食品包裝領(lǐng)域機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用探析

陳 強(qiáng)，周建修，戴觀軍

（浙江新德寶機(jī)械有限公司，浙江溫州 325409）

食品安全，是人們廣泛關(guān)注的問題。食品包裝合格與否，也會(huì)對(duì)食品質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響，在生產(chǎn)食品時(shí)，接觸的人越多，越容易發(fā)生污染事件。因此，在很多國家的食品生產(chǎn)過程都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作。但是在我國，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化的食品企業(yè)數(shù)量不多，絕大多數(shù)都是半自動(dòng)生產(chǎn)和包裝。特別是一些資金受限的企業(yè)，在采購包裝設(shè)備時(shí)，過于關(guān)注設(shè)備價(jià)格，而不重視設(shè)備質(zhì)量，致使食品包裝自動(dòng)化水平很低。

1 食品包裝機(jī)械自動(dòng)化控制的重要性

隨著我國人口數(shù)量在不斷增加，市場(chǎng)的食品需求量更是逐年猛增，為更好地滿足市場(chǎng)發(fā)展需求，應(yīng)該積極創(chuàng)新食品包裝機(jī)械設(shè)備的技術(shù)。現(xiàn)在食品包裝機(jī)械設(shè)備種類繁多，我國的食品生產(chǎn)行業(yè)在積極加快發(fā)展速度的同時(shí)，還應(yīng)重視食品包裝材料的豐富，積極創(chuàng)新食品包裝相關(guān)技術(shù)。食品包裝機(jī)械設(shè)備所用的技術(shù)不同，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相差很大。在食品包裝機(jī)械操作方面，應(yīng)積極提升工作效率和工作精準(zhǔn)性。包裝機(jī)械自動(dòng)化的重要性具體表現(xiàn)如下。

（1）當(dāng)前人們對(duì)食品的需求量越來越高，需要不斷提升食品包裝機(jī)械的工作效率，以期為市場(chǎng)提供足夠的食品資源。

（2）食品包裝工序需要有非常高的靈活性。即，應(yīng)該結(jié)合包裝商品的材質(zhì)及具體的要求對(duì)包裝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)結(jié)合食品的具體特性，選用最合適的包裝方法。

（3）食品包裝機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。在包裝作業(yè)中，如果機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，故障尋找起來就非常難。在排查包裝機(jī)械的故障時(shí)，企業(yè)應(yīng)切實(shí)提升排查效率，積極做好相關(guān)的預(yù)防工作。

（4）食品包裝是和食品銷售息息相關(guān)的環(huán)節(jié)，所以食品包裝機(jī)械必須有自動(dòng)識(shí)別的功能，可以精準(zhǔn)識(shí)別包裝對(duì)象，將誤差的概率降低至最低。

（5）在使用食品包裝機(jī)械時(shí)，需要對(duì)包裝材料進(jìn)行規(guī)范化。食品包裝方面，很多企業(yè)過于重視食品的包裝風(fēng)格，而忽視了包裝的環(huán)保性。在使用包裝機(jī)械進(jìn)行食品包裝時(shí)，應(yīng)積極使用環(huán)保綠色的包裝材料，以將包裝對(duì)生態(tài)的污染降至最低。

（6）在使用食品包裝機(jī)械時(shí)，機(jī)械的安全水平、衛(wèi)生水平都需要時(shí)刻提升，這樣食品的安全、質(zhì)量才能得到更好地保障。

2 自動(dòng)化機(jī)械的組成及具有的特點(diǎn)

2.1 自動(dòng)化機(jī)械的組成

（1）自動(dòng)化設(shè)備由控制子系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng)、傳感子系統(tǒng)3個(gè)部分構(gòu)成。起動(dòng)機(jī)械設(shè)備之前，先要做好定位工作，結(jié)合產(chǎn)品的特性及差異化的方式，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定位。比如，視覺整合傳感機(jī)器人，可以借助程序設(shè)計(jì)用機(jī)械臂完成定位。

（2）自動(dòng)化設(shè)備的定位環(huán)節(jié)完成后，需要進(jìn)行物品的組裝、搬運(yùn)、包裝。比如，在焊接時(shí)，自動(dòng)化機(jī)器人定位好產(chǎn)品后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令，然后完成焊條焊接工作，比人工焊接更準(zhǔn)確。

（3）在自動(dòng)化設(shè)備具體運(yùn)用過程中，設(shè)備定位完了以后，由控制系統(tǒng)下指令完成既定任務(wù)。假設(shè)在運(yùn)用時(shí)出了問題，或是有不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品出現(xiàn)，控制系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)停止生產(chǎn)，保障產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.2 自動(dòng)化機(jī)械具有的特點(diǎn)

