国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011)(共6篇)
1.国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011) 篇一
2011国内LED显示屏行业发展趋势与隐忧分析
随着全球节能减排的盛行,环保和节能成为市场热点,LED作为21世纪的首选节能产品也在继续升温。我国LED显示屏产业也取得了快速的发展,LED显示屏产品畅销全场,但在这蓬勃发展的背后,也存在着一些隐忧。
国内LED产业经过30多年的发展,且随着政府的大力支持、推广和全球产业梯次转移,我国LED已成为市场上最具诱惑力的蛋糕。LED产业链中,LED外延材料跟LED芯片大概占行业70%的利润,LED封装大概1%-10%,LED应用大概10%-20%,我国进入LED产业的企业与日俱增,产业市场竞争将更加激烈。2011年节能绿色环保为主题的低碳经济无庸置疑的成为主旋律。在绿色、低碳、环保的召唤下,LED发展前景将非常乐观。尤其在世博会等国内大型项目工程的推动下,LED已成为市场主角,LED各大品牌正以奔跑的姿态飞速发展。
国内LED产业虽然先后实现了自主生产器件、芯片和外延材料,但自产的LED芯片,外延材料产量仍有限,其产品以中、低档为主,产业化 规模偏小,只能满足国内封装企业需求量的20%-30%,大部分高性能LED和功率LED产品均要依赖进口,这也就是目前的发展瓶颈。国内LED显示屏企业要真正突破发展瓶颈,在市场上掌握话语权,就必须拥有较强的技术优势,敏锐把握市场脉搏,顺应市场发展规律推出节能型led显示 屏产品,同时在资金允许的情况下把重点放在新产品的开发,专利的申请和质量系统的建立和完善上,抓住一切可以抓住的市场机会,调整本公司的市场及产品定位,突出自己的优势,逐步成为最贴合市场的led显示屏厂家。
没有自己的核心技术,就没有强劲的竞争力,打造不出知名的国际品牌。LED显示屏需要大量使用LED管芯作为显示单元,随着LED显示屏向超长、超宽、超大屏的方向发展,必然对LED管芯的发光、显色致性、可靠性、配套商供货能力有进步要求,从而形成了对上游LED芯片、封装厂商的品牌、规模壁垒。国外LED大厂在这领域尤其在高端显示屏市场有较为领先的优势,国内芯片、封装企业整体实力还应加强,加速国产化进程。
供过于求的风险。目前市场普遍担忧在2009-2010年LED芯片行业大规模扩产后,2011年市场竞争加剧,芯片供过于求挤压芯片厂商的盈利空间。LED显示屏可以说是一块大蛋糕,被不少的投资者看中纷纷加入其中,LED显示屏企业也逐渐增多,伴随而来的是激烈的市场竞争。
我们在看到LED显示屏行业繁荣的同时,也应看其背后存在的隐忧。居安思危,坚持科技创新,才能LED显示屏企业持续发展的永恒动力。
深圳研色科技有限公司供稿
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2.国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011) 篇二
【摘要】:文中介绍了新能源,通过对新能源发展的现状及趋势分析,提出了新能源行业整体策略建议。
【关键词】:新能源,发展,现状,趋势
新能源是指在新技术基础上,系统地开发利用的可再生能源。包括太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能等。中国风电资源主要是在东北、西北和内蒙古等地区,煤电资源主要在黑龙江、山西、内蒙古和甘肃西北等地。水电资源主要集中在西南地区,川渝云贵以及两湖两广地区。但是电力消费的中心却是在沿海地区,所以说我国能源的产生地区和电力消费中心是不匹配的,这对电网搭设和能源的利用都具有一定的考验。
一、中国经济整体概况
1.中国经济现状
目前世界经济危机并没有改变中国高速经济增长的趋势。中国未来经济依然表现为高储蓄、高投资、高资本与高速度,如表1所示。对于中国经济的分析,主要从出口、房地产、内需三个部分剖析,这三个部分被称为中国的三驾马车,同时日益和国外接轨是中国经济的主流趋势。产业的发展是一个平滑增长的过程,它和消费能力、需求能力紧密相关。产业弥补式的增长特性使得在对待一个产业时需要有收放自如的控制力,不能过分的打压。但是中国经济增长轨迹的变化将被缓慢启动,调整的模式具有明显的需求先导型、产业内部深化等特点。此外,中国经济将步入一个较长时期的“次高速经济增长时期”,人们原来所想象的各种增长模式大转变并非想象得那么迅猛。
2.重点关注的新兴战略产业领域
1)新能源领域:重点关注的对象包括水电、核电、风力发电、太阳能发电、沼气发电、地热利用、煤的洁净利用、和新能源汽车等。此外,核电重大专项、大型油气田和煤层气开发、大型先进压水堆及高温气冷堆核电站也颇受关注。
2)新材料领域:重点关注的对象包括微电子和光电子材料和器件、新型功能材料、高性能结构材料、纳米材料和器件。
3)信息通信领域:重点关注的对象包括传感网、物联网,集成电路、平板显示、软件和信息服务,核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品,新一代宽带无线移动通信网,极大规模集成电路制造装备和成套工艺等专项。
4)生命科学领域:关注的对象包括转基因育种、干细胞研究,生物医药、生物育种,转基因生物新品种培育、重大新药创新、重大传染病防治。
二、新能源分类与特征
全国科学技术名词审定委员会审定公布新能源定义为:在新技术基础上,系统地开发利用的可再生能源。如核能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等。具体来说,包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。所以概括的说新能源的两个重要的特点就是新技术和可再生。
世界新能源的分类可以分为三类:传统生物质能,大中型水电和新可再生能源。其中新可再生能源具体包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能(潮汐能)。据ICTresearch研究分析表明,未来的新能源有:波能、可燃冰、煤层气、微生物、第四代核能源等能源。
三、新能源行业发展现状
国际能源署(IEA)对2000年~2030年国际电力的需求进行了研究,研究表明,来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为,在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快,年增长速度近6%,在2000~2030年间其总发电量将增加5倍,到2030年,它将提供世界总电力的4.4%。ICTresearch认为,IEA的研究过于保守,到2030年,可再生能源发电至少应占世界总电力的10%以上,要翻10~15倍。
