最近，全自动小麦粉包装技术与装备开始进入我国小麦粉加工业。随着我国小麦粉行业不断向集约化、规模化生产模式发展，采用全自动小麦粉包装生产线替代用工量仍然较大的半自动包装生产设备是不可避免的发展趋势。这不仅是技术发展的结果，更是市场竞争的需求。一方面，为适应国际小麦价格的波动，降低小麦粉生产成本，在激烈的市场竞争中取得优势，我国小麦粉加工企业近年来不断扩大生产规模，目前日处理小麦400～1000t的企业已超过200家[1]。产能的大幅提高，对采用全自动包装技术装备实现小麦粉包装速度的提高提出了实际要求。像以往那样，半自动包装机的应用，一方面，因每一条包装生产线需要人工完成部分关键工序，这势必导致整条包装生产线速度受限。另一方面，鉴于我国人工工资呈现较大幅度的增长趋势及人力资源的紧张局面，由于现有的小麦粉半自动包装技术需要配备操作工较多，每条小麦粉包装生产线一般需配备５～７人，所以，也将促使企业为降低人工费用而选择全自动小麦粉包装技术装备。

可以预见，今后几年全自动包装技术将会在我国大型小麦粉加工企业中得到广范应用。

１　小麦粉全自动包装的困难性

面粉厂生产的小麦粉是含水量约14.5％的微细粉体[2]。因此，小麦粉颗粒是具有极大比表面积的微粒；同时，因小麦粉颗粒主要由淀粉、蛋白质、矿物质等组分构成，所以其表面存在着极性基团。这样，在大的比表面积、水分、极性基团的共同作用下，小麦粉与设备表面之间、小麦粉微粒之间、包装袋与小麦粉之间存在一定的黏附性。因此，在小麦粉包装过程中，不仅易产生粉尘飞扬；而且，小麦粉还会黏附在落料斗壁面、包装袋袋口，使经过计量的小麦粉不能全部顺利装填至包装袋内。这不仅会加大包装计量误差，使包装小麦粉在销售中达不到合格计量标准，而且可能影响包装工艺的正常进行：①黏附在袋口的小麦粉将影响包装袋封口工序的正常工作。②因小麦粉不易自行压实，导致小麦粉包装袋顶端凸起，增加了封口的难度。

上述因素，致使小麦粉包装工艺不同于其他粉体、颗粒体的包装工艺。要实现小麦粉全自动包装，其难度更高，对全自动包装机构及其自动控制系统的设计提出了更高的要求，对整条包装线的协调性及包装工艺与称量工艺、前方生产线之间的协调性都提出了更高的要求。事实上，这也是我国包装装备制造企业涉足小麦粉全自动包装装备较少的重要原因。

２　小麦粉全自动包装技术的形式及特点

目前国内外小麦粉包装主要采用两种工艺形式：半自动包装技术和全自动小麦粉包装技术。前者在技术上、操作上已日趋成熟，工作性能基本可靠，其工艺流程为：

自动给料→自动称量→人工套袋→人工辅助充填→人工辅助封口、缝包→自动输送→人工辅助堆包。

从技术上讲，这类工艺形式需要人工完成部分操作工序，尚未达到无人化的全自动包装工艺要求，故属于半自动小麦粉包装。由于人工取袋、套袋速度有限，对产量较高的小麦粉生产线来说，常需配备２套以上包装机组，且需要配备取袋、套袋等工序的操作人员。

包括自动取、套袋功能的全自动小麦粉包装装置，近年来已在意大利、美国、德国、英国、加拿大等发达国家普遍应用。其工艺过程为：

自动给料→自动称量→自动套袋→自动充填→自动封口、缝包→自动输送→机器人码垛堆包。

由于我国小麦粉自动包装技术水平仍落后于发达国家，所以，目前仅在技术难度相对较低的小袋小麦粉包装（５ｋｇ／袋以下）中采用了制袋式全自动小麦粉包装设备（如图１所示）。而对于大袋（５ｋｇ／袋以上小麦粉）的小麦粉包装，则广泛采用人工给袋的半自动小麦粉包装设备（如图２所示），迄今仅有天津一家企业引进了意大利的给袋式全自动包装机组，江苏一家企业开始试用国内一包装机械企业试制的给袋式全自动小麦粉包装装置。