2.2.1 對(duì)運(yùn)行的環(huán)境及周邊物品的感應(yīng)不敏感

自動(dòng)化設(shè)備對(duì)它運(yùn)行的環(huán)境及周邊物品的感應(yīng)能力不是很敏感。如果運(yùn)行環(huán)境狀況超出設(shè)備感應(yīng)范圍，自動(dòng)化肯定是會(huì)失靈的。因此，應(yīng)將自動(dòng)化設(shè)備需要處理的產(chǎn)品之間的差距設(shè)定為最小。例如：100 g 的面包和800 g 的面包，在尺寸、重量等方面都差得非常大，這一差距超出自動(dòng)化設(shè)備的處置能力范圍，容易出現(xiàn)一些次品，會(huì)對(duì)食品質(zhì)量和企業(yè)形象產(chǎn)生不利的影響。

2.2.2 靈活性及柔性很好

自動(dòng)化設(shè)備包裝有著非常好的靈活性和柔性，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)線時(shí)，可允許在一定范圍內(nèi)，產(chǎn)品包裝有一定的變化，其具體優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）自動(dòng)化設(shè)備可以對(duì)包裝材質(zhì)的彈性、硬度進(jìn)行反饋，然后控制系統(tǒng)接到反饋后，對(duì)機(jī)械手的工作力度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以更好地完成指令。

（2）自動(dòng)化設(shè)備在運(yùn)用時(shí)，可以減少廢料，降低噪聲，將污染降低至最低。

3 自動(dòng)化設(shè)備在食品包裝行業(yè)的運(yùn)用狀況

3.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用

在食品包裝領(lǐng)域運(yùn)用自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，最主要的目的是保證包裝食品時(shí)食品不受影響。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要是借助對(duì)食品材料的識(shí)別，淘汰加工過程中的次品。如何創(chuàng)建完善的自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)重要問題，其需要積極融合多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，充分發(fā)揮各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的積極作用，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息化技術(shù)等。使用上述先進(jìn)技術(shù)，能夠極大地降低不必要錯(cuò)誤的發(fā)生概率，有效提升食品包裝的工作質(zhì)量及工作效率。

3.2 柔性化生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用

當(dāng)前，各行業(yè)發(fā)展都是突飛猛進(jìn)，食品包裝行業(yè)更是如此，所以自動(dòng)化食品包裝機(jī)械設(shè)備也應(yīng)伴隨食品行業(yè)的發(fā)展而積極地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，在這一大背景中就凸顯出柔性生產(chǎn)技術(shù)在食品包裝設(shè)備中運(yùn)用的積極作用。使用柔性生產(chǎn)技術(shù)，可結(jié)合食品包裝流程的實(shí)際狀況適當(dāng)調(diào)整。但是，該技術(shù)有一個(gè)非常明顯的不足，那就是在使用該技術(shù)在食品包裝環(huán)節(jié)，要想使用柔性生產(chǎn)技術(shù)，就必須要將既定的、正確的生產(chǎn)流程輸入計(jì)算機(jī)，然后讓自動(dòng)化包裝設(shè)備根據(jù)這一流程進(jìn)行工作。

3.3 安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

食品行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)更好地發(fā)展，首先要確保食品生產(chǎn)過程的安全和質(zhì)量。即，將一些先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到食品包裝行業(yè)后，借助諸多安全檢測(cè)技術(shù)，讓食品的安全得到極大的提升。安全檢測(cè)技術(shù)主要用于檢測(cè)在加工過程中食品中的細(xì)菌狀況，借助檢測(cè)確保食品不受細(xì)菌影響。

3.4 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用

運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)能夠精準(zhǔn)地對(duì)食品的移動(dòng)狀況進(jìn)行定位，讓食品生產(chǎn)過程得到準(zhǔn)確、全面地控制。通過創(chuàng)新這一技術(shù)，能夠?qū)κ称芳庸に俣冗M(jìn)行有效調(diào)控，還可有效提高包裝精準(zhǔn)性。

4 機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用時(shí)伴隨的問題分析

4.1 工作人員創(chuàng)新能力不強(qiáng)，技術(shù)創(chuàng)新缺失

近年來，我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)得到了極大的發(fā)展，然而，專業(yè)人才培養(yǎng)卻顯得較為落后，專業(yè)人才的培養(yǎng)不受重視。因此，技術(shù)人員要想提高創(chuàng)新能力就顯得困難重重，綜合能力、思維能力提升困難，且與先進(jìn)技術(shù)的距離相差甚遠(yuǎn)。其最關(guān)鍵的是，技術(shù)創(chuàng)新不夠，因?yàn)榧夹g(shù)人員不足、先進(jìn)技術(shù)缺失，致使國內(nèi)食品包裝行業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備和發(fā)達(dá)國家相比，相差非常大。

