汪勝龍 彭龍 王玉 劉磊 鐘名焱 康永玲 彭福亮

摘要：食品工業(yè)是我們生活的生命產(chǎn)業(yè)，基于食品安全理念的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)要素、設(shè)計(jì)目標(biāo)等重要問題，通過一種紅棗去核裝置和一種面條加工機(jī)械裝置的安全設(shè)計(jì)介紹，闡述食品安全的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)的重要性。

關(guān)鍵詞：食品安全;機(jī)械裝置;設(shè)計(jì)研究

1.前言

食品安全包括食品（食物）的種植、養(yǎng)殖、加工、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的安全，食品加工方面的安全，也備受關(guān)注。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生產(chǎn)力以及生產(chǎn)水平的提高，食品機(jī)械也同時得到發(fā)展，生產(chǎn)方式由原來的手工生產(chǎn)已經(jīng)基本完全過渡到機(jī)械生產(chǎn)、自動化生產(chǎn)和智能化生產(chǎn)。為保證食品加工安全，加工的機(jī)械裝置需要一個干凈衛(wèi)生的加工環(huán)境。機(jī)械裝置成型初期，即機(jī)械裝置設(shè)計(jì)階段，就業(yè)考慮這一問題，并且給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和解決措施。

2食品安全理念及材料

（1）食品安全理念

食品安全（food safety）指食品無毒、無害的性質(zhì)，應(yīng)符合應(yīng)當(dāng)有的營養(yǎng)要求，且對人體的健康不造成任何的急性、亞急性或者慢性的危害。食品安全是一個范圍面廣且十分復(fù)雜的一個公共衛(wèi)生的問題。解決食品安全的問題需要科學(xué)家、研究人員以及各行各業(yè)工作者共同努力，探索新的模式。食品安全是探討在食品加工、存儲及銷售等步驟中，保障食品的衛(wèi)生與食用安全，是食品安全的核心。

要保證食品的安全，這就要求生產(chǎn)食品的機(jī)械需要有相應(yīng)的防范設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)者花費(fèi)大量的時間和精力來研究這一問題。究其來源，食品安全機(jī)械的衛(wèi)生安全問題絕大多數(shù)都是在機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)中決定的，故嚴(yán)格的按照安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)是成為保障食品加工當(dāng)中的食品安全和安全生產(chǎn)的核心基礎(chǔ)。

（2）食品級材料

食品關(guān)系著人類的生存和健康，食品級材料就是達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯，包裝食品的塑料，所謂的安全標(biāo)準(zhǔn)就是降解的成分不會威脅到人體健康的程度。各個國家都有其對食品級接觸測試都有著嚴(yán)格的規(guī)定，例如：歐盟從 2005年起，頒布針對與食品接觸物質(zhì)的指令2004/1935/EC，它將于2006年10月27日起強(qiáng)制執(zhí)行，出口歐盟與食品接觸的材料必須符合1935/2004/EC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。美國 也一樣，進(jìn)行 FDA測試，U.S. Food and Drug Administration （FDA）美國食品及藥物管制局制定。德國的LFGB測試，從2005 年9月開始，德國新食品和飲食用品法LFGB取代了食品和日用品的LMBG，它又稱《食品、日用品及飼料法典》，是德國食品衛(wèi)生管理方面最重要的基本法律文件，與食品接觸的日用品通過測試，可以得到授權(quán)機(jī)構(gòu)出具的LFGB檢測報(bào)告，證明為“不含有化學(xué)有毒物質(zhì)的產(chǎn)品”，并能在德國市場銷售。

我國也有相關(guān)的法律條文，市面上與食品接觸的裝置和包裝材料，比較普遍的是304鋼和食品級硅膠，如熱水壺和不銹鋼鍋，硅膠鏟、硅膠菜板等。

3.基于食品安全理念的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)研究

3.1食品安全的機(jī)械設(shè)計(jì)

食品安全設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)要素、設(shè)計(jì)目標(biāo)等重要問題。

設(shè)計(jì)條件是要滿足生產(chǎn)機(jī)械的基本正常工作條件之外，還需要滿足工作者的操作安全和生產(chǎn)加工的過程中的食品安全。當(dāng)生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟(jì)效益與食品安全設(shè)計(jì)相沖突的時候，應(yīng)當(dāng)以食品安全設(shè)計(jì)為優(yōu)先的原則。

設(shè)計(jì)要素是在滿足實(shí)際條件之下而言的，機(jī)械的設(shè)計(jì)要素有機(jī)構(gòu)、衛(wèi)生和安全（包括裝置安全和食品安全），這三者并不是單純的滿足獨(dú)立原則，而是相互聯(lián)系、相互滲透的。對于機(jī)械裝置來說，沒有安全為前提的機(jī)械裝置，其他東西將無何談起。所以在機(jī)械裝置設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)裝置應(yīng)有一套較為完整的安全系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)目標(biāo)在食品機(jī)械裝置中，是緊緊圍繞不同的設(shè)計(jì)對象和設(shè)計(jì)目的所提出來的總體設(shè)計(jì)要求。是按照現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)安全性概念和理論方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，來使設(shè)計(jì)對象滿足一系列的要求。

3.2一種紅棗去核裝置的安全設(shè)計(jì)

