诺氟沙星胶囊的包装工艺课程设计

1 市场调研及分析 1.1 诺氟沙星胶囊简介 本品为氟喹诺酮类抗菌药，具广谱抗菌作用，尤其对需氧革兰阴性杆菌的抗菌活性高，对下列细菌在体外具良好抗菌作用：肠杆菌科的大部分细菌，包括枸椽酸杆菌属、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌等肠杆菌属、大肠埃希菌、克雷伯菌属、变形菌属、沙门菌属、志贺菌属、弧菌属、耶尔森菌等。诺氟沙星体外对多重耐药菌亦具抗菌活性。对青霉素耐药的淋病奈瑟菌、流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌亦有良好抗菌作用。诺氟沙星为杀菌剂，通过作用于细菌DNA螺旋酶的A亚单位，抑制DNA的合成和复制而导致细菌死亡。本设计就是基于方便、卫生、环保的设计理念进行的设计，而且防护性能好，经济效益高，此设计的市场定位应该适合大部分人群，便于携带。本设计选择泡罩包装来做为诺氟沙星胶囊的包装，改进了其他包装（如瓶包装、盒包装和袋包装等）的不卫生，不方便携带等缺点。 1.2 国内外胶囊包装工艺的历史和现状 随着社会的进步，生产力的发展，目前市场上诺氟沙星胶囊的包装有瓶装、盒装、袋装和泡罩包装等。做设计前，我到本地的最大超市医药超市做调查，发现现在的诺氟沙星胶囊还是以瓶和泡罩包装为主 泡罩包装，是将产品封合在透明塑料薄片形成的泡罩与底板（用纸板、塑料薄膜或薄片，铝箔或他们的复合材料制成）之间的一种包装方法。泡罩包装最初主要用于药品包装。现在除了药品片剂、胶囊栓剂等医药产品的包装外，泡罩包装还广泛应用于食品、化妆品、玩具、礼品、工具和机电零配件的销售包装。泡罩包装具有以下特点：保护性好、透明直观、使用方便、质量轻便。 我国的泡罩包装与国外的还有一定差距。COC：最早由日本开发的环烯状共聚物，具有非常好的热封性能，但是自身易碎裂，因此常与PP复合以利于对形状的保持，也可以与ALCAR复合，COC可在现在多数高性能热成型设备上使用。ALCAR复合材料：使用新型均聚物材料共聚而成，该材料不会粘附模具，模具表面有无涂层均可使用，但是磨擦系数较高，这样会使模具的设计复杂化。我国除了能生产ＰＶＣ、ＰＶＣ／ＰＶＤＣ、ＰＶＣ／ＰＥ、ＰＶＣ／ＰＥ／ＰＶＣ等以及铝塑复合成型材料外，对于ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥ、ＣＯＣ、ＡＬＣＡＲ等材料均无法制造或工艺不成熟。而长期使用PVC类型的材料，将对环境和人类都将造成一定伤害，随着人类对环境保护的自身健康深入认识，环保类、无毒性材料将得到更广泛的作用。 1.3 国内外胶囊包装工艺的发展趋势 目前国内制药业对泡罩包装材料的要求，呈现以下的趋势： １、完全有效地保护作用。保证药品的有效期，增加药品的货架寿命。 ２、防伪包装的独特性。现代企业越来越注意自己的品牌和产品的保护，泡罩包装材料的多样化防伪，更有利于药品包装的个性化表现。 ３、ＯＴＣ药品包装适应性。ＯＴＣ包装用泡罩包装显示就是要清楚、分明、有效、方便地提供给患者使用，根据药品管理法的规定，此项要求将会不断地显示出来。 ４、环保无毒包装。这项要求将会随人们的意识提高越来越强烈，药包企业也正在不断地努力改进生产方式和应用新材料。 ５、系列化包装要求。大的制药企业，将会为自己的多品种设计一个或多个系列的包装，此类要求还在源源不断地提出，这也是企业文化和产品保护意识地体现。 实际上用一句话就可以概括我们所面临的问题：设备的限制、技术力量的薄弱和市场的不。设备是制造好产品的硬件条件，没有先进的设备和配套的设备，再好的产品技术也无能为力；技术是好产品的必须支持条件，没有成熟的创新的技术，再好的设备也不一定生产出优秀的产品来；当然没有一个规范的市场，好产品和新产品会因为诸多人为、价格等因素得不到应有的推广运用，所以解决好三者的统一才是我们药品包装材料进一步得到发展的途径。 2 诺氟沙星胶囊特性及流通环境分析 2.1 胶囊的物理化学特性分析 内装物为泡罩包装的固态物品，主要是对温度、湿度、光线的要求。如果忽视了这些要求，往往会使胶囊的保质期缩短，甚至变质，所以应该满足密封保存，防止胶囊变坏。