我國水產(chǎn)罐頭制罐機械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

楊鵬，朱從容

（浙江海洋學院 船舶與海洋工程學院，浙江 舟山 316022）

0 引 言

水產(chǎn)品是營養(yǎng)素含量十分均衡的一種食物，具有易被人體消化吸收的蛋白質，而且脂肪含量低，還是人體所需微量元素的寶貴來源。2009 年，人們所需蛋白量的6.5%是由水產(chǎn)品提供的［1］。

水產(chǎn)品的生產(chǎn)多有季節(jié)性和地區(qū)性差異，而水產(chǎn)品的消費卻是連續(xù)的，為了能夠長時間保藏食物，自古以來人類研究出很多方式，如日曬、腌制、煙熏、罐藏等。由于罐藏食品具有食用方便、安全營養(yǎng)、無防腐劑添加、保存時間長且便于運輸?shù)忍攸c，廣泛受到了消費者的喜愛。據(jù)統(tǒng)計，2012 年我國水產(chǎn)類食品罐頭總產(chǎn)量為35.5萬t,比2011 年增長了33%［2］。隨著人們對水產(chǎn)品的營養(yǎng)價值有更深入的認識，我國的水產(chǎn)品罐頭產(chǎn)量還會持續(xù)增長。

水產(chǎn)品罐頭食品主要采用金屬包裝方式，金屬包裝是公認的最安全包裝，相比玻璃和塑料包裝具有優(yōu)良的阻隔性能、良好的加工適應性和廢棄處理容易且可回收再利用等優(yōu)點［3］。金屬罐剛被發(fā)明出來時，由于當時的技術比較落后，制罐都是手工完成，每人一天制罐不到70個［4］?，F(xiàn)在制罐工業(yè)基本采用半自動化、全自動化生產(chǎn)，每分鐘可產(chǎn)出3 000 個空罐。

1 國外的制罐機械現(xiàn)狀

英國發(fā)明了世界上第一個鍍錫金屬罐，后來，美、德、日等國也相繼進行了研究，其制造方法逐步趨于完善。

美國是全球第一大包裝機械制造和消費國家，產(chǎn)品類型齊全，金屬包裝工業(yè)發(fā)展也有著悠久的歷史，啤酒在20 世紀30 年代就開始使用金屬罐包裝了，現(xiàn)在擁有世界上最先進的成型、充填、封口等機械設備［5］。美國以生產(chǎn)高科技、高精度、高效率的產(chǎn)品為主，現(xiàn)在已將自動控制技術、特種加工技術、激光技術、生物技術等先進技術融入到傳統(tǒng)機械制造技術中。

德國在包裝機械行業(yè)中占有重要的地位，其產(chǎn)品在設計制造方面都處于世界領先地位，企業(yè)以客戶需求為前提，具有快速制造、成套生產(chǎn)、精度高、穩(wěn)定性好等特點。企業(yè)普遍使用了計算機對設計完成的設備進行模擬仿真，將各種零件的數(shù)據(jù)和實際工作時的參數(shù)輸入到計算機中，通過計算機仿真出實際工況，能得出生產(chǎn)效率和廢品率等數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)客戶提出的意見隨時更改模型，大幅縮短了設備的研發(fā)周期［6］。企業(yè)還將網(wǎng)絡技術應用到設備中，設備發(fā)生故障時，可通過網(wǎng)絡將實時數(shù)據(jù)參數(shù)傳送到遠程維修服務中心進行故障診斷分析。如圖1所示是德國高寶公司制造的金屬之星印鐵機。金屬之星有同步換版專用驅動裝置，任意印刷單元的換版時間不超過3 min，還有專業(yè)的顏色測量和控制系統(tǒng)，能夠檢查肉眼看不到的細小問題。高寶德國公司里存儲了所有客戶印刷機的操作數(shù)據(jù)，全球有3 個遠程診斷服務中心，用戶可以通過網(wǎng)絡把控制系統(tǒng)連接到遠程維修服務中心，80%以上的問題可以通過在線支持即可得到解決，而不需要專業(yè)的技術人員到現(xiàn)場進行檢測維修或更換零配件。

日本由于戰(zhàn)后國內(nèi)經(jīng)濟快速發(fā)展，對包裝機械有著很大的需求量，使得包裝機械行業(yè)得到了高速發(fā)展，行業(yè)以中小企業(yè)居多，生產(chǎn)單機為主［7］。包裝機械雖然沒有像美國、德國成套的生產(chǎn)體系，但是卻有著操作方便、安裝簡便、加工精度高、機械體積小等優(yōu)點。日本是世界上最早在包裝機械中使用微電子技術，現(xiàn)已將伺服電機驅動、PLC 技術、傳感器檢測技術等完美地運行在制罐機械當中，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程無人操作。如圖2 所示是日本三友機械制造公司制造的方罐注膠機，應用了伺服電機驅動和激光傳感器檢測，可以根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)注膠機速度，激光傳感器在注膠完成后自動對注膠的質量進行檢測，剔除不合格的產(chǎn)品。

