第二章包裝防護(hù)基本理論

主講：鞏雪snow-150@163包裝工藝學(xué)第二章包裝防護(hù)根本實(shí)際第一節(jié)包裝工藝的物理學(xué)根底第二節(jié)包裝工藝的化學(xué)根底第三節(jié)包裝工藝的微生物學(xué)根底第四節(jié)包裝工藝的氣候環(huán)境學(xué)根底物理要素影響要素化學(xué)要素微生物氣候要素產(chǎn)品流經(jīng)過程中的影響要素產(chǎn)品在流經(jīng)過程中的物理變化

三態(tài)變化揮發(fā)與干縮、溶解與風(fēng)化、溶化與凝固滲透與滲漏機(jī)械性質(zhì)機(jī)械損傷、尺寸精度、形狀位置精度、裝配精度、光澤度、抗震強(qiáng)度、脆值等導(dǎo)熱性與耐熱性場(chǎng)強(qiáng)變化電場(chǎng)、磁場(chǎng)、輻射場(chǎng)對(duì)特殊產(chǎn)品的影響光學(xué)性質(zhì)透明度、透光度、感光度一、揮發(fā)定義：揮發(fā)是指液體產(chǎn)品或經(jīng)液化的氣體產(chǎn)品，在空氣中液體外表能迅速汽化變成氣體分發(fā)到空氣中去的景象。影響要素措施揮發(fā)對(duì)產(chǎn)品的影響液態(tài)產(chǎn)品的揮發(fā)，不僅會(huì)使產(chǎn)品數(shù)量減少，有的還嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是有的揮發(fā)氣體，不僅影響人體安康，甚至還會(huì)引起爆炸。如：乙醇、乙醚、香蕉水等二、潮解潮解是指某些固體產(chǎn)品在潮濕空氣中能吸收水分，當(dāng)吸收水分到達(dá)一定程度時(shí)，就溶化成液體的景象?！参鼭裥?、水溶性兩者兼?zhèn)洹称胀▉碚f，溫度越高，吸濕點(diǎn)越低，產(chǎn)品越易吸濕溶化。吸濕點(diǎn)

