青梨物流缓冲衬垫的设计

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1、摘 要目前，关于如何减少果品采后损耗已成为全世界农产品业主要关心的问题之一。果品在流通过程中承受着静载、挤压、振动、跌落冲击等多种载荷形式的作用，从而产生机械损伤，机械损伤也是导致果品采后损耗的最主要原因。本文从果品实际运输环境出发，以果品在流通过程中跌落冲击的特性，并以箱装青梨为对象，对梨子在跌落冲击作用下的损伤进行了深入的研究并设计缓冲衬垫，以期代替现有的缓冲衬垫形式。本文将采用用四种不不同缓冲冲结构的的箱装梨梨子分别别在三组组不同高高度进行行跌落试试验。结结果表明明，采用用设计的的包装缓缓冲衬垫垫包装梨梨子时对对其保护护性最好好；同一一试验情情况况下下，包装装箱内梨梨子损伤伤最严重重的总

2、出出现在最最底层，且且损伤体体积由底底层向顶顶层逐渐渐减小；包装箱箱内梨子子的损伤伤随着跌跌落高度度的增加加而增加加，且两两者之间间存在线线性关系系。文中以跌落落试验为为基础，研研究在同同一高度度下无缓缓冲包装装的跌落落损伤和和在现有有缓冲包包装结构构时对箱箱内青梨梨的损伤伤关系。结结果表明明，在有有缓冲包包装的情情况下特特别是在在加衬垫垫和网罩罩情况下下可以大大大减少少因跌落落而造成成箱内青青梨的损损伤，在在此基础础下对、针针对此情情况设计计了一款款缓冲衬衬垫，并并进行了了对比试试验，结结果发现现在设计计的衬垫垫的保护护性能优优于现有有的包装装，虽然然成本略略高于现现有的的的缓冲包包装形式式

3、，但本本设计免免除了网网罩的使使用，更更加有利利于环保保，是未未来绿色色包装的的趋势。关键词：箱箱装梨子子，损伤伤，设计计，缓冲冲包装，衬衬垫ABSTRRACTTAt prreseent, onn hoow tto rreduuce fruuit possthaarveest losssess haas bbecoome onee off thhe oowneers of thee woorldd aggriccultturaal pprodductts cconccernn. FFruiit iin tthe cirrcullatiion proocesss uundeer sstattic

4、 loaad, exttrussionn, vvibrratiion, drrop shoock to thee roole of a vvariietyy off looadiing, reesulltinng iin mmechhaniicall daamagge, mecchannicaal ddamaage is thee frruitt poost-harrvesst llosss iss thhe mmostt immporrtannt rreasson. Frrom fruuitss acctuaal ttrannspoortaatioon eenviironnmennt aan

5、d fruuit in thee ciircuulattionn prroceess of droop iimpaact of thee chharaacteerissticcs, andd too boox mmounntedd grreenn peearss foor tthe objjectt, ppearrs uundeer ddropp immpacct ddamaage carrrieed oout thee inn-deepthh sttudyy annd ddesiign of Cusshioon, in ordder to repplacce tthe noww soome

6、cusshioon iin tthe forrm.This artticlle wwilll usse ffourr diiffeerennt bbufffer strructturee caartoons peaar ddropp teest in thrree diffferrentt heeighhts. Thhe rresuultss shhoweed tthatt ussingg thhe ddesiign of thee paackaaginng ccushhionn itts pprottecttivee paackaaginng ppearrs bbestt; aa boox

7、tthe samme ttestt caase, thhe mmostt seerioous injjuryy off peear apppearr inn thhe bbotttom, annd tthe lessionn voolumme ffromm thhe bbotttom to thee toop lleveel ggradduallly deccreaasess ; thee daamagge oof ppearrs iin tthe boxx wiith thee inncreeasee inn drrop heiightt inncreeasees, andd thheree

8、 iss a linnearr reelattionnshiip bbetwweenn thhe ttwo.To drrop tesst iis bbaseed oon rreseearcch iin tthe samme hhighh deegreee oof ccushhionningg faall injjuryy annd tthe dammagee innsidde tthe Greeen Peaar iin tthe exiistiing buffferr paackaaginng sstruuctuure. Thhe rresuultss shhow thaat tthe buf

9、fferr paackaaginng, esppeciiallly iin tthe casse oof llineers andd neets cann grreattly redducee thhe rresuult of a ffalll innsidde tthe Greeen Peaar ddamaage, onn thhis bassis, deesiggnedd a cusshioon ffor thiis ssituuatiion andd coompaarattivee teest ressultts sshowwed thaat tthe prootecctivve ppr

10、opperttiess inn thhe ddesiign of thee liinerr iss beetteer tthann thhe eexisstinng ppackkagiing, allthooughh thhe ccostt iss sllighhtlyy hiigheer tthann thhe eexisstinng bbufffer in pacckagged forrm, butt thhe ddesiign eliiminnatees tthe usee off neets, a morre ffavoorabble andd ennvirronmmenttal pr

11、ootecctioon, thee fuuturre oof ggreeen ppackkagiing treend.Keywoordss:booxess peearss, ddamaage, deesiggn, cusshioon ppackkagiing, liinerrV目 录第1章绪论论11.1 课题研研究背景景以及意意义21.2国内内外的研研究现状状和发展展动态221.3果品品损伤评评价方法法31.4课题题研究目目的和主主要内容容41.4.11研究目目的41.4.22 研研究的主主要内容容4第2章现有有果品包包装现状状分析、试试验装置置与试验验前期准准备52.1 现现有果品品包装现现

