关于食品包装设备自动化技术分析

◎ 赵 萍

（山东省泰安技师学院，山东 泰安 271000）

食品行业是任何时代、市场中的常青树，我国庞大的人口基数，奠定了食品行业庞大的市场基础。而在相关技术不断发展的过程中，食品行业的加工、生产运营朝着智能、节能、高效的方向发展。相较于传统的食品设备发展，现代食品设备的性能得到提升，并实现了无人、标准、规范化的生产应用。而食品包装设备中的自动化技术应用，在进一步提升生产效率的同时，可以结合食品加工的质量控制、安全控制，实现多元化的生产控制，从而进一步改善食品的生产过程，达到资源合理分配的同时，确保食品加工的产业化发展。

1 食品包装设备自动化技术的发展现状

相对于其他行业的包装设备，食品自动化包装设备有更加严格的技术要求。在自动化生产线的建立过程中，食品自动化包装设备作为产品出场的最后一个环节，需要展开对食品品质、生产效率、产品标准化的诊断和控制，从而实现优质高产的食品加工要求。我国食品包装设备的发展起步相对较晚，但产品包装在加工领域的应用较广，具有广阔的市场，因此自动化技术的发展速度较快。

2 食品包装设备自动化技术的应用价值

2.1 食品品质的管理控制

不同品类的食品在加工、生产时，对环境有非常严苛的要求，如对温度、湿度、酸碱度等参数的要求。面粉制品容易发生霉变，在包装前应当全面检测食品中微生物情况，控制包装时食品的温度，一般在温度较低的环境下进行密封包装，才能避免食品过早出现霉变情况。自动化技术通过传感设备能够对包装环境、食品温度、微生物菌落等情况进行全自动、有效判断，以确保包装、加工环境的有效性，从而保证食品品质不会受到影响。根据不同的食品品质要求，在自动化食品包装设备运行的过程中，可以针对性地选择传感器，对食品进行全自动品质检查，及时剔除不合格的产品，从而确保产品品质的统一性，为消费者提供更稳定的食品口感、味觉服务，为企业的品牌管理提供可靠助力。

2.2 减少原材料的浪费

在我国提倡食品安全的同时，节约粮食、减少浪费是食品行业得以可持续发展的重要基础。自动化食品包装设备，可以通过标准化生产，进一步提升生产、加工过程的标准化。通过对数量、重量、品质等参数的合理设计，提升包装设备的精准性，从而有效减少加工、包装过程中出现的材料浪费情况。同时，现代食品包装的设计较为复杂，如包装规格、包装材料等各有差异，自动化技术的应用，可以提升包装传递过程中的有序性，并反馈给不同的包装机械手，使其能够按照准确的位置进入到包装中，从而避免包装失误造成的浪费。

2.3 满足市场对生产效率、包装参数的调整需求

自动化技术的应用，可以显著提升食品包装设备的工作效率，在无人监管的环境下，保证生产过程的连续性，从而提升生产效率。同时，在展开包装参数调整的过程中，可以根据实际需求设置相关参数，甚至通过远程的方式，在控制端口输入相关信息，对于提升食品包装的可靠性有重要影响。

2.4 适应食品行业工业化、规模化的生产要求

食品行业在工业化、规模化的生产过程中，自动化无人值守的技术可以有效提高生产过程的连续性与可靠性，在提升生产能力的同时，可以进一步降低食品加工、包装过程中的成本支出。特别是在规模化生产的过程中，自动化技术的有效利用，可以进一步保证使用相同的质量标准进行相同产品的生产与加工，以保证每批次食品的质量安全。此外，自动化技术在面向市场时，能够为食品企业建立品牌效应，并提供可靠的支持。例如，可口可乐公司采用的自动化可乐生产线，确保了可口可乐公司饮料产品品质的统一性，在长期保持良好品质的情况下，为企业的品牌形象提供了良好的保障。

3 食品包装设备自动化技术的应用

3.1 传感技术对生产过程的自动监控

传感器技术在食品加工行业中十分常见，根据不同的监控需求，利用对应类型的传感器可以有效提升生产数据的收集效率，并在自动化控制系统的支持下，对生产过程进行管理。例如，对储存罐的监控，可以利用传感器对温度、压力、容量等参数进行监控，以保证包装过程的安全可靠。同时，随着现代传感技术的快速发展，传感设备的小型化、集成化现象变得更加明显，包装设备可以在生产过程中，在获得食物加工数据和产品线具体流程、变化的同时，随时掌握食品的资讯和状态，并与食品加工资料库中的信息数据进行对比，保持自动化生产过程的最佳状态。

