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【論文摘要】塑料包裝物大多呈白色,它們造成的環(huán)境污染被稱為白色污染。
什么是白色污染?這要從塑料開始談起,人們以石油為原料制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等,這些物質(zhì)的分子在一定條件下能相互反應(yīng)生成分子量很大的化合物:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯,我們通常使用的塑料就是由上述四種高分子組成的材料,聚乙烯、聚丙烯薄膜抖動時聲音發(fā)脆,而聚氯乙烯薄膜則較柔軟,抖動時無發(fā)脆聲音;發(fā)泡塑料一般是聚苯乙烯,燃燒時有濃煙。從上世紀(jì)60年代開始,塑料進入廣泛實用階段,由于塑料具有很多優(yōu)點:它取材容易,價格低廉,加工方便,質(zhì)地輕巧,因此塑料一問世,便深受世界歡迎,它迅速滲入到社會生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,塑料的普及被譽為白色革命。隨著塑料產(chǎn)量不斷增大,成本越來越低,我們用過的大量農(nóng)用薄膜、包裝用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被拋棄在環(huán)境中,給景觀和環(huán)境帶來很大破壞,由于塑料包裝物大多呈白色,它們造成的環(huán)境污染被稱為白色污染。
1白色污染的危害
1.1視覺污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在生活環(huán)境中,給人們的視覺帶來不良刺激,影響環(huán)境的美感。前幾年,有人戲稱我國有兩座萬里長城,一為古長城,二為白色長城,指的是我國鐵路沿線到處是白色的飯盒、塑料袋,這就是視覺污染。在我們學(xué)校,隨處可見一次性飯盒、各色塑料袋,起風(fēng)時候,塑料袋到處飄揚,嚴(yán)重影響校園的美觀。
1.2白色污染的潛在危害則是多方面的
1.2.1一次性發(fā)泡塑料飯盒和塑料袋盛裝食物嚴(yán)重影響我們的身體健康早在40年前,人們就發(fā)現(xiàn)聚氯乙烯塑料中殘留有氯乙烯單體。當(dāng)人們接觸氯乙烯后,就會出現(xiàn)手腕、手指浮腫,皮膚硬化等癥狀,還可能出現(xiàn)脾腫大、肝損傷等癥。1975年,美國就禁止用聚氯乙烯塑料包裝食品和飲料。在我國,更為嚴(yán)重的是,我們用的超薄塑料袋幾乎都來自廢塑料的再利用,是由小企業(yè)或家庭作坊生產(chǎn)的。每次吃飯時,就有不少同學(xué)用塑料袋裝飯菜,他們不知道這種行為不僅危害環(huán)境,也危害自己的身體。
1.2.2使土壤環(huán)境惡化,嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長我國目前使用的塑料制品一般是不可降解的,其分子量在2萬以上,只有分子量降為2000以下時,才能被自然界中微生物所利用,而這一過程至少需200年。農(nóng)田里的廢農(nóng)膜、塑料袋長期殘留在田中,會影響土壤的透氣性,阻礙水分的流動,從而影響農(nóng)作物對水分、養(yǎng)分的吸收,抑制農(nóng)作物的生長發(fā)育,造成農(nóng)作物的減產(chǎn)。若牲畜吃了塑料膜,會引起牲畜的消化道疾病,甚至死亡。
1.2.3填埋作業(yè)仍是我國處理城市垃圾的一個主要方法由于塑料膜密度小、體積大,它能很快填滿場地,降低填埋場地處理垃圾的能力;而且,填埋后的場地由于地基松軟,垃圾中的細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)很容易滲入地下,污染地下水,危及周圍環(huán)境。
1.2.4若把廢塑料直接進行焚燒處理,將給環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染塑料焚燒時,不但產(chǎn)生大量黑煙,而且會產(chǎn)生迄今為止毒性最大的一類物質(zhì):二惡英。二惡英進入土壤中,至少需15個月才能逐漸分解,它會危害植物及農(nóng)作物;二惡英對動物的肝臟及腦有嚴(yán)重的損害作用。焚燒垃圾排放出的二惡英對環(huán)境的污染,已經(jīng)成為全世界關(guān)注的一個極敏感的問題。
2白色污染的防治
2.1停止使用一次性餐具及超薄塑料袋由于一次性塑料餐具難降解,現(xiàn)在許多城市都推廣使用綠色餐具——紙制餐具,因為纖維素能被微生物降解。但許多環(huán)保專家認(rèn)為,用紙制餐具代替發(fā)泡塑料餐具亦不明智。首先,紙制餐具同樣也會帶來視覺上的污染,因為它們的降解速度并不快,往往在幾十天甚至幾個月內(nèi)也不會降解徹底。其次,制紙制餐具時,除用到草漿、稻漿外,還要加入1/3左右的木漿,若全面推廣,勢必造成大量木材的消耗,導(dǎo)致森林砍伐的加劇。值得注意的是,我國森林覆蓋率僅為13.92%,人均占有森林面積只相當(dāng)于世界人均水平的17.2%,居世界112位。第三,制紙漿歷來是耗水大戶、耗能大戶及排污大戶。造漿工藝需大量水,而我國人均水的占有量在世界上排88位,已被列為世界12個貧水國家的名單上;若污水未經(jīng)處理,直接排入河流中,會引起水污染;紙制餐具成型后需立即烘干,這就需要耗大量能。而我國能源結(jié)構(gòu)是以燃煤為主,這樣就會增加空氣中so2的含量,引起酸雨。因此,無論是從環(huán)保角度,還是從節(jié)約資源角度,不使用一次性塑料餐具及紙制餐具都是一件好事。
2.2回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑其實,塑料和其它材料比,有一個顯著的優(yōu)點:塑料可以很方便地反復(fù)回收使用。廢塑料回收后,進行分類、清洗后再通過加熱熔融,即可重新成為制品。從組成看,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳?xì)湓亟M成,而汽油、柴油等燃料也是由碳?xì)湓亟M成,只不過分子量較小。因此,把這幾類塑料隔絕空氣加熱至高溫,使之裂解,把裂解產(chǎn)物進行分餾,可制得汽油與柴油。
