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國(guó)外包裝機(jī)械的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下兒個(gè) 階段.即簡(jiǎn)單機(jī)械化、初歩自動(dòng)化、自動(dòng)生產(chǎn) 統(tǒng)、電腦控制的“無(wú)人化”生產(chǎn)車間和“無(wú)人”化 工廠.
本世紀(jì)四十年代中期、在發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家的食品、火柴、卷煙等行業(yè)最先使用機(jī)械 包裝產(chǎn)品,如英國(guó)的巧克力包裝、美國(guó)的餅干 包裝被認(rèn)為是現(xiàn)代包裝的先駆。五十年代采用 光電管等•自控元件,實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)械韌級(jí)自動(dòng) 化•六十年代,在包裝機(jī)中廣泛采用各種新型 電子元件組成的控制系統(tǒng),采用機(jī)械、電氣、液 壓、氣動(dòng)等綜合技術(shù),實(shí)現(xiàn)了專用的自動(dòng)包裝 作業(yè)城。七十年代,已將微電子技術(shù)引入自動(dòng) 包裝機(jī)和自動(dòng)包裝線,實(shí)現(xiàn)了由電子計(jì)算機(jī)控 制包裝過(guò)程,使包裝機(jī)向高度自動(dòng)化、髙速生 產(chǎn)化方向發(fā)展,八十年代初期開(kāi)始.在某些包 裝領(lǐng)域里,將做機(jī)和機(jī)械人更多地應(yīng)用于包裝 產(chǎn)品供送、控制可變因素及故障診斷、產(chǎn)品 檢測(cè)和管理等方面,即包裝機(jī)械正在實(shí)現(xiàn)柔性 自動(dòng)化方向發(fā)展,并向’無(wú)人化”自動(dòng)包裝車間、 工廠過(guò)渡,使包裝機(jī)械性能優(yōu)良,使包裝產(chǎn)品 質(zhì)量穏.定、生產(chǎn)效率高.成本祇.
2.1包裝機(jī)械產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)
由于國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展,消費(fèi)結(jié)構(gòu)和銷售形 式的變化,各國(guó)對(duì)包裝機(jī)械的需求量日益增 加,因此國(guó)外包裝機(jī)械的產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)_
美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史比較悠久 的國(guó)家,其包裝機(jī)的品種和產(chǎn)量均居世界之 首,包裝機(jī)械的產(chǎn)值占世界總產(chǎn)值的22,9%,名 列世界前茅.美國(guó)在1987年的產(chǎn)值為11億 美元,以后每年以5.5%的平均速度增長(zhǎng),被譽(yù) 為世界第一包裝大國(guó)..
日本是包裝機(jī)械生產(chǎn)的后起之秀,它是從 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后才發(fā)展起來(lái)的,但是發(fā) 展進(jìn)程極快.從60?7。年代,平均年產(chǎn)值每 年增長(zhǎng)20%,70年代初期達(dá)到世界先進(jìn)水平居 世界第二包裝大國(guó)"R前的產(chǎn)量已達(dá)60萬(wàn)臺(tái) (套,其年増長(zhǎng)率為10%„
聯(lián)邦德國(guó)的包裝機(jī)械工業(yè)非常發(fā)達(dá),現(xiàn)擁 有幾家世界上規(guī)格最大的包裝機(jī)械制造廠,生 產(chǎn)的包裝機(jī)械有70%銷往國(guó)外。
2.2包裝機(jī)械產(chǎn)品門類齊全、品種繁多。
就整個(gè)包裝機(jī)械體系而言,國(guó)外包裝機(jī)械 包括兩部分:第一部分是直接完成包裝過(guò)程的 各種機(jī)械,如充填機(jī)、裹包機(jī)、灌裝機(jī)、貼標(biāo) 機(jī),封口機(jī)、多功能包裝機(jī)、捆扎機(jī)、清洗機(jī)、干 燥機(jī)、殺菌機(jī)等.第二部分是包裝材料、包裝容 器的加工設(shè)備.如紙、塑料、復(fù)合材料、金屬及 玻璃等各種容器的制造機(jī)械.
