食品包裝設備自動化技術探析

◎ 朱海龍

（廣東美味鮮調味食品有限公司，廣東 中山 528400）

在食品包裝過程中要實現自動化取代人工化，以往在人工化產品包裝過程中存在很大的局限性，不僅工作效率低下，也易導致食品受到人工污染。傳統包裝機械化方面整體穩定性能不強，同時設備缺乏靈活度，在很大程度上直接影響食品包裝的質量和效果。食品產業所涉及到的產品具有多樣性的特點，同時食品的生命周期相對較為短暫，為此就需要設備具備較高的靈活度，同時要切實保障設備穩定性，后期需要針對食品包裝自動化設備進一步加強功能的開發和研究，要由傳統的機械動力逐步轉變成為電子驅動，這樣才能提高生產效率和生產質量。

1 自動化技術研究

1.1 現場總線技術

通過對現場總線技術進行分析和研究，可使繁雜的安裝過程變得更加簡潔化。現場總線技術實際應用到生產中具有靈活性和便利性，此外，還可實現ERP系統和現場總線技術的相互整合，管理層可通過使用ERP系統方便有效地了解和分析數據，同時也可充分了解整個生產實際情況，并且還可以監測車間實際運行狀況。現場總線技術在國內大型肉食加工企業中應用相對廣泛和普遍，同時，也可以為整個生產線無人化傳動和無人化操作奠定堅實的基礎以及提供良好的便利性[1]。

1.2 傳感器技術

在目前食品加工及包裝機械行業中，要求運用傳感器技術。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用，通過利用傳感器能顯著提高包裝工業發展層次，同時有利于提高生產效率和生產質量[2]。

1.3 傳動控制技術

目前，包裝機械設備需要使用傳動控制技術，主要是對電機的速度進行控制，同時也可對工藝進行必要的調整。然而結合大部分的機械設備來講，在本行業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線上變頻器的使用范圍較為局限，還有很大的發展空間和運用空間。

1.4 運動控制技術

包裝機需使用運動控制技術，這樣可提升工作質量及工作效率。其中，運動控制技術能對速度進行嚴格控制，且也可對位置進行精準定位，在碼垛、打標、輸送、裝卸過程中都可采用運動控制技術[3]。

1.5 物流自動化技術

在整個食品加工生產線上，通過使用物流自動化技術能提高工作效率和工作質量，同時也可保障不同的產品被安裝在同一個盒子當中。企業由于在生產線中所傳遞的產品本身處于無序化的狀態，所以就需要通過使用探頭對不同形狀的物料位置進行掃描之后，使用機械手進行操作，這樣就可以準確無誤地將物品放置在最佳的位置，有效縮減人為操作時間，同時提高生產效率和生產質量[4]。