【關(guān)鍵詞】塑料袋;優(yōu)點;危害;治理
塑料袋的發(fā)明為人類生活帶來了許多方便。然而廢塑料制品進入自然環(huán)境后難以降解而帶來長期的深層次環(huán)境問題;高溫分解出毒害物質(zhì),毒害物質(zhì)流入到食品當(dāng)中會影響人體重要部位危害身體健康等問題,為了治理塑料袋的弊端,展開對廢塑料的研究,同時全民要樹立環(huán)保意識。
1.塑料袋的成分
塑料是一種高分子材料,以石油為原料可以制得的一系列大分子聚合物。例如,聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚丙烯。我們經(jīng)常使用的塑料袋就是由高分子材料吹塑而成,其在塑料袋中的含量一般在四成以上。因含量大,樹脂的性質(zhì)常常決定了塑料袋的性質(zhì)。同時,為了改進塑料袋的性能,還要在聚合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、劑、穩(wěn)定劑、著色劑等,才能成為性能良好的塑料袋。
2.塑料袋的優(yōu)點
2.1給人類生活帶來方便
塑料袋非常輕,輕的幾乎沒有重量,揉成團不過乒乓球大,攜帶極方便;不透水、氣,可以盛裝特殊的物品或食品(如水產(chǎn)品、肉類等等),塑料袋也可代替其他包裝物料,如罐頭、紙、玻璃等。如今,塑料袋已經(jīng)悄悄地走進了人類生活,給人類生活帶來了許多的方便。
2.2 使用經(jīng)濟
塑料袋亦無需要額外開采天然資源制造,故塑料袋可說物盡其用,塑料袋制作成本及其低廉,因而價格非常之低,市場上賣的塑料袋大的是2分錢一個,小的是0.7分錢一個,平均一個塑料袋不到1分錢,制作和使用都很方便。
3.塑料袋的危害
3.1不易回收
因為回收在利用的成本高,但利用率低,商家可以說是無利可圖,而且在使用過程中散落在城市街道、旅游區(qū)、水體中、公路和鐵路兩側(cè)造成“視覺污染”,這些廢塑料散落在地面上或隨風(fēng)掛在樹枝上飄揚或漂浮在水面,污染環(huán)境、傳播疾病。
3.2 環(huán)境污染
廢塑料制品進入自然環(huán)境后難以降解而帶來的長期深層次環(huán)境問題。塑料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易被天然微生物菌破壞,在自然環(huán)境中長期不分離。這就意味著廢塑料垃圾如不加以回收,將在環(huán)境中變成永久存在的污染物并不斷累積,會對環(huán)境造成極大危害。現(xiàn)階段主要處理方法有焚燒和填埋,若將其焚燒會產(chǎn)生有毒煙霧,其中有一種叫二惡英的化合物,毒性極大,即使在攝入很小量的情況下,也能使鳥類和魚類出現(xiàn)畸形和死亡,對生態(tài)環(huán)境造成破壞,對人也有很大危害。至于填埋,將其埋葬100年,則還是原狀,無法被自然所吸收,對土地有極大的危害,改變其酸堿度,影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。拋棄在水里或陸地上的塑料制品,被動物當(dāng)作食物吞入,導(dǎo)致動物死亡。塑料易成團成捆,它甚至能堵塞水流,造成水利設(shè)施、城市設(shè)施故障,釀成災(zāi)害。漂浮在江河中的塑料制品給水源取用帶來很大困難,造成泵抽空和堵塞,給工業(yè)生產(chǎn)和水電站造成巨大損失。
3.3 影響垃圾的綜合利用
混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥,要從垃圾中分揀出來廢塑料,這樣又增加了堆肥成本。污染了的廢塑料因無法保證質(zhì)量,其利用價值也很低。隨意丟棄的塑料垃圾增加了環(huán)境衛(wèi)生部門的工作強度和壓力。
3.4 危害人體鍵康
遺棄的塑料制品如粘有污染物,會成為蚊蠅和細(xì)菌生存、繁植的溫床。實驗證明,塑料袋中含有的聚乙烯單體對白鼠400毫克/公斤/日能抑制生育,肝臟及腎臟平均重量減輕;聚氯乙烯是氯乙烯單體的聚合物,在加工中由于其特性須添加增塑劑、穩(wěn)定劑,故而使其向食物中遷徙的危害成分較多,尤其是未聚合的氯乙烯單體毒性較強,在體內(nèi)與脫氧核糖結(jié)合,對肝臟產(chǎn)生毒性。塑料制品在溫度達(dá)到65℃時,毒害物質(zhì)就會析出并且滲入到食品中,會對肝臟、腎臟、生殖系統(tǒng)及中樞神經(jīng)等人體重要部位造成危害,影響人類身體鍵康。
4.塑料袋的治理
4.1 廢舊塑料的再利用
對廢舊塑料的綜合利用進行研究開發(fā),該項目是集環(huán)保、廢棄資源綜合利用和技術(shù)創(chuàng)新于一體的項目,既解決了廢舊塑料的“白色污染”問題,同時也開辟了資源再生利用的途徑,化害為利,利國利民,符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,同時也利于發(fā)展多種能源,安排職工就業(yè),形成新的經(jīng)濟增長點。
4.2 降解塑料袋
降解塑料袋是在塑料袋中加入一種無害的金屬離子分解劑,在塑料袋加工流程的最后一道工序中,將這種分解劑注入聚乙烯混合物中即可。這種新型塑料袋的外觀、手感和堅韌程度,幾乎與目前使用的一般塑料袋沒有區(qū)別,卻能夠在短時間內(nèi)完全降解。
4.3 生物全降解技術(shù)
該技術(shù)采用淀粉為主要原料,加入一年生長期植物纖維粉和特殊的添加劑,經(jīng)過化學(xué)和物理方法處理制成生物全降解快餐盒。由于淀粉是一種可生物降解天然高分子,在微生物的作用下會分解為葡萄糖,最后分解為水和二氧化碳,對環(huán)境沒有任何污染。另外,與其共混的材料也是全降解材料,因而用這種材料制成的快餐盒降解性能極好,生物降解塑料是今后降解塑料行業(yè)發(fā)展的主要方向。
4.4加強環(huán)保意識
造成塑料袋泛濫成災(zāi)的原因,其本身特性是一大因素,同時,我們毫無顧忌的使用,缺少環(huán)保意識,也是重要因素。我們也應(yīng)該從自己做起,充分了解塑料袋的利弊,不在盲目使用塑料袋,樹立正確的環(huán)保意識。