近代高分子合成技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā) 展,対包裝機(jī)械研側(cè)工作起了很大的推動(dòng)作 用,并出現(xiàn)了一大批以合成材料為包裝材料的 新型包裝設(shè)備和高度技術(shù)密集型包裝生產(chǎn)線。
據(jù)統(tǒng)計(jì),F(xiàn)1前國(guó)外包裝機(jī)械品種多達(dá)140。 余種,并已形成系列產(chǎn)二.
2.3企業(yè)自成體系,并向?qū)I(yè)化方向發(fā)展 在美國(guó)、德國(guó)、瑞典、日本等包裝機(jī)械生產(chǎn) 發(fā)詁的國(guó)家中,主要包裝機(jī)械企業(yè)兒乎都 有近百年和兒十年的J萬(wàn)史,它們?cè)诨A(chǔ)技 術(shù)研究的基礎(chǔ)上已向?qū)I(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展,并 出現(xiàn)了不少各具特色,在世界上享有盛譽(yù)的包 裝設(shè)備。如美國(guó)某公司的封罐機(jī)、某公司的封箱機(jī),德國(guó)某公司的啤酒濰裝機(jī),瑞典某公司和法國(guó)某公司的無(wú)菌包裝機(jī).
3.1重點(diǎn)發(fā)展食品包裝機(jī)械
在工業(yè)發(fā)詁國(guó)家的山場(chǎng)上,蔬菜、水果、糕 點(diǎn)、糖果、飩料、糧食、肉、水產(chǎn)品及各種熟食 品、方便食品均有方便、適用、美觀大方的包 裝、這樣既保護(hù)商品,又便于銷會(huì)、使用。而這 些包裝都是通過(guò)各種包裝機(jī)械完成的“所以, 工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家有50%的包裝機(jī)械是用于食 品工業(yè),這就加速了食品包裝機(jī)械的發(fā)展"
在食品包裝機(jī)械的研究和制造中又注意了 以下幾個(gè)冋題:
3.1.1保證包裝食品的衛(wèi)生
在食品包裝機(jī)中、凡是直接與食品相接觸 的部位均由不銹鋼材料制造或者要進(jìn)行表面化 學(xué)處理"
包裝機(jī)要便于清洗,目前成套設(shè)備的清洗 都設(shè)計(jì)了原位清洗系統(tǒng),即是用適當(dāng)洗滌液、 定期按工序循環(huán)清洗、無(wú)須將設(shè)備拆開(kāi)。這樣 在保護(hù)了設(shè)備衛(wèi)生的同時(shí),又提高了工效.如 瑞典利來(lái)果汁無(wú)菌包裝系統(tǒng)就配備了原位淸洗 裝置。當(dāng)系統(tǒng)停產(chǎn)后再次啟動(dòng)前必須先打開(kāi)清洗 裝置,自動(dòng)用雙氧水將整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)清注滅菌, 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后方可使用“
在罐頭工業(yè)中,沿用數(shù)十年的錫焊罐目前 已被髙頻電阻焊接罐所代替.因?yàn)殄a焊罐對(duì)人 體有害,其結(jié)果導(dǎo)致制罐設(shè)備也產(chǎn)生了變化.
11.2設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與食品生產(chǎn)工藝相適應(yīng) 的各種輔助設(shè)備
有的食品包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)直接受食品生產(chǎn)工 藝的影響,如餅干包裝徂的整理與供送機(jī)構(gòu)、 裹包挾持機(jī)構(gòu)萼,它們T?接受餅干配料、成 型、焙烤工藝及餅干形狀、大小的制約,因而 必須研究設(shè)計(jì)出相應(yīng)的輔助設(shè)備*
3.13選用實(shí)用、經(jīng)擠的包裝材料
食品與人民的生活息、息相關(guān),降低食品的包 裝成本勢(shì)在必行,因此、相繾出現(xiàn)了適應(yīng)不同 包裝材料的,包裝機(jī)械.例如,近兒年來(lái)歐美- 些釀酒公司已開(kāi)始來(lái)用六層紙基復(fù)合材料制成 容器裝酒、其包裝容器、蔽光、阻氧、防水 又便于儲(chǔ)運(yùn),其零售價(jià)比玻璃瓶低30?50%, 深受零售商誦消費(fèi)者的歡迎“
3.2在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,使包裝機(jī) 單機(jī)向高速化方向發(fā)展
