食品機械設(shè)計理念及技術(shù)發(fā)展趨勢探析

□ 許義月 趙 騰 蘇州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢驗檢測中心

民以食為天，食品的制造和加工業(yè)的發(fā)展推動了食品機械的現(xiàn)代化發(fā)展，食品機械的運行特點和設(shè)計特色直接影響著食品加工的各個環(huán)節(jié)和方面。因此，如何完善和優(yōu)化現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和理念，推陳出新，在食品機械設(shè)計中不斷引入新理念和新技術(shù)，從而推動食品機械健康可持續(xù)發(fā)展，是當前需要重視的研究課題。

1 我國食品機械發(fā)展史和現(xiàn)狀

我國食品機械起步于20世紀50年代到70年代，形成于80年代，在改革開放以后進入高速發(fā)展的機械化自動化生產(chǎn)階段。進入21世紀以來，食品機械技術(shù)對新的設(shè)計理論、方法和手段提出了更高的要求。在快速發(fā)展的同時，也應(yīng)認識到我國食品機械工業(yè)與發(fā)達國家相比，無論是外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、品種及成套數(shù)量，還是產(chǎn)品技術(shù)水平及新產(chǎn)品的開發(fā)和利用都存在一定的差距。因此，我們要加大科研投入，創(chuàng)新和優(yōu)化制造技術(shù)、設(shè)計理論和方法、檢測手段、原材料質(zhì)量，以提高我國食品機械的整體水平和質(zhì)量。

2 食品機械設(shè)計新理念

2.1 綠色設(shè)計

綠色設(shè)計又指環(huán)境意識設(shè)計或生態(tài)設(shè)計，用于食品機械設(shè)計中，是指在研發(fā)、設(shè)計和制造的整個生命周期內(nèi)，都要密切關(guān)注所選用的原材料、生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是否會造成資源浪費，影響環(huán)境質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。在綠色設(shè)計中要堅持3R（Reuse、Recycle、Reduce）的環(huán)保理念，圍繞環(huán)境屬性將設(shè)計的目標和主旨定為產(chǎn)品的可回收必性、可拆卸性、可循環(huán)利用性、可維護性及環(huán)保綠色無污染性，從而確保食品機械的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期、使用的安全性壽命等都滿足最優(yōu)最完善的目標。在食品機械的設(shè)計中，要實現(xiàn)能源消耗的最小化，環(huán)境污染的最低化。除此之外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和零部件要做到拆卸方便，在維護和回收利用時能方便易操作，能夠再生循環(huán)和重新利用，真正做到在產(chǎn)品設(shè)計、制造的整個環(huán)節(jié)和階段，實現(xiàn)綠色、生態(tài)、環(huán)保的工藝流程。

2.2 可靠性設(shè)計

當前，食品機械設(shè)備隨著食品工業(yè)的發(fā)展和科技的更新，其生產(chǎn)、制造過程也日益復(fù)雜，所以，產(chǎn)品的安全可靠性就顯得尤為重要?？煽啃栽O(shè)計是指在以非確定性的隨機方法和變量來設(shè)計和研究機械零件，不僅能準確預(yù)測機械零部件的壽命，還能確保在運行中零件的安全可靠程度。在食品機械的可靠性設(shè)計中，可以采用事故分析法和故障模式危害及影響分析等去查找機械中的故障點，及時預(yù)防改進、維護和保養(yǎng)?？梢詢?yōu)化與改良關(guān)鍵的零部件，如食品生產(chǎn)線上使用的各種減速器、機械中使用的各類螺栓連接和彈簧軸等，以切實提高機械的可靠性能[1]。

2.3 并行式綠色設(shè)計

并行式綠色設(shè)計是指在食品機械設(shè)計與生產(chǎn)制造的全過程中，深入貫徹和運用集成并行的綠色理念，力求在設(shè)計開發(fā)初期就充分考慮機械生命周期全過程的各項因素（如用戶需求、質(zhì)量、成本、進度、拆卸與回收的設(shè)計體系等），實現(xiàn)食品機械的最優(yōu)化設(shè)計[2]。并行式綠色設(shè)計具有設(shè)計目標一致性、設(shè)計人員多樣性、設(shè)計信息集成性和設(shè)計過程協(xié)同性等特點，關(guān)鍵技術(shù)是食品機械數(shù)據(jù)管理技術(shù)，在設(shè)計過程中逐級反饋，生成大量信息和數(shù)據(jù)，將概念設(shè)計做到最優(yōu)化和最全面，將信息或數(shù)據(jù)按照要求及時傳遞給相應(yīng)的設(shè)計人員或指定的位置，從概念上影響整個設(shè)計環(huán)節(jié)和過程。

3 食品機械新設(shè)計理念下的關(guān)鍵技術(shù)要點

隨著綠色理念、安全可靠性理念和并行式綠色設(shè)計理念等可持續(xù)發(fā)展理念的更新，食品機械設(shè)計需要強化以下關(guān)鍵技術(shù)要點。

3.1 食品機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計

面向裝配和制造是產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計宗旨，在設(shè)計液壓和動力系統(tǒng)時要充分考慮到綠色設(shè)計理念，具有良好的可拆卸性，方便以后維護和回收利用。針對中小型家用食品機械，要在設(shè)計中加入易于清洗的設(shè)計，做到環(huán)保節(jié)水、一機多用。

3.2 食品機械設(shè)備的材料設(shè)計

對于能直接接觸到食品半成品或成品的食品包裝機械，在原材料的選擇時一定要注意選擇生態(tài)環(huán)保的綠色材料，不能通過包裝而對食品造成有害化學(xué)物質(zhì)的遷移，需要有較強的抗菌性和嚴格的安全無害性。對于在食品加工過程中所使用的機械設(shè)備，因其直接接觸到食品，故需提高安全衛(wèi)生要求標準，具有較強的抗菌性和較高的安全衛(wèi)生指數(shù)。對于不能直接接觸到食品的機械設(shè)備，應(yīng)選取環(huán)保、低碳、節(jié)能且操作安全可靠性強的材料。

3.3 應(yīng)用抑菌新材料

為了確保食品的安全衛(wèi)生，滲透可靠性設(shè)計理念，食品機械要引進新材料和新生物技術(shù)，嚴格控制細菌數(shù)量。近幾年，納米材料因具有較好的韌性和耐磨性能，在食品機械的發(fā)展中應(yīng)用廣泛。

4 結(jié)語

在新時期，我們應(yīng)正視食品安全和質(zhì)量現(xiàn)狀，積極引進和研發(fā)食品機械的新理念、新材料、新工藝和新技術(shù)，優(yōu)化和提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，從食品加工的源頭上保障食品安全，推動我國食品行業(yè)達到新高度。

[1]劉虹.現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)在食品機械設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017(2).

[2]李凌樂.食品機械設(shè)計新理念探究[J].中國市場,2015(20).