育果袋紙生產(chǎn)工藝改造及成本分析

張美云， 劉毅娟， 王 興

(1.陜西科技大學(xué) 輕工與能源學(xué)院 陜西省造紙技術(shù)及特種紙品開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西 西安 710021; 2.陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院， 陜西 西安 710021)

0 引言

果實(shí)套袋栽培技術(shù)是一項(xiàng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高檔、品牌、無公害、綠色果品的先進(jìn)果樹栽培技術(shù).它具有能夠增加果面的光潔度，保證色澤鮮艷，提高果實(shí)優(yōu)質(zhì)率，延長果實(shí)保鮮期的作用[1].當(dāng)前，越來越多的果園已經(jīng)開始應(yīng)用果實(shí)套袋栽培技術(shù)，但是仍然還有部分果農(nóng)在使用塑料膜袋，或者使用經(jīng)過一次或多次重復(fù)使用的育果袋套袋紙.

究其原因，主要還是因?yàn)槌杀締栴}以及育果套袋紙?jiān)谑袌錾咸幱诠┎粦?yīng)求的局面.塑料膜袋為不可降解產(chǎn)物，國家每年都會因此投入巨大的資金用于塑料的處理，而且塑料膜袋的使用會對果園環(huán)境以及生活環(huán)境增加負(fù)擔(dān).此外，使用塑料膜袋生長出來的水果色澤不均，果面也不夠光潔.

部分果農(nóng)考慮將育果套袋紙直接重復(fù)利用，但發(fā)現(xiàn)二次利用的育果袋紙對果品的質(zhì)量提升效果顯著減弱.這主要是因?yàn)橛状埖氖褂铆h(huán)境是完全開放的自然界，在果實(shí)生長發(fā)育的三個月時間里，育果套袋紙?jiān)跇渖闲枰?jīng)受住風(fēng)吹、日曬、雨淋等復(fù)雜氣候的綜合作用，導(dǎo)致在摘袋時紙頁會出現(xiàn)變形、發(fā)脆甚至部分發(fā)生破損.從而，降低了育果套袋紙的透氣度、遮光性、抗張強(qiáng)度、抗水性、柔軟度等對果品質(zhì)量具有決定性影響的指標(biāo)數(shù)值[2,3].

1 育果袋紙生產(chǎn)新方法——印刷法

目前，國內(nèi)育果袋紙廠基本上都采用層合法生產(chǎn)外袋紙[4].生產(chǎn)設(shè)備多為雙網(wǎng)雙缸圓網(wǎng)紙機(jī)[5](如圖1所示)，部分大中型企業(yè)設(shè)備為長網(wǎng)紙機(jī)(如圖2所示).外袋紙內(nèi)面呈黑色是將碳黑經(jīng)過漿內(nèi)染色而成，這樣不僅碳黑用量高，生產(chǎn)成本高，碳黑流失嚴(yán)重，導(dǎo)致環(huán)境污染突出而且生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，車速較慢[6]，生產(chǎn)產(chǎn)量無法提高.同時，碳黑粉末極易被生產(chǎn)工人吸入肺中，患塵肺病的危險性增高.

圖1 育果套袋紙用圓網(wǎng)紙機(jī)示意圖

圖2 育果套袋紙用長網(wǎng)紙機(jī)示意圖

為更好地解決這一系列問題，本課題組經(jīng)過前期研究，已經(jīng)提出了一種生產(chǎn)加工育果袋外袋紙的新方法——以O(shè)CC為原料，采用印刷法生產(chǎn)育果袋紙.并且對印刷法生產(chǎn)育果袋紙的條件進(jìn)行了優(yōu)化，產(chǎn)品性能能夠滿足使用要求.印刷前后產(chǎn)品性能及國標(biāo)對比見表1[7]所示.

表1 印刷前后產(chǎn)品性能及國標(biāo)對比

由表1可以看出，印刷法制備的育果袋紙完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，而且可以明顯改善紙張的抗液體滲透性能，同時還使紙張具有良好的不透明度，不易掉黑,保持較高的柔軟度和透氣度.

