淺談綠色設計在食品機械中的應用

付國壯(北京航空制造工程研究所，北京100024)

二十世紀末，各界只追求經(jīng)濟發(fā)展的后果是出現(xiàn)噪音問題、水資源短缺、空氣污染、沙漠化嚴重、溫室效應等各類問題，這些問題的存在嚴重威脅到人類的生存， 此外還有人口的快速增長導致消耗掉的各類資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路迫在眉睫。 綠色不僅僅在消費上體現(xiàn)，也可在設計上做到綠色，并將綠色設計在各方面推廣應用，都會有助于和諧社會的構(gòu)建。 下面就通過綠色設計在食品機械上的應用這個方面來講述。

一、綠色設計

1、綠色設計是什么

所謂的綠色設計 (Green Design) 也可稱為環(huán)境意識設計(Environment Conscious Design)環(huán)境設計(Design for Environment)生態(tài)設計(Ecological Design)。 雖然有不同的稱謂，但其內(nèi)涵主旨是相同的。 就是通過在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，充分考慮所生產(chǎn)的產(chǎn)品對資源和環(huán)境的影響， 將產(chǎn)品的可回收性、 可重復利用性、可拆卸性、可維護性等環(huán)境屬性設定為設計的目標加以重視的基礎上，確保產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、開發(fā)周期和使用壽命符合有關要求，堅持Reuse,Recycle,Reduce“3S”原則，對產(chǎn)品進行設計，做到對環(huán)境的污染降到最低、對能源的消耗降到最小、零部件和產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)重新利用和再生循環(huán)。

2、綠色設計的內(nèi)容

綠色設計是一個涵蓋面很廣泛的工藝流程。 綠色物流設計、綠色材料選擇設計、 綠色回收利用設計、 綠色產(chǎn)品科回收性設計、綠色制造過程設計、綠色包裝設計、綠色服務設計和產(chǎn)品的可拆卸性設計等方面都有涉及到綠色產(chǎn)品設計的內(nèi)容。 因該設計流程復雜， 所以在對產(chǎn)品的材料進行選擇、 生產(chǎn)加工的流程中，都要考慮其對環(huán)境是否會有消極影響，對能源的利用是否存在浪費的現(xiàn)象。 并盡可能的對這些這些問題進行分析，找出并執(zhí)行最優(yōu)的方案和最合理的結(jié)構(gòu)。 通過對產(chǎn)品的可回收性設計、綠色產(chǎn)品設計的材料選擇和關聯(lián)、 產(chǎn)品的可拆性設計方面的詳細介紹，展現(xiàn)綠色設計的作用。 對產(chǎn)品進行可拆性設計，能夠使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方便拆卸，便于對其進行維護，并且在產(chǎn)品報廢后還能夠使部分零用件得以回收利用；在充分考慮材料的回收價值、回收方法以及回收可能性等方面的前提下， 對產(chǎn)品的可回收性進行設計；選擇設計綠色產(chǎn)品所用的材料時，不能將有害成分與無害成分進行混合等內(nèi)容。

3、綠色設計運動的興起

1992 年初， 一個以觀念藝術為內(nèi)容， 以裝置藝術為外形的“仿生藝術”展由歐洲到美洲進行展出，這次展出目的是通過實踐來探討人與環(huán)境的關系， 可以說這是綠色主義的一個具體體現(xiàn)。 綠色主義是在20 世紀后期興起的一種新的人文主義思想，該思想的主旨就是促使人與環(huán)境和諧相處， 此處的環(huán)境有很廣泛的含義，包括自然環(huán)境、人文環(huán)境和人自身的心理環(huán)境，第三種同樣重要但又是容易被忽視的一方面。

隨著社會的發(fā)展，社會中各類矛盾變得特別尖銳，人們變得特別焦慮，此時，綠色主義所體現(xiàn)的思想越來越重要。 在食品機械中開始出現(xiàn)使用綠色設計就是受綠色主義影響下發(fā)生的技術變革。 綠色設計的出現(xiàn)和應用對緩解社會中的一些問題發(fā)揮的作用不斷增加。

二、食品機械

1、什么是食品機械

食品機械的概念是指把食物原材料加工成食品或是半成品過程中所應用的裝備和機械設備。 食品機械是實現(xiàn)食品原料向食品或半成品的渠道，有著很重要的作用。

2、食品器械分類

食品機械可分成食品包裝設備和加工機械兩大種類， 他們又可以進行進一步的細分。 包裝機械進一步分成包裝印刷機械、包裝材料加工機械、包裝設備和包裝容器制造機械等包裝機械。而分離機械、輸送機械、篩選與清洗機械、冷凍機械、蒸發(fā)與濃縮機械、成型機械、擠壓膨化機械、粉碎與切割機械、干燥機械、均質(zhì)與攪拌均勻機械這些機械種類則屬于食品加工機械的進一步細化種類。

