□徐涵秋 蔣立茂 歐小軍 胡巍 蘭昌文 曾姝莉 王思敏

/1.四川省農(nóng)業(yè)機械鑒定站 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品包裝材料質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（成都）

果蔬采摘后損耗是備受關(guān)注的重大課題，每年我國果蔬采后損失約占總產(chǎn)量的25%～45%[1]。近年來，隨著農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)快速發(fā)展，水果電商銷售日益普遍，農(nóng)產(chǎn)品電商銷售運輸中被詬病的野蠻裝卸、暴力分揀等行為也經(jīng)常見諸報端。其后果是常有購買客戶投訴、抱怨收到的農(nóng)產(chǎn)品受了損、變了形、走了味。不可否認，農(nóng)產(chǎn)品的運輸方式、運輸環(huán)境、包裝結(jié)構(gòu)等都會影響到果蔬損傷程度。國內(nèi)外學(xué)者對不同類型水果運輸振動沖擊及其損傷作了較多的研究，盧立新等[2-5]系統(tǒng)研究了蘋果、梨、哈密瓜等跌落沖擊力學(xué)特性、損傷特性等。但緩沖包裝材料——泡沫網(wǎng)套對水果運輸中跌落損傷特性影響的研究相對較少，尤其是模擬整箱水果運輸、裝卸過程中甩拋、推落等不規(guī)范操作導(dǎo)致水果跌落損傷的研究更是鮮有。

泡沫網(wǎng)套是以熱塑性或熱固性樹脂為基體，添加單甘脂、滑石粉、丁烷等助劑或發(fā)泡劑擠壓形成的內(nèi)部具有無數(shù)微小氣孔的網(wǎng)套形狀塑料，具有質(zhì)輕、省料、吸收沖擊載荷、隔熱等特性。在怕擠壓、需隔離的蔬菜和水果等包裝上得到了極大地應(yīng)用，能有效降低碰撞、擠壓等機械損傷，對于延長貨架期有較大貢獻。

本試驗參照國際安全運輸協(xié)會ISTA 1A-2001試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的跌落試驗參數(shù)，采用符合ASTM D5276-98標(biāo)準(zhǔn)的KD-128AS型氣臂式自由跌落試驗機，按規(guī)范的試驗程序模擬跌落沖擊，對使用不同包裝材料的蘋果進行了跌落試驗，探討蘋果緩沖包裝與跌落損傷之間的關(guān)系，為改善蘋果電商運輸緩沖包裝應(yīng)用、優(yōu)化蘋果減損包裝設(shè)計提供了參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選擇較為耐貯藏、易運輸?shù)奶O果為對象，品種選用四川鹽源紅富士，基地采摘后采用多層緩沖及保護包裝材料運往實驗室。實驗室初步測定表面無損傷，其單果質(zhì)量在285～325 g之間，等效球徑約為76～85 mm，果實硬度為0.35～0.50 MPa。

試驗所用包裝材料有4種組合方式，第Ⅰ種包裝方式為市場上大量使用的瓦楞紙箱，內(nèi)配瓦楞紙板襯墊和隔檔板，隔出24個獨立的立方體空間，每個立方體空間放置1個蘋果，分兩層，每層12個，共24個，均未使用泡沫網(wǎng)套；第Ⅱ種包裝方式是在第Ⅰ種方式的基礎(chǔ)上每個蘋果均外套泡沫網(wǎng)套；第Ⅲ種包裝方式是外包裝采用內(nèi)帶隔板的泡沫箱，每個蘋果均為獨立空間，每層12個，兩層組合拼成整箱，均未使用泡沫網(wǎng)套；第Ⅳ種包裝方式是在第Ⅲ種方式的基礎(chǔ)上每個蘋果均外套泡沫網(wǎng)套。

1.2 試驗儀器

試驗所用氣臂式自由跌落試驗機是采用托臂平托或按規(guī)定角度托住包裝箱，其托臂啟動后先向下以2.5倍重力加速度脫離包裝箱，再以2倍重力加速度撤離包裝箱自由落體的通道，確保托臂回縮過程不干涉包裝箱的自由落體運動。蘋果硬度測試采用GY-4型果實硬度計。

1.3 試驗方法

試驗前先測定待試蘋果等效球徑與單果質(zhì)量，并據(jù)此挑選出大小均勻、外觀完好的一批樣品，每層每個蘋果均進行編號，以確定其在包裝箱內(nèi)的位置，編號后分別按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ種包裝方式進行包裝、封箱；按ISTA 1A-2001標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，依據(jù)包裝箱重量對應(yīng)調(diào)整試驗機托臂高度，保證自由跌落高度；試驗時分別把4種包裝箱在自然狀態(tài)下放在試驗機托臂上，其重心盡可能豎直落在托臂以內(nèi)，避免試驗過程中非正常跌落或傾翻。每種包裝方式分別以底面著地跌落5次，然后取出樣品。4組試驗結(jié)束后，將蘋果在室溫條件下放置24 h，參照盧立新等專家提出的果品損傷率測試方法[5]進行測定，測量每個蘋果損傷體積，分別計算每個蘋果的損傷率及整層、整箱的損傷率。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 試驗結(jié)果

