食品與包裝行業的案例
機器人重塑食品生產和包裝，食品自動化行業正在形成
機器人包裝產品
食品行業中約有50％的機器人可以包裝產品和裝貨。這些機器人不僅比人類更有效執行任務，而且還能夠完成對人類來說太難的任務。
在對人類危險的環境中，機器人可以裝載和卸載托盤、包裹和紙箱。食品行業的公司認為這些機器很有用，它們可以節省時間和成本。機器人還能夠滿足高端要求，許多客戶要求完美，只有機器人才能實現。
在食品領域使用機器人不僅可以保護人類工人免受傷害，而且還可以提高整體產量。
納米技術在食品行業的應用 你知道嗎？
食品包裝：延長保質期 保證產品品質安全
大多數食品到達消費者手中，需要經過不少環節，從原料到餐桌，這一路上不可避免地會有多個步驟導致污染，如何保證諸多環節食品免受微生物污染，延長食品保鮮期并減少食物浪費成了行業需要解決的問題。
目前，納米技術在食品包裝行業得到一定的應用，其在包裝方面應用有抗菌涂料、減少水分吸收、時間溫度指標(在保證新鮮度和保質期的基礎上所能承受的溫度范圍)。筆者獲悉，納米抗菌涂料技術是農業和食品領域的熱點，很多食物對微生物都沒有殺傷力，而抗菌涂料包裝是“最后的防御”，既可以延長食品保質期、減少食物浪費，又能保障食品安全、質量、感官和健康。
展開 金屬包裝材料對食品安全的影響
金屬包裝材料對食品安全的影響
金屬材料具有高阻隔、耐高溫、易回收等優點，也是傳統的包裝材料之一，它的不足之處主要是化學穩定性較差和不耐酸堿性。
金屬類包裝容器可分為兩類，一類是非涂層金屬類，一類是涂層金屬類。
非涂層類金屬包裝容器，其安全問題主要是有毒有害的重金屬溶出；涂層類金屬包裝容器，其安全問題主要是其表面涂覆的涂料中游離酚、游離甲醛及有毒單體的溶出。鐵和鋁是目前市面上主要使用的兩種金屬包裝材料，其中最常用的是馬口鐵、無錫鋼板、鋁和鋁箔等。在鐵制品中鍍鋅層接觸食品后，其中的鋅會遷移至食品，從而引起食物中毒；鋁制品的主要問題是鋁材料中含有鉛、鋅等元素，攝入過量會造成慢性蓄積中毒。
玻璃包裝材料對食品安全的影響
玻璃作為食品包裝材料已廣為人們熟知，根據其化學成分的不同，玻璃可分為鈉鈣玻璃、鉛玻璃、硼硅酸玻璃等。它的優點是無毒無味、化學穩定性好、衛生清潔和耐氣候性好，但玻璃的高度透明性對某些內容食品是不利的，容易產生化學反應，進而產生有毒物質。但是相對來說，玻璃包裝容器的有毒物質較為單一，主要是鉛、砷、銻，而且通常其向食品中遷移量很低，對人類危害比較小。
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展開 氣調包裝：引領寵物食品千億市場的“保鮮革命”
零防腐劑、開袋即鮮成為新趨勢，但濕糧易腐敗、干糧易受潮等痛點對傳統包裝技術提出挑戰。在此背景下，通過精確控制包裝內氣體成分來實現保鮮的氣調包裝，正成為行業的新標尺。
一、 為何要嚴控包裝內氧氣？
氧氣是影響寵糧品質的核心因素。控制氧氣含量的核心目的有三：
延緩氧化變質：防止脂肪氧化產生哈喇味和有害物質，保留營養成分。
抑制微生物繁殖：將氧氣含量控制在1%以下，可有效抑制霉菌、酵母菌等需氧菌生長。
保留風味與色澤：避免氧化導致的色素降解和風味劣變，維持寵物進食欲望。
二、 氣調包裝的四大關鍵技術體系
氣調包裝是一項系統工程，其有效性依賴于四大關鍵技術的支撐：
高阻隔包裝材料：如鋁塑復合膜、EVOH涂層等，從物理上隔絕氧氣滲透。
真空與充氮技術：通過抽真空或注入氮氣等惰性氣體置換氧氣，將殘氧量降至極低水平（如干糧可控制在3%以下）。
活性包裝技術：使用吸氧劑等，將包裝內氧含量主動降至0.1%以下，大幅延長保質期。
智能監測設備：利用頂空氣體分析儀等設備在線或離線精確檢測包裝內的氧氣、二氧化碳濃度，確保工藝穩定可靠。
三、 主流氣調方案與應用優勢
針對不同品類的寵糧，已有成熟的氣體配方方案：
干糧：常用 70% N? + 30% CO?，抑制霉菌并保持酥脆。
濕糧：常用 50% N? + 50% CO?，有效延緩腐敗，延長貨架期。
