食品機械行業在我國擁有巨大發展潛力，被譽為未來食品加工的大型工廠，每年僅水果罐頭的產量約為120萬噸，其中60萬噸出口國外，約占全球市場的1/6[1]。中國近五年來，食品包裝機械行業每年以11%～13%[2]的增長速度發展，高于同期國民經濟增長速度;有關數據顯示：全球食品包裝機械的市場規模從2005年的290億美元迅速增長到2020年的6000億美元[3]，呈百倍速度發展，尤其是中國，近幾年的發展更為迅猛，但國內大多數包裝機械仍存在科技含量低、低重復水平建設嚴重、缺乏創新性及安全衛生等問題。同時，我國在大型食品包裝生產線領域比較薄弱。本文就目前迫切的市場需求，針對大型食品包裝機械生產線的發展現狀和問題做了一定研究，并對食品包裝機械未來的發展方向做了一定預測。

　　1食品包裝機械發展現狀

　　1.1食品包裝機械控制系統的發展

　　目前，我國的食品包裝機械在能滿足國內基本生活需求的基礎上，傳動復雜、技術含量高的設備也陸續涌入市場，得到廣大消費者青睞。發展至今，我國已生產出成套化的食品包裝機械，即食品分揀、包裝材料制造、食品包裝等一體化的設備。馬曉宇[4]搭建了以ARMCortex-M3和PIC單片機為主體的溫度控制系統的熱封機構，用以提高整體包裝機械在包裝過程中的效率和熱封溫度影響的產品質量。袁飛、高雪[5]設計了以PLC為控制核心，集自動送料、送膜、封袋等功能為一體的滿足不同尺寸產品的新型食品自動包裝機，提高了整體流水包裝的效率和多對象性。目前食品包裝機械的控制系統設計主要以PLC為控制核心，在提高食品包裝效率及包裝質量同時，控制重點主要在食品包裝機械流水線自動化包裝及自動分揀方面，這些功能模塊的設計為我國食品包裝機械的發展具有積極的促進意義。

　　1.2食品包裝安全的發展

　　近年來，各種食品安全問題層出不窮，各個國家也對綠色可持續發展進行著不同領域的研究，我國也秉持著綠色發展的理念在食品包裝行業上進行開拓。鄒萍萍[6]利用聚乳酸和納米纖維制備了新型高性能材料，以其優良的降解和高強度特性為市場帶來更為綠色、健康的食品包裝。束浩淵等[7]在食品抗菌的新用途方面進行了深入研究，對食品中的天然抗菌劑進行論述，為包裝機械的設計提出了新的思考和設計理念。郝倩等[8]利用表面等離子共振、毛細管電泳、色譜質譜聯用以及基于抗體的酶聯免疫反應等方法對食品包裝中的有害物質進行檢測，論證了食品包裝中有害物質的遷移行為對消費者健康的影響，為后續食品包裝機械設計要求的提出做了基礎性研究工作。通過對食品包裝安全的研究，引入多種食品包裝抗菌、毒物檢測等技術，研究制備新型綠色食品包裝材料，使得我國在食品及材料安全等領域有重大發展，同時，也可將這些技術結合到目前的食品包裝機械自動化生產線中，提高整體食品包裝機械的功能性和檢測水準。

　　1.3創新發展及新技術的融入

　　戴宏民等[9]對食品包裝機械進行創新研究，旨在支持發展包裝機械智能工廠，在食品包裝機械設備中引入了人工智能、機器視覺、智能物流(AGV)、圖像傳感器等高端技術，在能滿足食品高效包裝的基礎上，對食品包裝機械設計的智能化和安全性有進一步提升要求。喬計等[10]基于迭代學習算法設計一種智能稱重控制器，稱重誤差不超過2%，稱重耗時小于5s，大幅縮短了食品包裝分揀時間，利用智能稱重能更好地避免人工分揀造成的食品質量誤差問題，使食品包裝機械具有更高的工作效率和準確性。為提高食品分量包裝的速度、降低分量包裝成本、保證分量食品衛生，劉歡等[11]設計了高速食品分量機的控制系統，在原有的食品裝盒機基礎上加入高速脈沖精確控制系統，能高效完成多種食物的準確分量，大大提高了食品包裝速度。通過將智能化感受器、智能算法等多種新技術融入食品包裝機械，有利于生產包裝過程中更精細化的分揀、質量測算及整體包裝速度的提高，對食品包裝機械智能化發展以及我國整體機械行業的智能化發展有著重大意義。

　　2食品包裝機械行業面臨的發展機遇與挑戰

　　目前我國包裝機械行業的年增長率雖因市場激勵發展較快，但從包裝效率、包裝的多對象性、安全性考慮，要與國際市場接軌，擴大市場占有率，仍需在產品的科技含量、產品建設規模和專業技術研發方面進行改進，在包裝機械的突破和創新仍存在一定的問題值得思考。

