智能控制技術(shù)在食品機(jī)械中的應(yīng)用
——《食品機(jī)械與設(shè)備》評(píng)述

隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展，各國(guó)工業(yè)生產(chǎn)都逐漸趨向于數(shù)字化、智能化，制造業(yè)的改革與升級(jí)因此備受關(guān)注。食品機(jī)械行業(yè)作為中國(guó)制造業(yè)的重要分支，其智能化發(fā)展趨勢(shì)也十分明顯，各企業(yè)通過(guò)升級(jí)生產(chǎn)設(shè)備、優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)等手段推動(dòng)中國(guó)食品制造業(yè)向著高端制造的方向轉(zhuǎn)變，從根本上提高了中國(guó)食品行業(yè)的發(fā)展水平。由康旭編寫、科學(xué)出版社出版的《食品機(jī)械與設(shè)備》一書(shū)，對(duì)食品生產(chǎn)行業(yè)的常見(jiàn)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行了介紹，可為中國(guó)食品機(jī)械行業(yè)如何向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展提供依據(jù)。

該書(shū)共17個(gè)章節(jié)，第1章緒論簡(jiǎn)單介紹食品機(jī)械設(shè)備的分類、材料以及發(fā)展現(xiàn)狀。第2章介紹物料輸送機(jī)械，包括固體與液體輸送。第3章為物體物料分選機(jī)械，對(duì)重力分選、磁選、色選、光電分選等設(shè)備進(jìn)行了闡述。第4章介紹切割與粉碎機(jī)械。第5章介紹物料混合機(jī)械，包括固液混合、氣液混合。第6章介紹過(guò)濾、浸出以及壓榨等食品分離設(shè)備。第7章介紹發(fā)酵設(shè)備。第8章介紹針對(duì)餅干、面包等食品的成型機(jī)械。第9章介紹熟制設(shè)備，如蒸煮、烘焙以及油炸等設(shè)備。第10章介紹濃縮設(shè)備，主要對(duì)真空濃縮與冷凍濃縮的原理進(jìn)行說(shuō)明。第11章介紹殺菌設(shè)備。第12～14章則介紹干燥、擠壓以及冷凍設(shè)備。第15章介紹食品包裝機(jī)械。第16章對(duì)果蔬、啤酒以及肉類等多種食品生產(chǎn)線的全套設(shè)備進(jìn)行了說(shuō)明。第17章則闡述食品機(jī)械的電氣控制技術(shù)原理。

1 食品機(jī)械行業(yè)走智能化發(fā)展道路的必要性

1.1 中國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

工業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)國(guó)家穩(wěn)定發(fā)展的重要基石，也是人民生活的依靠。近年來(lái)，中國(guó)很多行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，但原有的生產(chǎn)技術(shù)卻難以滿足社會(huì)的大規(guī)模需求；與此同時(shí)，很多發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)其制造業(yè)進(jìn)行改革升級(jí)，越來(lái)越多發(fā)展中國(guó)家開(kāi)始參與國(guó)際制造業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)，雙重?cái)D壓下，中國(guó)制造業(yè)只能通過(guò)降低生產(chǎn)成本來(lái)保持優(yōu)勢(shì)，但長(zhǎng)此以往，中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模必將不斷縮減。此外，中國(guó)機(jī)械行業(yè)很多核心設(shè)備仍需依靠發(fā)達(dá)國(guó)家，高端機(jī)械與設(shè)備只能依靠進(jìn)口，“卡脖子”現(xiàn)象較為嚴(yán)重，以上種種現(xiàn)象皆說(shuō)明中國(guó)制造業(yè)仍處于中低端制造環(huán)節(jié)，這種發(fā)展現(xiàn)狀嚴(yán)重阻礙了中國(guó)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。但機(jī)械設(shè)備的智能化則使得中國(guó)制造業(yè)由中低端方向向高端方向轉(zhuǎn)變成為可能，人們將各種新興技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備，推動(dòng)中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)向著規(guī)?；⒅悄芑姆较虬l(fā)展，并利用生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化來(lái)推動(dòng)制造業(yè)進(jìn)一步轉(zhuǎn)型?？梢?jiàn)，智能制造是中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 推動(dòng)食品機(jī)械行業(yè)走智能化發(fā)展的重要意義

