育果袋纸生产工艺改造及成本分析

张美云， 刘毅娟， 王 兴

(1.陕西科技大学 轻工与能源学院 陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室， 陕西 西安 710021; 2.陕西农产品加工技术研究院， 陕西 西安 710021)

0 引言

果实套袋栽培技术是一项生产优质、高档、品牌、无公害、绿色果品的先进果树栽培技术.它具有能够增加果面的光洁度，保证色泽鲜艳，提高果实优质率，延长果实保鲜期的作用[1].当前，越来越多的果园已经开始应用果实套袋栽培技术，但是仍然还有部分果农在使用塑料膜袋，或者使用经过一次或多次重复使用的育果袋套袋纸.

究其原因，主要还是因为成本问题以及育果套袋纸在市场上处于供不应求的局面.塑料膜袋为不可降解产物，国家每年都会因此投入巨大的资金用于塑料的处理，而且塑料膜袋的使用会对果园环境以及生活环境增加负担.此外，使用塑料膜袋生长出来的水果色泽不均，果面也不够光洁.

部分果农考虑将育果套袋纸直接重复利用，但发现二次利用的育果袋纸对果品的质量提升效果显著减弱.这主要是因为育果套袋纸的使用环境是完全开放的自然界，在果实生长发育的三个月时间里，育果套袋纸在树上需要经受住风吹、日晒、雨淋等复杂气候的综合作用，导致在摘袋时纸页会出现变形、发脆甚至部分发生破损.从而，降低了育果套袋纸的透气度、遮光性、抗张强度、抗水性、柔软度等对果品质量具有决定性影响的指标数值[2,3].

1 育果袋纸生产新方法——印刷法

目前，国内育果袋纸厂基本上都采用层合法生产外袋纸[4].生产设备多为双网双缸圆网纸机[5](如图1所示)，部分大中型企业设备为长网纸机(如图2所示).外袋纸内面呈黑色是将碳黑经过浆内染色而成，这样不仅碳黑用量高，生产成本高，碳黑流失严重，导致环境污染突出而且生产设备复杂，车速较慢[6]，生产产量无法提高.同时，碳黑粉末极易被生产工人吸入肺中，患尘肺病的危险性增高.

图1 育果套袋纸用圆网纸机示意图

图2 育果套袋纸用长网纸机示意图

为更好地解决这一系列问题，本课题组经过前期研究，已经提出了一种生产加工育果袋外袋纸的新方法——以OCC为原料，采用印刷法生产育果袋纸.并且对印刷法生产育果袋纸的条件进行了优化，产品性能能够满足使用要求.印刷前后产品性能及国标对比见表1[7]所示.

表1 印刷前后产品性能及国标对比

由表1可以看出，印刷法制备的育果袋纸完全满足国家标准，而且可以明显改善纸张的抗液体渗透性能，同时还使纸张具有良好的不透明度，不易掉黑,保持较高的柔软度和透气度.

该方法制备的育果袋纸，其遮光性由印刷到原纸上的黑色油墨来保证，具有原纸生产工艺简单、车速快、成本低、污染少等优点.同时，还解决了层合法中碳黑用于浆内染色造成污染、利用率低及圆网纸机车速慢等问题.它既可以适用圆网纸机，也适用于现有的车速较高的长网纸机.

因此，要使现有育果袋纸厂有效地利用此方法生产育果袋纸，必须考虑其生产成本和设备条件.

2 印刷法育果套袋纸生产工艺的实现

印刷法生产育果袋纸的生产工艺是由原纸抄造和上机印刷两部分来完成的.其中，胶版印刷包括黑色油墨的调配及上机印刷两部分.目前育果袋纸生产厂家多为小型企业，考虑到成本问题，工艺的调整以及过多的设备改造是需要考虑的重点.育果袋纸厂应保证在较少的资金投入下进行工艺设备的改造，从而使得育果袋纸原纸生产与后续印刷法制备成品过程实现连续化.

作为育果袋纸生产厂家而言，最好的改造方案是将现有圆网纸机改造成单网双缸型(如图3所示).即去掉一个成型网，将两个烘缸分开，中间加入一组印刷设备[6](如图5所示).在成型网上抄造出定量为45～50 g/m2的薄页纸经烘缸干燥后进入实地印刷单元组印刷，然后再经另一烘缸干燥，复卷后成品.

对于长网纸机，只需在烘缸设备后加入一组印刷单元设备和一组烘箱，即可实现印刷法育果套袋纸工艺的连续化生产，而不需要将造纸和印刷分开单独进行产品的加工制造(如图4所示).对于印刷单元设备[6]，它是由油墨槽、刮刀、着墨辊筒、匀墨辊筒、橡皮辊筒和压印辊筒等六部分组成.其中，压印辊筒和匀墨辊筒为钢辊，橡皮辊筒和着墨辊筒为橡胶辊.橡皮辊筒、匀墨辊筒和着墨辊筒位置固定，压印辊筒可做上下微调，通过调节其与橡皮辊筒的间隙来调控印刷压力.供墨量的调控则由刮刀来实现，可以调节刮刀刀片与着墨辊筒之间的角度和间隙.

