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食品包裝機械 |
食品包裝機械的定義 食品包裝機械翻譯為food packaging machinery 食品包裝機械是指能完成全部或部分產品和食品包裝過程的機械包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序,以及與其相關的前後工序,如清洗、堆碼和拆卸等。此外,包裝還包括計量或在包裝件上蓋印等工序。使用機械包裝產品可提高生產率,減輕勞動強度,適應大規模生產的需要,並滿足清潔衛生的要求。
基本內容
中文名:食品包裝機械
過 程:充填、裹包、封口等
外文名:food packaging machinery
前後工序:清洗、堆碼和拆卸等
技術定義
食品包裝機械翻譯為food packaging machinery 食品包裝機械是指能完成全部或部分產品和食品包裝過程的機械 包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序,以及與其相關的前後工序,如清洗、堆碼和拆卸等。此外,包裝還包括計量或在包裝件上蓋印等工序。使用機械包裝產品可提高生產率,減輕勞動強度,適應大規模生產的需要,並滿足清潔衛生的要求。
根據(2013年中國食品包裝機械進出口數據分析)統計,2013年我國食品和包裝機械行業完成工業總產值2920億元,同比增長16.80%,超過全國機械工業當年增長率。與此同時,規模以上企業增長速度均為18%以上,為拉動食品和包裝機械行業健康運行發揮了重要作用。其中,食品機械工業產值為1372億元,同比增長19.3%,包裝機械工業產值為1547億元,同比增長14.6%。
據海關統計,2013年中國食品和包裝機械進出口總額73.97億美元,比上年同期增長8.38%,其中食品機械進出口總額27.10億美元,比上年同期增長18.13%,包裝機械進出口總額46.87億美元,同比增長3.44%。
2013年食品和包裝機械出口總額34.59億美元,比上年同期(以下簡稱同比)增長39.81%。其中,食品機械出口總額為15.15億美元,占食品和包裝機械出口總額的43.80%,同比增長23.10%;包裝機械出口總額19.44億美元,占食品和包裝機械出口總額的56.20%,同比增長16.67%。
包裝機械進口總額27.44億美元,占食品和包裝機械進口總額的69.65%,比上年下降4.22%。
包裝過程
工序
包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序,以及與其相關的前後工序,如清洗、堆碼和拆卸等。
機械包裝
此外,包裝還包括計量或在包裝件上蓋印等工序。使用機械包裝產品可提高生產率,減輕勞動強度,適應大規模生產的需要,並滿足清潔衛生的要求。
包裝機械有多種分類方法。
按功能可分為單功能包裝機和多功能包裝機;按使用目的可分為內包裝機和外包裝機;按包裝品種又可分為專用包裝機和通用包裝機;按自動化水平分為半自動機和全自動機等。 成型-充填-封口包裝機是一種多功能的包裝機。物料進入包裝機的頂部後,計量部分將定好數量的產品依次送入物料通道。捲筒包裝材料在通過物料通道的外壁時,被成形器卷繞成筒狀,縱封器將其縱向縫焊封牢固。橫封器完成包裝袋的頂封和下一個袋子的底封,成為兩道焊縫。由於下料通道被包裝袋裹住,底封封焊後就可直接向袋內下料,隨之移動一個工位完成頂封封口,並用切刀切斷,完成包裝工序。 