【參考文獻(xiàn)】
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但是會成為石油制品的有力補充。
如今,我們的生活中已經(jīng)離不開石油化工產(chǎn)品了,環(huán)顧周圍,大多數(shù)物品的原料和生產(chǎn)都不再是純天然的了,這當(dāng)然給人們帶來便捷與舒適。然而,我們在享受現(xiàn)代化生活的同時,也不得不考慮現(xiàn)代化對資源與環(huán)境的不可逆破壞。
在這兩者的較量中,有人覺得“我死之后,哪管洪水滔天”,有人主張推出現(xiàn)代化生活、回到“交通靠走、通信靠吼”的生活,當(dāng)然,多數(shù)人還是在尋找一條既能保證生活品質(zhì),又不破壞資源和環(huán)境的路徑。目前看來,生物基產(chǎn)品是解決這一難題的答案。
用真菌制造汽車零件
你想過用真菌制造汽車零件嗎?而這就是現(xiàn)實,一種名叫“生物基”的產(chǎn)品悄悄出現(xiàn)。作為一個專業(yè)名詞,“生物基”也許并不為人所知,但是卻已滲透到我們的生活中。
鄭州大學(xué)生物工程系教授吳健介紹,生物基產(chǎn)品是指全部或大部分由生物原料、可再生農(nóng)業(yè)原料(包括植物、動物及海產(chǎn)品)、林業(yè)原材料制成的商業(yè)或工業(yè)產(chǎn)品。這些原料均為純天然,不含任何人工合成成分,毒性低,可以進行生物降解。簡單地說,就是“從大自然而來、回歸大自然而去”的產(chǎn)品。
日本地震后,全球資源、能源短缺狀況凸顯,環(huán)境污染、生態(tài)破壞愈演愈烈,發(fā)展綠色能源,走可持續(xù)發(fā)展的道路已經(jīng)迫在眉睫。
“使用這種自然的產(chǎn)品,我們可以減少對石油的依賴,減少二氧化碳的排放。它能生物降解,符合現(xiàn)在環(huán)保的優(yōu)勢。此外,它整個生產(chǎn)過程比較溫和,不是高溫、高壓、有機溶劑的化工生產(chǎn),整個生產(chǎn)流程比較綠色,很符合目前所說的‘魅力中國’的要求。”吳健說。
吳健介紹,我國各省的加油站都曾實施將生物基乙醇加入汽油,按照我國的國家標(biāo)準(zhǔn),乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。此外,超市中用到的可降解塑料袋也用到了生物基技術(shù)。所以說,我們生活中都或多或少地接觸過它。
我們不再靠天吃飯
現(xiàn)在,喜歡龍蝦和高爾夫的人可以同時享用這兩個不搭邊的物件——這并不是說讓你去高爾夫球場吃龍蝦。日前,美國緬因大學(xué)的一位教授和他的學(xué)生用龍蝦殼、天然粘合劑和一個從ebay淘來的高爾夫球模具,研制出新型的環(huán)保高爾夫球。
“把龍蝦、蛤蜊等海鮮的廢料變成高附加值的產(chǎn)品,將給海鮮產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。”美國緬因大學(xué)龍蝦研究所所長鮑勃·拜爾說。拜爾稱,大部分龍蝦殼會被丟進垃圾場,只有少部分被制成混合肥料或動物飼料添加劑,而開發(fā)其他衍生產(chǎn)品的努力卻經(jīng)常遭遇失敗,比如龍蝦殼制成的餌料。
其實早在一二百年前,人們生活中的衣食住行用方方面面都是靠著大自然產(chǎn)物,也就是說生物基產(chǎn)品。然而,自從石油工業(yè)出現(xiàn),在與石油產(chǎn)品的競爭中生物基產(chǎn)品逐漸落了下風(fēng)。
究其原因,吳健告訴記者,當(dāng)時石油工業(yè)大發(fā)展,石油基產(chǎn)品成本大幅下降,而性能上又表現(xiàn)出天然產(chǎn)品一些不具備的優(yōu)勢,比如化纖面料可以很好地克服絲綢容易褶皺的問題,因此大受歡迎。
隨著時間的推移,石油基產(chǎn)品不僅帶來資源匱乏、環(huán)境污染等問題,它的傳統(tǒng)優(yōu)勢也不復(fù)存在。吳健介紹,首先,目前石油產(chǎn)品價格不斷上漲,而生物基產(chǎn)品來自于食物甚至干脆是生物廢料,價格不會像石油產(chǎn)品那樣猛漲。更重要的,如今的生物基產(chǎn)品早已今非昔比,隨著這二三十年生物技術(shù)比如基因技術(shù)、生物材料合成等的突破發(fā)展,使得人們改造生物的能力大大提高,人們可以“命令”生物做出自己需要的產(chǎn)品。
就像人們享用千年的酒,它就是生物發(fā)酵的產(chǎn)物。過去人們只能用酵母造酒,而2002年酵母的基因圖譜繪制完成,人們就可以把酵母中的某些基因略作改動,生產(chǎn)出不同于酒精的丙二醇,它可以用來制作服裝面料的可再生纖維。也就是說,如今的生物基產(chǎn)品雖然仍取自天然材料,但已不是靠天吃飯了。
生物基產(chǎn)品未來替代石油
目前的中國市場,生物基產(chǎn)品看起來與石油產(chǎn)品沒什么區(qū)別,不過在美國,顧客時常會看到貼著特殊生物基標(biāo)簽的產(chǎn)品,只要能夠證明產(chǎn)品大多數(shù)材料來自于生物就能獲得認(rèn)證。據(jù)悉,現(xiàn)在美國已有2萬多個貼著生物基標(biāo)簽的產(chǎn)品。去年,美國農(nóng)業(yè)部公布了首批獲得生物基認(rèn)證的11家企業(yè)的60項產(chǎn)品,其中就有杜邦公司的Sorona可再生聚合物產(chǎn)品。
據(jù)統(tǒng)計,2012年,美國10%的汽車燃料來自生物乙醇。不過在中國,生物乙醇的應(yīng)用并不這么流行。
“中國消費者對于有利于可持續(xù)發(fā)展的綠色產(chǎn)品的認(rèn)識與需求正在不斷增長”,杜邦工業(yè)生物科技業(yè)務(wù)部門副總裁及全球銷售及應(yīng)用總監(jiān)許京懷指出,“在中國廣泛推廣使用生物基產(chǎn)品可幫助降低能源強度和碳排放,推動制造業(yè)進入綠色制作的新時代。”
