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最近，全自動(dòng)小麥粉包裝技術(shù)與裝備開始進(jìn)入我國小麥粉加工業(yè)。隨著我國小麥粉行業(yè)不斷向集約化、規(guī)?；a(chǎn)模式發(fā)展，采用全自動(dòng)小麥粉包裝生產(chǎn)線替代用工量仍然較大的半自動(dòng)包裝生產(chǎn)設(shè)備是不可避免的發(fā)展趨勢。這不僅是技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，更是市場競爭的需求。一方面，為適應(yīng)國際小麥價(jià)格的波動(dòng)，降低小麥粉生產(chǎn)成本，在激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢，我國小麥粉加工企業(yè)近年來不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，目前日處理小麥400～1000t的企業(yè)已超過200家[1]。產(chǎn)能的大幅提高，對采用全自動(dòng)包裝技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)小麥粉包裝速度的提高提出了實(shí)際要求。像以往那樣，半自動(dòng)包裝機(jī)的應(yīng)用，一方面，因每一條包裝生產(chǎn)線需要人工完成部分關(guān)鍵工序，這勢必導(dǎo)致整條包裝生產(chǎn)線速度受限。另一方面，鑒于我國人工工資呈現(xiàn)較大幅度的增長趨勢及人力資源的緊張局面，由于現(xiàn)有的小麥粉半自動(dòng)包裝技術(shù)需要配備操作工較多，每條小麥粉包裝生產(chǎn)線一般需配備５～７人，所以，也將促使企業(yè)為降低人工費(fèi)用而選擇全自動(dòng)小麥粉包裝技術(shù)裝備。

可以預(yù)見，今后幾年全自動(dòng)包裝技術(shù)將會(huì)在我國大型小麥粉加工企業(yè)中得到廣范應(yīng)用。

１　小麥粉全自動(dòng)包裝的困難性

面粉廠生產(chǎn)的小麥粉是含水量約14.5％的微細(xì)粉體[2]。因此，小麥粉顆粒是具有極大比表面積的微粒；同時(shí)，因小麥粉顆粒主要由淀粉、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等組分構(gòu)成，所以其表面存在著極性基團(tuán)。這樣，在大的比表面積、水分、極性基團(tuán)的共同作用下，小麥粉與設(shè)備表面之間、小麥粉微粒之間、包裝袋與小麥粉之間存在一定的黏附性。因此，在小麥粉包裝過程中，不僅易產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)；而且，小麥粉還會(huì)黏附在落料斗壁面、包裝袋袋口，使經(jīng)過計(jì)量的小麥粉不能全部順利裝填至包裝袋內(nèi)。這不僅會(huì)加大包裝計(jì)量誤差，使包裝小麥粉在銷售中達(dá)不到合格計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且可能影響包裝工藝的正常進(jìn)行：①黏附在袋口的小麥粉將影響包裝袋封口工序的正常工作。②因小麥粉不易自行壓實(shí)，導(dǎo)致小麥粉包裝袋頂端凸起，增加了封口的難度。

上述因素，致使小麥粉包裝工藝不同于其他粉體、顆粒體的包裝工藝。要實(shí)現(xiàn)小麥粉全自動(dòng)包裝，其難度更高，對全自動(dòng)包裝機(jī)構(gòu)及其自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，對整條包裝線的協(xié)調(diào)性及包裝工藝與稱量工藝、前方生產(chǎn)線之間的協(xié)調(diào)性都提出了更高的要求。事實(shí)上，這也是我國包裝裝備制造企業(yè)涉足小麥粉全自動(dòng)包裝裝備較少的重要原因。

２　小麥粉全自動(dòng)包裝技術(shù)的形式及特點(diǎn)

目前國內(nèi)外小麥粉包裝主要采用兩種工藝形式：半自動(dòng)包裝技術(shù)和全自動(dòng)小麥粉包裝技術(shù)。前者在技術(shù)上、操作上已日趨成熟，工作性能基本可靠，其工藝流程為：

