食品包装行业自动化机械装备的应用

食品包装行业自动化机械装备的应用

宋鲁军2,徐宏达3,詹水兵4,沈明刚

德沃包装机械（杭州）有限公司，浙江省杭州市310000

摘要：目前，在食品的生产过程中，如果接触的人群较少那么食品受到污染的概率也就比较小，所以当前食品加工企业大多数会选择自动化的生产方式。目前我国食品加工企业多数情况下仍采用人工包装的生产方式，自动化水平落后于其他发达国家。即使一些企业采用自动化加工方式，但是受成本及其他方面的限制，在选购设备的时候比较重视价格，这也导致食品的包装出现问题。

关键词：食品包装；行业；自动化机械装备；应用 

引言

近年来，我国食品工业结构在科技技术水平不断提升，大众愈发重视食品安全问题情形下，转型与升级趋势十分明显，并在国家与社会共同协助之下得以有效现代化发展，从而为强化食品行业的创新性发展打下坚实基础。食品包装机械作为食品工业结构系统中的基本组建部分，其在新时代的电子化发展进程，对食品工业整体生产效率的高与低有深远影响。

1食品包装机械自动化控制的必要性

1.1 食品包装机械的特征分析

目前，我国人口数量逐年上升，人们对食品的需求量正在不断增加。为了应对市场的发展趋势，我国在食品包装机械技术上正在不断创新和研发。目前，我国在食品包装机械种类上已有多种类型，并正随着市场的发展而不断增多。因此，我国食品生产在加快发展脚步的同时，食品包装材料也在逐渐丰富，并向着提升科技水平的趋势发展。具体而言，由于食品包装机械的技术不同，其内部结构相对较为复杂，因此，在机械操作上需要实现高精准、高效率的操作过程。

1.2 食品包装机械自动化控制的重要性

食品包装机械自动化控制的重要性：为了应对当前市场对食品需求量的增长，食品包装机械的工作效率需不断提高，从而为人们提供充足的食品资源。食品包装需要具备灵活性。面对当前食品行业大规模的发展，当代食品的包装种类越来越丰富，且食品的密封技术种类繁多。因此，在食品包装机械技术方面，需要根据包装食品的材质和要求改变包装技术，并根据食品规格采用适宜的包装形式。食品包装的机械结构较为复杂，因此，在应用过程中出现故障现象时，难以快速找到故障。由此可见，在包装机械故障的排查中，食品包装企业需提高故障排查效率，并做好预防措施。食品包装是一项与销售市场有直接关联的技术环节。因此，在机械设施方面，食品包装机械需要具备一定的自动识别功能，能对食品包装对象进行精准的自动化识别，降低包装误差概率。食品包装机械需规范包装材料。在面对当前市场各式各样的食品种类及包装时，食品包装不再仅仅是简单的食品安全存储包装，更是各个企业的营销手段。因此，在食品包装方面，许多企业都更加注重包装风格和食品规格，忽视了食品包装的环保性质。在食品包装机械的包装过程中，需要推广绿色环保的包装材质，减少中间环节对环境的污染，从而使食品包装机械实现低碳、绿色、环保生产。食品包装机械在运行时需提升其生产运行的安全和卫生水平，确保食品的安全系数。

2食品包装设备自动化技术的应用价值

2.1 食品品质的管理控制

不同品类的食品在加工、生产时，对环境有非常严苛的要求，如对温度、湿度、酸碱度等参数的要求。面粉制品容易发生霉变，在包装前应当全面检测食品中微生物情况，控制包装时食品的温度，一般在温度较低的环境下进行密封包装，才能避免食品过早出现霉变情况。自动化技术通过传感设备能够对包装环境、食品温度、微生物菌落等情况进行全自动、有效判断，以确保包装、加工环境的有效性，从而保证食品品质不会受到影响。根据不同的食品品质要求，在自动化食品包装设备运行的过程中，可以针对性地选择传感器，对食品进行全自动品质检查，及时剔除不合格的产品，从而确保产品品质的统一性，为消费者提供更稳定的食品口感、味觉服务，为企业的品牌管理提供可靠助力。

