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食品机械设计理念及技术发展趋势

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摘要:食品是人类赖以生存的不可缺少的物资支柱,食品工业的蓬勃发展也推动了食品机械不断优化与推陈出新,而新的设计理念和先进的技术又对食品机械的设计与完善发挥着指导和引领作用。本文回顾了我国食品机械的发展史,并正视现状,提出现代产品设计新理念和新技术要点,以期不断提高食品机械设计水平。

关键词:食品机械;设计;技术;理念

民以食为天,食品的制造和加工业的发展推动了食品机械的现代化发展,食品机械的运行特点和设计特色直接影响着食品加工的各个环节和方面。因此,如何完善和优化现代产品设计技术和理念,推陈出新,在食品机械设计中不断引入新理念和新技术,从而推动食品机械健康可持续发展,是当前需要重视的研究课题。

1我国食品机械发展史和现状

我国食品机械起步于20世纪50年代到70年代,形成于80年代,在改革开放以后进入高速发展的机械化自动化生产阶段。进入21世纪以来,食品机械技术对新的设计理论、方法和手段提出了更高的要求。在快速发展的同时,也应认识到我国食品机械工业与发达国家相比,无论是外观质量、内在质量、品种及成套数量,还是产品技术水平及新产品的开发和利用都存在一定的差距。因此,我们要加大科研投入,创新和优化制造技术、设计理论和方法、检测手段、原材料质量,以提高我国食品机械的整体水平和质量。

2食品机械设计新理念

2.1绿色设计

绿色设计又指环境意识设计或生态设计,用于食品机械设计中,是指在研发、设计和制造的整个生命周期内,都要密切关注所选用的原材料、生产出来的产品是否会造成资源浪费,影响环境质量和可持续发展。在绿色设计中要坚持3R(Reuse、Recycle、Reduce)的环保理念,围绕环境属性将设计的目标和主旨定为产品的可回收必性、可拆卸性、可循环利用性、可维护性及环保绿色无污染性,从而确保食品机械的功能、质量、开发周期、使用的安全性寿命等都满足最优最完善的目标。在食品机械的设计中,要实现能源消耗的最小化,环境污染的最低化。除此之外,产品结构和零部件要做到拆卸方便,在维护和回收利用时能方便易操作,能够再生循环和重新利用,真正做到在产品设计、制造的整个环节和阶段,实现绿色、生态、环保的工艺流程。

2.2可靠性设计

当前,食品机械设备随着食品工业的发展和科技的更新,其生产、制造过程也日益复杂,所以,产品的安全可靠性就显得尤为重要。可靠性设计是指在以非确定性的随机方法和变量来设计和研究机械零件,不仅能准确预测机械零部件的寿命,还能确保在运行中零件的安全可靠程度。在食品机械的可靠性设计中,可以采用事故分析法和故障模式危害及影响分析等去查找机械中的故障点,及时预防改进、维护和保养。可以优化与改良关键的零部件,如食品生产线上使用的各种减速器、机械中使用的各类螺栓连接和弹簧轴等,以切实提高机械的可靠性能[1]。

2.3并行式绿色设计

并行式绿色设计是指在食品机械设计与生产制造的全过程中,深入贯彻和运用集成并行的绿色理念,力求在设计开发初期就充分考虑机械生命周期全过程的各项因素(如用户需求、质量、成本、进度、拆卸与回收的设计体系等),实现食品机械的最优化设计[2]。并行式绿色设计具有设计目标一致性、设计人员多样性、设计信息集成性和设计过程协同性等特点,关键技术是食品机械数据管理技术,在设计过程中逐级反馈,生成大量信息和数据,将概念设计做到最优化和最全面,将信息或数据按照要求及时传递给相应的设计人员或指定的位置,从概念上影响整个设计环节和过程。

3食品机械新设计理念下的关键技术要点

随着绿色理念、安全可靠性理念和并行式绿色设计理念等可持续发展理念的更新,食品机械设计需要强化以下关键技术要点。

3.1食品机械产品结构的设计

面向装配和制造是产品整体结构的设计宗旨,在设计液压和动力系统时要充分考虑到绿色设计理念,具有良好的可拆卸性,方便以后维护和回收利用。针对中小型家用食品机械,要在设计中加入易于清洗的设计,做到环保节水、一机多用。

3.2食品机械设备的材料设计

对于能直接接触到食品半成品或成品的食品包装机械,在原材料的选择时一定要注意选择生态环保的绿色材料,不能通过包装而对食品造成有害化学物质的迁移,需要有较强的抗菌性和严格的安全无害性。对于在食品加工过程中所使用的机械设备,因其直接接触到食品,故需提高安全卫生要求标准,具有较强的抗菌性和较高的安全卫生指数。对于不能直接接触到食品的机械设备,应选取环保、低碳、节能且操作安全可靠性强的材料。

3.3应用抑菌新材料

为了确保食品的安全卫生,渗透可靠性设计理念,食品机械要引进新材料和新生物技术,严格控制细菌数量。近几年,纳米材料因具有较好的韧性和耐磨性能,在食品机械的发展中应用广泛。

4结语

在新时期,我们应正视食品安全和质量现状,积极引进和研发食品机械的新理念、新材料、新工艺和新技术,优化和提高产品设计质量,从食品加工的源头上保障食品安全,推动我国食品行业达到新高度。

参考文献

[1]刘虹.现代产品设计技术在食品机械设计中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2017(2).

[2]李凌乐.食品机械设计新理念探究[J].中国市场,2015(20).

作者:许义月;赵腾 单位:苏州市质量技术监督综合检验检测中心

食品机械设计理念及技术发展趋势责任编辑:张雨    阅读:人次