提高包裝機(jī)單機(jī)的工作速度時(shí),對(duì)機(jī)械本身 的性能如工作玲、定忤、噪音、壽命等帶來(lái)不利 的影響.同時(shí).對(duì)包裝材料和包裝容器的件能 要求也相應(yīng)提高,因此,國(guó)外提高単機(jī)的速度 是把技術(shù)的先進(jìn)性、可實(shí)現(xiàn)性與經(jīng)濟(jì)合理忤有 機(jī)結(jié)合起來(lái),在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上使單機(jī) 向高速化方向發(fā)展”
如意大利某公司的袋泡茶包裝機(jī)生產(chǎn)率 為2000包/分,意大利某公司香煙小包裝 機(jī)的生產(chǎn)率為700包/分,德國(guó)某公司的啤酒 灌裝機(jī)的生產(chǎn)率為10- 12萬(wàn)瓶/小時(shí)。
33微機(jī)在包裝機(jī)上已被廣泛應(yīng)用,并已 達(dá)到成熟階段。
3.3J用微機(jī)控制包裝物品的計(jì)量。
用微機(jī)控制的稱量式干物品組合計(jì)量充填 包裝機(jī)已于六十年代后期研制成功。日本、法 國(guó)研制了組合秤,解決了不便分割的塊狀物料 (如糖果、水果、糕點(diǎn))的包裝計(jì)量精度難題。日 本某公司研制成功的由14臺(tái)稱重 機(jī)組合的組合拝,工作時(shí)每臺(tái)秤裝入1/3 - 1/4 標(biāo)定重量的物料,并將其稱得的結(jié)果輸入徹機(jī) 控制系統(tǒng),可計(jì)算出各種可能的組合結(jié)果總計(jì)16383 種,最后從中選出最佳的一組輸入包裝村料或 容器中,計(jì)量精度可達(dá)1%,計(jì)量充填速度可達(dá) 100 - 180次/分以上,
用微機(jī)控制液體灌裝機(jī)的灌裝物料的重 量、即是微機(jī)對(duì)灌裝機(jī)的工作狀態(tài)、過(guò)程作檢 控,灌裝計(jì)量檢測(cè)裝置對(duì)已輸出的計(jì)量值檢測(cè) 后與目標(biāo)值做比較,再根據(jù)比較結(jié)果控制灌裝 物料的流量,使其淺裝量達(dá)到要求值.此種計(jì)量 方法不受灌裝容器本身誤差,物品密度和濕度 變化的影響,保證計(jì)量精度高.
.33,2用微機(jī)控制液體灌裝機(jī)
用可編程序控制器控制安甑多頭多速灌裝 機(jī),使灌裝機(jī)'先用情性氣體沖洗安韻一灌裝 -充氯氣-封口的順序工作.用微機(jī)控制各曜 裝頭的開(kāi)關(guān),當(dāng)任一僵裝頭下出現(xiàn)缺瓶或發(fā)生故障 時(shí),微機(jī)只控制相應(yīng)的僵裝頭停止工作,而其它的 沒(méi)裝頭保持正常的工作狀態(tài).
3.4熱管技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用
熱管技術(shù)最早用于航天技術(shù),目前在國(guó)外 已被用于包裝機(jī)的熱封裝置上.熱管加熱均 勻,提高了包裝封口的質(zhì)量和美觀,并且還可 以節(jié)能約25 %左右。這種熱管在一些國(guó)家已經(jīng) 形成系列化產(chǎn)品、在市場(chǎng)上柞為通用件出售.
3.5機(jī)器人在包裝生產(chǎn)系統(tǒng)中得到開(kāi)'發(fā)和 應(yīng)用
國(guó)外已經(jīng)使用機(jī)器人來(lái)代替人工作包裝物 外觀檢測(cè),如包裝箱外觀質(zhì)量檢測(cè)、標(biāo)簽位置 檢測(cè)、包裝物外型(水果、蔬菜、水產(chǎn)品等)検 測(cè).在八十年代、美國(guó)用微機(jī)控制機(jī)器人在無(wú)菌 封閉的環(huán)境中進(jìn)行藥物生產(chǎn)和包裝.法國(guó)研制 了由微機(jī)控制機(jī)器人操作的瓦楞紙箱成型一 商品裝箱一托盤(pán)運(yùn)輸包裝的自動(dòng)包裝生產(chǎn)線。
3.6人工智能在包裝生產(chǎn)系統(tǒng)中得到應(yīng)用 人工智能是傳感技術(shù)、圖像識(shí)別塊術(shù)、信息 處理技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)間完善結(jié)合的產(chǎn) 物。如法國(guó)應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)和光學(xué)攝影機(jī)等組 成的檢測(cè)裝置對(duì)被包裝物品(如巧克力糖的外 形)進(jìn)行辯認(rèn)檢查,并由圖像傳感器傳人計(jì)算 機(jī)系統(tǒng),并與存貯在高速大容量計(jì)算機(jī)存貯器 中的標(biāo)準(zhǔn)多維圖象進(jìn)行對(duì)比識(shí)別,再控制機(jī)器 A.進(jìn)行產(chǎn)品自動(dòng)分選、剔除畸形產(chǎn)品,將合格 產(chǎn)品裝入托盤(pán)中進(jìn)行包裝.
