自動化是食品包裝機(jī)械發(fā)展的必然之路

袁文婷 呂疆濤

食品包裝機(jī)械是指完成全部或部分食品包裝的機(jī)械，包括充填、封口等工序，以及食品包裝的計量或者包裝件上蓋印等工序。食品包裝機(jī)械有以下特點：一是種類多、更新快，市面上包裝機(jī)械品種已有2000多種，這還不包含輔助性機(jī)械和包裝材料機(jī)械，而且隨著社會進(jìn)步，產(chǎn)品也在不斷增加，包裝工藝與包裝材料更新速度更快，并向高科技水平發(fā)展。二是食品包裝機(jī)械復(fù)雜，要求動作精準(zhǔn)、速度快，影響其結(jié)構(gòu)性能的因素較多（如包裝物的尺寸、包裝材料、容器質(zhì)量），對于包裝的設(shè)汁和制作也有更高要求（如精度、剛度等）。

一、食品包裝機(jī)械 實現(xiàn)自動化控制的必要性

食品包裝機(jī)械發(fā)展已有20多年，相對于食品工業(yè)仍是一個新行業(yè)。從目前的情況看，企業(yè)的食品包裝主要以單機(jī)生產(chǎn)為主，自動控制技術(shù)應(yīng)用較少，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、耗能高。近幾年新科技迅猛發(fā)展，新技術(shù)在各行業(yè)不斷應(yīng)用，為了能夠滿足人們的消費需求，對食品包裝機(jī)械也提出了更高的要求：一是食品包裝機(jī)械的生產(chǎn)效率期望越來越高;二是食品包裝需具有良好的適用性和靈活性，確保包裝機(jī)械根據(jù)包裝物的要求和包裝材料實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化;三是便于快速排查與解決食品包裝機(jī)械中所出現(xiàn)的故障;四是食品包裝機(jī)械應(yīng)具備自動識別功能，減少誤差的出現(xiàn);五是食品包裝機(jī)械要實現(xiàn)綠色包裝;六是食品的生產(chǎn)和包裝過程安全、衛(wèi)生。由此可見，實現(xiàn)食品包裝機(jī)械自動化，尤其是實現(xiàn)高度融合的自動包裝線，在體現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展的同時，也使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

二、食品包裝機(jī)械自動控制的途徑

1.食品包裝機(jī)械的控制方式。食品從生產(chǎn)到包裝，整個過程可以有三種控制方式：一是開環(huán)控制，對產(chǎn)品質(zhì)量與包裝要求不高的可采用此方式，成本較低、可靠性高是其優(yōu)勢;二是閉環(huán)控制，利用安裝在食品包裝機(jī)械上的各種傳感器檢測包裝設(shè)備的工作狀態(tài)，將檢測到的各種信息反饋到設(shè)備上，對于產(chǎn)品與包裝質(zhì)量要求較高的可選擇此方式;三是半閉環(huán)控制，通過食品包裝機(jī)械上的某一個傳感器來檢測工作狀態(tài)，對于產(chǎn)品與包裝質(zhì)量要求很高的應(yīng)首選這種方式。

2.食品包裝機(jī)械上的控制器。一是采取簡單的電器回路，僅用按鈕就能夠控制，功能單一、簡單;二是使用可編程的控制器，強(qiáng)大的邏輯功能可以提高食品包裝機(jī)械的靈活性和自動化效率，方便人員操作;三是應(yīng)用汁算機(jī)和程序進(jìn)行控制，發(fā)揮自動化產(chǎn)品的優(yōu)勢，達(dá)到整個生產(chǎn)線的無人操作化。

3.食品包裝機(jī)械的驅(qū)動技術(shù)。食品包裝機(jī)械組成多、速度快、精度高，同時各個動作要協(xié)調(diào)一致;將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到食品包裝機(jī)械上，使得整個設(shè)備傳動裝置得到精簡，有利于食品包裝機(jī)械的升級。

三、食品包裝機(jī)械自動化的發(fā)展方向

1.食品包裝機(jī)械數(shù)控化。將數(shù)控機(jī)床的經(jīng)驗應(yīng)用到食品包裝機(jī)械，利用程序控制食品包裝過程和包裝動作，提高設(shè)備的適應(yīng)面，提升設(shè)備的價值。

2.食品包裝機(jī)械信息一體化。CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用到食品包裝機(jī)械上，可以縮短設(shè)備開發(fā)周期;在設(shè)計中可充分考慮到人機(jī)工程學(xué)，充分考慮人工在操作性方面是否方便;將設(shè)汁的結(jié)果應(yīng)用到CAE軟件進(jìn)行性能和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使設(shè)計滿足綠色環(huán)保要求;將CAM技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，進(jìn)行零件的加工與數(shù)控加工代碼的生成;將市場需求和調(diào)研、維修等過程統(tǒng)一歸納到CIMS中去。

3.食品包裝機(jī)械監(jiān)控與診斷智能化。在日常工作中收集各種故障，從原因、現(xiàn)象、位置等來建立故障診斷系統(tǒng)，對食品包裝設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，企業(yè)也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與設(shè)備故障診斷的自動排查，減少人工參與，保證食品包裝機(jī)械在運行中沒有人為接觸和污染。