1.中国新能源市场特征
中国风电资源主要是在东北、西北和内蒙古等地区,煤电资源主要在黑龙江、山西、内蒙古和甘肃西北等地。水电资源主要集中在西南地区,川渝云贵以及两湖两广地区。但是电力消费的中心却是在沿海地区,所以说我国能源的产生地区和电力消费中心是不匹配的,这对电网搭设和能源的利用都具有一定的考验。
2.中国新能源市场现状
1)光伏:市场短期的阴霾不掩长期灿烂,光伏辅料的国产化机会备受关注。光伏行业正在经历因产能扩张增速远大于需求增速而导致的供给过剩,全产业链面临价格下跌、利润水平下降的压力。ICTresearch认为短期内,从组件、电池片、硅片到多晶硅均面临利润被压缩的压力;但长期看终端价格的下降有利于更早实现光伏平价上网,ICTresearch维持行业长期高景气的判断。
2)风电:行业整合加剧,行业龙头优势将愈加凸显,关注风机材料国产化的蓝海市场。短期供给过剩导致的全行业价格下行压力仍将持续。政策面对于风电制造业门槛的抬高和行业规范化治理的重视,将有利于风电行业走出无序竞争,提升行业集中度,未来行业将呈现强者恒强态势。
3)核电:安全风险巨大,等待政策明朗。由于日本核电事故造成的深远影响,各国相继出台政策计划逐步退役核电站;国内政策并未改变目前的核电建设规划,但建设进度可能放缓,未来审批标准将愈见严格。
4)新型电池:新能源汽车和储能市场的量产启动可期,关注电池材料商的业绩释放。政策方面目前以示范运营先行,ICTresearch认为地方政府的扶持力度已经为新能源汽车运营提供了良好的政策环境;充电/换电模式并行,为新能源汽车运营提供了必要的硬件设施。
四、细分产品详细分析
1.世界光伏市场发展历程
在能源紧缺、节能减排的格局下,太阳能的安全、无污染和资源无限等优良属性注定了太阳能必将成为人类的终极能源。光伏行业在政策扶持、成本下降、能源优势三大因素的引导下将长期高速发展。如图1所示。
2.中国与世界光伏市场规模现状
如图
2、图3所示,中国2015年光伏装机量要达到10GW,这是因为中国政府对日本地震十分重视,重新检讨了能源结构,把新能源(PV)看做了重点。除了ICTresearch传统意义上要求光伏组件价格下降以便在有限的财政补贴内最大限度的推动光伏发展外,另外一个因素是电网建设。这主要是要解决长距离输送的问题,就是电网的建设(电网的覆盖范围要包含新疆、内蒙等)和输电成本的下降(主要包含超高压输电和直流输电等技术的突破)。随着今后国家输电网络的完善,给西北地区大规模光伏电站建设打下基础。但是,2011年多晶硅、硅片附加值、电池片附加值、组件附加值等各光伏产业链走势低位盘整。
3.光伏市场主要驱动因素及博弈方式
2011年8月1日,发改委网站正式发布非招标光伏项目实施统一上网电价。发改委将根据投资成本变化、技术进步情况等因素适时调整。如图4所示。2011年8月12日,中国资源综合利用协会可再生能源专委会在京发布《中国光伏发电平价上网路线图》。《路线图》分析,按照以下假设:2009年光伏上网电价为1.5元/kWh,以后每年下降8%;火电上网电价以后每年上涨6%。则到2014年,中国工商业用电价格首先超过光伏发电上网电价,率先实现“平价上网”。
4.光伏市场的细分产品现状
光伏逆变器是光伏系统核心功率调节组件,占整个并网光伏系统成本的10%~15%,具有较高的技术含量。目前全球逆变器市场主要被SMA所控制,市场份额高达40%以上;KACO,FRONIUS,SIEMENS等第二梯队厂商占据了全球约30%的份额。目前,国内光伏逆变器生产企业处在成长阶段,发展潜力很大,但行业集中度高,进入难度大。
5.风电市场现状及分析
中国风电装机容量在经历了从2006至2009年连续4年翻倍成长后,2010年新增风电装机容量为1892万kW,再创历史新高,如图7所示。中国风能市场在未来几年行业增速将会下降,出现风机产能过剩严重的局面,风电采购电价补贴也将取消。ICTresearch预计从2012年开始,中国风电建设速度进入稳定增长期。
6.新型电池市场的细分产品现状
节能与新能源汽车示范推广工作开展两年多以来,示范推广已初具规模。截至目前,25个试点城市节能与新能源汽车总保有量超过1万辆,其中私人购买新能源汽车超过1千辆,建成充/换电站近100座,充电桩4500多个,示范运行总里程超过33000万公里。但节能与新能源汽车示范推广工作任务艰巨,还有较大的挑战,需要加强协作,共同推进。
2011年,国内锂离子电池的累计产量达到约22亿只,同比增长22%;镍氢、镍镉等碱性二次电池的累计产量为约5.8亿只,同比增长20%,铅酸蓄电池累计产量为12000万千伏安时,同比增长9%。从单月的情况来看,锂离子电池产量增速从高位逐步回落;镍氢、镍镉等碱性二次电池月产量增速触底反弹。铅酸电池的月产增速呈下降态势。
动力电池市场的放量仍需等待。对于市场最为关注的动力电池市场,ICTresearch认为前景不容质疑,但其放量启动的时点应该2013年左右。目前新能源汽车的发展正处在基础设施的完善、相关标准的确定和商业模式的确定等阶段,相关利益集团之间的博弈和定位的过程还都没结束。因此其真正启动拐点的到来仍需要一定的时间。对于空间同样广阔的储能市场,ICTresearch认为其发展时点应该在动力电池大规模应用之后,目前受制于高成本而难给行业带来实质影响。
五、行业整体策略建议
在面对这样一个潜力巨大的市场,新能源的产品厂商较多,种类较多,技术发展也比较快,所以竞争会比较激烈。因此,如何把握客户的需求,如何应对来自国际市场的金融压力,怎样去寻求更好的合作伙伴,怎样保持成本领先,技术领先,并具有环保优势等,这些问题都是我们应该深思熟虑的方面,解决这些问题,才能领跑新能源这个行业。
参考文献
[1] 新能源技术的发展及应用.马重芳,大众用电,2007.[2] 中国可再生能源产业发展报告.化学工业出版社.2012.悠悠期刊 :http:///
3.国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011) 篇三
综合训练一
《国内外机械安全发展现状与趋势》
指导教师:XXXXX 专业班级:安全1X-X班 学生姓名:周洋
学生学号:0000000000 国内外机械安全发展现状与趋势
周洋
(辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院 辽宁 葫芦岛 125105)
