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摘要:食品是人類賴以生存的不可缺少的物資支柱,食品工業的蓬勃發展也推動了食品機械不斷優化與推陳出新,而新的設計理念和先進的技術又對食品機械的設計與完善發揮著指導和引領作用。本文回顧了我國食品機械的發展史,并正視現狀,提出現代產品設計新理念和新技術要點,以期不斷提高食品機械設計水平。
關鍵詞:食品機械;設計;技術;理念
民以食為天,食品的制造和加工業的發展推動了食品機械的現代化發展,食品機械的運行特點和設計特色直接影響著食品加工的各個環節和方面。因此,如何完善和優化現代產品設計技術和理念,推陳出新,在食品機械設計中不斷引入新理念和新技術,從而推動食品機械健康可持續發展,是當前需要重視的研究課題。
1我國食品機械發展史和現狀
我國食品機械起步于20世紀50年代到70年代,形成于80年代,在改革開放以后進入高速發展的機械化自動化生產階段。進入21世紀以來,食品機械技術對新的設計理論、方法和手段提出了更高的要求。在快速發展的同時,也應認識到我國食品機械工業與發達國家相比,無論是外觀質量、內在質量、品種及成套數量,還是產品技術水平及新產品的開發和利用都存在一定的差距。因此,我們要加大科研投入,創新和優化制造技術、設計理論和方法、檢測手段、原材料質量,以提高我國食品機械的整體水平和質量。
2食品機械設計新理念
2.1綠色設計
綠色設計又指環境意識設計或生態設計,用于食品機械設計中,是指在研發、設計和制造的整個生命周期內,都要密切關注所選用的原材料、生產出來的產品是否會造成資源浪費,影響環境質量和可持續發展。在綠色設計中要堅持3R(Reuse、Recycle、Reduce)的環保理念,圍繞環境屬性將設計的目標和主旨定為產品的可回收必性、可拆卸性、可循環利用性、可維護性及環保綠色無污染性,從而確保食品機械的功能、質量、開發周期、使用的安全性壽命等都滿足最優最完善的目標。在食品機械的設計中,要實現能源消耗的最小化,環境污染的最低化。除此之外,產品結構和零部件要做到拆卸方便,在維護和回收利用時能方便易操作,能夠再生循環和重新利用,真正做到在產品設計、制造的整個環節和階段,實現綠色、生態、環保的工藝流程。
2.2可靠性設計
當前,食品機械設備隨著食品工業的發展和科技的更新,其生產、制造過程也日益復雜,所以,產品的安全可靠性就顯得尤為重要。可靠性設計是指在以非確定性的隨機方法和變量來設計和研究機械零件,不僅能準確預測機械零部件的壽命,還能確保在運行中零件的安全可靠程度。在食品機械的可靠性設計中,可以采用事故分析法和故障模式危害及影響分析等去查找機械中的故障點,及時預防改進、維護和保養。可以優化與改良關鍵的零部件,如食品生產線上使用的各種減速器、機械中使用的各類螺栓連接和彈簧軸等,以切實提高機械的可靠性能[1]。
2.3并行式綠色設計
并行式綠色設計是指在食品機械設計與生產制造的全過程中,深入貫徹和運用集成并行的綠色理念,力求在設計開發初期就充分考慮機械生命周期全過程的各項因素(如用戶需求、質量、成本、進度、拆卸與回收的設計體系等),實現食品機械的最優化設計[2]。并行式綠色設計具有設計目標一致性、設計人員多樣性、設計信息集成性和設計過程協同性等特點,關鍵技術是食品機械數據管理技術,在設計過程中逐級反饋,生成大量信息和數據,將概念設計做到最優化和最全面,將信息或數據按照要求及時傳遞給相應的設計人員或指定的位置,從概念上影響整個設計環節和過程。
3食品機械新設計理念下的關鍵技術要點
隨著綠色理念、安全可靠性理念和并行式綠色設計理念等可持續發展理念的更新,食品機械設計需要強化以下關鍵技術要點。
3.1食品機械產品結構的設計
面向裝配和制造是產品整體結構的設計宗旨,在設計液壓和動力系統時要充分考慮到綠色設計理念,具有良好的可拆卸性,方便以后維護和回收利用。針對中小型家用食品機械,要在設計中加入易于清洗的設計,做到環保節水、一機多用。
3.2食品機械設備的材料設計
對于能直接接觸到食品半成品或成品的食品包裝機械,在原材料的選擇時一定要注意選擇生態環保的綠色材料,不能通過包裝而對食品造成有害化學物質的遷移,需要有較強的抗菌性和嚴格的安全無害性。對于在食品加工過程中所使用的機械設備,因其直接接觸到食品,故需提高安全衛生要求標準,具有較強的抗菌性和較高的安全衛生指數。對于不能直接接觸到食品的機械設備,應選取環保、低碳、節能且操作安全可靠性強的材料。
3.3應用抑菌新材料
為了確保食品的安全衛生,滲透可靠性設計理念,食品機械要引進新材料和新生物技術,嚴格控制細菌數量。近幾年,納米材料因具有較好的韌性和耐磨性能,在食品機械的發展中應用廣泛。
4結語
在新時期,我們應正視食品安全和質量現狀,積極引進和研發食品機械的新理念、新材料、新工藝和新技術,優化和提高產品設計質量,從食品加工的源頭上保障食品安全,推動我國食品行業達到新高度。
參考文獻
[1]劉虹.現代產品設計技術在食品機械設計中的應用研究[J].建筑工程技術與設計,2017(2).
[2]李凌樂.食品機械設計新理念探究[J].中國市場,2015(20).
作者:許義月;趙騰 單位:蘇州市質量技術監督綜合檢驗檢測中心