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充气式食品包装机技术

中国的食品包装机械经过近20年的发展,已经形成了一定的规模,成为机械工业中的重要组成部分。现在国内食品加工的大部分包装工作,尤其是较复杂的包装过程基本还是人工操作, 从而极可能对被包装产品造成污染,这种状况急需得到改变。目前国家加大力度实施食品质量安全市场准入制度,食品包装设备 也正在逐步纳入食品质量安全准入体系中,对食品包装机械行业是个实现产业升级的良好契机。现代食品包装机械汇集了多种学 科最先进的技术,具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点,并正向智能化、集成化方向发展,其中的基础组成部分之一是气动技术。


气动技术,全称气压传动与控制技术,是生产过程自动化和机械化的最有效手段之一,具有高速高效、清洁安全、低成本、 易维护等优点,被广泛应用于轻工机械领域中。在食品包装及生 产过程中也正在发挥越来越重要的作用,奶粉充填包装机、酸奶 塑杯成型灌装封切机、饮料啤酒灌装机、果冻充填包装机、饼干和面包包装机、薯片充填包装机、灌酱机、肉类包装机等均有大 量使用,可以缩短加工辅助时间,减轻工人劳动强度,充分发挥设备的局效性能。


但由于食品包装机械必须要符合食品机械安全的相关要求和规定,而且工作现场环境一般又较为复杂苛刻,如果使用了不适当的气动元件,往往会出现不正常现象;而现代的食品包装机 械,通常是集机械、电气、液压、气动等于一体的设备,组成设 备的各部分之间具有密切的联系,其中任何一部分发生故障均会 影响其他部分的正常工作,大型食品包装设备内有成千上万只元 器件,故障的检查、维修难一向是最棘手的问题之一,因此,在食品包装机械中的气动设计与应用显得尤为重要。

1气动技术在食品包装机械中的应用

在食品生产中,不同的生产区对卫生有不同要求,欧洲的EN 1672-2标准将食品加工机械的环境定义为三个工作区,分别为食品区、飞贱区和非食品区。根据不同的区域,所需要使用的气动技术及产品也不尽相同。


(1 )在食品区和飞溅区,气动技术主要用于分配、装瓶、 成形、灌装、配剂、密封等装置中。由于气动元件需要直接或间 接与主要生产原料接触,为了防止产生对最终产品产生污染的可 能性,其材质应为无毒、无吸收性、耐腐蚀的不锈钢;如果使 用铝合金,则应具有一定抗腐蚀能力、无毒性、无吸收性;元 件内部所使用的橡胶制品如密封件等应符合相应的卫生要求,在工作环境中应具有耐热、耐酸碱、耐油的稳定性,可接受正常清洗和消毒,不溶解,无毒性、无吸收性,不得有影响产品的气 味;工作空气过滤装置应保证不得使5mm以上的尘埃通过;结 构及表面应平滑、耐久、易于清洁并达到良好的洗净效果。尽管飞溅区的设计需要和食品区域相似,但材料要求可酌情降低,同时必须保证该设计对食物产品无负面影响。


在这两种环境中应用典型的气动产品有不锈钢气缸、洁净型 气缸、易清洗阀岛、不锈钢气源处理元件等。而其中最具有代表 意义的,是洁净型气缸,具有自排水功能,所以液体可以直接流 掉,还可进行反复清洗,具有可替换性,甚至连安装件也都采用 标准件,安装维修都极为方便。


(2)在非食品区域,气动技术主要用于封袋、包装、贴标、检测、加盖等装置中。尽管这个区域的气动元件不需要接触生产原料,但通常仍然需要具有标准化、易清洗、智能环保、结构紧凑等特点。由于现在的食品包装设备要求在有限的空间内实现更多的功能,因此对于气动元件的尺寸也要求越来越紧凑、集成、模块化;此外,先进的食品包装设备普遍采用由过滤器、减 压阀和不供油润滑的阀、气缸等组成的无给油润滑气动系统。这种系统在元件需要润滑处预先封入润滑脂,无需油雾器,可长时间工作而不需补充润滑脂,可降低油耗、改善环境、成本低、维修方便、性能稳定。


 2气动技术在食品包装机械中的应用发展趋势


 随着食品加工工艺的日益提高,食品包装的自动化水平也在 不断提高,目前,食品包装机械的研发正朝着高速、多功能化及 控制智能化的方向发展,工业机器人、微电子、电脑、智能型和图像传感技术等将会得到越来越广泛应用,而应用于食品包装机 械气动技术的智能化、网络化也就将成为必然。

这些智能化、网络化的高新气动技术已经在一些西方国家得到了开发和应用,实现了食品包装机械进一步智能化,通过对这 些技术的了解和研究吸收,国内食品包装机械的水平也有望得到 提升和发展,减少食品加工过程中的人为或机器差错,确保食品机械的可靠运行,实现安全生产和清洁生产,实现食品包装过程的连续化生产,早日与国际接轨。