公告信息：
最近， 全自動小麥粉包裝技術與裝備開始進入我國小麥粉加工業。隨著我國小麥粉行業不斷向集約化、 規模化生產模式發展， 采用全自動小麥粉包裝生產線替代用工量仍然較大的半自動包裝生產設備是不可避免的發展趨勢。這不僅是技術發展的結果， 更是市場競爭的需求。一方面， 為適應國際小麥價格的波動， 降低小麥粉生產成本， 在激烈的市場競爭中取得優勢， 我國小麥粉加工企業近年來不斷擴大生產規模， 目前日處理小麥400～1000t的企業已超過200家 [1] 。產能的大幅提高， 對采用全自動包裝技術裝備實現小麥粉包裝速度的提高提出了實際要求。像以往那樣， 半自動包裝機的應用， 一方面， 因每一條包裝生產線需要人工完成部分關鍵工序， 這勢必導致整條包裝生產線速度受限。另一方面， 鑒于我國人工工資呈現較大幅度的增長趨勢及人力資源的緊張局面， 由于現有的小麥粉半自動包裝技術需要配備操作工較多， 每條小麥粉包裝生產線一般需配備５～７人， 所以， 也將促使企業為降低人工費用而選擇全自動小麥粉包裝技術裝備。
可以預見， 今后幾年全自動包裝技術將會在我國大型小麥粉加工企業中得到廣范應用。
１ 小麥粉全自動包裝的困難性
面粉廠生產的小麥粉是含水量約14.5％的微細粉體[2] 。因此， 小麥粉顆粒是具有極大比表面積的微粒； 同時， 因小麥粉顆粒主要由淀粉、 蛋白質、 礦物質等組分構成， 所以其表面存在著極性基團。這樣， 在大的比表面積、 水分、 極性基團的共同作用下，小麥粉與設備表面之間、 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， 不僅易產生粉塵飛揚； 而且， 小麥粉還會黏附在落料斗壁面、 包裝袋袋口， 使經過計量的小麥粉不能全部順利裝填至包裝袋內。這不僅會加大包裝計量誤差， 使包裝小麥粉在銷售中達不到合格計量標準， 而且可能影響包裝工藝的正常進行： 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， 導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。要實現小麥粉全自動包裝，其難度更高， 對全自動包裝機構及其自動控制系統的設計提出了更高的要求， 對整條包裝線的協調性及包裝工藝與稱量工藝、 前方生產線之間的協調性都提出了更高的要求。事實上， 這也是我國包裝裝備制造企業涉足小麥粉全自動包裝裝備較少的重要原因。
２ 小麥粉全自動包裝技術的形式及特點
目前國內外小麥粉包裝主要采用兩種工藝形式： 半自動包裝技術和全自動小麥粉包裝技術。前者在技術上、 操作上已日趨成熟， 工作性能基本可靠， 其工藝流程為：
自動給料 → 自動稱量 → 人工套袋 → 人工輔助充填 → 人工輔助封口、 縫包 → 自動輸送 → 人工輔助堆包。
從技術上講， 這類工藝形式需要人工完成部分操作工序， 尚未達到無人化的全自動包裝工藝要求，故屬于半自動小麥粉包裝。由于人工取袋、 套袋速度有限， 對產量較高的小麥粉生產線來說， 常需配備２ 套以上包裝機組， 且需要配備取袋、 套袋等工序的操作人員。
包括自動取、 套袋功能的全自動小麥粉包裝裝置， 近年來已在意大利、 美國、 德國、 英國、 加拿大等發達國家普遍應用。其工藝過程為：
自動給料 → 自動稱量 → 自動套袋 → 自動充填 →自動封口、 縫包 → 自動輸送 → 機器人碼垛堆包。
由于我國小麥粉自動包裝技術水平仍落后于發達國家， 所以， 目前僅在技術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小麥粉包裝設備（ 如圖１所示） 。而對于大袋（５ｋ ｇ／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小麥粉包裝設備（ 如圖 ２ 所示） ， 迄今僅有天津一家企業引進了意大利的給袋式全自動包裝機組， 江蘇一家企業開始試用國內一包裝機械企業試制的給袋式全自動小麥粉包裝裝置。