　　2.1我國食品包裝機械存在的問題

　　2.1.1與國際水平差異較大，技術含量不高我國現有的一些食品包裝機械產品技術含量不高，而國外已將很多先進技術應用在包裝機械上，如遠距離遙控技術(包括監控)、自動柔性補償技術、激光切割技術、多維信息處理技術等成套生產線，例如歐洲COLIMATIC品牌，專門針對于食品包裝和醫藥包裝的自動化包裝機，呈車間形式多工段成套工作，因此很少單機銷售。而國內大多包裝生產以單機為主，通用機型居多，技術含量低，能滿足特殊要求特殊物料的設備少、高技術附加值高生產率的產品少，國內很多技術含量較高或高精細化的設備還處于研制或者專利階段。

　　2.1.2低水平重復建設嚴重目前，市場上低水平重復生產現象的主要原因有：產品的科技含量不高，制造工藝簡單，投入資金少;企業在投入產出比的影響下不樂意采購高質量的食品包裝機;相關研發機構的科研創新能力嚴重不足，更新換代速度太慢。如技術比較初級的自動封口機僅溫州一地就有100多家[12]，而在上海曼億公司已完成車間化包裝，大幅提高生產效率和包裝質量;工藝簡陋、衛生堪憂的初級塑料包裝機在家庭式作坊中屢見不鮮，而大型企業或品牌下的產品已集生產、包裝、檢測、物流為一體的流水線作業模式，真空包裝機已普遍投入市場。中國食品包裝機械市場上充斥著低水平重復建設的低檔產品，市場環境長期得不到改善，不利于整個行業產品的升級換代。

　　2.1.3知識產權意識淡薄，缺乏行業規范我國食品和包裝機械行業缺乏知識產權意識，企業對自己開發出來的新產品沒有專利保護意識而被粗糙仿制，往往某個產品剛投放市場不久，因市場大規模需求的利益誘惑，仿制品短周期內就會在市場內貼有各種品牌的大批量涌現，伴隨著的產品質量也層次不齊，到最后誰是該設備產品的開發者都搞不清;當然，這和專利申請的周期也有直接關系，一個實用新型專利申請受理到授權周期一般在6～12個月，而發明專利周期甚至在兩年以上，長周期的受理實審讓公司出于市場利益最大化和對產品時效性的考慮，不得不選擇直接投產銷售而放棄專利的申請。同時，缺少國家一定的扶持和激勵政策來敦促相關行業內規的生成和完善，我國食品包裝機械標準化也因此進展緩慢。目前通過調研，目前所能查到的還是我國于1997年發布《食品機械安全衛生》制定的食品機械標準，由于當時技術的限制，并未對食品包裝機械制定完整標準，后期再沒進行系統的完善和改進，導致了我國食品包裝機械行業企業產品層次不齊，缺乏統一的國家標準、行業標準，嚴重影響整個行業的綜合發展和技術進步。

　　2.1.4缺乏專業技術研發我國食品包裝機械在新技術、新工藝、新材料方面應用較少，相對國際市場，生產手段落后，大部分沿用陳舊的通用設備加工，新產品開發數量少且開發周期長，沒有經過完整系統的探索開發過程，多數通過仿制，甚至在要求食品高品質安全的基礎上，不得不花費大量的資金從國外引進安全性高、生產效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產線，缺乏創新和核心技術優勢，導致很大一部分國內市場份額被國外品牌所占領。因此培養專業技術人才變得至關重要，這也是整個機械行業發展的根本所在。

　　2.2食品包裝機械產業的發展需求

　　我國食品和包裝機械形成行業已有20多年，這段時間也是世界技術發展最快的時期，行業中新技術不斷涌現，而國內行業的基礎薄弱，技術及科研力量在這方便的投入不足，致使其發展相對滯后。因此，我國需要對食品包裝機械產業做出發展要求，要加強自身硬實力以對抗國外品牌對我國市場的沖擊。

　　2.2.1加大產品的柔性化制造因產品的生命周期遠短于設備使用壽命，變更產品及包裝不至于更換昂貴的包裝生產線，包裝機械要具有很高的柔性和靈活性，生產線允許在一定的尺寸范圍內包裝物大小、種類的變化。

　　2.2.2流水線生產作業流水線生產作業很大程度上集多道工序于一體進行作業，要求與前道工序有相關銜接性，盡量去除搬運環節，包括控制銜接，整個生產線按生產及包裝工序排列要做到倒序啟動，順序停機。流水線作業在提高生產效率和生產成本的基礎上，能將食品安全在包裝環節盡量做到可控，來提高整體的食品安全。當然這在一定程度上也提高了各類產品的集約型制造，有利于提高產出和產品功能化的劃分。

