文/ Ulla Reutner博士

食品包裝發(fā)展趨勢

文/ Ulla Reutner博士

食品包裝設(shè)備廠在Interpack 2017期間展示了哪些技術(shù)？看一看行業(yè)巨頭們的產(chǎn)品就可以預(yù)測未來發(fā)展趨勢了——參展商展示的包裝設(shè)備滿足了當(dāng)前的市場需求，如大規(guī)模的一次性包裝和方便食品包裝，而新加入包裝設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域中的新型公司也展示了滿足工業(yè)4.0要求的解決方案，甚至自我組織生產(chǎn)的自動(dòng)化工廠解決方案。

圖1 不久即將實(shí)現(xiàn)的未來：Optima公 司展示的Mixed Reality應(yīng)用系統(tǒng)給食品生產(chǎn)設(shè)備的操作者提供了極大的支持和幫助

Interpack傳統(tǒng)的與會(huì)者是來自食品工業(yè)領(lǐng)域中的決策者，據(jù)會(huì)展組織者介紹，這一領(lǐng)域人數(shù)超過了20%，是迄今為止最重要的與會(huì)者構(gòu)成部分，另外，來自甜品、烘焙的與會(huì)者人數(shù)達(dá)到4%，飲料工業(yè)的與會(huì)者人數(shù)緊隨其后，達(dá)到3%。2014年Interpack已有 175 000名與會(huì)者，而今年僅食品和飲料工業(yè)領(lǐng)域的與會(huì)者就有將近50 000人，參展商的數(shù)量也打破了往屆的記錄，截止2017年3月21日的參展商數(shù)量為3 000家，這也使得本屆展會(huì)規(guī)模是歷屆以來最大的一次了。根據(jù)網(wǎng)上展品目錄來看，還有近2 000多家企業(yè)有參展，其中至少一半是包裝設(shè)備生產(chǎn)廠家。就展示的圖片來看，卷帶封口機(jī)是食品生產(chǎn)領(lǐng)域中最大的展示產(chǎn)品。像以前一樣，德國和意大利的參展商是食品包裝設(shè)備的大戶。據(jù)德國機(jī)械及制造商協(xié)會(huì)VDMA介紹，2015年，國際市場對食品生產(chǎn)設(shè)備和食品包裝設(shè)備的需求量增長了6%，而2016年又比前一年度增長了5%。

暢銷的食品生產(chǎn)和包裝設(shè)備都是符合市場需求的發(fā)展產(chǎn)物?？梢哉f，市場的領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)做足了功課，他們在Interpack中展示的高科技研發(fā)成果都以精準(zhǔn)的市場調(diào)查為基礎(chǔ)。另外，此次展會(huì)中，不是所有涉及到工業(yè)4.0的參展項(xiàng)目都是先進(jìn)的、進(jìn)步的，生產(chǎn)能力、衛(wèi)生和安全生產(chǎn)更是食品生產(chǎn)企業(yè)一直需要解決的問題。在這方面，食品包裝工藝過程起到了促進(jìn)可持續(xù)性發(fā)展的作用。在食品包裝設(shè)備中，個(gè)性化和高度靈活性的解決方案以及接口技術(shù)解決越來越成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)，這迫使我們又回到工業(yè)4.0的問題中，工業(yè)4.0一個(gè)空洞的口號(hào)，但也不是食品行業(yè)解決不了的問題。

圖2 便利是一種發(fā)展趨勢：Multivac公司研發(fā)生產(chǎn)的新型G 700型托盤密封設(shè)備可以完成各種食品、蔬菜和生鮮食品的包裝。創(chuàng)新性的保護(hù)氣體充氣技術(shù)保證了敏感性很強(qiáng)的食品，并且能夠柔和地快速包裝

