食品包裝設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)探析

◎ 朱海龍

（廣東美味鮮調(diào)味食品有限公司，廣東 中山 528400）

在食品包裝過程中要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化取代人工化，以往在人工化產(chǎn)品包裝過程中存在很大的局限性，不僅工作效率低下，也易導(dǎo)致食品受到人工污染。傳統(tǒng)包裝機(jī)械化方面整體穩(wěn)定性能不強(qiáng)，同時(shí)設(shè)備缺乏靈活度，在很大程度上直接影響食品包裝的質(zhì)量和效果。食品產(chǎn)業(yè)所涉及到的產(chǎn)品具有多樣性的特點(diǎn)，同時(shí)食品的生命周期相對較為短暫，為此就需要設(shè)備具備較高的靈活度，同時(shí)要切實(shí)保障設(shè)備穩(wěn)定性，后期需要針對食品包裝自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)一步加強(qiáng)功能的開發(fā)和研究，要由傳統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力逐步轉(zhuǎn)變成為電子驅(qū)動(dòng)，這樣才能提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

1 自動(dòng)化技術(shù)研究

1.1 現(xiàn)場總線技術(shù)

通過對現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行分析和研究，可使繁雜的安裝過程變得更加簡潔化?，F(xiàn)場總線技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到生產(chǎn)中具有靈活性和便利性，此外，還可實(shí)現(xiàn)ERP系統(tǒng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的相互整合，管理層可通過使用ERP系統(tǒng)方便有效地了解和分析數(shù)據(jù)，同時(shí)也可充分了解整個(gè)生產(chǎn)實(shí)際情況，并且還可以監(jiān)測車間實(shí)際運(yùn)行狀況?，F(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)大型肉食加工企業(yè)中應(yīng)用相對廣泛和普遍，同時(shí)，也可以為整個(gè)生產(chǎn)線無人化傳動(dòng)和無人化操作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)以及提供良好的便利性[1]。

1.2 傳感器技術(shù)

在目前食品加工及包裝機(jī)械行業(yè)中，要求運(yùn)用傳感器技術(shù)。傳感器在食品存儲混合、加工、灌裝、封裝、清潔、包裝等各大工序中都得到了廣泛應(yīng)用，通過利用傳感器能顯著提高包裝工業(yè)發(fā)展層次，同時(shí)有利于提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[2]。

1.3 傳動(dòng)控制技術(shù)

目前，包裝機(jī)械設(shè)備需要使用傳動(dòng)控制技術(shù)，主要是對電機(jī)的速度進(jìn)行控制，同時(shí)也可對工藝進(jìn)行必要的調(diào)整。然而結(jié)合大部分的機(jī)械設(shè)備來講，在本行業(yè)中變頻器的使用效率相對較為低下，尤其是在一些大型的包裝生產(chǎn)線上變頻器的使用范圍較為局限，還有很大的發(fā)展空間和運(yùn)用空間。

1.4 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

包裝機(jī)需使用運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，這樣可提升工作質(zhì)量及工作效率。其中，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)能對速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，且也可對位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，在碼垛、打標(biāo)、輸送、裝卸過程中都可采用運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)[3]。

1.5 物流自動(dòng)化技術(shù)

在整個(gè)食品加工生產(chǎn)線上，通過使用物流自動(dòng)化技術(shù)能提高工作效率和工作質(zhì)量，同時(shí)也可保障不同的產(chǎn)品被安裝在同一個(gè)盒子當(dāng)中。企業(yè)由于在生產(chǎn)線中所傳遞的產(chǎn)品本身處于無序化的狀態(tài)，所以就需要通過使用探頭對不同形狀的物料位置進(jìn)行掃描之后，使用機(jī)械手進(jìn)行操作，這樣就可以準(zhǔn)確無誤地將物品放置在最佳的位置，有效縮減人為操作時(shí)間，同時(shí)提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量[4]。

