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1、浅谈啤酒瓶的可重复使用机电工程学院 包装111班 吴雷 201110304103【摘要】本文讲述的是玻璃啤酒瓶的重复使用，主要包含啤酒瓶重复使用的过程和探究出现啤酒瓶的回收行业变得有些萧条这一现象的原因，接下来提出针对这一现象的一些改进的想法，以及其它的一些对策。并分析了啤酒瓶在销售和消费过程中出现炸裂的原因，在此基础上对啤酒瓶进行了结构优化，经过改进，达到提高啤酒瓶重复使用率的目的。【关键词】啤酒瓶、重复使用 、回收、爆炸、应力一、前言随着包装工业的日益规模化，一次性塑料包装材料被广泛应用,手提塑料袋、一次性泡沫饭盒等材料一旦被人们随手丢弃之后,就形成了大量难以处理的垃圾。铁路、公路、街头巷
2、尾的“白色污染”十分严重，微风一吹，带有各种病菌的包装纸、塑料等包装废弃物随风飘舞，把各种病菌吹进千家万户，严重危害了人们的身体健康，全世界呼吸道疾病的高患病率与固体废弃物的大量排放有着很大的关系。为了确保全人类的身体健康，世界急切呼唤着绿色包装的发展。因此，重复使用变成了一个热门的话题，很多企业开始在此进行研发，并实施了一系列措施。各种产品生产技术不断提高，使包装行业也得到了迅猛发展，世界各国都在积极探索和使用新的、性能各异的包装材料。同时，由于消费水平的不断提高，消费者不仅关注产品的内在品质，而且也很在意产品的包装质量。因此，各生产商也为其高档产品选用了琳琅满目的高档包装材料，使包装越来越
3、精美。但是，随着包装档次的提高，也出现了一系列问题，首先，包装成本增加，其次，不断增加的包装废弃物污染了环境，危害了人类健康。因此，产品的包装必须遵循这样一个原则，即除了要达到保证产品质量、便于运输和储存的目的外，还有讲求实用、经济和符合环保要求。啤酒作为当今国际通畅型饮品，受到各国人民的喜爱，啤酒企业为满足日益增加的市场需求量都在不断扩大啤酒产量，啤酒容器的使用量也随之逐年上升。国际上常用的啤酒容器有玻璃瓶、金属罐、啤酒桶等，近年也有部分公司尝试使用PET瓶，各类容器中以玻璃瓶的使用量最大。据不完全统计，2000年，世界玻璃啤酒瓶用量为1 960亿只，2005年，增加到2 200亿只，占当年
4、全球各种啤酒容器总量的70178|。玻璃啤酒瓶大量使用，其产生的环境污染问题受到世界各国的重视，世界多数国家为了保护环境，节约矿产资源，制订了完善的啤酒瓶回收再利用法律法规，并在行业内设立严格的啤酒瓶生产标准，对影响啤酒瓶质量的指标设定了较高的限值，推行涵盖啤酒企业、销售网点、消费者的回收体系，在消费者中广泛宣传环保意识、酒瓶回收的理念，从而保证了啤酒瓶回收再利用。丹麦在这方面做的最好，丹麦市场上流通的啤酒瓶995被清洗消毒后再重新利用，而且丹麦政府以法律的形式规定进入丹麦市场的外国啤酒，只能用玻璃瓶盛装，并且玻璃瓶的规格、质量要符合丹麦国家标准，能够多次回收。在丹麦，每个啤酒瓶至少被回收使用
5、3035次，平均每个瓶每年回收利用5次。近年来，啤酒瓶的回收行业变得有些萧条。为了了解啤酒瓶重复使用的过程，以及探究出现啤酒瓶的回收行业变得有些萧条这一现象的原因，特别做了啤酒瓶可重复使用的调查与分析。二、啤酒瓶回收状况及重复使用的过程通过调查走访，我们对啤酒瓶重复使用的过程有了一定的了解。我国的啤酒瓶质量合格率较低，国家质量监督抽查结果表明，啤酒新瓶的合格率约80，回收瓶合格率更低。在连续9 a的监督抽查中，640 mL绿色和棕色普通瓶型，少量特型瓶和小型瓶的主要不合格项为耐内压力、抗冲击2项指标。1999年2007年抽查的啤酒瓶合格率分别为：795、768、836、873(不包括回收瓶)、
