果蔬类农产品纸包装检测技术解决方案

苏红波 郭素梅 郭利斌 王传贤

（杭州品享科技有限公司纸制品检测研发中心，浙江杭州 310022）

造纸工业是国民经济的基础产业，在国际上是被公认的“永不衰竭”的工业，造纸工业的发展对其他产业都会产生不同程度的影响。随着国民经济的发展，中国对纸产品的需求不断提高。2018 年中国生产纸板10 435 万吨，超过美国的7 206 万吨，成为世界上纸和纸板生产量最高的国家，占世界总量的38.7%[1]。在我国《包装通用术语》的国家标准中，对包装下了明确的定义：“包装是为在流通过程中保护货物、方便储运、促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称。也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。”由于我国果蔬冷链物流不健全，每年约有1.3 亿吨的蔬菜和1 200 万吨的果品在运输中损失，腐烂损耗的果蔬可满足近两亿人的基本营养需求，造成经济损失达750 亿元[2]。作为农产品的未来发展需要，加快和促进农产品现代化包装成为我国当前经济发展的必然选择。

1 果蔬菜农产品的包装

1.1 水果类包装

作为我国农业中继粮食和蔬菜的第三大支柱型产业，水果产业每年能达到2 亿吨以上的产量且已连续多年位居全球第一，不仅丰富了国民的饮食多样性，更加助力国家的经济发展。然而整个产业巨大的产量也因从采收到销售各个环节的损耗，带来了巨量的亏损。流通环节造成的损失占总产量的25%-45%[3]。

现在互联网新经济、新电商快速发展，国家统计局报告显示，到2020 年末中国常住人口城镇化率超过60%，各类大卖场层出不穷，电商平台竞争加剧，消费者对于各类水果的可选余地增加，从而对产品包装的需求更加苛刻。因为一个好的包装，吸引了老百姓的眼球，提高了大家的购买欲望，同时也促进了水果的销量，甚至提高了产品的档次和盈利空间。同时，一款合适的外包装，加快了水果的流通与销售，减少了水果的损耗，大大提高了果农的收入，促进社会的发展。

1.2 蔬菜类包装

同水果类包装相似，我国新鲜的蔬菜，从产地到城镇各批发市场，再到各地的农贸市场，这个过程中，要么没有包装，要么是纺织袋类包装，在这个运输与转运的过程中，蔬菜因缺少防护而造成的压坏腐烂较为普遍，损耗损失大。

在零售环节，蔬菜因缺少相应的包装防护，受到各项二次污染。近年来，大超市、大卖场、大电商平台，均兴起了盒式选购或配送模式，蔬菜精选、去除破损变质部分；洗净、分切，再进行小包装销售。自2020 年疫情爆发以来，城市小区蔬菜网上配送市场容量迅速扩大，并且前景相当可观，很多电商平台进入这一新兴领域竞争，各类富有创意的果蔬类包装层出不穷，见图1。

农产品包装容器包括：塑料包装容器、纸包装容器、木质包装容器、金属包装容器和纤维包装容器。因纸包装有以下几大优点：（1）既轻便又能保护商品；（2）便于印刷文字说明，促进商品销售；（3）携带方便，成本较低，便于推销。因此纸包装容器成为现在支柱性的传统果蔬包装用材料，其占包装总产值的45%左右。

图1 富有创意的果蔬包装

表1 瓦楞芯（原）纸技术指标

2 果蔬类农产品对包装容器的要求

GB/T 34343-2017《农产品物流包装容器通用技术要求》[4]对纸包装容器要求，果蔬类农产品包装容器应具有防震、防冲击等功能。果蔬类农产品包装用瓦楞纸箱，宜选用钉合形式瓦楞纸箱，建议采用宽度为1.5 mm 以上的金属钉线，装钉必须经防锈处理。钉线不应有锈斑、剥层、龟裂等质量问题；钉合接缝应钉牢、钉透，不应有叠钉、翘钉等缺陷。

3 果蔬类农产品对包装材料的要求

GB/T 34344-2017《农产品物流包装材料通用技术要求》[5]对农产品的纸箱包装材料要求如下：宜选用箱纸板、瓦楞纸板、蜂窝纸板等材料；包装应具备较轻质量、良好的透气性和折叠性能、印刷性能；果蔬纸箱包装材料宜选用瓦楞纸板；瓦楞原纸在加工过程中应控制有害矿物质填料用量，含量必须符合国家相关法律法规和标准的要求；箱纸板应符合GB/T 13024-2016《箱纸板》的规定；瓦楞原纸应符合GB/T 13023-2008《瓦楞芯（原）纸》的规定；蜂窝纸板应符合BB/T 0016-2018《蜂窝纸板》的规定；瓦楞纸板应符合GB/T 6544-2008《瓦楞纸板》的规定。

