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掛面是中國的主食之一，在人們的日常飲食中占有很大的比例。由于掛面生產(chǎn)附加值低，運輸半徑有限，掛面生產(chǎn)很難形成方便面那樣的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，所以掛面行業(yè)以中小企業(yè)為主。隨著勞動力成本的上升，大量中小型掛面生產(chǎn)企業(yè)面臨生存危機，掛面的自動化機械包裝成為掛面生產(chǎn)企業(yè)突破的主要途徑之一。而且，中國對掛面包裝機械有巨大的市場需求。從技術(shù)角度來看，掛面包裝的機械化和自動化也是提高掛面生產(chǎn)全過程整體技術(shù)水平的大勢所趨。
然而，粉絲包裝機械技術(shù)的發(fā)展受到傳統(tǒng)成品形式的制約，一般的包裝技術(shù)和設(shè)備不適合粉絲包裝，尤其是目前主流的粉絲紙包裝。本文結(jié)合掛面包裝的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了幾種產(chǎn)品化包裝機械，提出了實現(xiàn)掛面包裝機械化的關(guān)鍵技術(shù)問題，以期為掛面包裝機械的創(chuàng)新設(shè)計和研究提供思路。
1.掛面的包裝方式。
目前國內(nèi)掛面的包裝方式主要有手工包裝和機械自動包裝兩種。
1.1掛面手工包裝。
在92-93層控重手動包裝過程中，首先稱取一定量的掛面并分揀出來，然后在掛面中插入一根定長的扎帶(以保證縱向中心)，然后纏繞在掛面筒上，扎帶的另一側(cè)用粘合劑密封。包裝成扎條后，增加附加墩動作，最后加工頭部。整個過程都是手工操作。自20世紀70年代以來，掛面的人工紙質(zhì)包裝仍然占據(jù)著很大的市場份額，一些大型掛面制造商仍然使用人工包裝。比如2009年科明面業(yè)占全國總量的13.14%，達到15萬噸，2010年產(chǎn)量達到17萬噸，但其掛面紙包裝基本是手工的[1]。
近年來，手工包裝的成本大幅增加。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，以500g掛面為例，掛面每包人工成本為0.03~0.06元，熟練包裝工人的離職率在50%以上，部分待遇較差的中小型掛面生產(chǎn)廠家離職率高達80%~90%[2]。企業(yè)要生存，就要淘汰人工包裝。
1.2掛面自動機械包裝。
掛面的機械包裝是將人工包裝的各個動作分解，采取相應(yīng)的機械動作來實現(xiàn)包裝操作。整個過程是連續(xù)高速的。為了適應(yīng)機械作用，將手工包裝中使用的定長捆綁帶改為定長紙帶或連續(xù)帶，將手工包裝中使用的粘合方式改為紙/復合卷膜作為包裝材料，通過熱熔搭接實現(xiàn)[3]。掛面打捆機的包裝流程圖見圖1。

目前市場上有紙質(zhì)包裝機和塑料薄膜包裝機兩種。由于掛面卷紙包裝是大眾熟知的包裝方式，近10年來很多包裝機械廠商都在嘗試開發(fā)掛面卷紙包裝機。幾個典型的模型如下。
四川某面粉廠生產(chǎn)的掛面包裝機結(jié)構(gòu)見圖2。生產(chǎn)過程是將掛面放入弧形凹槽中，用膠帶紙包裹在工作臺上，啟動電機滑塊向前移動，拉緊包裹帶，將掛面提升到工作臺上，然后拉緊膠帶的速度與滑塊的移動速度一致。
滑塊向前移動，膠帶拉緊，掛面在工作臺的包裝紙上滾動。碾壓一周以上，在掛面上包上包裝紙，將包裝紙兩端粘合在一起，實現(xiàn)包裝?；苿影脪烀鏉L下工作臺，完成掛面的包裝[4]。
這種掛面機整體尺寸小，機構(gòu)簡單。使用單張定長紙包裝，需要人工送紙。包裝效率為6包/分鐘。
目前市場上掛面包裝機整體技術(shù)還不夠成熟，掛面包裝的松緊度無法解決[5]。
掛面塑料薄膜包裝機早在20世紀70年代就從日本引進中國，但由于設(shè)備昂貴、結(jié)構(gòu)復雜、塑料薄膜價格高于紙張、包裝形式市場接受度低的問題，其早期發(fā)展緩慢。隨著石化工業(yè)的發(fā)展，薄膜材料得到了很大的發(fā)展。例如，BOPP薄膜主要用于包裝干貨，其價格也在下降。近年來，由于包裝材料成本的降低和人工包裝成本的增加，生產(chǎn)和開發(fā)塑料薄膜包裝機的機械制造企業(yè)也通過技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)了一些新型塑料薄膜包裝機。
青島?？萍焉a(chǎn)的掛面圓柱塑料封口全自動包裝機見圖。
1.3配置的高精度復合制袋機及配套的收緊輸送裝置，解決了掛面在高速運行狀態(tài)下包裝后的快速變徑、收緊輸送等技術(shù)難題，實現(xiàn)了松散掛面從稱重到復合塑料薄膜封口的全自動包裝。包裝產(chǎn)品為側(cè)柱，可部分替代目前國內(nèi)主流的圓柱卷紙手工包裝和全自動矩形塑料薄膜包裝。顯然，其包裝產(chǎn)品的外觀接近傳統(tǒng)的紙質(zhì)包裝掛面[5]。