吳健表示,目前多數(shù)生物乙醇都是以食物為原料,在美國超過50%的玉米被做成生物乙醇,這會帶動全球食品價格上漲,可能會造成第三世界國家和以進口糧食為主的國家糧食危機,所以潛力有限。接下來,纖維素乙醇才是發(fā)展方向,它不再基于淀粉,而是從植物秸稈等原料中而來,不再與民爭糧。
此外,我們在超市中有時會見到含有藍(lán)色或綠色顆粒的洗衣粉,它不同于過去純白的洗衣粉,是一種生物基產(chǎn)品,“洗衣粉所含的彩色顆粒就是生物酶。有了它,洗滌條件溫和很多,幾乎不需要使用熱水,用水量減少,也不必?fù)?dān)心洗衣后排出的磷酸鹽污染環(huán)境的問題。”許京懷告訴記者。
近幾年來,國民經(jīng)濟快速發(fā)展造成的區(qū)域環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。為降低環(huán)境污染,特別是從源頭上杜絕污染源,我國實行了多項治理“白色污染”的措施,如規(guī)定從2008年6月1日起,各大超市的塑料袋改為有償購買。塑料袋是造成“白色污染”的重要原因之一,被掩埋的垃圾需要上百年才能夠得以分解再利用,對于自然界的循環(huán)來說是極大的危害,對人類的生存環(huán)境是極大的考驗。除了中國外,世界各國都面臨環(huán)境污染的危機和挑戰(zhàn),如何維護各場所的環(huán)境衛(wèi)生,改善日益嚴(yán)重的“白色污染”,尋求塑料的代替品,在滿足人們的日常生活方便的同時,又能保護環(huán)境,已經(jīng)成為一個迫切需要解決的重要問題,值得各個國家和地區(qū)關(guān)注和研究[1]。
在研究治理“白色污染”的過程中,聚-β-羥丁酸(PHB)逐漸受到人們的關(guān)注,并在農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用。PHB是微生物在營養(yǎng)不平衡的條件下貯存的內(nèi)源性生物高分子聚合物,不僅具有良好的生物降解性、生物組織相容性和光學(xué)活性,還具有與化學(xué)合成塑料相似的性質(zhì)[2]。20世紀(jì)70年代,英國ICI公司利用真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌進行發(fā)酵生產(chǎn),商品名為“BIOPOL”,但由于當(dāng)時生產(chǎn)成本偏高,PHB的應(yīng)用范圍受到極大的限制。目前,PHB的生產(chǎn)以微生物發(fā)酵生產(chǎn)為主。許多種屬的微生物都可以積累PHB,菌種質(zhì)量也是制約PHB能否進一步發(fā)展的重要因素之一[3-4]。當(dāng)前原料成本和提取成本偏高,影響聚羥基烷酸酯的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用,因而研究和生產(chǎn)活動中亟需一種成本廉價、簡便易行的分離提取方法。
1 產(chǎn)生PHB的主要微生物
有許多菌株都能產(chǎn)生PHB,但適用于工業(yè)生產(chǎn)的菌株須具備以下優(yōu)點:生長繁殖的速率高,細(xì)胞內(nèi)積累多聚物的濃度高,合成多聚物的速率快,能夠高效利用廉價的碳源。
研究表明,能合成PHB的種屬很多,如產(chǎn)堿桿菌屬、固氮菌屬、假單胞菌屬、生絲微菌屬、嗜鹽桿菌屬和甲基桿菌屬等。國內(nèi)外一些領(lǐng)域使用的PHB生產(chǎn)菌種也有基因工程菌,如產(chǎn)堿桿菌、固氮菌和假單胞菌。利用菌株生產(chǎn)PHB的過程中,能作為碳源的有脂肪酸、糖類、碳?xì)浠衔铩⒅敬嫉龋煌鶎儆貌煌奶荚串a(chǎn)生不同的PHB,其對底物的要求、所合成PHB的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)率甚至合成機制均有很大差別[5]。
2PHB的提取方法
在利用菌株提取PHB的后期生產(chǎn)工藝中,提取價格較高。影響PHB提取過程的因素有很多,如提取方法、PHB純度、提取率等,同時也影響生產(chǎn)成本。
2.1直接成型法
直接成型法在高溫高壓的條件下使細(xì)胞破裂,PHB交聯(lián)聚合,并與細(xì)胞殘渣互相混熔,共同成型,當(dāng)發(fā)酵過程中PHB達(dá)到細(xì)胞干重的50%后,可以很方便地得到經(jīng)壓制成膜的產(chǎn)物[6]。利用該方法得到的產(chǎn)物具有較好的可塑性,可以進一步用于工業(yè)加工。
2.2溶劑提取法
PHB是積累于細(xì)胞內(nèi)不溶于水而溶于一些有機溶劑的大分子聚酯,因而可利用PHB溶于特定溶劑的方法,采取溶劑提取法生產(chǎn)PHB。國際上這方面的研究開展較早,許多工藝方法都已申請專利。溶劑提取法簡便易行,提取率高,很多研究領(lǐng)域至今都在采用該方法。
應(yīng)用于溶劑提取法的有機溶劑較多,如氯仿、亞甲基氯、一氯乙烷等氯代烴共沸物。由于PHB僅溶于為數(shù)不多的一些有機溶劑中,且溶解度較低,故溶液顯得很黏稠,從而使PHB的提取液與雜質(zhì)的分離變得很困難。為了易于分離,就必須加大溶劑的用量,一方面造成溶劑回收問題,另一方面也會帶來溶劑損失問題[7-9]。即使溶劑回收率很高,但大量的溶劑會提升生產(chǎn)成本,也會造成環(huán)境的污染。總體來說,利用溶劑提取法需要使用大量溶劑,盡管能回收再利用,但是仍會對環(huán)境造成污染。
2.3化學(xué)試劑法
化學(xué)試劑法是利用氧化劑、表面活性劑或螯合劑等化學(xué)物質(zhì)的作用,將細(xì)胞中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成可溶于水的成分,從而去除雜質(zhì)。細(xì)胞壁是機械破碎的主要障礙,堿性條件下細(xì)胞壁的強度變?nèi)酢R虼耍褂没瘜W(xué)試劑預(yù)處理能降低細(xì)胞壁強度,可減少操作壓力;在機械破碎前,調(diào)節(jié)pH值并加入化學(xué)試劑提取PHB的效果更加理想[3-4]。
2.3.1表面活性劑法[10]。即在水相條件下應(yīng)用表面活性劑處理細(xì)胞,使細(xì)胞破裂,釋放產(chǎn)物。如果要求提高提取產(chǎn)物的純度,則加入絡(luò)合劑或消化劑。表面活性劑種類繁多,作用廣泛,用其提取PHB的研究較為廣泛。
