量都是1L/min的条件下,实验进行到250min时,对比气体反冲洗时间为3min和2min的总污染阻力,前者的反冲洗效果明显由于后者。由图3(b可以看出,气量增大到2L/min时,两条总污染阻力随时间的变化曲线几乎重合,气体反冲洗时间为3min和2min的效果接近,反冲洗时间的影响不大。当反冲洗的气量较大时,用较少的反冲洗时间就足以非常有效地清除膜表面的污染物,抑制膜污染效果较好。固定每次反冲洗时间为2min,将不同反冲洗时间间隔的实验结果对比,结果如图4所示。由图4(a看出,当气量为1L/min时,反冲洗时间间隔为20min与30min的实验结果对比,两者污染阻力增·61·北京化工大学学报(自然科学版2021年图3气体反冲洗时间对Rf的影响Fig．3Theinfluenceofgas-backwashingtimeonRf长速度基本一致,说明低速气量时,由于气量的不足,反冲洗时间的不足,总污染阻力的增长较快,反冲洗时间间隔的影响不明显。由图4(b看出,当气量为2L/min时,反冲洗时间间隔为20min污染阻力增长较慢,说明反冲洗时间间隔越小,即清除膜污染物的次数越多,抑制污染阻力增长的效果越好。分析其中主要原因是由于反冲洗时间间隔越小,反冲洗频率高,膜表面的污染层比较薄,易于清除,因此可以使污染阻力增长缓慢。2.2膜阻力分析为了更加突出反冲洗条件作用的效果,进行测量分析膜蒸馏过程中出现的各污染阻力项。通过对反冲洗气量的分析,可以得出气量为2L/min时,膜污染阻力增长幅度最小;通过对反冲洗时间的分析,可以得出结论图3(b中条件下的反冲洗效果最好;通过对反冲洗时间间隔的分析,可以看出反冲洗时间间隔越小越好,即反冲洗时间间隔20min时较好;综上所述,在反冲洗气量为2L/min时,反冲洗时间为2min、反冲洗时间间隔为20min和反冲洗时间为3min、反冲洗时间间隔为30min条件下,污染阻力的增长相对较慢。表1针对无反冲洗和以上两种优化的反冲洗条件下膜蒸馏实验在恒压差进行了250min后的膜污图4气体反冲洗时间间隔对Rf的影响Fig．4Theinfluenceofgas-backwashingintermissiontimeonRf染阻力分析情况。由表1可以看出,无反冲洗条件时,实验进行到250min时,可逆污染阻力占总污染阻力的71.45%,而两个反冲洗实验分别占31.77%和40.37%,反冲洗作用大大降低了可逆污染阻力。由此说明可逆污染阻力是污染中的主要阻力,通过气体反冲洗作用,可以有效控制膜污染。对比两个反冲洗实验数据分析,在反冲洗气量为2L/min、反冲洗时间为2min和反冲洗时间间隔为20min条件下,膜污染控制较好。表1优化条件下的膜污染阻力分析Table1Resistanceanalysisunderoptimalconditions反冲洗气量/L·min－1反冲洗时间/min反冲洗时间间隔/min3302.571.743结论(1采用气体反冲洗能够明显抑制膜污染,可以有效地清除在膜表面造成膜污染的污染物,在反冲洗期间,污染层阻力增长相对较慢。在反冲洗时·71·第5期李会等:膜蒸馏浓缩中药提取液过程膜污染的气体反冲洗抑制间为2min、反冲洗气量为2L/min和反冲洗时间间隔为20min的条件下,实验进行250min时气体反冲洗能够维持膜通量在膜清水通量的80%以上。(2气体反冲洗时间越长,反冲洗气量越大,反冲洗时间间隔越小,气体反冲洗抑制膜污染的效果越好;大的气量使反冲洗时间的影响变小;小的的反冲洗时间间隔也使气量的影响变小。参考文献:[1]元英进,刘明言,董岸杰．中药现代化生产关键技术[M]．北京:化学工业出版社,2002:42－45．YuanYJ,LiuMY,DongAJ．ModernmanufacturingkeytechnologiesoftraditionalChinesemedicine[M]．Beijing:ChemicalIndustryPress,2002:42－45．(inChinese[2]刘玉君,丁忠伟,刘丽英,等．浸没式中空纤维膜污染控制措施比较[J]．北京化工大学学报:自然科学版,2021,37(1:19－22．LiuYJ,DingZW,LiuLY,etal．Acomparisonofseveralhydrodynamicmethodsforalleviatingfoulinginsubmergedhollowfibermembranefiltration[J]．JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology:NaturalScience,2021,37(1:19－22．(inChinese[3]PsochC,SchiewerS．Long-termfluximprovementbyairspargingandbackflushingforaMBR,andmodelingper-meabilitydecline[J]．Desalination,2021,230:193－204．[4]刘喆,丁忠伟,刘丽英,等．采用气－液两相流动抑制膜蒸馏浓缩过程中的膜污染[J]．北京化工大学学报:自然科学版,2021,36(5:1－4．LiuZ,DingZW,LiuLY,etal．Usinggas-liquidtwo-phaseflowtolimitmembranefoulinginconcentrationbymembranedistillation[J]．JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology:NaturalScience,2021,36(5:1－4．(inChinese[5]DingZW,LiuLY,LiuZ,etal．TheuseofintermittentgasbubblingtocontrolmembranefoulinginconcentratingTCMextractbymembranedistillation[J]．JournalofMembraneScience,2021,372:172－181．[6]许振良,马炳荣．微滤技术与应用[M]．北京:化学工业出版社,2005:15－42．XuZL,MaBR．Microfiltrationtechnologyandapplica-tion[M]．Beijing:ChemicalIndustryPress,2005:15－42．(inChineseUsinggas-backwashingtolimitmembranefoulingintheconcentrationoftraditionalChinesemedicineextractsbymembranedistillationLIHui1WEIJie2DINGZhongWei1LIULiYing1(1．CollegeofChemicalEngineering;2．