6、727、80、8095、7258、862；2002年抽查了18个省市39家啤酒厂的回收使用瓶，合格率只有333，其中大型企业格率为70、中型企业格率为333、小型企业格率为7I。目前国内回收啤酒瓶的方式有以下两种：抵押金制度和定点回收的方法。抵押金制度是消费者每买一瓶酒即要交纳一定的现金, 等到退瓶时再退回现金的方法。定点回收是啤酒厂设专人对销售该厂啤酒的零售商实行酒瓶定时定点回收方法, 保证专瓶专厂专用, 避免与其他厂家的玻璃瓶混收, 尽量控制回收人厂的玻璃瓶数量稳定, 质量性能统一。前一种方式是促进消费者将啤酒瓶返还, 后一种方式是啤酒企业确保自己瓶子能按时按量回收。这种方式均在国外运作多
7、年, 在保证瓶子回收方面效果明显。以下是啤酒瓶重复使用的物流流程图： 玻璃厂(将破损的酒瓶熔解再造)废品回收站消费者 汽车运输 破损瓶 (托盘塑封防爆瓶) 汽运 合格瓶 汽运人工搬运 托盘塑封防爆瓶 不合格是否合格 啤酒销售市 场 汽运托盘塑封防爆瓶 合格清洁消毒啤酒灌装 啤酒 汽运(托盘塑封)啤酒瓶回收的物流流程图首先，消费者从啤酒销售点购买啤酒，消费啤酒后，将酒瓶人工拿到销售点兑换啤酒或者现金。部分由废品回收人员回收至废品站，这时需要存储，将产生运输和存储成本。接下来，由啤酒企业定时定点将销售点的酒瓶运至啤酒厂。废品站回收的由废品站运输至啤酒厂，这个步骤中，由回收个体或企业承担物流过程中产
8、生物流成本与损耗。同时，运输时可用塑料托盘塑封，防止爆瓶。而根据回收点的距离和交通路况，所发生的物流运输成本也随之不同。当酒瓶运回至啤酒厂后，啤酒瓶将被检验是否合格，合格的通过生产线继续进行清洁消毒等步骤后重新灌装，然后再进入消费市场。而不合格的将被运至玻璃制造厂，进行熔解和再造。以上就是啤酒瓶重复使用的物流流程。三、探究出现啤酒瓶的回收行业变得有些萧条这一现象的原因近年来，啤酒瓶的回收行业变得有些萧条。这是为什么呢？经过调查，出现这一现象是因为在现实生活中发生过瓶装啤酒爆炸伤人事件。这主要是由于运输、搬运、储存、开启时方法不当等原因造成的，同时还考虑到其回收成本问题。酒瓶质量不过关是重要因素
9、。国家质检总局早在1996年就出台了啤酒瓶GB4544-1996强制性标准，要求啤酒生产企业采用带有“B”字的酒瓶，且建议使用期限为2年。这一标准从1997年开始在全国推广。从消费者投诉反映的情况来看，啤酒瓶爆炸事故都集中在普通啤酒瓶，精装啤酒很少发生爆炸。原因是一些生产企业为节约成本，购买了质次价低的B瓶。 运输、贮藏方式不合理也是一大原因。一些啤酒生产企业用捆扎式包装啤酒，导致在啤酒瓶运输过程中极易发生剧烈碰撞，啤酒瓶的机械强度大大降低，造成隐性裂痕。啤酒贮藏不当，如温度过高或暴晒，瓶内气体膨胀、气压过高就可能发生爆炸。啤酒降温速度过快，温差骤变，引起瓶体抗压力下降，加上不小心碰撞，同样容
10、易导致爆炸。啤酒瓶爆炸还有多种因素，一是擦伤。这是市面上啤酒瓶普遍存在的问题，个别瓶磨损十分严重，造成擦伤的原因主要有：回收酒瓶时工人野蛮装卸，在洗瓶机内受损，在灌装线上磨擦碰撞，产品运输半径过长，消费者使用方式不当等。二是回收瓶超期服役。国家规定禁止非B瓶啤酒生产销售，并建议B瓶回收使用期限为两年。但目前仍有非“B”瓶和大量超期服役的“B”瓶混斥于流通市场。啤酒瓶使用期限过长，容易引起瓶体擦伤、划痕和材质的老化，造成抗压力下降，因此超过正常使用年限的B瓶，起爆的几率就会大大增加。 此外，由于爆瓶事件以及运输等成本问题，很多企业不再愿意回收啤酒瓶，导致啤酒瓶的回收行业变得越来越萧条的现象。四、