圖1 德國金屬之星印鐵機

圖2 日本方罐注膠機

國外發(fā)達國家普遍重視制罐機械的自動化控制技術，設備基本實現(xiàn)了機電一體化控制，有著很高的生產(chǎn)效率，而且非常注重制罐機械用于制造生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性和可靠性［8］。

2 我國的制罐機械現(xiàn)狀

我國的包裝機械起步于20 世紀50 年代，20 世紀70年代末期逐步發(fā)展后形成了包裝機械行業(yè)，當時金屬包裝行業(yè)的企業(yè)數(shù)量不多，且以中小企業(yè)為主［9］。隨著改革開放，經(jīng)濟快速發(fā)展，我國的金屬包裝行業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ馍碳娂妬硗顿Y，民營企業(yè)大量引進國外的先進設備，我國制罐業(yè)進入了一個快速發(fā)展時期。

經(jīng)過改革開放后30 多年的發(fā)展，雖然我國制罐機械企業(yè)的制造能力得到了大幅提高，但還是存在不少問題。

2.1 制造水平與國外差距大

我國的制罐機械只有少部分如電阻焊機基本已經(jīng)達到國際水平，大部分制罐設備與發(fā)達國家相比仍存在20年左右的差距。國外的先進設備已經(jīng)向集成化、智能化、低功耗化方向發(fā)展，更加重視環(huán)保和人性化，國內(nèi)的設備都是單機生產(chǎn)，成套設備生產(chǎn)很少，生產(chǎn)的也多是技術含量低、生產(chǎn)效率低、能耗高的產(chǎn)品。封罐機是重要的制罐設備，如表1 所示是國內(nèi)外封罐機的技術參數(shù)對照。

表1 國內(nèi)外封罐機技術參數(shù)對照表

從表1 中可以看出，美國的安祖魯斯公司（Angelus）的封罐機工作頭數(shù)最多為18 個，最大產(chǎn)能每分鐘為2500 個，意大利的西弗萊尼公司（Cevolani）和臺灣新益公司的主要封罐機工作頭數(shù)也有12 個，每分鐘的最大產(chǎn)能達到1000 個以上，舟山博達機械公司是國內(nèi)知名的制罐機械企業(yè)，生產(chǎn)的主流封罐機工作頭數(shù)是8 個，每分鐘最大產(chǎn)能也只有500 個。

國內(nèi)的制罐機械穩(wěn)定性和可靠性也比國外先進設備差，而且設備壽命短，一般設備的壽命還達不到國外先進設備的一半。

2.2 企業(yè)規(guī)模化程度不高

國內(nèi)的制罐機械企業(yè)以民營和中小企業(yè)為主，“小而全”是其主要特征之一，年產(chǎn)值過千萬的企業(yè)不多，并且分布不均衡，主要集中在東部沿海地區(qū)，企業(yè)的制造設備老化，技術落后，可靠性差，生產(chǎn)集約化程度不高，導致企業(yè)制造出來的產(chǎn)品技術含量不高而且同質化嚴重，與國外的先進設備相比缺少競爭力，只能通過壓低價格獲得市場份額，不僅造成了資源浪費，還不利于制罐機械行業(yè)的良性發(fā)展。

2.3 自主創(chuàng)新能力不足

我國大部分制罐機械企業(yè)規(guī)模偏小，科研經(jīng)費投入不多，自主研發(fā)能力薄弱。由于我國的產(chǎn)學研用聯(lián)合機制沒有真正形成，高校和科研機構的研究方向很多不符合企業(yè)的實際需求，導致高校和科研機構的研究成果很難轉移到企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，我國的科技成果轉化率只有25%左右，產(chǎn)業(yè)化率還不到5%，而發(fā)達國家的科技成果轉化率能達到80%［10］。制罐機械企業(yè)自身擁有的自主知識產(chǎn)權又很少，所以制罐機械企業(yè)主要還是處于仿制階段，基本上就是對國外的設備進行測繪然后稍加改進［11］。

我國制罐機械行業(yè)整體利潤不高，導致優(yōu)秀人才匱乏，造成制罐機械行業(yè)整體技術水平不高。制罐機械企業(yè)的新產(chǎn)品缺少技術創(chuàng)新，開發(fā)手段落后，不能及時提供客戶需要的產(chǎn)品。