該方法制備的育果袋紙，其遮光性由印刷到原紙上的黑色油墨來保證，具有原紙生產(chǎn)工藝簡單、車速快、成本低、污染少等優(yōu)點(diǎn).同時，還解決了層合法中碳黑用于漿內(nèi)染色造成污染、利用率低及圓網(wǎng)紙機(jī)車速慢等問題.它既可以適用圓網(wǎng)紙機(jī)，也適用于現(xiàn)有的車速較高的長網(wǎng)紙機(jī).

因此，要使現(xiàn)有育果袋紙廠有效地利用此方法生產(chǎn)育果袋紙，必須考慮其生產(chǎn)成本和設(shè)備條件.

2 印刷法育果套袋紙生產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)

印刷法生產(chǎn)育果袋紙的生產(chǎn)工藝是由原紙抄造和上機(jī)印刷兩部分來完成的.其中，膠版印刷包括黑色油墨的調(diào)配及上機(jī)印刷兩部分.目前育果袋紙生產(chǎn)廠家多為小型企業(yè)，考慮到成本問題，工藝的調(diào)整以及過多的設(shè)備改造是需要考慮的重點(diǎn).育果袋紙廠應(yīng)保證在較少的資金投入下進(jìn)行工藝設(shè)備的改造，從而使得育果袋紙?jiān)埳a(chǎn)與后續(xù)印刷法制備成品過程實(shí)現(xiàn)連續(xù)化.

作為育果袋紙生產(chǎn)廠家而言，最好的改造方案是將現(xiàn)有圓網(wǎng)紙機(jī)改造成單網(wǎng)雙缸型(如圖3所示).即去掉一個成型網(wǎng)，將兩個烘缸分開，中間加入一組印刷設(shè)備[6](如圖5所示).在成型網(wǎng)上抄造出定量為45～50 g/m2的薄頁紙經(jīng)烘缸干燥后進(jìn)入實(shí)地印刷單元組印刷，然后再經(jīng)另一烘缸干燥，復(fù)卷后成品.

對于長網(wǎng)紙機(jī)，只需在烘缸設(shè)備后加入一組印刷單元設(shè)備和一組烘箱，即可實(shí)現(xiàn)印刷法育果套袋紙工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，而不需要將造紙和印刷分開單獨(dú)進(jìn)行產(chǎn)品的加工制造(如圖4所示).對于印刷單元設(shè)備[6]，它是由油墨槽、刮刀、著墨輥筒、勻墨輥筒、橡皮輥筒和壓印輥筒等六部分組成.其中，壓印輥筒和勻墨輥筒為鋼輥，橡皮輥筒和著墨輥筒為橡膠輥.橡皮輥筒、勻墨輥筒和著墨輥筒位置固定，壓印輥筒可做上下微調(diào)，通過調(diào)節(jié)其與橡皮輥筒的間隙來調(diào)控印刷壓力.供墨量的調(diào)控則由刮刀來實(shí)現(xiàn)，可以調(diào)節(jié)刮刀刀片與著墨輥筒之間的角度和間隙.

圖3 改造后圓網(wǎng)紙機(jī)示意圖

圖4 改造后長網(wǎng)紙機(jī)示意圖

1.壓印輥筒 2.橡皮輥筒 3.勻墨輥筒 4.著墨輥筒 5.墨槽 6.刮刀圖5 印刷單元設(shè)備示意圖

3 成本核算

本文分別利用原生木漿、廢舊報(bào)紙漿(ONP)和廢舊瓦楞紙板紙漿(OCC)為原料，按照傳統(tǒng)生產(chǎn)方式制備了育果袋紙.同時，利用OCC為原料，采用本課題組提出的印刷法制備了育果袋紙.在不考慮生產(chǎn)運(yùn)行成本、人員成本等條件下，對上述不同原料之間、兩種不同制備方法之間進(jìn)行了成本核算比較.

本課題組前期的研究是以廢紙制漿所得紙漿為原料，得率約為80%，原生木漿板成漿得率約為95%.不同原料、不同制備方法在生產(chǎn)過程中所用原材料的市場價格如表2所示.利用傳統(tǒng)制備方式以原生木漿、ONP、OCC為原料的工藝成本分別如表3、表4、表5所示.利用印刷法以O(shè)CC為原料的育果套袋紙生產(chǎn)工藝成本如表6所示.