食品制造是事關(guān)國(guó)民生命與健康的重要產(chǎn)業(yè)，中國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，因此對(duì)食品有著很大的需求量，為迅速擴(kuò)張食品行業(yè)，滿足人們對(duì)食物的需求，食品機(jī)械設(shè)備的發(fā)展與創(chuàng)新也備受社會(huì)關(guān)注。在如今智能制造的趨勢(shì)下，食品機(jī)械行業(yè)向著智能化逐步發(fā)展，這也成為食品機(jī)械行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主流方向。食品機(jī)械是指將各種原材料進(jìn)行加工處理使其成型為可出售食品的機(jī)械設(shè)備。如《食品機(jī)械與設(shè)備》一書(shū)所述，常見(jiàn)的食品機(jī)械設(shè)備主要包括食品生產(chǎn)與加工機(jī)械設(shè)備、食品包裝機(jī)械設(shè)備，例如物料輸送機(jī)、真空濃縮機(jī)以及包裝設(shè)備、蒸煮焙烤設(shè)備等都是食品生產(chǎn)行業(yè)中的常用機(jī)械。對(duì)這些機(jī)械設(shè)備進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，這些機(jī)械設(shè)備的智能化水平仍處于初級(jí)階段，很多食品生產(chǎn)線的成套設(shè)備中缺乏高端裝備，這導(dǎo)致中國(guó)食品機(jī)械行業(yè)的裝備質(zhì)量與生產(chǎn)技術(shù)仍與世界先進(jìn)水平有較大差距，而中國(guó)機(jī)械制造行業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距則使得中國(guó)食品機(jī)械行業(yè)的發(fā)展空間不斷縮小，如此困境下，中國(guó)依靠科技創(chuàng)新對(duì)食品機(jī)械行業(yè)進(jìn)行改革升級(jí)便有著重要意義，其中低端機(jī)械設(shè)備向高端裝備轉(zhuǎn)變后，中國(guó)食品生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展必將更加智能化、規(guī)范化，整體食品機(jī)械行業(yè)的科技水平必將得以提升。

2 智能控制技術(shù)在食品機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用

2.1 食品機(jī)械設(shè)備中的常見(jiàn)智能控制技術(shù)

智能制造在機(jī)械制造行業(yè)中有著良好的發(fā)展前景，這給中國(guó)食品機(jī)械行業(yè)的發(fā)展也帶來(lái)了啟迪，企業(yè)必須利用先進(jìn)的智能信息技術(shù)來(lái)提升其機(jī)械科技水平，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在食品機(jī)械設(shè)備優(yōu)化中，智能控制技術(shù)的應(yīng)用有著很大優(yōu)勢(shì)，企業(yè)利用智能控制技術(shù)對(duì)食品機(jī)械設(shè)備的功能與操作進(jìn)行控制，能有效提升其加工精確度與生產(chǎn)效率，從而優(yōu)化食品機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)能力與技術(shù)水平。食品機(jī)械中常用的智能控制技術(shù)主要有邏輯控制技術(shù)、分層遞進(jìn)控制技術(shù)以及流程控制技術(shù)等，這些技術(shù)可解決傳統(tǒng)食品機(jī)械設(shè)備中的復(fù)雜系統(tǒng)控制問(wèn)題，從而使機(jī)械設(shè)備更加適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境，提高食品生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。

2.2 智能控制技術(shù)在食品機(jī)械設(shè)備中的具體應(yīng)用

(1) 智能控制技術(shù)在食品生產(chǎn)與加工機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。食品生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)是食品行業(yè)中的關(guān)鍵部分，將高新技術(shù)應(yīng)用于此階段中的機(jī)械設(shè)備，可顯著提高中國(guó)食品制造業(yè)的發(fā)展水平，保障食品生產(chǎn)質(zhì)量與效率能夠滿足社會(huì)需求。目前，智能控制技術(shù)在食品加工與生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用極為常見(jiàn)，企業(yè)利用智能控制技術(shù)對(duì)食品生產(chǎn)與加工設(shè)備進(jìn)行管控，實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化。事實(shí)上，食品生產(chǎn)與加工設(shè)備應(yīng)用的智能控制技術(shù)的實(shí)質(zhì)是電子信息技術(shù)，機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠家利用電子信息技術(shù)構(gòu)建管理控制模型，并將其嵌入相關(guān)設(shè)備內(nèi)部，工作人員只需通過(guò)簡(jiǎn)單的功能命令工具即可運(yùn)行設(shè)備，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能控制，比如輸送物料設(shè)備中可應(yīng)用流程控制技術(shù)、邏輯控制技術(shù)等，對(duì)原材料的進(jìn)料順序、進(jìn)料量以及加工狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控與檢測(cè)，讓整個(gè)物料輸送過(guò)程更加規(guī)范；此外，針對(duì)面包、餅干等食品的成型機(jī)械設(shè)備，以及真空濃縮、干燥、殺菌等機(jī)械設(shè)備也利用多種智能控制技術(shù)，企業(yè)利用內(nèi)嵌微處理器對(duì)實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行智能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)食品加工與生產(chǎn)的一體化流程。

