果蔬類農(nóng)產(chǎn)品紙包裝檢測技術(shù)解決方案

蘇紅波 郭素梅 郭利斌 王傳賢

（杭州品享科技有限公司紙制品檢測研發(fā)中心，浙江杭州 310022）

造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國際上是被公認(rèn)的“永不衰竭”的工業(yè)，造紙工業(yè)的發(fā)展對其他產(chǎn)業(yè)都會產(chǎn)生不同程度的影響。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，中國對紙產(chǎn)品的需求不斷提高。2018 年中國生產(chǎn)紙板10 435 萬噸，超過美國的7 206 萬噸，成為世界上紙和紙板生產(chǎn)量最高的國家，占世界總量的38.7%[1]。在我國《包裝通用術(shù)語》的國家標(biāo)準(zhǔn)中，對包裝下了明確的定義：“包裝是為在流通過程中保護貨物、方便儲運、促進(jìn)銷售，按一定技術(shù)方法而采用的容器、材料及輔助物等的總體名稱。也指為了達(dá)到上述目的而采用容器、材料和輔助物的過程中施加一定技術(shù)方法等的操作活動?！庇捎谖覈呃滏溛锪鞑唤∪?，每年約有1.3 億噸的蔬菜和1 200 萬噸的果品在運輸中損失，腐爛損耗的果蔬可滿足近兩億人的基本營養(yǎng)需求，造成經(jīng)濟損失達(dá)750 億元[2]。作為農(nóng)產(chǎn)品的未來發(fā)展需要，加快和促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代化包裝成為我國當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。

1 果蔬菜農(nóng)產(chǎn)品的包裝

1.1 水果類包裝

作為我國農(nóng)業(yè)中繼糧食和蔬菜的第三大支柱型產(chǎn)業(yè)，水果產(chǎn)業(yè)每年能達(dá)到2 億噸以上的產(chǎn)量且已連續(xù)多年位居全球第一，不僅豐富了國民的飲食多樣性，更加助力國家的經(jīng)濟發(fā)展。然而整個產(chǎn)業(yè)巨大的產(chǎn)量也因從采收到銷售各個環(huán)節(jié)的損耗，帶來了巨量的虧損。流通環(huán)節(jié)造成的損失占總產(chǎn)量的25%-45%[3]。

現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)新經(jīng)濟、新電商快速發(fā)展，國家統(tǒng)計局報告顯示，到2020 年末中國常住人口城鎮(zhèn)化率超過60%，各類大賣場層出不窮，電商平臺競爭加劇，消費者對于各類水果的可選余地增加，從而對產(chǎn)品包裝的需求更加苛刻。因為一個好的包裝，吸引了老百姓的眼球，提高了大家的購買欲望，同時也促進(jìn)了水果的銷量，甚至提高了產(chǎn)品的檔次和盈利空間。同時，一款合適的外包裝，加快了水果的流通與銷售，減少了水果的損耗，大大提高了果農(nóng)的收入，促進(jìn)社會的發(fā)展。

1.2 蔬菜類包裝

同水果類包裝相似，我國新鮮的蔬菜，從產(chǎn)地到城鎮(zhèn)各批發(fā)市場，再到各地的農(nóng)貿(mào)市場，這個過程中，要么沒有包裝，要么是紡織袋類包裝，在這個運輸與轉(zhuǎn)運的過程中，蔬菜因缺少防護而造成的壓壞腐爛較為普遍，損耗損失大。

在零售環(huán)節(jié)，蔬菜因缺少相應(yīng)的包裝防護，受到各項二次污染。近年來，大超市、大賣場、大電商平臺，均興起了盒式選購或配送模式，蔬菜精選、去除破損變質(zhì)部分；洗凈、分切，再進(jìn)行小包裝銷售。自2020 年疫情爆發(fā)以來，城市小區(qū)蔬菜網(wǎng)上配送市場容量迅速擴大，并且前景相當(dāng)可觀，很多電商平臺進(jìn)入這一新興領(lǐng)域競爭，各類富有創(chuàng)意的果蔬類包裝層出不窮，見圖1。

農(nóng)產(chǎn)品包裝容器包括：塑料包裝容器、紙包裝容器、木質(zhì)包裝容器、金屬包裝容器和纖維包裝容器。因紙包裝有以下幾大優(yōu)點：（1）既輕便又能保護商品；（2）便于印刷文字說明，促進(jìn)商品銷售；（3）攜帶方便，成本較低，便于推銷。因此紙包裝容器成為現(xiàn)在支柱性的傳統(tǒng)果蔬包裝用材料，其占包裝總產(chǎn)值的45%左右。

