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充氣式食品包裝機技術

中國的食品包裝機械經過近20年的發展,已經形成了一定的規模,成為機械工業中的重要組成部分?,F在國內食品加工的大部分包裝工作,尤其是較復雜的包裝過程基本還是人工操作, 從而極可能對被包裝產品造成污染,這種狀況急需得到改變。目前國家加大力度實施食品質量安全市場準入制度,食品包裝設備 也正在逐步納入食品質量安全準入體系中,對食品包裝機械行業是個實現產業升級的良好契機?,F代食品包裝機械匯集了多種學 科最先進的技術,具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點,并正向智能化、集成化方向發展,其中的基礎組成部分之一是氣動技術。


氣動技術,全稱氣壓傳動與控制技術,是生產過程自動化和機械化的最有效手段之一,具有高速高效、清潔安全、低成本、 易維護等優點,被廣泛應用于輕工機械領域中。在食品包裝及生 產過程中也正在發揮越來越重要的作用,奶粉充填包裝機、酸奶 塑杯成型灌裝封切機、飲料啤酒灌裝機、果凍充填包裝機、餅干和面包包裝機、薯片充填包裝機、灌醬機、肉類包裝機等均有大 量使用,可以縮短加工輔助時間,減輕工人勞動強度,充分發揮設備的局效性能。


但由于食品包裝機械必須要符合食品機械安全的相關要求和規定,而且工作現場環境一般又較為復雜苛刻,如果使用了不適當的氣動元件,往往會出現不正?,F象;而現代的食品包裝機 械,通常是集機械、電氣、液壓、氣動等于一體的設備,組成設 備的各部分之間具有密切的聯系,其中任何一部分發生故障均會 影響其他部分的正常工作,大型食品包裝設備內有成千上萬只元 器件,故障的檢查、維修難一向是最棘手的問題之一,因此,在食品包裝機械中的氣動設計與應用顯得尤為重要。

1氣動技術在食品包裝機械中的應用

在食品生產中,不同的生產區對衛生有不同要求,歐洲的EN 1672-2標準將食品加工機械的環境定義為三個工作區,分別為食品區、飛賤區和非食品區。根據不同的區域,所需要使用的氣動技術及產品也不盡相同。


(1 )在食品區和飛濺區,氣動技術主要用于分配、裝瓶、 成形、灌裝、配劑、密封等裝置中。由于氣動元件需要直接或間 接與主要生產原料接觸,為了防止產生對最終產品產生污染的可 能性,其材質應為無毒、無吸收性、耐腐蝕的不銹鋼;如果使 用鋁合金,則應具有一定抗腐蝕能力、無毒性、無吸收性;元 件內部所使用的橡膠制品如密封件等應符合相應的衛生要求,在工作環境中應具有耐熱、耐酸堿、耐油的穩定性,可接受正常清洗和消毒,不溶解,無毒性、無吸收性,不得有影響產品的氣 味;工作空氣過濾裝置應保證不得使5mm以上的塵埃通過;結 構及表面應平滑、耐久、易于清潔并達到良好的洗凈效果。盡管飛濺區的設計需要和食品區域相似,但材料要求可酌情降低,同時必須保證該設計對食物產品無負面影響。


在這兩種環境中應用典型的氣動產品有不銹鋼氣缸、潔凈型 氣缸、易清洗閥島、不銹鋼氣源處理元件等。而其中最具有代表 意義的,是潔凈型氣缸,具有自排水功能,所以液體可以直接流 掉,還可進行反復清洗,具有可替換性,甚至連安裝件也都采用 標準件,安裝維修都極為方便。


(2)在非食品區域,氣動技術主要用于封袋、包裝、貼標、檢測、加蓋等裝置中。盡管這個區域的氣動元件不需要接觸生產原料,但通常仍然需要具有標準化、易清洗、智能環保、結構緊湊等特點。由于現在的食品包裝設備要求在有限的空間內實現更多的功能,因此對于氣動元件的尺寸也要求越來越緊湊、集成、模塊化;此外,先進的食品包裝設備普遍采用由過濾器、減 壓閥和不供油潤滑的閥、氣缸等組成的無給油潤滑氣動系統。這種系統在元件需要潤滑處預先封入潤滑脂,無需油霧器,可長時間工作而不需補充潤滑脂,可降低油耗、改善環境、成本低、維修方便、性能穩定。


 2氣動技術在食品包裝機械中的應用發展趨勢


 隨著食品加工工藝的日益提高,食品包裝的自動化水平也在 不斷提高,目前,食品包裝機械的研發正朝著高速、多功能化及 控制智能化的方向發展,工業機器人、微電子、電腦、智能型和圖像傳感技術等將會得到越來越廣泛應用,而應用于食品包裝機 械氣動技術的智能化、網絡化也就將成為必然。

這些智能化、網絡化的高新氣動技術已經在一些西方國家得到了開發和應用,實現了食品包裝機械進一步智能化,通過對這 些技術的了解和研究吸收,國內食品包裝機械的水平也有望得到 提升和發展,減少食品加工過程中的人為或機器差錯,確保食品機械的可靠運行,實現安全生產和清潔生產,實現食品包裝過程的連續化生產,早日與國際接軌。


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