第6章 物流包装技术与装备

第6章物流包装技术与装备1包装的概念、作用和分类1包装材料和包装技术2包装合理化与包装标准3包装设备4本章核心要点26.1包装的概述1.包装的概念国际标准ISO和中国国家标准GB4122—1983《包装通用术语》：包装(packaging)是指为在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助材料的总体名称。包装也是为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助材料的过程中施加一定技术方法等的操作活动。32.包装的功能1.保护货物功能物流系统的设计，四个最易引起货损的原因：振动、碰撞、击穿、挤压防止破损、变形；防止发生化学变化；防止腐朽、霉变、鼠咬虫食；防止异物混入防止丢失、散失2.定量功能3.便利其他物流作业，提高效率功能4.传递信息功能42、包装的分类按照包装在流通中的作用分类

商业包装运输包装按包装适用的广泛性分类

专用包装通用包装按包装容器分类

按包装容器的抗变形能力分为硬包装和软包装两类。按包装容器的形状分为包装袋、包装箱、包装盒、包装瓶、包装罐等。

按包装技术分类

按包装层次及防护要求分为个装、内装、外装三类。按包装的保护技术分为防潮包装、防锈包装、防虫蚀包装、防腐包装、防震包装、危险品包装等。56.2包装材料与包装技术1、包装材料

容器材料、内包装材料、包装用辅助材料（1）木质包装木桶、木箱、胶合板箱，托盘普通：200KG下设垫板：200KG以上66.2包装材料与包装技术1、包装材料

容器材料、内包装材料、包装用辅助材料（1）木质包装（2）纸质包装专用包装纸，如牛皮纸（75克、78克、81克、84克4种规格，特性项目包括抗拉强度、抗裂强度、伸长率、耐水率等。）牛皮纸和塑料薄膜制成复合多层构造，作防潮处理，大型纸袋通常用于水泥、肥料、谷物等粉粒状货物的包装。纸板是以牛皮纸浆、化学纸浆、旧纸浆等为原料制成的厚纸板的总称。根据不同用途纸板可分为瓦楞原纸、白板纸、黄板纸等，其中瓦楞原纸的用途最广泛，产量也最大。76.2包装材料与包装技术1、包装材料

容器材料、内包装材料、包装用辅助材料（1）木质包装（2）纸质包装—/（3）塑料包装单个包装、内包装、外包装聚乙烯塑料袋，可替代20~30KG的纸袋聚乙烯和聚丙烯塑料编织袋（俗称蛇皮袋）可替代包装用麻袋成型容器（塑料箱、罐）替代木箱、玻璃瓶、金属罐、木桶等一般用在食品、饮料等物品的运输和包装方面86.2包装材料与包装技术1、包装材料

容器材料、内包装材料、包装用辅助材料（1）木质包装（2）纸质包装（3）塑料包装（4）金属包装罐和桶用镀锌板制成桶

、罐有方形和圆形两种，主要用于食品、药品、石油类、涂料类和油脂类物品的包装；桶主要用于以石油为主的非腐蚀性半流体、粉末体、固体等物品的包装，容量为20~200升。

96.2包装材料与包装技术1、包装材料

容器材料、内包装材料、包装用辅助材料（1）木质包装（2）纸质包装（3）塑料包装（4）金属包装（5）其他包装草制包装材料：草席、蒲草袋等，防水、防潮能力较差，强度也很低

纤维包装材料：天然生的纤维有黄麻、红麻、麻、罗布麻、棉花等。经工业加工的有合成树脂、玻璃纤维等。陶瓷与玻璃包装材料：耐风化、不变形、耐热、耐酸、耐磨等，可回收复用，降包装成本低，易洗刷、消毒、灭菌。缺点是易碎。适合液体包装。复合包装材料：金属箔和塑料及玻璃纸复合；纸与塑料复合等

绿色包装：环保包装，指包装节省资源，用后可回收利用，焚烧时无毒害气体，填埋时占用耕地少并能生物降解和分解的包装。

10【案例引入】纳米生物学在包装及食品包装机械中的应用

纳米生物学的出现为食品工程的发展提供了一个崭新的平台。纳米技术使基因工程变得更加可控，人们可根据自己的需要，制造多种多样、便于人体吸收的纳米生物“产品”，农、林、牧、副、渔业也可能因此发生深刻变革，人类的食品结构也将随之发生变化。用纳米生物工程、化学工程合成的“食品”将极大丰富食品的数量和种类，与之相适应的包装与食品机械也将应运而生。