自動(dòng)給料→自動(dòng)稱量→人工套袋→人工輔助充填→人工輔助封口、縫包→自動(dòng)輸送→人工輔助堆包。

從技術(shù)上講，這類工藝形式需要人工完成部分操作工序，尚未達(dá)到無人化的全自動(dòng)包裝工藝要求，故屬于半自動(dòng)小麥粉包裝。由于人工取袋、套袋速度有限，對產(chǎn)量較高的小麥粉生產(chǎn)線來說，常需配備２套以上包裝機(jī)組，且需要配備取袋、套袋等工序的操作人員。

包括自動(dòng)取、套袋功能的全自動(dòng)小麥粉包裝裝置，近年來已在意大利、美國、德國、英國、加拿大等發(fā)達(dá)國家普遍應(yīng)用。其工藝過程為：

自動(dòng)給料→自動(dòng)稱量→自動(dòng)套袋→自動(dòng)充填→自動(dòng)封口、縫包→自動(dòng)輸送→機(jī)器人碼垛堆包。

由于我國小麥粉自動(dòng)包裝技術(shù)水平仍落后于發(fā)達(dá)國家，所以，目前僅在技術(shù)難度相對較低的小袋小麥粉包裝（５ｋｇ／袋以下）中采用了制袋式全自動(dòng)小麥粉包裝設(shè)備（如圖１所示）。而對于大袋（５ｋｇ／袋以上小麥粉）的小麥粉包裝，則廣泛采用人工給袋的半自動(dòng)小麥粉包裝設(shè)備（如圖２所示），迄今僅有天津一家企業(yè)引進(jìn)了意大利的給袋式全自動(dòng)包裝機(jī)組，江蘇一家企業(yè)開始試用國內(nèi)一包裝機(jī)械企業(yè)試制的給袋式全自動(dòng)小麥粉包裝裝置。

小袋全自動(dòng)小麥粉包裝中，包裝袋可采用紙質(zhì)包裝袋和塑料包裝袋。大袋小麥粉的全自動(dòng)小麥粉包裝工藝目前有閥口袋包裝（如圖３所示）或敞口袋包裝（如圖４所示）兩種形式。閥口袋包裝技術(shù)中主要采用剛度較好的紙質(zhì)包裝袋，剛性太低材料不宜采用。在敞口袋包裝工藝中，三類材質(zhì)的包裝袋均可使用。但因紙質(zhì)包裝袋成本較高，所以，我國小麥粉企業(yè)極少使用，目前普遍采用的是覆膜編織袋和無紡布袋。

３　小麥粉全自動(dòng)包裝技術(shù)關(guān)鍵

盡管大袋小麥粉全自動(dòng)包裝工藝，無論閥口袋還是敞口袋包裝工藝，均可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、無人化操作，但由于需要完成自動(dòng)取袋、套袋和充填包裝操作，所以其復(fù)雜程度和技術(shù)難度顯著增大，特別是全自動(dòng)敞口袋包裝技術(shù)。

３．１　閥口袋小麥粉全自動(dòng)包裝

由于閥口袋是以包裝袋一側(cè)頂端的閥口為小麥粉充填入口，因此其技術(shù)關(guān)鍵之一是如何準(zhǔn)確將該閥口套至電子秤卸料管口上。對單卸料管來說，要求機(jī)械手能夠與電子秤、包裝袋輸送裝置精確協(xié)調(diào)，在傳感器、控制程序的指揮下，快速動(dòng)作。但對于多工位、旋轉(zhuǎn)式電子秤卸料裝置來說，還必須使機(jī)械手與旋轉(zhuǎn)卸料斗準(zhǔn)確配合。否則，由于機(jī)械手與旋轉(zhuǎn)卸料管口的誤差累積，也會(huì)很快導(dǎo)致小麥粉充填包裝錯(cuò)誤，難以連續(xù)工作。