摘 要:随着社会的进步,安全问题越来越受到人们的重视。在整个安全领域中,机械安全问题非常突出,机械事故的表现形式多样。据资料介绍,全世界机械事故约占事故总数的1/3左右。但是,各国的机械安全技术及管理都处于发展中状态。本文立足于阐述机械安全基本概念,对比国内外机械安全的发展现状,围绕中国共产党十九大报告作出对安全生产的要求及“新时代”特点对机械安全的发展趋势作出展望。关键词:机械安全;发展现状;安全生产;十九大
Current Situation and Trend of Machinery Safety Development
at Home and Abroad
ZHOU Yang(Liaoning Technical University School of Safety Science and EngineeringHuludao City, Liaoning Province
china 125105)
Abstract: With the progress of society, the security problem becomes more and more attention.In the field of security, mechanical safety problem is very prominent, the various forms of mechanical accident.According to the data, the world machinery accidents accounted for about the total number of accidents about 1/3.However, the mechanical safety technology and management of all countries in the development of the state.This paper is based on the basic concepts of mechanical safety, comparing the present development situation of domestic and foreign machinery safety, around nineteen report to the Communist Party of Chinese machinery safety development trend of production safety requirements and characteristics of “new era” outlook.Key words: machinery safety;development status;safety production;the 19th CPC National Congress
0 引 言
景,对于推进我国机械安全的发展具有十分
国家要发展、要强盛,需要强大的国民生重要的意义。产力,而这一切的基础就是机械发展。随着机械安全 机械制造水平的不断提高,生产所需的机器设备越来越先进,生产过程的自动化程度大1.1 机械安全基本概念 幅度提高,从而大大提高了生产效率,这就
机械安全是从人的需要出发,在使用机械使得生产工艺和设备变得复杂,在生产过程的全过程的各种状态下,达到使人的身心免中易发生某些不期望、无意的,造成人的生受外界因素危害的存在状态和保障条件。命丧失、生理伤害、健康危害、财产损失或
机械的安全性是指机器在按照预定使用其他损害和损失的意外事件。因而,机械安条件下,执行预定功能,或在运输、安装、全变得极为重要。但是,将机械安全作为一调整等时不产生损伤或危害健康的能力。门技术甚至一门学科来对待来研究是20世1.2 由机械产生的危险
纪60年代以后的事情。因此,研究机械安
由机械产生的危险,是指机械本身和在机全的现状和发展趋势,展望未来的发展前 械使用过程中产生的危险,可能来自机械自身、燃料原材料、新的工艺方法和手段、人对机器的操作过程,以及机械所在的场所和环境条件等多方面。存在于机械设备及生产过程中的危害因素涉及面很宽,既有设备自身造成的危害,又有材料和物质产生的危险,也有生产过程中人的不安全因素,还有工作环境恶劣、劳动条件差等原因带来的灾害,表现为复杂、多样、动态、随机的特点。有些单一危险看起来微不足道,当他们组合起来时就可能发展为严重危险。1.3 机械安全设计
机械安全设计的思想是在设计时尽量采用当代最先进的机械安全技术,事先对机械系统内部可能发生的安全隐患及危险进行识别、分析和评价,然后再根据其评价结果来进行具体的结构设计。这种设计是力图保证所设计的机械能安全地度过整个生命周期。
机械安全技术与传统的机械设计及安全工程设计方法想比,主要体现在以下几个方面:
(1)系统性。它自始至终运用了系统工程的思想,将机械作为一个系统来考虑。(2)综合性。机械安全设计综合运用了心理学、控制论、可靠性工程、环境科学、工业工程、计算机及信息科学等方面的知识。(3)科学性。机械安全设计包括了机械安全分析、安全评价与安全设计。机械安全技术既全面又综合地考虑了各种影响因素,通过定性、定量的分析和评价,最大限度地降低了机械在安全方面的风险。国外机械安全发展现状
2.1 美国机械安全的发展
机械是一种古老的装置,人类已经使用了几千年。但是,将机械安全作为一门技术甚至一门学科来对待来研究是20世纪60年代以后的事情。这主要与科学技术的发展有关。机械安全技术源于机械故障诊断技术,美国是发源地。在真正意识到机械安全的重要性后,美国于1967年4月成立了机械故障预防小组(Mechanical Fault Prevention Group,MFPG),开始专门研究机械故障。在其影响下,美国的ASME、EPRI等著名组织
与机构开始仿效,成立了专门的机构从事机械故障方面的研究并开展学术交流活动。2.2欧洲机械安全的发展
机械安全技术法规与标准也是机械安全技术的一个重要组成部分。标准化工作历来是推广应用先进的科学技术的重要保障。为了推动机械安全技术,欧洲共同体理事会于1985年与欧洲标准化委员会(CEN)达成协议,由CEN负责机械安全标准的制定工作。为了完成这一任务,CEN专门建立了23个有关机械安全的标准化委员会,另外还有将近40个技术委员会的工作与机械安全工作有关。这些标准化技术委员会先后一共制定了600多项机械安全方面的标准。此外,欧洲共同体理事会还专门制定了有关机械安全方面的法规,有力地推动了机械安全学科的发展。