由于纳米陶瓷具有良好的耐磨性、较高的强度及较强的韧性，可用于制造刀具、包装和食品机械的密封环、轴承等以提高其耐磨性和耐蚀性。也可用于制作输送机械和沸腾干燥床关键部件的表面涂层。

日本东京已有人在实验室研制成功自洁玻璃和自洁瓷砖。其表面有一层薄纳米TiO2，在光的照射下，任何粘污在表面上的物质，包括油污、细菌，由于纳米TiO2的催化作用，使这些碳氢化合物进一步氧化变成气体或者很容易被擦掉的物质。TiO2可用于制作包装容器、食品机械的箱体和生产车间等。

德国一研究所以纳米硅基陶瓷制成的特种不污染耐磨透明涂料，涂在玻璃、塑料等物体上，具有防污、防尘、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包装和食品机械上与食品直接接触的零部件的表面涂层。11

纳米SiC、Si3N4在较宽的波长范围内对红外线有较强的吸收，可用作红外吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纤维，纳米Si3N4非晶块具有从黄光到近红外光的选择性吸收，也可用于特殊窗口材料，以纳米SiO2做成的光纤对600nm以上波长光的传输损耗小于10dB／km，以纳米SiO2和纳米TiO2制成的微米级厚的多层干涉膜，透光性好而反射红外线能力强，与传统的卤素灯相比，可节省15％的电能。这些特性可用在食品机械的红外干燥和红外杀菌设备上。

经研究证明，将30～40nm的TiO2分散到树脂中制成薄膜，成为对400nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料，可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。纳米SiO2光催化降解有机物水处理技术无二次污染，除净度高，其优点是：1、具有巨大的比表面积，可将有机物最大限度地吸附在其表面；2、具有更强的紫外线吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这对污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持。12介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域引人注目的研究对象，由于这种材料较高的孔隙率（孔洞尺寸为2～50nm）和较高的比表面，因而在吸附、过滤和催化等方面有重要的应用前景。对纯净水、软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。食品机械工作环境恶劣，对润滑剂要求较高，而通常润滑剂易损耗、易污染环境。磁性液体中的磁性颗粒尺寸仅为10nm，因此不会损坏轴承，而基液亦可用润滑油，只要采用合适的磁场就可以将磁性润滑油约束在所需的部位，保证了机器的正常运转。纳米磁致冷工质。磁致冷发展的趋势是由低温向高温发展，构成磁性的纳米团簇，当温度大于15K时，其磁熵变高于GGG（Gd3Ga5012），成为15～30K温区最佳的磁致冷工质。1997年，美国利用自旋系统磁熵变的致冷方式，研制成Cd为磁致冷工质的磁致冷机。它与通常的压缩气体式致冷方式相比较，具有效率高、功耗低、噪声小、体积小、无污染等优点。这为食品冷冻和冷藏设备又开辟了新的途径。13橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑来提高其强度、耐磨性和抗老化性，制品为黑色，不适宜用在食品机械上。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性橡胶各项指标均有大幅度提高，尤其抗老化性能提高3倍，使用寿命长达30年以上，且色彩艳丽，保色效果优异。普通塑料产量大、应用广、价格低，但性能逊于工程塑料，而工程塑料虽性能优越，但价格高，限制了其在包装和食品机械上的大范围应用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改性，达到工程塑料尼龙—6的性能指标，且工艺性能好、成本低，可大量采用。以上仅在几个方面列举了纳米材料在包装与食品机械上的应用，但已充分显示出纳米技术和材料举足轻重的地位。相信在包装与食品工业行业技术人员的努力探索和开发下，纳米材料的明天将更加灿烂夺目。

142、包装技术

销售包装技术和物流包装技术

容器包装技术、标记技术的外包装技术和内包装技术防震包装技术（确定包装材料的种类和厚度）

防锈包装技术（防锈油、气化性防锈剂）防霉包装技术（透湿度低的材料包装、控制包装容器内的湿气，铝箔、塑料薄膜、纸类，干燥剂、干燥机）真空包装与充气包装技术（氮气、二氧化碳等）收缩包装与拉伸包装技术现代集合包装技术危险品包装技术及其他