2.3.2次氯酸鈉破除細(xì)胞壁分離法。利用次氯酸鈉來分離提取物質(zhì)是目前化學(xué)試劑法中報道最多的一種方法[11]。該方法在應(yīng)用時受到一些限制,因為生產(chǎn)工藝中需用到次氯酸鈉,該物質(zhì)的氧化性較強,對PHB有劇烈的降解作用。隨著研究的不斷深入,學(xué)者發(fā)現(xiàn)通過控制次氯酸鈉的作用條件,可以降低次氯酸鈉對PHB的降解作用。
次氯酸鈉破除細(xì)胞壁分離法的過程中,為防止提取物受到過多的損壞,須加入溶劑保護提取物。Hahn et al研究表明,pH值為10的條件下,將等體積的氯仿和次氯酸鈉加入到細(xì)胞中,作用90 min,離心取氯仿相,得到的產(chǎn)物純度高,分子量大。李偉等[10]利用Alcaligenes eutrophus提取PHB,產(chǎn)物純度可達(dá)97%,提取率82%,分子量為310 kg/mol。
2.4物理方法
從細(xì)菌中提取PHB須經(jīng)過細(xì)胞破壁,通常采用高壓均質(zhì)或高速珠研磨。一般PHB顆粒的粒徑為1 μm左右,小于細(xì)胞顆粒的粒徑[6]。因此,將干細(xì)胞粉碎后,形成極細(xì)的顆粒,再利用粒徑的差異在液相或氣相中分離、獲取產(chǎn)物。Nod對Alcaligenes eutrophus和重組E.coli分別進行研究:超聲波破胞,懸液進入旋流除砂器,4 Pa下高壓分離,取上層噴霧干燥,獲得產(chǎn)物,純度均高于95%,產(chǎn)率90%。
2.5酶法
應(yīng)用酶消化細(xì)胞物質(zhì),從而釋放出產(chǎn)物。由于單一的酶不能消化全部的細(xì)胞物質(zhì),產(chǎn)物的純度也不是很高,因而經(jīng)常采用復(fù)合酶類并添加緩沖劑和表面活性劑。通過嚴(yán)格控制作用條件,可取得較好的效果[4]。
2.6基因工程方法
應(yīng)用基因工程的原理和方法,在細(xì)菌體內(nèi)克隆外源自溶基因,使菌體自溶,釋放PHB顆粒。
3小結(jié)
PHB具有不可替代的生物相容性和生物可降解性,同時還具有光學(xué)活性、壓電性、抗潮性、低透氣性等特點,是世界上公認(rèn)最理想的可完全降解的生物塑料新型材料。該文介紹各種分離提取PHB的方法,是為了降低PHB后期生產(chǎn)的提取成本,可為其廣泛使用奠定一定的理論基礎(chǔ)。研究PHB的提取方法技術(shù)含量高,符合現(xiàn)代社會的發(fā)展要求,隨著研究的深入、材料性能的提高和公眾環(huán)保意識的增強,PHB的應(yīng)用將越來越廣泛。
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卷煙銷售自動配送工藝
卷煙銷售自動化配送物流中心是按訂單從事卷煙產(chǎn)品配單(集貨、流通加工、揀選、配貨)并組織對用戶的送貨,以高水平實現(xiàn)銷售和供應(yīng)服務(wù)的現(xiàn)代流通設(shè)施,它能解決用戶多樣化需求和廠商大批量專業(yè)化生產(chǎn)的矛盾。配送的意義在經(jīng)濟合理區(qū)域范圍內(nèi),根據(jù)用戶要求,對卷煙商品進行揀選、加工、包裝、組配等作業(yè),并按時送達(dá)指定地點。配貨和送貨的有機結(jié)合,是物流功能要素的一種形式,是商流與物流的合一。
圖1是卷煙銷售自動化配送中心的典型功能模塊圖。配送物流中心功能模塊主要包括進貨(采購集貨、收貨驗貨、入庫)、倉儲(普通貨物倉儲、特殊商品倉儲)、流通加工、分揀配貨、配送等功能模塊,這些功能模塊以統(tǒng)一的信息管理中心集成、管理、調(diào)度。
細(xì)分卷煙產(chǎn)品的典型配送作業(yè)流程是:
進貨儲存拆零分揀配貨包裝送貨。
在卷煙銷售配送物流中心的規(guī)劃中,需要重點考慮與社會供應(yīng)鏈連接和物流主干道的通暢。
配送中心的設(shè)備組成
卷煙銷售配送物流中心內(nèi)的主要作業(yè)活動,包括卷煙的倉儲、搬運、揀取等物流作業(yè),涉及以下幾類設(shè)備:
(1)容器設(shè)施:托盤(含籠車)、配送箱、紙袋(可降解塑料袋)等。托盤用于卷煙成品實托盤的存儲、搬運,配送箱、紙袋(可降解塑料袋)為分揀作業(yè)后形成訂單包件后的即配送容器。一般的,配送容器須根據(jù)地區(qū)訂單大小來劃分為多個等級,其目的是提高訂單包件的有效運輸,有利于配送容器的規(guī)范化,也方便配送,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,如選用自動訂單包裝處理工藝,則25條、30條的包裝為首選。
(2)儲存設(shè)備涉及多種倉儲設(shè)備。按現(xiàn)階段國內(nèi)的實際應(yīng)用情況,包括普通平庫,和各種適合件煙存儲的自動化立體倉庫以及自動貨柜。儲存設(shè)備可分為貨架和實現(xiàn)倉儲的具體設(shè)備。
(3)煙條分揀設(shè)備:至今為止,煙條的分揀設(shè)備已經(jīng)發(fā)展了多種設(shè)備,有人工揀選貨架、半自動揀選貨架和自動化分揀設(shè)備等多類。
(4)搬運設(shè)備:包括自動化配合的搬運設(shè)備(如AGV、軸驅(qū)動搬運臺車等)、機械化搬運設(shè)備(如叉車、油壓拖車等)、自動輸送設(shè)備、分類分流輸送設(shè)備,拆碼盤設(shè)備、垂直搬運設(shè)備等。
(5)流通加工設(shè)備:如集包裹包設(shè)備、外包裝設(shè)備、印貼條碼標(biāo)簽訂單設(shè)備、拆箱設(shè)備、自動裝箱設(shè)備、理貨平臺等,配送卷煙煙條的再包裝,是影響卷煙配送分揀效率的一個很重要的環(huán)節(jié)。
(6)卷煙銷售配送物流中心設(shè)備:包括樓層轉(zhuǎn)運設(shè)備、裝卸貨平臺、裝卸貨設(shè)施、訂單煙包暫存托盤(也可以用籠車處理)、廢料處理設(shè)施等,需視配送中心的具體需求特性而備。
儲存貨架
