CC BY
137
Список литературы
1. Ядыкин Е.А. Вероятностно-временная модель технологической операции формирования одноимённого параметра предмета обработки. Механика деформируемого твёрдого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. С. 210219.
2. Ядыкин Е.А. Математическая модель технологической операции. Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ'2001): сб. трудов, второй международной электронной научно-техн. конф. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. С. 271-272.
3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.
4. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Сов. радио, 1972. 552 с.
5. Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. Пер. с англ. М.: Мир, 1976. 757 с.
6. Григорович В.Г., Кершенбаум В.Я., Козочкин Д.А., Шильдин В.В., Юдин С.В. Информационно-статистические методы в технологии машиностроения: пособие по обработке результатов эксперимента. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И М. Губкина, 2000. 184 с.
Михальченко Сергей Николаевич, аспирант, aspirant_tsu@,mail.ru Россия, Тула, Тульский государственный университет
LINEARIZED MODEL OF TECHNOLOGICAL OPERATION OF FORMATION OF A SINGLE PARAMETER SUBJECT OF PROCESSING
S.N. Mikhalchenko
A linearized model of a technological operation of forming a parameter of the same name of a workpiece is considered, which describes the process of simultaneous wear and adjustment of the tool as a random function with stationary increments.
Key words: technological operation, linearized model, tool wear and breakdown.
Mikhalchenko Sergey Nikolaevich, postgraduate, aspirant tsuamail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.798
СПОСОБЫ ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ УПАКОВКИ TETRA PAK
О.В. Соколова
В работе рассмотрена конструкция упаковки пищевых продуктов Tetra Pak и способы проверки её герметичности. Подробно рассмотрены методики оценки герметичности продольного и поперечного шва на разрыв и с использованием красителя.
Ключевые слова: упаковка, Tetra Pak, герметичность, методика оценки, продольный шов, поперечный шов, сварной шов.
Помимо основных требований, предъявляемых к упаковкам, для пищевых продуктов она должна соответствовать установленным гигиеническим нормам, а также обладать высокими барьерными свойствами.
Упаковка Tetra Pak на сегодняшний день является самым популярным видом упаковки для пищевых продуктов. Основным ее преимуществом является асептическая технология, позволяющая выполнять всю работу от стерилизации самой упаковки и продукта до запечатывания, в стерильных условиях, что позволяет значительно продлить срок хранения продукции. Упаковка Tetra Pak используется преимущественно для фасовки пищевых продуктов, поэтому к ней предъявляются особые требования к качеству, в особенности к ее герметичности.
Задача упаковки заключается в защите продуктов от повреждений, попадания грязи или микробов, воздействия влаги и температуры. Чтобы соответствовать всем этим требованиям, упаковка Tetra Pak изготавливается из многослойного материала, обеспечивающего сохранность продукта, но вызывающего много споров о ее дальнейшей переработке.
Рассмотрим стандартный вариант упаковки Tetra Pak в форме прямоугольного параллелепипеда без клапанов (рис. 1).
Рис. 1. Послойный состав упаковки Tetra Pak: 1 — внешний полиэтилен; 2 — картон;
3 - связующий полиэтилен; 4 — алюминий; 5 — связующий полиэтилен;
6 — внутренний полиэтилен
Внешний слой полиэтилена выполняет функцию защиты от масел и влаги. Слой картона является основным, он определяет форму упаковки, при этом его толщина выбирается таким образом, чтобы упаковка приобрела прочность, но не была тяжелой. Связующий полиэтилен выполняет функцию клеевого слоя. Алюминиевая фольга обеспечивает защиту от ультрафиолетовых лучей, кислорода, а также препятствует проникновению посторонних запахов. Внутренний слой полиэтилена используется в качестве барьера, и в некоторых упаковках может быть сдвоенным, чтобы сделать их более прочными [1]. Как видно из рис. 1, в упаковке Tetra Pak используется три составляющих материала: картон, фольга и полиэтилен, причем картон занимает около 75% от общего состава. Для упаковки пищевых продуктов используется специальный «пищевой» полиэтилен. Его состав различается в зависимости от продукта, для которого предназначена упаковка и его показателя кислотности.
Сохранность продукта, заявленная изготовителем, может быть обеспечена только при полной герметичности упаковки. Герметичность упаковки Tetra Pak в основном зависит от качества соединения сварного шва и его можно проверить разными способами.
