氣動技術在食品包裝機行業的應用及（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（le）一定的規模，成為機械工業的重（chóng）要組成部分。現在（zài）國內（nèi）食品加（jiā）工的大部分包裝工作，尤其是較複雜的包裝過程基本還是人工操作（zuò），從而極可能對被（bèi）包裝產品造成汙（wū）染，這種狀（zhuàng）況極需得到改變。目前，加大力度實施食品質量市場準（zhǔn）入製（zhì）度（dù），食品包裝（zhuāng）設（shè）備也正在逐步（bù）納入食品質量準入體係中，這是食品包裝機械行（háng）業實現產業升級（jí）的良好契機。現代食品包裝機（jī）械（xiè）是匯集了多種（zhǒng）學科的先進技術，具有率、高精度、高自動化和高柔性的特點，並正向智能化和集成化的方向發（fā）展，其中（zhōng）基礎組成部分之一（yī）就是氣動（dòng）技術。
　　
　　氣動技術是生產過程自動化和機械化的有效手段之一，具有高速、清潔、低成本及易維護等優點，被（bèi）廣泛（fàn）應（yīng）用於輕工機械領域中，在食品包裝及生產（chǎn）過程中也正在發揮越來越重（chóng）要的作（zuò）用。其在各類包裝機械中均有大（dà）量應用，可以縮短加工輔助時（shí）間，減（jiǎn）輕工人勞動（dòng）強度（dù），充分發揮設備的性能。
　　
　　但由於食（shí）品包裝機械必須符合食品機械的相關要求和規（guī）定，而且工作現場環境一（yī）般又較（jiào）為複雜苛刻，如果使用了不適當的氣動元件，往往會出現不正常現象。而現代的食品包裝機械，通常集機械、電（diàn）氣、液壓和氣動（dòng）等技（jì）術於一體，且各部分之間有著密不可分的，任（rèn）何一部分發生故障都會影響到設備的正常工（gōng）作。因此，在食品包裝機（jī）械氣（qì）動部分的設計與（yǔ）應用（yòng）中，一定要選用可靠的切合實際需要的產品。
　　
　　在（zài）食品生（shēng）產中，不同生產區的衛生要求有所不同。歐洲的（de）EN1672-2標準將食品加工機械（xiè）的環境定義為3個工作區，即食品區（qū）、飛濺區和非食品區（qū）。根據不同區域的衛生要求，所需使用的氣動技術及產品也不（bú）盡相同。
　　
　　食品區和飛（fēi）濺區要求衛生
　　
　　在食品區和飛濺區，氣動技術主要用於分配、裝瓶、成形（xíng）、灌裝、配劑和密封等裝置中，由（yóu）於氣動（dòng）元件需（xū）要直接或間接與主要生產（chǎn）原料接觸，為避免對終產品產生汙染，其材質（zhì）應（yīng）為、無吸收性（xìng）且耐（nài）腐蝕的不鏽鋼原件。如果使用鋁合金材料，則應具有一定抗腐蝕（shí）能力，性，無（wú）吸收性。元件內部所使（shǐ）用的橡膠製品如密封（fēng）件等（děng）應符合（hé）相應的衛生要（yào）求，應具有耐熱、耐酸堿和耐（nài）油等（děng）特性，可（kě）接受正常清洗和，不（bú）溶解、性且無（wú）吸收性（xìng），不得有（yǒu）影響產品的氣味。工作空氣過濾裝置應保證禁（jìn）止5μm以上的塵埃通過，結構及表麵應平滑（huá）、耐久、易於（yú）清潔並能達到良好的洗淨效果。盡管飛濺區的設計需要和食品區域相似（sì），但材料要求可酌情降低，同時必須保證該設計對食物產品無負麵影響。
　　
