食品包装设备自动化技术探析

发布时间：2021-09-25

　　摘　要：在食品包装的过程中，要求管理人员强化设备自动化的广泛应用，通过设备自动化能够取代传统人工操作，有效提高工作效率，同时也可以避免人工操作对食品造成污染。本文分析了自动化技术、气动技术的应用及食品包装机械自动化发展趋势以及局限性，为包装行业的发展提供参考。

　　关键词：食品包装;设备;自动化技术

　　在食品包装过程中要实现自动化取代人工化，以往在人工化产品包装过程中存在很大的局限性，不仅工作效率低下，也易导致食品受到人工污染。传统包装机械化方面整体稳定性能不强，同时设备缺乏灵活度，在很大程度上直接影响食品包装的质量和效果。食品产业所涉及到的产品具有多样性的特点，同时食品的生命周期相对较为短暂，为此就需要设备具备较高的灵活度，同时要切实保障设备稳定性，后期需要针对食品包装自动化设备进一步加强功能的开发和研究，要由传统的机械动力逐步转变成为电子驱动，这样才能提高生产效率和生产质量。

　　1　自动化技术研究

　　1.1　现场总线技术

　　通过对现场总线技术进行分析和研究，可使繁杂的安装过程变得更加简洁化。现场总线技术实际应用到生产中具有灵活性和便利性，此外，还可实现ERP系统和现场总线技术的相互整合，管理层可通过使用ERP系统方便有效地了解和分析数据，同时也可充分了解整个生产实际情况，并且还可以监测车间实际运行状况。现场总线技术在国内大型肉食加工企业中应用相对广泛和普遍，同时，也可以为整个生产线无人化传动和无人化操作奠定坚实的基础以及提供良好的便利性[1]。

　　1.2　传感器技术

　　在目前食品加工及包装机械行业中，要求运用传感器技术。传感器在食品存储混合、加工、灌装、封装、清洁、包装等各大工序中都得到了广泛应用，通过利用传感器能显著提高包装工业发展层次，同时有利于提高生产效率和生产质量[2]。

　　1.3　传动控制技术

　　目前，包装机械设备需要使用传动控制技术，主要是对电机的速度进行控制，同时也可对工艺进行必要的调整。然而结合大部分的机械设备来讲，在本行业中变频器的使用效率相对较为低下，尤其是在一些大型的包装生产线上变频器的使用范围较为局限，还有很大的发展空间和运用空间。

　　1.4　运动控制技术

　　包装机需使用运动控制技术，这样可提升工作质量及工作效率。其中，运动控制技术能对速度进行严格控制，且也可对位置进行精准定位，在码垛、打标、输送、装卸过程中都可采用运动控制技术[3]。

　　1.5　物流自动化技术

　　在整个食品加工生产线上，通过使用物流自动化技术能提高工作效率和工作质量，同时也可保障不同的产品被安装在同一个盒子当中。企业由于在生产线中所传递的产品本身处于无序化的状态，所以就需要通过使用探头对不同形状的物料位置进行扫描之后，使用机械手进行操作，这样就可以准确无误地将物品放置在最佳的位置，有效缩减人为操作时间，同时提高生产效率和生产质量[4]。

