《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第六篇 包裝機械

第一章　概　述

第三節　包裝機械工業的概況和發展趨勢

一、國外包裝機械概況

據世界包裝機械機構聯合會（COPAMA）統計，其所屬日、德、美、意、英、法、瑞士、西班牙和荷蘭等9個國家的包裝機械，有2228家企業，職工10萬人，1992年合計產值為147．8億美元，出口額為63億美元。加上其他地區和國家，世界包裝機械總產值超過170億美元，總出口貿易額80億美元以上。德國和意大利包裝機械出口額最高，均占本國包裝機械總產值的70％左右。

意大利有300多家包裝機械制造公司，出口額逐年增加，1993年達到81％。它在糖果、茶葉、膠囊、藥片、香皂、卷煙、復合袋等包裝方面，頗具盛名。

德國擁有好幾家堪稱世界最大規模的包裝機制造廠，其藥品、酒類、日用化工用品等包裝機產品在國際市場上聲譽很高。

美國是世界上最大的包裝機生產國，但主要是供應國內市場，發展較早，門類齊全，自成體系，常附屬于包裝材料工業，以自動生產線為主。

日本是第二次世界大戰之后才發展包裝機械產業的，從引進、模仿到創新，現已躍居世界第2位，產量達美國的一半。日本包裝機械企業多為中、小企業，側重于開發中小型、半自動的包裝機及配套設備，微電子技術應用比較廣泛。

其他國家的包裝機也都各有特色，如英國的卷煙、餅干包裝機；法國的乳制品、無菌包裝機；瑞士的巧克力包裝機；瑞典的火柴、飲料利樂包裝機及紙箱、紙漿模塑機等。

二、我國包裝機械概況

我國包裝機械自70年代末、80年代初得到了迅速發展，進入90年代以來發展更快。據不完全統計，縣級以上包裝機械企業有近1000家，從業人數達18萬以上，科研院所和高等院校100余所，科技人員近萬人。工業產值由70年代末的幾十萬元增長到90億元以上。產品品種近1000種。

盡管我國的包裝機械在改革開放以來的十多年期間獲得了飛速的發展，但仍然不能滿足國民經濟發展的要求。與工業發達國家相比，差距甚大。我國的包裝機械的自給率目前僅達50％左右。1995年，包裝機械國內生產總值與進口額大致相當。1996年，進口額的增加超過了國內生產總值的增加，因此，今后包裝機械工業的發展任重道遠。

三、我國包裝機械的發展趨勢

（一）包裝機械的市場廣闊

我國是一個有12億人口的大國，“民以食為天”，食品工業在國民經濟中占有十分重要的位置。在我國經濟從溫飽型向小康型過渡的過程中，食品工業將會得到更大的發展。包裝機械對提高食品包裝化率十分關鍵。美、日和歐洲的食品包裝化率分別為90％、80％和70％。我國僅為5％，因此，包裝機械的發展潛力十分巨大。

食品和許多其他輕工產品，在我國出口總額中占有1／3以上，均要求提高包裝檔次，這就為包裝機械的發展帶來了許多機遇。

預計到2020年時，僅全國菜籃子工程就需要1000億元以上的食品和包裝機械。一般包裝機械在其中約占1／3，這300～400億元包裝機械市場需求是一個十分誘人的數字。

（二）包裝機械的技術發展動向

（1）提高包裝機械產品系列化、標準化、通用化水平，加速設備的更新換代。為適應生產與市場發展的需要，建立組合化或模塊化的現代包裝機械的結構體系，乃是今后一個重要的發展方向。組合化的基本思想是，按照給定包裝產品的應用范圍，選擇和設計出一系列具有獨立功能的單元（或稱組合元，包括專用單元、通用單元及標準單元），然后考慮實際需要拼合成為不同用途的包裝機。它的優點是，包裝品種多而又容易換產，參數變化范圍寬而又便于調整，自動化水平高而又工作可靠，從而在很大程度上體現了是有一定柔性的自動換型多功能包裝及其自動包裝線的演進過程。采用這一措施的企業，大大減少了設計工作量，有利于組織生產，研制周期縮短，成本降低。

（2）提高包裝機械的運轉速度和包裝質量，減少廢品和各種損耗，滿足大宗產品包裝的需要。降低運行成本，適應季節性及時包裝的需求。為此，對包裝機的傳動系統、工作機構和控制檢測系統提出了很高的要求。機、電、光、液、氣技術綜合應用，微電子技術的普及，使包裝機的技術性能不斷提高。當前，高速包裝機主攻的技術關鍵有：包裝材料、包裝容器、被包裝物品等的自動整理、供送和成品輸出；單機、聯合機及自動線的自動協調工作和對故障、更換產品的自動處理；包裝質量的非接觸、非破壞式的自動檢測以及不合格品的自動剔除，并可隨機自動調節有關參數，從而維持正常的工作條件；適應多品種的柔性生產設備的新方案等。