3、我國食品工業(yè)與食品機械的發(fā)展歷程

我國的食品工業(yè)和食品機械的大致經(jīng)歷了三個發(fā)展過程，在這三個過程中可以見證我國在食品工業(yè)和食品機械方面的成果。

(1)傳統(tǒng)作坊生產(chǎn)方式階段

該階段主要發(fā)生在20 世紀50 年代之前， 主要通過手工操作的方式對食品進行生產(chǎn)和加工， 只是在沿海一些經(jīng)濟較發(fā)達的城市中有少量的食品加工廠利用工業(yè)化的生產(chǎn)方式來生產(chǎn)食品，生產(chǎn)食品所用的設備幾乎都是來自國外的設備，并且糧食加工廠的情況要比食品加工廠的狀況要好些， 但其所使用的食品機械也幾乎是國外生產(chǎn)設計的。 在這個階段，我國獨立自主的食品行業(yè)和食品機械都還沒有開始發(fā)展。

(2)半機械半手工生產(chǎn)方式階段

與這個發(fā)展階段相對應的時間段是50-70 年代，該階段內(nèi)，我國的食品加工業(yè)和食品機械工業(yè)得到了不小的發(fā)展， 食品加工廠在全國各地得到了較大的發(fā)展，例如全國的使用油、面粉和大米等食品加工廠的數(shù)量不斷增加，規(guī)模不斷得到擴展，此時初步的機械化工業(yè)生產(chǎn)方式成為大多數(shù)主要的糧食加工廠中得到了廣泛的應用。 但此時的食品加工廠仍還是采用半手工半機械的生產(chǎn)方式來生產(chǎn)各類所需的食品， 而且大多數(shù)的生產(chǎn)工序還是采用傳統(tǒng)的手工操作方式， 只有一些關鍵主要的工序利用機械進行加工。 較好的一面是，為適應食品工業(yè)發(fā)展的需求，食品機械行業(yè)也不斷地得到相應的完善和發(fā)展， 新建路許多適應時代的食品機械工業(yè)， 使得我國出現(xiàn)了一批專門從事生產(chǎn)食品機械和糧食生產(chǎn)的制造工廠， 在此后的30 年內(nèi)得到不斷地發(fā)展。不斷得到發(fā)展的國產(chǎn)食品機械可以滿足我國食品工業(yè)的不斷變化的需求， 而此時大的食品機械工業(yè)已作為獨立的機械工業(yè)而存在了。

(3)機械化自動化生產(chǎn)方式階段

80 年代以后隨著國家的改革開放， 使食品工業(yè)得到了快速的發(fā)展， 此時進入了機械化自動化的第三個食品工業(yè)和食品機械發(fā)展階段。 隨著開放的不斷深入，國外企業(yè)在我國進行投資建廠等商業(yè)活動，讓此階段的食品生產(chǎn)工藝成為了“中西合璧”的產(chǎn)物。 在這個階段人們對加工產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量和品種的要求不斷提高， 這就在很大方面促進了我國食品工業(yè)以及食品機械制造業(yè)的發(fā)展速度和發(fā)展進程， 同時通過不斷地借鑒國外先進大的食品機械技術， 我國的食品機械工業(yè)的發(fā)展水平獲得了很大的提高。

三、綠色設計在食品機械中的表現(xiàn)

當前為順應時代潮流，增強的生態(tài)環(huán)境意識設計理念。 將綠色設計應用在食品機械中是食品機械行業(yè)領域中的普遍做法。

1、食品機械液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)中的表現(xiàn)

將綠色設計應用到食品機械液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的設計中有很重要的作用。 液壓系統(tǒng)是食品機械進行傳動所依靠的主要系統(tǒng)，但該系統(tǒng)存在著不少問題。 像是有噪聲污染和漏油污染等問題， 這些問題會影響到食品的品質(zhì)還成為影響食品業(yè)發(fā)展的障礙因素， 用水、 植物油來代替礦物油就可解決漏油污染的問題，采用聲控系統(tǒng)可解決噪聲污染的問題。 為此，要加快對水壓、植物油等生態(tài)液壓系統(tǒng)的研究，盡快的投入使用，改善現(xiàn)存的問題。 以在食品機械的動力系統(tǒng)中通過消耗一次性能源石油來進行食品生產(chǎn)的，同樣會存在著漏油污染、噪聲污染、熱排放污染、噪音污染等的潛在危險。 綠色設計在食品機械動力系統(tǒng)中的體現(xiàn)就是利用電力代替石油作為食品機械的動力， 并不斷加快對植物油、太陽能、天然氣和氫氣等能源的開發(fā)，使之可以在食品機械中得到應用。

