中國的食品包裝機械經過近二十年的發展，已經形成了一定的規模，成為機械工業中的重要組成部分。現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程基本還是人工操作，從而極可能對被包裝產品造成污染，這種狀況極需得到改變。目前國家加大力度實施食品質量安全市場準入制度，食品包裝設備也正在逐步納入食品質量安全準入體系中，對食品包裝機械行業是個實現產業升級的的良好契機。現代食品包裝機械匯集了多種學科的技術，具有率、高精度、高自動化和高柔性的特點，并正向智能化、集成化方向發展，其中的基礎組成部分之一是氣動技術。

　　氣動技術，全稱氣壓傳動與控制技術，是生產過程自動化和機械化的zui有效手段之一，具有高速、清潔安全、低成本、易維護等優點，被廣泛應用于輕工機械領域中，在食品包裝及生產過程中也正在發揮越來越重要的作用，奶粉充填包裝機、酸奶塑杯成型灌裝封切機、飲料啤酒灌裝機、果凍充填包裝機、餅干和面包包裝機枕式、薯片充填包裝機、灌醬機、肉類包裝機等均有大量使用，可以縮短加工輔助時間，減輕工人勞動強度，充分發揮設備的性能。

　　但由于食品包裝機械必須要符合食品機械安全的相關要求和規定，而且工作現場環境一般又較為復雜苛刻，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，通常是集機械、電氣、液壓、氣動等干一體的設備，組成設備的各部分之間具有密切的，其中任何一部分發生故障均會影響其他部分的正常工作，大型食品包裝設備內有成千上萬只元器件，故障的檢查、維修難一向是zui棘手的問題之一，因此，在食品包裝機械的氣動設計與應用中，一定要選用可靠的、切合實際的廠家與產品。

.氣動技術在食品包裝機械中的基本應用：

  在食品生產中，不同的生產區對衛生有不同要求；歐洲的EN 1672-2 標準將食品加工機械的環境定義為三個工作區，食品區、飛濺區和非食品區；根據不同的區域，所需要使用的氣動技術及產品也不盡相同。

  在食品區和飛濺區，氣動技術主要用于分配、裝瓶、成形、灌裝、配劑、密封等裝置中，由于氣動元件需要直接或間接與主要生產原料接觸，為了防止產生對zui終產品產生污染的可能性，其材質應為無毒、無吸收性、耐腐蝕的不銹鋼；如果使用鋁合金，則應具有一定抗腐蝕能力，無毒性，無吸收性；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，在工作環境中應具有耐熱、耐酸堿、耐油的穩定性，可接受正常清洗和消毒，不溶解，無毒性、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不得使5μm以上的塵埃通過；結構及表面應平滑、耐久、易于清潔并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，同時必須保證該設計對食物產品無負面影響。

　在這兩種環境中應用的典型的氣動產品有不銹鋼氣缸、潔凈型氣缸、易清洗閥島、不銹鋼氣源處理元件等，而其中有代表意義的，是潔凈型氣缸，例如圖1中所示的英國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，所以液體可以直接流掉；缸筒材質采用陽極氧化鋁，活塞桿采用鍍硬絡不銹鋼，所用的密封件采用聚氨酯，氣缸整體符合IP67，不僅耐腐蝕，還可進行反復清洗；而且這種氣缸是符合ISO 6431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。

非食品區，在這個區域，氣動技術主要用于封袋、包裝、貼標、檢測、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、結構緊湊等特點。由于現在的食品包裝設備要求在有限的空間內實現更多的功能，因此對于氣動元件的尺寸也要求越來越緊湊、集成、模塊化；典型產品有如圖2所示的英國Norgren的易清洗閥島VM系列，寬度僅10mm的閥體可提供430L/min的流量，可2至20位集成，多種功能、壓力可集成使用，且符合IP65，是食品包裝中復雜控制的趨勢。此外，*食品包裝設備普遍采用由過濾器、減壓閥和不供油潤滑的閥、氣缸等組成的無給油潤滑氣動系統，這種系統在元件需要潤滑處預先封入潤滑脂，無需油霧器，可長時間工作而不需補充潤滑脂，可降低油耗、改善環境、成本低、維修方便、性能穩定。

3 氣動技術在食品包裝機械中的應用發展趨勢

　　隨著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，食品包裝機械的研發正朝著高速、多功能化及控制智能化的方向發展，工業機器人、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應用，而應用于食品包裝機械的氣動技術的智能化、網絡化也就將成為必然。

　　智能化氣缸是氣缸智能化的集大成者，以圖3中所示英國Norgren的智能化氣缸為例，這種氣缸內置有電磁閥、速控閥、氣缸開關等附件，根據其氣路設計，無論單作用還是雙作用氣缸，均只需一端接氣，使用這樣一個氣缸配上過濾減壓閥，就可以替代傳統的整條氣動回路，而且由于省去了中間氣管傳輸等過程的耗氣因素，空氣消耗也大大減少，非常節能環保；根據食品行業的潔凈需要，這類氣缸具有IP66防護等級，屬于可直接沖洗類氣缸；根據標準化的需要，這類氣缸還應符合ISO/VDMA標準，這樣就可以和普通標準氣缸實現互換，從而滿足自動化升級在設計上的簡化需求。

這類氣缸在電氣控制上也非常簡易、集成和柔性化，該氣缸僅需一個電氣接口即可實現遠程集中控制，既可以選擇多針接口也可以使用AS-I接口，如果選擇ASI接口，如圖4所示，通過由一臺AS-I主控器連出的通信電纜（黃色）和一組智能化氣缸連接，就可以進行總線遠程集中控制

智能化氣動三聯件（見圖6）則使空氣處理系統的自我診斷成為可能，大多數氣動系統的故障因空氣處理系統而起，而傳統的氣源處理存在一些缺陷，主要是缺乏狀態的監控和反饋，例如過濾器濾芯阻塞、調壓閥調壓不正常等問題常常出現，影響整個氣動系統的正常運行；而智能化三聯件則有效地解決了這一難題，它可以對氣動系統進行持續的監控并隨時通過Fieldbus及ASI連接顯示相關數據，告知何時需圖6智能化三聯件要更換濾芯、潤滑油，壓力狀態是否正常、記錄使用時間，從而使故障率達到zui低、減少維護維修成本，提高系統及設備的正常運行時間和生產能力。

　　4 總結

　　這些智能化、網絡化的高新氣動技術已經在一些西方國家得到了開發和應用，實現了食品包裝機械進一步智能化，通過對這些技術的了解和研究吸收，國內食品包裝機械的水平也有望得到提升和發展，減少食品加工過程中的人為或機器差錯，確保食品機械的可靠運行，實現安全生產和清潔生產，實現食品包裝過程的連續化生產、專業化作業、自動化調節、全程化控制和產業化經營，早日與接軌。

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