圖1 富有創(chuàng)意的果蔬包裝

表1 瓦楞芯（原）紙技術(shù)指標(biāo)

2 果蔬類農(nóng)產(chǎn)品對包裝容器的要求

GB/T 34343-2017《農(nóng)產(chǎn)品物流包裝容器通用技術(shù)要求》[4]對紙包裝容器要求，果蔬類農(nóng)產(chǎn)品包裝容器應(yīng)具有防震、防沖擊等功能。果蔬類農(nóng)產(chǎn)品包裝用瓦楞紙箱，宜選用釘合形式瓦楞紙箱，建議采用寬度為1.5 mm 以上的金屬釘線，裝釘必須經(jīng)防銹處理。釘線不應(yīng)有銹斑、剝層、龜裂等質(zhì)量問題；釘合接縫應(yīng)釘牢、釘透，不應(yīng)有疊釘、翹釘?shù)热毕荨?/p>

3 果蔬類農(nóng)產(chǎn)品對包裝材料的要求

GB/T 34344-2017《農(nóng)產(chǎn)品物流包裝材料通用技術(shù)要求》[5]對農(nóng)產(chǎn)品的紙箱包裝材料要求如下：宜選用箱紙板、瓦楞紙板、蜂窩紙板等材料；包裝應(yīng)具備較輕質(zhì)量、良好的透氣性和折疊性能、印刷性能；果蔬紙箱包裝材料宜選用瓦楞紙板；瓦楞原紙在加工過程中應(yīng)控制有害礦物質(zhì)填料用量，含量必須符合國家相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；箱紙板應(yīng)符合GB/T 13024-2016《箱紙板》的規(guī)定；瓦楞原紙應(yīng)符合GB/T 13023-2008《瓦楞芯（原）紙》的規(guī)定；蜂窩紙板應(yīng)符合BB/T 0016-2018《蜂窩紙板》的規(guī)定；瓦楞紙板應(yīng)符合GB/T 6544-2008《瓦楞紙板》的規(guī)定。

3.1 瓦楞原紙

瓦楞原紙是指用于生產(chǎn)瓦楞紙板芯層的包裝紙，即構(gòu)成瓦楞紙板波紋狀瓦楞所用的原紙材料。它經(jīng)過瓦楞生產(chǎn)線瓦楞輥加熱成型。

根據(jù)GB/T 13023-2008《瓦楞芯（原）紙》[6]，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1 規(guī)定。

3.2 箱紙板

箱紙板用于制造瓦楞紙板用的非涂布箱紙板，非漂白漿掛面箱紙板。主要分為用純木漿或者80%以上木漿的牛皮箱紙板、牛皮掛面箱紙板以及未用硫酸鹽木漿抄造的普通箱紙板（用廢紙掛面）3 種類型。純木漿國內(nèi)很少，主要以進(jìn)口為主，牛皮掛面國內(nèi)產(chǎn)量今年逐年增大，普通箱紙板是產(chǎn)量最大的品種，如現(xiàn)在比較流行的水果紙箱、紙盒包裝。

根據(jù)GB/T 13024-2016《箱紙板》[7]，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表2規(guī)定。

3.3 瓦楞紙板

瓦楞紙板是指由一層或多層瓦楞紙粘合在一層或者多層紙或紙板之間，用于制造瓦楞紙箱的一種復(fù)合紙板。瓦楞紙板的瓦楞波紋相互并列成一排，相互支撐，形成三角或者波形結(jié)構(gòu)體，具有較好的機械性能如抗壓、抗彎、緩沖等。UV 型瓦楞紙板的楞型結(jié)構(gòu)及尺寸應(yīng)符合表3 的要求。

表2 箱紙板技術(shù)指標(biāo)

表3 瓦楞紙板的楞型結(jié)構(gòu)及尺寸

對于瓦楞紙板的厚度：單瓦楞紙板厚度應(yīng)高于表3 所規(guī)定相應(yīng)楞高的下限值；多層瓦楞紙板厚度應(yīng)高于表3 所規(guī)定的下限值之和。

瓦楞紙板分為單瓦楞紙板(S)、雙瓦楞紙板（D）和三瓦楞紙板（T）3 種。根據(jù)GB/T 6544-2008《瓦楞紙板》[8]，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表4 規(guī)定。