图3 改造后圆网纸机示意图

图4 改造后长网纸机示意图

1.压印辊筒 2.橡皮辊筒 3.匀墨辊筒 4.着墨辊筒 5.墨槽 6.刮刀图5 印刷单元设备示意图

3 成本核算

本文分别利用原生木浆、废旧报纸浆(ONP)和废旧瓦楞纸板纸浆(OCC)为原料，按照传统生产方式制备了育果袋纸.同时，利用OCC为原料，采用本课题组提出的印刷法制备了育果袋纸.在不考虑生产运行成本、人员成本等条件下，对上述不同原料之间、两种不同制备方法之间进行了成本核算比较.

本课题组前期的研究是以废纸制浆所得纸浆为原料，得率约为80%，原生木浆板成浆得率约为95%.不同原料、不同制备方法在生产过程中所用原材料的市场价格如表2所示.利用传统制备方式以原生木浆、ONP、OCC为原料的工艺成本分别如表3、表4、表5所示.利用印刷法以OCC为原料的育果套袋纸生产工艺成本如表6所示.

表2 原料价格

表3 以原生木浆为原料的生产成本

表4 以ONP为原料的生产成本

表5 以OCC为原料的生产成本

表6 以OCC为原料的印刷法生产成本

根据以上表中结果可知，采用OCC为原料层合法制备育果套袋纸外袋纸可显著降低生产成本，而采用OCC为原料印刷法制备育果套袋纸的生产成本则相对略高，这主要是因为油墨价格相对碳粉而言成本较高.但值得注意的是，由于传统层合法生产工艺步骤复杂，生产效率低，且白水里含有大量流失碳黑，废水难处理，以及考虑到工厂生产环境和生产工人的健康等问题，印刷法生产育果袋纸仍然值得我们进一步深入探究.

根据市场调研信息，陕西省育果袋价格约为0.05～0.06元/袋.2012年，由于育果套袋纸市场短缺，育果袋供不应求，部分地区育果袋价格高达0.07元/袋，增加了果农的种植成本[8].因此，对果农而言，他们更关心单个育果袋的成本.

根据以上核算的育果套袋纸各生产工艺的吨纸成本，以180 mm×155 mm为育果袋的制作规格，一吨定量为50 g/m2的外袋纸可制作约71万个外袋，核算成单个纸袋的成本见表7所示.其中,内袋价格核算约为0.01元/袋.

表7 单个育果袋的生产成本

注：OCC*为以OCC原料采用印刷法制备

由此可见，采用OCC为纤维原料抄造育果套袋纸，在优化工艺后可显著降低纸张生产成本和单个果袋的成本，从而有利于降低市场价格，并且优化后的生产工艺更加绿色环保.

4 展望

本文探讨了目前育果袋纸厂如何在较少的资金投入下进行工艺设备改造，从而实现育果袋纸原纸生产与后续印刷法制备成品过程的连续化问题.并对不同育果套袋纸生产工艺的原材料成本进行了比较.

以OCC为原料采用印刷法制备育果袋纸可在较低的成本下，较大程度地改善育果袋纸厂生产过程复杂、生产效率低下的状况，并有效避免了碳黑易随白水流失以及在处理白水上附加的经济损失，还改善了传统育果袋纸厂碳黑粉末满天飞的恶劣生产环境状况.

值得注意的是，在此方法中油墨的作用,即是起传统方法添加碳黑的遮光作用，并不像印刷书本或者其他印刷品那样，对于油墨有很高的作用要求.因此，如若在今后的研究中,能够研究开发出适合育果袋纸生产的低成本油墨，那对于育果袋纸产业而言，具有较大的借鉴意义.

[1] 史联让．苹果优质丰产栽培与病虫害防治[M].西安：陕西人民教育出版社,1998:150-152.

[2] 黄渤山，黄 鸿．红色育果内袋纸的生产工艺[J]．中华纸业,2006,27(12):31-34.

[3] 黄 鸿．苹果套袋纸的生产与应用[J].中华纸业,2000,21(6):23-25.

[4] 罗 英．高性能育果套袋纸新技术的研究[D]．西安：陕西科技大学,2012.

[5] 陈克复．制浆造纸机械与设备(下)[M]．北京：中国轻工业出版社,2006：119-120．

[6] 成刚虎．印刷机械[M]．北京：印刷工业出版社，2007：70-83．

[7] GB19341-2003，育果袋纸[S].

[8] 王 兴．高性能育果袋纸生产新技术的研究[D]．西安：陕西科技大学,2013.