2.2 减少原材料的浪费

在我国提倡食品安全的同时，节约粮食、减少浪费是食品行业得以可持续发展的重要基础。自动化食品包装设备，可以通过标准化生产，进一步提升生产、加工过程的标准化。通过对数量、重量、品质等参数的合理设计，提升包装设备的精准性，从而有效减少加工、包装过程中出现的材料浪费情况。同时，现代食品包装的设计较为复杂，如包装规格、包装材料等各有差异，自动化技术的应用，可以提升包装传递过程中的有序性，并反馈给不同的包装机械手，使其能够按照准确的位置进入到包装中，从而避免包装失误造成的浪费。

2.3 满足市场对生产效率、包装参数的调整需求

自动化技术的应用，可以显著提升食品包装设备的工作效率，在无人监管的环境下，保证生产过程的连续性，从而提升生产效率。同时，在展开包装参数调整的过程中，可以根据实际需求设置相关参数，甚至通过远程的方式，在控制端口输入相关信息，对于提升食品包装的可靠性有重要影响。

2.4 适应食品行业工业化、规模化的生产要求

食品行业在工业化、规模化的生产过程中，自动化无人值守的技术可以有效提高生产过程的连续性与可靠性，在提升生产能力的同时，可以进一步降低食品加工、包装过程中的成本支出。特别是在规模化生产的过程中，自动化技术的有效利用，可以进一步保证使用相同的质量标准进行相同产品的生产与加工，以保证每批次食品的质量安全。此外，自动化技术在面向市场时，能够为食品企业建立品牌效应，并提供可靠的支持。例如，可口可乐公司采用的自动化可乐生产线，确保了可口可乐公司饮料产品品质的统一性，在长期保持良好品质的情况下，为企业的品牌形象提供了良好的保障。

3自动化技术在食品包装机械中的应用

3.1 传感技术

当前生产过程中传感器运用得比较多，特别是食品包装机械行业，传感器无论是在性能和功能上都得到较好的改善，同时市场也使机械自动化生产有了较好的发展空间。当前，我国比较重视这一问题，而且还根据食品的生产情况提出相应的要求。在以往，我国食品机械制造厂往往不重视食品的检测技术，所以食品检测技术还有较大的发展空间，并且传感技术在食品的其他方面也有着重要作用。相关调查发现，一些先进国家在食品生产方面已经利用不同的检测器，而且有较好的使用效果，它可以根据食品的情况以及生产时间测定出食品的大约变质时期。这类设备的工作原理是利用扫描和传感器：检测人员通过设备对食品进行扫描，可以获取相应的信息，以此确保食品的具体实践，再通过数据库进行对比，得到正确的检测结果。传感技术对生产过程的自动监控。

传感器技术在食品加工行业中十分常见，根据不同的监控需求，利用对应类型的传感器可以有效提升生产数据的收集效率，并在自动化控制系统的支持下，对生产过程进行管理。例如，对储存罐的监控，可以利用传感器对温度、压力、容量等参数进行监控，以保证包装过程的安全可靠。同时，随着现代传感技术的快速发展，传感设备的小型化、集成化现象变得更加明显，包装设备可以在生产过程中，在获得食物加工数据和产品线具体流程、变化的同时，随时掌握食品的资讯和状态，并与食品加工资料库中的信息数据进行对比，保持自动化生产过程的最佳状态。

3.2 运动控制系统

运动控制系统在食品机械发展中具有重要作用，相应的技术也越来越成熟。运动控制技术主要是对设备进行精确控制，同时还能对其速度进行把控，能控制食品的输送、装卸等环节。该项技术采用了运动控制，技术人员可以根据实际生产情况对其进行不同档位的划分，实现食品包装的升级。食品包装机械化较明显的特点就是连续性，在开展过程中往往对其速度、精度以及动态有一定的要求，这样能确保产品的质量和生产效率。它可以采取不同的方式高度追踪物品，转换控制模式。