表2 原料價格

表3 以原生木漿為原料的生產(chǎn)成本

表4 以O(shè)NP為原料的生產(chǎn)成本

表5 以O(shè)CC為原料的生產(chǎn)成本

表6 以O(shè)CC為原料的印刷法生產(chǎn)成本

根據(jù)以上表中結(jié)果可知，采用OCC為原料層合法制備育果套袋紙外袋紙可顯著降低生產(chǎn)成本，而采用OCC為原料印刷法制備育果套袋紙的生產(chǎn)成本則相對略高，這主要是因?yàn)橛湍珒r格相對碳粉而言成本較高.但值得注意的是，由于傳統(tǒng)層合法生產(chǎn)工藝步驟復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且白水里含有大量流失碳黑，廢水難處理，以及考慮到工廠生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)工人的健康等問題，印刷法生產(chǎn)育果袋紙仍然值得我們進(jìn)一步深入探究.

根據(jù)市場調(diào)研信息，陜西省育果袋價格約為0.05～0.06元/袋.2012年，由于育果套袋紙市場短缺，育果袋供不應(yīng)求，部分地區(qū)育果袋價格高達(dá)0.07元/袋，增加了果農(nóng)的種植成本[8].因此，對果農(nóng)而言，他們更關(guān)心單個育果袋的成本.

根據(jù)以上核算的育果套袋紙各生產(chǎn)工藝的噸紙成本，以180 mm×155 mm為育果袋的制作規(guī)格，一噸定量為50 g/m2的外袋紙可制作約71萬個外袋，核算成單個紙袋的成本見表7所示.其中,內(nèi)袋價格核算約為0.01元/袋.

表7 單個育果袋的生產(chǎn)成本

注：OCC*為以O(shè)CC原料采用印刷法制備

由此可見，采用OCC為纖維原料抄造育果套袋紙，在優(yōu)化工藝后可顯著降低紙張生產(chǎn)成本和單個果袋的成本，從而有利于降低市場價格，并且優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝更加綠色環(huán)保.

4 展望

本文探討了目前育果袋紙廠如何在較少的資金投入下進(jìn)行工藝設(shè)備改造，從而實(shí)現(xiàn)育果袋紙?jiān)埳a(chǎn)與后續(xù)印刷法制備成品過程的連續(xù)化問題.并對不同育果套袋紙生產(chǎn)工藝的原材料成本進(jìn)行了比較.

以O(shè)CC為原料采用印刷法制備育果袋紙可在較低的成本下，較大程度地改善育果袋紙廠生產(chǎn)過程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低下的狀況，并有效避免了碳黑易隨白水流失以及在處理白水上附加的經(jīng)濟(jì)損失，還改善了傳統(tǒng)育果袋紙廠碳黑粉末滿天飛的惡劣生產(chǎn)環(huán)境狀況.

值得注意的是，在此方法中油墨的作用,即是起傳統(tǒng)方法添加碳黑的遮光作用，并不像印刷書本或者其他印刷品那樣，對于油墨有很高的作用要求.因此，如若在今后的研究中,能夠研究開發(fā)出適合育果袋紙生產(chǎn)的低成本油墨，那對于育果袋紙產(chǎn)業(yè)而言，具有較大的借鑒意義.

[1] 史聯(lián)讓．蘋果優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培與病蟲害防治[M].西安：陜西人民教育出版社,1998:150-152.

[2] 黃渤山，黃 鴻．紅色育果內(nèi)袋紙的生產(chǎn)工藝[J]．中華紙業(yè),2006,27(12):31-34.

[3] 黃 鴻．蘋果套袋紙的生產(chǎn)與應(yīng)用[J].中華紙業(yè),2000,21(6):23-25.

[4] 羅 英．高性能育果套袋紙新技術(shù)的研究[D]．西安：陜西科技大學(xué),2012.

[5] 陳克復(fù)．制漿造紙機(jī)械與設(shè)備(下)[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社,2006：119-120．

[6] 成剛虎．印刷機(jī)械[M]．北京：印刷工業(yè)出版社，2007：70-83．

[7] GB19341-2003，育果袋紙[S].

[8] 王 興．高性能育果袋紙生產(chǎn)新技術(shù)的研究[D]．西安：陜西科技大學(xué),2013.