CollegeofInformationScienceandTechnology,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,ChinaAbstract:Theeffectofgas-backwashingonfoulingcontrolduringtheconcentrationofextractsoftraditionalChi-nesemedicine(TCMbydirectcontactmembranedistillation(DCMDhasbeeninvestigated．Theinfluenceofvaryingthegasflowrate,gas-backwashingdurationandtheintermissiontimeofgas-backwashingonfoulinglimita-tionwereobserved．Theresultsrevealedthatgas-backwashingisaneffectivemeansofcontrollingmembranefoulingandthatlongergas-backwashingdurations,highergasflowratesandshorterintermissiontimesgivebetterfoulingcontrol．Withagas-backwashingdurationof2min,gasflowrateof2L/minandanintermissiontimeofgas-back-washingof20minforaconcentrationprocesslasting250min,amembranefluxofup80%couldbemaintainedwhenusingtapwater．Keywords:membranedistillation;membranefouling;concentrationoftraditionChinesemedicine;gas-backwash-ing·81·北京化工大学学报(自然科学版2021年膜包药品自动包装线技术协议甲方:代表:日期:乙方:天成富郎(北京包装机械代表:日期:1概述1.通用列表:2.动作流程:自动开箱—自动放垫板—自动装箱—自动放垫板—自动折盖封箱—自动打包—自动输送。↑自动输送—自动整列编组3.动作简述:A.已经膜包好的盒装药品通过输送线进入自动装箱机前端自动整列,同时,自动开箱机将纸箱开箱成型,封底,并通过输送机输送到自动装箱工位。B.自动装箱机感测到已经成型的纸箱,机械手后端的吸盘将将垫板吸起,放入纸箱底部,之后再将整列好盒装药品吸起,放入纸箱内。如此往复,直至装箱过程完毕。C.装箱完毕的纸箱通过输送机,进入自动折盖封箱机,自动折盖封箱机前端的光眼感测到纸箱,机器自动将纸箱上盖折叠完成后,封箱系统自动将胶带粘贴在纸箱的中缝上,封箱完毕。2D.贴完标签的纸箱通过输送机输送至打包工位,该工位感测到纸箱到位后,自动对纸箱进行平行2道捆扎打包。E.捆扎好的纸箱通过滚轮阻挡和气缸档板进行90°转向,之后自动进入喷码检测工位,有喷码设备在纸箱对应位置进行喷码工作,之后再由检测系统对纸箱进行检测,将不合格产品剔除,合格产品由人工搬运下线。(其中喷码及检测部分由甲方提供,是否剔除之信号有甲方提供至此整个包装过程结束。如此往复,直至包装工作结束。设备通用技术说明1.电气技术说明电器元器件a.设备实现各自独立的控制,电气元器均采用国际知名品牌。b.具有设备故障诊断,故障停机和自动报警显示功能。c.设备元器件选用品牌:3控制柜控制柜采用1.2T钢材焊接,设有触摸控制屏幕、监视器、通讯接口。a.控制柜门面上,设有设备标牌,标明设备号,电气容量,等技术参数。设备异常报警光电指示和蜂鸣器。b.控制柜设有电源总开关,电源总开关设置在控制柜外边。c.控制电路为AC220V或DC24V,设备控制系统按三相五线制布线。d.异常停止开关,用红色压旋式。e.控制柜装有冷却风扇,散热良好。操作板a.操作板在装置正面上方连成一体,高度1400mm。b.操作板装有红/绿/2种指示灯(带蜂鸣报警器c.操作电源开关使用旋钮式,左转为切断,只有左转拔出。d.甲方负责提供电源到乙方控制柜。2.机械技术说明a.设备为全新,采用成熟的新技术,新工艺和新材料。b.设备先进,所选用和所使用的零部件均为高质量,高性能的产品。c.设备设计合理,占地面积合理,操控性强。d.设备操作方便,显示系统便于观察和辨认。e.设备采用定性处理的焊接式整体机座,采用调整螺栓支撑在垫铁上调水平,采用膨胀螺栓固定。f.设备工作运载平稳,刚性好,工作噪声满足装配车间要求。g.机械、元器件及仪器、仪表、传动件、紧固件等配件采用符合国内标准,质量可靠,通用性好的产品。其生产厂家是质量稳定、信誉度高的企业。3.安全说明4a.设备具有必要的防护装置,无漏水、漏油、漏气和漏电。b.在可动部位,回转部位或危险部位处装上防护网(盖。c.经常进行检查的部位为开门式,动作设置安全锁定装置。d.在危险部位的开门式盖子上,装安全警示标示。e.生产线采用三相五线制,线体部分有可靠的接地保护。f.线体配有良好的过载保护开关,电气配电箱有醒目的带电标志。g.所有的机械动作均有电气连锁及急停按钮,确保运行安全可靠。h.下线端部设有越位保护光电开关,物料未取时,自动停机报警。i.机械传动设置过载保护装置。4.检修管理a.在必须要进行检修的部位,盖子类零件易拆装。b.常拆卸的配管,采取拆卸容易的结构。5.设备颜色a.设备外部喷涂颜色,主体颜色喷涂电脑白,运动回转部分喷涂警示黄。b.设备表面做喷塑处理。气管颜色为蓝色,扎带颜色为白色。工程承包计划进度表合同生效后100天内完成整个项目的设计、制造、安装、调试及培训人员等工作。其中自产设计时间为20天,会审为5天,设备制造为30天,厂内试装20天,预验收5天,整改发运5天,设备安装调试、终验收为15天,详细工程进度如下:备注:A.进场施工过程中,需方保证施工现场的供水、供电、供气及工作上的配合。B.如果供方设备安装不能按时完成,可按经济合同法处罚,由于需方各方面原因,延期安5装,需方将负责供方安装人员的费用。C.货到现场由需方负责卸货,保证堆放货物现场的安全。单机介绍1.自动装箱机动作流程示意图:技术参数和机器的主要配置:1.机械尺寸:见CAD图纸2.装箱速度:每分钟1箱3.垫板存放量:约200张4.纸箱:内尺寸470*220*330(mm;3层瓦楞机用箱,纸板厚度约3mm.5.膜包规格:100*100*150(mm6.产品入料高度:900±50mm7.真空组件:气立可8.整机重量:约1000Kg69.动力组件:台湾晟邦10.直线滑轨:日本THK11.光电组件:日本欧姆龙组件12.气动组件:日本SMC13.PLC:日本欧姆龙14.适用电源:220V,50Hz15.适用气源:5-6Kg/cm2设备特点:1.