捲筒包裝材料有單層的和複合的。單層的如防潮玻璃紙、聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯,複合的如拉伸聚丙烯/聚乙烯、聚乙烯/玻璃紙/鋁箔。此外還有可熱封的材料等。包裝封口型式有枕式封口、三邊封口和四邊封口等。裝盒機用於產品銷售的包裝。 裝盒機是用於產品銷售包裝的機械,它將經過計量的一份定量物料裝入盒中,並把盒的開口部分閉合或封固。裝箱機用於完成運輸包裝,它將包裝成品按一定排列方式和定量裝入箱中,並把箱的開口部分閉合或封固。裝盒機和裝箱機均有容器成形(或打開容器)、計量、裝入、封口等功能。 其典型流程為:灌裝機使軟管容器定位,經計量充填後封固容器的尾端,然後送至裝盒機。裝盒機先將盒坯成形,將軟管裹以襯紙後,推入盒中封閉盒口。小盒經輸送裝置送到裝大盒機中堆疊。堆疊預定數量後,大盒坯以裹包的方式形成容器,與此同時將小盒裝入其中,並施膠封口。大盒輸送到裝箱機中堆疊,達到預定數量後裝入打開的箱中。裝箱後,由封箱貼條機將箱蓋施膠封口,並在蓋舌齊縫處貼以膠帶或使用綑紮機將箱綑紮牢固。 液體灌裝機按灌裝原理可分為常壓灌裝機、壓力灌裝機和真空灌裝機。 常壓灌裝機是在大氣壓力下靠液體自重進行灌裝。這類灌裝機又分為定時灌裝和定容灌裝兩種,只適用於灌裝低粘度不含氣體的液體如牛奶、葡萄酒等。 壓力灌裝機是在高於大氣壓力下進行灌裝,也可分為兩種:一種是貯液缸內的壓力與瓶中的壓力相等,靠液體自重流入瓶中而灌裝,稱為等壓灌裝;另一種是貯液缸內的壓力高於瓶中的壓力,液體靠壓差流入瓶內,高速生產線多採用這種方法。壓力灌裝機適用於含氣體的液體灌裝,如啤酒、汽水、香檳酒等。 真空灌裝機是在瓶中的壓力低於大氣壓力下進行灌裝。這種灌裝機結構簡單,效率較高,對物料的粘度適應範圍較廣,如油類、糖漿、果酒等均可適用。 其流程一般為:裝有空瓶的箱子堆放在托盤上,由輸送帶送到卸托盤機,將托盤逐個卸下,箱子隨輸送帶送到卸箱機中,將空瓶從箱子中取出,空箱經輸送帶送到洗箱機,經清洗乾淨,再輸送到裝箱機旁,以便將盛有飲料的瓶子裝入其中。從卸箱機取出的空瓶,由另一條輸送帶送入洗瓶機消毒和清洗,經瓶子檢驗機檢驗,符合清潔標準後進入灌裝機和封蓋機。飲料由灌裝機裝入瓶中。裝好飲料的瓶子經封蓋機加蓋封住並輸送到貼標機貼標,貼好標籤後送至裝箱機裝入箱中再送到堆托盤機堆放在托盤上送入倉庫。 裝各種飲料用的瓶子灌裝流水線的流程基本相似。但因飲料性質不同,使用的灌裝機和壓蓋機也不同。例如啤酒灌裝流水線除選用合適的灌裝壓蓋機外,還增加一部殺菌機。封蓋機根據使用的蓋形(王冠蓋、旋蓋、塞蓋等)不同而選用相應的機種。
包裝分類
包裝機械的種類繁多,分類方法很多。從不同的觀點出發可有多種,按產品狀態分,有液體、塊狀、散粒體包裝機;按包裝作用分,有內包裝、外包包裝機;按包裝行業分,有食品、日用化工、紡織品等包裝機;按包裝工位分,有單工位、多工位包裝機;按自動化程度分,有半自動、全自動包裝機等。 包裝機械的分類方法還有許多,各種分類方法各有其特點及適用範圍,但均有其局限性。從國際上包裝機械總的情況來看,比較科學的分類方法是按其主要功能進行分類,它能抓住事物的本質。其基本分類如下:
(1) 充填機
充填機是將精確數量的包裝品裝入到各種容器內的包裝機。其主要種類有: ①容積式充填機。包括量杯式、插管式、柱塞式、料位式、螺杆式、定時式充填機。 ②稱重式充填機。包括間歇稱重式、連續稱重式、稱重—離心等分式等充填機。 ③計數式充填機。包括單件計數式、多件計數式充填機。