3.1 瓦楞原纸

瓦楞原纸是指用于生产瓦楞纸板芯层的包装纸，即构成瓦楞纸板波纹状瓦楞所用的原纸材料。它经过瓦楞生产线瓦楞辊加热成型。

根据GB/T 13023-2008《瓦楞芯（原）纸》[6]，其技术指标应符合表1 规定。

3.2 箱纸板

箱纸板用于制造瓦楞纸板用的非涂布箱纸板，非漂白浆挂面箱纸板。主要分为用纯木浆或者80%以上木浆的牛皮箱纸板、牛皮挂面箱纸板以及未用硫酸盐木浆抄造的普通箱纸板（用废纸挂面）3 种类型。纯木浆国内很少，主要以进口为主，牛皮挂面国内产量今年逐年增大，普通箱纸板是产量最大的品种，如现在比较流行的水果纸箱、纸盒包装。

根据GB/T 13024-2016《箱纸板》[7]，其技术指标应符合表2规定。

3.3 瓦楞纸板

瓦楞纸板是指由一层或多层瓦楞纸粘合在一层或者多层纸或纸板之间，用于制造瓦楞纸箱的一种复合纸板。瓦楞纸板的瓦楞波纹相互并列成一排，相互支撑，形成三角或者波形结构体，具有较好的机械性能如抗压、抗弯、缓冲等。UV 型瓦楞纸板的楞型结构及尺寸应符合表3 的要求。

表2 箱纸板技术指标

表3 瓦楞纸板的楞型结构及尺寸

对于瓦楞纸板的厚度：单瓦楞纸板厚度应高于表3 所规定相应楞高的下限值；多层瓦楞纸板厚度应高于表3 所规定的下限值之和。

瓦楞纸板分为单瓦楞纸板(S)、双瓦楞纸板（D）和三瓦楞纸板（T）3 种。根据GB/T 6544-2008《瓦楞纸板》[8]，其技术指标应符合表4 规定。

3.4 蜂窝纸板

蜂窝纸板因具有较轻的重量、较高的平压强度、良好的缓冲性能和抗震性能，同时在隔音隔热、安全、可回收重复利用方面具有较好的优点，是一种成本低廉的绿色包装缓冲材料，特别适合运输包装贵重、重型、易损的商品，如家电、机电类产品。目前，蜂窝纸板既能作为包装的结构材料，又能作为包装的缓冲材料，已活跃在我国包装行业，成为包装工作从业人员的宠儿[9]。

根据BB/T 0016-2018《包装材料 蜂窝纸板》[10]规定：其平压强度值不应低于表5 的规定。

4 果蔬类农产品包装常见质量问题

（1）包装原纸质量不符合要求

原纸克重相差；纸张等级（耐破指数、环压指数、耐折度）混乱；白度、色牢度等不符合标准要求，其他相关的偷工减料行为。

（2）包装件物理指标不达标

常见的有瓦楞纸板边压强度、瓦楞纸箱空箱抗压强度、瓦楞纸板耐破度、表面彩印耐磨牢度性能、纸张可勃吸水性等指标低于标准要求。

（3）印刷色差较大

同一批次纸包装，存在颜色深浅不一；同一品种不同供应商之间的色差明显；同一供应商不同批次包装存在颜色波动。

（4）其他质量缺陷

覆膜不平整，上光效果不佳，套印不准，接舌假粘或胶水外溢，文字内容漏印，压线开裂或偏浅，折叠性能差，模切错位、天窗脱落、提手断裂或脱出等。

最终导致的包装质量问题是成品纸箱破损、变形、色差、掉色、磨损等产品外包装质量问题。结果是销售方的投诉、消费者购买欲望降低、产品市场销售额下滑。

表4 瓦楞纸板技术指标

表5 包装材料蜂窝纸板技术指标 单位：kPa

5 果蔬类农产品包装测试技术

（1）试样采取和处理

试样采取按GB/T 450 进行，处理按GB/T 10739 进行。标准大气条件：最佳的环境条件为温度（23±1）℃，相对湿度（50±2）%。

（2）定量和横幅定量差

定量是一项基本物理指标，它的高低及均匀性直接影响着纸张、纸板和瓦楞纸板的物理强度、力学、光学和印刷性能。定量与价格有关，原纸的采购是按重量计算的，而纸箱、纸板生产企业的核算是按单位面积进行计算的。定量的测定按照GB/T 451.2 的规定进行，用圆形定量取样器准确地切取10 张面积为100 cm2的试样，用合适分度的天平称量质量，然后乘以10 即为该试样的定量。