儲存系統(tǒng)是配送物流中心的集貨環(huán)節(jié),是按計劃采購、保管貨物(包括原材料、零部件、在制品和產(chǎn)成品等),并能及時對其數(shù)量或價值進行統(tǒng)計,提供有關(guān)儲存物品的信息以供管理決策所用的場所。
卷煙銷售配送物流中心儲存模式有多種,其選擇的基礎(chǔ)技術(shù)條件是配送中心銷售配送的市場總量大小、“卷煙配送PBC分析研究”的結(jié)果、以及配送中心輸送分揀工藝的自動化程度等因素。常見的儲存貨架有:
(1)平庫(直接擺在地上,或碼放在托盤上擺放,或簡易貨架等)+人工搬運倉儲設(shè)施(液壓搬運車、拖車等)。
其特點是簡單,自動化程度低,人工操作,勞動強度大。由于受基礎(chǔ)建設(shè)條件的局限,這種儲存設(shè)備在國內(nèi)目前還很普遍。
(2)自動化倉儲貨架。
按建筑形式可分為庫架合一式和庫架分離式,庫架合一式是指貨架除了儲存貨物外,還可以作為建筑物的支撐結(jié)構(gòu),即貨架是建筑物的一部分,庫房與貨架形成一體化結(jié)構(gòu)。庫架分離式是指儲存貨物的貨架獨立存在,即建筑建好以后,自動化倉庫建在建筑物內(nèi)部。
按貨物存取形式可以分為單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式。單元貨架式指貨物碼放在托盤或集裝箱內(nèi),再存于單元貨架式倉庫貨架中。移動貨架式是由電動貨架組成,貨架可以在軌道上行走,由電控系統(tǒng)控制貨架的分離和合攏,作業(yè)時貨架分開,在巷道中進行作業(yè)。不作業(yè)時,貨架合攏,從而節(jié)省倉庫面積,提高空間的利用率。揀選貨架式倉庫的分揀機構(gòu)是這種倉庫的核心組成部分,有巷道內(nèi)分揀和巷道外分揀兩種形式,兩種分揀方式可以人工實現(xiàn),也可以自動分揀。
按貨架構(gòu)造形式分為單元貨格式、貫通式、水平回轉(zhuǎn)式和垂直旋轉(zhuǎn)式倉庫。單元貨格式倉庫的特點是貨架沿寬度方向分成若干排,中間留一巷道供堆垛機或其他設(shè)備作業(yè),每排貨架沿倉庫縱深方向分為數(shù)列,沿垂直方向分為若干層,從而形成大量貨格,用以儲存貨物。為了節(jié)約用地,單元貨格式倉庫還發(fā)展了圖3中幾種。
為了提高庫存面積的利用率,在有些情況下可以取消各排貨架之間的巷道,將貨架合并在一起,使同一層,同一列的貨架相互貫通,形成依次存放多貨物單元的通道,這就形成貫通式貨架。其入庫出庫在通道的兩端進行,這類貨架又發(fā)展為重力式貨架倉庫、通道內(nèi)動力式倉庫和穿梭板式貨架倉庫。
水平回轉(zhuǎn)式立庫的特點是在貨架位于一個水平面上,有兩種形式,一種是沿環(huán)型路線旋轉(zhuǎn)貨格到某一固定位置,人工或用專門的裝置取貨(如機械手);另一種是貨架不動,取貨裝置沿環(huán)型路線旋轉(zhuǎn)到指定的位置取貨,然后再旋轉(zhuǎn)輸送到指定位置。前一種受旋轉(zhuǎn)電機功率的限制。一般貨架的數(shù)量、高度都受限制;而后一種則沒有這種限制,通常用巷道堆垛機充當(dāng)取貨裝置。水平回轉(zhuǎn)庫的發(fā)展方向為了適應(yīng)大規(guī)模的商品存儲,往往采用后一種多組組合使用,其自動化程度越來越高。
垂直旋轉(zhuǎn)式立庫與水平回轉(zhuǎn)式立庫相似,只是把水平環(huán)型旋轉(zhuǎn)改為在垂直面上的環(huán)型旋轉(zhuǎn)。這種倉庫的貨架本身是一臺垂直提升機,提升的兩個分支上都懸掛著貨格.根據(jù)取貨指令正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),將要取的貨格放置取貨位置上,由于受旋轉(zhuǎn)電機功率的影響,這種庫的貨格數(shù)以及存儲重量是有限的,一般用于儲存小件物品。近幾年的發(fā)展,這種庫處于被淘汰的狀態(tài),取而代之的是垂直升降式立庫。
垂直升降式立庫的特點與上述水平旋轉(zhuǎn)庫的后一種相似,貨架不動,往垂直方向遞加,用一臺專用的取貨裝置上下移動取貨,并送到取貨口。這種庫為昆船公司現(xiàn)在生產(chǎn)的主要機型,占地面積小,充分利用垂直方向空間,設(shè)計時采用模塊化的設(shè)計技術(shù),單臺設(shè)備可以自由組合,適應(yīng)不同的房間空間高度。并且,采用了先進的控制技術(shù),可與計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機,多臺設(shè)備組
合成系統(tǒng),或者與其他物流倉儲設(shè)施組合成系統(tǒng),形成一個高效、便捷的立體倉庫系統(tǒng),實現(xiàn)對貨物的智能化管理。
此外卷煙銷售配送物流中心的立庫可以根據(jù)“卷煙配送PBC分類”分為托盤庫、件煙庫、條煙庫三種。卷煙銷售配送物流中心的立庫是一種周轉(zhuǎn)性質(zhì)的立庫。
承擔(dān)自動化倉儲系統(tǒng)出入庫作業(yè)的設(shè)備主要有巷道堆垛機、叉車、AGV等設(shè)備,支撐其作業(yè)的還有電控系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等作業(yè)系統(tǒng)。
自動輸送系統(tǒng)
卷煙銷售配送物流中心的自動輸送機系統(tǒng)有四大類。
第一類:服務(wù)于立體倉儲系統(tǒng)的輸送系統(tǒng)。這類輸送系統(tǒng)與卷煙銷售配送物流中心立庫的存儲單元物料有關(guān)。
一般的,以托盤為物料單元,則輸送系統(tǒng)的設(shè)計必須滿足托盤的輸送,如圖4所示,輸送線上需要滿足托盤、成品煙垛、空托盤垛的輸送需要,由輥道式輸送機、鏈?zhǔn)捷斔蜋C等組合成線可滿足需要。
如果使用成品煙箱,煙條為存儲物料單元,則由較小型的輥道式輸送機、鏈?zhǔn)捷斔蜋C、鏈板輸送機、皮帶輸送機等設(shè)備組合成線可滿足需要。值得注意的是,由于卷煙銷售配送物流中心作業(yè)模式是一種大批量的生產(chǎn)作業(yè)模式,故輸送量比較大,對于煙條輸送,以煙條寬度方向和高度方向輸送比較理想。
第二類:為分揀線自動補煙的輸送系統(tǒng)。隨著分揀車間分揀線的高速運轉(zhuǎn),需源源不斷地補充成品煙。
