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食品包装领域机械自动化技术的应用研究

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王金福

[导读] 摘要：近年来，机械自动化技术在食品包装领域的应用，极大地提高了生产效率，节约了生产过程中大量的物力和人力。

        哈尔滨博实自动化股份有限公司黑龙江哈尔滨 150078
        摘要：近年来，机械自动化技术在食品包装领域的应用，极大地提高了生产效率，节约了生产过程中大量的物力和人力。在机械自动化中，机械设备按照规定的程序自动运行整个过程，不需要人工控制。通过使用机械的自动操作，使其通过机械的方式实现自动控制和操作，促进了食品包装领域的发展，使落后的生产条件得到改善。然而，即便如此，机械自动化还有许多值得注意的方面，要想使其更好地促进食品包装领域的发展，提高生产效率和质量，还需要解决存在的问题。
        关键词：机械自动化；食品包装；应用；探究；
        随着食品安全意识的不断提高，人们对安全卫生的食品包装技术提出了更高的要求。随着机械和电子技术的发展，出现了安全、高效的食品自动包装技术。为了使我国在食品包装机械自动化领域达到世界先进水平，我们需要打破食品包装行业的行业、市场和地区边界。合理利用和整合国内优势资源，整合小企业，走集团化路线，加大机械自动化创新研发力度，弥补空白，做大做强。
        一、机械自动化技术在中国食品包装领域的应用情况
        1.缺乏整体概念，成套设备应用较少。虽然机械自动化技术在中国的食品包装领域得到了应用，但仅限于小范围，在生产过程中没有使用成套设备。与发达国家相比在欧洲和美国,机械技术的应用领域在中国不是很宽,但发达国家在欧洲和美国已经摆脱了传统的单台机器的生产模式,在整个包装过程用于机械包装设备,以真正实现机器的自动化生产。成套设备的应用使生产更加灵活，可以提高产品适应性，提高生产效率，提高自动化程度，更重要的是使整个生产过程更加稳定。由于计算机技术和仿真技术进入了机械自动化过程，还减少了对环境的污染，减少了机械运行的故障。因此，我国应尝试将整套机械自动化技术设备应用到整个食品生产领域，跟上时代的步伐。
        2.包装起点低，缺乏先进意识。从中国食品包装行业的角度来看，许多企业的自动化水平较低，其中大部分是中小型民营企业。而民营企业的实力无论从哪个方面，都或多或少存在一些局限性，他们无法对自动化技术进行深入的研发和创新。因此，我国的食品包装水平有些不足，无论在质量、价格还是服务上，都无法与国外的产品相比。从市场的角度来看，不仅是国内商品，经济全球化使得进口产品大量涌入。因此，面对这种现象，如果我们不提高国内产品的质量，我们就会失去优势，无法与国外产品竞争。
        3.缺乏创新，增加产品能耗。创新一直是时代永恒的话题。对于食品包装领域的机械自动化技术，并不局限于现有的技术，需要在此基础上进行产品创新。虽然我国提倡创新，但在创新机制上仍存在一些不足。例如，在中国的食品包装领域，涉及的机械自动包装技术品种少，设备性能低，技术水平落后等，无法与国外竞争。而低性能的包装技术会增加能源消耗，降低设备的使用寿命等。
        二、中国的机械自动化创新
        1.高新技术的应用。我国的机械自动化设备在高新技术的发展上取得了很大的进步，主要在无菌冷灌包装、超高温灭菌、真空包装、微机技术等方面，这些技术的成熟应用为食品包装的贮存时间和质量带来了可靠的保证。
        2.有效利用资源。资源的利用,主要是提高机械设备进行可重复和可再生循环利用有限的资源,充分发挥材料的充分利用,加强处理材料的提取原料,减少营养的食品包装质量问题造成的损失。
        3.开发节能设备。业内人士预测，中国未来的食品包装机械应用趋势应该是朝着节能、可回收、智能化的方向发展。例如，随着伺服技术的日益成熟，国外先进设备已经逐渐从普通的齿轮、皮带等机械传动转向伺服驱动，在智能化、精准控制的基础上可以在很大程度上节约能源。

