機械自動化技術在食品包裝領域的應用研究

張 兵

（贛西科技職業學院，江西新余 338000）

1 機械自動化技術在食品包裝領域應用的必要性

1.1 改變傳統的包裝方式

由于我國人口的增長，對食品的需求也在不斷增加。在此背景下，為了適應市場需求，食品包裝技術需要得到持續的創新和研發。在食品包裝業中，應采用機械自動化技術，且在改變傳統的包裝方法的基礎上，不斷添加各種設備，以適應不同的市場需求，從而達到更好的使用效果。機械自動化技術在食品包裝行業中的應用使其不斷地向智能化發展。但食品包裝行業的設備選用的技術不同，內部結構復雜，因此需要進行技術革新，以實現更加精密的加工工藝[1]。

1.2 促進各項環節的優化

隨著數字化時代的來臨，機械自動化技術的廣泛應用和發展將直接影響到各行各業的發展和變化，特別是在新的歷史時期，極大地提高了食品的生產效率，也為工業發展提供了強大的技術支持。機械自動化技術是一項集計算機、系統工程、電子、液壓、氣動和自動控制等多種學科于一體的現代綜合技術，其應用不僅可以促進相關行業技術的革新，還可促進自動化技術的發展，從而形成一套符合數字化發展趨勢的運行管理系統[2]。隨著人們越來越關注食品安全問題，對食品包裝設備的優化開發提出了更高的要求。大多數食品的生命周期較短，品種較多，對于儲存的溫度及包裝的要求也較高，故應重視食品的儲存環境，并應注意其靈活性、穩定性。將機械化技術與食品包裝結合起來，其作用主要有3個方面：①避免因人為因素產生的不利影響，提高整體包裝設備的運轉速度，確保食品的安全；②自動化包裝能夠為企業節省人力和時間，且提供更多的資金和資源，在技術創新方面進行了探索與完善；③由于自動化技術的統一性特征，使其更加適合客觀重復關鍵性食品包裝步驟，從而保障了食品包裝的規范化發展，提高了食品機械的生產效率[3]。

2 當前機械自動化技術在食品包裝領域應用中存在的不足

2.1 自動化技術落后和產品類型單一

其他發達國家的食品包裝工作已經進入機械自動化階段，傳統的單機生產形式正在被自動化技術代替，許多機器設備也逐漸向自動化、智能化方向發展，采用自動化設備不僅可提高生產效率，而且還可增加工作的可靠性。此外，整套自動包裝設備具有很強的靈活性，可滿足各種產品的需求，特別是采用計算機技術和模擬技術，可有效地解決機器的安全隱患，且能夠保證遠程診斷性能起到應有的作用，同時避免了對環境造成過度損傷[4]。

2.2 食品機械自動化包裝生產發展進度較慢

我國食品包裝領域主要是由中小民營企業組成，如果只依靠幾家小公司的力量，根本不可能促進整個行業的發展和創新。此外，包裝行業發展的方式比較單一，致使食品機械的自動化包裝水平呈下降的趨勢，產品設計、性能開發、產品質量等都有很大的缺陷，與國外相比有很大的差距，國內的食品包裝企業在國際市場的競爭中也很難取勝[5]。

2.3 科學技術創新性較低，耗能過高

目前，我國部分機械自動化技術的運用仍處于落后狀態。由于技術革新不足，不能充分發揮其創造力，且受到國外先進技術、裝備的沖擊，國內市場難以得到較好的發展。現有的設備研制也存在一定的缺點，由于設備的設計和制造工藝上的不足，很難與國外技術、裝備達到同等水平。此外，目前國內在設備包裝上的能耗偏高，包裝太過簡陋，很難適應市場的需要，且設備的使用年限也相對較低，在實際應用中不具備充分的優越性。

3 機械自動化技術在食品包裝生產工作中技術應用

3.1 安全檢測技術應用范圍得到拓展

食品包裝的安全性問題是影響整個行業發展的重要因素，近年來，隨著包裝技術在我國的應用與發展，安全檢測技術已經得到進一步的提升。以往的食品安全檢查技術都是通過簡單的機械、物理指標來反映食品的安全狀況，而食品的顏色、原料、加工等方面的工作也應當予以重視。機械自動化技術在包裝生產工作中的引入在一定程度上提高了食品檢測的標準，如安全檢測技術具有較高的精度，能夠及時發現食品生產過程中隱藏的病菌。

3.2 應用虛擬化技術

以往在機械加工制造行業中，常常會有一種情況，在設定時，由于精度不夠，生產出來的零件無法滿足要求，對于原材料也會造成極大程度的浪費。但合理應用虛擬化技術后，就可根據數值做出正確的預測，判斷出其是否能滿足預期的效果，通過反復的計算和對比，不斷地調整和優化，最后完成產品的制作，這樣才能做出高精度、高質量的成品。虛擬技術在實際運用時，不僅可節省大量的材料，還可避免生產中的各種問題，同時也可保證生產出來的東西在業內的知名度和實用性都會大大提高，同時也會提高整個機械工業的經濟效益。