產(chǎn)品在一定的溫度和壓力下開場(chǎng)吸濕的相對(duì)濕度。溫度高，吸濕點(diǎn)下降還是上升？普通情況下溫度高，吸濕點(diǎn)下降！潮解對(duì)產(chǎn)品的影響一定條件下,產(chǎn)品會(huì)不斷從空氣中吸收水分，水分子可以分散到產(chǎn)品體中，破壞產(chǎn)品分子的原有嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)，使產(chǎn)品逐漸潮解，直至溶解成液體；有的產(chǎn)品〔如紙張、棉花等〕雖然不會(huì)溶解但依然有很強(qiáng)的吸濕性，使其運(yùn)用性能降低。三、熔化熔化是指某些產(chǎn)品受熱或發(fā)生變軟以致變成液體的景象。普通來說溫度越高，熔點(diǎn)越低越容易熔化。熔化對(duì)產(chǎn)品的影響呵斥產(chǎn)品流失使產(chǎn)品與包裝黏結(jié)在一同產(chǎn)生體積膨脹，脹破包裝玷污其他產(chǎn)品四、滲漏與浸透滲漏：指液體產(chǎn)品，特別是易揮發(fā)的液體產(chǎn)品由于包裝容器密封不良，包裝質(zhì)量不符合內(nèi)裝產(chǎn)品的性能要求，搬運(yùn)裝卸時(shí)碰撞震動(dòng)，使包裝受損等，而發(fā)消費(fèi)品滲漏景象。浸透：指水分子以及溶劑經(jīng)過半透性膜的分散。二、流通中引起破損的途徑導(dǎo)致破損資料質(zhì)量構(gòu)造易損零件車輛道路載荷周轉(zhuǎn)銷售盜失包裝資料、容器質(zhì)量固定方法緩沖技術(shù)技術(shù)物重工具周期環(huán)境堆碼制質(zhì)量量運(yùn)輸情況管理情況包裝情況裝卸作業(yè)倉庫存儲(chǔ)儲(chǔ)運(yùn)損壞與環(huán)境裝卸損壞方式：碰撞、跌落、沖擊、翻騰、拋擲等主要影響要素：包裝件質(zhì)量、作業(yè)方式及設(shè)備、包裝件尺寸作業(yè)內(nèi)容加速度垂直左右前后上升起動(dòng)1.7－－下降起動(dòng)0.2－0.3下降結(jié)束0.4～1.00.1～0.20.4～0.8叉車裝卸沖擊加速度貨物裝卸跌落概率曲線0.01％0.1％175150100258010Kgcm0.5%1.0%10%運(yùn)輸損壞與運(yùn)輸環(huán)境損壞緣由：由于路面情況、車輛緩沖性能、車速、載分量及方式等緣由引起的沖擊和振動(dòng)。A:沖擊公路運(yùn)輸產(chǎn)生的沖擊運(yùn)行情況加速度上下左右前后越過2厘米障礙1.6～2.51.0～2.41.1～2.3以35～40Km/h剎車0.2～0.7－0.6～0.7以50～60Km/h剎車0.20.30.7～0.8交通部公路研討所對(duì)汽車運(yùn)輸?shù)恼駝?dòng)和沖擊的分析結(jié)果：公路運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)加速度功率譜密度豎向最大(128.20)，橫向次之(23.55)，縱向最小(12.16)汽車運(yùn)輸振動(dòng)能量集中在0～200hz內(nèi)，其中0～50Hz最集中。汽車運(yùn)輸隨機(jī)振動(dòng)功率譜密度在2Hz和10Hz左右有一個(gè)較大的峰值。貨物在車廂里的位置，中部較輕，尾部最嚴(yán)重。B：振動(dòng)運(yùn)輸損壞與運(yùn)輸環(huán)境堆碼堆碼損壞：表現(xiàn)為堆碼過高使壓應(yīng)力過大；滑落、倒垛引起沖擊；支承不平衡引起變形。主要影響要素：包裝資料及構(gòu)造堆碼方式堆碼繼續(xù)時(shí)間溫、濕度100%80％60％40％175％10100天55％63％100％20％15％12％瓦楞紙箱堆碼負(fù)載的繼續(xù)時(shí)間曲線濕度對(duì)紙箱CFL的影響堆碼沖擊與產(chǎn)品脆值脆值：產(chǎn)品不發(fā)生物理的和功能的損傷所能接受的最大加速度值，以G表示。〔1〕包裝件的質(zhì)量與跌落高度包裝件質(zhì)量(kg)跌落高度（cm）<108010~256026~504551~753576~10030包裝件質(zhì)量與易發(fā)生跌落高度的關(guān)系閱歷公式：H=300MH:跌落高度,cmM:包裝件質(zhì)量,kg沖擊與產(chǎn)品脆值脆值規(guī)范脆值產(chǎn)品舉例15～24導(dǎo)彈導(dǎo)航系統(tǒng)、精密校驗(yàn)儀器、慣性導(dǎo)航平臺(tái)、陀螺25～39機(jī)械振動(dòng)測(cè)試儀表、真空管、電子儀表、雷達(dá)40～59航空附屬儀表、電子記錄裝置、示波器、精密零件60～84電視機(jī)、航空儀表、某些固體電器85~110電冰箱、機(jī)電設(shè)備110以上機(jī)器、飛機(jī)零件、控制臺(tái)、液壓傳動(dòng)裝置mKc緩沖包裝系統(tǒng)震動(dòng)模型緩沖包裝系統(tǒng)震動(dòng)模型減振產(chǎn)品在流通領(lǐng)域質(zhì)量變化的主要要素是產(chǎn)品的組成成分以及消費(fèi)加工過程中所賦予的性能等內(nèi)在要素。一、產(chǎn)品的化學(xué)成分二、產(chǎn)品的構(gòu)造三、產(chǎn)品的性質(zhì)包裝工藝的化學(xué)根底產(chǎn)品的化學(xué)成分有機(jī)易變化，不易保管無機(jī)穩(wěn)定，不易變化，易保管1.無機(jī)成分的產(chǎn)品不含碳、氧構(gòu)造，如，鹽、堿、玻璃、五金。2.有機(jī)成分的產(chǎn)品棉、毛、絲化纖、塑料、橡膠蔬菜、水果、糧食3.混合物無機(jī)+無機(jī)火柴頭硫磺、赤磷、氯酸鉀〕有機(jī)+有機(jī)〔袋裝雜糧〕無機(jī)+有機(jī)〔油墨、顏料、油漆〕產(chǎn)品的化學(xué)成分產(chǎn)品的構(gòu)造氣態(tài)產(chǎn)品分子間距大，外形隨容器而變液態(tài)產(chǎn)品間距居中，外形隨容器而變固態(tài)產(chǎn)品有一定的外型