紅棗去核裝置底部四個支柱用來支撐整個裝置，支柱的底端與地面接觸的表面的支撐架中開有螺釘孔，使用螺釘使裝置與地面進(jìn)行固定，防止因機(jī)械的震動使該裝置與地面產(chǎn)生滑動甚至使裝置側(cè)翻。

在該機(jī)械裝置的最上端是紅棗的分料機(jī)構(gòu)，是采用不銹鋼材質(zhì)進(jìn)行制造的，不銹鋼材質(zhì)相對于其他的金屬材料更具有優(yōu)點(diǎn)，其表面形成的致密的氧化膜不僅可以隔絕空氣，防止裝置腐蝕，同時也與材料中的其他元素與紅棗隔絕開來，保證了被加工產(chǎn)品不被污染，提高了衛(wèi)生安全。

機(jī)械裝置的中間部分是核心部分，中間包含有電動機(jī)、振動器和各種運(yùn)動機(jī)構(gòu)，故在這一方面的安全設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。電動機(jī)與機(jī)構(gòu)之間是帶傳動，故在其周圍用機(jī)殼對它進(jìn)行封裝，防止有雜物進(jìn)入而導(dǎo)致其失效。在進(jìn)料口對紅棗去核的是去核片，采用的是弧形結(jié)構(gòu)，更方便的進(jìn)行加工，且去核片是活動的可拆卸的，方便清洗和更換。由于其內(nèi)部是有凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，這就免不了要對各零件進(jìn)行潤滑，潤滑介質(zhì)是對人體有害的物質(zhì)，故在設(shè)計(jì)時采用了對食物流經(jīng)的通道與各執(zhí)行機(jī)構(gòu)隔離的防范措施，以保證食品不接觸到這些對食品有污染東西，更好的保證了食品衛(wèi)生安全，使加工后的食品更為可靠。

3.3一種全自動面條機(jī)的安全設(shè)計(jì)

機(jī)器采用了SUS304不銹鋼作為材料，不會生銹，機(jī)器表面光滑，便于清潔。每一個對應(yīng)機(jī)構(gòu)表面都有一套相應(yīng)的機(jī)殼，用來保證使用者的操作安全，在其內(nèi)部，食品流經(jīng)的通道都與其凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)的涂有潤滑的部位進(jìn)行封裝、密封，使得機(jī)械中的一些物質(zhì)與食品通道徹底隔絕開，保證了所制作的面團(tuán)在經(jīng)過一系列操作之后，都沒有被機(jī)器上的物質(zhì)污染，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)生安全。

在其側(cè)面，有一個散熱機(jī)，對機(jī)器內(nèi)部的溫度進(jìn)行降溫，且該機(jī)械裝置配備有系統(tǒng)控制面板和急停按鈕，對機(jī)械進(jìn)行操控，保證了該機(jī)械裝置的操作安全。特別是其左端的切面刀機(jī)構(gòu)，在手工操作時會因?yàn)槭韬鍪故直粖A到，所以在這個部位配有防護(hù)蓋，防護(hù)蓋沒有蓋上時，機(jī)器不工作，且刀與軸承配合處在擋板的外側(cè)，實(shí)現(xiàn)了與產(chǎn)品通道的有效分離，可杜絕軸承中的潤滑油流到工作區(qū)內(nèi)，該機(jī)器除了具有可拆卸清洗的條件外，也可以直接倒水進(jìn)行清洗，保障食品加工的安全性。

4.基于食品安全的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)重要性

食品安全，關(guān)系民生。機(jī)械裝置是為了實(shí)現(xiàn)某種特定目的而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在機(jī)械裝置設(shè)計(jì)的過程往往需要對它進(jìn)行校核和各種分析，如承載力分析、可靠性分析、安全性分析和食品衛(wèi)生分析。

機(jī)械的安全性分析是最為重要的，也是不可缺少的。如果一個食品機(jī)械裝置僅僅滿足了其穩(wěn)定工作的條件，但沒有對相應(yīng)的安全性進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，那么這個機(jī)械裝置生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是不可用的，這個機(jī)械裝置是沒有達(dá)到其使用的合格性標(biāo)準(zhǔn)，這個機(jī)械裝置是不合格的。因此，在設(shè)計(jì)的過程中，安全衛(wèi)生應(yīng)該優(yōu)先于其他控制條件，如經(jīng)濟(jì)效益、使用措施進(jìn)行考慮，食品機(jī)械設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容是食品安全與機(jī)械運(yùn)行安全。當(dāng)它與其他條件沖突時，應(yīng)當(dāng)先考慮它的食品安全問題，因?yàn)橹挥邪踩l(wèi)生的食物，才能夠在被消費(fèi)者購買之后不出現(xiàn)問題，是真正意義上的帶來更大的效益。

5.總結(jié)

食品工業(yè)是我們生活的生命產(chǎn)業(yè)，也是我們最傳統(tǒng)和永恒的一個產(chǎn)業(yè)。食品與我們的身體健康有著密不可分的聯(lián)系。食品安全從未淡出我們的視線之中，它是保護(hù)我們身體健康的一道防線。機(jī)械裝置設(shè)計(jì)時對食品安全的設(shè)計(jì)研究永遠(yuǎn)是不可缺少的不可懈怠的一部分。所以，對于食品安全的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)研究在機(jī)械設(shè)計(jì)中具有重大意義。

基金項(xiàng)目：本文是2020年遼寧科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目的階段性成果，項(xiàng)目編號：202010146371。

（遼寧科技大學(xué)）