11、探究爆瓶的主要原因及应对措施啤酒瓶爆炸的原因很多，其根本原因在于啤酒瓶的强度不够。回收再利用的啤酒瓶在灌装加压的情况下，在流通过程中，因为强度不够，在某些外界的条件(如温度变化、碰撞冲击等)作用下，就会发生爆炸。因此，我们要研究灌装啤酒瓶在内压作用下的应力分布，改进其造型结构，从而增加其强度。提高啤酒瓶的使用寿命，避免啤酒瓶的突然爆炸，促进酒瓶回收行业的发展，保护环境。下面两张表是溜肩瓶和端肩瓶的最大应力值分布列表：灌装啤酒瓶的内压主要由含二氧化碳的液体引起的，跟液体的重量产生的压力无关。根据文献及网上的报道，由内压引起的破损或者爆炸产生的放射状裂纹比较多，而且压力越高裂纹越多，破损的区域集中
12、在瓶身处。因为瓶底的厚度比瓶身大，强度较大，而且瓶底产生的应力主要是压应力，瓶身的应力是拉应力，所以破损主要集中在瓶身，其爆炸的发生区域是在瓶身处的。对于端肩瓶而言应力的集中区域在瓶底和瓶肩处。由表1和表二，比较端肩瓶和溜肩瓶可以看出，瓶颈与瓶身的过渡越光滑，曲率半径越大，在瓶肩处产生的应力集中就越小。因而改善瓶身和瓶肩的结构，加强其强度对防止啤酒瓶的爆炸是非常有必要的。啤酒瓶的爆炸问题是由于啤酒瓶的强度不够引起的，而其最根本的原因在于瓶体的微裂纹的存在。在啤酒瓶的使用及回收过程中，剧烈的相互撞击经常存在，频繁的撞击使得啤酒瓶产生微裂纹和疲劳破坏，于是再次使用时只要有一点外界因素(如物理冲击、
13、温度突然改变等)就会破裂或者爆炸，这样的啤酒瓶被人们称为“啤酒炸弹”。所以要使啤酒瓶在使用过程中不产生突然爆炸，伤害人身安全，就必须采取措施避免微裂纹的出现和疲劳破坏。为了提高加强环的缓冲性能，可以在环上进行压花处理，使瓶体的相互撞击被加强环缓解掉，避免瓶身其它部位的撞击。这样不仅能够避免微裂纹的出现，也能防止相互撞击产生的疲劳破坏。玻璃容器的强度：（1）、热冲击强度。玻璃的温度如发生变化，与其他物质一样，也发生伸缩现象。当玻璃表面受热或受冷，其表面先伸缩，但瓶子仍保持原来形状。由于各部分不能自由伸缩，于是就产生了复杂的应力。当应力超过玻璃强度时，瓶子就破损。就热冲击强度来说，瓶壁越薄越好。收
14、到同样的加热或冷却，壁厚的地方温差就大，于是应力就大，也就越容易破损。啤酒瓶是圆筒形，由于极冷发生的拉伸应力可用下式表示：S=3.5T（t）S是拉伸应力，单位：kg/平方厘米；T是温差，单位：摄氏度；t是玻璃厚度，单位：mm。（2）、机械冲击强度。机械冲击是瓶子破损的主要原因。机械冲击所造成的破损程度根据冲击的位置、冲击的性质、瓶的形状的不同而不同。瓶收到冲击后，产生各种应力，会有局部应力、弯曲应力、扭应力等复杂应力。由此可见，要控制酒瓶应力，就要尽量减小温差，合理设计玻璃厚度，同时，在流通的过程中，减少机械冲击强度。五、其他方面的解决对策既然瓶装啤酒爆炸伤人事件的主要是由于运输、搬运、储存、开启时方法不当造成的。为此，我们在运输、销售、消费时应该做到：1）啤酒出厂在运输时要特别小心，装卸车要轻搬轻放，摆正靠牢，防止碰撞，上面用蓬布和网套围车扎紧，途中避免强烈颠簸；2）储存时，垛位不宜太高。仓库内要保持阴凉通风，层与层之间应加搁板，室内温度控制在5-25。啤酒不得在室外存放，更不能在阳光下曝晒或置于高温环境中。高温和曝晒不仅使啤酒老化，破坏了啤酒的风味，而且使酒液温度升高，二氧化碳析出，增加内压力产生自爆。家中储存啤酒，应放在不易碰倒的地方。3）啤酒应在室内销售。经过曝晒和颠簸的啤酒，瓶内压力升高，开启时方法若不当，就可能发生爆瓶现象。这也是许多爆瓶事故事多发生在夏季的原因。