乙醇、甲醚C2H6O分子量46CH3-O-CH3〔不能食用〕 CH3-CH2-OH〔飲料〕

產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造〔微觀構(gòu)造〕產(chǎn)品的性質(zhì)1.產(chǎn)品的物理性質(zhì)a.產(chǎn)品的導(dǎo)熱性物體傳送熱能的性質(zhì)，決議于物體的成分和構(gòu)造。導(dǎo)熱性好金屬導(dǎo)熱性不好植物纖維、玻璃、橡膠產(chǎn)品的耐熱性指產(chǎn)品在其溫度變化時(shí)不致破壞或顯著降低其強(qiáng)度的性質(zhì)。決議于物體的成分、構(gòu)造、不均勻性、導(dǎo)熱性、膨脹系數(shù)。

產(chǎn)品的耐熱性

問題：導(dǎo)熱性大而膨脹系數(shù)小的產(chǎn)品耐熱性？好！反面例如：冬季墨水瓶能夠被凍破！產(chǎn)品的耐熱性產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)是指產(chǎn)品的形狀、構(gòu)造在外力的作用下的反響，如彈性、韌性、脆性等。彈性：橡膠、皮革、紡織品〔可壓〕脆性：玻璃、陶瓷產(chǎn)品的機(jī)械性質(zhì)產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)是指產(chǎn)品的形狀、構(gòu)造以及產(chǎn)品在熱、光、氧、酸、堿、溫度、濕度等作用下，發(fā)生本質(zhì)改動(dòng)的性質(zhì)。如：化學(xué)穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性、熄滅爆炸性。

產(chǎn)品的化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)品受外界要素作用，在一定范圍內(nèi)，不易發(fā)生分解、氧化、或其他變化的性質(zhì)。由詳細(xì)產(chǎn)品的成分、構(gòu)造決議。紅磷活潑、160oC熄滅、強(qiáng)氧化劑、摩擦爆炸；白磷活潑、易氧化、能自然、40oC熄滅產(chǎn)品的化學(xué)穩(wěn)定性產(chǎn)品的毒性指產(chǎn)品能破壞有機(jī)體生理功能的性質(zhì)。蒸汽有毒甲醛〔〈0.005mg/升空氣〕、苯本身有毒砷易氧化 三氧化二砷0.1克致死產(chǎn)品的毒性產(chǎn)品的腐蝕性指某些產(chǎn)品能對(duì)其它物質(zhì)發(fā)生破壞性的化學(xué)性質(zhì)。硫酸、鹽酸等有腐蝕性，揮發(fā)與空氣中的水分結(jié)合成金屬制品的電解液，添加銹蝕?？列遭c腐蝕皮革、纖維制品、皮膚濃硫酸吸收動(dòng)植物體內(nèi)水分，使它們炭化便黑。產(chǎn)品的腐蝕性熄滅屬于猛烈的氧化反響，伴隨熱與光的發(fā)生。具有熄滅性質(zhì)的產(chǎn)品：白磷、汽油、苯、油漆。熄滅必需具備三個(gè)條件：可燃物、助燃物、火源。產(chǎn)品的熄滅性爆炸是指物質(zhì)由一種形狀迅速轉(zhuǎn)變成另一種形狀，并在瞬間以機(jī)械功的方式放出大能量的景象。物理性爆炸包裝內(nèi)部壓力超越包裝接受強(qiáng)度?；瘜W(xué)性爆炸混入在空氣中易燃物的爆炸碰擊性爆炸氧化劑混合易燃物的爆炸產(chǎn)品的爆炸性a.碰擊性爆炸產(chǎn)品不穩(wěn)定，略受碰擊，分子忽然分解成假設(shè)干元素或簡(jiǎn)單的化合物。乙炔、硝化甘油b.混入空氣中的易燃物爆炸苯、汽油