其次避光存放：某些原料，遇热可发生化学变化生成有色物质，出现变色变质，导致胶囊变质，应放入避光容器内，密封于干燥处保存。最后还要将胶囊置于低温处。 2.2 胶囊的流通环境分析 2.2.1 装卸搬运环节 由于包装件用瓦楞纸箱包装进行运输，一般来说，流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。在设计瓦楞纸箱包装和装潢时，如果包装件上有醒目的搬运标志，光洁的表面，合理的手孔或者提手，必要的捆扎带，符合人体因素的包装重量与外部尺寸，则可以有效地减少粗野装卸的发生。 2.2.2 运输环节 长途运输用的工具有汽车、火车、船舶和飞机，短途运输主要有叉车、电瓶拖车和手推车等。本设计以选用长途运输工具汽车。运输过程对货物包装件造成损害的原因有：冲击。运输工具的启动、变速、转向、刹车会使货物改变速度。 包装件的冲击主要发生于装卸作业和运输过程中，可以分为水平冲击和垂直冲击。垂直冲击主要主要有搬运、装卸、起吊时跌落引起。水平冲击主要发生于运输车辆在崎岖不平路面上行驶时，车辆突然启动或者制动时、飞机着陆时、船 舶靠岸时。 气候条件。长途运输货物须要经历不同气候区域，受到寒冷、炎热、干燥、潮湿、风雨等气候因素的影响。若货物包装结构不当、材料选择不当、封闭不严，则会使内装物发生变质或者损坏。 其他因素。具体来说，氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等气体，以及盐雾、雨水、热源、放射源、气味源、日光照射等都会加速包装件及内装物的品质下降，受污染或者受损害。电子产品应考虑环境电场对其性能的影响。贵重物还应该考虑防窃启问题。 2.2.3 贮存环节 货物贮存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境等直接影响产品包装件的流通安全性。仓库的建筑结构形式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。 因此，设计时还须校核包装容器的堆码承压强度，以确保货物在运输和贮存时的安全。另外，对内装物而言，包装所围成的空间，又是一种微型环境条件。为了实施防护功能、包装件常由容器、结构材料、衬垫材料、内涂料、粘合剂、密封填料、印刷油墨等组成。它们往往具有某些化学特性，又接触产品，若处理不当会污染内装产品导致产品变味变质。因此包装及其材料同被包装的产品之间的相容性也应该为包装设计制造者所重视。 2.3 胶囊的防护要求 综合上面对产品的流通环境的分析，本设计的中包装为纸盒，大包装为瓦楞纸箱，由于本包装为怕压类型，所以可在瓦楞纸箱内做衬条为缓冲装置，避免在流通过程中受到损害。 3 销售包装和运输包装设计 3.1 包装材料的选取及设计 内状物泡罩包装材料的选择：塑料薄片PVDC,因为 PVDC 对空气中的氧及水蒸汽、二氧化碳等具有良好的阻隔性。 以相同厚度的材料来比较, PVDC 对氧的阻隔性能是聚乙烯的1500 倍, 是聚丙烯的100 倍, 是聚酯(PET) 的100 倍, 阻水蒸汽及空气等性能均优于PVC。 PVDC 不仅对气体、异味阻隔性好, 而且其封口性能、冲击强度、抗拉强度、耐用性等各项指标均能满足药品包装的要求。 胶囊的泡罩包装衬底常用带涂层的铝箔，铝箔是采用纯度为99％的电解铝，药用铝箔具有无毒、无腐蚀、不渗透、卫生、阻热、防潮等优点, 很容易进行高温消毒灭菌, 并能阻光, 可保护胶囊免受光照变质。铝箔盖材在与塑料硬片密封前要在专用的印刷涂布机上印制文字图案, 并涂以保护剂, 在铝箔的另一面涂以粘合剂。 销售包装的材料的选择：销售包装选择了铸涂板，良好的油墨接受性和吸收性、印刷适印性，常用做药品的包装。 运输包装采用瓦楞纸板：瓦楞纸板s-2.2 3.2 包装容器的选取及设计 3.2.1泡罩包装 将产品封合在由透明塑料薄片形成的泡罩与衬底（用纸板、塑料薄膜或薄片、铝箔或它们的复合材料制成）之间的包装方法 。主要的包装形式有： A泡罩直接封合于衬底上 B衬底插入泡罩沟槽内 C压穿式泡罩 D泡罩封合于模切的衬底上 E泡罩插于衬底沟槽中 本次的设计是为胶囊的包装，故选择最常见的泡罩直接分于呈衬底上。                   