　　2.2.3設備可維護性高設備必須使用壽命長，方便維護，也可使用自動化維護程序進行簡單自控、自檢，解決方案預先輸入電腦，當設備出現常見的故障時可以自行診斷，亦可實行遠程診斷來提高排除故障效率。

　　2.2.4加入新技術，強調綠色生產在滿足基礎包裝功能的基礎上，要求減少噪聲、粉塵污染，提高產品的高值化利用并盡量減少廢棄物;同時包裝機械中加入機器視覺、無損檢測等技術，來提高對包裝材料的厚度硬度、有害物質遷移等的自動識別，分對象的進行包裝，從而提高包裝效率及質量。

　　3食品包裝機械發展趨勢

　　當前，要求在滿足國內包裝需求的基礎上進行一定的國際輸出，能讓“中國制造”滿足快速增長的市場需求和競爭，要從以下幾點出發：

　　3.1向自動化、智能化發展

　　食品包裝機械應適用于多對象、多規格的一體式自動加工、分揀、包裝過程，以最大化的節省勞力的基礎上提高分揀、包裝效率和提高機械利用率。在整體的食品包裝機械的應用中，柔性化、人性化、智能化手段的運用能更有效地保障食品質量，如直接顯示食品是否新鮮，使消費者不必拆開包裝后再判斷食物是否變質，目前普遍的做法是在包裝里面放小包鐵粉，或在包裝紙里加上一層“吸”氧材料，消耗包裝內的氧氣;保鮮食品需要在低溫下保存，否則會因內部菌群活躍導致食品變質，可在包裝上貼有指示時間和溫度的新型標簽，在溫度升高時因內置無害的化學成分發生聚合作用使標簽的顏色隨即變化，顧客可憑標簽顏色對比來判斷食品的儲存溫度、時間和新鮮程度;對于生鮮肉類食品的檢測，可以通過檢測魚、肉類腐爛所釋放的氣體，判斷新鮮程度，針對這一特性的包裝技術也在研發之中。

　　3.2向求精求專發展

　　我國食品包裝機械業的發展要有所突破必須求精求專。靠簡單重復，擴大生產數量，向上下游延伸的方法不可取，走專業化生產道路，發展中高檔設備，提高技術含量，把產品做精做細做專做強，靠技術進步來推動行業的發展才是出路。世界各國對包裝機械發展十分重視，集機、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術產品不斷涌現，生產高效率化、資源高利用化、產品節能化、高新技術實用化、科研成果商業化已成為世界各國包裝機械發展的趨勢，也是我國包裝機械業的發展方向。

　　3.3零部件生產標準化

　　我國目前包裝行業“小而全”“大而全”的格局應盡快調整，很多零部件不再由包裝機械廠生產，而是由一些通用的標準件廠生產，某些特殊的零部件由高度專業化的生產廠家生產，控制部件或結構部件與通用設備相同，可以借用。包裝需要重視提高食品包裝機械加工及整個包裝系統的通用能力，所以食品包裝機械零部件生產專業化是發展的必然趨勢。

　　3.4走品牌化發展戰略

　　我國包裝機械行業應走品牌戰略，從初期的大部分國外品牌市場份額中轉變市場占有率，堅持“質量第一”，在競爭中不斷立異，高新技術的應用和前沿工藝的探索，對傳統包裝機械進行改良，以適用于國內外的食品包裝機械市場，著名企業、著名產品逐漸脫穎而出。例如，飲料類灌裝生產線、新材料復膜機、大規格桶裝吹塑機、均質機等固然出產企業不少,但著名度高、銷售額大的企業也已呈顯著集中趨勢，著名企業、著名品牌正在逐漸形成。

　　4結語

　　本文通過對目前食品包裝機械發展現狀和市場環境進行分析，對近年來食品包裝機械的三個板塊進行總結。無論是在控制系統、機械安全還是創新投入方面，我國食品包裝機械都具有相應的改進和優化。同時，本文針對現如今食品包裝機械還存在的一些問題及其發展趨勢進行詳細闡述，結合我國“中國制造”大局勢下的發展趨勢，食品包裝機械必定會朝著高柔性化、自動化、智能化的綠色方向發展。

　　參考文獻：

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　　[3]零食快報.食品機械設備網[EB/OL].(2020-06-12)[2020-06-12].

　　[4]馬曉宇.自動包裝機熱封溫度自適應控制系統設計[J].包裝工程，2016，37(21)：173-178.

　　[5]袁飛，高雪.食品自動包裝機的設計與開發[J].食品工業，2020，41(5)：220-223.

　　[6]鄒萍萍.聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備與發泡研究[D].杭州：浙江大學，2013.

　　[7]束浩淵，潘磊慶，屠康，等.抗菌材料在食品包裝中的研究進展[J].食品科學，2015，36(5)：260-265.

　　《淺談食品包裝機械發展》來源：《南方農機》，作者：費葉琦 劉雨浩 馬竹樵 趙建平 王吉平