3.2 运动控制系统对生产过程的精准控制

工业化的食品加工过程，是一个具有连续性的生产加工环节，因此对食品、物料的使用、加工状态，以及管理控制的精度等方面均有较高的要求。运动控制系统可以利用视频、传感器等方式，追踪同一食品、物料在投放后的运动情况，实现高精度全程跟踪的同时，让技术人员能够根据食物的具体变化或者通过自动化控制系统的预设条件进行控制和分类，在确保食品生产、加工质量的同时，可以通过对生产过程的精准控制，进一步提升食品的质量和加工效率。而在食品包装和填充阶段，对运动轨迹的精准控制，可以保证产品移动和包装生产的同步，使食品的包装、填充平稳展开，能够精准保证每一包食品分量，并对产品类型进行分类。例如，在包装过程中，对于碎裂较为严重、品质较差的产品，需要将其与品质优秀的食物进行区分。利用运动控制系统，可以自动区分不符合包装、出厂要求的食物，并确保包装、填充后的产品质量。在此基础上，利用高速通信模块以及自动化生产线的实时控制，可以快速切换食品加工、生产模式，并对不同的食品运动、加工信息进行交叉处理和定位，确保食品包装过程能够在装卸、运输、码垛以及标记等过程中保持良好的定位和速度同步，从而确保包装过程的精准性与可靠性。

3.3 对食物状态、品质的自动化识别

在食品包装设备自动化执行生产任务时，通常是以预先设定的程序展开自动作业，实现简单的打包包装等工序。自动化识别技术的应用，可以对食品的原材料、品质、加工情况进行智能化识别，从而在生产过程中自动排除不合格的产品，为食品加工的质量提供保障。在实际应用过程中，通常会采用光电技术、红外传感技术以及智能信息处理技术建立一个自动化的识别系统，通过视频、摄影等方式采集食品相关的图像，并在自动化识别系统的支持下，减少人工质检所导致的操作误差。自动化识别技术的生产效率远比传统人工质检要高，该技术在借助智能系统进行识别的过程中，可以将相关的数据发送给生产设备管理人员，管理人员则可以根据计算机提供的操作建议，对设备的运行过程进行高精度调整，从而减少同一批次产品在生产加工时的返工现象。

3.4 自动化气动包装

自动化气动包装在食品包装设备中比较常见，特别是饮料、啤酒、果冻等食品的加工过程中，自动化驱动包装技术的应用，可以减少在包装过程中造成的污染。利用气动技术，可以更加安全、清洁、高效地完成食品包装。自动化驱动包装应用环境被分为食品、飞溅和非食品区3 个部分。在食品区和飞溅区，自动化气动技术被应用在食品的分配、装瓶、成型以及灌装等作业过程，采用无毒、耐腐蚀的不锈钢材料作为气动设备的材质，可以有效减少气动元件在接触食品材料时所产生的污染现象。该技术在应用的过程中具有较高的耐久性、易清洁性、低成本和高效生产的特点，在食品加工包装的过程中具有较高的应用价值。而在非食品区，气动技术主要被用于封袋、包装、贴签和加盖等环节。该阶段气动设备并不会与食品进行直接接触，但为了进一步保障加工生产过程的标准化、安全性，需要气动设备具有易清洗、智能环保等特点，从而提升其可利用价值。

3.5 模块化的功能接口

为了满足不同类型食品包装的需求，现阶段食品包装设备在应用过程中，利用总线技术、模块化技术，将不少硬件进行模块化，食品加工企业可以根据自身的需求采购具有相应模块的包装设备，从而提升食品包装设备的灵活性，使其可以应对大部分的食品包装使用需求。在建立大型食品自动化生产线的过程中，模块化的机械设备，可以根据企业的实际要求安装传感器、仪器仪表以及生产系统、安全系统。此外，可通过集成化的系统控制对自动化包装设备的生产过程进行控制。例如，在产品生产线的自动化控制过程中，基于现场总线技术和EPR 系统的有效结合，可以对食品包装设备的生产过程进行同步伺服或者异步伺服的有效控制，而不同模块的控制需求均可以通过EPR 系统进行统一设置，从而保证生产过程的连续性，并使食品包装设备具有可扩展性。例如，可以根据食品加工的需求，在食品包装设备中增加智能机器人，并根据实际的生产需求进行有效控制。

4 结语

随着科学技术的不断发展，现代食品加工行业正朝着规模化、自动化的方向高速发展。食品机械的研制过程中，食品包装设备的功能也不仅限于简单的包装功能，在传感技术、智能技术、工业机器人等技术的支持下，其功能变得更加多元化。食品加工设备的智能化、网络化运行使食品包装设备的远程管理得到有效支持，进一步提升了生产、加工过程的可靠性，为提升食品企业的生产能力、确保食品安全提供了客观的技术基础。