12、状分析析52.1.11果品包包装方式式及类型型52.1.22果品包包装缓冲冲材料及及类型662.1.33包装箱箱结构与与规格分分析72.2试验验测试装装置与设设备82.3试验验前期准准备82.3.11瓦楞纸纸箱尺寸寸的确定定82.3.22市面上上缓冲件件尺寸确确定100第3章 箱装果果品跌落落冲击损损伤试验验研究1113.1 流通环环境中的的冲击特特性分析析113.2 跌落冲冲击载荷荷对果品品机械损损伤的影影响 1113.3箱装装梨子跌跌落冲击击试验研研究1223.3.11试验材材料与预预处理 123.3.22主要仪仪器与设设备 1123.3.33试验设设计与步步骤 1123.3.44试验结结

13、果分析析13第4章 箱装果果品缓冲冲垫的设设计1664.1 箱装果果品减损损包装设设计要求求及缓冲冲垫的设设计1664.1.11箱装果果品减损损包装设设计要求求164.1.22箱装果果品减损损包装设设计主要要内容1164.1.33缓冲垫垫的尺寸寸设计及及试样1174.2 用设计计的缓冲冲垫进行行试验 184.3设计计的缓冲冲衬垫可可行性分分析1994.3.11四次试试验对比比分析 194.3.22成本的的对比分分析 1194.4本章章小结220第5章 基于CCPS系系统对果果品减损损系统的的建议2215.1 采收和和加工过过程中的的减损措措施2115.2包装装减损措措施211结论23参考文献2

14、24致谢25附录26第1章 绪论1.1课题题研究的的背景和和意义目前，全世世界农产产品业关关心的主主要问题题之一便便是如何何减少果果蔬采后后损耗。果果蔬在采采后的预预处理、加加工、包包装、装装卸、运运输和销销售的整整个过程程中承受受着不同同载荷的的作用，包包括冲击击、振动动、碰撞撞、静载载等载荷荷形式，从从而形成成以塑性性或脆性性破坏形形式为主主的现时时损伤和和以粘弹弹性变形形为主的的延时损损伤，即即机械损损伤。 机械损伤是是果品损损坏的主主要形式式，也是是病源微微生物的的入侵之之门，是是导致水水果霉烂烂的最主主要原因因1。同时时机械损损伤还会会使果品品组织受受到破坏坏，引起起呼吸加加强、膜膜

15、透性增增加、 品质下下降，并并可导致致有关代代谢物质质的改变变。因而而，果品品的机械械损伤必必须引起起足够的的重视。有人估计在在高度机机械化的的国家，水水果和蔬蔬菜由于于机械损损伤而引引起的平平均损耗耗约占总总重量的的3040；而在在运输过过程中，880的的果品会会因运输输条件的的不同而而产生损损伤。我我国是世世界上果果蔬第一一生产大大国，果果品产量量居世界界首位，果果品资源源丰富。但但由于我我国物流流技术起起步较晚晚，果品品物流技技术还没没有得到到足够的的重视，影影响和制制约我国国果品物物流发展展的相关关技术手手段、软软件和硬硬件还没没有得到到很好的的发展2，从从而使得得我国的的果品在在从生

16、产产基地、 采收、装装卸、搬搬运、仓仓储、运运输、加加工到销销售服务务整个过过程中产产生的机机械损伤伤更为严严重。建立一个基基于CPPS的果果蔬包装装减损系系统就显显得尤为为重要，因因为包装装是生产产的终点点，物流流的始点点。作为为生产的的终点，即即最后一一道工序序，包装装标志着着生产的的完成；作为物物流的始始点，包包装完成成后便具具有物流流的能力力，在整整个物流流过程中中包装要要发挥对对产品的的保护作作用。如如果包装装是从生生产的终终点要求求出发，就就难以满满足流通通的要求求，包装装与物流流的关系系比包装装与生产产的关系系更为密密切，作作为物流流始点的的意义比比生产终终点的意意义更重重要。包

17、包装是物物流活动动的基础础，没有有包装几几乎不可可能实现现物流的的其他活活动。包包装贯穿穿于整个个物流过过程的始始终，没没有完善善的包装装就没有有现代化化的物流流。同时时现代物物流的发发展又对对包装提提出了更更高的要要求，促促进了包包装的进进一步发发展。因因此包装装属于物物流系统统，这是是现代物物流的新新概念。整整体包装装解决方方案包含含十分丰丰富的内内涵，需需要考虑虑方方面面面的问问题。产产品生产产企业一一般缺乏乏有经验验的物流流包装方方面的技技术人员员。关于于包装箱箱的设计计问题，非非包装专专业人士士对防止止堆码倒倒塌等的的包装箱箱的科学学设计不不会计算算3；对防防锈包装装、防潮潮包装等等

18、新技术术不知如如何选择择或设计计；基本本没有顾顾及到物物流包装装系统的的整体优优化，不不知道出出口产品品的包装装应该如如何符合合进口国国的包装装法规等等。 目前国内真真正能做做到为客客户提供供整体包包装解决决方案的的公司微微乎其微微。主要要原因有有三：一一是整体体包装解解决方案案需要多多种包装装材料以以及大量量包装材材料的实实际测试试性能数数据；二二是整体体包装解解决方案案需要各各类包装装材料检检测设备备及包装装件安全全性检测测设备、专专业包装装技术人人员；三三是国内内鲜有生生产多种种包装材材料的大大规模的的综合性性包装企企业。但但是，随随着国内内包装市市场的逐逐渐成熟熟客户户对包装装企业的的

19、要求也也越来越越高，这这一趋势势势必会会推进整整体包装装解决方方案在国国内包装装市场的的成长。 针对在一体体化包装装果品流流通过程程中可能能出现的的问题，如如当加载载和卸载载、整件件货物堆堆垛和卸卸垛或其其他任何何装运箱箱装卸时时，都会会有突然然的碰撞撞加到装装运箱、包包装成整整件的货货物或甚甚至整个个标准联联运集装装箱之上上。有些些装运箱箱可能意意外掉下下，在砸砸到地面面时发生生严重的的冲击。其其他的装装卸方式式，如人人工堆垛垛集装箱箱时的抛抛掷、或或船运货货物的装装载等，都都可能将将不同严严重程度度的冲击击加载到到每一个个装卸中中的装运运箱之上上4。因而而，设计计一款基基于CPPS的果果蔬