3.3 柔性化生产

当前我国的市场竞争比较激烈，而且各大企业在根据市场的实际情况进行不断更新，因而对食品包装机械灵活性和柔性化有了更高的要求。柔性化生产是以食品包装机械的灵活以及其他方面进行综合考虑的，为了确保食品包装具有一定的柔性，则需要合理设定自动化，一般情况下需要采用模块技术和计算机技术进行调整来实现全面改善。在具体包装过程中，还要根据生产产品做好单元的设定，以实现对产品的全面包装。

3.4 自动化识别

自动化识别的主要功能是对材料的硬度以及多个方面进行测定，通过设备对其进行识别并将对应的数据反馈传输到计算机之中。在计算机的帮助下对设备操作进行一些细节调整，这样就可以保证生产不出现反弹。另外，在生产过程中还可以针对不同的产品采用不同的包装方式，通过扫描确认产品位置，并将相关信息反馈给机械手，这样就能判断其位置及方向。在 21 世纪初期，一些国外食品厂家就已经开始利用自动化识别技术，它不仅实现了对不同类型的食品包装，还提高了整体的生产效率，减少了工作人员的生产强度。

3.5模块化的功能接口

为了满足不同类型食品包装的需求，现阶段食品包装设备在应用过程中，利用总线技术、模块化技术，将不少硬件进行模块化，食品加工企业可以根据自身的需求采购具有相应模块的包装设备，从而提升食品包装设备的灵活性，使其可以应对大部分的食品包装使用需求。在建立大型食品自动化生产线的过程中，模块化的机械设备，可以根据企业的实际要求安装传感器、仪器仪表以及生产系统、安全系统。此外，可通过集成化的系统控制对自动化包装设备的生产过程进行控制。例如，在产品生产线的自动化控制过程中，基于现场总线技术和 EPR 系统的有效结合，可以对食品包装设备的生产过程进行同步伺服或者异步伺服的有效控制，而不同模块的控制需求均可以通过 EPR 系统进行统一设置，从而保证生产过程的连续性，并使食品包装设备具有可扩展性。例如，可以根据食品加工的需求，在食品包装设备中增加智能机器人，并根据实际的生产需求进行有效控制。

3.6食品包装机械自动化控制器

从我国当前的食品包装机械技术看，自动化控制器的应用范围正在逐渐扩大，在食品包装行业中的应用正在逐渐成熟。以我国当前的食品行业来看，如果在包装机械环节中应用控制器，则需要考虑 3 个因素：食品包装机械需要选择使用简单的电器回路装置，从而在食品包装机械运行的过程中简化操作，按下按钮即可对机械包装技术进行控制，操作更加简单；在食品包装机械控制器的选择上，推荐选择可编程控制器，这是因为可编程控制器具备强大的逻辑功能。该功能能对食品包装机械的运行进行控制，提高食品包装机械的灵活性，从而有效提高食品包装机械自动化运行的效率；在食品包装机械的控制器上，可利用计算机技术进行总部控制，利用计算机技术程序控制食品包装机械自动化设备，从而形成智能化控制。

结语

随着科学技术的不断发展，现代食品加工行业正朝着规模化、自动化的方向高速发展。现在许多企业，都已经重视了食品加工及包装的自动化。但是机械自动化的开发还任重道远。它不仅能够节约成本，增加产量，保证质量。食品机械装备的研制过程中，食品包装设备的功能也不仅限于简单的包装功能，在传感技术、智能技术、工业机器人等技术的支持下，其功能变得更加多元化。食品加工设备的智能化、网络化运行使食品包装设备的远程管理得到有效支持，进一步提升了生产、加工过程的可靠性，为提升食品企业的生产能力、确保食品安全提供了客观的技术基础。

参考文献

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