通常有三種補煙方式,一種是成品煙垛托盤補煙形式,常用的使用叉車叉取成品煙垛托盤補到分揀線。另一種則是件煙補煙形式,用較小型的輥道式輸送機、鏈?zhǔn)捷斔蜋C、鏈板輸送機、皮帶輸送機等設(shè)備組合成自動補煙線,給分揀設(shè)備補煙。煙箱到煙條補到分揀設(shè)備上去,通常用人工進行。第三種是條煙的補貨方式,需要針對不同的分揀設(shè)備進行處理,同時需要重點考慮與高速分揀設(shè)備速度相匹配的補貨設(shè)備。
第三類:輸送分揀煙條的輸送系統(tǒng),其作用有兩個,一個是滿足分揀后煙條的輸送,另一個是在輸送線上實現(xiàn)不同品種煙條的分揀合單,它是影響分揀效率的關(guān)鍵設(shè)備之一。
第四類輸送訂單煙的輸送系統(tǒng),其作用有也兩個,一個是將包裝好的訂單煙包輸送到配送緩存區(qū),另一個作用是合配送車或者合配送線。其結(jié)構(gòu)性質(zhì)與輸送分揀煙條的輸送系統(tǒng)相近,速度較第三類輸送系統(tǒng)慢。
自動化分揀(分類)作業(yè)及設(shè)備
分揀、配貨及送貨是配送中心的主要職能,而送貨是在配送中心之外進行的,所以,分揀配貨就成了配送中心的核心工序,也是配送中心最耗費人力和時間的作業(yè),它的效率直接影響著配送中心的作業(yè)效率和經(jīng)濟效益,也是決定配送中心服務(wù)水平高低的重要因素。圖5是配送中心的成本分布圖,其中配送占39%,揀貨40%,裝車7%,入庫7%,信息處理2%,退貨處理1%,其他4%。
目前國內(nèi)卷煙銷售配送物流中心的揀選方式有三種:
(1)手工揀選
手工揀選是卷煙銷售配送物流中心采用的最初級的揀選配貨形式,基于用戶訂單需求,用手工的方式揀選配貨,在我國煙草流通領(lǐng)域開始推行配送之初,這種方式得到了普及應(yīng)用。手工揀選可綜合為揀選式(摘果式)分揀和分貨式(播種式)分揀兩種。
揀選式(摘果式)分揀:作業(yè)人員(如改為自動則為作業(yè)工具)巡回于各儲存點,將訂單上所需商品按所需數(shù)量取出,并完成配貨工作。適用場合:用戶不穩(wěn)定,訂貨波動較大;用戶間需求差異大;用戶需求種類太多;用戶要求配送時間要求不一。
分貨式(播種式)分揀:為每個訂單準(zhǔn)備一個或多個分揀箱,作業(yè)人員或作業(yè)工具從各儲存點取出個用戶共同需要的物品,再將物品按照訂單播種式投放到分揀箱內(nèi),完畢后分揀箱流動到下個裝箱點,如此反復(fù)直到配貨工作完成。適用場合:用戶穩(wěn)定且訂貨量大;用戶需求共同性強,差異較小;用戶需求種類較少;專業(yè)性強的配送業(yè)務(wù)。
在實際生產(chǎn)過程中,還可以將以上兩種手工分揀方式綜合應(yīng)用,目的是為了提高分揀效率。表1是手工揀選模式及其相關(guān)設(shè)備。
(2)半自動揀選
在現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐下,相關(guān)配送作業(yè)有了長足的發(fā)展。這里論述的適用于煙條半自動揀選方式的揀選。事實上是一種較為現(xiàn)代化的電子顯示輔助揀選,習(xí)慣上又有人將其稱為電子貨架。
圖6是這種電子貨架的典型結(jié)構(gòu),是一種計算機輔助的無紙化揀貨系統(tǒng),其原理是在每一個被揀貨位上安裝電子數(shù)字顯示器,利用計算機的控制將訂單信息傳輸?shù)斤@示器上,揀貨人員根據(jù)數(shù)字顯示器所顯示的數(shù)字揀貨,揀完貨后按確認(rèn)按鈕即完成揀貨工作。
一般的,半自動揀選的電子貨架系統(tǒng)包括電子標(biāo)簽顯示貨架、控制系統(tǒng)、訂單信息處理計算機系統(tǒng)、訂單輸送系統(tǒng)、裝箱平臺等,有的則另外還配置了訂單煙條自動記數(shù)系統(tǒng)、自動噴碼系統(tǒng)等。
每個配送中心需要配送的卷煙品牌上百個,為了縮短距離,將電子貨架分為兩排,如圖6所示,中間則是分揀煙條輸送系統(tǒng),是一種常用的皮帶或圓帶輸送設(shè)備,連接在其后端的則是裝箱平臺。
訂單的區(qū)分是半自動揀選系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題,它直接影響訂單的準(zhǔn)確性。現(xiàn)在很多廠商采用的處理辦法是在中間輸送帶上擺中轉(zhuǎn)容器(周轉(zhuǎn)箱),輸送機輸送容器,根據(jù)訂單揀選的煙條直接揀來裝入容器中。這種方法有兩大優(yōu)點,一是訂單的準(zhǔn)確性較高,煙條不揀錯,裝在容器里的訂單就不會出錯;另一個優(yōu)點是,直接使用周轉(zhuǎn)容器做配送載體,在后端無裝箱工藝。但也存在兩大缺點,一是訂單不規(guī)范,周轉(zhuǎn)箱不容易滿載;其二是周轉(zhuǎn)箱需要回收。于是出現(xiàn)了一些新的技術(shù)方式;在這種訂單分揀輸送方式中,分揀煙條直接揀來呈立式擺放在輸送帶上,為了增加訂單的正確性.使用了一種叫“訂單盒”的機械裝置,這個“訂單盒”能夠?qū)⒁粋€一個的用戶訂單煙條正確分開,而且是一種輸送配送訂單的載體。另一種則是在煙條輸送線上,設(shè)置固定距離的分隔檔板,每個分隔之間就是一個訂單。
(3)自動揀選
自動揀選模式是指利用計算機技術(shù)與自動化設(shè)備配合,不用人工作業(yè),將訂單需求的貨物揀選出來合成訂單的揀選方式。對于卷煙銷售的自動揀選設(shè)備,目前有以下幾種,如表2所示(注:P――托盤,C――煙箱,B――條煙)。
以上8種自動分揀方式,在實際應(yīng)用中,通常都很難獨立存在,往往需要綜合各種需求,各種優(yōu)勢,組合使用。
卷煙煙條自動化分揀設(shè)備至今已經(jīng)發(fā)展了三大類:自動分揀機分揀、機器人分揀和自動分類輸送機分揀。
A)自動化分揀設(shè)備
自動分揀機是煙條自動化分揀作業(yè)中常用的自動化分揀設(shè)備,至今已發(fā)展了兩大系列:一、塔式(立式)煙條自動分揀機,二、通道式(臥式)煙條自動分揀機。