20、包装装减损系系统里流流通过程程中减少少跌落冲冲击对果果品损伤伤的缓冲冲衬垫，对对保证市市场供应应、丰富富人民生生活、增增加外汇汇收入有有着非常常重要的的意义，开开展流通通中果品品的减损损包装研研究工作作是当前前国民经经济发展展的迫切切需要。1.2国内内的研究究现状和和发展动动态国内学者对对果品跌跌落特性性及损伤伤的研究究主要集集中在单单个果品品上。 李小昱55等通通过苹果果的碰撞撞试验，分分析了损损伤体积积与吸收收能量、最最大加速速度、衬衬垫厚度度和碰撞撞时间等等因素之之间的关关系，论论述了建建立苹果果碰撞损损伤预测测模型的的可能性性：建立立了碰撞撞过程的的加速度度一时间间曲线的的数学模模型。

21、孙孙骊等6从从物料特特性角度度研究了了苹果在在存放过过程中的的冲击破破裂特性性的变化化。陈萃仁等7利利用自制制的冲击击试验台台，对草草莓果实实由碰撞撞引起的的机械损损伤和耐耐贮特性性的变化化规律进进行了较较为系统统的研究究。陆秋君88、王王剑平9陈陈善锋10均以黄黄花梨为为研究对对象，分分析了跌跌落高度度、梨的的质量和和坚实度度这三个个指标对对损伤体体积、碰碰撞时间间、峰值值力等因因素的影影响关系系。 卢立新从包包装工程程角度出出发，以以嘎拉苹苹果为研研究对象象，提出出了跌落落损伤脆脆值与跌跌落损伤伤边界的的新概念念，并提提出了测测定获取取跌落冲冲击损伤伤脆值与与跌落损损伤边界界曲线的的技术过

22、过程与方方法，为为控制果果品类产产品的跌跌落损伤伤、合理理地进行行缓冲包包装设计计提供了了新的理理论基础础111明；并对单单层和多多层苹果果的跌落落冲击特特性进行行了研究究，得到到了苹果果跌落损损伤体积积、速度度变化量量与其吸吸收能量量之间的的关系12。1.3果品品损伤评评价方法法研究果品损损伤机理理是为了了从微观观上对果果品的损损伤作阐阐释，而而采用科科学合理理的损伤伤测定、评评价方法法对判断断果品损损伤程度度具有重重要意义义。目前前，对果果品损伤伤的评价价方法还还没有统统一的标标准可行行，研究究的目的的、对象象不同，其其评价方方法也有有所不同同。文献献133比较较了计算算损伤的的不同方方法

23、。现现有的对对果品损损伤的测测定、评评价方法法大致可可以归纳纳为如下下几种4:(1)目测测法(损损伤面积积)这是一种简简易的测测定方法法，以可可见的苹苹果外伤伤长度、深深度、平平均面积积等表示示其损伤伤程度。美美国农业业部将苹苹果分为为四级，分分别是微微伤特选选级、轻轻伤精选选级、中中等损伤伤实用级级和严重重损伤等等几级。(2)损伤伤体积法法损伤体积法法一般是是在果品品受损伤伤24-28hh后测定定损伤尺尺寸，再再按椭球球体计算算，也可可按双球球缺体计计算。这这种方法法主要适适用于苹苹果、梨梨等形状状较规则则，且产产生褐变变后损伤伤尺寸易易于测量量的大果果实。(3)损伤伤指数法法(EBBI)P

24、elegg等114提提出了评评价多种种综合损损伤程度度的评价价指标，即即等效损损伤指数数法EBBI(EEquiivallentt seeveTTebrruisseinndexx)。这这种方法法将果品品损伤按按其损伤伤尺寸不不同分为为五个等等级（具具体分级级方法见见表1.1)，分分别是没没有损伤伤、微伤伤、轻伤伤、中等等损伤、严严重损伤伤，并给给不同等等级的损损伤赋予予权重，从从而得到到整体损损伤指数数值。这这种方法法主要适适用于形形状不规规则且损损伤组织织大小不不易观测测的果品品。损伤伤指数的的计算公公式是： (1-1)表1.1损损伤指数数法损伤伤等级的的分类方方法等级指数损伤级别单个损伤尺尺

25、寸(mmm)等效累积损损伤尺寸寸(mmm)0.0没有损伤0.0120.1微伤2532 除除此之外外，在特特定的研研究领域域中，也也可利用用光吸收收和反射射、透视视特性、升升温、吸吸水、霉霉菌生长长和种子子发芽等等方法测测定农产产品的损损伤程度度。综上所述，可可以发现现：(1)目前前，对箱箱装果品品损伤的的研究主主要集中中在包装装箱对果果品保护护特性的的研究，果果品缓冲冲包装技技术方法法的研究究还比较较少，果果品减损损包装技技术研究究还处于于起步阶阶段。(2)跌落落冲击引引起的损损伤问题题得到了了更多的的重视，但但对于果果品在跌跌落冲击击的动力力学特性性的研究究还甚少少，目前前还没有有找到合合适

26、的方方法来研研究包装装箱中果果品的动动力学特特性变化化规律，并并以此来来设计包包装缓冲冲衬垫。故故通过实实验的方方法来验验证包装装缓冲衬衬垫的可可行性具具有一定定意义。而本次实验验因条件件限制将将采用目目测法对对各组梨梨的损伤伤情况进进行测定定1.4课题题研究目目的和主主要内容容果品的贮运运技术研研究已经经得到了了越来越越多学者者的重视视，研究究果品减减损包装装对减少少果品采采后损耗耗具有重重要的现现实意义义。1.4.11研究目目的在基于CPPS果蔬蔬包装减减损系统统中，研研究果品品在流通通过程中中气候条条件、温温度、相相对湿度度、大气气压力以以及跌落落冲击和和振动等等载荷特特性，对对减少果果