產(chǎn)品的爆炸性c.氧化劑混合易燃物的爆炸氯酸鉀、高錳酸鉀、硫磺、紅磷與金屬鋅粉混合，不安定的氧化劑和細(xì)粉狀的易燃物作用，靜置不會(huì)爆炸，略受熱或摩擦后立刻爆炸。重鉻酸鉀、硝酸鹽、磷類略受熱或摩擦即爆炸。金屬鈉受極大震動(dòng)也易發(fā)生危險(xiǎn)。 產(chǎn)品的爆炸性被包裝產(chǎn)品的化學(xué)變化化學(xué)變化是指不僅改動(dòng)物質(zhì)的外表形狀，而且在變化時(shí)生成了其他的物質(zhì)。其本質(zhì)就是產(chǎn)品的量變。常見的化學(xué)變化有化合、分解、水解、氧化、銹蝕、老化等。一、化合化合反響是指兩種或兩種以上的物質(zhì)相互作用生成一種新物質(zhì)的反響。H2OCaOCa(OH)2二、分解分解反響是指由原來的一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上的新物質(zhì)。如：雙氧水分解成水和氧氣。三、水解水解是指某些產(chǎn)品在一定條件下，遇水而發(fā)生分解的情況。水解的本質(zhì)是分子與水作用而發(fā)生復(fù)分解。硅酸鹽、肥皂、纖維素、蛋白質(zhì)水解，結(jié)果普通是鏈斷裂、強(qiáng)度降低。受酸堿影響，蛋白質(zhì)堿解酸穩(wěn)，棉纖維堿穩(wěn)強(qiáng)酸解。三、水解四、氧化當(dāng)產(chǎn)品與空氣中的氧或其他物質(zhì)放出的氧接觸，發(fā)生與氧結(jié)合的化學(xué)變化。產(chǎn)品氧化不僅會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，有的產(chǎn)品在氧化過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，以致發(fā)生自燃，甚至?xí)l(fā)生爆炸事故。纖維制品時(shí)久褪色，桐油布、油紙易氧化。

化學(xué)銹蝕電化學(xué)銹蝕主要金屬制品的銹蝕原理五、銹蝕存在電極電位差不同電極電位差的部分相銜接電化學(xué)腐蝕三條件處于電解質(zhì)溶液中銅鋅五、銹蝕影響金屬制品銹蝕的要素金屬制品本身的特征對(duì)銹蝕的影響儲(chǔ)存環(huán)境要素對(duì)其銹蝕的影響電極電位金屬元素的組成物理形狀不均勻金屬外表形狀金屬鍍層金屬制品本身的特征空氣濕度溫度空氣中的氧氣空氣中的有害氣體與雜質(zhì)

金屬制品的儲(chǔ)存環(huán)境要素六、老化老化是指某些以有機(jī)高分子聚合物為成分的產(chǎn)品如橡膠、塑料制品及合成纖維織物等，受日光、熱和空氣中氧等要素的影響，發(fā)生發(fā)粘、龜裂、強(qiáng)度降低以致發(fā)脆蛻變的景象。 問題：塑料制品何時(shí)強(qiáng)度降低？ 何時(shí)發(fā)粘？

包裝工藝的微生物學(xué)根底微生物〔microorganism,microbe〕是一些肉眼看不見的微小生物的總稱。包括屬于原核類的細(xì)菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體和藍(lán)細(xì)菌〔過去稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻〕，屬于真核類的真菌〔酵母菌和霉菌〕、原生動(dòng)物和顯微藻類，以及屬于非細(xì)胞類的病毒、類病毒和朊病毒等。細(xì)菌細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短〔細(xì)胞直徑約0.5μm,0.5-5μm〕、構(gòu)造簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌以二等分裂方式繁衍和水生性較強(qiáng)的原核微生物，分布廣泛。微生物的形狀構(gòu)造微生物的形狀構(gòu)造霉菌霉菌是絲狀真菌的俗稱，意即"發(fā)霉的真菌"，它們往往能構(gòu)成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產(chǎn)生大型的子實(shí)體。在潮濕暖和的地方，很多物品上長(zhǎng)出的一些肉眼可見的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落即為霉菌。菌絲是一種管狀的細(xì)絲，把它放在顯微鏡下察看，很像一根透明膠管，它的直徑普通為3~10微米，比細(xì)菌和放線菌的細(xì)胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交錯(cuò)在一同，就叫菌絲體。酵母菌酵母菌在自然界中分布很廣，尤其喜歡在偏酸性且含糖較多的環(huán)境中生長(zhǎng)，例如，在水果、蔬菜、花蜜的外表和在果園土壤中最為常見。酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的顯微照片微生物的形狀構(gòu)造第二節(jié)微生物的生理活動(dòng)一．微生物的營(yíng)養(yǎng)要求1.營(yíng)養(yǎng)微生物生長(zhǎng)繁衍所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有水、碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等。2．微生物的營(yíng)養(yǎng)類型根據(jù)微生物對(duì)碳源的要求不同，可將其分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大營(yíng)養(yǎng)類型。凡能利用無機(jī)碳合成菌體內(nèi)有機(jī)碳化物的，叫自養(yǎng)菌；不能利用無機(jī)碳而需求有機(jī)碳才干合成菌體內(nèi)有機(jī)碳化物的，為異養(yǎng)菌。根據(jù)其生命活動(dòng)所需能量的來源不同，可分為光能營(yíng)養(yǎng)菌和化能營(yíng)養(yǎng)菌。前者是從光線中獲得能量，后者那么從化學(xué)物質(zhì)氧化中獲得能量。第二節(jié)微生物的生理活動(dòng)

