绿色环保理念下食品机械设计要点及关键技术探讨

发表时间:2021/4/16   来源:《科学与技术》2021年1月2期   作者:曾雪妮
[导读] 本文主要对绿色环保理念下食品机械设计特点与要点及关键技术进行了分析与探讨,以供同仁参考。
        曾雪妮
        身份证(44050919850816****
        摘要:本文主要对绿色环保理念下食品机械设计特点与要点及关键技术进行了分析与探讨,以供同仁参考。
        关键词:绿色环保理念;食品机械设计;特点;要点;关键技术

一、前言
        随着我国城镇化建设的不断发展,人民生活水平的得到了不断提高,食品工业以其重要的地位和作用已经成为国民经济的支柱产业。食品工业正在以崭新的面貌为亿万消费者生产优质、营养、绿色、安全、方便的食品,满足群众不断
增长的饮食需求。作为食品工业提供加工机械装备的食品加工机械行业,面对食品工业快速发展的新形势,面对广大消费者需求变化的新趋势,面对国家对食品节能减排的新要求,也正在逐步转变观念,采用现代高新技术,设计生产优质高效、保证食品安全营养、绿色环保的加工机械,努力适应新形势提出的新要求。基于此,本文主要对绿色环保理念下食品机械设计特点与要点及关键技术进行了分析与探讨,以供同仁参考。

二、绿色环保理念下食品机械设计特点
        在食品机械开发设计中,食品机械实施最优化设计,这就是所谓的并行式绿色设计模式。它具有以下基本特点:一是设计目标的一致性。在产品开发设计过程中,绿色设计的考虑是多角度多方位的,涉及到食品机械的功能、质量、成本、服务与环境等各个方面的特性,围绕的目标只有一个,那就是绿色、环保、健康。让食品机械在满足各种使用功能的同时,又能满足在进行食品生产时的环保要求。二是设计过程的协同性。食品机械的开发设计是从初期就开始考虑的,设计过程中所要分析的是食品机械的整个生命周期,这是一项复杂的工程,从机械雏形设计到技术设计,到工艺设计, 到生产制造,再到使用维护,最后到废弃处置等各个阶段,都要进行详细的分析与设计。应用并行式设计方法,在食品机械开发设计的各阶段交叉、轮换进行,以便及时发现、协调与其过程不合理的地方,进而改进、评估和决策。三是设计信息的集成性。对于食品机械的设计,初期要充分分析影响食品机械的各项因素,然后收集信息,进行分析,进行设计。应用并行式工程技术,信息的发布要及时准确,实施信息预发布,对各种设计方案进行评价,并将评价等信息进行反馈。在计算机网络系统的支持下,工作人员能及时接受或发送正确的信息,使设计工作顺利进行。四是设计人员的多样性。食品机械的设计并不是一个人就能完成的,相对食品机械传统设计,并行式绿色设计涉及到更多的技术环节和技术人员,需要大批设计人员,与各类技术人员保持默契,协同配合作业。同时不仅要求设计人员具有较高的业务素质水平,更要求他们具有较强的食品机械环境意识,需要他们综合考虑设计产品的绿色属性。

三、绿色环保理念下食品机械设计要点
(1)机械材料的绿色设计。由于食品机械设备主要是用于各种食品和食物的加工,食品机械材料质量对于人们身体健康有着重要影响,必须确保人们的食用安全。因此在食品机械设计时,不仅需要考虑食品机械的类型和结构,还应合理选择机械材料,尽量使用绿色的、安全的机械材料,基于绿色设计理念,追求无毒、 耐腐蚀、便于回收、便于处理、便于加工、低成本、低污染、低耗能的机械材料。 同时,食品机械设计尽量避免出现卫生死角,合理设计机械结构,选择便于清洗、 拆装的材料,防止食品机械局部区域滋生各种微生物和细菌。
(2)产品结构的绿色设计。产品结构的绿色设计指的是如何利用手头现有设备和工艺能力把产品从原理设计中实现出来,侧重于制造工艺,如冲压、机加、注塑、铸造等;可装配性设计,侧重于装配,不但考虑能制造出来,还考虑装配过程中便捷性的设计,结合生产需要,尽量避免出现不方便生产的设计。绿色产品的 DFM/DFA,会使产品更加易于制造和装配,提升设备的生产品质和可维护性,延长机械设备的使用寿命,节省不必要的工序、工具和人力,减少零件数量,降低成本,避免重复的设计修改,缩短开发周期,以环保为目标,减少环境污染,实现清洁生产,让人们吃上放心的食品,从而赢得顾客,提高市场占有率。
(3)可拆卸性设计。