编组好的设备经过输送机输送至装箱工位,装箱系统自动感测到膜包药盒到位后,装箱头自动下降,真空吸盘自动将产品吸起,装箱头四周档板收缩,将药盒夹持,装箱头负载产品上升,平移至纸箱上端,将产品放置在放有底层垫板的纸箱内。之后装箱头上升,平移至吸取工位,等待下一组产品就位。2.机器采用气动装箱,与产品直接接触部分采用不锈钢或无污染塑料制品制作,包装与药品包装接触无油、无污染,保证符合GMP要求。3.紧凑的设计:本机集中包整列、移载、提取、装箱、放置垫板于一体。4.吸取了国外的优良结构,保证了机器的各动作并行动作,从而大大提高了装箱的速度。5.整机采用了型钢为主体框架材料,保证了整机的美观、强度。6.四周配置有机玻璃检修门,并配有近接开关,检修门打开时,机器将自动停机,确保检修安全。7.全机采用人机操作界面。8.设备框架采用碳钢焊接,表面喷塑烤漆处理,与产品直接接触部分采用304不锈钢制作。9.整机采用联锁控制,仅在空纸箱和阵列好的产品均到位后,装箱机才能启动装箱动作。后段设备发生故障时,设备自动停机报警。当垫板储存量少于约40张时,设备自动报警。2.自动整列机构7技术参数和机器的主要配置:1.包装速度:18包/分。2.膜包规格:100*100*150(mm3.设备材质:碳钢机身,表面喷塑烤漆;(与产品直接接触部分为不锈钢4.动力组件:台湾晟邦5.光电组件:欧姆龙组件6.气动组件:SMC7.整机重量:200Kg8.功率:约0.2Kw.9.适用气源:6Kg/cm210.适用电源:220V,50Hz特点:1.此设备包括驱动及框架组件、小料槽组件、推面运动组件、导向机构组件,小料槽组件、推面运动组件、导向机构组件分别安装在整列装置的框架组件上;整列装置与间隙输送填充装置相连。2.与产品直接接触部分采用不锈钢制作,表面光滑无毛刺,收集系统档板部分由304不锈钢制作,表面光滑无毛刺。避免将膜包好的产品划破损毁。3.分道器采用无注油气缸传动结构,性能稳定,不会出现油污污染。3.自动开箱机技术参数和机器的主要配置:1.机械尺寸:详见CAD图纸2.包装速度:每分钟6个纸箱83.纸箱:内尺寸470*220*330(mm;3层瓦楞机用箱,纸板厚度约3mm.4.封箱胶带:胶带纸芯内径76mm,外径260mm.宽度75mm.5.动力组件:台湾晟邦6.光电组件:日本欧姆龙组件7.气动组件:日本SMC/台湾气立可8.PLC:日本欧姆龙9.整机重量:约290Kg10.功率:0.4Kw.11.适用气源:6Kg/cm212.适用电源:220V,50Hz.13.开箱合格率:98%。14.2%失败率由于以下情况造成:1.现场气源稳定性。2.纸箱放置状态不正确。3.纸箱制作过程中产生的国标尺寸以上的误差或者胶液溢出粘结。4.纸箱制作过程中由于毛边产生的纸箱折页间相互挂连。5.纸箱表面破损不完整。6.纸箱折页和压痕不符合机用箱标准。特点:1.折叠抓起式:自动纠正直角度,准确无误地将箱子推开2.紧凑的设计:安装便捷简单,维护方便。3.简单供箱装置:大小纸箱,准确地将箱子放入。94.胶带粘接底部:清洁,准确,轻触。5.报警装置:当设备检测系统检测到纸箱余量≦10个;胶带余量≤90~100米时;设备自动报警(三色灯和蜂鸣报警。当纸箱或胶带余量为零时,设备自动停机,并将停机信号发送至总控系统。4.自动封箱机技术参数和机器的主要配置:1.机械尺寸:详见CAD图纸2.包装速度:18m/min3.封箱胶带:胶带纸芯内径为76mm,外径为260mm,胶带宽度为75mm.4.使用气源:6kg/cm25.机械重量:约180kgs6.纸箱:内尺寸470*220*330(mm;3层瓦楞机用箱,纸板厚度约3mm.7.使用电源:220V,50/60Hz8.动力组件:台湾晟邦9.光电组件:日本欧姆龙组件10.电气组件:日本OMRON11.皮带:德国西格林12.气动组件:日本SMC13.触动开关:日本欧姆龙14.当纸箱封箱出现卡箱情况时,设备自动报警停机,并将停机信号传输至总控系统。特点:1.纸箱上盖自动折入,平稳顺畅,封箱作业一气呵成,美观省力,配合自动化包装系统使用。2.新型专利贴带器,不用鼓风机吹挺胶带,利用专利之压片装置,使胶带挺立不弯下而10造成不能粘贴,德国进口刀片。3.左右皮带传动,主传动机构使用特殊培林座高精密、低噪音,增加皮带使用寿命。4.报警装置:当设备检测系统检测到胶带余量≤90~100米时;设备自动报警(三色灯和蜂鸣报警。当胶带余量为零时,设备自动停机,并将停机信号发送至总控系统。5.在线捆扎机技术参数和机器的主要配置:1.机械尺寸:详见CAD图纸2.包装速度:2.5S/道3.捆扎带:宽12mm;厚0.6mm,4.捆紧力:5-80kg可调5.机械重量:280kgs6.适用纸箱:内尺寸470*220*330(mm;3层瓦楞机用箱,纸板厚度约3mm.7.使用电源:220V,50Hz8.动力组件:台湾晟邦9.光电组件:日本欧姆龙组件10.设备材质:机架采用型钢焊接,表面喷塑烤漆处理。特点:1.采用了前后动力滚轮装置,实现了无人化全自动。2.采用了MULTI—POLY皮带,有效解决了偏心问题,大大延长了皮带的寿命。3.动力滚轮采用马达带动,工作台面各自分开的工作方式,更加方便日常维修,机芯和标准型通用,确保了维修的方便和快捷。4.动力滚轮的驱动部分采用了CE规格(欧洲安全规格提高了安全性。5.采用了TAPINGM/C,FLAPFOLDER等进行连接。用低成本投资取得了最大的效果。116.报警停机:当出现打包带送带不到位、卡带、打包带用完的故障时,设备自动报警(三色灯和蜂鸣器停机,并将停机信号传输至总控系统。6.辊筒输送机技术参数和机器的主要配置1.机械尺寸:详见图纸2.输送速度:10米/分3.使用电源:220V/,50/60Hz;4.动力组件:台湾晟邦马达5.光电开关:日本欧姆龙6.辊筒材质:Φ=50mm,双排链镀锌辊筒。7.机架材质:碳钢焊接,表面喷塑烤漆。8.转向装置:采用尼龙滚轮阻挡转向,后段采用气缸驱动档板阻挡定位校正。9.排除装置:与检测机构联动,气缸驱动不锈钢档板将不合格产品排除。是否执行剔除动作的信号由甲方提供。(装箱机处药监码扫描的排除由人工执行。产品特点:辊筒输送线是常见的连续输送设备,由于其在输送成件物品时所具有的明显优点,使它不仅可以连接生产工艺过程,而且可以直接参与生产工艺过程,因而在电子、电器、医药、化工、五金、食品、饮料、纺织、建材业和各类物流输送中,尤其是在各种加工、装配、包装、储藏等流水线中得到了广泛的应用。7.纸箱皮带输送机技术参数和机器的主要配置1.机械尺寸:详见图纸122.输送速度:6米/分3.使用电源:220V/,50/60Hz;4.动力组件:台湾晟邦马达5.皮带:草绿色PVC皮带,厚度为3mm。6.光电开关:日本欧姆龙7.机架材质:碳钢焊接,表面喷塑烤漆。8.定位装置:气缸驱动不锈钢档板导正方向,对纸箱两侧逐一进行定位打码操作。中间过渡平稳。定位机构可调,满足与喷码头与纸箱距离≦3mm。产品特点:采用双向涨紧和托板+辊筒的支撑方式,保证产品在输送过程中不会出现倾斜和抖动的情况。