食品包装发展趋势

文/ Ulla Reutner博士

食品包装发展趋势

文/ Ulla Reutner博士

食品包装设备厂在Interpack 2017期间展示了哪些技术？看一看行业巨头们的产品就可以预测未来发展趋势了——参展商展示的包装设备满足了当前的市场需求，如大规模的一次性包装和方便食品包装，而新加入包装设备生产领域中的新型公司也展示了满足工业4.0要求的解决方案，甚至自我组织生产的自动化工厂解决方案。

图1 不久即将实现的未来：Optima公 司展示的Mixed Reality应用系统给食品生产设备的操作者提供了极大的支持和帮助

Interpack传统的与会者是来自食品工业领域中的决策者，据会展组织者介绍，这一领域人数超过了20%，是迄今为止最重要的与会者构成部分，另外，来自甜品、烘焙的与会者人数达到4%，饮料工业的与会者人数紧随其后，达到3%。2014年Interpack已有 175 000名与会者，而今年仅食品和饮料工业领域的与会者就有将近50 000人，参展商的数量也打破了往届的记录，截止2017年3月21日的参展商数量为3 000家，这也使得本届展会规模是历届以来最大的一次了。根据网上展品目录来看，还有近2 000多家企业有参展，其中至少一半是包装设备生产厂家。就展示的图片来看，卷带封口机是食品生产领域中最大的展示产品。像以前一样，德国和意大利的参展商是食品包装设备的大户。据德国机械及制造商协会VDMA介绍，2015年，国际市场对食品生产设备和食品包装设备的需求量增长了6%，而2016年又比前一年度增长了5%。

畅销的食品生产和包装设备都是符合市场需求的发展产物。可以说，市场的领军企业已经做足了功课，他们在Interpack中展示的高科技研发成果都以精准的市场调查为基础。另外，此次展会中，不是所有涉及到工业4.0的参展项目都是先进的、进步的，生产能力、卫生和安全生产更是食品生产企业一直需要解决的问题。在这方面，食品包装工艺过程起到了促进可持续性发展的作用。在食品包装设备中，个性化和高度灵活性的解决方案以及接口技术解决越来越成为业内人士关注的焦点，这迫使我们又回到工业4.0的问题中，工业4.0一个空洞的口号，但也不是食品行业解决不了的问题。

图2 便利是一种发展趋势：Multivac公司研发生产的新型G 700型托盘密封设备可以完成各种食品、蔬菜和生鲜食品的包装。创新性的保护气体充气技术保证了敏感性很强的食品，并且能够柔和地快速包装

简单和独特方案

越来越多的个性化定制方案是食品生产厂家需要的，也正是包装设备生产厂家们在做的。Multivac公司市场营销高级总监Valeska Haux先生说道：“消费者对食品包装的要求与日俱增。对这些要求，我们需要更加理解包装的理念，包括可以重复使用的包装系统或者简单的食品包装以及便携食品包装。” Multivac公司在Interpack中展示了R 145型热成型包装机，采用了创新性的成型和轮廓裁剪装置以及包装物分发的专用模块。这一入门级的包装设备给中小型企业提供了完成分份包装任务的可能性，像果酱、沙拉酱或者调味酱汁等，这一设备裁剪系统时间调整，也简化了不同包装形式的方法，同时减少了封装时的滴漏量。

Optima公司也在展会期间展示了灌装和封口设备的入门级模块FM1和CM1，既能够独立使用也能够相互结合起来配套使用的入门级模块使用。这一灌装设备适合于灌装流动性很好直至粘稠的食品，也可以用来灌装化妆品和化工产品，它可以灌装的最大容量为1 000 ml，整个灌装过程非常轻柔，两种不同类型的泵保证了它有着非常广泛的应用范围。而CM1封口设备模块可以采用不同的包装物封口技术，因为使用了Optima公司的堵盖、螺旋盖和按压式封口技术。同时，包装设备生产厂也保证了可以快捷、方便地转换不同的封口模式。

随着无乳糖类、无面筋类（面包）、低脂类食品的需求增长以及市场竞争的压力，越来越多的新型食品配方都对食品包装设备提出了个性化的要求。R.Weiss包装技术公司的销售和市场营销助理Julia von Berg女士说道：“快速的和自动化的灌装、封口模式转换是现代化包装设备必不可少的功能。对特殊品种、特殊灌装容量、有着新口味食品和许多特殊形式的个性化包装设备的需求会不断增长，积极响应市场需求变化是机床设备生产厂和食品生产厂在今后几年里主要要做的。”对特殊批次、地址、外观设计都能给予大力支持的打印技术设备也是相当重要的，因为打印技术设备也能够实现个性化以及高品质包装的。R.Weiss公司研发的智能化穿梭系统（ISS系统）之Unirob设备，就能够充分说明如今的打印技术所具备的灵活性，这一设备能够以很高的速度完成单独食品包装，借助于模块化的Unirob包装设备结构设计，使它可以轻松扩展，这就方便了工厂的生产加工过程，涉及到顶装设备装置、分选生产线、包装物封口前准备、打包机和运输托板等；也就为用户带来了更高的产品附加值。

4.0时代下的数据安全

“包装4.0”是保障食品生产设备厂发展的一个广义概念。没有一种食品配方或者加工成产过程能够离开数据库。以前，人们都是单独地观察食品包装过程中的数据，例如包装性能的改进提高、节约能源消耗等数据，但是在工业4.0时代中，食品包装前、后过程的数据将有着更加重要的意义。Valeska Haux先生说道：“将来，传感器的数量、性能强大的控制系统以及通过云服务的联网将会明显有助于提高食品包装效率。”。

