氣動技術在食品包裝機行業的應（yīng）用及（jí）發展

　　中國的食品包裝機械經過近20年的發展，已經形成了一定的規模，成為機械工業的重要組成部分。現在國內食品加工的大部分包裝（zhuāng）工作，尤其是較複雜的包裝（zhuāng）過程基本還（hái）是人工操作（zuò），從而極可能對被包裝產品造成汙染，這（zhè）種狀況極需得到（dào）改變（biàn）。目前，加大力度實（shí）施食品質量市場準入製（zhì）度，食品（pǐn）包裝設備也正在逐步納入食品質量準（zhǔn）入（rù）體係中，這是食品包裝機（jī）械行業實現產業升級的良好契機。現代食（shí）品包裝機械是匯集了多種學科的先進技術，具有（yǒu）率、高精度、高自動化和高柔性的特點，並正向（xiàng）智（zhì）能化和集成化（huà）的方向發展，其中基礎組（zǔ）成部分之一就是氣動技術。
　　
　　氣動技術是生產過程自（zì）動化和機械化（huà）的有效手段之一，具有高（gāo）速、清潔、低成（chéng）本及易維護等優點，被（bèi）廣泛應用於輕工機械領域中，在食品包裝及生產過程中也正在發揮越來越重要的作用（yòng）。其在各類包（bāo）裝機械中均有大量應用，可以縮短加工輔助（zhù）時間，減輕工人勞動（dòng）強度，充分發揮設備的性能。
　　
　　但由於（yú）食品包裝機械必須符合食品機械的相關要求和規定，而且工作現（xiàn）場環境一般又（yòu）較為複雜苛刻，如果使用了不適（shì）當的氣動元件，往往會出現不正常現象。而現代的食品包（bāo）裝機械，通常集機械（xiè）、電氣、液壓和氣動等技術於一體，且各部分之間有著密不可分的，任何一部分發生故障都會影響（xiǎng）到設備的正常工作。因（yīn）此，在食（shí）品包裝機械氣動部（bù）分的設計與應用中，一定要選用可（kě）靠的切合實際需要的產品。
　　
　　在食品生產中（zhōng），不同生產（chǎn）區的衛（wèi）生要求有所不同。歐洲的EN1672-2標準將食品加（jiā）工機械的環境定義為3個工作區，即食品區、飛濺區和非食品區（qū）。根據（jù）不同（tóng）區域的衛生要求，所需使用的氣動技術（shù）及產品（pǐn）也不盡相（xiàng）同。
　　
　　食品區和飛濺區（qū）要求衛生
　　
　　在食（shí）品區和（hé）飛濺區，氣動技術主要用於分配、裝瓶、成形、灌裝、配劑和密封等裝置中，由於氣動元件需要直接（jiē）或間接（jiē）與主要生產原（yuán）料接觸，為避免對終（zhōng）產品產生汙染（rǎn），其材質應為、無吸收性且耐腐蝕的不鏽鋼原（yuán）件。如果使用鋁合金材料，則應具有一定抗腐蝕能力，性（xìng），無吸收性。元件內部所使用的橡膠製品如密封件等應符合（hé）相應的衛生要求，應具有耐熱、耐酸堿和（hé）耐油等特（tè）性，可接受（shòu）正常清洗和，不溶解、性且無吸收性，不得有影響產品的氣味。工作空氣過濾裝置應保證（zhèng）禁止5μm以上的塵埃通過，結構及表麵應平滑、耐久、易於清潔並能達到良好（hǎo）的洗淨效果。盡管飛濺區的設計需要和食品區域相似，但材料要求可（kě）酌情降低，同時必須保證（zhèng）該設計對食物產品無（wú）負（fù）麵影響。
　　