В соответствии с [2], для проверки герметичности укупоренной тары из партии выбирается не менее десяти упаковок с продуктом, которые размещаются на ровной фильтровальной бумаге сварным швом к низу и выдерживаются в этом положении не менее двух часов. Изделие считается прошедшим испытание, если при его окончании на поверхности бумаги не остается никаких следов продукта. Для прочности сварных швов проводят испытание при помощи разрывной машины, позволяющей выполнять измерения нагрузки в диапазоне проводимого испытания с допустимой погрешностью 1-2% Число изделий, подвергающихся проверке, зависит от размера партии, но оно не должно быть менее трех. Для этого из упаковок вырезаются ровные полоски перпенди-
4
б 5
3
2
кулярно сварному шву. Ширина тестируемых полос определяется нормативными документами для каждого типоразмера упаковок индивидуально. При тестировании края полосок зажимаются так, чтобы расположение сварного шва было перпендикулярно направлению движения захвата разрывной машины (рис.2).
Рис. 2. Схема тестирование прочности сварного шва: 1 — сварной шов;
2 — направление движение захвата; 3 — зажимы разрывной машины
Прочность сварного шва определяется следующей формулой
s = 1000—,
b
где S - прочность шва (Н/м); F - максимальная нагрузка в момент разрыва (Н); b -ширина образца (мм).
Допустимые значения прочности шва указываются в документации к каждому виду упаковки отдельно.
На практике герметичность упаковок редко проверяется при помощи разрывной машины. Существуют методы оценки герметичности, требующие нарушения целостности упаковки и не разрушающие методы.
Если говорить о способах не нарушающих целостность упаковок, то следует начать с методов проверки герметичности с помощью водяного теста. Этот способ чаще всего используется для мягких полимерных упаковок, однако может быть использован и для упаковок Tetra Pak. Для тестирования герметичности разработаны специальные устройства, например Pack-Vac и Leak-master Easy (рис.3).
1 — корпус (акриловое стекло); 2 — сопло Вентури; 3 — регулятор давления подачи воздуха; 4 — индикатор объема воды; 5 — сливной клапан; 6 — арретир крышки;
7 - манометр; 8 - ручка
Принцип действия таких систем схож. Стеклянная камера наполняется водой на три четверти объема или в количестве достаточном для погружения тестируемой упаковки. В заполненную камеру погружается упаковка, после чего крышка камеры герметично закрывается. Через специальное сопло из камеры откачивается воздух и над упаковкой создается вакуум, вызывающий её вздутие. Если упаковка негерметична, визуально будет заметно появление пузырьков газа, в том месте где упаковка разгерметизировалась [3].
Анализатор герметичности может быть также использован без заполнения камеры водой. Такой способ лучше подходит для тестирования упаковок, содержащих над жидкостью небольшого количества свободного пространства. В этом случае на дне камеры размещается бумага или салфетка, на нее ставится тестируемая упаковка и камера закрывается. После этого в камере создается вакуум, увеличивающийся до тех пор, пока тестируемая упаковка не начнет раздуваться, что усилит внутреннее давление на швы упаковки. Если после окончания эксперимента на поверхности бумаги не будет каких-либо следов утечки продукта - упаковка герметична.
Проверка герметичности упаковок может выполняться не только с использованием специального оборудования, но и бытовых условиях. В этом случае упаковку предварительно требуется вскрыть и полностью удалить из нее продукт. Рассмотрим подробнее способы проверки герметичности упаковки и склейки продольного и поперечного шва.
Для каждого типа испытания упаковка вскрывается по-разному, но каждое тестирование начинается с тщательной промывки упаковки и осмотра ее внутреннего покрытия на предмет отсутствия на нем царапин или других механических повреждений. Если на внутренней стороне упаковки есть дефекты, то герметичность её считается нарушеной и дальнейшая проверка не требуется. Способы вскрытия упаковок для тестирования герметичности представлены на рис. 4.
4
«
Ш
£ i
2=k
1 2 3
Рис. 4. Линии разреза упаковок Tetra Рак: 1 - для проверки герметичности упаковки, 2 — для проверки герметичности продольного шва, 3 — для проверки герметичности
поперечного шва
Проверка герметичности упаковки может проводиться при помощи заливки чернилами. Для этого упаковка разрезается на две части посередине (рис.4-1). Каждая часть тщательно промывается, после этого в нее заливаются чернила или краситель. Красящий раствор выдерживается в упаковке не меньше 10 минут. После того как краситель выливается из упаковки, вручную от упаковки отделяется внешний слой картона. Если на нем не видно следов красителя, значит, упаковка герметична.