从而确保药监码喷印质量。8.膜包皮带输送机技术参数和机器的主要配置1.机械尺寸:详见图纸2.输送速度:6米/分3.使用电源:220V/,50/60Hz;4.动力组件:台湾晟邦马达5.皮带:白色PVC皮带,厚度为3mm.6.光电开关:日本欧姆龙7.机架材质:不锈钢焊接,表面光滑无毛刺。8.转向装置:采用气缸驱动不锈钢板侧推转向。9.此套设备共计2段。电气规划131、总控制箱控制箱外壳2.0T钢板,表面烤漆,并增附100mm高分离式型底座。控制内设散热风扇,日光灯插座(AC220V。操作面板采用人机界面(HMI。控制箱内预留10%空间,以利其他元件扩充。控制表面喷塑烤漆,喷涂颜色为电脑白。2、系统配线配管线:全线设线槽,动力和控制线分开,出线槽以软管保护。配线:配线均标明线号,线端使用端子压接。接线端子台,控制箱内预留10%空间。气管颜色为蓝色PU管,扎线扎带为白色尼龙扎带,线管颜色为黑色。3.自动化系统控制电器主要品牌PLC:欧姆龙人机界面:台湾威伦(7寸光电开关、限位开关:日本欧姆龙接触器、过载继电器、断路器:施耐德4.程序软件设计系统根据控制流程及工艺流程配有一个主控柜和子站箱,主控柜与子站箱、变频器、故障显示屏、自动开箱机、自动装箱机、自动封箱机、自动打包机、各段输送机机及前段设备之间分别采用总线连接。4.1其它说明1所有设备与地面接触部分均与地面连接固定(即地脚需用使用膨胀螺丝固定。2所有设备均需接地。所有电线接头均采用端子接头,保证线路安全、整洁、美观。143所有有可能出现人身伤害的位置均有危险标识,安装保护措施。保障人生安全。4所有设备出现故障时声光报警装置、设备停机装置。5在安装现场,需方只需将电源、气源供应至供方总控柜即可。4.2电器控制系统及联锁信号以上设备都是单机设备,为了达到连线生产的目的,各台单机设备通过电器总控连成一体,组成自动化生产流水线。各台单机的工作情况,通过光电开关、传感器、PLC、数据连接线将各台单机的实际工作情况传输到总控制柜。总控柜根据接收到的信号,作出判断,再将对应的指令发送给各台单机。单机再根据接收到的指令作出响应。当其中任意一台单机设备出现故障或运行不正常的情况时,整条生长线将自动全线停机,并声光报警通知维护人员。维护人员排除故障后,整线恢复联动生产。当单台设备出现缺料时,比如纸箱缺料、胶带缺料等情况,整线也会发出声光报警并自动停机。提示维护人员更换相应的耗材。所有可能出现危险的部分,都设有危险标识、安装有安全防护罩。当人工打开防护罩时,设备自动停机。4.3“整体配套设备”向上游包装设备输出4.4报警类型1516动画监测示例:动画监测画面一动画监测画面二动画监视总控制柜画面三动画监视码垛机画面四设备故障显示包装车间故障模式:如果包装车间的设备出现故障,中控会自动报警,并且提醒使用前面预留的包装设备。液晶器显示设备出现故障的位置,方便设备的维修。设备动作软件监控设备图1设备动作软件监控设备图2随机配件清单17随机专用工具清单质量保证及售后服务1、工程承包质量保证措施(1方案设计完成后交由用户进行审查,并根据双方所商定的技术条款,签订技术协议18书和平面图,结构图,作为将来设计、制造及实施的依据,主要外构件型号、参数和生产厂家,供用户审查。(2在制造中对产品质量(部件制造,外购采购件进行严格的质量管理和监督;(3在设备运输至需方厂家,运输方式为汽运,包装箱牢固可靠,适于长途运输,防潮、防锈、防振、防变形、防粗暴装卸,适于用于汽运和各部吊装,包装箱符合环保要求。(4在用户现场总体安装全过程中,我公司将全面负责施工技术,施工质量,施工进度和施工安全等管理工作,随时与用户保持密切配合;(5在调试前,由我司有关技术人员对用户操作人员,维修人员按操作说明书进行讲解;在调试后进行操作、维修培训,能达到使用户独立操作要求。2、工程质量承诺(1本工程是非标产品,我司必须严格执行双方所签订的技术协议,在制造过程中,严格把好质量关,发现问题及时修正。(2设备制造完毕后,在我司组织预装,请用户到我司进行设备预验收,对发现达不到双方所签订技术协议和合同约定标准,我司保证在规定期限内返修整改,直到符合要求,并承担全部费用。3、售后维修服务承诺(1该套设备安装、调试验收后,我司技术人员跟班免费服务三天,以确保设备在试运行中的顺利进行;(2该设备自验收即日起,保修期为壹年;在保修期内因设计、制造、安装的质量问题造成的故障,由我司负责及时无偿维修,调换;(3在接到用户需要服务信息后,在24小时内到达现场进行问题的处理,并对维修情况进行详细记录;(4因用户使用不当造成的故障,我司同样协助用户解决,只收工本费;保修期满后,我司实施终身低收费维修和提供备件;19(5我司将不定期对用户进行访问和信访,认真听取用户对我司产品使用情况及服务方面的意见和建议,以便提高我们的产品和售后服务质量,更好地为广大用户服务。以下无正文。甲方联系人:甲方联系:乙方联系人:乙方联系:甲方:乙方:签字:签字:日期:日期:20食品和药品包装用复合膜、袋标准及其检测广州市冠誉铝箔包装材料廖启忠目前药品包装用复合膜、袋有行业标准YBB00132002《药品包装用复合膜袋通则》、YBB00172002《聚酯/铝/聚乙烯药品包装用复合膜、袋》、YBB00182002《聚酯/低密度聚乙烯药品包装用复合膜、袋》、YBB00192002《双向拉伸聚丙烯/低密度聚乙烯药品包装用复合膜、袋》,相关的行业标准、国家标准和外国标准有YBB00142002《药品包装材料与药品相溶性试验指导试验指导原则》、GB/T10005-1998《双向拉伸聚丙烯(BOPP/低密度聚乙烯(LDPE复合膜、袋》、GB/T10004-1998《耐蒸煮复合膜、袋》、JISZ1707-1995《食品包装用塑料膜》。药品包装用复合膜、袋的性能指标主要有:外观尺寸、密封阻隔性能、机械性能、卫生性能和其它特种性能等五大类。一、外观外观一般不允许有穿孔、异物、异味、粘连、复合层间分离及明显的损伤、气泡、皱纹、脏污等缺陷,复合袋的热封部位还应平整,无虚封。对于印刷的文字和图案应清晰,完整,色彩均匀,无明显色差。套印精度一般用精度为0.1mm的20倍刻度放大镜检验不0.5mm。印刷质量详细的标准及检测可参考GB/T7707-1987《凹版装潢印刷品》。对于卷膜还应紧实,卷面不允许有明显突起和凹陷的暴筋,卷膜两端应平整,端面不平整度一般不得超过2mm。外观检验一般以目测为主,其质量标准不同厂家有较大差异。二、尺寸偏差一般袋的长度和宽度允许有±1.5mm的偏差,偏差太大会影响袋的容积,瓶盖用封口膜由于要放置在瓶盖内其尺寸精度要求较高,一般允许偏差不超过±2%。厚度偏差及平均厚度偏差一般要求不超过±10%,制袋产品,热封宽度也不能偏差过大,热封边的大小不仅会影响袋的强度,还会影响其容积,一般要求热封边的宽度偏差不超过20%作为袋,还有一个要控制的尺寸是热封边与袋边的距离,一般不超过4mm,最好有控制在3mm以内,过大会影响袋的容积,可能装不下被包装物。