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隨著我國商品經(jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的提高，食品包裝機(jī)械和包裝技術(shù)的前景十分樂觀。近年來，國家加大了對食品和藥品質(zhì)量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工和包裝技術(shù)都提出了新的要求。一批食品生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進(jìn)行包裝設(shè)備的技術(shù)改造和生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國食品行業(yè)的水平和市場競爭力。
盡管我國食品包裝機(jī)械和包裝技術(shù)的水平有了提高，但是我國的食品包裝機(jī)械和包裝技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的相比在競爭中還是明顯處于弱勢。我國包裝機(jī)械行業(yè)30%左右的企業(yè)存在低水平的重復(fù)建設(shè)。這種狀況不但浪費(fèi)了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機(jī)械市場的無序混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機(jī)械的升級換代和包裝技術(shù)的創(chuàng)新。
目前，我國的食品包裝機(jī)械多以單機(jī)為主，科技含量和自動化程度低，在新技術(shù)、新工藝、新材料方面應(yīng)用的少，滿足不了我國當(dāng)前食品企業(yè)發(fā)展的要求。一些食品企業(yè)為了技術(shù)改造，不得不花費(fèi)大量的資金從國外引進(jìn)一些技術(shù)先進(jìn)的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導(dǎo)致很大一部分國內(nèi)的市場份額被國外品牌所占領(lǐng)。
國產(chǎn)食品包裝機(jī)械與國際的主要差距
1、生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差，產(chǎn)品造型落后，外觀粗糙，基礎(chǔ)件和配套件壽命低，國產(chǎn)的氣動件和電器元件質(zhì)量差。
2、控制技術(shù)應(yīng)用得少。比如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)等。專家指出，世界上德國、意大利、美國和日本的包裝機(jī)械水平處于領(lǐng)先地位。其中，在美國成型、充填、封口三種機(jī)械設(shè)備的技術(shù)更新很快。如美國液體灌裝設(shè)備公司(EJF)生產(chǎn)的液體灌裝機(jī)，一臺設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)重力灌裝、壓力灌裝以及正壓移動泵式灌裝。就是說，任何黏度的液體，只要通過微機(jī)控制來改變灌裝方式就可以實(shí)現(xiàn)。
而德國的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設(shè)備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，以適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計(jì)算機(jī)和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。
意大利生產(chǎn)的包裝機(jī)械中，40%是食品包裝機(jī)械，如糖果包裝機(jī)、茶葉包裝機(jī)、灌裝機(jī)等。產(chǎn)品的特點(diǎn)是外觀考究、性能優(yōu)良、價(jià)格便宜。意大利包裝機(jī)械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督、檢驗(yàn)、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。
日本的食品包裝機(jī)械，雖然以中小單機(jī)為主，但設(shè)備體積小、精度高、易于安裝、操作方便、自動化程度也較高。
隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)中。新的合金材料、高分子材料、復(fù)合材料、無機(jī)非金屬材料等新材料也得到了推廣應(yīng)用，食品包裝機(jī)械的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。
未來的制造業(yè)將呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：
■生產(chǎn)規(guī)模：小批量→少品種大批量→多品種變批量。
■資源配置：勞動密集型→設(shè)備密集型→信息密集型→知識密集型。
■生產(chǎn)方式：手工→機(jī)械化→單機(jī)自動化→剛性流水自動線→柔性自動線→智能自動線。
■工藝方法：重視加工前后處理、重視工藝裝備，使制造技術(shù)成為集工藝方法、工藝裝備、工藝材料為一體的成套技術(shù)。
■過程控制：把對物流、檢驗(yàn)、包裝、儲存過程的控制作為制造技術(shù)的組成部分。
■建立產(chǎn)品循環(huán)系統(tǒng)：設(shè)計(jì)→生產(chǎn)預(yù)備→加工制造→銷售→→利用，整個(gè)過程形成一個(gè)良性循環(huán)。
面對市場的需求和我國食品包裝機(jī)械的差距，如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，是擺在我國食品包裝機(jī)械企業(yè)面前的緊迫任務(wù)。
我國食品包裝機(jī)械的創(chuàng)新
1、生產(chǎn)效率化、機(jī)電一體化。是實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械自動化，保證設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性的要害。未來的機(jī)械將向四個(gè)方向發(fā)展，一是功能多元化、彈性化，那些具有多種切換功能的包裝機(jī)械才能適應(yīng)市場的需要；二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，充分利用原有機(jī)型進(jìn)行模組設(shè)計(jì)，在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換機(jī)型；三是控制智能化。目前食品包裝機(jī)械普遍采用的是PLC動力負(fù)載控制器，雖然PLC彈性很大，但是仍然未具有電腦所擁有的強(qiáng)大功能；四是結(jié)構(gòu)高精度化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)控制等關(guān)系設(shè)備性能的要害部分都是通過電動機(jī)、編碼器、NC數(shù)字控制和PLC動力負(fù)載控制來實(shí)現(xiàn)的，并適度的作產(chǎn)品功能延伸，使食品包裝機(jī)械成為一種高技術(shù)產(chǎn)品。