(2) 智能控制技術(shù)在食品包裝機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。包裝機(jī)械是現(xiàn)今機(jī)械制造業(yè)中的重要發(fā)展領(lǐng)域，而食品包裝機(jī)械約占中國(guó)包裝機(jī)械市場(chǎng)的1/3，面對(duì)如此龐大的包裝市場(chǎng)，食品機(jī)械行業(yè)將智能控制技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備中，以此來(lái)提高包裝設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而進(jìn)一步占據(jù)市場(chǎng)。食品包裝過(guò)程通常包括填充、包裹以及封口等環(huán)節(jié)，為對(duì)各環(huán)節(jié)完成質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包裝機(jī)械設(shè)備上通常會(huì)安裝很多傳感器，對(duì)包裝材料的尺寸、形狀以及食物的填充位置、狀態(tài)等進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，但這些傳感器并非全部打開(kāi)。目前，食品包裝機(jī)械的智能控制途徑主要表現(xiàn)為開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制以及半閉環(huán)控制。開(kāi)環(huán)控制是指企業(yè)并未打開(kāi)包裝機(jī)械上的傳感器，此種控制方法適用于要求不高的食品包裝，比如簡(jiǎn)單的灌注包裝、封口包裝；閉環(huán)控制是指包裝機(jī)械上各種傳感器都處于運(yùn)行狀態(tài)，能夠?qū)κ称窢顟B(tài)或包裝位置等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)并將其傳送至控制器，以便于工作人員進(jìn)行其他操作的控制方式，這種方式更適用于對(duì)包裝要求較高的食品機(jī)械設(shè)備，比如真空包裝、壓力罐裝等機(jī)械設(shè)備；半閉環(huán)控制是指企業(yè)對(duì)包裝機(jī)械設(shè)備上某個(gè)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)檢測(cè)某包裝環(huán)節(jié)的質(zhì)量是否合格?，F(xiàn)今，人們利用智能控制技術(shù)對(duì)食品包裝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，機(jī)械設(shè)備的包裝動(dòng)作、包裝過(guò)程都有著嚴(yán)格的程序設(shè)計(jì)，這使得食品企業(yè)的包裝生產(chǎn)線無(wú)人化成為可能，在智能控制技術(shù)的幫助下，食品包裝機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化、智能化水平大大提升。

(3) 智能控制技術(shù)在食品質(zhì)量檢測(cè)機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。食品質(zhì)量檢測(cè)是現(xiàn)今各國(guó)都尤為重視的環(huán)節(jié)，人們對(duì)食品的質(zhì)量、味道等進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，以保障食品的安全性與美味性，隨著國(guó)民生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)食品檢測(cè)提出了更嚴(yán)格的要求，這使得食品質(zhì)量檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的升級(jí)與優(yōu)化備受關(guān)注。企業(yè)利用傳感器對(duì)食品的狀態(tài)、品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析來(lái)控制食品的質(zhì)量，將智能控制技術(shù)引入其中后，傳感器檢測(cè)的精確度、效率都進(jìn)一步提升，食品質(zhì)量檢測(cè)水平大幅提升，這為國(guó)民食品安全提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

2.3 智能控制技術(shù)應(yīng)用于食品機(jī)械行業(yè)的優(yōu)勢(shì)

隨著智能控制技術(shù)的應(yīng)用，食品機(jī)械行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越好，食品加工與生產(chǎn)的質(zhì)量與效率得以提高，包裝環(huán)節(jié)也更加趨向于智能化，中國(guó)食品加工與生產(chǎn)體系已形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)中國(guó)食品行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。得益于中國(guó)食品機(jī)械行業(yè)技術(shù)水平的大幅提升，中國(guó)食品機(jī)械設(shè)備更加復(fù)雜多樣，食品機(jī)械設(shè)備的出口與相關(guān)外來(lái)投資商不斷增加，中國(guó)的制造水平更加提升?？梢?jiàn)，智能控制技術(shù)在食品機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用具有重要意義。