凍干/高端主糧：采用純氮氣置換，最大限度保留天然風味。
應用氣調包裝的核心優勢包括：顯著延長保質期、減少或替代化學防腐劑、提升產品在運輸過程中的穩定性。
四、 技術保障：頂空氣體檢測的關鍵角色
氣調包裝的質量控制離不開精確的頂空氣體檢測。目前主流檢測技術包括：
氧氣檢測：電化學傳感器、氧化鋯傳感器、熒光光學傳感器等。
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二氧化硫傳感器在食品行業的應用
我國《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB2760-2014）明確規定了二氧化硫作為漂白劑、防腐劑、抗氧化劑可用于哪些食品，以及具體的添加量上限，但是很多企業因為檢測不到位，導致很多二氧化硫超標問題的產生，造成了食品安全問題。
為保障人體健康安全，進行對食品二氧化硫的安全性檢測是至關重要的，需要對食品中的二氧化硫含量進行檢測，食品二氧化硫檢測儀檢測速度快，檢測效率高，彌補了傳統檢測方式的不足。該儀器體積小，便于攜帶，適合在現場氣體樣品、液體樣品和固體樣品中二氧化硫的定量測定。
食品二氧化檢測儀的檢測原理用比色方法符合《GB/T5009.34—2003食品中亞硫酸鹽的測定》二氧化硫檢測儀廣泛應用于、果脯、糖類、酒類、各類干果、草藥、水產品、肉類干鮮品及肉制品中的二氧化硫含量測定。可用于食品深加工企業、食藥監局、商場超市、質量監督檢驗、工商管理、餐飲檢測、各大食品安全監測系統等單位使用。
二氧化硫檢測儀中的核心元器件是二氧化硫傳感器，推薦使用英國alphasense 二氧化硫傳感器（SO2傳感器）SO2-B4：
一、英國alphasense 二氧化硫傳感器（SO2傳感器）SO2-B4描述：
SO2-B4是高分辨率二氧化硫傳感器，可以檢測5ppb的SO2氣體，非常適合環境空氣質量監測系統和儀器。
展開 食品3D打印技術及行業格局
●華南農業大學
由華南農業大學食品學院牽頭在食品專業領域Top期刊Food Hydrocolloids(1區；IF：9.147)在線發表了題為“Effects of incubation temperature on the mechanical and structure performance of beeswax-carrageenan-xanthan hybrid gelator system in 3D printing(保溫溫度對3D打印中蜂蠟-卡拉膠-黃原膠混合凝膠體系力學和結構性能的影響)”的研究論文，這項研究表明，打印溫度可控制混合凝膠油墨的流變特性，進而實現較好的成型效果。
●日本島津&大阪大學
據說島津正與大阪大學Sigmaxyz合作，開發一種能夠在生產線上大量生產人工肉的機器。通過這個項目，該公司的目標是在2025年之前找到一種生產肉類替代品的方法，從而生產出不僅具有真正肉類的口感，而且味道更好的可食用蛋白食品。研究人員以一種獨一無二的方式成功地用3D打印出了帶有大理石花紋的和牛Wagyu牛肉，這意味3D打印肉需要包含肌內脂肪的白色斑點，為其提供額外的嫩度和風味。
日本3D打印和牛肉還處于科研階段，尚未實現量產，導致價格非常高。目前，制造出1立方厘米的“和牛肉”需要4周的時間，每克的制造成本為1萬日元，約合人民幣570元。
●YAWARAKA 3D
在2020年舉辦的日本3D打印展上，YAWARAKA 3D展示了一款很有意思的食品3D打印機，非常吸人眼球，擁有兩個擠出裝置，可以打印兩種食材，打印基板上擺放了打印好的壽司，盤子里擺放了打印出的餅干，在食品行業中使用3D打印機是一種不斷增長的趨勢。
展開 國際包裝水行業：經驗與熱點
中國飲料工業協會為行業搭建的中外專家交流平臺——“2018中國·國際包裝飲用水峰會”雖已在兩月前落下帷幕，但中外行業專家就各自專業領域進行的報告分享對包裝飲用水的生產和消費留下了寶貴的經驗和啟迪，其中，3位國外專家的發言讓與會者對國內外包裝水行業的異同有了更深刻的認識與體會。