2 氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用

在國內(nèi)食品加工過程中，基本上都涉及到包裝環(huán)節(jié)。尤其是在整個(gè)包裝過程中需耗費(fèi)大量的人力。人工操作不僅易對食品包裝袋造成污染和影響，同時(shí)還直接影響到工作效率和工作質(zhì)量。目前，國家高度重視食品質(zhì)量安全，食品質(zhì)量安全也建立了市場準(zhǔn)入制度，其中食品包裝設(shè)備也逐步被納入到食品質(zhì)量準(zhǔn)入體系當(dāng)中。氣動(dòng)技術(shù)具有高效、易維護(hù)、低成本以及安全等諸多特點(diǎn)，在食品生產(chǎn)和食品包裝的過程當(dāng)中正發(fā)揮著日益重要作用和價(jià)值，其中啤酒灌裝機(jī)、飲料灌漿機(jī)、果凍充填包裝機(jī)以及肉類包裝機(jī)等大量使用氣動(dòng)技術(shù)。氣動(dòng)技術(shù)能大幅度縮短加工時(shí)間，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，發(fā)揮設(shè)備高效性。在生產(chǎn)食品時(shí)，不同生產(chǎn)區(qū)域?qū)πl(wèi)生條件有不同的要求，可將食品加工的機(jī)械環(huán)境定為三大工作區(qū)域，分別是非食品區(qū)、飛濺區(qū)、食品區(qū)等。不同區(qū)域相關(guān)工作人員在實(shí)際使用自動(dòng)化技術(shù)過程當(dāng)中遇到的情況也不同，如在飛濺區(qū)及食品區(qū)，氣動(dòng)技術(shù)主要被運(yùn)用于密封、配劑、灌裝成型及裝瓶等環(huán)節(jié)。在實(shí)際包裝過程中，由于通過利用電動(dòng)元件需要間接或直接和原料相接觸，這無法避免地會(huì)對生產(chǎn)原料產(chǎn)生污染。所以需保障氣動(dòng)元件所采用的材質(zhì)具備健康綠色的特點(diǎn)，要保障無吸收性、無毒害以及耐腐蝕。因此最好采用不銹鋼材質(zhì)，也可使用鋁合金。此外，元件內(nèi)部也會(huì)使用橡膠制品，所以在選擇橡膠制品時(shí)，應(yīng)當(dāng)保障其規(guī)格符合衛(wèi)生要求，要切實(shí)保障橡膠制品具有耐油溫、耐酸堿、耐熱等特點(diǎn)，還要確保橡膠制品具有良好穩(wěn)定性，可接受正常的消毒和清洗，同時(shí)，要保障無吸收性、無毒性、不溶解，這樣才不會(huì)對產(chǎn)品氣味造成負(fù)面影響。工作人員也會(huì)在包裝系統(tǒng)中設(shè)置空氣過濾裝置，確保其能過濾掉包裝中的粉塵，杜絕5 mm以上的塵埃通過空氣過濾裝置，同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)保障整體結(jié)構(gòu)表面具有平滑性，易清潔。當(dāng)前包裝環(huán)境中比較常用氣動(dòng)產(chǎn)品主要有易清洗閥、清潔性氣缸等。其中代表性的裝置為潔凈性汽缸。在非食品區(qū)域，氣動(dòng)技術(shù)主要用于加蓋檢測、貼標(biāo)、包裝、封袋等裝置當(dāng)中，雖然在這些區(qū)域氣動(dòng)元件不會(huì)直接接觸生產(chǎn)原料，但仍需具備易清洗、標(biāo)準(zhǔn)化以及智能環(huán)保等特點(diǎn)。由于在食品包裝過程中，對設(shè)備也有較為嚴(yán)格的要求，要切實(shí)保障能在相對有限的空間之內(nèi)發(fā)揮其諸多功能。所以更加需要?dú)鈩?dòng)元件能盡可能小型化，要保障更加緊湊，實(shí)現(xiàn)模塊化和集成化。

3 食品包裝機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展趨勢以及局限

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展，食品加工行業(yè)也獲得了迅猛的發(fā)展，其中食品自動(dòng)化加工技術(shù)水平正在逐步提高。目前食品包裝正在逐漸朝著控制智能化、多功能化以及高速化方向快速發(fā)展，其中微電子工業(yè)機(jī)器人、智能型電腦技術(shù)得到了普遍的應(yīng)用。在食品包裝機(jī)械操作過程當(dāng)中，氣動(dòng)技術(shù)正在逐漸網(wǎng)絡(luò)化以及智能化起來，大部分氣動(dòng)系統(tǒng)之所以出現(xiàn)故障很大部分因素就是由于空氣處理系統(tǒng)存在局限和問題。另外，對傳統(tǒng)氣源進(jìn)行處理的過程當(dāng)中也存在著較大的缺陷和問題，主要是缺乏對狀態(tài)反饋和監(jiān)控，這在很大程度上會(huì)對氣動(dòng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行造成重大的負(fù)面影響。但通過使用智能化三聯(lián)件能促使這一問題得到有效解決，可告知在何時(shí)對潤滑油以及濾芯進(jìn)行更換，并且也可以檢測壓力狀況是否處于正常狀態(tài)，這在很大程度上可大幅降低維護(hù)維修成本，同時(shí)也可使故障率下降到一個(gè)較低的水平，提高設(shè)備的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性[5]。

目前，我國食品包裝行業(yè)面臨著前所未有挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。在當(dāng)前激烈的市場環(huán)境中，需企業(yè)實(shí)現(xiàn)大力技術(shù)改革和創(chuàng)新，自動(dòng)化技術(shù)主要包括控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制以及機(jī)器人技術(shù)等。隨著食品加工工藝的不斷提高，對包裝參數(shù)要求也更加嚴(yán)格。如果只是采取傳統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不符合現(xiàn)代包裝產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展要求。國內(nèi)在食品包裝過程中要使用一體化以及自動(dòng)化的機(jī)械電子設(shè)備，更加需要采取合理及科學(xué)措施提升包裝機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度，要切實(shí)地保障包裝機(jī)械設(shè)備和計(jì)算機(jī)技術(shù)相互地融合在一起，這樣才能保障機(jī)電實(shí)現(xiàn)一體化的控制，要對整個(gè)包裝過程進(jìn)行控制。另外，在食品包裝機(jī)械領(lǐng)域中也可使用微機(jī)技術(shù)。通過微機(jī)技術(shù)能促使自動(dòng)配料系統(tǒng)得到更加良好應(yīng)用，同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)包裝現(xiàn)代化，要求企業(yè)結(jié)合食品包裝相關(guān)工藝要求，逐步完善自動(dòng)包裝系統(tǒng)。通過對食品生產(chǎn)過程進(jìn)行全方位控制，做好故障診斷以及故障排除工作，保障整體食品包裝環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)高效、安全及低耗能。企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化對企業(yè)生產(chǎn)具有重要價(jià)值和意義，一方面能減少潛在的差錯(cuò)，另一方面可避免由于人工問題影響而導(dǎo)致生產(chǎn)速度減慢，切實(shí)保障所有機(jī)械組件可實(shí)現(xiàn)不間斷以及持續(xù)化運(yùn)行[6]。

4 結(jié)語

目前飲料行業(yè)和食品行業(yè)主要依賴于包裝行業(yè)的進(jìn)步及發(fā)展而興起，所以需相關(guān)工作人員對包裝機(jī)械設(shè)備現(xiàn)實(shí)狀況加強(qiáng)研究，同時(shí)，要采取合理有效措施促使包裝行業(yè)逐步走上健康、綠色發(fā)展的道路。