2.掛面包裝加料計量裝置。
掛面包裝的加料和計量方式主要是振動加料和稱重計量。
2.1振動給料。
如圖4所示，槽由固定在底座上的板簧支撐，電磁振動器的鐵芯和線圈固定在底座上，電樞固定在槽的底部。當工頻交流電或半波整流脈動電流引入線圈時，在電流從零上升到最大1/4的期間，電磁引力逐漸增大，吸引滑槽向左下方移動；當電流從最大值逐漸降到零時，波谷在支撐彈簧的作用下回到右上，從而不斷產(chǎn)生往復振動。在慣性力、重力和摩擦力的共同作用下，溜槽上的物料會從左向右上升。在實際生產(chǎn)中，通常通過調(diào)節(jié)電磁鐵的供電電壓來改變料斗的振幅，使料斗能夠以較高的進料速度平穩(wěn)進料。圖中，β叫振動升角，ψ叫彈簧傾角[6]。

2.2稱重測量。
自動稱重部分主要由漏斗、傳感器、膨脹板、刮刀和氣缸組成。傳送帶將掛面送入料斗。當達到規(guī)定重量時，輸送帶停止輸送，伸縮板動作。延遲一段時間后，料斗門打開，落入下方的接收擋板，然后開始下一次包裝，如圖5所示。
2.3雙層控制稱重投料計量。
如圖6所示，掛面同時從儲存?zhèn)}供應(yīng)到主供應(yīng)料斗和微供應(yīng)料斗；主進料斗由電機驅(qū)動，離合器M1控制機械振動并送入矢量杯。量杯和升降器組成的容積給料裝置實現(xiàn)機器的主給料，一般為最終值的80%~90%；量杯內(nèi)的物料通過緩沖斗的過渡，減少沖量后落入稱量斗；傳感器根據(jù)設(shè)定值和實際值的差值進行判斷，并控制離合器M是否向稱重料斗供料。當達到設(shè)定值時，微進給停止進給；達到設(shè)定值并實現(xiàn)與料箱輸送線聯(lián)動后，控制驅(qū)動電機M3打開稱重料斗，物料被輸送線帶走。稱量斗清空時，量杯內(nèi)的物料通過緩沖斗再次落入稱量斗，此時升降機也向矢量杯內(nèi)補充新的物料，直至裝滿。然后下一個計量周期開始[7]。

3掛面機械化包裝的若干關(guān)鍵技術(shù)。
目前掛面機械包裝的技術(shù)難點主要包括送紙裝置的研究、掛面包裝技術(shù)的研究、掛面封尾裝置的研究等。
3.1送紙裝置。
根據(jù)送紙裝置中使用的紙張類型，有兩種薄紙包裝機，卷紙和單張紙。市場上現(xiàn)有的薄紙包裝機多為單張紙包裝，如鄭州某設(shè)備有限公司生產(chǎn)的Autorongv自動(紙)包裝機，其送紙裝置由升降紙源機構(gòu)、取紙機構(gòu)、遞紙機構(gòu)、出紙機構(gòu)組成。工作時，取紙機構(gòu)中取紙輪和反轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，向前送紙時不會出現(xiàn)雙張和連續(xù)紙的現(xiàn)象，送紙整齊；取紙機構(gòu)由另一臺電機驅(qū)動，取紙和送紙分別進行[8]。卷紙式給紙裝置的研究很多，如早期的齊針等人[9]，近年來的郭超等人[10]。
對于懸掛式塑料薄膜包裝機，送膜裝置基本采用卷材，相應(yīng)的送膜技術(shù)已經(jīng)非常成熟。
3.2包裝設(shè)備。
掛面包裝設(shè)備廣泛應(yīng)用于掛面紙包裝機，而塑料薄膜包裝機的包裝形式主要是用紙帶包裝，然后裝入塑料袋或全自動矩形塑料薄膜包裝。掛面的包裹技術(shù)是利用相應(yīng)的機械，經(jīng)過一系列連續(xù)的機械動作，實現(xiàn)或模仿人手的包裹過程。市場上現(xiàn)有的紙質(zhì)包裝機大多采用包裝帶和凹形滑槽的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)紙張與包裝帶之間的相對速度來實現(xiàn)掛面的包裹。難點是掛面的緊實度。

3.3尾部密封裝置。
手工包裝掛面處理兜頭時，120度折疊一次，折疊三次即可完成掛面的末端。如果用機械實現(xiàn)，至少需要六個動作。市場上現(xiàn)有的薄紙包裝機大多是手動處理頭部與否，也有人員和單位做了一些相關(guān)技術(shù)的研究，如湖南科明塑膜包裝機的封尾處理，基本采用連續(xù)熱封或熱縮膜的形式。目前，青島某電子設(shè)備制造有限公司在這方面做了大量的研究。
4結(jié)束語。
面條包裝自動化技術(shù)的發(fā)展時間不是很長，但市場上的面條包裝機種類仍然很多，一般分為紙質(zhì)包裝機和塑料薄膜包裝機，有些是通用包裝機，如上海某機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的面條包裝機，實際上更適合米通包裝?，F(xiàn)有的掛面包裝機還存在一些不完善之處，導致手工包裝占有一定的市場份額。但機械自動包裝取代人工包裝是必然趨勢，掛面包裝機有很大的發(fā)展空間。

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