铝箔                  PVDC                 图3-1 泡罩结构示意图 3.2.2 销售包装 折叠纸盒生产工艺是一个对文件信息的合成、分解、再合成的过程，对各类图像、文字、设计信息进行整合，构成完整的生产信息元素，再对这些信息元素进行印前分解，使之形成生产的基本单元，随后通过制版、印刷再将分解后的基本单元合成，印制出彩色的画面，最后经过表面整饰、模切、糊盒工艺处理，完成整个产品的生产。制造销售纸盒之前应该先计算好纸盒的制造尺寸，设计的是一个管式的切缝锁定的纸盒。 我为药盒设计了三种纸盒方案：反向插入式盒型、笔直插入式盒型、飞机式。 3.3 瓦楞纸箱的选取及设计 瓦楞纸箱是用瓦楞纸板为原料加工而成的，具有成本低、轻便、易加工、便于存放、可回收等优点，箱面还可按照不同要求，印刷商品的图案、文字、标志，所以用瓦楞纸箱作为此销售包装的运输包装。选用A型楞的瓦楞纸箱，A型楞的特点是单位长度内的瓦楞最少，而瓦楞最高，由于瓦楞之间有较大的空隙，因而具有良好的减震性能适用于制造包装易碎的产品以及对冲击、碰撞高要求的瓦楞纸箱。 本设计采用24盒入装0201型瓦楞纸箱。 由计算可得内装物净重m=1×24=24g 根据内装物净重48g，确定外包装瓦楞纸箱的箱型和瓦楞层数，楞型以及所用瓦楞纸箱的抗压强度。 根据销售包装尺寸和内装物数量，选用结构为B-210·A-125·B-210CF的单瓦楞纸板制造纸箱，如图表示内外面纸定量均为210 g/的B等箱纸板，瓦楞芯纸定量为125 g/的A等Ａ楞纸板 瓦楞芯纸 图3-2 单瓦楞纸板结构示意图 3.3.1 纸箱尺寸设计 (1)中包装纸盒在瓦楞纸箱里的排列方式 n=nL×nB×nH                                              （3-1） 式中: n ——单个瓦楞纸箱内装物总数; nL——瓦楞纸箱长度方向上排列内装物数目; nB——瓦楞纸箱宽度方向上排列内装物数目; nH——瓦楞纸箱高度方向上排列内装物数目. 综合考虑纸板用量,抗压强度,堆码状态,美学因素等条件,0201形比例以L:B:H=1.5:1:1为最佳. nL×nB×nH=2×2×6（24件） L=115 mm， B=65 mm ,H=20 mm 最大外廓尺寸L0 * B0* H0=230 *130* 120mm                （3-2） (2) 内尺寸设计 表3-1 瓦楞纸箱内尺寸修正系数    单位：mm L B H 3-7 3-7 小型箱 中型箱 大型箱 1-3 3-4 5-7 根据：                        （3-3）                      式中：——纸箱内尺寸，mm           ——内装物最大尺寸，mm             ——内装物排列数目，件             T——衬隔或缓冲的厚度，mm             d——内装物公差系数，mm                  ——内尺寸修正系数，mm  内装物的外廓尺寸为=230，=130，=120 查文献2表9-14得，在长度宽度方向取5，在高度方向取3，=1,T=0 L=230+5=235mm ，B=130+5=135mm ,H=120+3=123mm (3) 制造尺寸设计   表3-2 02型瓦楞纸箱制造尺寸修正系数k  单位：mm 名称 L1 L2 B1 B2 H A楞 6 4 6 3 9 根据图表得kL1=6 kL2=4 kB1=6 kB2=3 kH=9 根据公式                                          （3-4） 式中：  ——02类纸箱制造尺寸，mm         ——02类纸箱内尺寸，mm           ——02类纸箱制造尺寸修正系数，mm =235+6=241mm ，=235+4=239mm ； =135+6=141mm，=135+3=138mm ；H=123+9=132mm 表3-3 瓦楞纸箱接头制造尺寸  单位：mm 纸板种类 单瓦楞 双瓦楞 J 