27、品的机机械损伤伤、优化化果品包包装设计计系统具具有重要要意义。但但受客观观条件限限制，本本课题仅仅针对果果品在流流通过程程中由于于装卸和和运输引引起的跌跌落冲击击对果品品造成的的机械损损伤作系系统的研研究，通通过实验验手段，设设计出一一套优化化的包装装缓冲衬衬垫希望望以此来来减少果果蔬在由由于装卸卸和运输输引起的的跌落冲冲击对果果品造成成的机械械损伤。1.4.22研究的的主要内内容本文通过实实验手段段，研究究流通过过程中箱箱装果品品在不同同跌落情情况动力力学特性性和损伤伤规律，并并在此基基础上设设计出果果品缓冲冲衬垫。研研究的主主要内容容包括：(1)作为为课题研研究的基基础，本本文将对对目前市

28、市场上果果品的包包装现状状做充分分调研，并并对课题题中用到到的试验验设备的的性能和和试验设设计方法法做详细细阐述。(2)对箱箱装果品品在不同同跌落高高度、不不同缓冲冲包装条条件下进进行多组组试验，分分析各种种工况下下果品的的损伤规规律。建建立预测测果品损损伤的试试验模型型。(3)结合合果品的的损伤特特性和外外界载荷荷特性，设设计出减减少果品品因跌落落而造成成机械损损伤的缓缓冲衬垫垫。第2章 现有果果品包装装现状分分析、试试验装置置与试验验前期准准备2.1 现现有果品品包装现现状分析析包装可解释释为用适适当的材材料或容容器保护护商品在在贮运及及流通过过程中的的价值与与状态。对对果品卫卫生及品品质

29、采取取保护措措施，也也即包装装，是现现代果品品流通体体系所依依赖的技技术基础础之一。课课题确定定研究对对象为梨梨子，作作者在对对株洲市市区及周周边地区区大型超超市、卖卖场以及及水果店店内梨子子的包装装现状作作充分的的调研的的基础上上，对目目前梨子子包装现现状作如如下阐述述。2.1.11 果品品包装方方式及类类型调研发现，目目前果品品包装水水平总体体上还不不高。市市场上常常用的梨梨子包装装方式主主要有以以下几种种类型；(1)纸箱箱包装纸箱包装是是市场上上果品包包装的主主要方式式之一，也也是外贸贸出口、国国内贮运运销售的的果品主主要采用用的包装装方式。纸纸箱包装装又可以以分为高高档型和和中档型型两

30、种。高档型：这种包装的的外观图图案设计计精美、纸纸箱用材材考究，纸纸箱上设设计有自自己的品品牌、商商标、装装果数量量及产地地，纸箱箱的抗压压能力、防防潮能力力均符合合相关标标准，果果实色泽泽统一、果果品优质质。高档档化的包包装主要要以国外外进口水水果和礼礼品盒式式的包装装为主。中档型这种包装果果品的消消费群体体主要以以工薪阶阶层为主主。纸箱箱上一般般没有自自己的品品牌、商商标和产产地，纸纸箱用材材一般，纸纸箱的抗抗压能力力和防潮潮能力都都不符合合国家相相关标准准，包装装箱内果果实品质质也相差差较大。这这种包装装在市场场中占有有较大的的份额，主主要以纸纸箱版面面的不断断翻新来来适应市市场的需需求

31、，从从而迎合合消费者者的心理理。(2)塑料料包装箱箱塑料包装箱箱是果品品贮运和和周转中中使用较较广泛的的一种包包装容器器，可以以用多种种合成材材料制成成，最常常用的是是用较硬硬的高密密度聚乙乙烯制成成的多种种规格的的包装箱箱。由于于塑料包包装箱具具有外表表光滑。易易于清洗洗，能够够重复利利用等优优点，使使其在果果品贮运运和周转转包装中中得以广广泛应用用。而在在一些中中小城市市和乡村村，亦有有将塑料料包装箱箱作为销销售包装装使用的的现象。由由于塑料料包装箱箱对果品品的保护护特性不不及纸质质包装箱箱，因而而采用塑塑料箱包包装时，果果品更容容易产生生损伤。(3)木箱箱包装木箱包装已已较少使使用，主主

32、要用于于果品的的周转和和运输。而而在一些些偏远地地区和乡乡村，木木箱包装装也作为为销售包包装存在在。(4)其他他包装方方式此外，还有有一些其其他的果果品包装装容器，比比如筐类类、塑料料袋和网网袋。这这些包装装容器由由于其对对果品的的保护特特性差、外外表不美美观而逐逐渐被淘淘汰使用用，而采采用这些些包装容容器包装装的果品品质量普普遍较差差，目前前主要在在一些乡乡村地区区还存在在。果品品采用何何种包装装方式，主主要是由由果品本本身的价价值所决决定的。总总体上来来讲，目目前果品品包装主主要趋向向于方便便小巧、精精美高档档、绿色色环保等等方向发发展。2.1.22 果品品包装缓缓冲材料料及类型型为了减轻

33、运运输过程程中各种种冲击力力对果品品的影响响，增强强包装容容器对果果品的保保护功能能、 减减少果品品损伤，在在包装容容器中添添加一些些缓冲包包装材料料是实现现这一目目的的有有力手段段。目前前，果品品包装市市场上使使用的缓缓冲包装装材料主主要有：(1) 衬垫缓冲材材料在使用纸箱箱、塑料料箱包装装果品时时，常在在包装箱箱内每一一层苹果果下面添添加缓冲冲衬垫，以以防止果果品在流流通过程程中果品品与容器器、果品品与果品品直接碰碰撞造成成损伤。目目前，使使用最多多的衬垫垫材料是是瓦楞纸纸板和瓦瓦楞芯纸纸，瓦楞楞纸板又又包括BB型和EE型两种种愣型。近近几年来来，由于于环境污污染等问问题使人人们把目目光转