3 我國制罐機械行業(yè)的發(fā)展趨勢

隨著科學技術的不斷進步，金屬罐正向輕量化的趨勢發(fā)展，現(xiàn)在馬口鐵的壁厚減薄到了0.14 mm，正在研發(fā)0.10～0.12 mm［12］。人民生活水平日益提高，產(chǎn)品的外形美觀也是消費者考慮購買的因素，橢圓形或方形等異形罐由于外觀的個性化受到了消費者的喜愛，因而制罐企業(yè)非常重視異形罐的研發(fā)［13］。這些變化使得金屬罐的制造工藝變得更加復雜，這就對制罐機械的加工適應性提出了更高的要求。

面對全球日益嚴重的環(huán)境問題，世界各國制罐機械企業(yè)更加注重產(chǎn)品的高效化、節(jié)能化。面臨著嚴峻的形勢，我國制罐機械行業(yè)粗放式的經(jīng)營模式已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求，必須走規(guī)模化、專業(yè)化的發(fā)展道路，靠技術推動行業(yè)的發(fā)展。

3.1 走自主創(chuàng)新道路

目前，國內(nèi)制罐企業(yè)生產(chǎn)的很多設備是簡單仿制，自動化程度不高，與西方發(fā)達國家相比，我國只能依靠價格優(yōu)勢競爭。我們只有重視創(chuàng)新意識，制造出有核心技術的產(chǎn)品，才能改變這種劣勢。例如，浙江義烏易開蓋公司非常注重創(chuàng)新，有一流的研發(fā)設備，有70 多名技術人員從事研發(fā)工作，現(xiàn)擁有易開技術的知識產(chǎn)權，多項國家專利，食品易開蓋年產(chǎn)能為60 億只，生產(chǎn)的易開蓋一半用于出口，獲得了很好的經(jīng)濟效益［14］。

企業(yè)是創(chuàng)新的主體，但是僅僅依靠企業(yè)是不夠的，還要發(fā)揮高校和科研機構在技術創(chuàng)新上的優(yōu)勢。我國政府要發(fā)揮主導作用，根據(jù)市場需求，充分利用各種資源，統(tǒng)籌兼顧各方利益，建立完善的產(chǎn)學研用機制。

政府還可運用財稅政策，通過減免稅收費用或向企業(yè)提供無息貸款等方式對企業(yè)創(chuàng)新進行鼓勵。

3.2 走綠色設計道路

隨著社會的進步，人們安全和環(huán)保意識的增強，國外發(fā)達國家制定了一系列綠色技術標準，產(chǎn)品的環(huán)保要求越來越高，一些環(huán)保標準較低的產(chǎn)品往往不能出口［15］。這要求我們改變傳統(tǒng)的設計方法，不能只考慮產(chǎn)品的成本和質量，在整個設計制造過程中都要充分考慮到環(huán)境污染問題。

在制罐機械結構設計時，要考慮到機構容易拆解和回收，減少不必要的零件，多使用模塊化設計和CAD/CAM技術，這樣既能夠縮短制罐機械的研發(fā)周期，還能快速響應市場的需求。

制罐機械在制造中選擇綠色材料，采用新型加工工藝，用更少的原材料，更高的生產(chǎn)效率，對操作者和環(huán)境無害或危害??；廢棄后零件仍能回收用于制造新產(chǎn)品［16］。

3.3 走規(guī)?；I(yè)化道路

現(xiàn)在我國已經(jīng)是制罐機械制造大國但還不是強國，要成為制罐機械強國，必須走規(guī)?；?、專業(yè)化生產(chǎn)的道路。只制造生產(chǎn)技術含量低的設備是無法與國外先進設備進行競爭的。

制罐機械企業(yè)可通過兼并重組或聯(lián)營形成集中化生產(chǎn)和規(guī)模化經(jīng)營，提高生產(chǎn)效率，降低成本，最終提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

我國制罐機械行業(yè)的標準不多，且大多數(shù)為企業(yè)標準，行業(yè)通用性不強，對于制罐機械的普通零件，可以通過制定國家或行業(yè)標準來實現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)，制罐機械企業(yè)只負責設計生產(chǎn)核心零件，這樣不僅使得產(chǎn)品的加工周期大幅縮短，還降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，產(chǎn)品更有市場競爭力。

4 結 語

我國的水產(chǎn)類食品罐頭產(chǎn)量最近5 年都在不停的增長，“十二五”期間我國的水產(chǎn)品加工要向深加工方向發(fā)展，加快開發(fā)水產(chǎn)罐頭制品等即食的功能食品［17］。這將給我國的制罐機械行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機遇，盡管目前我國的制罐機械與國外先進水平還有段差距，但通過我們的不斷努力，我國制罐機械行業(yè)的發(fā)展一定會越來越好。

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