35-40 45-50 根据图表得J=35mm 表3-4 0201型纸箱摇盖伸长系数xf  单位：mm 箱型 0201 0203 0204 0204* 0205 0205* 0206 A楞 2-3 0-2 2-3 0-2 0-2 2-3 0-2 根据图表得xf =3 根据公式F=1/2B1+ xf                                         （3-5） 摇盖尺寸F=1/2×141+3=73.5mm (4) 外尺寸设计 表3-5 瓦楞纸箱外尺寸修正系数K  单位：mm 楞型 A B C E AA BB CC AB AC BC K 5-7 3-5 4-6 2-4 10-14 6-10 8-12 8-12 9-13 7-11     外尺寸计算公式：                              （3-6）                            式中：─纸箱外尺寸，mm               ─纸箱最大制造尺寸，mm               ─纸箱外尺寸修正系数，mm =241+6=247mm =141+6=147mm =132+6=138mm 表3-6 单瓦楞纸箱凯里卡特常数值 楞型 A B C aXZ 8.36 5.00 6.10 J 1.10 1.27 1.27 Cn 1.532 1.316 1.477 (5) 瓦楞纸箱抗压强度计算 由综合环压强度                                （3-7） 式中        ——面纸环压强度测试值，N/0.152m   　      ——瓦楞芯纸环压强度测试值，N/0.152m   　      ——瓦楞收缩率，             Px=(R1+R2+RmCn)/15.2                                                    Px=（360×2+150×1.532）/15.2=62.5N/cm    纸箱的周长：                                               （3-8）          式中Z——纸箱周边长，cm             L0——纸箱长度外尺寸，cm             B0——纸箱宽度外尺寸，cm 则0320型纸箱Z=2×(24.7+14.7)=78.8 凯里卡特公式 ： （3-9） 式中 P——瓦楞纸箱抗压强度,N Px——瓦楞纸板原纸的综合环压强度,N aXz——瓦楞常数     Z——瓦楞纸箱周长,cm J——纸箱常数 由文献3表5-22查得aXz=8.36 J=1.10 Cn=1.532代入可得瓦楞纸箱的抗压强度： P=2780N (6) 瓦楞纸箱载荷计算 根据公式F=9.81KM[INT(Hw/H0)-1]                             （3-10）              经查文献3表5-34得K=4 单件纸箱包装总质量M=0.024kg 流通过程中最大有效堆码高度Hw=4800mm 瓦楞纸箱高度外尺寸H0=138mm F=9.81×4×0.024[INT(4800/138)-1]=8N (7) 纸箱最大堆码层数计算 托盘厚度T=100mm 托盘包装的最大高度hmax=2000mm 流通过程中最大有效堆码高度Hw=4800mm 瓦楞纸箱高度外尺寸Ho=138mm 根据公式单个托盘包装中最大纸箱堆码层数 =INT[(hmax-T)/ Ho]=13 流通过程中最大有效堆码高度下可堆码最少的托盘包装的层数 =INT(Hw/ hmax) =2 仓储中纸箱可能的最大堆码层数 =INT[(Hw-T)/ Ho]=33 仓储堆码可能的托盘包装层数 n=INT(/)=2 可以考虑的堆码层数 N=n=26 (8) 瓦楞纸箱在托盘上的排列堆码方式 图3-3 瓦楞纸箱在托盘上的排列堆码方式 3.4 托盘的选用 本设计中选用托盘厚度为100mm，1400×1100型。由于平齐堆码强度比交错堆码高，因此设计中选择平齐堆码 通过比较，P型排列的托盘利用率高，因此选择P型平齐堆码。 