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小袋全自動小麥粉包裝中， 包裝袋可采用紙質包裝袋和塑料包裝袋。大袋小麥粉的全自動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。閥口袋包裝技術中主要采用剛度較好的紙質包裝袋， 剛性太低材料不宜采用。在敞口袋包裝工藝中， 三類材質的包裝袋均可使用。但因紙質包裝袋成本較高， 所以， 我國小麥粉企業極少使用， 目前普遍采用的是覆膜編織袋和無紡布袋。
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３ 小麥粉全自動包裝技術關鍵
盡管大袋小麥粉全自動包裝工藝， 無論閥口袋還是敞口袋包裝工藝， 均可實現全自動、 無人化操作， 但由于需要完成自動取袋、 套袋和充填包裝操作， 所以其復雜程度和技術難度顯著增大， 特別是全自動敞口袋包裝技術。
３．１ 閥口袋小麥粉全自動包裝
由于閥口袋是以包裝袋一側頂端的閥口為小麥粉充填入口， 因此其技術關鍵之一是如何準確將該閥口套至電子秤卸料管口上。對單卸料管來說， 要求機械手能夠與電子秤、 包裝袋輸送裝置精確協調，在傳感器、 控制程序的指揮下， 快速動作。但對于多工位、 旋轉式電子秤卸料裝置來說， 還必須使機械手與旋轉卸料斗準確配合。否則， 由于機械手與旋轉卸料管口的誤差累積， 也會很快導致小麥粉充填包裝錯誤， 難以連續工作。
閥口袋包裝技術的另一關鍵在于充填時袋內空氣引起的小麥粉充填不順暢以及小麥粉密實度較低。前者由于小麥粉充填而壓縮袋內空氣， 同時空氣向上流動， 給小麥粉順利充填帶來不利因素。后者因袋內空氣上升與下落的小麥粉形成對流， 致使袋內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小麥粉包裝中需要解決的關鍵問題。
３． ２ 敞口袋全自動包裝
在敞口袋自動包裝生產中， 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，所以自動取袋、 套袋較為困難。同時在小麥粉充填過程中還需要解決小麥粉向外飛揚的問題和小麥粉敦實問題。
覆膜編織袋因許多制袋廠采用熱切割進行制袋， 致使袋口粘連現象較嚴重。這給包裝時機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象， 這導致機械手取袋時可能一次抓起多個袋子， 使自動包裝無法正常進行。該問題需要在敞口袋全自動包裝中予以解決。
與閥口袋包裝過程類似， 當機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，袋內空氣對小麥粉下落充填形成阻滯， 并使袋內堆積小麥粉密實度下降。和閥口袋類似， 需要通過調節恰當的卸料口氣壓， 解決該問題。
包裝袋套至卸料口后， 還需要采用彈性夾緊機構將包裝袋緊密地夾緊在卸料口外側， 以保證小麥粉不會在充填過程向外飛揚。
３． ３ 其他關鍵技術問題
在小麥粉全自動包裝方面， 除上述問題外， 稱量裝置的快速、 精確問題， 自動套袋裝置的快速、 平穩、可靠問題， 控制系統、 控制器、 傳感元件的靈敏、 可靠問題， 高速碼垛機器人及其可靠性等也是需要我國有關技術人員和企業深入研究的關鍵技術問題。國內的自動套袋技術剛剛開始研發， 技術上尚不成熟，套袋速度、 可靠性等也不夠高； 國產碼垛機器人、 傳感器、 控制器等關鍵控制元器件技術也不夠穩定。
４ 結語
隨著我國小麥粉加工產能的不斷增大和行業的競爭與發展， 無疑應加快我國小麥粉全自動包裝技術的研究和發展。技術上， 敞口袋包裝技術比閥口袋包裝技術更為困難， 但因紙質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來說， 或更愿意使用后者。因此， 我國更需要加緊研發使用覆膜編織袋和無紡布袋的敞口袋全自動包裝技術， 深入、 充分地研究碼垛機器人、 傳感器、控制器等關鍵控制元器件， 以適應我國小麥粉加工業向集成化、 規模化、 高效化方向發展的需求。
小麥粉全自動包裝技術關鍵問題探討
來源：環球糧機網發布時間：2015-02-21 12:14:41