在欧共体的带动下,国际标准化组织(ISO)与CEN先后签订了《技术信息交换协议》、《技术合作协议》,并于 1991年1月成立了“机械安全技术委员会”(即ISO/TC199)。国内机械安全发展现状及趋势
3.1 国内机械安全形势
改革开放以来,我国机械工业以年均超过20%的速度高速发展,无论产业规模还是增长速度,均处于各行业前列。但也由于机械工业生产设备、设施种类多样,工艺流程繁简不一,生产制造过程危险因素较多,易发生安全事故,特别是与冲压、剪切、木工等危险性较大的机械设备相关的重伤事故频发,从而严重危害了从业人员的身心健康。据对安全生产事故伤亡人数统计表明,近年来机械工业全行业因安全生产事故死亡每年1000余人,各种伤害性事故,如砸伤、烫伤、断指等更是数不胜数。机械工业死亡总人数在全国排在煤炭和建筑行业之后,是日本同行业的50倍。
3.2 机械安全科学还没有真正形成
安全科学技术非常重要,已成为人们的共识。我国的国家标准已将安全科学技术列为一级学科;我国目前已有安全科学技术方面的学术团体,其权威组织是中国劳动安全保护技术学会,它所主办的学术刊物被公认为是我国目前安全领域最权威的刊物;我国已有近40所大学开设了安全专业。但是,作为安全科学技术学科的一个非常重要分支,即机械安全,在我国还没有真正引起有关领导和专家应有的重视。
目前,我国专门从事机械安全研究的人员,无论是数量还是质量都很难令人满意。大学里的安全工程专业目前几乎没有开设专门的机械安全课程,绝大多数的安全专业毕业生从本科生、硕士生到博士生真正从事机械安全工作的人很少,真正从事机械安全研究的安全专业教师也不多。此外,目前我国机械安全研究人员尚未形成合力,处于各自为政的状态。力量的分散,导致机械安全学科发展速度缓慢。严格地讲,迄今为止,我国机械安全学科还没有真正形成。这从根本上严重地制约和影响了机械安全科学的健康发展。3.3 企业领导不重视机械安全工作
制造业是国民经济的支柱产业之一,而机械工业又是制造业的基础。所有的制造企业(包括部分商业企业)都有大量的机械设备,机械设备工作的好坏直接影响到企业甚至是国家的经济效益。所以,机械安全科学技术是制造业赖以生存和发展的基础。从理论上讲,制造类企业都应该配备有一定数量和质量的专职的机械安全技术人员。但是,事实上, 我国目前众多企业,别说配备有专职的机械安全技术人员,就连安全技术人员也没有专职的;有些企业虽设有专职人员,但这些人员的素质都不高,很难胜任工作。这种情况在我国的企业中普遍存在。其原因是相当多的企业领导没有充分认识到安全工作的重要性。他们没有把安全看成是一门科学,没有意识到从事安全科学技术的工作人员是应有素质要求的。
3.4 国内机械安全发展趋势
2017年10月18日,中国共产党第十九次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。习近平代表第十八届中央委员会向大会作报告。党的十九大报告作出中国特色社会主义进入新时代的重大判断。围绕这个重大判断,党作出的各项部署都体现出“新时代”的特点,其中对安全生产的阐述、要求,习
近平指出:树立安全发展理念,弘扬生命至上、安全第一的思想,健全公共安全体系,完善安全生产责任制,坚决遏制重特大安全事故,提升防灾减灾救灾能力。
为了深入贯彻落实党的十九大所作出的对安全生产的要求,并体现出“新时代”的特点,我国安全生产工作将会得到进一步的发展,安全科学技术也会得到进一步的提升。由于机械安全是安全生产的重要方面,机械安全将会在我国得到重视,相信不久便会从安全科学这个学科中分支出机械安全,各个机械制造业企业也会招聘专门研究机械安全的人才。机械安全在我国应用前景十分广阔。总结
目前,我国对安全生产的关注重点主要集中于易发生群死群伤的煤炭和建筑行业,可国家对这两个行业都制定了较为完善的、数量众多的安全生产技术标准、设计规范。对机械工业等行业的安全生产管理尚处于相对重视不足的地位,但在中国共产党十九大报告作出对安全生产工作的要求后,国家安全监管总局局长王玉普在全国安全监管监察系统学习贯彻党的十九大精神视频会议上强调:“以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,凝心聚力扎实推动安全生产工作水平。”而机械工业死亡总人数在全国排在煤炭和建筑行业之后,机械安全也将在我国得到重视。围绕“新时代”特点,制定并完善全国性、权威的机械工业安全生产技术标准、设计规范,强制性地提升本质安全,具有十分重要的现实意义。
参考文献:
[1]段红升.工程机械安全管理之我见[J].筑路机械与施工机械化,2001
[2]赵树华.电力工程施工“过程管理”实施纲要[J].电力建设, 2005,(02)
[3]袁鲁峰.建筑施工安全管理分析[J].中国新技术新产品,2009(9)
[4]施宝印.论工程机械的安全管理问题[J].科技与管理,2009(3)
4.生物质能源发展的趋势及策略 篇四
生物质能源发展的趋势及策略
摘要:通过分析当前能源形势和生物质能源在能源结构调整中的战略地位,探讨了国内、国外生物质能源的主要转换形式和利用现状,提出了我国生物质能源发展存在的问题和发展策略.作 者:陈建省 张春庆 田纪春 费美娟 邓志英 郭启芳 李兴锋 CHEN Jian-sheng ZHANG Chun-qing TIAN Ji-chun FEI Mei-juan DENG Zhi-ying GUO Qi-fang LI Xing-feng 作者单位:作物生物学国家重点实验室/山东农业大学农学院,山东泰安,271018期 刊:山东农业科学 ISTIC Journal:SHANDONG AGRICULTURAL SCIENCES年,卷(期):,(4)分类号:X38关键词:生物质 能源
5.国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011) 篇五
【摘 要】食品包装业是包装工业的重要组成部分,它带来的环境污染问题也日益严重。本文就国内外可食性与全降解食品包装材料的研发与生产现状进行了综述。分析了石油基塑料包装带来的社会问题和国内外全降解食品包装材料研发现状与趋势,指出了大力发展全降解食品包装材料的必要性和紧迫性。【关键词】 食品包装;生物降解;现状;趋势关键词