3.5 集装箱的选用 综合考虑集装箱容积的利用率及经济等各方面因素，选择我国集装箱规格的10D型集装箱，主要用于国际运输，为便于机械化装卸，采用托盘与集装箱综合包装的方式。 表7  我国集装箱规格 型号 外部尺寸[最小内部尺寸] mm 额定质量kg   高     宽     长 1AA 2591[2350] 2438[2330] 12192[11998] 30480 1CC 2591[2350] 2438[2330] 6058[5867] 20320 10D 2438[2197] 2438[2330] 4012[3823] 10000 5D 2438[2197] 2438[2330] 1968[1780] 5000 4 胶囊包装生产工艺设计 胶囊 撑盒坯 盒坯                                                                 →                                            ↓    ↓ 热封 盖衬底 检测 充填 成型 加热 塑料片材     →      →→    →        → →      →    → 打印                                         ↓ 剔除废品                                                                         切边                                                                         ↓                                                                                                                                                 ↓ 装盒                                                                                                                                                   ↓ 装箱 封底 箱坯 撑箱坯                                                                                                 →            →        →                                                            ↓ 剔除次品 检测                                                                                                                                                 ↓ 入库                                         5 设备选型 设备选型 (确定各包装工序所采用的加工设备及主要参数) 表5-1 泡罩包装机技术参数表 型号 冲裁板块 尺寸（mm） 最大成型面积及深度(mm) 冲裁频率(次/分) 重量 PPB-140 2 2050×530×1350 140×130×25 15-30   700kg   表5-2 自动折纸机技术参数表 型号 折纸速度 纸张磅数 折纸最小规模 电力 外形尺寸 SPF-360 250张/min 30~200磅 38mm 59g 1055×565×400mm                     表5-3 激光喷码机参数表 型号 打标速度 激光波长 打标范围 功率 外形尺寸 HG ≤7000mm/s 10.64μm 110×110mm; 175×175mm; 250×250mm 500W 800×400×1000mm 表5-4 装箱机技术参数表 