156.3现代化包装合理化1、包装合理化三要素防止包装不足-强度、材料水平、容器及其层次、成本防止包装过剩从物流管理角度，用科学的方法确定最优包装2、包装合理化的途径包装的轻薄化包装的单纯化包装的标准化包装的机械化、自动化注意与其他环节的配合包装的绿色化16案例分享某民营企业在1998年收购一家生产酱醋调味食品的乡镇集体企业后，组织了对经营性亏损原因的排查，其结果显示，包装管理列在市场营销管理之后，成为亏损的第二大原因。表现为：一是包装成本高。原企业酱醋年产量200万瓶，包装成本高达318万元，平均每瓶包装成本达1.59元，企业全年包装成本约占总销售的45%；二是包装价值低。由于包装装潢设计效果差，包装材质差，导致高质量产品只能低价销售且缺乏竞争力；三是缺乏包装管理。企业没有专人负责包装，把采购包装看成肥缺，轮流坐庄，导致包装采购成本高，在使用包装时没有责任和责任制度，包装损坏现象普遍。经营者在深入分析后，认为：包装管理已成为制约企业发展的“瓶颈”，无论从市场促销角度，还是从企业内部管理角度，都非常明显的反映出包装管理存在一定的问题，同时这也是加强内部管理，提高企业经济效益的重要突破口。经营者下决定狠心抓企业包装管理，采取了3个主要措施。171.建立专门组织体系，统一企业包装管理。该企业设立包装管理小组，由厂长亲任组长，小组成员包括财务、采购、生产和销售部门的人员，这些人员是企业生产经营各个环节的包装管理者。2.制订明确规范的包装管理制度。让每个包装管理者和使用者都有明确的目标和责任，并通过合理的奖励方法，调动企业员工做好包装管理的积极性。3.进行包装装潢的招标设计，提升产品包装价值.企业先后两次公开进行包装的招标设计。第一次包装设计主要是瓶贴和包装箱的设计，改变了产品销售中的包装形象，提高了产品销售价格，有力地促进了销售；第二次包装设计主要是瓶形和瓶盖、瓶胶套的设计，提高了包装使用的便利程度，强化了企业特色产品形象，进一步促进了产品销售。在包装设计之前，产品销售均价只能达到3.50元/瓶，且销售不畅；而重新设计后，产品销售均价达到4.00元/瓶，高档品达到8.00元/瓶，且销售顺畅。186.4包装机械装备1.包装设备概述包装机械是指完成全部或部分包装过程的一类机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，例如：清洗、干燥、杀菌、计量、成型、标记、紧固、多件集合、储装组装、拆卸及其他辅助工序。从广义而言，现代包装机械的含义和领域很广，包括各种自动化和半自动化的包装机、运输包装机械、包装容器的加工机械、装潢印刷机械等。这些相互密切联系的机械设组成了现代化的包装机械体系。192、包装机械的功能1）实现包装机械化和自动化，从而大大提高生产效率例如：一条洗衣粉包装自动线，几个人操作可以替代几百人的工作；某公司生产的啤酒灌装机的生产率高达36000瓶/h(640ml)，这是手工灌装无法比拟的。2）提高包装质量，增强保护内装物的可靠性保证包装质量符合国家标准；计量准确，提高了物品的包装质量并可延长物品的保质期，增强了市场销售的竞争力。203）可以降低包装成本，节省原材料，节约总投资费用例如：棉花、烟草等的松散物品，当采用压缩包装机打包。减少液体物品外涌、粉尘物品飞扬等，防止物品的散失，保护环境，节约原材料，降低成本。4）可以改善工作环境，减轻工人劳动强度，加强劳动保护，防止环境污染例如：粉尘或有毒物品5）可以节约基建投资供给集中化，工序紧凑，充分利用高度空间6）可以促进包装工业的发展213．包装机械的种类⑴包装材料或容器的加工制造机械设备例如：制瓶、制罐机械，塑料容器加工机械等。⑵装潢印刷机械设备包装印刷机械的范围较广，机械种类和型号比较复杂，有制版机械、印刷机械、印后加工机械等。⑶物品包装机械设备物品包装机械设备是指完成全部或部分包装过程的机器。①按包装机械的功能分类我国标准以包装机械物品主要功能的不同作为划分的原则，将包装机械分为12大类，各类包装机械型号，如表5-1所示。222324252627②按包装机械的自动化程度分类a）全自动包装机b）半自动包装机