2、資源高利用化。主要是提高設(shè)備對資源的綜合利用率，做到物盡其用，提高有效成分的提取率，減少食品營養(yǎng)的損失。
3、設(shè)備的節(jié)能化。在設(shè)備上廣泛采用節(jié)能技術(shù)，努力降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
4、高技術(shù)的實(shí)用化。采用微機(jī)技術(shù)、真空技術(shù)、無菌包裝技術(shù)、膜分離技術(shù)、超高壓殺菌技術(shù)等，提高包裝后的食品質(zhì)量和儲存期。
總之，食品包裝機(jī)械應(yīng)向知識密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化的方向發(fā)展。包裝行業(yè)應(yīng)集中科研力量，把研制我國食品行業(yè)急需的成套設(shè)備作為攻關(guān)的重點(diǎn)，推出新品種，填補(bǔ)空白。
食品包裝機(jī)械上的新技術(shù)
1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。國際上發(fā)達(dá)國家的制造商都十分重視包裝機(jī)械部件的通用性。模塊化設(shè)計(jì)是指為了開發(fā)出具有多種功能的不同產(chǎn)品，不必對每種產(chǎn)品施以單獨(dú)設(shè)計(jì)，而是設(shè)計(jì)出許多模塊，再將這些模塊依據(jù)不同的方式組合在一起，以解決產(chǎn)品品種規(guī)格在制造周期、成本之間的矛盾。
2、機(jī)電一體化。食品包裝機(jī)械實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是當(dāng)代科學(xué)迅速發(fā)展形勢下出現(xiàn)的技術(shù)創(chuàng)新和必然趨勢。將機(jī)電一體化技術(shù)引入食品包裝機(jī)械，可以開發(fā)出智能化包裝技術(shù)，使得食品包裝能夠按照工藝要求實(shí)現(xiàn)全自動生產(chǎn)。
同時(shí)生產(chǎn)過程的監(jiān)測和控制、故障的診斷和排除，都能自動完成。從而達(dá)到高速、優(yōu)質(zhì)、低消耗和安全生產(chǎn)。
機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在水產(chǎn)品的精確計(jì)量、高速充填和包裝自動控制方面可以使包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)得到簡化，性能更加優(yōu)化，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。又如常用的塑料袋封口機(jī)，其封口質(zhì)量與包裝材料的材質(zhì)、封口溫度、封口速度都有直接關(guān)系。這些因素假如發(fā)生變化，生產(chǎn)過程控制就將比較困難。而假如采用微機(jī)控制，將各種包裝材料、封口溫度和封口速度的最佳匹配參數(shù)輸入到微機(jī)儲存器，在配備上必要的傳感器，組成自動跟蹤系統(tǒng)，就可達(dá)到不論工藝參數(shù)發(fā)生如何變化，都可以保證封口質(zhì)量的效果。
3、伺服電機(jī)的應(yīng)用。在食品包裝機(jī)械上許多企業(yè)都采用步進(jìn)電機(jī)來代替普通電機(jī)，這對于提高設(shè)備的性能起到了重要作用。步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動的裝置，它和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)有本質(zhì)的聯(lián)系，在數(shù)字控制中應(yīng)用很廣。但是，步進(jìn)電機(jī)存在著控制精度不高、啟動時(shí)間長(步進(jìn)電機(jī)的啟動時(shí)間200~400毫秒，伺服電機(jī)的啟動時(shí)間只有幾毫秒)、過載能力差等弱點(diǎn)。用伺服電機(jī)代替步進(jìn)電機(jī)可以提高食品包裝機(jī)械的控制精度。
食品包裝新技術(shù)
近年來許多包裝技術(shù)在食品包裝中得到了應(yīng)用，如泡罩及貼體包裝技術(shù)、收縮與拉伸包裝技術(shù)、真空和充氣包裝技術(shù)、防霉防腐包裝技術(shù)、無菌包裝技術(shù)等。在國際上還有一些新的包裝技術(shù)將在未來得到普及和推廣：
1、微波連續(xù)滅菌技術(shù)。微波連續(xù)滅菌技術(shù)是采用2500MHZ高頻對食品進(jìn)行加熱的滅菌方法。
微波在生物體內(nèi)產(chǎn)生的極性分子在微波磁場中產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，致使?fàn)I養(yǎng)細(xì)胞失去活性或破環(huán)微生物的酶系統(tǒng)，造成微生物死亡。微波連續(xù)滅菌技術(shù)在固體食品滅菌保鮮方面有廣泛的應(yīng)用前景。
2、超高壓滅菌技術(shù)。又稱為高靜水壓技術(shù)。這種技術(shù)是利用以液體為傳壓介質(zhì)，使食品處于高壓狀態(tài)，導(dǎo)致微生物蛋白質(zhì)變性，酶失去活性，最終使細(xì)菌死亡。美國佐治亞大學(xué)用該方法對橙汁進(jìn)行滅菌，在4℃的條件下儲存90天沒有發(fā)現(xiàn)任何劣變現(xiàn)象。這種滅菌方法可以保持食品的色、香、味不變，蛋白質(zhì)和維生素都不會減少。
3、靜電殺菌技術(shù)。食品不是直接放在電場之中，而是利用電場放電形成的粒子空氣和臭氧對食品進(jìn)行處理。臭氧的滅菌機(jī)理是03/H2O形成的強(qiáng)氧化電極電位對微生物的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁中的磷脂、蛋白質(zhì)有破環(huán)作用。當(dāng)03進(jìn)入細(xì)胞后會破環(huán)酶和遺傳物質(zhì)，從而達(dá)到殺滅微生物的作用。將臭氧與水混合形成臭氧水，可替代雙氧水，處理無菌包裝容器。
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