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        三、机械自动化在包装领域的运用
        当前，在食品包装领域，许多先进的食品机械设备具有很强的自动化加工和操作能力。例如，借助可编程语言组与设备之间的交互应用，许多机械设备可以由操作者自由控制，并能更好地适应生产中的各种调整;例如,生产制造执行系统(MES)可以连接等领域的车间操作的控制系统PLC程序控制器、数据采集器、条码,各种计量和测试仪器,操纵者,等等,实现中央控制和优化管理的整个生产过程来完成产品的信息传递。在未来的食品包装行业，机械自动化将朝着上述智能化、图形化、直观的方向发展，可以说，为了保证生产效率的高效性，智能化检测系统和自动化机械设备在未来的应用是必不可少的。
        1.安全监测在食品包装中的应用。在食品包装领域，确保食品包装安全是企业一切经营的基础和行业一切行动的准则，其重要地位不言而喻。传统的食品安全检测手段通常是通过指定的加工机械参数来判断，而原料质量、包装工艺、食品特性等具体问题不能通过简单的参数来判断。随着机械自动化技术的进步，食品包装过程中涉及的各种安全问题将会有准确的监控手段。例如，在某些食品的整个加工和包装过程中，工厂应该对产品涉及的所有工艺环节进行实时的细菌含量检测。为防止瓶口残留造成产品漏液或发霉，研制了瓶盖高液位检测仪。还有食品包装在生产过程中，涉及到印刷过程，在生产过程中大量使用有机溶剂，包括二甲苯、异丙醇、丁酮等。这些有害溶剂的数量还会残留在包装材料中，这就要求生产厂家充分运用机械自动化的安全监控技术，严格监控食品包装上的残留溶剂。目前，综合电子检测设备已在国外一些大型食品加工厂得到广泛应用。通过该技术可以准确检测食品的质量安全，预测食品变质的时间。这种检测设备配有扫描、传感、摄影等仪器。检测人员可以观察扫描仪对食品的无线电波反馈，观察形成的音乐波，分析照片图像，实现对食品质量的检测。
        2.运动控制系统在食品包装中的应用。我国食品包装机械自动化发展的关键一步是运动控制系统的升级，使运动控制系统的技术不断完善和成熟。运动控制技术在食品包装机械中主要是实现对运动位置的精确控制，在运行速度上必须严格执行同步，运动控制技术主要应用于食品灌装、包装等环节。一旦整个食品包装操作开始，就必须有一套准确控制生产节奏和控制整个生产过程的技术。采用伺服电机技术对设备的操作力矩、操作精度、速度、操作位置等指标进行控制和定位。更高级的市场,如总线运动控制设备,是实现实时、准确的控制整个操作线通过高速通信手段,实现多个目标点的定位、设备功能快速转换控制方式和信息交互端口多样化。目前，我国在运动控制技术方面已经有比较成熟的产品，在生产企业中的应用普及率也在逐年增加。
        3.自动识别技术在食品包装中的应用。在食品包装过程中，系统需要对所涉及的原材料和成品的质量进行识别，并对不合格品进行自动剔除，促进了自动识别技术的发展。自动识别技术通过光电、计算机、智能信息处理等先进技术，逐步形成了一套成熟稳定的识别系统，包括射频、摄影等技术。通过该技术的应用，提高了企业的生产效率，降低了人工疲劳造成操作失误的概率，为单一包装线包装多品种食品创造了升级条件。减少生产周期，食品信息获取100%准确，保证生产的食品质量安全。但是，必须深刻认识到我国运动控制设备的传感器技术相对落后。在相关传感器的采购过程中，对进口产品的依赖非常严重，国产传感器差距巨大。据统计，进口传感器占全部产品的75%，尖端控制芯片占90%以上。
        总之，我国的食品包装企业规模小，缺乏经济实力，机械自动化创新能力，使我们处于被动地位，难以在世界同行业立足。因此，为了使中国在食品包装机械自动化领域达到世界先进水平，中国有必要打破食品包装行业的行业、市场和区域界限，合理利用和整合国内优势资源。整合小企业，走集团化道路，加强机械自动化创新研发，弥补空白，做大做强。
        参考文献：
        [1]王建.关于食品包装领域机械自动化技术的应用研究.2019.
        [2]李瑞华.论以品牌战略目标替代技术创新目标.2019.