(2)封口機
封口機是將充填有包裝物的容器進行封口的機械,其主要種類有: ①無封口材料封口機。包括熱壓式、冷壓式、熔焊式、插合式、摺疊式等封口機。 ②有封口材料封口機。包括旋合式、滾紋式、卷邊式、壓合式等封口機。 ③有輔助封口材料封口機。包括膠帶式、粘結式、釘合式、結紮式、縫合式等封口機。
(3)裹包機
裹包機是用柔性的包裝材料,全部或部分地將包裝物裹包起來的包裝機。其主要種類有: ①全裹式裹包機。包括扭結式、覆蓋式、貼體式、接縫式等裹機。 ②半裹式裹包機。包括摺疊式、收縮式、拉伸式、纏繞式等裹機。
(4)多功能包裝機
這類包裝機具有兩種或兩種以上的功能。其主要種類有: ①充填封口機。它具有充填、封口兩種功能。 ②成型充填封口機。它具有成型、充填、封口三種功能。成型的種類有袋成型、瓶成型、箱盒成型、泡罩成型、熔融成型等。 ③定型充填封口機。它具有定型、充填、封口功能。定型方式 ④雙面封箱機。它能同時封上蓋和下底兩個面。封箱時,箱子可側放或立放。
(3)按膠帶所封位置和條數分類
①I型封箱機。它在箱子的上蓋和下底的外折頁接縫處用一條膠帶封合。這種封合,操作簡單,但密封性較差。 ②H型封箱機。它在I型封箱的基礎上,即在I型封合膠帶的兩端加封兩條膠帶,形如H,故稱H型。它能增加箱子強度和密封性能,但成本較高。
(4)按專用化程度分類
①通用封箱機。它能調節某些機構以變換封箱機的有關尺寸,來適應多種尺寸規格箱子的封箱。它適應範圍較廣,是一種普遍使用的封箱機。 ②專用封箱機。它只能封合某一種規格尺寸的箱子,封箱速度快,適用大批量封箱作業。 ③隨機型封箱機。它在規定的尺寸範圍內,各有關機構能自動地變換,以適應不同尺寸箱子的封箱需要,是一種自動化程度很高的封箱機。
發展簡史
食品包裝機械是隨着新包裝材料的出現,和包裝技術的不斷革新而發展的。中國發明的造紙技術,在歷史上為紙包裝的產生提供了條件。1850年世界紙價大跌,紙包裝開始用於食品。1852年美國的沃利發明出製紙袋機,從而出現紙製品機械。1861年德國建立了世界上第一個包裝機械廠,並於1911年生產了全自動成形充填封口機。 1890年美國開始生產液體灌裝機,1902年又生產了重力式灌裝機。20世紀初,英國的杜蘭德採用金屬容器保存食物,從而出現各種罐頭包裝食品。 二十世紀60年代以來,新材料逐漸代替傳統的包裝材料,特別是採用塑料包裝材料後,包裝機械發生重大變革。超級市場的興起,對商品的包裝提出了更新的要求。為保證商品輸送快捷安全,集裝箱應運而生,集裝箱體尺寸也逐漸實現了標準化和系列化,從而促使包裝機械進一步完善和發展。
發展趨勢
近幾年,中國包裝行業的年增長率雖排名於傳統行業之首,但要與國際市場接軌,就得加快包裝科技開發,使其向經濟、高效、多功能方向發展。根據中國國民經濟發展規劃和實現小康生活水平的需要,今年幾年內要為包裝工業、食品工業提供1000億元至2000億元的裝備,為「菜藍子」提供800億元至1000億元的裝備,這對一些企業來講是一個良好的發展機遇。同時,筆者從有關部委獲悉,「九五」期間,將給包裝工業投資100億元,扶持和改造大中型包裝企業。
機遇
