物流设施与设备-电子教案-罗松涛 项目五

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1、【学习目标】 通过对项目一的学习，你应该达到以下目标： 1知识目标：掌握包装印刷机械的内容 理解包装机械与包装印刷机械其它相关理论知识 2能力目标：学习各种包装机械的分类、功能和结构 熟悉各种常用包装机械的含义和图形 掌握相关包装机械与包装印刷机械的使用技能。 3素养目标：能够制定科学高效的包装作业方案 培养团队合作精神,项目五 物流包装设备,【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

2、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

3、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。 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10dBkm，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

4、上。 经研究证明，将3040nm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。 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250nm）和较高的比表面，因而在吸附、过滤和催化等方面有重要的

5、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1530K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

6、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。,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

7、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。,知识要点一 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：清晰、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。,【知识要点】,一、

8、 包装机械的功能 包装机械和其他自动机械一样，它的功能主要体现在以下几个方面。 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 传统的手工包装无法使成千上万件包装和内装物保持在同一个包装质量水平，采用机械包装，就可以根据设计要求，按照需要的式样、大小，做到规格化、标准化包装，从而保证包装质量符合国家标准。由于计量准确，物品包装的外观整齐、封口严密，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

9、的竞争力。 3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，可以大大缩小体积，节省包装材料，还节省了仓库容积，增大储存量、减少保管费用，运输时还可以多装，从而节省运输费用。采用包装机械包装液体、粉状物品时，可减少液体物品外涌、粉尘物品飞扬等，这样既能防止物品的散失又能保护环境且节约原材料，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，采用人工包装，难免影响环境及包装工人的身体健康，采用机械包装，不仅速度快、质量好、效率高，而且可以减少或防止污染。 5可以节约基建投资 用包装机械来包装物品，

10、物品、包装材料与包装容器的供给都比较集中，包装工序可以安排的比较紧凑，充分利用高度空间，减少了人工包装物品所需的占地面积，这样可以节约基建投资。 6可以促进包装工业的发展 由于包装作业的机械化，促进包装材料、容器等领域有新的发展，从而使包装工业得到更快的发展。,二、 包装机械的种类与构成 1包装机械的种类 包装机械设备可分为以下三大类。 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。 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。 印刷机的种类很多，有各种分类方法主要分类如下。 按印版类型分为凸版印刷机、平

11、版印刷机、凹版印刷机、孔版印刷机。 按印刷幅面大小分为微型八开印刷机、小型四开印刷机、对开印刷机、全张印刷机、双全张印刷机。 按印刷面分为单面印刷机、双面印刷机。 按印刷色数分为单色印刷机、多色（双色、四色、五色、六色、八色）印刷机。 按印刷纸张形式分为单张纸印刷机、卷筒纸印刷机。 按印刷过程施加压力的形式概括为平压平型印刷机、圆压平型印刷机、圆压圆型印刷机。, 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。 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。在同一类别中的包装机械物品按其功

12、能原则可进一步划分。, 按包装机械的自动化程度分类 a） 全自动包装机 它指自动完成主要包装工序和其他辅助包装上序的机器。 b） 半自动包装机 它指由人工供给包装材料（容器）和内容物，但能自动完成其他包装工序的机器。 按包装物品的类型分类 a) 专用包装机 它指专门用于包装某种物品的机器。 b) 多用包装机 它指通过更换或调整有关机构，用于包装两种或两种以上物品的机器。 c) 通用包装机。 它指在指定范围内适用于包装两种或两种以上不同类型物品的机器。,2包装机械的构成 包装机械尽管种类繁多，应用范围广泛，但就其基本结构和原理而言，一般都是由原动机、传动机构、工作机械、控制系统和机身等部分组成。

13、 动力部分 包装机械的原动机，一般都是由电动机或者附加有液压泵和压缩机的电动机驱动的。 传动机构 传动机构因不同机型而异，但主要传动零件不外乎齿轮、凸轮、棘轮、皮带、链条、螺杆等。 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，也即由机械、电动或气动元件配合起来执行的。 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，其中最普遍的是机电控制。 机身 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。机身必须稳固、重心要尽可能低，才有利于机械运转平稳。,三、包装机械的特点 包装机械主要应用于食品、医药、化工及

14、军事等多种行业，具有以下特点。 1种类繁多 由于包装对象、包装工艺的多样化，使包装机械在原理与结构上存在很大差异，即使是完成同样包装功能的机械，也可能具有不同的工作原理和结构。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 由于包装机械不断地向高速化发展，机械零部件极易疲劳，并且随着社会的进步对包装机械的要求也越严格，为满足市场需求，包装机械应及时更新换代。 3电动机功率小 由于进行包装操作的工艺力一般都较小，所以电动机所需的功率也较小，单机一般为0.220kw 。 4多功能性 包装机械不属于经常性消耗物品，是生产数量有限的专业机械，

15、为提高生产效率、方便制造和维修、减少设备投资，目前包装机械大都具有通用性及多功能性。,知识要点二 包装机械 一、包装机械常用装置 1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。物品的给料方式有重力式、振动输送式、带式输送式、链条输送式、螺旋输送式、泵送式、转轮及滚道输送式等。 重力给料装置 它是一种简便的给料方式，位于包装机上部料仓中的内装物，在重力作用下即向低位流送，但在流送过程中应防止结拱与搭桥等堵塞现象。 振动输送给料装置 这是以振动输送机作为内装物的给料装置。它是运用振动技术，对松散颗粒内装物进行中、短距离输送而给料的

16、。这种装置的优点是耗能少，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；缺点是振动噪声大，输送物品有局限性。, 带式输送给料装置 它是一种应用广泛的连续输送机，适用于输送散粒物品、块状物品及成件物品，其形式有单条输送带的输送机，多条输送带组合的输送机，串联或并列组合的输送机等。 螺旋输送给料装置 它是一种简单的连续式输送机，适用于输送松散状态的干燥物品，也适用于块状或成件物品。黏性大、温度高的物品不宜用螺旋输送机输送，因为容易造成阻塞而中断输送。 链条输送给料装置。 它是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。这种装置随牵引链条及其附件的不同而分为普通链条、滚轮链条、长链板链条、平板式链条、推板式链条和链条提升等多种输送给料装置。