34、向向这种绿绿色环保保缓冲包包装材料料上，再再加上瓦瓦楞纸板板具有加加工性良良好、成成本低、使使用温度度范围广广、无公公害等优优点，从从而得以以广泛使使用。 (2) 托盘缓冲材材料在一些高档档和进口口的果品品包装中中，常使使用托盘盘作为缓缓冲材料料来起到到保护果果品的目目的。目目前，使使用最多多的托盘盘材料主主要有聚聚氯乙稀稀托盘和和纸浆模模塑托盘盘。用热热成型法法制成的的聚氯乙乙稀托盘盘，具有有质量轻轻、韧性性与装饰饰性好等等优点，常常用在果果品销售售包装中中。纸浆浆模塑托托盘是以以纸浆为为主要原原料，经经碎解制制浆、调调料后，注注入模具具中成型型、干燥燥而得。由由于纸浆浆模塑托托盘具有有原料

35、来来源丰富富，生产产与使用用过程无无公害，产产品质量量轻，抗抗压强度度较大，缓缓冲性能能好等优优点，近近几年来来被应用用到果品品缓冲包包装中。(3) 发泡塑料网网袋发泡塑料网网袋是使使用最广广泛的果果品缓冲冲包装材材料，并并且很多多情况下下都是和和衬垫缓缓冲材料料、托盘盘缓冲材材料结合合使用来来达到保保护果品品的目的的。(4) 其他缓冲材材料除此之外，在在一些高高档果品品包装中中，常在在果品上上包裹一一层轻柔柔的纸，称称之为包包纸，纸纸质主要要以油纸纸及普通通纸为主主。使用用包纸可可以抑制制果品体体内水分分的蒸腾腾损失，减减少失重重和萎焉焉程度；同时由由于包纸纸的隔离离作用，可可减少霉霉烂和感

36、感染病害害果品的的传染，延延长贮藏藏和运输输期。有有时也会会在每一一层的果果品与果果品之间间加缓冲冲材科，称称之为隔隔档，以以防止在在搬运和和运输过过程中果果品之间间的碰撞撞造成其其损伤。而而一些植植物纤维维类的缓缓冲包装装材料，如如农作物物秸秆，在在近几年年也得到到了应用用。2.1.33 包装装箱结构构与规格格分析如前文所述述，目前前市场上上使用的的果品包包装容器器主要有有纸箱、塑塑料箱、木木箱等几几种，而而纸箱是是使用最最广泛的的果品包包装容器器，这与与纸箱具具有良好好的机械械加工性性能、易易于实现现机械化化作业、表表面具有有良好的的印刷性性能、原原料来源源广泛等等诸多优优点是不不可分割割

37、的。结结合课题题研究，本本节对市市场上使使用最为为广泛的的纸质包包装箱的的结构、规规格及材材质作简简单描述述。目前市场上上使用的的纸质包包装箱箱箱型主要要以02201型型为主，其其结构图图如图221所所示。002011型纸箱箱是022型系列列纸箱中中的代表表箱型，又又称为标标准瓦楞楞纸箱，主主要应用用于苹果果的运输输包装。图2.1 02001型纸纸箱结构构图02型纸箱箱是开槽槽型纸箱箱，是代代表带有有钉合、黏黏合剂或或胶带粘粘合的制制造商接接头与上上下摇盖盖的一页页纸板成成型纸箱箱。近年年来由于于果品包包装逐步步走向高高档化、小小型化，许许多公司司也根据据市场需需求制造造了一系系列不同同尺寸的

38、的包装箱箱。制造造纸箱的的瓦楞纸纸板多为为C型楞楞和BCC型楞，瓦瓦楞形状状为UVV形。CC型瓦楞楞纸板综综合了AA型楞纸纸板和BB型楞纸纸板的特特性，既既有足够够的刚性性，又有有良好的的减振性性能，可可以有效效的保护护内装物物。而近近年来，随随着人们们对产品品包装要要求的提提高，越越来越多多的公司司采用BBC愣纸纸箱对果果品进行行包装。2.2 试试验测试试装置与与设备本次试验采采用学校校的现有有的PDDT-2227 试验机机，PDDT-2227试试验机适适用于诸诸如家用用电器、计计算机系系统、电电视机以以及家具具等大型型的产品品和包装装，最大大承载能能力为2227 Kg，并并具备了了以往只只

39、能在小小型试验验机上才才能实现现的操作作简便、高高精度和和高可重重复性等等特点。PPDT-2277采用钢钢焊接结结构的下下落托架架，通过过高精度度的轴承承系统以以及结构构钢梁导导向。下下落托架架通过精精密电机机控制其其升降和和定位，并并采用气气动气缸缸释放该该托架。下下落过程程开始后后，托架架加速向向下运动动，被测测包装将将产生自自由下落落。托架架与位于于基座内内的特制制液压机机构和橡橡胶相撞撞后能量量被吸收收，避免免了出现现反弹的的情况。 定定位:精精密电机机提升和和定位系系统 控控制:MMicrroTeestTTM 手手持控制制器和脚脚踏开关关承载:5000 LLbs. 2227 KKg

40、特特点:独独特的地地面安装装系统可可进行超超大型的的产品；还可选选配金属属基座2.3 试试验前期期准备如前文所述述，由于于瓦楞纸纸板包装装箱在果果品包装装中使用用最为广广泛，且且具有诸诸多优点点；同时时考虑到到果品在在包装箱箱内装箱箱形式，拟拟定本课课题试验验设计思思路：采采用自行行设计的的02001型瓦瓦楞纸板板包装箱箱；包装装箱内放放置两层层梨子，由由上向下下依次为为第1层层和第22层；每每层8个个梨子，以以铅垂方方向直线线排列的的方式装装箱。梨梨子在包包装箱内内以果柄柄方向平平行于水水平面的的方式放放置，试试验用梨梨子垂直直于果柄柄方向的的最大直直径范围围是655722 mmm，取计计算