传统的食品机械结构设计,没有充分考虑到食品机械的可拆卸设计,一旦食品机械发生损坏,难以进行拆卸更换,导致食品机械被迫丢弃,不仅污染自然环境,而且造成各种能源和资源的浪费。随着食品机械废弃物处理的成本和费用不断增加,食品机械绿色设计应重视其可拆卸性和便于销毁,尽量采用标准、统一的组合式结构。对于食品机械的可拆卸设计,工作人员可根据实际需要,随时拆卸食品机械,全方位、多角度的进行清洗和维修,确保食品机械的干净、清洁、卫生。其次,从长远角度出发,食品机械的可拆卸设计有利于实现机械材料的回收利用,如果无法再进行维修,可有选择性的实现重复利用,或者对食品机械的相关部件进行维护检修,更换老化、 损坏的零部件, 使食品机械设备正常运转。最后,对于食品机械中无法回收再利用的部件,应采用绿色环保的方式正确处置食品机械材料。通过对食品机械的可拆卸设计,优化和改进食品机械的应用和加工生产。

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四、绿色环保理念下食品机械设计的关键技术应用
(1)电子信息技术在食品机械中的应用。电子信息技术对工业的发展起到了举足轻重的作用,引发了工业的又一次技术变革,实现了工业生产的动态跟踪控制。 电子信息技术在食品机械中的应用起到了同样的作用。应用电子信息技术,食品机械的运转状态能够时时在线控制,而且对于故障的快速定位与恢复起到精确控制作用。电子信息技术应用于食品机械中主要是靠信息处理系统得以实现的。 在信息系统处理系统中,食品机械运转的参数,运转状态,机电设备等都能进行时时在线监控。而且系统可以提供可扩展平台,能够将任意可连接的新技术系统融入其中。实现对食品加工的质量,技术水平,安全性进行控制。信息处理系统在融入电子自动控制后,能够通过操作门户对食品加工进行自动化生产调控,实现了食品机械的自动化生产一体化。
(2)膜分离技术在食品机械中的应用。膜分离技术是仿生技术的一种,通过分子半透膜按照错流过度来实现选择性的分离,从而实现分离高质量产品。膜分离技术在食品机械中的应用,称得上食品机械改革的新亮点。膜分离技术的应用,大大提高了食品机械生产加工的产品的质量及安全性。提高了食品加工企业的技术水平。膜分离技术在食品机械生产加工中得到广泛应用的有鲜生啤酒生产、 矿泉水过滤除菌、食品厂废水处理、海水和苦咸水的淡化以及空气过滤除菌等方面,为食品加工企业提高产品质量和降低生产成本起到重要的作用。
(3)变频控制技术在食品机械中的应用。变频控制技术的应用大大提高了食品机械的科技含量,保证了食品加工的质量稳定性,提高了食品机械的生产效率, 降低了食品机械的能量消耗,从而降低了食品企业的生产成本,对推动企业长远发展起到重要作用。变频控制技术在食品机械中的应用主要是靠变频器来改变机械的工作频率,从而实现对机械的精确控制,其应用在食品传送系统和食品搅拌系统中应用效果突出。在食品传送系统中,通过变频器的控制,传输系统能够
在一定范围内进行调速同步,根据需要进行微调等,同时能够将异步电机的优势完全发挥出来。采用变频器来调速无需增加额外的机械调速机构,因此传输系统将更加紧凑轻巧,齿轮异步电机的运行也更有效率。同样,变频调速避免了类似直流电机调速中更换炭刷或者换向器的繁琐维护作业。当然,对于某些以前定
速运行的异步电机传输系统,应用变频调速也非常简单有效,只需增加变频器即可完成改造。
(4)智能控制技术在食品机械中的应用。智能控制技术是应用可编程的智能芯片构建智能控制系统,智能控制系统能够对食品机械的运行进行信息采集与处理,减轻人脑的工作量。在食品机械中应用智能控制系统能够提高电气系统的计算精确率。从而促进系统与设备运作的效率,降低人力成本。智能控制技术在食品机械中的应用主要体现在电气控制过程上,包括神经网络控制、模糊控制与专家系统的有效控制等。至于在交流传动中的应用问题,则主要是通过用模糊的控
制器来取代一些常规的调控速度的控制器来发挥作用的。可见,智能控制技术能够解决传统方法无法解决的复杂问题,具有较大的应用价值。

五、结论
        总之,当前在食品机械生产的行业中,绿色设计理念的呼声越来越高,而在机械产品设计中,提高对绿色环保设计的重视度,积极落实绿色环保理念,改善机械产品的设计方法,最主要的是在机械产品设计中,渗透绿色环保理念,提高机械产品的设计水平,以免影响机械产品的性能,加强机械产品的设计控制,落实绿色环保理念的应用,体现出绿色环保理念在机械产品设计方面的作用。

参考文献
[1]王仁红.浅谈绿色环保理念下工业机械的设计思路[J].科技资讯,2014(14) : 119.
[2]张寿鑫.浅谈绿色理念在机械设计制造中的应用思路[J] .科技风,2015(11) : 29.
[3]牛犇.探究面向制造和装配的食品机械设计[J].科技资讯,2014,12(7):78
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