4.2 自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)用不夠廣泛

國內(nèi)的食品企業(yè)，大多數(shù)是一些規(guī)模不算大的中小型企業(yè)，僅有極少數(shù)的食品企業(yè)屬于大型企業(yè)。在實(shí)力方面，中小型企業(yè)隨著沒有能力配置自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備；同時(shí)，在技術(shù)方面，中小型企業(yè)也缺少了技術(shù)創(chuàng)新的能力。這讓食品行業(yè)自動(dòng)化程度地提升受到極大地限制，不利于我國食品行業(yè)的發(fā)展。

5 食品包裝行業(yè)的機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)及改進(jìn)建議

5.1 發(fā)展趨勢(shì)

5.1.1 數(shù)控化

在食品包裝自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備中，積極使用數(shù)控機(jī)床原理，會(huì)讓食品包裝各環(huán)節(jié)的數(shù)控效果得到極大的優(yōu)化和改善。在包裝環(huán)節(jié)中使用數(shù)控程序，會(huì)讓自動(dòng)化包裝機(jī)械的適應(yīng)程度和使用價(jià)值也得到極大的提升。

5.1.2 信息一體化

在很多先進(jìn)信息化技術(shù)的大力支持下，CAD 技術(shù)在我國的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，得到了很好地應(yīng)用。因食品包裝自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備也屬于工業(yè)領(lǐng)域范圍，所以假設(shè)能夠在食品包裝自動(dòng)化機(jī)械中使用CAD 技術(shù)，會(huì)讓這些機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)周期問題得到根本解決，縮減控制周期。同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的使用，使用工程學(xué)原理，可以為人工操作時(shí)各機(jī)械設(shè)備的實(shí)際操作提供方便。為讓當(dāng)前綠色、低碳等設(shè)計(jì)要求得到更好地滿足，建議在自動(dòng)化食品包裝機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，積極使用CAD 技術(shù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出能夠滿足綠色、低碳等理念的機(jī)械設(shè)備。

5.1.3 智能化

為讓食品包裝機(jī)械設(shè)自動(dòng)化水平及包裝環(huán)節(jié)的工作效率得到提高，建議食品企業(yè)積極使用監(jiān)控系統(tǒng)，在包裝工序使用監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)做好預(yù)防措施，以免因發(fā)生故障致使食品包裝進(jìn)度被拖延。

5.2 改進(jìn)建議

5.2.1 積極研發(fā)最新的節(jié)能設(shè)施

隨著全球資源、能源的數(shù)量越來越少，各行業(yè)在其發(fā)展實(shí)踐中，都應(yīng)該積極研發(fā)節(jié)能設(shè)備設(shè)施，食品行業(yè)也不例外。因?yàn)樵谑称沸袠I(yè)，國外的技術(shù)水平比較高，所以他們?cè)缇烷_始了自動(dòng)化設(shè)施設(shè)備的創(chuàng)新工作，伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備就此誕生。使用伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備，能夠最大限度地節(jié)約能源資源，使食品行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有效提升，讓企業(yè)生產(chǎn)成本得到有效降低。

5.2.2 在使用先進(jìn)技術(shù)時(shí)，要重視多樣化的使用措施

在食品包裝行業(yè)，借助一些先進(jìn)的科技，能夠有效延長食品的保質(zhì)期限，同時(shí)還能讓食品安全得到提升，例如：真空包裝技術(shù)的使用。要想在食品包裝行業(yè)中，積極實(shí)現(xiàn)更多先進(jìn)技術(shù)的使用和創(chuàng)新，離不開各科研單位及機(jī)構(gòu)的積極創(chuàng)新，讓我國的技術(shù)水平得到極大地提升。

5.2.3 優(yōu)化資源、能源的合理使用

因資源有限，食品行業(yè)所用的自動(dòng)化設(shè)備，必須要在資源、能源的優(yōu)化使用等方面進(jìn)行積極創(chuàng)新。即，回收再利用資源和能源，將資源能源的使用價(jià)值充分發(fā)揮出來。另外，還應(yīng)積極對(duì)食品加工的原材料進(jìn)行改善，以免食品在包裝時(shí)自身營養(yǎng)價(jià)值的缺失，對(duì)食品造成的不必要損失。

6 結(jié)術(shù)語

在全球各行各業(yè)的發(fā)展過程中，應(yīng)積極提倡安全、環(huán)保、健康等理念。這些理念對(duì)食品包裝領(lǐng)域而言，是非常大的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)，另外，也讓食品行業(yè)的競(jìng)爭越來越白熱化。我國的食品行業(yè)，因?yàn)槭艿搅撕芏鄧鴥?nèi)外各項(xiàng)因素的極大制約，發(fā)展過程受到限制，所以國內(nèi)的食品行業(yè)應(yīng)積極強(qiáng)化自己的技術(shù)創(chuàng)新能力，提高自己的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，高度重視創(chuàng)新型專業(yè)人才的培養(yǎng)，讓機(jī)械自動(dòng)化水平和食品行業(yè)的技術(shù)水平得到提升，從而推動(dòng)食品行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。