2 氣動技術應用

在國內食品加工過程中，基本上都涉及到包裝環節。尤其是在整個包裝過程中需耗費大量的人力。人工操作不僅易對食品包裝袋造成污染和影響，同時還直接影響到工作效率和工作質量。目前，國家高度重視食品質量安全，食品質量安全也建立了市場準入制度，其中食品包裝設備也逐步被納入到食品質量準入體系當中。氣動技術具有高效、易維護、低成本以及安全等諸多特點，在食品生產和食品包裝的過程當中正發揮著日益重要作用和價值，其中啤酒灌裝機、飲料灌漿機、果凍充填包裝機以及肉類包裝機等大量使用氣動技術。氣動技術能大幅度縮短加工時間，減少工人勞動強度，發揮設備高效性。在生產食品時，不同生產區域對衛生條件有不同的要求，可將食品加工的機械環境定為三大工作區域，分別是非食品區、飛濺區、食品區等。不同區域相關工作人員在實際使用自動化技術過程當中遇到的情況也不同，如在飛濺區及食品區，氣動技術主要被運用于密封、配劑、灌裝成型及裝瓶等環節。在實際包裝過程中，由于通過利用電動元件需要間接或直接和原料相接觸，這無法避免地會對生產原料產生污染。所以需保障氣動元件所采用的材質具備健康綠色的特點，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，也可使用鋁合金。此外，元件內部也會使用橡膠制品，所以在選擇橡膠制品時，應當保障其規格符合衛生要求，要切實保障橡膠制品具有耐油溫、耐酸堿、耐熱等特點，還要確保橡膠制品具有良好穩定性，可接受正常的消毒和清洗，同時，要保障無吸收性、無毒性、不溶解，這樣才不會對產品氣味造成負面影響。工作人員也會在包裝系統中設置空氣過濾裝置，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，也應當保障整體結構表面具有平滑性，易清潔。當前包裝環境中比較常用氣動產品主要有易清洗閥、清潔性氣缸等。其中代表性的裝置為潔凈性汽缸。在非食品區域，氣動技術主要用于加蓋檢測、貼標、包裝、封袋等裝置當中，雖然在這些區域氣動元件不會直接接觸生產原料，但仍需具備易清洗、標準化以及智能環保等特點。由于在食品包裝過程中，對設備也有較為嚴格的要求，要切實保障能在相對有限的空間之內發揮其諸多功能。所以更加需要氣動元件能盡可能小型化，要保障更加緊湊，實現模塊化和集成化。

3 食品包裝機械自動化發展趨勢以及局限

隨著我國社會經濟及科學技術日益發展，食品加工行業也獲得了迅猛的發展，其中食品自動化加工技術水平正在逐步提高。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展，其中微電子工業機器人、智能型電腦技術得到了普遍的應用。在食品包裝機械操作過程當中，氣動技術正在逐漸網絡化以及智能化起來，大部分氣動系統之所以出現故障很大部分因素就是由于空氣處理系統存在局限和問題。另外，對傳統氣源進行處理的過程當中也存在著較大的缺陷和問題，主要是缺乏對狀態反饋和監控，這在很大程度上會對氣動系統安全穩定的運行造成重大的負面影響。但通過使用智能化三聯件能促使這一問題得到有效解決，可告知在何時對潤滑油以及濾芯進行更換，并且也可以檢測壓力狀況是否處于正常狀態，這在很大程度上可大幅降低維護維修成本，同時也可使故障率下降到一個較低的水平，提高設備的運行安全性和穩定性[5]。

目前，我國食品包裝行業面臨著前所未有挑戰和發展機遇。在當前激烈的市場環境中，需企業實現大力技術改革和創新，自動化技術主要包括控制系統、傳動系統、運動控制以及機器人技術等。隨著食品加工工藝的不斷提高，對包裝參數要求也更加嚴格。如果只是采取傳統控制標準已經不符合現代包裝產業快速發展要求。國內在食品包裝過程中要使用一體化以及自動化的機械電子設備，更加需要采取合理及科學措施提升包裝機械設備自動化程度，要切實地保障包裝機械設備和計算機技術相互地融合在一起，這樣才能保障機電實現一體化的控制，要對整個包裝過程進行控制。另外，在食品包裝機械領域中也可使用微機技術。通過微機技術能促使自動配料系統得到更加良好應用，同時，還可實現包裝現代化，要求企業結合食品包裝相關工藝要求，逐步完善自動包裝系統。通過對食品生產過程進行全方位控制，做好故障診斷以及故障排除工作，保障整體食品包裝環節實現高效、安全及低耗能。企業內部實現自動化對企業生產具有重要價值和意義，一方面能減少潛在的差錯，另一方面可避免由于人工問題影響而導致生產速度減慢，切實保障所有機械組件可實現不間斷以及持續化運行[6]。

4 結語

目前飲料行業和食品行業主要依賴于包裝行業的進步及發展而興起，所以需相關工作人員對包裝機械設備現實狀況加強研究，同時，要采取合理有效措施促使包裝行業逐步走上健康、綠色發展的道路。