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　　2　气动技术应用

　　在国内食品加工过程中，基本上都涉及到包装环节。尤其是在整个包装过程中需耗费大量的人力。人工操作不仅易对食品包装袋造成污染和影响，同时还直接影响到工作效率和工作质量。目前，国家高度重视食品质量安全，食品质量安全也建立了市场准入制度，其中食品包装设备也逐步被纳入到食品质量准入体系当中。气动技术具有高效、易维护、低成本以及安全等诸多特点，在食品生产和食品包装的过程当中正发挥着日益重要作用和价值，其中啤酒灌装机、饮料灌浆机、果冻充填包装机以及肉类包装机等大量使用气动技术。气动技术能大幅度缩短加工时间，减少工人劳动强度，发挥设备高效性。在生产食品时，不同生产区域对卫生条件有不同的要求，可将食品加工的机械环境定为三大工作区域，分别是非食品区、飞溅区、食品区等。不同区域相关工作人员在实际使用自动化技术过程当中遇到的情况也不同，如在飞溅区及食品区，气动技术主要被运用于密封、配剂、灌装成型及装瓶等环节。在实际包装过程中，由于通过利用电动元件需要间接或直接和原料相接触，这无法避免地会对生产原料产生污染。所以需保障气动元件所采用的材质具备健康绿色的特点，要保障无吸收性、无毒害以及耐腐蚀。因此最好采用不锈钢材质，也可使用铝合金。此外，元件内部也会使用橡胶制品，所以在选择橡胶制品时，应当保障其规格符合卫生要求，要切实保障橡胶制品具有耐油温、耐酸碱、耐热等特点，还要确保橡胶制品具有良好稳定性，可接受正常的消毒和清洗，同时，要保障无吸收性、无毒性、不溶解，这样才不会对产品气味造成负面影响。工作人员也会在包装系统中设置空气过滤装置，确保其能过滤掉包装中的粉尘，杜绝5mm以上的尘埃通过空气过滤装置，同时，也应当保障整体结构表面具有平滑性，易清洁。当前包装环境中比较常用气动产品主要有易清洗阀、清洁性气缸等。其中代表性的装置为洁净性汽缸。在非食品区域，气动技术主要用于加盖检测、贴标、包装、封袋等装置当中，虽然在这些区域气动元件不会直接接触生产原料，但仍需具备易清洗、标准化以及智能环保等特点。由于在食品包装过程中，对设备也有较为严格的要求，要切实保障能在相对有限的空间之内发挥其诸多功能。所以更加需要气动元件能尽可能小型化，要保障更加紧凑，实现模块化和集成化。

　　3　食品包装机械自动化发展趋势以及局限

　　随着我国社会经济及科学技术日益发展，食品加工行业也获得了迅猛的发展，其中食品自动化加工技术水平正在逐步提高。目前食品包装正在逐渐朝着控制智能化、多功能化以及高速化方向快速发展，其中微电子工业机器人、智能型电脑技术得到了普遍的应用。在食品包装机械操作过程当中，气动技术正在逐渐网络化以及智能化起来，大部分气动系统之所以出现故障很大部分因素就是由于空气处理系统存在局限和问题。另外，对传统气源进行处理的过程当中也存在着较大的缺陷和问题，主要是缺乏对状态反馈和监控，这在很大程度上会对气动系统安全稳定的运行造成重大的负面影响。但通过使用智能化三联件能促使这一问题得到有效解决，可告知在何时对润滑油以及滤芯进行更换，并且也可以检测压力状况是否处于正常状态，这在很大程度上可大幅降低维护维修成本，同时也可使故障率下降到一个较低的水平，提高设备的运行安全性和稳定性[5]。

　　目前，我国食品包装行业面临着前所未有挑战和发展机遇。在当前激烈的市场环境中，需企业实现大力技术改革和创新，自动化技术主要包括控制系统、传动系统、运动控制以及机器人技术等。随着食品加工工艺的不断提高，对包装参数要求也更加严格。如果只是采取传统控制标准已经不符合现代包装产业快速发展要求。国内在食品包装过程中要使用一体化以及自动化的机械电子设备，更加需要采取合理及科学措施提升包装机械设备自动化程度，要切实地保障包装机械设备和计算机技术相互地融合在一起，这样才能保障机电实现一体化的控制，要对整个包装过程进行控制。另外，在食品包装机械领域中也可使用微机技术。通过微机技术能促使自动配料系统得到更加良好应用，同时，还可实现包装现代化，要求企业结合食品包装相关工艺要求，逐步完善自动包装系统。通过对食品生产过程进行全方位控制，做好故障诊断以及故障排除工作，保障整体食品包装环节实现高效、安全及低耗能。企业内部实现自动化对企业生产具有重要价值和意义，一方面能减少潜在的差错，另一方面可避免由于人工问题影响而导致生产速度减慢，切实保障所有机械组件可实现不间断以及持续化运行[6]。

　　4　结语

　　目前饮料行业和食品行业主要依赖于包装行业的进步及发展而兴起，所以需相关工作人员对包装机械设备现实状况加强研究，同时，要采取合理有效措施促使包装行业逐步走上健康、绿色发展的道路。——论文作者：朱海龙