【Abstract】 Food packaging is one of the most important parts in packaging industry,which leads to increasingly serious environment pollution. This paper reviewed the global development status and trend of edible and biodegradable food packaging materials. It analyzed the social problems resulted from petrochemical-based plastic packaging and research status and trend in developing biodegradable food packing materials. It also pointed out the necessity and urgency for energetically developing full biodegradable food packaging materials. 【Key words】food packaging;biodegradable;status;trend
我国人口众多,食品消费总量巨大,用于食品包装的非降解材料造成的环境污染比其他国家更加严重。虽然全降解包装材料完全取代非降解包装材料还需要大量的研究和开发工作,但在食品包装领域,全降解食品包装材料代替非降解食品包装在不久的将来即可实现[1]。本文就国内外全降解食品包装材料的研究、开发现状与趋势进行综述,以期为我国全降解食品包装材料的研究与工业化生产提供借鉴。全降解食品包装材料的发展背景
1. 1 石油基非降解塑料带来的社会问题
资源、环境、人口是制约我国21 世纪可持续发展的三大主要问题。保护环境、节约资源已是世界各国实现可持续发展的基本战略。曾经为人类带来极大方便的塑料制品造成的环境污染和对能源的消耗越来越受到广泛关注。由于我国人口基数巨大,经济高速增长,非降解塑料的生产和消费量呈爆炸式增长,已引起诸多社会问题。
1. 1. 1 环境污染日益严重
目前,世界塑料制品的总产量超过2. 0 亿t,每年以5% 的速度增长[2]。我国塑料制品连续5 年呈两位数增长,2010 年产量已达到5 300 万t[3],居世界第二。全球废弃的一次性塑料包装制品每年达6 000万t[2],我国每年的塑料废弃物的拥有量已超过400 万t[5],给环境保护带来巨大压力。在污染环境的塑料废弃物中,大约70% 属于一次性塑料用品。食品包装是包装工业的大户,占包装工业70%左右[6]。因此,食品包装塑料废弃物对环境污染也最大。大量的食品包装塑料废弃物散落在居民区、路边、车站、码头和风景区,令人触目惊心。食品包装废弃物不仅严重污染了人类的居住环境,造成严重的视觉污染,影响旅游业的健康发展,而且在掩埋、焚烧过程中还会产生大量的有毒、有害物质污染空气、水源和土壤。因此,治理食品塑料包装带来的环境污染已迫在眉睫。1.1.2 石油资源日益紧缺
石油是一个国家重要的战略物资和化工原料。随着经济的发展,国家对于石油的需求也必然要不断增长。我国目前石油供需形势严峻,近10 年来,石油产量年均增长率只有1. 8%,但石油消费增长率稳定保持在6%以上,由此形成了石油供给的巨大缺口[7]。从各行业消费石油总量看,我国石油主要消费在工业部门,其次是交通运输业、农业、商业和生活消费等部门。其中,工业石油消费占全国石油消费总量的比重为42%;交通运输石油消费量占34% 左右;农、林、牧、渔、水利业占20%左右;其他消费石油比重仅为4%左右。
目前我国广泛使用的一次性塑料制品大都由石油加工而成,而石油属不可再生资源。我国是世界上第二大石油进口国,随着油价的持续上涨和国际环境的紧张,石油将成为制约我国经济发展的关键瓶颈。我国的各种塑料制品石油消耗量占我国石油消耗总量的8% ~ 10%,我国塑料工业的高速发展,对石油的需求量越来越大。因此,利用可再生资源,研究开发生物降解塑料是解决我国当前石油资源紧缺的重要措施之一。
1.1.3 石油基食品包装材料存在食品安全隐患
石油基食品包装材料在加工过程中,为了改善制品应用性能,常加入多种加工助剂。包括增塑剂、稳定剂、润滑剂、交联剂等。食品包装塑料中的增塑剂大多为环境内分泌干扰物(environmentalendocrine disrupters,EEDs),它们能够改变内分泌系统的正常功能,并对相应的器官和后代产生负面影响。这些增塑剂通过食品包装材料进入食品。
国内外关于食品塑料包装污染造成男性生育能力降低,女童性早熟的问题已有较多报道,为了保证食品免受塑料包装的污染,除了建立健全相关法律法规之外,开发绿色安全的食品包装材料已刻不容缓。1.1.4 非降解塑料包装遭遇国际贸易壁垒
我国不仅是食品生产大国,而且是食品出口大国。我国食品出口的主要国家有美国、日本和欧盟等,这些国家对进口食品包装相继出台了一系列技术法规和措施,加强了对进口食品包装安全的管理。其中有些技术要求已成为一些发达国家实施技术性贸易壁垒的手段。近年来,我国出口食品包装容器、包装材料因质量安全问题多次被国外通报,有些出口产品因包装问题遭遇退货。出口食品如何跨越国外食品包装新门槛,是我国政府和食品出口企业亟待解决的一项新课题。1.2 可食性与全降解食品包装是解决石油基食品包装问题的必由之路
目前,石油基塑料造成的环境污染日益严重,传统塑料包装引发的食品安全问题愈加突出,非降解食品包装材料造成的技术性贸易壁垒逐渐形成。因此,大力推进低碳、绿色的可食性与全降解食品包装材料的研发、生产与应用是解决我国目前食品包装问题的必由之路。
可食性与全降解食品包装材料是以淀粉、蛋白、纤维、脂类等食品级可再生资源为原料,采用先进的专用设备和工艺制备的一类新型食品包装材料。具有可食性、全降解性、选择通透性、安全、方便等优点。可食性与全降解食品包装材料主要包括可食性食品内包装膜、食品可食性涂膜、全降解一次性食品包装膜、全降解一次性食品包装餐饮具等。可食性与全降解食品包装材料的大规模工业化生产与商业应用,替代石油基非降解食品包装材料,有利于解决“白色污染”、应对国际贸易壁垒,确保食品安全,对缓解我国生态环境恶化和资源短缺,促进我国循环经济和低碳产业的发展具有重大的意义。2 国外全降解包装材料发展现状与趋势分析 2.1 世界生物降解塑料市场发展现状与趋势
目前世界石油基塑料制品的消费量已超过2.0 亿t,并以5%的速度增长,已是除能源和交通运输业之外消耗原油最大的领域。近年来,随着石油基合成塑料应用的快速增长,对能源的消耗日益增多,废旧塑料造成的环境污染日益严重,已成为国际社会普遍关注的重大问题。采用生物降解塑料代替传统塑料已显得越来越重要。因此,世界各国投入巨大的人力、物力和财力开发生物降解塑料,以代替石油基非降解包装材料。近10 年来,世界生物降解塑料市场发展迅猛。据欧洲生物降解协会统计,世界生物降解塑的总产量从2000 年的2.8 万t 增加到2010 年的40万t,年递增30.1%。该协会预测,到2012 年,世界生物降解塑料的总产量将达到76万t[11]。