細(xì)菌生長(zhǎng)的典型曲線(Ⅰ.延遲期，Ⅱ.對(duì)數(shù)期，Ⅲ.穩(wěn)定期，Ⅳ.衰亡期)細(xì)菌純培育的群體生長(zhǎng)規(guī)律溫度生物化學(xué)反響速率和生長(zhǎng)速度、組成成分

影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素微生物類型生長(zhǎng)溫度范圍（℃）分布的主要場(chǎng)所最低最適最高低溫型專性嗜冷-125-1515-20兩極地區(qū)兼性嗜冷-5-010-2025-30海水、冷藏食品中溫型室溫10-2020-3540-45腐生菌體溫35-40寄生菌高溫型25-4550-6070-95溫泉、堆肥堆、土壤表層等氫離子濃度(pH)氫離子濃度變化會(huì)引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；影響代謝過程中酶的活性；改動(dòng)生長(zhǎng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可給性以及有害物質(zhì)的毒性。每種微生物都有其最適pH值和一定的pH范圍。大多數(shù)細(xì)菌、藻類和原生動(dòng)物的最適pH為6.5~7.5，在pH為4~10之間也可以生長(zhǎng)；放線菌普通在微堿性即pH為7.5~8最適宜；酵母菌、霉菌那么適宜于pH為5~6的酸性環(huán)境，但生存范圍在pH為1.5~10之間。有些細(xì)菌甚至可在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性環(huán)境中生活。影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素輻射輻射是指經(jīng)過空氣或外層空間以動(dòng)搖方式從一個(gè)地方傳播或傳送到另一個(gè)地方的能源。它們或是離子或是是電磁波。電磁輻射包括可見光、紅外線、紫外線、X射線和Υ射線等。(1)紫外輻射紫外線是非電離輻射，以波長(zhǎng)265~266納米的殺菌力最強(qiáng)。紫外輻射對(duì)微生物有明顯的致死作用，是強(qiáng)殺菌劑，由于紫外線穿透才干差，不易透過不透明的物質(zhì)，故紫外殺菌燈只適用于空氣及物體外表消毒。(2)電離輻射X射線與α射線、β射線和Υ射線均為電離輻射。在足夠劑量時(shí)，對(duì)各種細(xì)菌均有致死作用。影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素枯燥水分是微生物的正常生命活動(dòng)必不可少的?？菰飼?huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水而呵斥代謝停頓以致死亡。在日常生活中也常用烘干、曬干和熏干等方法來保管食物。影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素浸透壓在浸透時(shí)溶劑經(jīng)過半透性膜時(shí)的壓力即謂浸透壓。高浸透壓細(xì)胞脫水而引起質(zhì)壁分別低浸透壓水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)引起細(xì)胞膨脹，使細(xì)胞破裂。由于普通微生物不能耐受高浸透壓，在日常生活中可用高濃度的鹽或糖保管食物。影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素超聲波超聲波具有劇烈的生物學(xué)作用。超聲波的作用是使細(xì)胞破裂，所以幾乎一切的微生物都能受其破壞，其效果與頻率、處置時(shí)間、微生物種類、細(xì)胞大小、外形及數(shù)量等均有關(guān)系。影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素重金屬及其化合物大多數(shù)重金屬及其化合物都是有效的殺菌劑或防腐劑。其作用最強(qiáng)的是Hg、Ag和Cu。如：二氯化汞又名升汞，是殺菌力極強(qiáng)的消毒劑，口服升汞0.1g，能引起嚴(yán)重的中毒病癥，0.5～1.0g可導(dǎo)致死亡。0.1~1%濃度的硝酸銀常用于皮膚的消毒。影響微生物生長(zhǎng)繁衍的要素有機(jī)化合物酚：酚又名石炭酸。它能使細(xì)胞蛋白量變性，破壞細(xì)胞膜的透性，使細(xì)胞內(nèi)