峰會上，中國飲料工業協會理事長趙亞利概括了國內外包裝水的趨同與差異，她表示，全球包裝水的發展共性是消費需求保持正增長，水對人類的健康很重要，水源不同造成了各國包裝水品種和包裝的差異——在水資源和包裝飲用水的品種結構上，中國與美國的趨同性較強，與歐洲有顯著差異。
天然礦泉水：國際市場有特殊監管與要求
達能全球水事業部科學法規事務總監/國際瓶裝水協會技術質量安全委員會聯合主席安妮可·莫羅（Annick Moreau）在峰會上表示，根據世界衛生組織（WHO）制定的國家和超國家性標準的科學依據——WHO飲用水準則，國際食品法典委員會（Codex Alimentarius Commission）包裝飲用水標準分為兩個，一個是針對天然礦泉水的標準，另一個是針對所有其他包裝水的標準。其中，天然礦泉水在Codex標準中的定義要點包括：源自天然或開采于保護良好的地下水；含有礦物質、微量元素；沒有人為污染；具有穩定的、不受溫度影響的礦物質成分；在水源地灌裝，并保證衛生環境；沒有任何消毒處理；允許使用去除某些物質的去除技術等。同時，Codex標準還對天然礦泉水中與健康有關的物質進行了限量，如表面活性劑、殺蟲劑和污染物、礦物油、多核芳香烴等。安妮可·莫羅（Annick Moreau）介紹，歐洲82%的瓶裝水是天然礦泉水，由法規Dir.2009/54對其進行開發和銷售；用于人類飲用的水稱為飲用水，由法規Dir.98/83負責管理。
展開 【行業說】綠色包裝材料的發展現狀與趨勢
在食品貨架上，很少看到塑料、玻璃等一類難以回收的包裝，絕大多數的奶制品、果汁和液體食品都采用瑞典人所發明的利樂磚型紙盒包裝。
我國也非常重視綠色包裝，湖南、天津、北京等地從2005年開始已有廠家生產一次性餐具和可以降解的塑料。國家環保總局等部門在北京等地大力推行可降解塑料袋等制品。
（3）各大綠色商業包裝材料的發展情況比較
①綠色商業包裝印刷用紙。在紙、塑料、金屬、玻璃這四種包裝材料中，紙制品的增長最快。紙包裝材料不但資源豐富、易回收，而且容易降解。紙制品腐化后，既可以回收再生紙張或作植物肥料，又可以減少空氣污染，凈化環境。因此，與塑料、金屬、玻璃其它三大包裝相比，用“生態循環評估法”技術進行量化評估，紙包裝將成為最有前途的綠色包裝材料之一。紙箱、紙袋、紙桶、紙漿模塑制品成為現代包裝工業的重要組成部分。
②聚乳酸包裝材料。聚乳酸已成為世界范圍的研究開發熱點。它是由眾多乳酸分子聚合成的一種可生物降解的新型高分子材料，可被徹底分解成水和二氧化碳，對環境無任何危害。
③天然生物包裝材料。如木材、竹編材料、木屑、麻類棉織品、蘆葦以及稻草、麥秸等，在自然環境下極易分解，但不污染生態環境，而且資源可再生，成本低。
如竹包裝制品能二次利用，廢物可焚燒利用熱量；堆肥腐化，可以用作肥料；廢物能自然降解。而且竹編膠合板具有強度高、價格低、重量輕、廢棄物易回收、不污染環境等特點，是優良的綠色包裝材料。
【三、我國綠色包裝的現狀】
1、概況
我國包裝工業十多年來從無到有，從小到大取得了令世人矚目的成就，但與世界先進國家相比還有較大的差距，尤其是包裝技術和包裝設備應用程度和包裝設計模式及觀念方面等。
展開 案例分享 | 借助增材技術提高包裝行業的效率
采用高度自動化的方式，對夾爪進行快速、簡易的優化
包裝行業具有高度自動化特點，快速、安全的包裝商品成為競爭的核心，打造更為輕量化的包裝設計成為該行業不斷追逐的目標。
抓持工具越輕，包裝過程將變得越高效、越快。MSC Apex Generative Design，可以簡單、快速地對多種夾具進行輕量化設計。
抓持、運輸、存放、包裝，這些是包裝機器的基本任務，通過高度自動化的抓取和輸送，可以安全可靠地包裝單件產品。不同的產品在重量、尺寸和幾何形狀上都存在較大差異，這意味著它們需要不同的夾爪進行抓取，并且夾爪結構較為復雜。另外，需要將質量設計的盡可能輕，但同時保證足夠大的剛度，從而在操作期間節省耗能并保證運輸的安全。如此一來，導致對產品開發的要求越來越高，因為這種單個且復雜的夾持結構，對其經典設計的優化十分昂貴且耗時。