41、尺寸寸69 mm；梨子高高度范围围为799922 mmm，取计计算尺寸寸85mmm。2.3.11 瓦楞楞纸箱的的设计本课题用到到包括采采用C型型和BCC型两种种瓦楞纸纸板制作作的纸箱箱。这里里以C型型瓦楞纸纸板制作作纸箱、内内装2层层苹果、BB型瓦楞楞纸板制制作缓冲冲件为例例，根据据孙诚在在纸包包装结构构设计书书中介绍绍的方法法，阐述述其设计计过程。其其中B型型瓦楞基基本参数数：楞高高2.55-2.8mmm，楞数数，计算算厚度为为3mmm；C型型瓦楞基基本参数数：楞高高3.44-3.8mmm，楞数数，计算算厚度为为4mmm；BCC型瓦楞楞纸板的的计算厚厚度为77mm。(1)内尺尺寸内尺寸主要要

42、由包装装箱内内内装物的的尺寸、排排列方式式、公差差系数和和缓冲隔隔衬等几几个因素素决定，根根据课题题拟定的的装箱形形式，确确定其计计算公式式为： （22-1）式中： 纸箱内尺尺寸，单单位mmm；内装物外外尺寸，单单位mmm； 内装物排排列数目目；内装物公公差系数数，单位位mm；缓冲件总总厚度，单单位mmm；内尺寸修修正系数数，单位位mm；公式中各系系数值均均可从该该文献中中查得，将将相关数数据分别别代入公公式(22-1)中得到到纸箱内内尺寸的的计算值值分别为为：(2)制造造尺寸 箱体制造造尺寸计计算箱体长、宽宽、高制制造尺寸寸的计算算公式是是： (22-2) 式中： 瓦楞纸箱箱制造尺尺寸，单单

43、位mmm；纸箱内尺尺寸，单单位mmm；制造尺寸寸修正系系数。单单位mmm 将相关数值值带入公公式(22-2）中中可得：对接摇盖盖制造尺尺寸对接摇盖制制造尺寸寸计算公公式是： （22-3）式中：纸箱对接接摇盖宽宽度，单单位mmm；纸箱非接接合端面面宽度制制造尺寸寸，单位位mm；摇盖伸长长系数，单单位mmm 将相关数值值带入公公式(22-3)中可得得：接头尺寸寸瓦楞纸箱通通过钉合合和黏合合剂粘合合接头来来成型时时，接头头J的尺尺寸一般般根据瓦瓦楞层数数及工厂厂工艺水水平而定定。一般般来讲，单单瓦楞纸纸板接头头尺寸取取3540mmm；双双瓦楞纸纸板455500mm。因因而，这这里取(2) 外尺寸外尺

44、寸计算算公式如如公式（22-4）： （2-4）式中：瓦楞纸箱箱外尺寸寸，单位位mm纸箱最大大制造尺尺寸，单单位mmm;制造外尺尺寸修正正系数，单单位mmm取，得：2.3.22 缓冲冲件的尺尺寸课题用到的的缓冲件件有衬垫垫，其衬衬垫使用用市面上上常用的的衬垫形形式B型型瓦楞纸纸板采用用其设计计尺寸如如下：第3章 箱装果果品跌落落冲击特特性及损损伤的试试验研究究果品在流通通过程中中由于装装卸、搬搬运不当当等原因因引起的的跌落冲冲击是果果品品质质下降的的一个重重要原因因，研究究果品的的跌落冲冲击特性性及损伤伤规律，对对提高果果品减损损技术具具有重要要意义。为为此，本本章以简简化的箱箱装果品品为研究究

45、对象，深深入研究究包装箱箱中果品品的跌落落冲击特特性及其其损伤规规律。 31流通通环境中中的冲击击特性分分析 冲击是指物物体在很很短的时时间发生生很大的的速度变变化或进进行突然然的能量量变换。产产品在流流通过程程中冲击击主要发发生在装装卸作业业和运输输过程中中，可分分为垂直直冲击和和水平冲冲击。垂垂直冲击击主要是是由搬运运、装卸卸、起吊吊时跌落落引起；水平冲冲击主要要发生在在运输车车辆行驶驶时、车车辆的突突然启动动或制动动时、船船舶靠岸岸等情况况下。在装卸作业业过程中中，不管管是人工工装卸还还是机械械作业，包包装件随随时都有有跌落的的可能。人人工装卸卸中最常常见的冲冲击情况况是包装装件从工工人

46、肩中中或手中中跌落与与地面接接触，产产生一定定的冲击击力，从从而造成成产品损损坏。冲冲击力或或冲击加加速度的的大小，除除了与跌跌落高度度有关以以外，还还取决于于包装件件的质量量、缓冲冲材料的的性质和和地面的的反弹能能力。据据测定，人人工装卸卸时的跌跌落冲击击加速度度通常在在10gg左右，有有时可达达到1000g。机机械作业业装卸时时，例如如起重机机垂直起起吊和垂垂直下落落的时会会产生很很大的加加速度：铲车垂垂直托举举货物时时也会产产生冲击击。但这这两种情情况下产产生的冲冲击加速速度比人人工装卸卸时产生生的冲击击加速度度要小得得多。32跌落落冲击载载荷对果果品机械械损伤的的影响 果品在流通通过程