（3）高新技術在包裝機械中得到廣泛的推廣和應用。利用熱管技術于封口機，可以獲得高生產率和封口的高質量。γ射線探測裝置被用于檢測飲料罐內的液面高度和真空度、塑料袋熱封質量等。激光技術被用于對被連續供送的塑料瓶、玻璃瓶進行缺陷和尺寸檢查及標記光刻。光導纖維被用于過濾嘴卷圈包裝機的缺嘴、制支自動檢測。圖像識別技術被用于對藥片、瓜果、魚類等產品形狀大小、表面缺陷和貼標狀況進行自動檢測、分類和選別。數控技術被用于機構運動的精密控制。機器人已用于無菌包裝系統和集裝作業。人工智能和模糊控制技術用于提高包裝質量和包裝速度，具備自我診斷能力，減少停機檢修時間。在線顯示與網絡化使生產管理實現自動化，總之，以信息技術、生物技術、新材料和新能源技術為主要內容的世界性新技術革命將取得重大突破性進展，這些成果不斷被應用到包裝系統，一定會大大改變包裝機械的面貌。

（4）先進制造技術AMT（Advanced Manufacturing Technology）受到包裝機械生產廠家的高度重視。先進制造技術這一80年代才提高的新概念，包括制造系統管理技術群、制造工程設計技術群、物料處理方法及設備技術群以及相關支撐技術群。

（三）包裝機械發展目標

1．包裝機械工業總產值和品種

到2000年以后包裝機械工業總產值產仍占包裝工業總產值8％以上。因此，到2000年和2010年包裝機械工業總產值將分別達到200億元和400億元（按1990年不變價計）。包裝機械產品品種將達到1500種以上，其中應有20％接近當時的國際先進水平。

2．包裝機械發展的重點

（1）瓦楞紙板生產、制箱（盒）、印刷成套設備。重點發展2000mm以上寬幅、5層、7層、9層及高強度的各種規格瓦楞紙板生產設備和各種形式及規格的制箱（盒）成套設備，以及具有防潮、印刷、制箱等功能的多功能設備。

（2）環保包裝機械。開發各種小包裝用紙袋的生產設備和以紙基材為包裝材料（容器）的包裝設備，以適應環境保護的要求。

推廣和完善蜂窩板制造技術，加快產品包裝以紙代木。

推廣和完善紙漿模制造技術，擴大應用面，如向電子產品包裝發展。

（3）醫藥包裝機械及包裝材料。加速發展適合醫藥包裝衛生要求的高速、自動化、多功能的包裝機械以及與其相配套的包裝材料。

（4）啤酒、飲料灌裝成套設備。重點發展5萬t／年以下中小型啤酒、飲料灌裝設備，適當發展10萬t／年以上大型啤酒、飲料灌裝成套設備（包括裝箱、卸箱、殺菌、貼標、原位清洗等）。主要是發展高速、低耗、計量精確、自動檢測的多功能全自動大型成套設備。

（5）稱量式充填設備。發展各種形式的稱量充填設備，著力提高速度和精度，以及穩定性和可靠性。

研制計算機控制組合式稱量機，以滿足不規則物料稱量對高速且高精度的計量要求。

（6）袋成型—充填—封口機械。發展系列產品，解決對物料的適應性、配套性和可靠性問題，采用先進技術，提高速度。盡快開發性能可靠高水平的粉料自動包裝設備，以滿足眾多奶粉、洗衣粉及其他粉料的自動包裝要求。

（7）無菌包裝設備。現有的無菌包裝設備要縮短與國際先進水平的差距，提高速度，完善性能。要發展大袋無菌包裝技術和設備。要研制半液體無菌包裝設備，使無菌包裝設備產品系列化。

（8）裹包設備。除塑料薄膜裹包設備外，要注意開發、發展折紙裹包設備。大力發展與裹包設備配套的各種輔助裝置，以擴大主機功能應用面。

（9）真空、換氣包裝設備。發展適用于袋容量較大（最大可達1m3）的連續或半連續真空包裝設備和將所需氣體按比例充入袋內的高速換氣包裝設備。

（10）拆卸—集裝設備。重點開發可對大型集裝件進行拆卸及可完成對單元包裝件進行堆碼集裝的多功能設備。開發系列開箱（盒）—充填—封口設備和箱板裹包成箱包裝機械。

（11）捆扎包裝設備。重點開發小型臺式和大型塑料帶捆扎設備和重物（如鋼材）的自動連續鋼帶捆扎機。開發小型紙帶捆扎機。

（12）熱收縮包裝機。針對集裝運輸，發展可連續自動完成被包裝物傳送、薄膜裹包、封切、熱收縮等工序的大型集裝和熱收縮設備。

（13）制罐機械。發展無汞高速焊機。發展復合罐、異形罐和噴霧罐等多種、系列制罐成套設備及相應的制蓋生產線。

（14）罐頭加工機械。發展高效全自動、無菌罐頭加工成套設備。

（15）煙草包裝成套設備。主要是加強引進技術的消化和吸收工作，盡快縮短與國際先進水平的差距。發展高速香煙卷接、盒包和條包成套設備。

（16）開發各種在線或離線的檢測設備。如異物檢測、重量復校、金屬檢測、真空度檢測等設備，以滿足高速自動生產線的要求。

（17）新型包裝材料制造設備。積極開發無毒、高阻隔性、吸氧性、保鮮性、可食、可分解、抗老化和高強度等復合膜的制造設備。

（18）其他設備。完善和發展包裝裝潢印刷設備，發展噴印設備、條碼與防偽標簽制造設備。

（19）基礎件。大力發展包裝機械的基礎件，如先進無級變速裝置、高速凸輪分度裝置、各種小型液壓氣動閥件。

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