智能控制技術在食品機械中的應用
——《食品機械與設備》評述

隨著科學技術水平不斷發展，各國工業生產都逐漸趨向于數字化、智能化，制造業的改革與升級因此備受關注。食品機械行業作為中國制造業的重要分支，其智能化發展趨勢也十分明顯，各企業通過升級生產設備、優化生產技術等手段推動中國食品制造業向著高端制造的方向轉變，從根本上提高了中國食品行業的發展水平。由康旭編寫、科學出版社出版的《食品機械與設備》一書，對食品生產行業的常見機械設備進行了介紹，可為中國食品機械行業如何向智能化、數字化方向發展提供依據。

該書共17個章節，第1章緒論簡單介紹食品機械設備的分類、材料以及發展現狀。第2章介紹物料輸送機械，包括固體與液體輸送。第3章為物體物料分選機械，對重力分選、磁選、色選、光電分選等設備進行了闡述。第4章介紹切割與粉碎機械。第5章介紹物料混合機械，包括固液混合、氣液混合。第6章介紹過濾、浸出以及壓榨等食品分離設備。第7章介紹發酵設備。第8章介紹針對餅干、面包等食品的成型機械。第9章介紹熟制設備，如蒸煮、烘焙以及油炸等設備。第10章介紹濃縮設備，主要對真空濃縮與冷凍濃縮的原理進行說明。第11章介紹殺菌設備。第12～14章則介紹干燥、擠壓以及冷凍設備。第15章介紹食品包裝機械。第16章對果蔬、啤酒以及肉類等多種食品生產線的全套設備進行了說明。第17章則闡述食品機械的電氣控制技術原理。

1 食品機械行業走智能化發展道路的必要性

1.1 中國機械制造行業的發展趨勢

工業生產是一個國家穩定發展的重要基石，也是人民生活的依靠。近年來，中國很多行業的生產規模在不斷擴大，但原有的生產技術卻難以滿足社會的大規模需求；與此同時，很多發達國家對其制造業進行改革升級，越來越多發展中國家開始參與國際制造業生產任務的競爭，雙重擠壓下，中國制造業只能通過降低生產成本來保持優勢，但長此以往，中國制造業的發展規模必將不斷縮減。此外，中國機械行業很多核心設備仍需依靠發達國家，高端機械與設備只能依靠進口，“卡脖子”現象較為嚴重，以上種種現象皆說明中國制造業仍處于中低端制造環節，這種發展現狀嚴重阻礙了中國制造業的進一步發展。但機械設備的智能化則使得中國制造業由中低端方向向高端方向轉變成為可能，人們將各種新興技術應用于機械設備，推動中國工業生產向著規模化、智能化的方向發展，并利用生產技術的創新與優化來推動制造業進一步轉型?？梢姡悄苤圃焓侵袊鴻C械制造業的必然發展趨勢。

1.2 推動食品機械行業走智能化發展的重要意義

食品制造是事關國民生命與健康的重要產業，中國是一個人口大國，因此對食品有著很大的需求量，為迅速擴張食品行業，滿足人們對食物的需求，食品機械設備的發展與創新也備受社會關注。在如今智能制造的趨勢下，食品機械行業向著智能化逐步發展，這也成為食品機械行業未來發展的主流方向。食品機械是指將各種原材料進行加工處理使其成型為可出售食品的機械設備。如《食品機械與設備》一書所述，常見的食品機械設備主要包括食品生產與加工機械設備、食品包裝機械設備，例如物料輸送機、真空濃縮機以及包裝設備、蒸煮焙烤設備等都是食品生產行業中的常用機械。對這些機械設備進行研究可以發現，這些機械設備的智能化水平仍處于初級階段，很多食品生產線的成套設備中缺乏高端裝備，這導致中國食品機械行業的裝備質量與生產技術仍與世界先進水平有較大差距，而中國機械制造行業與發達國家的差距則使得中國食品機械行業的發展空間不斷縮小，如此困境下，中國依靠科技創新對食品機械行業進行改革升級便有著重要意義，其中低端機械設備向高端裝備轉變后，中國食品生產行業的發展必將更加智能化、規范化，整體食品機械行業的科技水平必將得以提升。