尺寸偏差中厚度的测量应用精度为0.001mm的测厚仪或螺旋测微器,具体要求标准可参照GB/T6672-1986《塑料薄膜和薄片的厚度测定,机械测量法》,其他尺寸的测量根据精度的要求可用游标卡尺或钢尺。三、水蒸气透过率药品包装与普通食品包装不一样,药品包装一般对水蒸气阻隔性要求较高,而食品包装对氧气阻隔性要求较高,水蒸气透过率是药品包装用复合膜、袋、管和封口膜的最重要阻隔性能,它的大小直接决定了药品的保质期。水蒸气透过率(WVT是指在规定的温度、相对湿度、一定的水蒸气压差的条件下,1m2的试样在24小时内透过的水蒸气量,其单位为g/m2。目前国内外常用的水蒸气透过率的测试方法见表2,从检测原理上来分主要有称重法和红外检定法两类。表2水蒸汽渗透性的测试方法1称重法的原理是先将一定的干燥剂(一般用无水氯化钙放入透湿杯中,在透湿杯放上被检测的薄膜,并用蜡密封,使透湿杯内形成一个封闭的空间,将透湿杯放入恒温恒湿的环境中,水蒸气透过测试材料后被干燥剂吸收,以适当的时间间隔称量透湿杯的增重,从而计算出水蒸气的透过率。作为透湿杯的发展变形,容器可以是袋、瓶或其它一些容器。称重量法具有简单、方便以及仪器设备价格低廉等优点。我国的GB/T1037-1998《塑料薄膜和片材透水蒸汽性试验方法杯式法》、GB/T16928-1997《包装材料试验方法透湿率》、GB/T6981-1986《硬包装容器透湿度试验方法》、GB/T6982-1986《软包装容器透湿度试验方法》都是采用称重法。但我们从其实验设计和实践中都可以发现称重法具有如下明显的缺点:①称重法无法在一个稳定的状态下进行实验。本来水蒸汽的透过是在一个渗透的平衡状态下测定的,扩散和渗透从一个非平衡态到一个平衡态需要一定的时间,这就是我们所说的平衡时间。而有些方法(如GB/T1037-1988的试样是在23℃的绝对干燥条件下平衡30min后进行称量的,这必然会破坏原来测试条件下的扩散和渗透平衡,从而影响实验结果的准确性。GB/T16928-1997虽然已注意到了这一问题,规定“称量最好在试验环境中进行,否则称量时间不能超过30秒”,但在实际操作中,很少把高精度的天平放在38℃,相对湿度90%的条件下使用,称量时间不超过30秒,更是很难做到的事。②重复性差。称重法(特别是杯式法测试过程中环节很多,操作人员的试样制备习惯、称量习惯都对实验结果产生很大的影响,因而实验的重复性较差。③可靠性差。称重法中的杯式法用密封蜡密封,密封蜡的组成和其质量对实验结果有较大影响,一方面密封蜡若质量不好,容易在密封时产生微泄漏,从而产生误差,另一方面,密封蜡在38℃的条件下,存放长时间会引起重量变化,GB/T1037-1987虽然也考虑到了这方面的问题,并规定“密封蜡应在38℃,相对湿度90%条件下暴露不会软化变形,若暴露面积为50cm2,则24h内质量变化不能超过1mg”。单从这一句话中我们就可以明显看出该法的检验精度不可能高于0.2g/m2²24h。④测量时间长。由于称重法的准确度和精密度较差,重量法一般需要很长的检测时间,其检测时间是红外检定法的20倍,一般3g/m2²24h的包装材料需要约10天的检测时间。⑤精度低,适用范围窄。正因为称重法(特别是其中的杯式法的测量误差较大,因而一些标准(如ISO2528-1995、GB/T16928-1997明确规定透湿率小于1g/m2²24h的包装材料的检测不适用于杯式称重法。红外检定法的原理是用试验薄膜隔成两个独立的气流系统,一侧为具有稳定相对湿度的氮气流,另一侧为绝对干燥的氮气气流,水蒸气从潮湿的氮气流一侧透过薄膜到达干燥的氮气流,并随着干燥的氮气流流向红外检定传感器,测量出氮气中水蒸汽的含量,进而得出水蒸汽透过率。红外检定法在整个实验过程中全自动测定,不破坏扩散和渗透的平衡,因而其结果准确可靠,同时由于红外检定法其检测传感器的高敏灵度,因而可以在短时间内测量高阻隔性的材料。红外检定法测试仪器的检测精度一般可达到材料为0.005g/m2²24h,包装件为0.000052g/24h,红外检定法的精度是称重法的100倍。我国现有的水蒸汽透过率检测仪器,有称重法、电解传感器、湿度传感器和红外检定法,早期国家标准仅有称重法。对于水蒸汽透过率较大的包装材料可以用杯式称重法,即GB/T1037-1988,对于水蒸汽透过率较小,而双可热封的材料,可用成袋的称重法,即GB/T16928-1997的B法;对于水蒸气透过量较小,且不可热封的材料或结构中含有吸湿性较大的材料(如纸、玻璃纸、尼龙等时一般应以电解传感器法、湿度传感器法和红外检定法为宜。电解传感器法、湿度传感器法和红外检定法试验重复性好、精度高、适应材料广,当对包装材料的透湿性能有较高要求,或需对材料透湿性作精密测量时,建议采用电解传感器法、湿度传感器法和红外检定法来测量。可惜的是2021年我国才有电解传感器法,湿度传感器法和红外检定法国家标准目前还在审定阶段。3在包装水蒸气透过量检测过程中应还注意如下问题,①渗透率这一概念是在薄膜符合FicRian定律条下得出的,但水蒸气的渗透过程中,会与不少聚合物发生这样那样的相互作用,一般属于非FicRian定律型扩散。因而在实验结果的推导运用时应特别注意这点。②对于复合材料其结构不一定对称,因而存在试样的正反两面问题,某些复合膜材料其正反两面检测出的水蒸气透过率差异很大,不能忽视这一细节问题,也不能简单地取正、反两面的平均值作为测试结果,应根据实际的使用而定。③对于吸附性和吸湿性较大的包装材料,在试验过程中还应考虑其吸附和脱附对实验结果的影响。同时吸附性包装材料其平衡时间一般较长,而且不少材料其平衡态的状况不但与平衡时的环境有关,而且还与过程有关。④应高度重视检测过程中的泄漏问题,任何实验得出的水蒸气透过率都是渗透和泄漏的总和,只有泄漏在可以相对忽略不计的条件下,所测得的水蒸了透过率才是准确的。操作的细节和一些辅助材料(如密封蜡、真空脂等的质量都对实验结果有很大影响。四、气体透过率气体透过量一般以对包装物影响较大的氧气作为代表,如果包装的药品对氧气敏感如:(易氧化或药品具有芳香类挥发物时,就必须选择具有良好的阻气性包装材料。氧气透过率(OTR是指在规定的温度和湿度条件下,一定压差的氧气在24小时内透过1m2的测试样品的气体体积(换算成下相当于1个大气压的体积其单位为(cm3/cm2、24h、0.1mp。目前国内外常用的气体渗透性的测试方法见表1,从测试原理来分有压差法和等差法(库伦计检测法两类。4压差法的测定原理是用试验薄膜隔成两个独立的空间,将其中一侧(高压室充入测定用气体,而另一侧(低压室抽真空,这样在试样两侧就产生了一定的压差,高压室的气体就会通过薄膜渗透到低压室,通过测量低压室的压力或体积变化就可以得出气体的渗透率。压差法具有简单的、方便、可以测定各种气体,以及仪器设备价格较低等优点。我国早期的气体透过率国家标准GB/T1038-2000就是采用了压差法,我国目前企业和事业单位所使用的气体透过率测试仪器也基本上是压差法的仪器。