挑戰
貿易的發展使得客戶所需求的包裝種類越來越多。同時，可持續利用理念的日趨深入，對包裝、材料的要求也越來越高。在這些環境驅使帶動下，制造商必須非常迅速地適應市場。而這只能通過開發出更加靈活、更高性能的包裝機來實現，毫無疑問需要新技術的支持才能滿足對高度個性化包裝商品的需求，并減少材料和能源的耗費。
更高的要求與Gerhard Schubert GmbH的特定應用相契合。
展開 包裝行業“減碳”率先行動~
在很多人看來，更改包裝瓶顏色是一件小事情。但這對于企業而言，卻是一個需要非常大的決心才能做成的決定，因為這對整個品牌、其供應鏈以及經營成本等等有著很大影響。那么，
為什么PET瓶要“變透明”？
我們常見的飲料瓶，也稱為PET瓶，是由PET制作的。PET，學名為聚對苯二甲酸乙二醇酯，是一種熱塑性塑料（熱塑指塑料可以在加熱時融化，在遇冷時變硬）。這一特性導致PET材料是可逆的，即可以重復加熱、再塑和重復制冷。
PET塑料由于重量輕、透明度高、耐沖擊不易碎裂、保存性佳、耐熱耐壓等特性，可阻止二氧化碳氣體“逃逸”，讓汽水保持有“氣”。PET的獨特性能，使其適合作為包裝瓶，在融化后仍可以再造成為瓶子。
在生活中，我們都知道汽水瓶可以回收，這是因為PET瓶片還是很好的紡織業原料 - 滌綸。
對于回收再利用而言，塑料的顏色最好應該是透明的，這表明沒有雜質，透明的塑料回收后可以再生成不同的產品，具有較高的價值；而有顏色的瓶子就只能做成同類顏色或者雜色產品，限制了用途，或是由生產商來承擔去色加工的成本。
展開 安全問題推動食品加工行業升級 機器人提供轉型新動力
而沃迪智能裝備則研發設計了食品藥品包裝智能生產線，采用機器人替代傳統自動化裝置，建立機器人“數字車間”，不但解決了機器人智能包裝系統和ERP管理系統之間的數據交互與通信，還增強了智能化生產線的高度柔性化。
此外，元達精工也研發并應用了“餅干快速分揀”技術，利用視覺定位，并以整個吸盤為治具的創新思路，解決了餅干易碎和殘渣的問題。該視覺定位技術應用到機器人身上之后，不僅讓整個分揀過程的速度和精準度大大的提升，更有效解決了食品行業勞動力下滑的問題。
這些企業的新技術研發和應用，大大加速我國食品加工行業對國際化發展的融入。目前，韓國等國家出于對食品加工衛生環境與工藝精度的高要求保證，普遍不允許食品直接與人接觸，紛紛選擇使用機器人。我國當前的升級發展思路，與此國際發展趨勢不謀而合。
未來，不管是國內還是國際間的食品市場競爭壓力還將不斷增高，食品加工設備的先進性、食品加工模式的創新性、食品加工技術的前導性，將成為提升企業競爭力的關鍵所在。因此，加大普及機器人智能技術，積極遵循智能化、自動化升級發展，將是我國產業進步、企業崛起的有效途徑。
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高剪切乳化機 乳化機在食品行業中不同應用
乳化機和高剪切乳化機在食品行業的應用差異：高剪切乳化機的剪切力和乳化效果都優于普通乳化機，食品生產時，一般要求乳化效果不是很高，粘度不大的產品（果汁、飲料、乳制品、醬油等），出于成本考慮，廠家會選擇普通乳化機；如果粘度較大，或乳化要求很高的產品（沙拉醬、蛋黃醬、糖醬類、香精香料、巧克力等）則必須用到高剪切乳化機。
(來源： 上海依肯機械設備有限公司 )
食品行業3D打印應用服務，Markforged澳大利亞探索備用肉類加工零件
為了確保質量的一致性和與食品行業應用的兼容性，所制造的每個部件都將被添加到一個數據庫庫中，而生產本身預計每件需要不到24小時。
除了在內部進行備件生產外，預計該計劃將使AMPC成員能夠定制和整合組件，幫助簡化他們的生產工作流程，并有可能為那些在更廣泛的澳大利亞食品和飲料行業經營的公司在未來取得類似的收益打下基礎。
