目前我国大多数技术较为先进的包装机械的研发还处在仿制阶段,占该年食品产业所需包装机械总值73亿美元的16

 包装材料     |      2020-02-04 06:55

据统计,全球的包装机械需求正以每年5.3%的速度增长,2005年的需求额已达290亿美元。如此大的包装机械市场为世界范围内的包装机械生产商们提供了广阔的发展空间。包装机械是随着新包装材料的出现和包装技术的不断革新而发展的。从我国四大发明中造纸技术的诞生为纸包装的产生提供条件开始,到1911年德国生产出全自动成形充填封口机,再到20世纪下半叶包装新材料、集装箱等的发明产生,每一种包装材料和技术的创新都促进和推动了包装机械的进一步完善和发展。包装机械的发展为食品、药品的现代化加工和大批量生产提供了必要的保证,如果说制作过程是食品、药品生产的内在过程,那么包装过程就是其外在形式。由于药品生产的特殊性,药品包装从材料到包装方式,从环境要求到标识处理等较之食品包装更为严格,限制条件更为苛刻。这使得药品包装机械发展成为一个相对独立的机械行业。我国的制药包装机械从无到有,从小到大;从仿制到自主研发,经过多年的发展,如今我国的制药机械行业已初具规模,并在GMP(药品生产质量管理规范)认证的几年中获得了长足发展。新产品日益增多,技术水平有了很大的改进,但不可否认我国药机行业的总体水平与国外还存在着不少的差距,近60%的产品达不到发达国家上世纪80年代的水平,先进大型的设备主要依赖进口,出口额还不足总产值的5%,进口额却与总产值大抵相当,与发达国家相去甚远。从产品结构看,我国包装机械品种约有1300多种,配套数量少,缺少高精度和大型化产品,不能满足市场需求。产品质量差距表现在产品性能低,稳定性和可靠性差,外观造型不美观,表面处理粗糙,许多元器件质量差,寿命短、可靠性低,影响了整体产品的质量;机械性能落后,大多精度低、速度慢、平稳性差;控制水平低、自动性差、故障率高;从企业状况看,国内包装机械行业缺少龙头企业,生产规模大、产品档次高的企业不多;从产品开发看,我国还基本停留在测试仿制阶段,自行开发能力弱,缺少科研生产中试基地,科研经费仅占销售额的1%,而国外高达8%~10%。在包装机械的设计方面,设计时考虑不充分,没有为进一步的改造留出足够的空间,致使设计的机械只能适应于几种简单的模版,不适应包装机械材料或模版尺寸的变化;另外许多机械设计人员对电机拖动同步技术、伺服传动技术不了解,可用简单的电器设备解决的问题却用复杂的机械装置来实现;机械造型不美观,给人感觉僵硬、死板没有活力。“概念设计”是指:“在确定了任务后,通过抽象化,拟定功能结构,寻求适当的作用原理及其组合等,确定出基本求解途径,得出求解方案,这一部分设计工作叫做概念设计。”药品包装机械的概念设计要求根据产品生命周期各个阶段,进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计;进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理载体方案的构思和系统化设计。将概念设计的思想融入药品包装机械的设计可以减少设计失误,缩短设计周期,加快产品的开发,使设计的产品更合理、更具有亲和力、更适合人机工程,同时它也是降低成本和提高企业竞争力的主要手段。药包机的概念设计是一种创造性过程,对设计者提出了较高的要求,设计人员需要掌握现代设计方法、先进制造技术、专业理论、商业运作等方面的知识。且需综合运用这些学科的专门知识和丰富的实践经验,并通过反复思考、推理和决策,才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。由于制药装备是GMP硬件的重要部分,自从国家推出GMP强制认证制度以来,各地药厂纷纷加快了技术改造步伐,生产设备的大幅度更新为制药行业的上游产业制药机械行业带来了重大利好,大量的生产线改造为制药机械企业带来了巨大的市场。