中國包裝機械裝備製造企業,理應把握這一機遇。 包裝機械裝備的全面性更新換代是中國乃至世界包裝機械發展的總趨勢。更新換代的主要特點是:大量移植採用民用和軍用工業的各種現代化高精技術、電子技術、微電子技術、邊緣技、模糊技術,加速進一步提高包裝機械裝備和生產線的可靠性、安全性、無人作業性等自動化水平。智能化將進入整個包裝機械裝備和生產線領域。 當今世界,包裝機械裝備和生產線的更新換代遙遙領先的首推日本,在這個領域賺取了大量美元。東南亞四小龍也步日本後塵,在包裝機械裝備和生產線的製造方面有不心表現;在歐共體中,意大利的包裝機械裝備和生產線更新換代的步伐遠遠比其它成員國來得快。 更新換代的方式是採取更換局部零、部件或關鍵性部件和關鍵性技術,從而達到更換一台機組的目的,使原包裝機械裝備或生產線的生產能力、性能、效率、機型和組裝方式等得到更新。這樣對大部分部件、機組零件獲得重複利用,既達到提高裝備價值,且又節省了原材料和大量勞動力,降低了成本。這種發展趨勢表明,包裝機械裝備、生產線愈來愈向標準化、系列化、綜合化、組裝化、聯機化的模式發展。民用、軍用高技術也將愈來愈廣泛地進入整個包裝機械裝備領域。激烈的市場競爭,無疑將加速包裝機械裝備在各行各業中的更新換代和技術改造步伐。
重點
世界上不少國家的包裝機械裝備、生產線製造集團和跨國公司,都在投入巨額資金和組織專業人員進行開發研究,力爭加速包裝機械裝備機電一體化進程。其開發研究的重點內容可歸納以下幾個方面: 1.開發節能(水、電、油、汽等)節約資源(原材料、輔助材料等)消耗指標的機種,以及廢料再生利用的機種。 2.開發耗能小、輸出功率大、動態穩定性能好、嗓聲低、污染小的機種。 3.開發多形狀包裝機,可對正方形、長方形、圓形、橢圓形、三角形、枕形、條形、以及奇形異狀等包裝物進行多功能包裝的機種。 4.開發多料態包裝機(充填機、灌裝機),可對液態、半流態、粘態、漿汁態和固態的微粒狀、顆粒狀、粉狀、片狀、塊態、條狀以及奇形異狀等物品進行多功能包裝的機種。 5.開發多種基材袋的包裝、充填、灌裝以及封裝的多功能機種,可對紙、塑、鋁箔、複合材料等基材的多功能包裝進行作業。 6.開發多基材制袋機,可對單一多層紙袋與塑料薄膜袋,鋁箔複合袋與紙塑等複合袋加工製造的多功能機種。 7.開發多種樹脂成型機,多種樹脂擠出機、多種吹膜機,以及多種樹脂流涎的多功能機種。 8.開發減少自重、減少占有空間、結構緊湊、安裝更換方便、少維護無(少)故障作業,以及在線快速修復與不停機修復的生產線。 9.開發多範圍秤重機,從克—公斤,從公斤—幾十公斤(更換秤重、料斗),除一進步改善機械、電子傳感秤重外,開發無干擾的光傳感器件,確保對物料的秤重精度。 開發紙、塑、塗布、印刷等設備也是包裝機械行業發展的需求。 1.開發多種瓦楞形瓦楞機組、生產線,可在快速更換對接壓擺輥下,達到生產A型、B型、C型和E型瓦楞紙板生產線。 2.開發多種樹脂雙向位伸機組、生產線,主要更換擠出蛔杆,擴大對模唇的粗調範圍,根據各種樹脂的性能設計長徑比、雙向拉伸比等有關機械裝置。 3.開發多種塗布機,既能作刮刀塗布,也能作氣刀塗布與計量塗布,同時可作各種塗料的不同塗層,對塗層厚度可作精調。 4.開發多功能印刷機,既能作膠印、也能作凹印和苯胺印(柔性版印刷)不僅印紙,也能印塑料薄膜、複合塑料、複合材料、鋁箔(含真空鍍鋁)等包裝、裝潢材料等。
主要作用