簡單和獨(dú)特方案

越來越多的個(gè)性化定制方案是食品生產(chǎn)廠家需要的，也正是包裝設(shè)備生產(chǎn)廠家們在做的。Multivac公司市場營銷高級(jí)總監(jiān)Valeska Haux先生說道：“消費(fèi)者對食品包裝的要求與日俱增。對這些要求，我們需要更加理解包裝的理念，包括可以重復(fù)使用的包裝系統(tǒng)或者簡單的食品包裝以及便攜食品包裝?！?Multivac公司在Interpack中展示了R 145型熱成型包裝機(jī)，采用了創(chuàng)新性的成型和輪廓裁剪裝置以及包裝物分發(fā)的專用模塊。這一入門級(jí)的包裝設(shè)備給中小型企業(yè)提供了完成分份包裝任務(wù)的可能性，像果醬、沙拉醬或者調(diào)味醬汁等，這一設(shè)備裁剪系統(tǒng)時(shí)間調(diào)整，也簡化了不同包裝形式的方法，同時(shí)減少了封裝時(shí)的滴漏量。

Optima公司也在展會(huì)期間展示了灌裝和封口設(shè)備的入門級(jí)模塊FM1和CM1，既能夠獨(dú)立使用也能夠相互結(jié)合起來配套使用的入門級(jí)模塊使用。這一灌裝設(shè)備適合于灌裝流動(dòng)性很好直至粘稠的食品，也可以用來灌裝化妝品和化工產(chǎn)品，它可以灌裝的最大容量為1 000 ml，整個(gè)灌裝過程非常輕柔，兩種不同類型的泵保證了它有著非常廣泛的應(yīng)用范圍。而CM1封口設(shè)備模塊可以采用不同的包裝物封口技術(shù)，因?yàn)槭褂昧薕ptima公司的堵蓋、螺旋蓋和按壓式封口技術(shù)。同時(shí)，包裝設(shè)備生產(chǎn)廠也保證了可以快捷、方便地轉(zhuǎn)換不同的封口模式。

隨著無乳糖類、無面筋類（面包）、低脂類食品的需求增長以及市場競爭的壓力，越來越多的新型食品配方都對食品包裝設(shè)備提出了個(gè)性化的要求。R.Weiss包裝技術(shù)公司的銷售和市場營銷助理Julia von Berg女士說道：“快速的和自動(dòng)化的灌裝、封口模式轉(zhuǎn)換是現(xiàn)代化包裝設(shè)備必不可少的功能。對特殊品種、特殊灌裝容量、有著新口味食品和許多特殊形式的個(gè)性化包裝設(shè)備的需求會(huì)不斷增長，積極響應(yīng)市場需求變化是機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)廠和食品生產(chǎn)廠在今后幾年里主要要做的?！睂μ厥馀?、地址、外觀設(shè)計(jì)都能給予大力支持的打印技術(shù)設(shè)備也是相當(dāng)重要的，因?yàn)榇蛴〖夹g(shù)設(shè)備也能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化以及高品質(zhì)包裝的。R.Weiss公司研發(fā)的智能化穿梭系統(tǒng)（ISS系統(tǒng)）之Unirob設(shè)備，就能夠充分說明如今的打印技術(shù)所具備的靈活性，這一設(shè)備能夠以很高的速度完成單獨(dú)食品包裝，借助于模塊化的Unirob包裝設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使它可以輕松擴(kuò)展，這就方便了工廠的生產(chǎn)加工過程，涉及到頂裝設(shè)備裝置、分選生產(chǎn)線、包裝物封口前準(zhǔn)備、打包機(jī)和運(yùn)輸托板等；也就為用戶帶來了更高的產(chǎn)品附加值。

4.0時(shí)代下的數(shù)據(jù)安全

“包裝4.0”是保障食品生產(chǎn)設(shè)備廠發(fā)展的一個(gè)廣義概念。沒有一種食品配方或者加工成產(chǎn)過程能夠離開數(shù)據(jù)庫。以前，人們都是單獨(dú)地觀察食品包裝過程中的數(shù)據(jù)，例如包裝性能的改進(jìn)提高、節(jié)約能源消耗等數(shù)據(jù)，但是在工業(yè)4.0時(shí)代中，食品包裝前、后過程的數(shù)據(jù)將有著更加重要的意義。Valeska Haux先生說道：“將來，傳感器的數(shù)量、性能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)以及通過云服務(wù)的聯(lián)網(wǎng)將會(huì)明顯有助于提高食品包裝效率?！?。