2、食品機械材料中的表現(xiàn)

在食品機械材料進行綠色設計時，選取低耗能、低污染、低成本、易于加工、易處理、易回收的耐腐蝕無毒便于拆卸清洗的材料，因為又該機械生產(chǎn)出的食物是讓消費者直接來食用的，食品質(zhì)量關系到人們的身體健康， 所以在設計時確保所選的食品機械材料是安全的，綠色的。

3、食品機械的結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)

在對食品機械的結(jié)構(gòu)進行設計時同樣要堅持綠色的理念，做到易于裝配、制造和拆卸，在保證產(chǎn)品質(zhì)量不斷得到提高的情況下，盡可能的減少零件的使用數(shù)量，在裝配和制造過程中的盡可能的做到清潔生產(chǎn)，減少環(huán)境污染，延長設備的使用壽命。 同時為做到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的完善， 在產(chǎn)品達到使用期限后的部分零部件可以進行翻新和重新使用或是安全的處理掉， 進行可拆卸性設計不僅可以降低處理廢棄物時的費用， 還可以對一部分零部件進行二次利用。

四、具體實例

食品藥品機械工程中心是將綠色設計在食品機械中應用的最成熟的公司之一，它是一個部門齊全，生產(chǎn)工藝成熟的企業(yè)，隸屬于中國航空工業(yè)集團公司北京航空制造工程研究所。 該研究所創(chuàng)建于1957 年，是國內(nèi)專門從事航空制造技術與工藝裝備開發(fā)的綜合性研究所， 還是多個國家級與部級重點實驗室和制造技術研究研發(fā)中心。

食品藥品機械工程中心主要從事新型食品包裝機械和制藥機械的研制、開發(fā)和生產(chǎn)，并為客戶提供滿意周到的售后服務和技術支持。 在食品包裝機械方面，改工程中心結(jié)合多年食品包裝機械開發(fā)經(jīng)驗，依靠雄厚的綜合科技開發(fā)能力和綜合制造能力，不斷完善和改進新型食品包裝機械設備。 陸續(xù)開發(fā)出大袋果汁無菌包裝生產(chǎn)線，番茄醬生產(chǎn)線等全套生產(chǎn)線設備，研發(fā)出果蔬原漿生產(chǎn)線、濃縮醬生產(chǎn)線等工藝流程。 并可根據(jù)用戶的需求，對一些果蔬飲料、番茄醬等無菌大包裝設備進行設計和生產(chǎn)，并且該工程中心所生產(chǎn)的食品機械在質(zhì)量方面。 這些優(yōu)勢為其在食品機械中應用綠色設計的做法遠領先于同行。

結(jié)語：

食品安全問題無小事，他關系到每個公民的切身利益。 為了使人人在今后可以吃到放心的食物，社會各界都行動起來，不僅要對食品質(zhì)量、運輸渠道進行監(jiān)督，還要嚴格監(jiān)督生產(chǎn)食品所用的器械。 從源頭上斷絕潛在健康隱患，還消費者一個安全的食品消費空間，對食品器械生產(chǎn)商來講，在生產(chǎn)器械時，要本著綠色、安全、放心的原則去設計去生產(chǎn)。

[1] 劉紅放,陳世興.產(chǎn)品綠色度的綜合評價模型和方法體系[J].中國機械工程,2011(9).

[2] 孫江宏,段大高,黃小龍.Pro/ENGINEER Wild-fire 鈑金設計教程[M].清華大學出版社,2009.

[3] 黃德中能源的評價指標體系及其確定方法探討[J].水利電力機械,2011(1)∶21-24.

[4] 施建平,王國扣.國際食品機械科技發(fā)展的新走勢[J].中國果菜,2009(02)∶6-7.

[5] 于海濤,于文雙,丁廣華.現(xiàn)代食品企業(yè)生產(chǎn)操作人員的能力結(jié)構(gòu)分析[J].林區(qū)教學,2011(07).