③按包装物品的类型分类a)专用包装机b)多用包装机c)通用包装机。284、包装机械的特点1）种类繁多例如：颗粒药片包装可以采用热成型一充填一热封口包装机或对塑料瓶采用计数充填机和旋盖机等完成。2）更新换代快3）电动机功率小电动机所需的功率也较小，单机一般为0.2～20kw。4）多功能性目前包装机械大都具有通用性及多功能性。295、包装机械的构成⑴动力部分：包装机械的原动机，由电动机或者附加有液压泵和压缩机的电动机驱动的。⑵输送机构：将包装物品和已经包装好的产品，从一个工位送到另一个工位上，以至最后把包装制品输送入库。

⑶工作机构：工作机构是整个包装机械的核心部分，常采用活动机械构件或机械手来实现，即由机械、电动或气动元件配合起来执行的。⑷控制系统：各机构间的自动循环是由控制系统协调的。控制方法有电控制、气动控制、光电控制和射流控制。⑸机身：是整个机械的刚性骨架，所有的机构或装置都安装在它上面。必须稳固、重心要尽可能低。301．给料装置包装加工过程中，须先将内装物送到机器的料仓中，再借助给料装置，将内装物送往计量装置计量后完成定量包装。⑴重力给料装置防止结拱与搭桥等堵塞现象。⑵振动输送给料装置优点:耗能少，能送高温物品，并可同时进行内装物的分选、定向、冷却或干燥多种作业，能防止尘土飞扬和杂物掺入；缺点:振动噪声大，输送物品有局限性。⑶带式输送给料装置输送散粒物品、块状物品及成件物品;单条输送带、多条输送带组合的、串联或并列组合的等。6.5包装机械常用装置31⑷螺旋输送给料装置松散状态的干燥物品、块状或成件物品。黏性大、温度高的物品不宜用螺旋输送机输送⑸链条输送给料装置。用环形链条作为牵引构件的输送机械，环形链条在驱动装置驱动下连续运行，被输送物品由装在牵引链条上的附件推动或拖曳下前进。普通链条、滚轮链条、长链板链条、平板式链条、推板式链条和链条提升。⑹液态及黏稠性物料输送装置采用泵、管道及阀门等组成的管路系统。液体物料自储藏罐通过泵的抽吸加压，沿输送管道系统输送到包装机的储料箱中，尔后再注入包装容器内。32⑺轮转式给料供料机转鼓式和转盘式两种。转鼓式给料机适用于流动性好的松散粉粒物品给料；转盘给料机适用于干燥的流动好的松散细粒物品给料，在容积计量中得到应用。⑻辊轴式输送装置辊轴式输送装置又称输送辊道；输送辊道按能承受的载荷大小可分为微型、轻型、中型、重型、特重型五种；结构上有单排滚道和多排滚道之分。332．计量装置⑴计量装置量杯计量、转鼓计量、螺杆计量、膛腔式计量等装置。⑵称量装置粉末、细颗粒及不规则的小块等松散物品的包装定量。⑶连续称量等分截取计量装置由称量检测装置（电子秤）、电子调节系统、物品截送装置、供料及其控制系统、等分截取装置等部分组成。适用于松散、散堆密度不稳定，且允许波动幅度较大又无一定规律的物品进行计量包装。⑷规则形体物品的包装计量规则形体的物品包括：香皂、糖果、书籍等。⑸液体物料的包装计量装置液位控制定位法、计量杯定量法和定量泵定量法等来进行包装计量。343．包装容器与包装材料的供给装置⑴刚性包装容器的供给装置用金属薄板、玻璃、陶瓷及塑料等制造的。特点：具有特定的结构形体、刚性强、稳定性好、质地致密、质量较大等，其容器类型有瓶、罐、筒、盒等。刚性包装容器的供给装置系统通常由容器输送装置、定距分隔装置及传送装置等组成。⑵袋类包装容器的供给装置用纸、塑料薄膜、复合材料或纤维织物等制成。