但我们从实验原理和仪器的使用实践中都可以发现压差法具有如下的缺点:①压差法的测试条件为:高压室的扩散剂是绝对干燥的气体。实验中的相对湿度RH=0%,而许多包装在使用中,环境的相对湿度并非为RH=0%,有些材料(如PA、EVOH等的气体透过率还与环境的湿度有很大的关系。②压差法的测试条件为中低压室是真空。在实际包装中仅真空包装符合这种条件,常见的包装内外压力是基本相等的。同时该测试结果是气体分子在气压差和浓度差的双重作用下透过试验薄膜的,因而测量结果常常偏大。③压差法的测试过程中材料的两侧存在压差,这会破坏某些较为脆弱的材料的结构,生产小的裂纹,针孔等缺陷,压差的存在还会使材料产生形变,使材料厚度变薄,透气面积增大,从而影响实验结果;测试过程中压差的存在,不利于试样的固定和密封,容易产生泄漏,而外界气体进入系统的低压室,检测系统又不能进行识别;试验材料两侧存在压差,因而在试验过程中的试样是要受外力的状态下进行测试的,材料的受力状态会改变材料的一些微观结构,因而会对材料的阻隔性能有一定的影响,目前的研究报告表明,压差法的测试过程中材料的两侧压差会对试验结果有较大影响,压差增加气体透过率会增大。④压差法由于其检测手段的局限性,一般不能检测包装件的透气性,而包装件透气性对于评价包装的密闭是最可靠的。有研究报告表明,包装件与包装材料是两个不同的概念。包装件存在热封边的渗透问题,一般复合材料热封边的渗透是可以忽略的,但对于纯铝复合膜这样的高阻隔性材料是不能忽略的,应考虑包装袋热封边的渗透。同时包装材料在其成型、充填、热封、杀菌以及贮存、运输、销售等过程中,材料的阻隔性能也会发生变化。⑤压差法由于其实验方法的局限性,仪器的精度较低,目前该类仪器最好的也不过0.1ml/m2²24h²1atm,而且在低透过量的条件下,实验的重复性较差。等差法氧气透过率测试仪的原理是用试验膜隔成两个独立的气流系统,一侧为流动的待测气体(可以是纯氧气或含氧气的混合气体,可以设定相对湿度,另一侧为流动的具有稳定相对湿度的氮气。试样两边的总气压相等,但氧气的分压不同,在氧气的浓度差作用下,氧气透过薄膜。通过薄膜的氧气在氮气流的载运下送至库伦传感器中,库伦传感器能精确地测量出气流中所含的氧气量,从而计算出材料的氧气透过率。等差法氧气透过率测试仪可以控制不同的湿度、温度及不同氧含量的气体等测试条件,能更有效地模拟包装在实际的使用条件,测试过程中试样两侧压力相同,有利于减少试验过程中的泄漏和对试样的破坏,由于等差法氧气透过率测试仪能准确测定透过气体中氧气的成份,因而测试结果更准确、可靠。等差法氧气透过率测试仪由于其设计的合理及检测探头的高灵敏度,其检测精度相当高,检测最低量一般可达到薄膜为:0.01ml/m2²24h²1atm,包装件为:0.001ml/24h²1atm。对于高精度的检测仪则检测最低量可达到薄膜为:0.001ml/m2²24h²1atm,5包装件为0.000005ml/24h²1atm,其精度比压差法高。当然该仪器也有缺点,就是只能检测氧气的透过率,不能检测其它气体的透过率,而且价格较贵生产厂家不多,同时其检测探头使用寿命不长,对于高氧气透过率的材料,测试过程中对检测探头的寿命影响较大,试验成本较高。目前我国所使用的氧气透过率检测仪器压差法的居多,压差法的氧气透过率检测仪器在1998年以前基本上都是日本东洋精机的产品,1998年后以德国Brugger公司和济南兰光机电技术的产品为主。2005年GB/T19789-2005《包装材料塑料薄膜和薄片氧化透过性试验—库伦计检测法》发布后,检测单位开始购买库伦计检测法氧气透过率检测仪器,2006年济南兰光机电技术也研制了国产的等差法氧气透过率检测仪器。目前我国所使用的氧气透过率检测仪器主要是美国mocon公司为主,还有少量的美国Illinois公司、济南兰光机电技术和台湾台湾甫恩企业的产品。在包装材料的氧气透过率的检测过程中应注意如下问题:①含铝箔的高阻隔性材料一般的氧气透过率小于0.1cm3/(m2.24h.0.1MPa,应于使用精度高于0.1ml/m2²24h²1atm的氧气透过率测试仪进行测试。②与水蒸气透过率相似,对于结构不对称的包装材料,存在正反面的问题,有些复合材料其正反面的氧气透过率测量结果差异很大,甚至可以达到1倍之差。③有些复合包装材料的氧气透过率还与环境的相对湿度有关,这时在检测过程以及检测结果的运用中,应充分考虑到湿度对氧气透过率的影响,而不是仅考虑温度的影响。五、剥离强度复合包装材料是由多层材料复合而成的。复合材料中各层之间的粘合力的强弱用剥离强度来进行评估,剥离强度是复合材料的最重要质量指示之一。剥离试验一般有T型剥离(90度剥离和180度剥离两种,剥离的角度和剥离的速度以及环境的温度都将影响试验的结果,作为复合软包装材料一般用T型剥离。剥离试验设备采用一般的拉力试验机即可,具体的规定可参照GB/T8808-1988《软质复合塑料材料剥离试验方法》。在剥离强度的实际检测中,由于粘合剂或其它材料在生产过程中存在一些定向,因而其纵向和横向的剥离强度可能不一样。在剥离试验中无法预剥离,则注明无法剥离,若在剥离试验中把基材拉断,则应注明为基材拉断。剥离速度影响剥离强度的检测结果,一般剥离速度加快,剥离强度提高,剥离角度对剥离强度影响很大,因而在实验中应保证剥离角度为90度。剥离强度的试验中应将复合膜预先剥离。由于预先手工剥离不是一件容易的事,许多操作者都采用醋酸乙酯或其它溶剂。甚至某种特殊剥离,来浸泡试样,这样确实较容易预剥离。但应注意,由于渗透作用以及环境中溶剂气体分子的作用,即使是未浸泡部分的复合膜,其剥离强度也将会有所降低。因而使真正实验部分的试样尽量远离溶剂环境,检测远离浸泡部分样品。六、热合强度包装复合膜、袋、管、封口膜,在生产过程中通常是采用热合的方式将要包装的产品密封到一个密闭的环境中。为了保证商品在包装、运输、储存和消费过程中能承受一定的外力,保证商品不开裂、泄漏、达到保护商品的目的,要求封合部位有足够的强度和密封性能。热合强度反映了复合包装材料的各种综合物理机械性能,是包装材料的最重要指标之一。热合是利用外界条件(电加热、高频加热、电磁感应加热、超声波等使塑料薄膜的封口部分变成熔融的流动状态,并借助热合时外界的压力,使两薄膜彼此融合为一体,冷却后保持一定的强度。在进行热合强度检验时,首先是用热合试验机制作热合试样,然后裁取的试样在拉力试验机上检测其热合强度。热合试验机主要有气压式热封试验机和凸轮式热封试验机两种。气压式热合试验机能控制调节热温度、热合时间、热合压力等参数,先进的气压式热合试验机还能同时制得不同热合温度下的热合试样。气压式热合试验机的工作原理是,将压缩空气经精密调压阀,调节成设定压力,当测试验器启动后,气缸在调压后的压缩空气的推动下带着安装有控温装置的热合刀运动,当运动到与待热封材料刚好接触时,触发行程开关,热合时间继电器开始计时工作,时间继电器计时到设定时间时,发出信号,使电磁阀工作,气缸换向,热合刀离开,从而完成了热合过程。