47、中中影响其其机械损损伤的力力学载荷荷主要包包括静态态载荷和和动态载载荷两种种。静态态载荷主主要存在在于固定定的贮藏藏仓库中中，包括括由于堆堆垛的作作用力或或包扎装装置及其其他使货货物稳定定的装置置所施加加的力所所引起的的顶部和和底部的的挤压。动动态载荷荷主要包包括由于于装卸搬搬运引起起的跌落落冲击和和运输工工具引起起的振动动载荷。跌落冲击载载荷使果果品在接接触部位位在瞬间间受到一一个较大大的作用用力，而而后作用用力又因因果品反反弹而在在瞬间消消失。在在整个碰碰撞过程程中，果果品的变变形经历历了弹性性变形和和塑性变变形两个个阶段。弹弹性变形形未引起起现时损损伤，塑塑性变形形产生细细胞破裂裂、变形

48、形或果肉肉变软从从而引起起果品出出现现时时损伤；同时冲冲击力向向深处传传递使果果皮下组组织较深深处亦产产生损伤伤。因而而，在跌跌落冲击击载荷作作用下，果果品的损损伤大多多是大塑塑性变形形，导致致局部组组织坏死死，最终终使整个个水果腐腐烂变质质。同时，由前前文所述述可知，箱箱装果品品的跌落落冲击损损伤还与与跌落高高度、跌跌落次数数、包装装形式等等多种因因素有关关。33箱装装梨子跌跌落冲击击试验研研究3.3.11 试验验材料与与预处理理试验选用梨梨子，产产地中国国新疆。试试验选用用的梨子子试样形形状规则则、表面面无损伤伤。梨子子的基本本特征参参数为：；垂直直果柄方方向的最最大直径径6572mmm。

49、苹苹果包装装箱采用用市场上上常用的的02001型纸纸箱，选选用C型型瓦楞纸纸板制作作，其设设计过程程已在本本文第22.3.1章节节中阐述述。C型型瓦楞基基本参数数是：楞楞高3.4-33.8mmm，楞楞数。缓冲材料包包括衬垫垫、隔档档和网罩罩。网罩罩采用市市场上常常用的网网罩；衬衬垫和隔隔档采用用B型瓦瓦楞纸板板制作，其其设计过过程已在在第2.3.22章节中中阐述。BB型瓦楞楞基本参参数是：楞高22.52.88mm，楞楞数，计计算厚度度为3mmm。3.3.22主要仪仪器与设设备采用实验室室的 PPDT-2277 跌落落试验机机。3.3.33试验设设计与步步骤试验研究不不同的缓缓冲包装装结构和和不

50、同跌跌落对包包装箱内内梨子的的跌落冲冲击特性性和损伤伤的影响响。包装装箱内放放置三层层梨子，由由上向下下依次为为第1层层和第22层；每每层8个个梨子；试验时时梨子外外套发泡泡塑料网网。所用用缓冲结结构分别别为：(1)对比比试验：直接将将梨子放放人纸箱箱中；不不采用任任何缓冲冲材料；(2)每层层加衬垫垫：即在在箱内每每层苹果果下都放放置衬垫垫;(3)衬垫垫和网罩罩：箱内内每层梨梨子下均均放置衬衬垫，并并对每个个梨子加加套网罩罩；简单概括本本试验中中三种不不同跌落落工况(即采用用的三种种不同缓缓冲结构构)分别别为：对对比 试试验、每每层加衬衬垫、衬衬垫加网网罩。(一)试样样特征参参数的测测定为了使

51、试验验数据不不出现太太大的离离散行，跌跌落冲击击试验之之前，测测量梨子子试样质质量：测测出垂直直果柄方方向的试试样直径径，多次次测量得得到的平平均值即即为试样样的等效效球径。(二)研究究不同跌跌落高度度下，梨梨子的跌跌落特性性和损伤伤情况。确定3组不不同的跌跌落高度度(h)依次为为50、770、990cmm。每组组跌落高高度下都都对上述述四种不不同跌落落工况进进行试验验，每次次试验重重复跌落落三个试试验单元元。为了节省梨梨子，每每次试验验时仅选选择一列列梨子进进行更换换，并测测定该列列各层梨梨子的损损伤情况况，其余余梨子仅仅作填充充物。3.3.44试验结结果分析析通过目测法法将梨子子分为四四级

52、，分分别是微微伤特选选级(II)、轻轻伤精选选级()、中中等损伤伤实 级级()和严严重损伤伤()等几几级。（1）对比比试验将梨子进行行编号第第一层分分别编号号a-11、a-2、aa-3、aa-4；第二层层分别编编号A-1、AA-2、AA-3、AA-4。 表3.11对比试试验损伤伤情况记记录编号A-1A-2A-3A-4a-1a-2a-3a-450cm50cm70cm70cm90cm90cm注表中、表表示跌落落的次数数图3.1损损伤示意意图（2）每层层加衬垫垫将梨子进行行编号第第一层分分别编号号b-11、b-2、bb-3、bb-4；第二层层分别编编号B-1、BB-2、BB-3、BB-4。表3.2每

53、每层加衬衬垫的损损伤记录录编号B-1B-2B-3B-4b-1b-2b-3b-450cm50cm70cm70cm90cm90cm注表中、表表示跌落落的次数数图3.2损损伤示意意图（3）衬垫垫和网罩罩将梨子进行行编号第第一层分分别编号号c-11、c-2、cc-3、cc-4；第二层层分别编编号C-1、CC-2、CC-3、CC-4。表3.3加加衬垫和和网罩损损伤记录录编号C-1C-2C-3C-4c-1c-2c-3c-450cmIIIIIII50cmIIIIII70cmIII70cmIII90cm90cm注表中、表表示跌落落的次数数图3.3损损伤示意意图对三次试验验数据进进行对比比分析可可画出图图3.4

54、4图3.4 各次试试验梨子子损伤情情况从以上三种种市面上上常见的的包装形形式进行行分析可可知梨子子的损伤伤与跌落落高度存存在一定定关系且且在包装装箱内各各层梨子子底部加加衬垫并并加网罩罩可以有有效降低低各层梨梨子的损损伤。进一步比较较可以发发现在各各种试验验条件下下，包装装箱内各各层梨子子损伤量量最大总总是出现现在第二二层即底底层梨子子，并且且损伤量量有底部部向顶层层减小。这这主要是是因为底底层的梨梨子在跌跌落的瞬瞬间，既既要受到到来自冲冲击试验验台的冲冲击力，又又受到同同一列果果柱中上上层梨子子由于静静重产生生的碰撞撞力，因因而底层层梨子的的损伤体体积最大大；而顶顶层梨子子由于直直接与包包装