在工業(yè)4.0中，人們要把ERP與商品生產(chǎn)層次結(jié)合到一起，形成一個(gè)龐大的系統(tǒng)，但也可以理解成一個(gè)更簡單的系統(tǒng)，正如Optima公司Opal過程自動(dòng)化庫軟件系統(tǒng)所能做到的那樣。它能夠在ERP中打開食品生產(chǎn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，包括食品生產(chǎn)設(shè)備所需、包裝線所需的數(shù)據(jù)、信息，直至食品標(biāo)簽打印和運(yùn)輸托板堆垛時(shí)所需的各種數(shù)據(jù)，那么未來，人們就向著自行組織生產(chǎn)的自動(dòng)化工廠更近了一步。Optima公司的軟件系統(tǒng)排除了許多可以出錯(cuò)的錯(cuò)誤根源，這一軟件系統(tǒng)在ERP與食品生產(chǎn)設(shè)備之間垂直集成過程中采用了兩種模式，即預(yù)配置的Opalmonitor過程自動(dòng)化監(jiān)控模式及Opalmanager過程管理模式，前一種模式能夠完成食品配方的制定，后一種模式允許通過單獨(dú)的設(shè)置完成食品生產(chǎn)線的管理、真實(shí)反映設(shè)備結(jié)構(gòu)和食品生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行過程。

盡可能少包裝垃圾

個(gè)性化或者包裝4.0是食品包裝領(lǐng)域中的新趨勢，毫無疑問也給食品生產(chǎn)企業(yè)和食品生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠帶來了新的商機(jī)，同時(shí)也帶來了許多需要一起承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，包裝材料領(lǐng)域中的另一個(gè)重要方面就是使用可再生或者可生物降解的包裝材料。Multivac公司的Haux先生說道：“在不損害最終消費(fèi)者利益的前提下保護(hù)資源是一個(gè)非常重要的話題，我們與一些技術(shù)領(lǐng)先的包裝材料生產(chǎn)廠家一起開發(fā)新的經(jīng)濟(jì)性解決方案?！币虼?，這家國際性的食品包裝設(shè)備生產(chǎn)廠長期以來堅(jiān)持不懈開發(fā)減少包裝材料用量的解決方案。這里的一個(gè)例子就是他們開發(fā)的Multifresh包裝解決方案，即真空貼體包裝技術(shù)方案。盡管真空貼體包裝用的薄膜非常薄，但它對包裝的食品有著很好的保護(hù)作用。這一方案也是Multivac公司今年Interpack中的一個(gè)展示重點(diǎn)，在熱成型包裝設(shè)備和托板包裝設(shè)備上演示了相應(yīng)的實(shí)例，另外，這兩種設(shè)備有針對中小批量食品包裝使用的入門級(jí)型號(hào)。

現(xiàn)代化物流包裝袋

Optima公司市場營銷負(fù)責(zé)人Sabine Gauger女士還指出了另一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)——物流包裝袋。物流包裝袋技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用促進(jìn)了物流領(lǐng)域的發(fā)展，一輛運(yùn)送貨物的載重車可以運(yùn)輸180萬條空的物流包裝袋，這就大大的有利于CO2平衡了，這種物流包裝袋也越來越多地在食品運(yùn)輸中使用了。在美國芝加哥2016年舉辦的Pack Expo國際包裝展中，某機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)廠就展示了一種高級(jí)噴涂包裝袋生產(chǎn)設(shè)備，據(jù)這家企業(yè)介紹，這種設(shè)備比市面上最快速度的噴涂包裝袋生產(chǎn)設(shè)備的效率還要高250%。被稱之為Optipouch噴涂包裝袋生產(chǎn)系統(tǒng)由全自動(dòng)生產(chǎn)原材料裝置、圓盤式灌裝設(shè)備和圓盤式封口設(shè)備組成，可完成噴涂包裝袋600件/h的生產(chǎn)任務(wù)，如此高的效率也許不太適合剛剛進(jìn)入食品包裝行業(yè)的新手。