3.3 傳感技術在食品工業中的運用分析

安全檢測技術被逐漸引入食品自動化包裝工作中，這也對食品包裝過程中的溫度控制和密封設置提出了更高的要求，而采用傳感器技術能很好地解決此問題。傳感技術的引入使食品檢測技術的功能更加完善，如國外的食品包裝廠商都采用了先進的集成電路測試設備，它能夠起到檢查和分析食品壽命的作用。同時，許多國家也利用無線傳感網絡建立了食品狀況信息采集系統，以確保監測部門了解食品生產狀況，從而進一步減少食品安全風險。近幾年，隨著食品包裝行業的不斷發展，越來越多的自動化設備被用于食品包裝行業，同時傳感器技術的逐漸完善，也將在食品包裝生產中發揮其更大的優勢。

3.4 自動化識別技術的應用

食品自動化包裝過程中，還可以通過系統檢測原料的厚度、硬度和反彈力等，充分發揮自動識別技術的優勢，此類技術需要機械手高精準度的工作，且要實現對機械設備的自動控制。食品包裝領域機械自動化的自動識別系統能夠保證多樣化產品在生產線的包裝生產，從而有效地提高包裝效率，減少人工作業的錯誤率。這項技術在我國市場上的引入還應該根據實際的需求情況以及消費形勢。從目前的經濟形勢來看，一些大型的食品包裝企業正在采用前沿的新技術，而對于我國來講，技術的引入應該根據我國科學技術的水準以及創新發展的趨勢，通過自主設計，開發出更適合我國情況的機械裝置。

3.5 制定對應人機界面，順應主流構建專業控制系統

在食品包裝機械中，人機交互是實現自動控制的重要環節。因此，應加強人機界面的建設，并根據食品包裝設備的實際特點和規律，建立一個現代的人機界面，使操作人員可在此平臺上向自動控制系統輸出信號，并將分析結果反饋到相應的設備上，保證食品包裝設備的正常運行。同時，企業也可借助自主調節能力強、震動頻率低、速度快的伺服電機，實現對食品包裝設備的最佳控制，從而提高設備的操作精度。要有針對性地制定和完善管理制度。鑒于當今社會對食品包裝設備的要求，要求其具有高速度、高精度和高同步性，因此在充分理解目前的發展狀況和潮流趨勢的基礎上，積極引入具有靈活、方便、可靠、穩定以及抗干擾性的主流控制系統，根據這些控制系統的實際使用狀況，建立和完善相關的管理制度，為食品包裝設備的發展提供堅實的技術和后勤管理保障。

3.6 綠色清潔技術的運用

①企業本身應當在提高自動化技術的利用率上，讓食品包裝設備在運用中盡可能地減少能源消耗。②在生產過程中，盡可能讓生產環節保持清潔化以及節能化，使其在實際使用中能夠滿足各種節能、減排的要求，實現綠色化的目標。③要想最大限度地減少工業對環境的影響，就必須要對自動控制技術進行深入的研究和分析，且要積極地朝著綠色的生產技術發展。當前，國內關于綠色化產品的研究還比較薄弱，這在某種程度上意味著自動化的綠色清潔技術在未來發展中，對于行業而言是一項重大創新。

3.7 提高包裝機械柔性與靈活性

科技信息技術已經被廣泛運用于機械制造業中，整個生產流程都能達到全流程的自動化，也就是對食品的全過程進行自動操作，全面優化包裝環節的設計。靈活的機械自動化技術是對機電技術的綜合提高，具有很強的創新能力，也有利于機械化生產的發展。例如，在食品包裝過程中，利用自動化技術實現了對工具和零件的自動驅動，從而降低了人力成本。此外，通過采用柔性技術，可對產品進行實時監測，提高產品的生產工藝的靈活性。在機械工業中，柔性自動化技術也具有無可替代性，在面對不同的食品產品包裝需求時，也能夠及時做出相應調整，從而更好地提高包裝機械的適應性，促進產品包裝工作更加高質高效地完成。

3.8 運動控制系統的建立

運動控制體系在食品包裝機械中具有設定產品位置和管理加工進度的作用，此類技術對位置和進度有較高的標準，需要位置和速度的同步進行，這是對包裝機械的優化。食品包裝自動化機械裝置投入運行后，則需要強化流水線作業的連續性，同時也要對包裝機的工作速度、扭矩、精度等有一定的要求。現階段，對一些先進的總線型運動控制裝置的應用能夠發揮總線通信形式的作用，確保在設備高速運轉時能夠做到位置控制方式的調整和信息交互性能的發揮。

4 結語

機械自動化技術是提高工業生產效率的重要手段，在某些行業中引進這種技術，可解決目前的問題。食品包裝是人們關注的一項安全問題，因此在食品包裝企業發展過程中，必須加大機械自動化技術的應用，以提升產品的品質與效益，達到改善食品包裝的目的。