55、箱顶顶盖接触触，对其其起到了了一定的的保护作作用，并并且顶层层梨子损损伤仅发发生在与与第2层层梨子接接触的一一侧，因因而其损损伤量最最小。第4章 箱装果品品缓冲垫垫的设计计41箱装装果品减减损包装装设计要要求及主主及缓冲冲垫的设设计如前文所述述，影响响果品损损伤的因因素很多多， 本本文仅针针对果品品在流通通过程中中经受的的跌落冲冲击进行行分析并并进行包包装设计计，以期期为果品品的减损损包装提提供科学学依据。 4.1.11箱装果果品减损损包装设设计要求求良好的运输输条件能能减小传传递到包包装箱中中果品上上的外界界激励载载荷，从从而减小小果品损损伤。除除了选择择合适的的运输方方式、运运输工具具外，

56、专专用的缓缓冲包装装技术是是运输中中保护果果品的一一种有力力手段。对对果品实实施缓冲冲包装的的目的是是在装卸卸、运输输过程中中，当发发生跌落落冲击时时，保护护果品的的性能和和形态，从从而减小小其损伤伤。对果果品实施施缓冲包包装必须须要求适适度。包包装不足足则不利利于保护护果品，会会使其产产生损伤伤，影响响其商品品价值；包装过过度则会会造成资资源材料料浪费、成成本上升升，同时时还可能能带来环环境问题题。适度度的缓冲冲包装，既既可以保保护果品品在运输输过程中中的安全全，又可可以节约约材料资资源，降降低包装装成本。流流通过程程中的各各种外界界因素、果果品自身身的生理理特性、包包装材料料的性能能等构成

57、成了果品品减损包包装设计计的复杂杂因素。在在实际操操作中，果果品减损损包装设设计主要要有缓冲冲包装设设计和防防振包装装设计两两方面构构成，但但本次设设计主要要以缓冲冲性能为为主要研研究对象象，故设设计缓冲冲包装设设计，缓缓冲包装装设计解解决的问问题主要要是：选选择合适适的缓冲冲材料并并确定其其尺寸；并通过过试验比比较若干干不同缓缓冲材料料对果品品的保护护效果的的优劣；判断现现有包装装结构的的可靠性性与经济济性。4.1.22箱装果果品减损损包装设设计主要要内容 缓冲包装设设计主要要包括以以下内容容：根据研究究对象及及实际流流通环境境条件，确确定缓冲冲包装方方案。要要求结合合产品的的外形和和特点，

58、确确定纸箱箱种类、箱箱型和纸纸板结构构。抗压压强度和和载荷是是纸箱设设计中的的主要依依据，也也是衡量量纸箱对对产品保保护性能能好坏的的一项重重要指标标，在此此需加以以考虑。设设计过程程中，要要兼顾材材料的经经济性和和美观性性等要求求。 选择合适适的缓冲冲包装材材料，设设计原型型包装。选选择缓冲冲材料时时应综合合考虑材材料的力力学特性性、结构构设计等等因素，同同时还要要考虑果果品的流流通环境境及其力力学特性性，以此此来综合合研究包包装系统统中各个个因素的的特征及及相互制制约的关关系，探探索果品品减损规规律。根根据前文文试验结结果可知知，在瓦瓦楞纸板板衬垫和和将瓦楞楞纸板衬衬垫加网网罩时并并用时对

59、对苹果的的保护效效果最好好。同时时由跌落落试验结结果可知知，包装装箱内底底层苹果果损伤最最严重。因因而在设设计原型型包装时时，可以以采用瓦瓦楞纸板板衬垫和和隔档并并用、并并对底层层苹果实实施多层层衬垫保保护的措措施，以以便更好好地保护护果品。4.1.33缓冲垫垫的尺寸寸设计及及试样（1）缓冲冲垫的设设计结合2.33.1和和2.33.2章章节所提提到的内内容，本本次缓冲冲衬垫设设计材料料采用的的是B型型瓦楞纸纸板，其其结构与与尺寸见见图4.1： 图4.1缓冲冲垫设计计三视图图结合三视图图画出设设计缓冲冲衬垫的的效果图图和立体体图如图图4.22：图4.2缓缓冲垫的的效果图图和立体体图（2）包装装箱

60、尺寸寸的重新新确定结合2.33.1和和2.33.2章章节所提提到的包包装箱的的重新确确定需要要考虑得得到的仅仅仅是缓缓冲垫尺尺寸的变变化而引引起H的的变化，故故包装箱箱尺寸为为42试用用设计的的缓冲垫垫进行试试验设计缓冲衬衬垫并且且加隔板板将梨子子进行编编号第一一层分别别编号dd-1、dd-2、dd-3、dd-4；第二层层分别编编号D-1、CC-2、CC-3、CC-4。表4.1设设计缓冲冲衬垫并并加隔板板的损伤伤记录编号D-1D-2D-3D-4d-1d-2d-3d-450cmIIIIIII50cmIIIIIIII70cmIIIIII70cmIIII90cmII90cmIII注表中、表表示跌落落的次数数图4.3损损伤示意意图由以上数据据明显可可知在设设计的缓缓冲衬垫垫试验情情况下已已经完全全没有了了，级损伤伤，而且且就试验验过程观观察而言言，级损伤伤的程度度也大大大减轻。4.3设计计的缓冲冲衬垫可可行性分分析4.3.11四次试试验对比比分析得出试验对对比图，如图44.4所所示：图4.4各各次试验验梨子损损伤情况况如上图所示