也有一些沒有包裝技術(shù)優(yōu)化潛力的標(biāo)準(zhǔn)型包裝設(shè)備出現(xiàn)在展會(huì)中，例如Rovema公司展示的新型面粉包裝系統(tǒng)。在二次開發(fā)的面粉定量控制設(shè)備中，利用真空技術(shù)產(chǎn)生負(fù)壓空氣的流動(dòng)并定量把一定重量的面粉無塵地運(yùn)送到面粉包裝袋中。此包裝是非常緊湊的面粉包裝，可節(jié)約包裝材料用量、也減少了運(yùn)輸過程中的體積。Rovema公司的另一個(gè)展品是適用于兒童食品、混合包裝的烘焙食品或者谷物食品包裝用的“盒中袋”包裝生產(chǎn)線。盒中袋包裝線具備前端卷帶封口機(jī)提供的氣體分析系統(tǒng)，從而保證足夠的食品保護(hù)用氣體，此生產(chǎn)線也具有很高的生產(chǎn)能力（BVC Comact型：240袋/min）另外，也優(yōu)化了大型包裝袋設(shè)備，如BVC 600型，生產(chǎn)容積可達(dá)到5 kg及以上。

人機(jī)接口技術(shù)也是非常吸引與會(huì)者的，例如Rovema公司在其包裝設(shè)備中使用的新型人機(jī)接口技術(shù)，其操作控制界面支持操作者圖形輸入，能實(shí)時(shí)顯示包裝設(shè)備的食品運(yùn)送情況、設(shè)備運(yùn)行狀況、包裝生產(chǎn)能力和其他許多信息。它可以在圖形顯示方式下指導(dǎo)操作者完成設(shè)備的調(diào)整和調(diào)試。像故障診斷、新配方的輸入或者故障排除時(shí)，這一人機(jī)接口也會(huì)提供文字信息或者圖形。很多用戶選擇Optima公司研發(fā)生產(chǎn)的HMI人機(jī)接口硬件設(shè)備也有很長時(shí)間了，所有的硬件設(shè)備在將來都將與智能手機(jī)和平板電腦建立通訊聯(lián)系，工作人員可以更加直觀地操作，人機(jī)接口設(shè)備的功能也會(huì)有所拓展，比以往的各種版本都更加簡潔。這也就促成了Mixed Reality智能化應(yīng)用系統(tǒng)的誕生。

圖 3 Bosch計(jì)劃利用最新的HMI 4.0人機(jī)接口為用戶提供最新的硬件和控制技術(shù)，利用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化界面操作方式，幫助用戶達(dá)到工業(yè)4.0的要求

作為Bosch工業(yè)4.0應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)組成部分，公司也推出了最新的HMI 4.0人機(jī)接口技術(shù)。HMI4.0人機(jī)接口可用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出。Bosch所有的食品生產(chǎn)和包裝設(shè)備都將配備這種人機(jī)接口，Bosch包裝技術(shù)公司的總經(jīng)理Stefan K?nig先生將這一人機(jī)接口技術(shù)稱之為革命性的技術(shù)革新，他解釋說道：“我們的目標(biāo)是利用最新的硬件和控制技術(shù)，尤其是統(tǒng)一的操作方式為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化的操作界面，標(biāo)準(zhǔn)化的接口是HMI 4.0在其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)核心要素。”像Rovema公司的解決方案一樣，Bosch的HMI 4.0人機(jī)接口技術(shù)也能夠可靠地保證食品的生產(chǎn)過程。就像使用智能手機(jī)屏幕滑動(dòng)一樣，工作人員可以方便地完成人機(jī)接口界面的操作，而這還不是MHI 4.0的全部技術(shù)。

本文作者系本刊德文版自由撰稿人。