包裝是產品進入流通領域的必要條件,而實現包裝的主要手段是使用包裝機械。隨着時代的發展,技術的進步,包裝機械在包裝領域中正起着越來越大的作用,其主要作用有以下幾點: (1)可大大提高勞動生產率滑台式吸塑封口機機械包裝比手工包裝快得多,如糖果包裝,手工包糖1min只能包十幾塊,而糖果包裝機每分鐘可達數百塊甚至上千塊,提高效率數十倍。 (2)能有效地保證包裝質量機械包裝可根據包裝物品的要求,按照需要的形態、大小,得到規格一致的包裝物,而手工包裝是無法保證的。這對出口商品尤為重要,只有機械包裝,才能達到包裝規格化、標準化,符合集合包裝的要求。 (3)能實現手工包裝無法實現的操作有些包裝操作,如真空包裝、充氣包裝、貼體包裝、等壓灌裝等,都是手工包裝無法實現的,只能用機械包裝實現。 (4)可降低勞動強度,改善勞動條件手工包裝的勞動強度很大,如用手工包裝體積大、重量重的產品,既耗體力,又不安全;而對輕小產品,由於頻率較高,動作單調,易使工人得職業病。折盒機 (5)有利於工人的勞動保護對於某些嚴重影響身體健康的產品,如粉塵嚴重、有毒的產品,有刺激性、放射性的產品,用手工包裝難免危害健康,而機械包裝則可避免,且能有效地保護環境不被污染。 (6)可降低包裝成本,節省貯運費用對鬆散產品,如棉花、煙葉、絲、麻等,採用壓縮包裝機壓縮打包,可大大縮小體積,從而降低包裝成本。同時由於體積大為縮小,節省倉容,減少保管費用,有利於運輸。 (7)能可靠地保證產品衛生某些產品,如食品、藥品的包裝,根據衛生法是不允許用手工包裝的,因為會污染產品,而機械包裝避免了人手直接接觸食品、藥品,保證了衛生質量。 (8)可促進相關工業的發展包裝機械是一門綜合性科學,它涉及到材料、工藝、設備、電子、電器、自動控制等多種學科,要求各相關學科同步、協調地發展,任何學科的問題都將影響包裝機械的整體性能。因此,包裝機械的發展將有力地促進相關學科的進步。另外,為適應包裝機械高速包裝的需要,其相關的前後工序也勢必與之適應,也就推動了相關工序的同步發展。 圖3為液體灌裝流程框圖。裝有空瓶的箱子堆放在托盤上,由輸送帶送到卸托盤機,將托盤逐個卸下,箱子隨輸送帶送到卸箱機中,將空瓶從箱子中取出,空箱經輸送帶送到洗箱機,經清洗乾淨,再輸送到裝箱機旁,以便將盛有飲料的瓶子裝入其中。從卸箱機取出的空瓶,由另一條輸送帶送入洗瓶機消毒和清洗,經瓶子檢驗機檢驗,符合清潔標準後進入灌裝機和封蓋機。飲料由灌裝機裝入瓶中。裝好飲料的瓶子經封蓋機加蓋封住並輸送到貼標機貼標,貼好標籤後送至裝箱機裝入箱中再送到堆托盤機堆放在托盤上送入倉庫。(見彩圖) 裝各種飲料用的瓶子灌裝流水線的流程基本相似。但因飲料性質不同,使用的灌裝機和壓蓋機也不同。例如啤酒灌裝流水線除選用合適的灌裝壓蓋機外,還增加一部殺菌機。封蓋機根據使用的蓋形(王冠蓋、旋蓋、塞蓋等)不同而選用相應的機種。
參考書目
中國出口商品包裝研究所編譯:《外國包裝機械》,中國財政經濟出版社,北京,1980。
優勢比較
國產食品包裝機械與進口包裝機械的比較
我國的食品包裝機械是幾十年前從國外引進的,經過了多年的發展,我國的科技水平不斷的提高,很多企業掌握了包裝機械的技術,於是開始自己開發食品包裝機械,然而因為科技含量少,所以再技術和新工藝以及材料上都比國外可能要差很多,導致很大一部分國內的市場份額被國外品牌所占領。總體而言,國產食品包裝機械一直走在路上,那麼國產包裝機與進口包裝機械究竟有哪些具體的差別呢? 食品機械行業網的專家分析說:「核心的差距還是體現在科技含量上,我國的食品包裝機械多以單機為主,科技含量和自動化程度低,在新技術、新工藝、新材料方面應用的少,滿足不了我國當前食品企業發展的要求。」而且對比一些外資品牌,國產食品包裝機械還有下面幾個缺點: 一是生產效率低、能耗高,穩定性和可靠性差,產品造型落後,外觀粗糙,基礎件和配套件壽命低,國產的氣動件和電器元件質量差。因此廣州澳特包裝機械有限公司就在參照國外先進包裝機技術的基礎上,進行改造和創新產品, 二是控制技術應用得少。比如遠距離遙控技術、步進電機技術、信息處理技術等。當今世界,德國、意大利、美國和日本的包裝機械水平處於領先地位,其中,美國成型、充填、封口三種機械設備的技術更新很快。如美國液體灌裝設備公司生產的液體灌裝機,一台設備可以實現重力灌裝、壓力灌裝以及正壓移動泵式灌裝。就是說,任何黏度的液體,只要通過微機控制來改變灌裝方式就可以實現。