型号 最大速度 抓取频次 电机总功率 工作电源 工作气压 压缩空气消耗量 定位精度 外形尺寸 DJZ-1000A 250件/分 120次/分 12KW 380V 0.6MPa 500 L/min 0.2mm 1800×1500×2300mm   表5-5 胶带封箱机技术参数表 型号 传送速度 使用材质 电机总功率 工作电源 重量 外形尺寸 FJ-56型 18mm/s OPP、PVC胶带 2×90W 220V 136㎏ 1650×740×1480mm           表5-6 堆码机技术参数表 型号 功率 气压 速度 外型尺寸 MD-45T 5KW,380V,50HZ/60Hz 3～6公斤/每平方厘米 45箱/分钟 1800×1100×1200mm 6 胶囊包装工艺简表的制订 表6-1 包装工艺综合规程卡 **药品公司 包装工艺综合规程卡 产品名称及型号 第  页 共  页 工 序 工 步                   工序内容 生 产 车 间 包装材料 包装设备及工艺参数 技术 等级 时间 定额 编 号 名 称 1 准备 1 2 卷材验收 准备胶囊 1 1 PVDC 1S 4S 2 成型 1 2 加热 成型 1 1 PP 130~170℃;1s；0.1Mpa； B 3S 1S 编制 刘 伟 核准 刘伟 表6-2 包装工艺综合规程卡 **药品公司 包装工艺综合规程卡 产品名称及型号 第  页 共  页 工 序 工 步                   工序内容 生 产 车 间 包装材料 包装设备及工艺参数 技术 等级 时间 定额 编 号 名 称 3 充填 1 2 充填 盖封底 1 1 胶囊充填 铝片盖衬底 3S 3S 4 检测 1 检测 整理计数 1 1 检验台 A 5S 20S 5 喷码 1 喷码 1 喷码机 B   0.7S 编制 刘 伟 核准 刘伟 表6-3 包装工艺综合规程卡 **药品公司 包装工艺综合规程卡 产品名称及型号 第  页 共  页 工 序 工 步                   工序内容 生 产 车 间 包装材料 包装设备及工艺参数 技术 等级 时间 定额 6 装箱 1 1 1 1 1 1 箱坯入贮架 取箱坯 撑箱 封底 装箱 封箱 1 1 1 1 1 1 瓦楞纸箱 DJZ-1000A装箱机           48盒/箱 A 2S 5S 4S 5S 15S 5S 7 喷码 1 喷码 1 喷码机 C 0.7S 8 检验 1 检验 1     检验台 B 15S 编制 刘 伟 核准 刘伟 7 设计体会 在两周的课程设计中，我应用了已经学过的《包装材料学》、《包装结构设计》、《机械制图CAD》、《包装工艺学》等多门课的基本知识，进行了本次课程设计任务。首先，在我接受设计任务后，知道要用到《包装材料学》、《包装结构设计》、《机械制图CAD》等多门课的基本知识，于是我就对这几门课程进行了一个全面的大概地回顾和复习。其次，运用包装材料及容器成型理论知识开始课程设计，从科学原理出发，根据不同的包装物确定包装材料、包装容器及其形成方式，以及包装工艺过程，从设计的目的上主要解决科学性和技术性，从设计的功能上主要体现容装性、保护性和方便性，同时辅佐包装造型体现显示性与陈列性。通过本次课程设计后，使我对《包装工艺学》这门课程有了更深刻的理解，弥补了以前学习中认识的不足，对以后的工作、学习作用极大。我掌握了泡罩包装设计原则及程序，熟悉了常见的泡罩包装的的包装工艺。为将来从事包装工作打下了基础。还有就是要想成为一位优秀的包装工程师，除了掌握和运用本课程的基本知识和设计技能之外，还要有敏锐的眼光去感受身边的变化，消费者需求的改变，只有这样才能更出色的完成工作。 参 考 文 献 [1]陈永常.瓦楞纸箱的印刷与成型.北京：化学工业出版社，2005. [2]彭国勋.物流运输包装设计[M].北京: 印刷工业出版社,2012.  [3]孙诚.包装结构设计[M].北京: 中国轻工业出版社,2012. [4]王建清.包装材料学. 北京：中国轻工业出版社,2009. [5]郭彦峰.包装测试技术. 北京：化学工业出版社，2006. [6]潘松年.包装工艺学.北京：印刷工业出版社,2012.