气压式热合试验机的热合压力通过调压阀进行调节,一般设计时热合刀的面积与气缸的面积一致。这时,压力表中压力就刚好等于热合压力。热封时间是由时间继电器进行调节,一般可在0.1秒~60秒内调节。热封温度由控温装置调节,一般可在0~400℃调节,为了更准确可靠地测定热合强度,热合下刀(固定热合刀上一般垫上一块耐热硅胶板,而且也能进行加热。凸轮式热封试验机是利用机械凸轮结构来使上热封刀进行运动。其热封时间是靠控制凸轮的转速来进行的,调节范围一般较窄,只有0.2~5秒。其热合压力一般是通过弹簧调节或法码调节,精度较差调节麻烦。一般的热温度为PE:140~170℃,PP:160℃~190℃。压力为0.1~0.3Mpa,时间为0.5~3秒。将热封好的试样,按规定切成适当宽度(一般为15mm的小条,在拉力试验机上测量拉断力。在进行热合强度检测时应注意如下几点:①由于材料的各向异性,纵向与横向的热合强度可能会有差异②不同的材料其热合温度不同,在实验中应根据材料进行调节,选取热封强度较高的温度作为制样温度。③对于已成袋的复合袋,其热合强度的检测可以按QB/T2358-1998《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》的规定进行。④复合包装材料的热合强度主要是由热封基材的性质,复合材料的整体强度以及层与层之间的复合强度决定的。⑤热合强度只是复合包装材料的热合性能的一部分,热合性能还包括低温热封性、热粘强度、抗污染热封性等。⑥若拉断不是在热封处,应注明材料拉断,其所测得的强度为复合材料的拉断力而不是热合强度。七、拉断力和断裂伸长率拉断力和断裂伸长率是由基材所决定的,它反映了复合包装材料的机械强度。用标准裁刀切出标准试样,在试样的长度方向施加为增加的拉伸载荷,使之发生变形直至破坏。使材料破坏所需要的最大拉伸力就是拉断力。在拉断后试样长度的变化用断裂伸长率来表示。拉断力和断裂伸长率的检测可参照GB/T13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》。八、溶剂残留量复合膜在生产过程中的印刷、复合、涂布工序中使用了大量的有机溶剂,如甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、丁酮、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇等。这些溶剂或多或少地残余在复合包装材料中,若含有较高残留溶剂的包装材料用来包装药品、食品和化妆品等,将会危害人们的身体健康,影响食品和药品的口味。个别毒性较大的溶剂(如苯类对人体危害较大,故目前印刷油墨和涂料有向无苯化(即用醇等非苯类溶剂、水性化(用水作溶剂、以及无溶剂化(不含溶剂转化的趋势,而粘合剂又有由酯溶性(用酯类溶剂粘合剂向醇溶性粘合剂、水溶性粘合剂和无溶剂复合等过度。对于在生产过程中使用了有机溶剂的复合膜,应检测其残留在复合膜中的溶剂量。溶剂总量一般要求小于10mg/m2。对于毒性较大的苯类溶剂,一般要求小于3mg/m2。发达国家对卫生性能要求较高,一般要求溶剂总量小于2mg/m2。溶剂残余量的大小与所使用的溶剂种类、所使用的基材性质、油墨和涂料的印刷面积以及烘干的温度、风量、生产速度等有关。溶剂残留量的检测一般采用氢氧焰离子检测型气相色谱仪。试验时采用氮气做载气,柱温控制在70℃~90℃。检测室的温度控制在90℃~150℃。按生产实际使用的溶剂取各标准溶剂样品,分别取0.5μL、1μL、2μL、3μL、4μL样品,换算成质量。将样品分别注入用橡胶塞密封好已在约80℃条件下,预热过的洁净约500ml三角烧瓶中,送入(80±2℃的烘箱中加热30min后,迅速地用已在约80℃预热好的进样器取1ml瓶中气体,注入色谱仪中进行测定,以其峰总面积和对应的样品质量为坐标绘出标准曲线。裁取0.2m2样品,将其迅速裁成约10mm³30mm的碎片,放入洁净的已在约80℃条件下预热过的500mt三角烘瓶中,用橡胶塞密封好后和进样器一起送入(80±2℃烘箱中,加热30mm后,迅速用预热好的进样器取1mt瓶中气体注入色谱仪中进行测定,以其峰总面积值在标准曲线上查出对应的溶剂的残留量,试验结果以mg/m2表示。在溶剂残留量的检测过程中应注意试样切成的碎片的大小,烘烤的温度和时间对检测结果有很大影响,表印产品由于其溶剂比较容易在加热过程中散出,因而一般所测得的溶剂残留量也比里印产品大。2004年发布的国家药品包装容器(材料方法标准YBB00312004《包装材料溶剂残留量测定法》,样品的取用面积和玻璃瓶规格、加热温度和时间的选择参照DINEN13628-1:2003-01,按内表面积3~5cm2/ml,的比例取样(不将试样切成碎片,置于适宜体积的玻璃容器内,密闭。样品的预处理方式是参照BS6455-1984的规定,与YBB00132002《药用包装复合膜、袋通则》的样品预处理方式比较,采用直接放置的方式,可避免因裁剪样品大小的差异对结果造成影响。YBB00312004《包装材料溶剂残留量测定法》的加热温度和时间为100℃、60分钟,而YBB00132002《药用包装复合膜、袋通则》的加热温度和时间为80℃、30分钟(与食品包装一致。在溶剂残留量的检测过程有些使用500ml三角烧瓶来提取残留溶剂样本,采用手工进样,也有使用20ml的气相色谱仪顶空瓶自动提取残留溶剂样本,采用自动进样的。实践证明,采用手工进样和自动进样的检测结果有一定差异,同一产品不同检测单位的溶剂残留量的检测结果也有较大差异,这可能与取样和操作习惯有关。九、耐压性能为了保证包装在流通过程中不至压坏,要进行耐压强度试验。包装袋的耐压试验装置如下图,上下有两个加压板,在加压板中间放置包装袋,上加压板上放上荷重,加压板靠近袋的表面要平整、光滑,并且其面积应大于试验袋,放上荷重后,加压板不变形,试验过程中上下加压板要始终保持水平,加压方式可以是法码、杆杆式或气压式,加压的大小根据袋的大小及要求而定,一般的规定如下表。12341-砝码;2-上加压板;3-试验袋;4-托板耐压试验装置十、渗漏检测复合膜、袋在生产过程中由于众多因素的影响,可能会产生漏封、压穿或材料本身的裂缝、微孔,形成的内外连通的小孔。这些渗漏将对包装内容物产生很不利的影响。目前国内外包装气密性测试方法主要有如下:渗漏的检测方法目前主要有:真空法、打压法、着色液浸透法三类。①真空法这种方法适合于含气量较多的包装袋,但不适用于含纸等在水的作用下其强度会明显下降的包装材料。其试验装置如下图,它主要由透明耐压溶器、样品架以及真空系统组成。在试验袋中,试验袋瓶或管中装上实际内容物或类似内容物,封好放入样品架中,试验时先在透明的耐压容器中放入适当的水或有色溶液,将放有试验品的样品架完全浸入溶液,固定好样品架盖上容器,开始抽真空,在一定的真空度下,保持一定的时间,观察试验袋中有无气泡冒出,试验完后打开试验样品观察有无渗水现象。