横幅定量差是试样横幅定量的最大值和最小值之差与试样定量平均值的比值，以百分比（%）表示。横幅定量差按GB/T 451.2 进行测定。

（3）紧度

图2 纸包装品质管理系统界面

按照GB/T 451.3 的规定进行测定。用纸和纸板厚度测定仪测量试样的厚度，除以定量，计算紧度值。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（4）横向环压指数

原纸的环压强度影响瓦楞纸箱的抗压强度。横向环压指数按照GB/T 2679.8 的规定进行测定。先环压取样器，再用厚度测定仪测量厚度，根据厚度选择合适的试验中心盘，然后装样，将装好试样的中心盘放在压缩强度试验仪的下压盘中间位置，启动测试。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（5）平压指数

原纸平压指数按GB/T 2679.6 规定进行测定。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（6）纵向裂断长

纵向裂断长的测定按照GB/T 12914-2018 的规定进行测定。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（7）吸水性

吸水性主要影响瓦楞纸箱的防潮性能。吸水性按GB/T 1540规定进行测定。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（8）交货水分

交货水分按GB/T 462 的规定进行。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（9）耐破度和耐破指数

耐破度是指由液压系统施加压力，当弹性胶膜顶破纸样圆形面积的最大压力，以千帕（kPa）表示。耐破指数是耐破度除以定量以千帕平方米每克（kPa·m2）/g 表示。箱纸板的耐破度直接影响瓦楞纸板的耐破度。纸和纸板耐破度使用纸张耐破度测定仪按GB/T454 进行测定，瓦楞纸板耐破度使用纸张耐破度测定仪按GB/T1539 进行测定。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（10）横向耐折度

按横向裁样的耐折度为横向耐折度。横向耐折度主要影响纸箱摇盖的耐折性能，箱纸板横向耐折度按GB/T 457 的MIT 耐折法进行测定，初始张力为9.8N，可以用MIT 耐折度测定仪进行检测。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（11）边压强度

边压强度直接影响瓦楞纸箱的抗压性能。边压强度的检测按GB/T 6546 的规定进行测定。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（12）粘合强度

粘合强度按GB/T 6548 的规定进行。国标规定瓦楞纸板任一粘合层的粘合强度应不低于400N/m，是为了找到瓦楞纸板最薄弱环节。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

（13）平压强度

蜂窝纸板的平压强度的检测按BB/T 0016-2006 的规定进行。检测数据通过WIFI 实时传送到品质管理系统服务器。

6 检测大数据分析

PNQMS100 纸包装品质管理系统界面如图2 所示，是一款专用针对纸包装检测中心的品质数据管理软件。能够实现快速地采集到检测设备测试数据，运用挖掘技术、云计算技术，方便客户控制检测设备，管理数据等。我们利用检测数据采集系统、纸品检测管理系统，为用户提供客户管理、仪器管理、模块管理、样品管理、请检管理、指标管理、检测管理、基础管理等业务服务。

PNQMS100 系统能够对每一批的来料、每一批的成品检测数据进行统计、汇总分析，能够输出PDF 标准的检测报告，或者导出EXCEL 数据表，便于客户的数据分析。比如可以按时间段、按原纸或纸箱的类别、产品编号、供应商、纸箱客户、物理指标等进行筛选，数据分析、合格率分析和趋势分析等。

7 结论

果蔬零售企业朝连锁化、平台化的新零售发展，果蔬类包装检测向大数据、智能化方向发展是一种必然。本文提出了一种基于分析GB/T 34344—2017《农产品物流包装材料通用技术要求》标准，详细分析各类关键检测项目内容和方法，并通过PNQMS100 信息化品质管理系统，对各项果蔬包装箱各项检测指标进行信息化检测及管理的解决方案，智能综合检测报告，进行包装品质大数据的分析；同时通过原纸数据，优化配料，从而有效控制成本，帮助农产品包装行业用户从传统实验室手工作业中解放出来，有更多的时间与精力，进行数据和品质分析等重要工作。