3.4 蜂窩紙板

蜂窩紙板因具有較輕的重量、較高的平壓強度、良好的緩沖性能和抗震性能，同時在隔音隔熱、安全、可回收重復(fù)利用方面具有較好的優(yōu)點，是一種成本低廉的綠色包裝緩沖材料，特別適合運輸包裝貴重、重型、易損的商品，如家電、機電類產(chǎn)品。目前，蜂窩紙板既能作為包裝的結(jié)構(gòu)材料，又能作為包裝的緩沖材料，已活躍在我國包裝行業(yè)，成為包裝工作從業(yè)人員的寵兒[9]。

根據(jù)BB/T 0016-2018《包裝材料 蜂窩紙板》[10]規(guī)定：其平壓強度值不應(yīng)低于表5 的規(guī)定。

4 果蔬類農(nóng)產(chǎn)品包裝常見質(zhì)量問題

（1）包裝原紙質(zhì)量不符合要求

原紙克重相差；紙張等級（耐破指數(shù)、環(huán)壓指數(shù)、耐折度）混亂；白度、色牢度等不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，其他相關(guān)的偷工減料行為。

（2）包裝件物理指標(biāo)不達(dá)標(biāo)

常見的有瓦楞紙板邊壓強度、瓦楞紙箱空箱抗壓強度、瓦楞紙板耐破度、表面彩印耐磨牢度性能、紙張可勃吸水性等指標(biāo)低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）印刷色差較大

同一批次紙包裝，存在顏色深淺不一；同一品種不同供應(yīng)商之間的色差明顯；同一供應(yīng)商不同批次包裝存在顏色波動。

（4）其他質(zhì)量缺陷

覆膜不平整，上光效果不佳，套印不準(zhǔn)，接舌假粘或膠水外溢，文字內(nèi)容漏印，壓線開裂或偏淺，折疊性能差，模切錯位、天窗脫落、提手?jǐn)嗔鸦蛎摮龅取?/p>

最終導(dǎo)致的包裝質(zhì)量問題是成品紙箱破損、變形、色差、掉色、磨損等產(chǎn)品外包裝質(zhì)量問題。結(jié)果是銷售方的投訴、消費者購買欲望降低、產(chǎn)品市場銷售額下滑。

表4 瓦楞紙板技術(shù)指標(biāo)

表5 包裝材料蜂窩紙板技術(shù)指標(biāo) 單位：kPa

5 果蔬類農(nóng)產(chǎn)品包裝測試技術(shù)

（1）試樣采取和處理

試樣采取按GB/T 450 進(jìn)行，處理按GB/T 10739 進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)大氣條件：最佳的環(huán)境條件為溫度（23±1）℃，相對濕度（50±2）%。

（2）定量和橫幅定量差

定量是一項基本物理指標(biāo)，它的高低及均勻性直接影響著紙張、紙板和瓦楞紙板的物理強度、力學(xué)、光學(xué)和印刷性能。定量與價格有關(guān)，原紙的采購是按重量計算的，而紙箱、紙板生產(chǎn)企業(yè)的核算是按單位面積進(jìn)行計算的。定量的測定按照GB/T 451.2 的規(guī)定進(jìn)行，用圓形定量取樣器準(zhǔn)確地切取10 張面積為100 cm2的試樣，用合適分度的天平稱量質(zhì)量，然后乘以10 即為該試樣的定量。

橫幅定量差是試樣橫幅定量的最大值和最小值之差與試樣定量平均值的比值，以百分比（%）表示。橫幅定量差按GB/T 451.2 進(jìn)行測定。

（3）緊度

圖2 紙包裝品質(zhì)管理系統(tǒng)界面

按照GB/T 451.3 的規(guī)定進(jìn)行測定。用紙和紙板厚度測定儀測量試樣的厚度，除以定量，計算緊度值。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（4）橫向環(huán)壓指數(shù)

原紙的環(huán)壓強度影響瓦楞紙箱的抗壓強度。橫向環(huán)壓指數(shù)按照GB/T 2679.8 的規(guī)定進(jìn)行測定。先環(huán)壓取樣器，再用厚度測定儀測量厚度，根據(jù)厚度選擇合適的試驗中心盤，然后裝樣，將裝好試樣的中心盤放在壓縮強度試驗儀的下壓盤中間位置，啟動測試。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（5）平壓指數(shù)

原紙平壓指數(shù)按GB/T 2679.6 規(guī)定進(jìn)行測定。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（6）縱向裂斷長