　　在這兩種環境中應用的（de）典型氣（qì）動產品有不鏽鋼（gāng）氣缸、潔（jié）淨（jìng）型氣缸、易清洗閥島、不鏽鋼過濾器和減壓（yā）閥等（圖1），而其中具代表意義的是潔（jié）淨（jìng）型氣缸，如英國Norgren的PVA係列潔淨型氣缸。這種氣缸的潔（jié）淨式設計消除了食（shí）物顆粒可能附著的（de）空（kōng）腔、縫隙和鋒利（lì）邊角，具有自排水功能，所（suǒ）以（yǐ）液（yè）體可以直接流掉。缸筒（tǒng）材質采用陽極（jí）氧化（huà）鋁（lǚ），活塞杆采用鍍硬絡不鏽鋼，所用密封（fēng）件為聚氨酯材料（liào），氣缸整體符合IP67的要求（qiú），不僅耐腐蝕（shí），還可進行反複（fù）清洗。另外，該氣缸是符合ISO6431的標準化產品，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（shí）品區元件的尺寸要求日益嚴格
　　
　　在非食品（pǐn）區域（yù），氣動技術主要用於封袋、包（bāo）裝、貼標、檢測和加蓋等裝置中，盡管這個區域的氣動元件不需要接觸生產原料，但通常仍然需要具有標準化、易清洗、智能環保及結（jié）構緊湊等特點。由於（yú）現在的食品包裝設備要求在有限空間內實現更多的（de）功（gōng）能，因（yīn）此對於氣動元件的尺（chǐ）寸（cùn）要求也越來越嚴格。典型產品包括如圖2所示的英國Norgren易清洗閥島VM係列，其寬（kuān）度僅10mm的（de）閥體可提供430L/min的流量，可進行2~20位集成（chéng），且符合IP65和食品包裝中（zhōng）複雜控製的趨勢。此外，食品包裝設備普遍采用（yòng）由過濾器、減壓閥和不供油潤（rùn）滑的閥及氣缸等組成的無給（gěi）油潤滑氣動係統，這種係統在元件需要潤滑處預先封入潤滑脂，無需油霧器，可長時（shí）間工作而無需補充潤滑脂，能降低油耗和成本、改善環境、維（wéi）修方便且性能穩定（dìng）。
　　
　　氣動裝置智能化
　　
　　隨著（zhe）食品加工工藝的日益提高，食品包裝的自動化水平也在不斷提高，目前食品包裝機械的（de）研發（fā）正朝著高速、多功能及控製（zhì）智能化的方向發展，工業機器人（rén）、微電子、電腦、智能型和圖（tú）像傳感技術等將會得到越來越廣泛的應用，而應用於食品包裝機械的氣（qì）動技術的智能化和網絡化（huà）也（yě）將成為必然。
　　
　　智能化氣缸是氣缸智能化的集（jí）大成者，以Norgren公司的智能化氣缸為例，這種氣（qì）缸（gāng）內（nèi）置電磁閥和速控閥，氣缸提供Fieldbus及ASI接口，可以實現總線遠程集中（zhōng）控製。其具有IP66防護等級，易於衝洗；而且還符合ISO/VDMA標準，可以和普通（tōng）標準氣缸實（shí）現互換。利用該氣缸就可以替代傳統（tǒng）的整個氣動回路。
　　
　　智能化氣動三聯（lián）件（圖3）則使（shǐ）空氣處理係統的自我（wǒ）診斷成為可能，大多數（shù）氣動係統的（de）故障（zhàng）因空（kōng）氣處理（lǐ）係統而起，智能化三聯件有效解決了（le）這一問題。其可以對（duì）氣動係統進（jìn）行持續的監控並隨時通過Fieldbus及ASI連接顯示相關數據，告（gào）知何時（shí）需要更（gèng）換濾芯（xīn）或潤滑（huá）油，壓力狀態是（shì）否正常，並記錄使用時間，從而使故障率達到低，減（jiǎn）少維護維修成（chéng）本，提高正常運行時間和生產能力。
　　
　　智（zhì）能化和網絡化氣（qì）動技術（shù）的開發和應用，將使食（shí）品包裝機械（xiè）進一步智能化（huà），實現設備（bèi）的自行（háng）診斷，從而提高國內食品包裝機（jī）械的自動化水平。