進行Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ種包裝方式跌落試驗時，對照組蘋果損傷率均為0，跌落試驗蘋果損傷率見表1。

表1 不同包裝材料組合跌落試驗蘋果損傷率

試驗結(jié)果表明，在包裝箱內(nèi)每層、每個蘋果損傷率均有所差異，為準(zhǔn)確評價跌落損傷情況的差異性，分別計算了整箱及分層的蘋果損傷率變異系數(shù)，結(jié)果分析見表2。

表2 跌落試驗損傷率結(jié)果分析

同時統(tǒng)計了整箱損傷率、受損果（以個數(shù)計）所占比例，統(tǒng)計結(jié)果見表3。

表3 跌落試驗損傷情況統(tǒng)計結(jié)果

2.2 試驗分析

2.2.1 泡沫網(wǎng)套組合不同包裝材料的緩沖結(jié)構(gòu)均有效降低蘋果損傷率

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ種包裝方式分別使用了瓦楞紙箱、瓦楞紙箱+泡沫網(wǎng)套、泡沫箱、泡沫箱+泡沫網(wǎng)套4種緩沖包裝結(jié)構(gòu)，試驗結(jié)果表明4種緩沖結(jié)構(gòu)在跌落損傷過程中都具有一定的保護作用。同樣的外包裝箱，蘋果是否使用泡沫網(wǎng)套緩沖材料對其保護效果存在顯著差異，如包裝Ⅱ整箱損傷率低于包裝Ⅰ，包裝Ⅳ整箱損傷率低于包裝Ⅲ。試驗結(jié)果也驗證了泡沫網(wǎng)套在跌落試驗中發(fā)揮了較好的緩沖作用，降低了蘋果損傷率。

2.2.2 跌落試驗中底層的損傷較為嚴重

每種組合方式的緩沖結(jié)構(gòu)在跌落試驗中有個共性結(jié)果，即底層蘋果損傷大于上層。主要是因為包裝箱跌落著地的碰撞沖擊能量傳到底層蘋果時中間緩沖材料較少，而上層蘋果因內(nèi)襯墊、隔檔以及更多層的泡沫網(wǎng)套吸收了大量能量，有效降低了蘋果的損傷。由表3統(tǒng)計可見，瓦楞紙箱底層蘋果全部損傷，且損傷率最高達26.98%；采用了泡沫網(wǎng)套的底層蘋果，其損傷情況則有明顯減少。

2.2.3 跌落試驗中泡沫網(wǎng)套降低包裝箱內(nèi)個體損傷的差異性

由表1試驗結(jié)果可知，包裝箱內(nèi)每層、每個蘋果損傷率均有所差異，這是因為跌落沖擊能量的傳導(dǎo)受緩沖包裝材料與結(jié)構(gòu)影響，作用于每個個體均有一定的差異，造成不同蘋果損傷程度不同。5次試驗過程中部分蘋果單果出現(xiàn)5處甚至更多處損傷，而少量蘋果單果未出現(xiàn)損傷。例如，包裝Ⅰ蘋果損傷率變異系數(shù)大于其他幾種，使用了泡沫網(wǎng)套緩沖材料的蘋果損傷率變異系數(shù)則會有所降低。這也證明泡沫網(wǎng)套的應(yīng)用縮小了包裝箱內(nèi)個體跌落損傷的差異，能較好地保持運輸后的蘋果品質(zhì)、外觀均勻性，提高其商品屬性。

2.2.4 泡沫網(wǎng)套與泡沫箱組合的緩沖包裝跌落試驗中顯著降低了損傷

試驗結(jié)果表明，緩沖包裝保護效果Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ，即泡沫網(wǎng)套與泡沫箱組合的緩沖效果最優(yōu)、保護效果最好。但常見的EPS泡沫箱受結(jié)構(gòu)強度所限，跌落中易受損，而采用瓦楞紙箱外包裝在跌落試驗中基本保持包裝材料不損。

3 結(jié)果與討論

跌落沖擊對蘋果具有較大損傷，而運用泡沫網(wǎng)套在同等條件下可有效降低蘋果損傷率和縮小個體損傷差異，本文采用4種不同組合的緩沖包裝材料進行蘋果跌落試驗，證實了泡沫網(wǎng)套在蘋果包裝中發(fā)揮了較好的緩沖保護作用。泡沫材料的組合應(yīng)用可有效提高緩沖效能，也顯著降低了跌落損傷，在實際應(yīng)用中為蘋果以及其他農(nóng)產(chǎn)品的運輸提供了可靠保護。但因以箱角、箱邊緣等著地的跌落試驗包裝箱受損，暫未進行多角度跌落試驗分析。同時，試驗所用緩沖材料的性能參數(shù)不充分，也影響了試驗結(jié)果的分析。后續(xù)將對泡沫網(wǎng)套的緩沖減震效能開展進一步研究，量化其緩沖減震各項參數(shù)，為農(nóng)產(chǎn)品收貯運環(huán)節(jié)的材料選擇和應(yīng)用提供參考。