可以看出,西欧是最大的生物降解塑料消费市场。西欧国家主要依靠法规限制非降解塑料的使用,从而推进生物降解塑料的发展。近年来,在低碳经济和循环经济的框架指导下,北美和亚洲的生物降解塑料发展很快,生产能力快速提升。
2009 年,包装是降解塑料的最大市场,约占降解塑料市场总容量的38%,然后依次是填充材料、塑料袋、衣物纤维等,其他产品占的比例只有8%.国内外可食性与全降解食品包装材料发展现状与趋势。在包装用降解塑料中,食品包装是生物降解塑料发展最快的应用市场。美国的可食性包装产值由1999 年的100 万美元迅速增加到2009 年的1 亿美元[12]。
2.2 世界可食性与全降解食品包装材料发展现状与趋势
由于全球人口增长,属于一次性、短期的食品包装对石油的消耗和环境的污染越来越严重。因此,在新的历史条件下,可食性、全降解、智能型食品包装已成为世界各国食品包装发展的重点。目前世界可食性与全降解食品包装材料生产与应用技术正朝着专用化、纳米化、高效化方向发展。2.2.1 可食性与全降解食品包装材料的专用化
开发由于食品种类繁多,对食品质量保持和延长货架期的要求各不相同,因此可食性与全降解食品包装材料的开发必需有针对性,即针对具体的应用开发相应的可食性、全降解食品包装材料。目前,可食性膜已广泛用于鲜切果蔬、畜禽类食品、调味料、快餐食品、坚果类食品、功能食品、药品等产品中。针对不同类型的食品,确定不同的成膜组分和工艺,实现可食性膜的最佳性能和最低成本,扩大可食性膜的应用范围还需要大量的研究与开发。
2.2.2 纳米技术在可食性与全降解食品包装中的应用[13]
可食性与全降解纳米复合材料是由天然高分子与纳米添加剂复合制得的食品包装材料。天然高分子物质包括多糖(淀粉、纤维素、壳聚糖、亲水胶体等)、蛋白、脂类及其混合物。天然高分子材料本身形成的食品包装材料存在机械强度差、阻隔性能差的缺陷,很难推广应用。纳米技术很好的解决了上述缺陷,已有商品化的产品投放市场。如美国杜邦公司开发的二氧化钛纳米复合材料,由于对紫外光的阻隔性能良好,可显著延长食品的货架期。Rohm 和Haas 开发的丙烯酸纳米复合材料可显著提高聚乳酸包装材料的强度。聚乳酸来源于玉米、马铃薯等可再生资源,被公认为是最具商业化潜力的生物降解材料。聚羟基丁酯是由Alcaligenes eutrophus 等微生物产生的一种可生物降解的聚合物,具有良好的工业应的一种可生物降解的聚合物,具有良好的工业应用前景。但是这两种生物聚合物制备的降解材料很容易老化,影响了相关产品的开发应用。它们与纳米添加剂形成纳米复合材料后,可显著改善产品性能。纤维素与纳米粒子形成的复合材料,其阻隔性能显著改善。其他生物高分子如淀粉、壳聚糖、酪蛋白、乳清蛋白、明胶和大豆蛋白与纳米颗粒形成纳米复合材料后,机械性能和阻隔性能得到显著改善。天然可食性生物材料特点各有不同: 淀粉、纤维等多糖类成本低,阻氧性好,但阻水性能差;蛋白膜具有良好的可塑性、弹性和阻氧性,但其阻水性差;脂类膜具有良好的阻水性,但阻氧性和机械性能差。解决这些问题的有效途径是制备纳米复合材料。国际上许多知名科学家预测,未来10 年内,纳米复合材料的研发将极大的推动可食性与全降解食品包装材料的工业化生产与商业化应用。2.2.3 可食性与全降解食品包装材料生产工艺及装备研发现状与趋势
采用现代溶液流延和干燥工艺进行可食性膜的商业化生产始于20 世纪60 年代[12]。最早美国陶氏化学公司以羟丙基甲基纤维素为原料,生产可食性包装膜,用于维生素和矿质元素营养强化剂的包装。近年来,以纤维素醚、淀粉、果胶、海藻酸钠、明胶、普鲁兰多糖以及这些材料的混合物生产的可食性膜已开始商业化应用。乳清蛋白膜和大豆分离蛋白可食性膜也已开始商业化应用。在整个世界范围内已有数家公司设计制造了可食性包装膜的工业化生产装备和车间。目前国际上可食性膜的商业化生产方法主要为溶液流延法,有钢带传送和支撑介质涂布两种形式。该方法虽然具有膜透明度好、质地均匀、易于控制等优点,但也存在能耗高、生产效率低的明显缺陷。因而,国内外学者对干法挤出制膜进行了探索性研究。瑞典查尔姆斯理工大学的Thunwall 教授领导的课题小组以氧化羟丙基淀粉为原料,进行了可食性膜的挤出吹膜研究[14],但膜的机械性能,阻隔性能和稳定性还较差。Zullo等[15]采用高直链玉米淀粉,以尿素为增塑剂,采用吹膜法制备了全降解食品包装膜,但未能实现
稳定、连续吹膜。Padua 等[16]以玉米醇溶蛋白为原料,采用挤出吹膜工艺制备了玉米醇溶蛋白可食性膜,但膜的性能还较差。Krochta 等[17]以乳清蛋白为原料,采用挤出流延工艺制备了乳清蛋白可食性膜。
目前,采用挤出制膜的设备基本上是借用石油基塑料膜的生产设备,在试验过程中存在不同程度的喂料不均匀,天然生物大分子的分解、焦化、起泡、涌流等造成试验过程不稳定的现象。到目前为止,国际上还没有采用挤出工艺制备可食性膜的成型生产线,挤出制膜方法也没有得到商业化应用。虽然如此,国际上许多知名科学家已形成了一个基本共识,即通过对现有塑料挤出设备的改造,根据生物大分子的工艺特点,设计专用的螺杆、机头模具和辅助设备,通过对产品配方和生产工艺参数的优化,实现天然高分子基可食性膜的连续稳定生产,是未来可食性与全降解食品包装膜的发展趋势。我国全降解食品包装材料发展现状与存在的主要问题 3.1 我国生物降解塑料整体发展情况
随着建设资源节约型、环境友好型社会,大力发展循环经济和低碳产业,实现社会全面、协调、可持续发展,我国生物降解塑料行业顺应国际发展大趋势而蓬勃发展起来。根据中国塑协降解塑料专业委员会的统计,我国2003 年生物降解材料的用量约1. 5 万t,2007 年产能6 万t /年,实际生产约3 万t,2009 年全国生产生物降解塑料7 万t,到2010 年底,我国生物降解塑料的产能迅速增加到15 万t[18]。
我国的生物降解塑料按原料可分为天然生物降解塑料,微生物合成降解塑料和化学合成生物降解塑料。近3 年来,我国在这三种生物降解塑料方面取得了突破性进展。目前我国淀粉全降解塑料(plastic of starch materials,PSM)有效产能已超过10 万t /年[18]。在微生物合成塑料方面,浙江海生生物降解塑料股份有限公司建成的5 000t /年聚乳酸(polylactic acid,PLA)生产装置,是目前国内唯一实现了PLA 规模化和商业化的项目,其产品性能也基本达到美国Cargill Dow 公司产品水平[18]。宁波天安生物材料有限公司是目前我国唯一实现了商业化和规模化生产聚羟基丁酸- 戊酸酯(PHBV)的企业。以淀粉为原料,通过生物发酵生产PHBV 技术打破了日、美长期以来对该领域的垄断,目前正在由1 000t /年向10 000t /年扩产[19]。2007 年4 月,扬州市邗江佳美高分子材料有限公司建成2 万t /年PBS 装置,终结了我国长期以来没有规模化PBS 装置的历史,这也是目前世界上最大的PBS 生产装置。PPC 是二氧化碳与环氧化合物共聚而成的生物降解塑料,我国技术水平和产业化水平世界领先。3.2 我国可食性与全降解食品包装材料发展状况
