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食品包裝機氣動(dòng)技術(shù)的智能化網(wǎng)絡(luò )化成為必然

氣動(dòng)技術(shù)是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和機械化的有效手段之一，被廣泛應用于輕工機械領(lǐng)域中，在食品包裝及生產(chǎn)過(guò)程中也正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。隨著(zhù)食品加工工藝的日益提高，食品包裝的自動(dòng)化水平也在不斷提高，而應用于食品包裝機的氣動(dòng)技術(shù)的智能化和網(wǎng)絡(luò )化也將成為必然。

中國的食品包裝機械經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一定的規模，成為機械工業(yè)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(guò)程基本還是人工操作，從而極可能對被包裝產(chǎn)品造成污染，這種狀況極需得到改變。目前，國家加大力度實(shí)施食品質(zhì)量安全市場(chǎng)準入制度，食品包裝設備也正在逐步納入食品質(zhì)量安全準入體系中，這是食品包裝機械行業(yè)實(shí)現產(chǎn)業(yè)升級的良好契機?，F代食品包裝機械是匯集了多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)，具有高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，并正向智能化和集成化的方向發(fā)展，其中基礎組成部分之一就是氣動(dòng)技術(shù)。

氣動(dòng)技術(shù)是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和機械化的有效手段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本及易維護等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于輕工機械領(lǐng)域中，在食品包裝及生產(chǎn)過(guò)程中也正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。其在各類(lèi)包裝機械中均有大量應用，可以縮短加工輔助時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強度，充分發(fā)揮設備的高效性能。

但由于食品包裝機械必須符合食品機械安全的相關(guān)要求和規定，而且工作現場(chǎng)環(huán)境一般又較為復雜苛刻，如果使用了不適當的氣動(dòng)元件，往往會(huì )出現不正?，F象。而現代的食品包裝機械，通常集機械、電氣、液壓和氣動(dòng)等技術(shù)于一體，且各部分之間有著(zhù)密不可分的聯(lián)系，任何一部分發(fā)生故障都會(huì )影響到設備的正常工作。因此，在食品包裝機械氣動(dòng)部分的設計與應用中，一定要選用可靠的切合實(shí)際需要的產(chǎn)品。

在食品生產(chǎn)中，不同生產(chǎn)區的衛生要求有所不同。歐洲的EN1672-2標準將食品加工機械的環(huán)境定義為3個(gè)工作區，即食品區、飛濺區和非食品區。根據不同區域的衛生要求，所需使用的氣動(dòng)技術(shù)及產(chǎn)品也不盡相同。

食品區和飛濺區要求安全衛生

在食品區和飛濺區，氣動(dòng)技術(shù)主要用于分配、裝瓶、成形、灌裝、配劑和密封等裝置中，由于氣動(dòng)元件需要直接或間接與主要生產(chǎn)原料接觸，為避免對最終產(chǎn)品產(chǎn)生污染，其材質(zhì)應為無(wú)毒、無(wú)吸收性且耐腐蝕的不銹鋼原件。如果使用鋁合金材料，則應具有一定抗腐蝕能力，無(wú)毒性，無(wú)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，應具有耐熱、耐酸堿和耐油等特性，可接受正常清洗和消毒，不溶解、無(wú)毒性且無(wú)吸收性，不得有影響產(chǎn)品的氣味。工作空氣過(guò)濾裝置應保證禁止5μM以上的塵埃通過(guò)，結構及表面應平滑、耐久、易于清潔并能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(shí)必須保證該設計對食物產(chǎn)品無(wú)負面影響。

在這兩種環(huán)境中應用的典型氣動(dòng)產(chǎn)品有不銹鋼氣缸、潔凈型氣缸、易清洗閥島、不銹鋼過(guò)濾器和減壓閥等，而其中最具代表意義的是潔凈型氣缸，如英國NORGREN的PVA系列潔凈型氣缸。這種氣缸的潔凈式設計消除了食物顆?？赡芨街?zhù)的空腔、縫隙和鋒利邊角，具有自排水功能，所以液體可以直接流掉。缸筒材質(zhì)采用陽(yáng)極氧化鋁，活塞桿采用鍍硬絡(luò )不銹鋼，所用密封件為聚氨酯材料，氣缸整體符合IP67的要求，不僅耐腐蝕，還可進(jìn)行反復清洗。另外，該氣缸是符合ISO6431的標準化產(chǎn)品，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。

非食品區元件的尺寸要求日益嚴格

在非食品區域，氣動(dòng)技術(shù)主要用于封袋、包裝、貼標、檢測和加蓋等裝置中，盡管這個(gè)區域的氣動(dòng)元件不需要接觸生產(chǎn)原料，但通常仍然需要具有標準化、易清洗、智能環(huán)保及結構緊湊等特點(diǎn)。由于現在的食品包裝設備要求在有限空間內實(shí)現更多的功能，因此對于氣動(dòng)元件的尺寸要求也越來(lái)越嚴格。典型產(chǎn)品包括英國NORGREN易清洗閥島VM系列，其寬度僅10MM的閥體可提供430L/MIN的流量，可進(jìn)行2～20位集成，且符合IP65和食品包裝中復雜控制的趨勢。此外，先進(jìn)的食品包裝設備普遍采用由過(guò)濾器、減壓閥和不供油潤滑的閥及氣缸等組成的無(wú)給油潤滑氣動(dòng)系統，這種系統在元件需要潤滑處預先封入潤滑脂，無(wú)需油霧器，可長(cháng)時(shí)間工作而無(wú)需補充潤滑脂，能降低油耗和成本、改善環(huán)境、維修方便且性能穩定。

氣動(dòng)裝置智能化

隨著(zhù)食品加工工藝的日益提高，食品包裝的自動(dòng)化水平也在不斷提高，目前食品包裝機械的研發(fā)正朝著(zhù)高速、多功能及控制智能化的方向發(fā)展，工業(yè)機器人、微電子、電腦、智能型和圖像傳感技術(shù)等將會(huì )得到越來(lái)越廣泛的應用，而應用于食品包裝機械的氣動(dòng)技術(shù)的智能化和網(wǎng)絡(luò )化也將成為必然。

智能化氣缸是氣缸智能化的集大成者，以NORGREN公司的智能化氣缸為例，這種氣缸內置電磁閥和速控閥，氣缸提供FIELDBUS及ASI接口，可以實(shí)現總線(xiàn)遠程集中控制。其具有IP66防護等級，易于沖洗；而且還符合ISO/VDMA標準，可以和普通標準氣缸實(shí)現互換。利用該氣缸就可以替代傳統的整個(gè)氣動(dòng)回路。

智能化氣動(dòng)三聯(lián)件則使空氣處理系統的自我診斷成為可能，大多數氣動(dòng)系統的故障因空氣處理系統而起，智能化三聯(lián)件有效解決了這一問(wèn)題。其可以對氣動(dòng)系統進(jìn)行持續的監控并隨時(shí)通過(guò)FIELDBUS及ASI連接顯示相關(guān)數據，告知何時(shí)需要更換濾芯或潤滑油，壓力狀態(tài)是否正常，并記錄使用時(shí)間，從而使故障率達到最低，減少維護維修成本，提高正常運行時(shí)間和生產(chǎn)能力。

智能化和網(wǎng)絡(luò )化氣動(dòng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用，將使食品包裝機械進(jìn)一步智能化，實(shí)現設備的自行診斷，從而提高國內食品包裝機械的自動(dòng)化水平。