材質分類
目前國內食品包裝按材質主要分為五大類
一是制袋、充填、封口包裝機械。
目前國內生產此類機械的廠家100多家,年產量達1500萬台。僅一包裝設備有限公司也是一家生產包裝機械的公司,生產的機型以單列、四邊封袋型為主。制袋、充填、封口包裝機械的發展趨勢為模塊式結構、多列高速、高穩定性、傳動機械簡單,自適應閉環控制。
二是金屬包裝容器加工設備。
國金屬包裝容器加工機械的生產製造業已初具規模,此類產品的發展趨勢一是改進產品性能,提高成品率和材料利用率,二是加速產品技術改進,研製無汞焊接和高性能高頻焊接電源等。
三是瓦楞紙箱(板)生產設備。
近十年來,我國瓦楞紙箱機械工業發展很快,產品種類從瓦楞紙板線發展到印刷開槽機、紙板膠合機、切角機等多個品種系列,今後的發展方向一是高速成套設備,二是中輕型瓦楞紙板箱成套設備。
四是紙漿模塑加工設備。
我國紙餐具加工設備目前的生產規模還比較小,加工設備價格偏高。今後紙漿模餐具加工機械應在降低成型加熱模具造價、改進加熱方式、降低電耗成本、提高產量等方面加大研究。
五是真空包裝機械。
我國不少生產真空包裝機械的企業以組裝為主,主要品種以半自動操作為主,全自動連續式、大真空室及適合液體包裝的真空包裝機械少,國內普遍缺乏高效、專用的真空包裝機。
發展分析
目前,我國包裝機械主要運用在食品、製藥等行業。食品包裝機械系列又分為很多的種類,如:真空封口機、真空包裝機、顆粒包裝機、灌裝機械等;很好的方便了食品儲存運輸,對食品行業的影響巨大。但是,隨着食品行業的迅速發展,食品企業間的競爭越來越劇烈,從側面推動了食品包裝機械的發展。目前,最嚴重的就是產品同質化嚴峻。那麼,如何爭取新商品的開發、市場搶占以及技術創新,保證自身企業在未來的生存空間將是重中之重。
因為資金的有限,他們要想改動如今「技能條件有限」的食品發展的「瓶頸」,就需求挑選性價比優秀、運營本錢合理的加工包裝機械,因為國外商品報價昂貴,他們就把更多的期望寄托在報價相對廉價的國產食品包裝機械上。
當前國產食品包裝機械,儘管在共性技能和慣例配備方面已構成較為完善的商品系統,但在主要設備和主要技能上仍不盡人意。在中國食品業蓬勃發展的大環境下,大家卻無視了食品包裝機械技能這個產業鏈中不可或缺的一環的發展。
如今,公司主要事務轉型須經過研製持續優化工藝下降報價,進步市場競賽力。國內食品包裝機械職業儘管占據了國內市場的自動性,可是在高端配備的滿意才幹視點仍顯缺乏。進一步晉升職業會集度,優化產能布局,進步高端包裝設備的研製跟生產才幹,將變成完結國際包裝中間意圖的基本需求。
食品包裝機械向着高端化轉變現已逐漸顯露出其微弱的發展勢頭,設備的自動化、智能化程度將大幅進步。當下,全新的具有智能化、自動化功用的包裝機型將逐漸替代傳統變成將來的幹流。這是食品包裝機械公司獲得可堅持發展的有用途徑,也是其進行技能變革的終極意圖。
將來幾年,中國食品包裝將需求愈加便利和安全,這就對食品包裝設備的需求也越來越嚴厲,這就需求國產食品包裝機械的自動化程度、安全性和功率更高,食品包裝機械向自動化和變頻調速發展[1]變成必然趨勢,在這個時分公司只要開宣布合適市場需求的設備,才幹占據更多的市場。[1]