我国是世界上最早使用可食性包装的国家之一。在12 世纪,我们的祖先就用打蜡的方法延长柑橘的保质期。可食性香肠肠衣和糯米纸也是我国应用最早的典型可食性包装。目前,我国的可食性涂膜和可食性包装膜主要应用在水果、蔬菜、糖果、坚果和糕点等食品中。山东农业大学在国家863 重点项目的支持下,开展了可食性与全降解食品包装材料的关键技术及工业化生产装备的研究,取得以下重大成果: ①通过化学修饰、分子设计、材料配伍和工艺参数的优化,实现了淀粉基全降解食品包装膜的挤出吹塑工艺的连续、稳定生产,突破了国外学术界关于淀粉不适合吹膜的定论,并创建了2 条具有能耗低、生产效率高,适于工业化连续生产的新型可食性淀粉膜的挤出吹塑工艺和挤出压延工艺中试生产线。
②成功地开发了大豆分离蛋白基可食性膜和羧甲基纤维素- 木薯淀粉复合膜溶液流延成膜生产新工艺,研制出新产品大豆分离蛋白- 普鲁兰多糖复合膜和羧甲基纤维素—木薯淀粉复合膜,为可食性膜的工业化生产开辟了一条新途径。
③在国内外率先研制成功甜樱桃可食性涂膜和蒜米可食性涂膜、鲜切藕片的可食性涂膜和鲜切生姜可食性涂膜。解决了甜樱桃及蒜米失重、失鲜,鲜切山药、莲藕贮藏期间褐变和延长鲜切生姜货架期等技术问题。
④揭示了以植物果蔬纤维等可再生资源为主料的全降解材料的降解机理和固液共容均相体形成机理,开发了系列产品成分配伍技术,以及专用涂覆材料表面分布规律及其抗破坏、抗侵蚀、抗变形等技术。
⑤采用生产线框架积木式组合结构和模块化装配方式研究开发了国内首套全降解一次性餐饮具生产线,该生产线可方便组合并具备自动控制和自动检测等功能,高效节能,操作简便,生产全过程无污染、无三废产生。开发生产的可食性全降解一次性餐饮具,在生产、使用、废弃等全生命周期内无污染,可完全生物降解。
由于可食性包装具有可食、无污染、延长食品货架期等多重作用,具有巨大的应用价值和潜在市场,国内有多家研究机构开展了可食性包装方面的课题研究,公开了40 多项发明专利。研究内容包括水果蔬菜的可食性涂膜、冷鲜肉的可食性涂膜,可食性包装膜的配料及工艺研究。国内对可食性膜的配方及工艺研究还主要停留在实验室水平的溶液流延法制膜。
目前,全国一次性快餐盒年消费量大约150亿只,可回收、可降解的环保饭盒占60%,国家明令禁止的一次性发泡塑料餐盒占40%。在60%的环保饭盒中,有一半左右(也就是30 多亿只)不能完全达到安全、卫生和环保要求,真正符合要求的环保饭盒大约只有30 亿只左右[21]。另外全国一次性水杯的用量大约100 亿只,一次性托盘的用量大约80 亿只,一次性碗类(包括方便面碗)的用量大约60 亿只,一次性筷子用量大约400 亿只,还有刀叉勺等目前尚无统计数据[21]。因此,可食性与全降解食品包装材料在我国具有巨大的市场潜力和开发价值。
3.3 我国可食性全降解食品包装材料存在的主要问题及发展趋势 3.3.1 存在的主要问题
在大力发展和推进循环经济和低碳产业的大环境下,我国生物降解塑料行业得到跨越式发展,现有产能和未来3 ~ 5 年的规划产能在世界生物降解塑料生产中占有重要份额。但与国外生物降解塑料质量上乘、产品品种多、应用领域广、市场快速增长等情况相比,我国降解塑料,尤其是可食性与全降解食品包装材料生产和应用方面还存在较大差距。
①产品的性能和稳定性有待提高。可食性与全降解食品包装无论是包装容器的加工与成型,还是所得到的包装制品,其性能与传统塑料包装相比,差距较大,还需进一步提高。
②生产成本有待降低。可食性与全降解食品包装的研究、生产均属于未成熟阶段,还未形成规模效益,从而使得成本相对较高,为了面向市场,还有待降低成本。
③关键技术和装备有待完善。可食性与全降解食品包装材料的相关制造工艺和装备还不十分成熟,技术参数还不十分稳定,只有少数成果进行了中试和示范性生产,要真正实现大规模工业化生产和商业化应用,还有很多工作要做。
④产品品种和类型有待开发。目前,可食性与全降解食品包装领域重研究、轻开发现象比较严重。国内有几十家科研单位,进行了10 多年的研究,成果、专利数目不少,但真正转化应用的很少。大部分企业将关注的重点集中在材料合成上,而忽略了制品加工和开发。
⑤舆论氛围有待于营造。在西方发达国家,可食性与全降解食品包装材料的快速发展与消费者极强的环保意识密切相关。在我国,消费者对于生物降解塑料的认知度还很低,影响了企业的市场开发。
⑥相关法律法规有待于完善。国外可食性与全降解食品包装市场的快速启动与相对完善的法律、法规密切相关。如很多国家和地区都禁止使用一次性非降解食品包装,我国只是限制使用。同时,假冒伪劣产品充斥市场,扰乱了市场秩序。目前还没有针对该产业的具体扶持政策,或扶持政策不到位,使得国内生物降解塑料市场迟迟没有启动,国内企业生物降解材料大部分以出口为主,市场一直在外不利于行业的持续、健康发展。3.3.2 发展趋势
由于我国的人口众多,食品消费总量巨大,一次性非降解食品包装材料带来的环境问题比其他国家更加突出,因此,生物降解塑料在我国具有巨大的发展潜力和市场价值。基于对这一点,国内科研单位对生物降解塑料的研发日趋活跃,国内企业对生物降解塑料的热情空前高涨,新建、扩建和规划建设的项目很多。预计未来3 ~ 5 年,我国生物降解塑料的产量将呈现爆炸式增长。国内可食性与全降解食品包装材料的发展趋势呈现以下特点:
①由单一材料向复合材料方向发展。由于单一材料的局限性限制了可食性与全降解食品包装材料的进一步发展,复合膜可集中不同材料的优点,更可能实现产品性能的大幅度提高。
②现有研究成果的技术集成。通过对膜材料的物理、化学和酶法改性,制膜工艺的优化和在食品包装中的应用研究,进一步提高全降解、可食性膜的性能,降低生产成本。
③新型降解材料的研制及其在可食性与全降解食品包装材料上的应用。研究表明纳米复合材料应用于可食性、全降解包装膜后,其阻隔性能、机械强度得到明显提高,由于纳米材料本身的抗微生物特性,赋予了膜更好的功能特性。
④可食性与全降解食品包装材料专用装备及工业化生产技术的研究。工业化生产装备及技术的缺乏阻碍了可食性、全降解食品包装材料的进一步发展,只有开发出全自动专用成套设备和工业化生产技术,才能实现可食性、全降解食品包装材料的工业化生产和商业化应用。
⑤抗菌、抗氧化新型活性包装技术研究开发日益活跃。4 展望