一、塔式(立式)煙條自動分揀機,這種分揀機包括放置煙條的貨架、煙條自動撥頭、以及其下端的自動輸送設(shè)備等裝置。貨架上的煙條按品種、規(guī)格分別分列堆碼,一般一個貨格碼放同品牌、同規(guī)格的卷煙產(chǎn)品25~30條,根據(jù)配送訂單的結(jié)構(gòu)需要,原則上每個品牌每種規(guī)格放一個貨格,對于量大的品牌品種,可以合理分布多個貨格。為了節(jié)省占地面積,通常采用擺放兩牌貨架、自動撥頭共用一條輸送機的方案,當(dāng)然這種方案也有一個缺點,即需要兩邊補貨。煙條撥頭直接按控制信息要求撥進集貨容器,也可以落在輸送帶上,再由輸送帶輸送進入集貨容器。如圖7所示,其分揀效率可達(dá)2~5條/秒,中心輸送帶的輸送有步進控制、數(shù)字可調(diào)以及勻速幾種。
塔式(立式)煙條自動分揀機的應(yīng)用重點解決多品種的煙條自動分揀問題,如要應(yīng)用于大銷量卷煙品種的分揀,其條煙補貨是一制約瓶頸。盡管有的廠商聲稱解決了自動補貨問題,但直到筆者成文的今天.并沒有見到已經(jīng)運行的實物,而所知道的許多解決方案,都不是成熟的方案,包括有的廠商所倡導(dǎo)的“自動排序”等,和每小時12000條,即240件,小時的補貨量相比,仍然只是設(shè)想,要么設(shè)備成本激增,要么其原理根本不可行。
二、通道式(臥式)煙條自動分揀機
通道式(臥式)煙條自動分揀機與塔式煙條自動分揀機的結(jié)構(gòu)類似,包括緩存煙條的通道(含自動集放補貨功能)、自動煙條自動撥頭、以及其下端的自動輸送設(shè)備等裝置,其最大的特點是件煙補貨,可以一次單條自動撥煙、也可以一次撥5條煙,其分揀效率高。
通道式(臥式)煙條自動分揀機是解決銷量大卷煙品種的自動分解的關(guān)鍵設(shè)備,其優(yōu)點是自動分揀效率高,件煙補貨,能夠科學(xué)地實現(xiàn)自動開箱、補貨等作業(yè),其缺點是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本比塔式(立式)煙條自動分揀機高。
塔式(立式)煙條自動分揀機、通道式(臥式)煙條自動分揀機已經(jīng)在我國所實施運行的卷煙配送物流中心項目上廣泛使用,已經(jīng)發(fā)展成為系列成熟的自動化分揀設(shè)備。
B(機器人自動揀取機
與煙條自動化分揀機相比,機器人自動揀取機具有很高的柔性,但分揀效率略低,造價昂貴。如果機器人分揀所需揀選貨物的儲位和數(shù)量等信息是通過配送中心的計算機信息系統(tǒng)提供的,則貨物的存放地點不能隨意變動;為了保證機器人的作業(yè)效率,包裝的樣式要統(tǒng)一,尺寸誤差不能過大,采用CCD(電子耦合器件),機器人可通過傳感系統(tǒng)了解貨物儲位和包裝的變化,并想機器人控制系統(tǒng)發(fā)出指令,機器人就可自行變革預(yù)定的運動路線,系統(tǒng)可獲得更大的靈活性。
設(shè)想一種龍門式的機器人與AGV合作完成分揀作業(yè)的方案。龍門機器人可停在任意貨垛的任意件散裝煙條垛上方揀貨,并按命令指定的數(shù)量搬到AGV上,AGV位于龍門機器人的下方,AGV充當(dāng)合單和輸送作業(yè)。而這個貨架上的散裝煙條的補煙,可以通過環(huán)貨架行駛的AGV自動補貨。
C)自動化分類設(shè)備
自動分類機的作業(yè)流程是,當(dāng)配送中心需要按訂單發(fā)貨時,自動分揀系統(tǒng)能在最短時間內(nèi)在龐大的存儲系統(tǒng)中準(zhǔn)確找到要出庫的商品所在位置,并按所需數(shù)量、品種、規(guī)格出貨。這種分揀系統(tǒng)一般由識別裝置、控制裝置、分類裝置、輸送裝置等組成,一般還需要自動倉儲系統(tǒng)(ASIRS)支持。
自動分類機有翻盤式、橫向分類式、直落式、滑塊式、皮帶浮出式、棍子浮出分類式、搖臂式、推出式等多種形式,其建設(shè)規(guī)模龐大,投資較高,對于煙條的分揀利用率低,不是經(jīng)濟性選擇。一般應(yīng)用于件煙的自動分類,或者是用在訂單包件的自動分類、合單、自動排序等作業(yè)。其各種形式的性能比較見表3。
配送訂單包裝及其設(shè)備
在卷煙銷售配送物流中心內(nèi),影響效率的另一個環(huán)節(jié)是配送訂單煙條的包裝問題。使用周轉(zhuǎn)配送箱(在分揀線上稱為集貨箱),則直接將煙條撥進周轉(zhuǎn)配送箱,直接形成訂單包件,但此方式不能滿足我國煙草商業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)階段采用的煙條自動在線噴碼工藝。所以,通常采用的方式是將每個訂單的煙條,分揀密布在輸送機系統(tǒng)上,進行自動噴碼后,再進行配送裝箱。其裝箱的方式可以是人工進行,也可以是自動裝箱。
圖9(a)為人工裝箱方式,(b)為自動裝箱的分箱設(shè)備,(c)為自動裝箱的一種示例。此外,還有一種新的訂單包裝方式,即使用熱縮膜及其設(shè)備進行訂單包裝。這種包裝作業(yè)由訂單垛形碼置設(shè)備和全自動套膜熱收縮機組成。
使用熱縮膜包裝的好處是成本較低,在訂單包件形成后,不會出現(xiàn)串單、被更換煙條等行為,包件直接送到零售戶,只要包裝不被損壞,零售戶的利益得到充分的保護,所以熱縮膜包裝是一種安全性較好的方式。另外,這種方式還適用于采用多級配送機制的大城市城郊配送。
訂單包件緩存
卷煙配送通常具有一定時間段的滯后,所以,在卷煙配送物流中心內(nèi)還需要考慮訂單包件的緩存問題。
一般的,為了裝卸車方便,訂單包件緩存需按配送順序,進行排序,再按配送路線進行碼垛,或者是裝入籠車進行緩存。對于一級配送,裝車運輸時,考慮訂單包件即可;對于多級配送,必須考慮托盤運輸或者籠車直接運輸,考慮如何方便大車的裝卸方便,同時,多級配送過程中,必須減少二次分揀的工作量,二級配送貨棧的功能設(shè)計只是配送轉(zhuǎn)運。否則,將增大配送成本。
采用籠車進行訂單緩存和轉(zhuǎn)運,只需將包件整齊地按配送順序裝入籠車?yán)街付▍^(qū)域緩存即可。這種方式的缺點是,對于二級配送,裝卸大卡車不方便,對于超大型的城市配送,其占地面積過大,如果使用立庫進行緩存,則需要設(shè)計建設(shè)相應(yīng)合適的立庫,通用性不強。