　　在這兩種（zhǒng）環境中應用的典型氣動產品有不鏽鋼氣缸、潔淨型氣缸、易清洗閥島、不鏽鋼過濾器和減壓（yā）閥等（děng）（圖1），而其中具代表意（yì）義的是潔淨型氣缸，如英國（guó）Norgren的PVA係列潔淨型氣缸。這種氣缸（gāng）的潔淨式設計消除了食物（wù）顆粒可能附著的空腔、縫隙和鋒利邊角，具有自排水功能，所以液體可以直接（jiē）流掉。缸筒材質采用陽極氧化（huà）鋁，活塞杆采用鍍硬（yìng）絡不鏽鋼，所用密封件為聚氨酯材料，氣缸整體（tǐ）符合IP67的要求，不僅耐（nài）腐（fǔ）蝕，還可進行反（fǎn）複清洗。另外，該氣缸是符合ISO6431的標準化產品，具有可替換性（xìng），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（pǐn）區元件的尺寸要求日益嚴格
　　
　　在非食品區域，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（yù）的氣動元件不需要（yào）接觸生產原料，但通常仍然需要具有（yǒu）標準化、易清（qīng）洗、智能環（huán）保及結構緊湊等特點。由於現在的食品包裝設備要求在有（yǒu）限空間內實現更多的功能（néng），因此對於氣動元件的尺寸要求也越來越嚴格。典型產品包括如圖2所示的英國Norgren易清洗閥島VM係列，其寬度僅10mm的（de）閥體可（kě）提供430L/min的流量，可（kě）進行2~20位集成（chéng），且符合IP65和食品包裝中複雜控製的趨勢。此外，食品包裝設（shè）備普遍采用由過（guò）濾（lǜ）器、減壓閥和不供油潤滑的閥及（jí）氣缸等組成的（de）無給油潤滑氣動係統（tǒng），這種係統在元件需要潤滑處預先（xiān）封入潤滑（huá）脂（zhī），無需油霧器，可長（zhǎng）時間工作而無需補充潤滑脂，能（néng）降低油（yóu）耗和成本、改善環境（jìng）、維修方便且性能穩定。
　　
　　氣動裝置智能化
　　
　　隨著食品加工工藝的日益提高，食（shí）品包裝的自動化水平也在不斷提高，目前食品包裝機（jī）械的研發正（zhèng）朝著高速、多功能及控製智能化的方向發展，工業機器（qì）人、微電子、電腦、智能型和圖像傳感技術等將會得到越來越廣泛的應用（yòng），而應用於食（shí）品（pǐn）包（bāo）裝機械的氣動技術的智（zhì）能化和網絡化也（yě）將成（chéng）為必然。
　　
　　智能化氣缸是氣缸智能（néng）化的集大成者（zhě），以Norgren公司的智能化氣缸為例，這種氣缸內置（zhì）電磁閥和速（sù）控閥，氣缸提供Fieldbus及ASI接（jiē）口，可以實現總線遠程集中控製。其具有IP66防護等級（jí），易於衝洗；而且（qiě）還符（fú）合ISO/VDMA標準，可以和普通標準氣缸實現互換。利用該（gāi）氣（qì）缸就可以替代傳統的整個氣動回路。
　　
　　智能化氣（qì）動三聯件（圖3）則使空氣處理（lǐ）係統的自我診斷（duàn）成為可能，大多數氣（qì）動係統的故障因空氣處理係（xì）統而起，智（zhì）能化三聯件有效解決了這（zhè）一問題。其可以對氣動係統進行持（chí）續（xù）的監控並隨時通過Fieldbus及ASI連（lián）接顯示相關數據，告（gào）知何（hé）時（shí）需要更換濾（lǜ）芯或潤滑油，壓力狀態是否正常，並（bìng）記錄使用時間，從而使故障率達到低，減少維護維修成本（běn），提高正常運行（háng）時間和生產能力。
　　
　　智能化和網（wǎng）絡化（huà）氣動技術（shù）的開發和應用，將使食品包裝（zhuāng）機械進一步智能化，實現設備的自行診（zhěn）斷，從而提高國內食品包裝機械的自動化水平（píng）。