3.7利用激光多普勒效應(yīng)原理,對(duì)包裝坐 產(chǎn)線中物品移動(dòng)的速度和長(zhǎng)度進(jìn)行非接觸式在 線檢潰與控制.
它的工作原理是利用激光束良好的時(shí)間和 空間的相關(guān)件.與多普勒就應(yīng)(既把移動(dòng)物體 的移動(dòng)速度轉(zhuǎn)換為多普勒顓率)相結(jié)合,通過(guò) 測(cè)量物體移動(dòng)速度,再根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系變 換岀物體的長(zhǎng)度,這種檢測(cè)裝置精度高.分辯 率有、測(cè)量范所大.
這種檢測(cè)裝置還可以控制包裝材料定位商標(biāo) 的定長(zhǎng)切斷、控制物料的輸送量等’
3.8提高自動(dòng)檢灣水平
近年來(lái),國(guó)外研制了大量的自動(dòng)檢測(cè)裝 置,廣泛應(yīng)用干包裝機(jī)單機(jī)和生產(chǎn)線監(jiān)測(cè).這 些檢濾裝置應(yīng)用范圍廣,可對(duì)包裝產(chǎn)品.包裝 材料和容器、包裝成品、包裝過(guò)程進(jìn)行檢測(cè).
例如,美國(guó)開(kāi)發(fā)了罐頭封口質(zhì)量檢測(cè)裝 置,在罐頭的高速自動(dòng)直空封口機(jī)的封口作業(yè) 中,對(duì)罐失二重卷苞的質(zhì)量和罐頭的真空度進(jìn) 行檢測(cè),可在每個(gè)罐頭離開(kāi)封罐機(jī)前對(duì)二重卷 封過(guò)的理論壓力變化曲線與卷封時(shí)實(shí)際壓力變 化曲線進(jìn)行比較,當(dāng)二者的差值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 值時(shí),一方面通過(guò)狀態(tài)打印裝置和檢測(cè)報(bào)警系 統(tǒng)向操作者發(fā)岀信號(hào).另一方面對(duì)不合格產(chǎn)品 予以剔除.在線檢測(cè)標(biāo)頭內(nèi)真空度的原理, 是利用罐頭的真空度下同,在大氣壓力下向內(nèi) 凹的稈度也不同,通過(guò)高靈敏度的傳感器進(jìn)行 栓測(cè),時(shí)下合格產(chǎn)品予以剔除.
3.9在包裝機(jī)的設(shè)計(jì)和制造中,應(yīng)用模塊 化、成狙化技術(shù)
模塊化和成組化適用于包裝機(jī)小批量、多 品種、多規(guī)格化牛產(chǎn)。它有利于虛高'三化”水 平,縮短包裝機(jī)生產(chǎn)周期、提高包裝機(jī)工作可 靠性、降低包裝機(jī)的成本,
3.10大力發(fā)展知研究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単、應(yīng)用范圍 廣的包裝機(jī)械及生產(chǎn)線
由于問(wèn)品品種和規(guī)格的多樣化、復(fù)雜化,時(shí) 商品包裝的要求越來(lái)越復(fù)雜•迫使包裝機(jī)械研 制者,把研制力量更大的投入到研究其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單,應(yīng)用范圍廣的包菩設(shè)備上。如萬(wàn)能包裝機(jī) 一臥式枕型包裝機(jī)、可用于包裝餅干,面、方便面、棒冰,無(wú)金制品等.
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