在工业4.0中，人们要把ERP与商品生产层次结合到一起，形成一个庞大的系统，但也可以理解成一个更简单的系统，正如Optima公司Opal过程自动化库软件系统所能做到的那样。它能够在ERP中打开食品生产的有关数据，包括食品生产设备所需、包装线所需的数据、信息，直至食品标签打印和运输托板堆垛时所需的各种数据，那么未来，人们就向着自行组织生产的自动化工厂更近了一步。Optima公司的软件系统排除了许多可以出错的错误根源，这一软件系统在ERP与食品生产设备之间垂直集成过程中采用了两种模式，即预配置的Opalmonitor过程自动化监控模式及Opalmanager过程管理模式，前一种模式能够完成食品配方的制定，后一种模式允许通过单独的设置完成食品生产线的管理、真实反映设备结构和食品生产设备的运行过程。

尽可能少包装垃圾

个性化或者包装4.0是食品包装领域中的新趋势，毫无疑问也给食品生产企业和食品生产设备生产厂带来了新的商机，同时也带来了许多需要一起承担的责任和义务，包装材料领域中的另一个重要方面就是使用可再生或者可生物降解的包装材料。Multivac公司的Haux先生说道：“在不损害最终消费者利益的前提下保护资源是一个非常重要的话题，我们与一些技术领先的包装材料生产厂家一起开发新的经济性解决方案。”因此，这家国际性的食品包装设备生产厂长期以来坚持不懈开发减少包装材料用量的解决方案。这里的一个例子就是他们开发的Multifresh包装解决方案，即真空贴体包装技术方案。尽管真空贴体包装用的薄膜非常薄，但它对包装的食品有着很好的保护作用。这一方案也是Multivac公司今年Interpack中的一个展示重点，在热成型包装设备和托板包装设备上演示了相应的实例，另外，这两种设备有针对中小批量食品包装使用的入门级型号。

现代化物流包装袋

Optima公司市场营销负责人Sabine Gauger女士还指出了另一个发展重点——物流包装袋。物流包装袋技术的出现和应用促进了物流领域的发展，一辆运送货物的载重车可以运输180万条空的物流包装袋，这就大大的有利于CO2平衡了，这种物流包装袋也越来越多地在食品运输中使用了。在美国芝加哥2016年举办的Pack Expo国际包装展中，某机床设备生产厂就展示了一种高级喷涂包装袋生产设备，据这家企业介绍，这种设备比市面上最快速度的喷涂包装袋生产设备的效率还要高250%。被称之为Optipouch喷涂包装袋生产系统由全自动生产原材料装置、圆盘式灌装设备和圆盘式封口设备组成，可完成喷涂包装袋600件/h的生产任务，如此高的效率也许不太适合刚刚进入食品包装行业的新手。

也有一些没有包装技术优化潜力的标准型包装设备出现在展会中，例如Rovema公司展示的新型面粉包装系统。在二次开发的面粉定量控制设备中，利用真空技术产生负压空气的流动并定量把一定重量的面粉无尘地运送到面粉包装袋中。此包装是非常紧凑的面粉包装，可节约包装材料用量、也减少了运输过程中的体积。Rovema公司的另一个展品是适用于儿童食品、混合包装的烘焙食品或者谷物食品包装用的“盒中袋”包装生产线。盒中袋包装线具备前端卷带封口机提供的气体分析系统，从而保证足够的食品保护用气体，此生产线也具有很高的生产能力（BVC Comact型：240袋/min）另外，也优化了大型包装袋设备，如BVC 600型，生产容积可达到5 kg及以上。

人机接口技术也是非常吸引与会者的，例如Rovema公司在其包装设备中使用的新型人机接口技术，其操作控制界面支持操作者图形输入，能实时显示包装设备的食品运送情况、设备运行状况、包装生产能力和其他许多信息。它可以在图形显示方式下指导操作者完成设备的调整和调试。像故障诊断、新配方的输入或者故障排除时，这一人机接口也会提供文字信息或者图形。很多用户选择Optima公司研发生产的HMI人机接口硬件设备也有很长时间了，所有的硬件设备在将来都将与智能手机和平板电脑建立通讯联系，工作人员可以更加直观地操作，人机接口设备的功能也会有所拓展，比以往的各种版本都更加简洁。这也就促成了Mixed Reality智能化应用系统的诞生。

图 3 Bosch计划利用最新的HMI 4.0人机接口为用户提供最新的硬件和控制技术，利用统一的标准化界面操作方式，帮助用户达到工业4.0的要求

作为Bosch工业4.0应用技术的一个组成部分，公司也推出了最新的HMI 4.0人机接口技术。HMI4.0人机接口可用于数据采集、数据处理和数据输出。Bosch所有的食品生产和包装设备都将配备这种人机接口，Bosch包装技术公司的总经理Stefan König先生将这一人机接口技术称之为革命性的技术革新，他解释说道：“我们的目标是利用最新的硬件和控制技术，尤其是统一的操作方式为用户提供标准化的操作界面，标准化的接口是HMI 4.0在其它网络应用的一个核心要素。”像Rovema公司的解决方案一样，Bosch的HMI 4.0人机接口技术也能够可靠地保证食品的生产过程。就像使用智能手机屏幕滑动一样，工作人员可以方便地完成人机接口界面的操作，而这还不是MHI 4.0的全部技术。

本文作者系本刊德文版自由撰稿人。