2 智能控制技術在食品機械行業的應用

2.1 食品機械設備中的常見智能控制技術

智能制造在機械制造行業中有著良好的發展前景，這給中國食品機械行業的發展也帶來了啟迪，企業必須利用先進的智能信息技術來提升其機械科技水平，促進企業轉型升級。在食品機械設備優化中，智能控制技術的應用有著很大優勢，企業利用智能控制技術對食品機械設備的功能與操作進行控制，能有效提升其加工精確度與生產效率，從而優化食品機械行業的生產能力與技術水平。食品機械中常用的智能控制技術主要有邏輯控制技術、分層遞進控制技術以及流程控制技術等，這些技術可解決傳統食品機械設備中的復雜系統控制問題，從而使機械設備更加適應生產環境，提高食品生產的效率與質量。

2.2 智能控制技術在食品機械設備中的具體應用

(1) 智能控制技術在食品生產與加工機械設備中的應用。食品生產與加工環節是食品行業中的關鍵部分，將高新技術應用于此階段中的機械設備，可顯著提高中國食品制造業的發展水平，保障食品生產質量與效率能夠滿足社會需求。目前，智能控制技術在食品加工與生產機械設備中的應用極為常見，企業利用智能控制技術對食品生產與加工設備進行管控，實現食品生產環節的智能化。事實上，食品生產與加工設備應用的智能控制技術的實質是電子信息技術，機械設備生產廠家利用電子信息技術構建管理控制模型，并將其嵌入相關設備內部，工作人員只需通過簡單的功能命令工具即可運行設備，并對設備的運行狀態進行智能控制，比如輸送物料設備中可應用流程控制技術、邏輯控制技術等，對原材料的進料順序、進料量以及加工狀態等進行監控與檢測，讓整個物料輸送過程更加規范；此外，針對面包、餅干等食品的成型機械設備，以及真空濃縮、干燥、殺菌等機械設備也利用多種智能控制技術，企業利用內嵌微處理器對實際生產狀態進行智能調控，實現食品加工與生產的一體化流程。

(2) 智能控制技術在食品包裝機械設備中的應用。包裝機械是現今機械制造業中的重要發展領域，而食品包裝機械約占中國包裝機械市場的1/3，面對如此龐大的包裝市場，食品機械行業將智能控制技術應用于設備中，以此來提高包裝設備的生產效率，從而進一步占據市場。食品包裝過程通常包括填充、包裹以及封口等環節，為對各環節完成質量進行監測，包裝機械設備上通常會安裝很多傳感器，對包裝材料的尺寸、形狀以及食物的填充位置、狀態等進行參數設置，但這些傳感器并非全部打開。目前，食品包裝機械的智能控制途徑主要表現為開環控制、閉環控制以及半閉環控制。開環控制是指企業并未打開包裝機械上的傳感器，此種控制方法適用于要求不高的食品包裝，比如簡單的灌注包裝、封口包裝；閉環控制是指包裝機械上各種傳感器都處于運行狀態，能夠對食品狀態或包裝位置等參數進行檢測并將其傳送至控制器，以便于工作人員進行其他操作的控制方式，這種方式更適用于對包裝要求較高的食品機械設備，比如真空包裝、壓力罐裝等機械設備；半閉環控制是指企業對包裝機械設備上某個傳感器進行實時監測，及時檢測某包裝環節的質量是否合格。現今，人們利用智能控制技術對食品包裝機械設備進行調控，機械設備的包裝動作、包裝過程都有著嚴格的程序設計，這使得食品企業的包裝生產線無人化成為可能，在智能控制技術的幫助下，食品包裝機械設備的自動化、智能化水平大大提升。

(3) 智能控制技術在食品質量檢測機械設備中的應用。食品質量檢測是現今各國都尤為重視的環節，人們對食品的質量、味道等進行嚴格檢測，以保障食品的安全性與美味性，隨著國民生活質量的不斷提高，人們對食品檢測提出了更嚴格的要求，這使得食品質量檢測機械設備的升級與優化備受關注。企業利用傳感器對食品的狀態、品質進行檢測，并對檢測數據進行全面分析來控制食品的質量，將智能控制技術引入其中后，傳感器檢測的精確度、效率都進一步提升，食品質量檢測水平大幅提升，這為國民食品安全提供了堅實的保障。

2.3 智能控制技術應用于食品機械行業的優勢

隨著智能控制技術的應用，食品機械行業的發展越來越好，食品加工與生產的質量與效率得以提高，包裝環節也更加趨向于智能化，中國食品加工與生產體系已形成較為完善的產業鏈，促進中國食品行業進一步發展。得益于中國食品機械行業技術水平的大幅提升，中國食品機械設備更加復雜多樣，食品機械設備的出口與相關外來投資商不斷增加，中國的制造水平更加提升?？梢姡悄芸刂萍夹g在食品機械行業的應用具有重要意義。