根据我国治理环境和节能减排国策和有关法规,解决“白色污染”,保护水体、土地和植被,已到了刻不容缓的关键时期,一次性非降解食品包装材料量大面广,回收困难,垃圾处理费用高昂。因此,采取必要措施,推动我国可食性与全降解食品包装材料的研发和工业化生产与商业化应用,是一个既现实又迫切的重大课题。
4.1 可食性与全降解食品包装材料的整体发展思路
①按照循序渐进、统筹规划的原则,先易后难,逐步推进。技术、产品和装备成熟一个,转化一个,应用一个,保证市场稳步扩大。
②加大资金支持力度和范围。将国家资金支持渗透到产品研发,中试和成果转化的每一个环节。
③加快制订相关政策和法规,为可食性与全降解食品包装材料的生产和应用提供良好的发展环境。
4.2 可食性与全降解食品包装材料的发展方向和重点任务
根据国外可食性与全降解食品包装行业的发展经验,结合我国可食性与全降解食品包装材料的发展现状,今后的发展方向和重点任务包括:
①可食性与全降解食品包装材料物质传递、成型、增塑、降解机理等相关基础理论进行系统研究。
②进行可食性与全降解食品包装纳米复合材料的合成与应用研究。
③多层复合可食性膜与全降解食品包装材料,研究不同材料的相容性及改进措施。
④进行多功能可食性包装材料的研发,形成抗氧化、抗菌、抗褐变、阻气、阻湿等不同特性的多功能可食性膜。
⑤进行低耗、高效、自动化专用生产装备的设计、制造与应用。
在石油资源日益紧缺,环境污染日益严重的情况下,发展循环经济和低碳产业已成为各国的战略选择。减少和治理我国一次性非降解食品包装造成的环境污染已刻不容缓。建议国家对可食性与全降解食品包装材料的研发、生产与应用提供资金、政策和发展环境上的支持,让这一利国利民的产业尽快发展壮大,为实现我国经济社会的长期、快速、稳定和全面发展做出贡献。
参考文献
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6.国内外生物质能源利用现状与发展趋势分析(2011) 篇六
2.,模拟主机环境的测试技术
所有液压元件及液压系统技术参数的测试验证,应该尽量模拟主机装机的真实运行状态和考虑工作环境的影响。只有贴近真实环境的测试,才能研制出合适的产品。既不会达不到设计指标,也不会造成较大的设计余量。尤其是液压泵、液压马达、液压阀等液压核心器件更应该予以考虑。比如:同一台液压泵,装在起重机和挖掘机上,虽然工作压力及转速都没有超过液压泵额定值,因运行状态不同,寿命肯定不同,且差异可能还比较大。
1)随机载荷谱的研究
绝大部分机器的运行都是无规律的,所承受的载荷也是随机的。但因机器的不同,随机中又有一定的规律可循。因此,需要根据主机的运行状态,研究相适应的随机载荷谱用于测试产品。国内在材料强度等领域有一些研究及应用,但在液压行业,几乎没有进入实用阶段的研究,国标规定的测试载荷谱也不是随机载荷谱。
2)模拟环境因素的测试技术
液压产品在装机运行中,工作性能总是受到运行环境因素的影响。比如,因主机工作带来的振动,因天气变化带来的环境温度及工作介质温度的变化,因高海拔地区带来的大气压的变化等。因此,液压产品在研制过程中,需要模拟各种环境因素并在这些复合应力的共同作用下测试产品性能,才能更加真实地反映产品装机性能。军品领域很早就开展了相关工作,早期主要是非工作状态下各种环境因素分别施加测试,以后逐渐过渡到工作状态下同时施加某几种环境因素(如:振动,环境高低温等)。对民品领域的液压产品,试验室条件下的环境测试工作几乎是空白,主要以随主机考核为主。今后该测试技术的发展必然是液压产品在工作状态下,多种环境因素同时施加测试。某航天研究所搭建的液压产品三综合测试台,可以在液压泵工作状态下,同时施加振动因素(通过振动台),环境温度因素(通过高低温箱)进行试验,对产品的研制起到了重要的作用。
2.2模拟主机系统的测试技术
该技术需要按主机液压系统的配置情况及相对位置,按1: 1的比例,在地面搭建系统测试台。目的主要是为了测试各液压元件和液压系统的动态性能。通过先期测试验证,得到优化匹配的液压系统。航空领域的“铁鸟”台,潜艇领域的“铁鱼”台等就是运用的此类测试技术。
该类测试技术的难点主要有两方面。一方面是加载装置的设计。需要模拟主机运行时承受的各种复合载荷;另一方面是辅助分析软件的应用。今后,系统匹配测试应该是半物理和分析仿真软件的有机结合。
2.3加速寿命试验技术
寿命试验是液压元件及系统必需要做的测试项目。随着国内装备制造业的不断发展,对液压产品寿命的要求也不断提高,一些要求高的主机提出的寿命要求甚至达到3万小时。按一年365天,每天24小时不间断试验,都需要三年半。如果其中有一些问题需要反复,加上测试设备也需要维护,试验时间就更长了。因此,加速寿命试验就成为了必然的选择。
加速寿命试验的统一定义最早由美罗姆航展中心于1967年提出,加速寿命试验实际上是在进行合理工程及统计假设的基础上,通过提高产品的试验参数,如转速、压力、动态冲击频率等,利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的信息进行转换,得到产品在额定应力水平下的特征可复现的数值估计,但不改变产品失效分布的方法。俄罗斯苏一27飞机主液压泵采用的就是加速寿命试验,加速比达到了1:8,也即是加速试验1h,等同于可靠性寿命达8小时。国内航空领域,中航力源液压公司、南京液压中心在液压泵加速寿命试验方面开展了一些研究应用。但总体来说,缺乏足够的理论及实践基础,难以形成普适性的加速寿命测试方法。今后,应该借助国家项目,采取院校与企业联合的方式,结合国外的专业技术公司,研究液压产品加速寿命测试方法,有效缩短产品的研制周期及试验成本。
2.4修订国家标准
国家标准是一个国家指导行业发展的规范、准则。有关部门应该积极组织相关院校、科研院所及企业,及时总结国内液压测试技术一段时间以来的成果和经验,充分考虑今后的发展趋势,及时修订完善或制订新的液压测试标准。从国家层面,引导整个液压行业的提升和发展。
2.5数字化测试工作平台
通过平台软件的规划管理,最大限度地提高测试效率。为企业提供测试协同工作平台,使液压产品测试的准备、执行、分析、评估四大阶段处于自动和受控的状态,对测试工作各阶段的工作进行专业协作,帮助企业从测试数据中获取知识和经验,达到改进产品设计,提高产品质量,提升企业生产力和竞争力的目的。
3结束语
借助我国大力发展军工行业,发展民用高端装备制造业的契机,国内液压测试技术未来将会得到越来越多的重视。液压行业各院校、研究院所及企业对液压测试设备在性能及数量上均会有更多的需求。
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