泰勒總結道："加工部門是一個生態系統的一部分，當所有部分都得到優化時，它的表現最好。盡管已經建立并專門為澳大利亞紅肉加工企業服務，但AMPC將為澳大利亞其他食品、農業和制造業部門提供3D打印中心，以評估他們在供應鏈中對3D打印的需求和機會。"
△在其他地方，ERIKS正在使用Ultimaker 3D打印機在其清潔制造廠生產食品安全部件。照片來自Ultimaker
3D打印食品友好型部件
在過去的一年里，3D打印公司在生產零件的工藝認證方面取得了重大進展，特別是在食品生產設施中使用。例如，增材制造技術公司（AMT）與丹麥技術研究所合作，對符合歐盟食品安全標準的3D打印部件進行后處理。
在該項目中，AMT使用其PostPro3D系統為部件提供密封的表面處理，使其有可能用于肉類或糖果加工。同樣，設備供應商ERIKS建立了一個"清潔生產設施"，其中Ultimaker S5 Pro 3D打印機現在被用來在指定的環境控制區內生產各種食品級安全部件。
同樣，荷蘭3D打印公司Oceanz的專用聚合物系列已獲得歐洲食品級認證EC 1935/2004。這項認證有效地驗證了該公司未處理、拋光和全精加工的PA12食品級材料對于經常與食品密切接觸的3D打印部件是安全的。
展開 【案例應用】 QuantumDesign中國 | 高光譜成像HSI和X-rays在食品行業的應用
在食品加工鏈的不同環節中，食品均可能受到污染。另外，為了生產出高品質的食品，精確地量化食品所含脂肪、水分、糖和蛋白質含量等參數也至關重要。食品包裝中存在污染物，或者食品與標注的營養特性不匹配，可能立即損毀企業經過多年建立起來的品牌聲譽。
為了控制食品的質量，許多企業采用了機器視覺技術，但只有少數企業使用了高光譜相機。芬蘭SPECIM高光譜相機是一種無損、無接觸的檢測技術，它將近紅外（NIR）光譜與成像相結合，為各種食品的質量控制和分級提供了新的機會。通過使用芬蘭SPECIM FX17（NIR）工業高光譜相機，機器視覺系統可以比傳統的視覺方法---RGB和X射線傳感器，揭示出更多有關食品的品質信息。
SPECIM FX17高光譜相機將成像技術與光譜技術相結合，采集目標的二維圖像及一維光譜信息，獲取高光譜分辨率的連續、窄波段的圖像數據。SPECIM FX17高光譜相機采集到的圖像的每個像素都包含900-1700nm全譜段的光譜信息。
使用光譜信息可以實現：
?? 污染物的檢測，例如：塑料、木材和骨頭等；
?? 化學和營養特性的定量，包括pH、糖、脂肪、水和鹽含量。
展開 行業熱點丨數字化仿真重塑食品加工：從原料到發貨的全流程優化
</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>如何預判食品的行為特性？</strong></p><p><br></p><p>無論是生產咖啡豆、奶粉還是口香糖，要實現各項效率指標，關鍵在于了解不同食品原料在加工全流程中的行為特性。任何食品原料都需經過特定工藝的妥善處理，再無縫流轉至下一環節，直至包裝完成并離開工廠發貨區。這正是離散元法（DEM）的核心作用 —— 作為一種成熟的建模仿真技術，它能讓工藝工程師在虛擬環境中預判食品原料在機械或輸送系統中的行為表現。</p><p><br></p><p>Altair 離散元法仿真綜合解決方案<strong> Altair</strong><sup><strong>?</strong></sup><strong> EDEM?</strong>，為食品加工企業提供了優化工藝參數所需的關鍵信息，可最大限度減少結塊、離析與磨損問題，并在更換配料、調整配方或切換不同供應商的原材料時提供技術支持。該解決方案廣泛應用于各類形狀顆粒物料（從谷物到大宗粉末）的精準仿真，為食品加工全流程的各類操作與工藝提供深度洞察 —— 涵蓋物料輸送（螺旋輸送、流化床、氣力輸送、料斗、傳送帶）、混合、粉碎、干燥、擠壓，以及包裝（裝瓶、裝袋）等多個環節。
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