縱向裂斷長的測定按照GB/T 12914-2018 的規(guī)定進(jìn)行測定。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（7）吸水性

吸水性主要影響瓦楞紙箱的防潮性能。吸水性按GB/T 1540規(guī)定進(jìn)行測定。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（8）交貨水分

交貨水分按GB/T 462 的規(guī)定進(jìn)行。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（9）耐破度和耐破指數(shù)

耐破度是指由液壓系統(tǒng)施加壓力，當(dāng)彈性膠膜頂破紙樣圓形面積的最大壓力，以千帕（kPa）表示。耐破指數(shù)是耐破度除以定量以千帕平方米每克（kPa·m2）/g 表示。箱紙板的耐破度直接影響瓦楞紙板的耐破度。紙和紙板耐破度使用紙張耐破度測定儀按GB/T454 進(jìn)行測定，瓦楞紙板耐破度使用紙張耐破度測定儀按GB/T1539 進(jìn)行測定。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（10）橫向耐折度

按橫向裁樣的耐折度為橫向耐折度。橫向耐折度主要影響紙箱搖蓋的耐折性能，箱紙板橫向耐折度按GB/T 457 的MIT 耐折法進(jìn)行測定，初始張力為9.8N，可以用MIT 耐折度測定儀進(jìn)行檢測。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（11）邊壓強度

邊壓強度直接影響瓦楞紙箱的抗壓性能。邊壓強度的檢測按GB/T 6546 的規(guī)定進(jìn)行測定。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（12）粘合強度

粘合強度按GB/T 6548 的規(guī)定進(jìn)行。國標(biāo)規(guī)定瓦楞紙板任一粘合層的粘合強度應(yīng)不低于400N/m，是為了找到瓦楞紙板最薄弱環(huán)節(jié)。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

（13）平壓強度

蜂窩紙板的平壓強度的檢測按BB/T 0016-2006 的規(guī)定進(jìn)行。檢測數(shù)據(jù)通過WIFI 實時傳送到品質(zhì)管理系統(tǒng)服務(wù)器。

6 檢測大數(shù)據(jù)分析

PNQMS100 紙包裝品質(zhì)管理系統(tǒng)界面如圖2 所示，是一款專用針對紙包裝檢測中心的品質(zhì)數(shù)據(jù)管理軟件。能夠?qū)崿F(xiàn)快速地采集到檢測設(shè)備測試數(shù)據(jù)，運用挖掘技術(shù)、云計算技術(shù)，方便客戶控制檢測設(shè)備，管理數(shù)據(jù)等。我們利用檢測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、紙品檢測管理系統(tǒng)，為用戶提供客戶管理、儀器管理、模塊管理、樣品管理、請檢管理、指標(biāo)管理、檢測管理、基礎(chǔ)管理等業(yè)務(wù)服務(wù)。

PNQMS100 系統(tǒng)能夠?qū)γ恳慌膩砹稀⒚恳慌某善窓z測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、匯總分析，能夠輸出PDF 標(biāo)準(zhǔn)的檢測報告，或者導(dǎo)出EXCEL 數(shù)據(jù)表，便于客戶的數(shù)據(jù)分析。比如可以按時間段、按原紙或紙箱的類別、產(chǎn)品編號、供應(yīng)商、紙箱客戶、物理指標(biāo)等進(jìn)行篩選，數(shù)據(jù)分析、合格率分析和趨勢分析等。

7 結(jié)論

果蔬零售企業(yè)朝連鎖化、平臺化的新零售發(fā)展，果蔬類包裝檢測向大數(shù)據(jù)、智能化方向發(fā)展是一種必然。本文提出了一種基于分析GB/T 34344—2017《農(nóng)產(chǎn)品物流包裝材料通用技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)分析各類關(guān)鍵檢測項目內(nèi)容和方法，并通過PNQMS100 信息化品質(zhì)管理系統(tǒng)，對各項果蔬包裝箱各項檢測指標(biāo)進(jìn)行信息化檢測及管理的解決方案，智能綜合檢測報告，進(jìn)行包裝品質(zhì)大數(shù)據(jù)的分析；同時通過原紙數(shù)據(jù)，優(yōu)化配料，從而有效控制成本，幫助農(nóng)產(chǎn)品包裝行業(yè)用戶從傳統(tǒng)實驗室手工作業(yè)中解放出來，有更多的時間與精力，進(jìn)行數(shù)據(jù)和品質(zhì)分析等重要工作。