Проверка герметичности продольного шва начинается также со вскрытия упаковки. Для этого упаковка распрямляется, после этого у нее отрезаются верхний и нижний угол по диагонали друг от друга. Между отрезанными углами делается разрез по той стороне упаковки, на которой нет продольного шва. В качестве образца используется упаковка сока «Красная цена» (рис.5).
Рис.5. Вскрытая упаковка Tetra Pak (1 — продольный шов)
445
После вскрытия упаковки выполняется ровный разрез в середине стрип-ленты по всей ее длине (рис.5). Вдоль линии разреза выполняется отрыв ленты от упаковки. Во время отрыва ленты должно происходить нарушение слоев упаковки, указывающее на герметичность склейки. Также признаком качественной склейки является натяжение верхнего слоя пленки. При тестировании продольного шва упаковки сока «Красная цена» все условия были выполнены (рис.6).
Рис. 6. Тестирование продольного шва на разрыв: 1 — нарушение слоев во время
отрыва, 2 — натяжение пленки
Возможен и другой способ тестирования продольного шва. Для этого требуется краситель и шприц. В шприц набирается краситель и при помощи тонкой иглы вводится внутрь продольного шва. После этого на шов усиливается внешнее давление, чтобы краситель смог заполнить негерметичные участки. Если краситель не растекается - шов герметичный. Пример тестирования продольного шва с помощью красителя представлен на рис. 7.
1
Рис. 7. Тестирование продольного шва красителем: 1 — краситель, растекшийся внутри шва
Особое внимание при тестировании красителем следует уделять линиям сгиба, потому что чаще всего нарушение герметичности происходит именно там.
Проверка герметичности поперечного шва осуществляется аналогично проверке на разрыв продольного шва (рис.4-3). От упаковки отрезаются верхняя и нижняя часть, после этого с каждого края отрезанного элемента отрезается примерно по 1 мм, чтобы можно было получить доступ к поперечному шву. После этого шов разрывается и оценивается на предмет нарушения слоев и наличия тянущейся пленки, аналогично продольному шву.
Способ проверки герметичности упаковок определяется объемами производства, независимо от способа проверки. При обнаружении негерметичности упаковок, розлив продукта приостанавливается и проводится проверка последних упакованных партий.
Список литературы
1. Асептический картонный упаковочный материал [Электронный ресурс] URL: http://ru.shjoylong.com/article read 377.html?yclid=7008767190889703896 (дата обращения: 20.11.20).
2. ГОСТ 32736-2014. Упаковка потребительская из комбинированных материалов. М.: Стандартинформ, 2019.16 с.
3. Тестеры для проверки герметичности упаковки Pack-Vac. [Электронный ресурс] URL: https://labdepot.ru/oborudovanie/kontrol-kachestva-upakovki/testery-dlya-proverki-germetichnosti-upakovki-pack-vac (дата обращения: 23.11.20).
Соколова Ольга Вячеславовна, магистрант, sokolovalova.lova@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
METHODS FOR CHECKING THE TIGHTNESS OF TETRA PAK PACKAGING
O. V. Sokolova.
The paper considers the design of Tetra Pak food packaging and ways to check its tightness. Methods for assessing the hermeticity of a longitudinal and transverse seam at break and using a dye are considered in detail.
Key words: packaging, Tetra Pak, tightness, evaluation method, longitudinal seam, cross seam, welded seam.
Sokolova Olga Vyacheslavovna, master, sokolovalova. lova@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 778.14.072
ОСОБЕННОСТИ МИГРАЦИОННЫХ ПЛЕНОК В МИКРОФИЛЬМИРОВАНИИ
О.В. Демьянов
Рассмотрены виды миграционных процессов в микрографии, строение и особенности миграционных пленок. Проведен анализ влияния способов проявления и экспонирования на показатели разрешающей способности и оптической плотности в миграционном процессе.
Ключевые слова: микрография, миграционный процесс, пленка, характеристическая кривая, проявление, экспонирование.
Миграционный процесс в микрографии представлен сразу несколькими разновидностями. Наибольшее распространение получили пленки XDM-1 и XDM-2, использующиеся в «классическом» миграционном процессе.
Получение изображения в этом способе достигается за счет изменения свето-пропускания материала при помощи фотопроводящих частиц, затрудняющих прохождение света, мигрирующих к подложке или остающихся на поверхности в зависимости от проведенного экспонирования поверхности. Строение пленки типа XDM представлено на рис. 1.
