自動化是食品包裝機械發展的必然之路
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食品包裝機械是指完成全部或部分食品包裝的機械,包括充填、封口等工序,以及食品包裝的計量或者包裝件上蓋印等工序。食品包裝機械有以下特點:一是種類多、更新快,市面上包裝機械品種已有2000多種,這還不包含輔助性機械和包裝材料機械,而且隨著社會進步,產品也在不斷增加,包裝工藝與包裝材料更新速度更快,并向高科技水平發展。二是食品包裝機械復雜,要求動作精準、速度快,影響其結構性能的因素較多(如包裝物的尺寸、包裝材料、容器質量),對于包裝的設汁和制作也有更高要求(如精度、剛度等)。
一、食品包裝機械 實現自動化控制的必要性
食品包裝機械發展已有20多年,相對于食品工業仍是一個新行業。從目前的情況看,企業的食品包裝主要以單機生產為主,自動控制技術應用較少,導致生產效率低、耗能高。近幾年新科技迅猛發展,新技術在各行業不斷應用,為了能夠滿足人們的消費需求,對食品包裝機械也提出了更高的要求:一是食品包裝機械的生產效率期望越來越高;二是食品包裝需具有良好的適用性和靈活性,確保包裝機械根據包裝物的要求和包裝材料實現標準化、規范化;三是便于快速排查與解決食品包裝機械中所出現的故障;四是食品包裝機械應具備自動識別功能,減少誤差的出現;五是食品包裝機械要實現綠色包裝;六是食品的生產和包裝過程安全、衛生。由此可見,實現食品包裝機械自動化,尤其是實現高度融合的自動包裝線,在體現現代生產發展的同時,也使企業獲得巨大的經濟效益。
二、食品包裝機械自動控制的途徑
1.食品包裝機械的控制方式。食品從生產到包裝,整個過程可以有三種控制方式:一是開環控制,對產品質量與包裝要求不高的可采用此方式,成本較低、可靠性高是其優勢;二是閉環控制,利用安裝在食品包裝機械上的各種傳感器檢測包裝設備的工作狀態,將檢測到的各種信息反饋到設備上,對于產品與包裝質量要求較高的可選擇此方式;三是半閉環控制,通過食品包裝機械上的某一個傳感器來檢測工作狀態,對于產品與包裝質量要求很高的應首選這種方式。
2.食品包裝機械上的控制器。一是采取簡單的電器回路,僅用按鈕就能夠控制,功能單一、簡單;二是使用可編程的控制器,強大的邏輯功能可以提高食品包裝機械的靈活性和自動化效率,方便人員操作;三是應用汁算機和程序進行控制,發揮自動化產品的優勢,達到整個生產線的無人操作化。
3.食品包裝機械的驅動技術。食品包裝機械組成多、速度快、精度高,同時各個動作要協調一致;將先進技術應用到食品包裝機械上,使得整個設備傳動裝置得到精簡,有利于食品包裝機械的升級。
三、食品包裝機械自動化的發展方向
1.食品包裝機械數控化。將數控機床的經驗應用到食品包裝機械,利用程序控制食品包裝過程和包裝動作,提高設備的適應面,提升設備的價值。
2.食品包裝機械信息一體化。CAD技術在工程領域已得到廣泛應用,將其應用到食品包裝機械上,可以縮短設備開發周期;在設計中可充分考慮到人機工程學,充分考慮人工在操作性方面是否方便;將設汁的結果應用到CAE軟件進行性能和結構的優化,使設計滿足綠色環保要求;將CAM技術應用到產品生產的過程中,進行零件的加工與數控加工代碼的生成;將市場需求和調研、維修等過程統一歸納到CIMS中去。
3.食品包裝機械監控與診斷智能化。在日常工作中收集各種故障,從原因、現象、位置等來建立故障診斷系統,對食品包裝設備進行監控。利用網絡技術,企業也可以進行遠程監控與設備故障診斷的自動排查,減少人工參與,保證食品包裝機械在運行中沒有人為接觸和污染。
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