图2真空法渗漏的检测②打压法打压法一般有分普通打压法和仪器检测打压法,普通打压法一般用于复合管的检验。将封好尾部的复合软管的管口接上压缩空气进行充气,保持0.1~0.2MPa的压力,放入水中观察,视接缝处、注头处和焊尾处等有无气泡产生。对于复合袋一般先在袋上粘上一小快橡胶片,然后用小针头穿刺橡胶和复合袋向袋内充气,保持一定的压力,放入水中观察,有无气泡产生。仪器检测打压法是采用一种专用的密封性测试仪,在包装内部充入气体直到规定压力,并保持一定时间。通过精密测量包装内的压力变化,检测其渗漏量。仪器检测打压法一般还可以举行破裂性测试。对密封的包装内不断充气,压力线性增加,直到包装破裂,检测破裂时的压力。③着色液浸透法该法通常用来试验空气含量较少的复合软包装袋的渗漏或针孔。其方法是将加有表面活性剂的有色溶液加入袋中,密封后将袋子平放在滤纸上,停放一定的时间观察滤纸上和袋的封口处是否有色液。然后将袋子反过来再测试。为了更可靠,可以在袋上加上一定负荷(类似耐压试验。十一、摩擦系数摩擦系数分为静摩擦系数和动摩擦系数,通过摩擦系数检测仪或在电子拉力机上安装摩擦系数检测机构都可进行检测。摩擦系数的检测方法可按GB10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》。摩擦系数影响包装材料在包装过程中的上机性能,包装过程中的摩擦系数常常既是拖动力又是阻力,因而其大小应控制在适当的范围内,自动包装用卷材,一般要求有较小的内层摩擦系数和合适的外层摩擦系数。外层摩擦系数太大,会引起包装过程中阻力过大,引起材料拉伸变形,若太小可能又会引起拖动机构打滑,造成电眼跟踪和切断定位不准。内层摩擦系数有时也不能太小,有些包装机内层摩擦系数太小时会造成制袋成型时叠料不稳定,产生错边。对于药品条形包装用复合膜,内层摩擦系数太小还可能会引起下料的片剂或胶囊打滑,造成下料定位不准。在摩擦系数的检测和应用过程中应注意如下几点:①包装材料与不同物体接触时其摩擦系数是不同的,同一包装材料的内表面和外表面其摩擦系数也不一样。但我们日常工作中一般只检测复合膜的热封层与热封层的摩擦系数,除袋的开口性外,对于自动包装用的卷材,影响复合膜卷材使用的主要是内、外层材料与包装机的导辊及成型料斗之间的摩擦系数。特别是复合膜的内层材料与成型料斗(一般为不锈钢的摩擦系数。复合膜的内层之间的摩擦系数与复合膜内层与不锈钢之间的摩擦系数并无必然的关系。我们还应检测复合膜与不锈钢的摩擦系数来了解复合膜的上机性能。②温度对摩擦系数的影响较大,温度对不同包装材料的摩擦系数的影响不同,但我们日常工作中一般只检测内层材料在标准环境(23℃±2℃,RH50%±5%下的摩擦系数,在包装过程中,复合膜在成型料斗位置的温度一般为50℃-65℃,我们还应检测复合膜在不同温度下的摩擦系数来判断复合膜的上机性能。③摩擦系数与停放时间有关。复合膜刚出固化室,其摩擦系数一般较大,停放一段时间后,其摩擦系数会降低,最后达到一个平衡值。不同复合膜其达到基本平衡值的时间不同,一般都需要2天以上,GB10006-1988《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》规定摩擦系数检测前平衡16小时有时是不够的。④摩擦系数与空气接触有关。我们在实际检测中一般取卷膜的外面几层样品,而且还停放一定时间再去测量摩擦系数。而实际的产品可能没有与空气充分接触,因而实际使用过程中复合膜的摩擦系数与实验室的检测结果可能会有较大差距,特别是复合膜一出固化室未经放凉后就分切时更明显。实践证明通过复卷(停凉后有利于减小复合膜的摩擦系数,收卷较松的卷膜倾向于较小的摩擦系数。⑤摩擦系数与生产过程有关,原材料的检验结果可能与成品的检测结果有很大差异。同一原材料不同的工艺其成品的摩擦系数不同。生产过程中的停放时间、固化时间、固化温度、电晕处理、收卷松紧、是否进行复卷、使用的粘合剂和油墨等都会影响成品的摩擦系数。⑥我们经常用摩擦系数来衡量袋子的开口性能,其实摩擦系数和开口性仍存在一定差异,同一结构,同一摩擦系数,挺性不同其开口性就不同,同一结构,同一摩擦系数,不同的大小的袋子其开口性也不一样,一般特别小的袋子其开口性要差些。十二、耐热性许多复合膜、袋是通过加热的方式进行封合的,因而必须有足够的耐热性以保证包装材料在包装的热合过程中不变形不起皱。油墨(特别是表印产品不掉色、不变色、涂层不脱落。耐热试验一般用热合试验机,在一定时间、温度和压力下试验,并用目测观察。有一些复合膜、袋还要进行高温灭菌,这时需进行耐蒸煮性能检测。蒸煮根据温度不同又可分为中温121℃蒸煮和高温135℃蒸煮。耐蒸煮性能检测一般在包装袋内分别装入4%HAc、1%硫化钠(Na2S,5%氯化钠(NaCl水溶液及精制植物油,然后进行排气封口,在带反压冷却装置的高压灭菌器中经121℃、40min高温加压杀菌,并在压力保持不变的情况下冷却至40以下取出,开袋后逐个检验。十三、附着力对于表印的复合膜、袋、管、封口膜,其表面层涂料和油墨的附着力是一个很重要的指标,如果附着力差,在包装、运输、销售和使用过程中,可能会出现油墨或涂层脱落现象。附着力的测试一般用胶粘带试验法。将试样平放在玻璃板上,表印层或涂料层向上,将胶粘带拉平,平压在试样的表面上均匀贴好,并用大拇指压实,停放约1分钟后以160℃~180℃方向迅速剥离,观察试样的脱落情况。在附着力的测试中应注意如下几点:①不同的品种和生产厂家的胶粘带对附着力的测试结果有很大影响。②胶粘带的剥离角度对附着力的测试结果有很大影响。③胶粘带的剥离速度对附着力的测试结果有一些影响。④油墨或涂料层的厚度影响胶粘带试验的结果。⑤不能认为在胶粘带试验中不脱落的油墨或涂层,其附着力就很好,因为有些表印油墨和涂料中,加了大量的蜡(石蜡或聚四氟乙烯蜡、硅油或其它防粘材料,使得试验中的胶粘带与油墨层或涂料层不粘(就象不粘锅一样,这时可能油墨层或涂料层的附着力不高,但胶粘带也不能将它们粘脱。因而严格的附着力测试除了观察油墨和涂料是否脱落外,还应留意在测试过程中的剥离力的大小。在软包装材料中与附着力相似的一个测试手段就是用手搓,观察油墨或涂层是否脱落。影响手搓试验中是否掉色的因素有附着力和油墨或涂层的软硬程度。十四、跌落试验跌落试验是考查包装整体(不是单包装材料的抗冲击性能的一种简单方法,测试时在袋或管内填充实际内容物或约二分之一容量的水,在一定高度由水平方向中和垂直方向由下自落,到光滑坚硬的水平面上(如水泥地面观察是否破裂。一般来说填充(如水进行试验时,由于液体能传递压强,因而冲力较大易破裂。不同的产品其跌落性能要求不同,一般的要求如下表。十五、耐折裂性能对于铝箔复合材料,其包装产品的成型、充填、热封、杀菌以及运输和销售过程中可能由于进行多次挤压褶皱,其高阻隔层铝箔产生了折裂或针孔从而严重影响产品的阻隔性能。耐折裂性能也叫抗揉搓性能,美国有专门的标准ASTMF392-2004《柔性阻隔材料扭曲耐久性试验方法》,该标准适用于各种柔