閥口袋包裝技術(shù)的另一關(guān)鍵在于充填時(shí)袋內(nèi)空氣引起的小麥粉充填不順暢以及小麥粉密實(shí)度較低。前者由于小麥粉充填而壓縮袋內(nèi)空氣，同時(shí)空氣向上流動(dòng)，給小麥粉順利充填帶來不利因素。后者因袋內(nèi)空氣上升與下落的小麥粉形成對流，致使袋內(nèi)小麥粉堆積密度下降，可能造成包裝袋容積不夠假象。上述兩方面問題都是在閥口袋全自動(dòng)小麥粉包裝中需要解決的關(guān)鍵問題。

３．２　敞口袋全自動(dòng)包裝

在敞口袋自動(dòng)包裝生產(chǎn)中，由于我國普遍使用覆膜編織袋和無紡布袋，而這兩類包裝袋剛性很低，所以自動(dòng)取袋、套袋較為困難。同時(shí)在小麥粉充填過程中還需要解決小麥粉向外飛揚(yáng)的問題和小麥粉敦實(shí)問題。

覆膜編織袋因許多制袋廠采用熱切割進(jìn)行制袋，致使袋口粘連現(xiàn)象較嚴(yán)重。這給包裝時(shí)機(jī)械手打開袋口造成很大困難，甚至可能難以打開袋口。而且，相鄰包裝袋袋口之間也存在粘連現(xiàn)象，這導(dǎo)致機(jī)械手取袋時(shí)可能一次抓起多個(gè)袋子，使自動(dòng)包裝無法正常進(jìn)行。該問題需要在敞口袋全自動(dòng)包裝中予以解決。

與閥口袋包裝過程類似，當(dāng)機(jī)械手將包裝袋套至電子秤卸料口后，包裝袋與卸料口形成密閉空間，袋內(nèi)空氣對小麥粉下落充填形成阻滯，并使袋內(nèi)堆積小麥粉密實(shí)度下降。和閥口袋類似，需要通過調(diào)節(jié)恰當(dāng)?shù)男读峡跉鈮?，解決該問題。

包裝袋套至卸料口后，還需要采用彈性夾緊機(jī)構(gòu)將包裝袋緊密地夾緊在卸料口外側(cè)，以保證小麥粉不會(huì)在充填過程向外飛揚(yáng)。

３．３　其他關(guān)鍵技術(shù)問題

在小麥粉全自動(dòng)包裝方面，除上述問題外，稱量裝置的快速、精確問題，自動(dòng)套袋裝置的快速、平穩(wěn)、可靠問題，控制系統(tǒng)、控制器、傳感元件的靈敏、可靠問題，高速碼垛機(jī)器人及其可靠性等也是需要我國有關(guān)技術(shù)人員和企業(yè)深入研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。國內(nèi)的自動(dòng)套袋技術(shù)剛剛開始研發(fā)，技術(shù)上尚不成熟，套袋速度、可靠性等也不夠高；國產(chǎn)碼垛機(jī)器人、傳感器、控制器等關(guān)鍵控制元器件技術(shù)也不夠穩(wěn)定。

４　結(jié)語

隨著我國小麥粉加工產(chǎn)能的不斷增大和行業(yè)的競爭與發(fā)展，無疑應(yīng)加快我國小麥粉全自動(dòng)包裝技術(shù)的研究和發(fā)展。技術(shù)上，敞口袋包裝技術(shù)比閥口袋包裝技術(shù)更為困難，但因紙質(zhì)包裝袋成本高于覆膜編織袋和無紡布袋，對于利潤率很低的小麥粉加工企業(yè)來說，或更愿意使用后者。因此，我國更需要加緊研發(fā)使用覆膜編織袋和無紡布袋的敞口袋全自動(dòng)包裝技術(shù)，深入、充分地研究碼垛機(jī)器人、傳感器、控制器等關(guān)鍵控制元器件，以適應(yīng)我國小麥粉加工業(yè)向集成化、規(guī)模化、高效化方向發(fā)展的需求。

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