一種新型真空包裝機械設計

陳子薇　任鈺琦

【摘 要】近年來，隨著全球人口的不斷增加，包裝行業市場需求也在進一步擴大，各行對包裝的要求越來越高。食品行業一直在呼喚保質性能好的包裝形式，真空包裝以有利于防止食品變質，受到食品企業和消費者的青睞，被越來越多的人接受和選擇。

【關鍵詞】真空包裝機械；新技術；設計

0 引言

目前，很多小作坊和網店將售賣各種各樣散裝食品作為主營業務，其主要原因為此類商品可以實現現做現賣，前期投入低，制作簡單，易上手，且投資風險低，比較適合于剛進入電子商務行業的創業人員。而此類似的食品網店中，大部分都存在以下問題：（1）食品采用純人手包裝，而此類食品店存在人手少、工作量大、耗時長等問題，不利于勞動力的解放；（2）食品包裝過程中的污染問題。對此，設計一種高效能、低耗能的真空包裝機械有著顯著的意義。

1 當前常見的真空包裝機械

在筆者設計之初，為了獲得系統的客觀的信息，為設計決策做準備。筆者對作品進行了詳細的資料查閱，根據相關資料可知，目前的真空包裝機主要包括：

1.1 家用真空封口機

家用真空封口機是集真空和封口于一體的家用廚房設備[1]。其操作步驟為：打開壓蓋—拉下氣嘴—將袋口套上氣嘴—壓下上蓋左右兩端，上蓋將配鎖住—按下電源，開始抽真空，從而實現真空包裝。

1.2 立式真空包裝機

立式真空包裝機適用行業（如大包裝食品原料、大棗、核桃仁、松子兒，電子產品，海藻制品防氧化等）[2]。該機型真空室容積大，袋口立封形式。可連同產品外包裝（如桶、盒）直接擱置于真空室內，完成內袋的真空封口。開門式的操作形式便于重物擱置。

1.3 外抽式真空包裝機

外抽式真空包裝機是通過抽氣嘴放到被包裝物的包裝袋內，抽空空氣，退出抽氣嘴，然后完成封口[3]。

以上三種真空包裝機雖然能夠完成真空和封袋過程，但是此前的準備步驟如開袋、填料、將袋口送入抽氣嘴等步驟均需要人工操作，自動化程度不高，不適合于人手少的食品店，而且人手的接觸會增加食品污染的可能性。

2 新型真空包裝機械

2.1 新型真空包裝機械總體設計

機械系統總體設計是機械設計過程中極其重要的一步，關系到機械的性能、強度、尺寸、外形、質量及成本。因此，筆者采用結構化的設計方法對作品進行了主要功能的分析以及功能的分解。下面將進行詳細介紹。

2.2 主要功能及其分解

經過筆者大量的市場調研，上述這種熟食類全自動真空包裝機預計實現的主要功能：

（1）可自動完成取袋，保證PE袋單張輸出；

（2）輸袋與取袋合理銜接，工作臺可移動；

（3）對物料完成稱重、輸料，減輕人工稱重的負擔；

（4）完成開袋、輸料、封袋過程的配合；

（5）完善的控制系統，對各部分進行協調控制。

根據對各項功能的分析研究，筆者提出了總體設計方案，并且對主要功能進行分解，系統框圖主要有輸袋機構、可移動工作臺、開袋機構、送料機構以及真空封裝機構。

2.3 機械部分設計

為了保證熟食類全自動真空包裝機每個部分協調有效的完成各自功能，本設計采用多電機配合處理。在本設計中，使用多類型多部電機共同作用。由于可移動工作臺需做往復型周期運動，需采用步進電機驅動；在整個包裝系統中需要采用真空吸盤、進行真空封裝需多個真空泵配合使用；本設計在輸袋結構、可移動工作臺等中均采用了電動推桿，通過直流電機驅動，在保證其驅動力的同時，提高了結構的穩定性及可操作性，從而提高了包裝機在工作期間的工作效率；采用絲桿傳動結構，通過步進電機驅動，實現了工作臺的移動。為了設計更為人性化，結合人體工程學，設置平臺，連桿的高度及位置，使操作更加舒適。

3 新型真空包裝機械結構

新型真空包裝機械主要由機械結構以及控制系統兩個主要部分組成。

3.1 機械結構

機械結構主要可以由零部件分為以下幾個結構：外部框架結構、可移動工作臺、取袋結構、開袋結構、送料結構、真空封裝結構。

外部框架機構主要是新型真空包裝機械的整體外表結構，為了保障新型真空包裝機械的實用性以及內部零部件的安全性，外部框架架構主要使用670mm×460mm×500mm的尺寸，并設定裝置總重20KG。經過筆者分析，這樣的結構以及連接方式能夠最大程度的提升框架的穩定性、安全性。除此之外，鑒于框架在正常的工作情況下，應該有較為出色的強度，硬度，剛度等機械性能。對此，裝置骨架采用2mm厚的角鋼型材，通過螺栓螺母聯接，使整個裝置外框連在一起，使裝置骨架能夠達到較為出色的強度，硬度，剛度等機械性能。除此之外，考慮到實際情況中會有一些碰撞等突發情況，表面材料選用厚度為0.7mm厚的鋁合金板，由此便能夠極大程度提升新型真空包裝機械的結構安全性。

3.2 控制系統

新型真空包裝機械設計的控制系統由51單片機及附加的24V直流電源、繼電器完成。通過51單片機控制直流有刷電機的正轉和反轉來實現電動推桿的伸縮，同時通過矩陣鍵盤控制51單片機可以實現單步或多步操作。整個過程由時序電路完成，不需要反饋及檢測環節。

4 總結

綜上所述，隨著我國經濟條件的變化，人們對食品的安全性要求越來越高，對于食品、藥物等商販而言，真空包裝是一種防止食品變質的有效措施，由此可見真空包裝的重要性。高效、節能的真空包裝機械其既能夠保障食品的質量，還能夠極大程度的降低勞動力、包裝材料，為市場提供更好的服務。

【參考文獻】

[1]唐喚清，呂建華.我國包裝機械的現狀與發展趨勢[J].中國包裝工業，2015，6（18）：56-57.

[2]張雪，張春江，黃峰.軟包裝技術在我國預制肉類菜肴制品貯藏中的應用[J]. 肉類研究，2015，8（07）：134-135.

[3]彭智松，楊傳民，王心宇.多工位高速真空包裝機研發及包裝效果評價[J].包裝工程，2015，67（05）：23-26.

[責任編輯：王楠]