小袋全自动小麦粉包装中，包装袋可采用纸质包装袋和塑料包装袋。大袋小麦粉的全自动小麦粉包装工艺目前有阀口袋包装（如图３所示）或敞口袋包装（如图４所示）两种形式。阀口袋包装技术中主要采用刚度较好的纸质包装袋，刚性太低材料不宜采用。在敞口袋包装工艺中，三类材质的包装袋均可使用。但因纸质包装袋成本较高，所以，我国小麦粉企业极少使用，目前普遍采用的是覆膜编织袋和无纺布袋。

３　小麦粉全自动包装技术关键

尽管大袋小麦粉全自动包装工艺，无论阀口袋还是敞口袋包装工艺，均可实现全自动、无人化操作，但由于需要完成自动取袋、套袋和充填包装操作，所以其复杂程度和技术难度显著增大，特别是全自动敞口袋包装技术。

３．１　阀口袋小麦粉全自动包装

由于阀口袋是以包装袋一侧顶端的阀口为小麦粉充填入口，因此其技术关键之一是如何准确将该阀口套至电子秤卸料管口上。对单卸料管来说，要求机械手能够与电子秤、包装袋输送装置精确协调，在传感器、控制程序的指挥下，快速动作。但对于多工位、旋转式电子秤卸料装置来说，还必须使机械手与旋转卸料斗准确配合。否则，由于机械手与旋转卸料管口的误差累积，也会很快导致小麦粉充填包装错误，难以连续工作。

阀口袋包装技术的另一关键在于充填时袋内空气引起的小麦粉充填不顺畅以及小麦粉密实度较低。前者由于小麦粉充填而压缩袋内空气，同时空气向上流动，给小麦粉顺利充填带来不利因素。后者因袋内空气上升与下落的小麦粉形成对流，致使袋内小麦粉堆积密度下降，可能造成包装袋容积不够假象。上述两方面问题都是在阀口袋全自动小麦粉包装中需要解决的关键问题。

３．２　敞口袋全自动包装

在敞口袋自动包装生产中，由于我国普遍使用覆膜编织袋和无纺布袋，而这两类包装袋刚性很低，所以自动取袋、套袋较为困难。同时在小麦粉充填过程中还需要解决小麦粉向外飞扬的问题和小麦粉敦实问题。

覆膜编织袋因许多制袋厂采用热切割进行制袋，致使袋口粘连现象较严重。这给包装时机械手打开袋口造成很大困难，甚至可能难以打开袋口。而且，相邻包装袋袋口之间也存在粘连现象，这导致机械手取袋时可能一次抓起多个袋子，使自动包装无法正常进行。该问题需要在敞口袋全自动包装中予以解决。

与阀口袋包装过程类似，当机械手将包装袋套至电子秤卸料口后，包装袋与卸料口形成密闭空间，袋内空气对小麦粉下落充填形成阻滞，并使袋内堆积小麦粉密实度下降。和阀口袋类似，需要通过调节恰当的卸料口气压，解决该问题。

包装袋套至卸料口后，还需要采用弹性夹紧机构将包装袋紧密地夹紧在卸料口外侧，以保证小麦粉不会在充填过程向外飞扬。

３．３　其他关键技术问题

在小麦粉全自动包装方面，除上述问题外，称量装置的快速、精确问题，自动套袋装置的快速、平稳、可靠问题，控制系统、控制器、传感元件的灵敏、可靠问题，高速码垛机器人及其可靠性等也是需要我国有关技术人员和企业深入研究的关键技术问题。国内的自动套袋技术刚刚开始研发，技术上尚不成熟，套袋速度、可靠性等也不够高；国产码垛机器人、传感器、控制器等关键控制元器件技术也不够稳定。

４　结语

随着我国小麦粉加工产能的不断增大和行业的竞争与发展，无疑应加快我国小麦粉全自动包装技术的研究和发展。技术上，敞口袋包装技术比阀口袋包装技术更为困难，但因纸质包装袋成本高于覆膜编织袋和无纺布袋，对于利润率很低的小麦粉加工企业来说，或更愿意使用后者。因此，我国更需要加紧研发使用覆膜编织袋和无纺布袋的敞口袋全自动包装技术，深入、充分地研究码垛机器人、传感器、控制器等关键控制元器件，以适应我国小麦粉加工业向集成化、规模化、高效化方向发展的需求。

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