特点：包装适应性好、成本低、原材料丰富、废弃包装易于处理等。包装袋结构形式有扁平袋、中式信封袋、枕式袋、圆柱形袋、方柱形袋等。⑶单页包装材料的供给装置裹包方式包装。一般为单页材料，也有卷盘材料。商标、标签、封签等也常为单页式。35⑷卷盘式包装材料的供给装置纸卷、玻璃纸卷、塑料薄膜及复合材料等。缩短辅助工作时间，减少包装工时，提高生产率，降低包装成本，提高包装质量。结构：卷盘包装材料的支承装置、引导装置、牵引输送装置及裁切装置等。定位检测装置和自动控制装置。⑸纸盒和纸箱的供给装置纸盒的制备大多用印有商标及说明图文的薄纸板，经压制折印，裁切而成盒坯，供制盒机或直接供包装机制成包装盒。纸箱的制备是用瓦楞纸板经印刷、压制折印、切坯成箱后再经折合备用。364．充填或灌装装置⑴松散物品的充填和灌装装置重力式适合：液体、粉末、颗粒、固体块状物等。真空自动充填或灌装式借助真空装置的作用使包装装载容器在进行流体物料的充填或灌料时间内，在储料箱与待装料容器内之间存在的压强差作用下，促使流体物料自储料箱通过阀门而灌装到容器中。等压式充填或灌装是指含有溶解气体的饮料食品充填和灌装时，必须先建立储液箱和装料瓶的等压，再进行装料灌注。强制加压式充填或灌装是对牙膏、香脂、果酱等黏稠度高、流动性差的膏状物料，必须采取强制的方法，即施加机械压力进行充填或灌装。⑵装箱包装的装填装置装箱时，内装物的组合视其原包装特性及包装的要求而定。一般而言有重力装填法、机械推送装填法和机械手装填法等几种方式。375．包装件的封口装置⑴刚性容器的封口装置盖或塞等封口元件的供给装置；装载了包装物品的罐、瓶、盒的输送装置；将盖、塞等封口元件加在瓶、罐、盒上以及实现封口连接的装置等组成。⑵袋类容器的包装封口装置袋类容器的封口方式和装置与容器材质直接相关。例如：纸质材料、塑料及有塑料膜层的复合材料制造的袋类。⑶裹包机械装置底部裹包接缝、两端作折叠包封的裹包装置；冲模式折叠裹包装置；折叠成包装盒式裹包装置；卷包式裹包装置；扭接式裹包装置等。38⑷包装盒的封口装置例如：盒盖、盒体分为两件的金属盒；封舌式的纸盒；以热成型或包装过程中成型的塑料盒等。盒的材质与结构不同，封口方式与装置则各异。金属盒封口有扣盖式和旋盖式；热熔性塑料及其复合材料膜片以热成型法制成的盒体与盒盖，可采用扣压盖机械封口或热熔接封口。⑸包装箱的封箱装置木包装箱用钉及金属制件进行封箱；瓦楞纸箱主要应用粘接封箱和捆扎封箱，在纸箱内装入内装物之后，先折合封盖，再进行封箱连接作业。396．转位和定位机械装置⑴转位机械转位机械多采用周期脉动方式进行，周期脉动式多工位自动包装机的转位传送是按照包装加工工艺要求，实现转位-停止-转位-停止的周期脉动规则运动。⑵定位机构定位机构也是多采用周期脉动方式进行，一般是周期脉动式多工位自动工作机。对定位机构设置的要求，首先是定位准确、可靠，确保工作台转位后停在所需位置上。401、填充机械主要用于将包装物料按预定量充填到包装容器内的填充设备。充填液体物品的机器称为灌装机。计数式充填机

将物品按预定数目充填至包装容器内的机器称为计数充填机，按其计数方法不同，有单件计数与多件计数两类。常用多孔转盘对粒状或块状的产品进行定量计数。

容积式充填机

将物品按预定容量充填到包装容器内的机器称为容积式充填机。适合于固体粉料或稠状物体的充填，有量杯式、螺旋式、气流式、柱塞式、计