从整体而言,目前我国大多数技术较为先进的包装机械的研发还处在仿制阶段,独立开发的能力还*有限。目前,我国药品包装行业的年产值大约150亿人民币,年增长速度超过10%。但仅能满足国内制药企业80%左右的需求,65%的中国药品包装的水平仍然落后于20世纪80年代的世界平均水平。包装机械是指能完成产品全部或部分包装过程的机械。 它主要分为两大类:加工包装材料或容器的机械和用于完成包装过程的机械。加工包装材料或容器的机械分为:纸板加工机械、复合材料加工机械、纸盒加工机械、制袋机械、塑料容器加工机械、金属容器加工机械、玻璃容器加工机械等。用于完成包装过程的机械分为:充填机、灌装机、封口机、裹包机、贴标签机、清洗机、干燥机、杀菌机、捆扎机、多功能包装机、辅助包装设备。在医药行业,由于现在GMP认证对自动包装有着强制性的规定,对片剂、粉剂以及颗粒状药品要求使用全自动包装,以杜绝污染。根据上述要求,袋成型-充填-封口机成为了医药机械行业中广泛应用的机械产品。袋成型-充填-封口机是量大面广的通用机械产品,该机采用各种塑料复合薄膜或单膜对块状、颗粒状、粉状、液态和粘稠物料等进行包装,能自动完成制袋、充填、封口、切断等全部包装过程,经过包装的商品可以防潮、防霉、防污染、防氧化,延长储存期。它适用于各种塑料复合薄膜袋或铝箔复合薄膜袋,如聚酯/聚乙烯、尼龙/聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚酯/铝箔/聚乙烯、尼龙/铝箔/聚乙烯等复合材料,广泛应用于轻工、食品、药物、化工等各行各业,目前在我国内销及出口产品包装中运用非常广泛。该种机器有各种规格的产品,有大袋、重袋包装机,有中型包装机,也有小袋包装机,计量方式有电子秤式、容积式,包装物料的不同可以分为液体、颗粒、粉末等类型的包装机。从上世纪八十年代开始,通过采用国际标准和吸收国外先进技术特点,该种包装机在标准水平、设计制造技术和产品质量方面都有了较大的提高。一些企业的产品质量达到或接近国外同类机器的*。但随着时代发展该类机械生产厂家不断增多,而且多为中、小型企业,乡镇、私营企业也占不小比例,有些企业缺乏技术,缺乏自我发展能力,质量管理水平较低,对包装机械生产工艺把握不严。一些企业为了在价格方面占有优势,往往采取恶性竞争手段,为降低成本,采用恶劣材料、偷工减料、减化生产工艺,致使一些包装机质量低劣。大多数正规生产的企业非常希望国家能整顿行业,规范生产秩序,净化市场,为企业营造一个公平竞争的环境,保护行业健康有序地向前发展。目前,此种机器在国内的生产量较大,在各类包装机械产品中产量名列前茅,并且小型机的产量在该种包装机中所占份额尤其大,国外这种小型机产量不大,由于中国产品价格便宜,目前大量出口世界各地,东南亚等地的需求量比较突出。业内人士认为,未来包装业将配合产业自动化趋势,在技术发展上正朝着机械功能多元化;结构设计标准化、模组化;控制智能化;结构高精度化等几个方向发展。我们如何在包装业发展的大趋势下,把民族的医药包装机械行业做大做强,在国际同行业中发挥积极的作用,为推动我国医药包装行业的发展做出贡献,是每个业内企业和技术人员都需要思考的问题。

目前,中、美 、德包装业将配合产业自动化趋势,朝着培养研发技术人才及发展更高速包装机等方向进行,在技术发展上正朝着以下方向发展。一、美国包装机械发展新趋势美国包装工业起步于20世纪初期,自二战以来得到快速发展,逐步建立并形成包括包装材料、包装工艺和包装机械完整而独立的工业体系。其包装工业总产值占国民经济总产值的3%。据美国行业调查分析,其包装机械*大的使用行业是食品产业,其次是饮料产业、家庭清洁用品与化妆品产业、医药用品及烟草业。具体来说,食品产业作为美国包装机械的*大使用行业,几乎所有机型、机种均在食品产业中使用。其中,蔬菜和水果每年所需求的包装机械所占的比重*大,从1985~2005年呈逐年增大趋势,1985年需求为1.2亿美元,占该年食品产业所需包装机械总值73亿美元的16.4%,到1994年占18.4%,到2005年将占20.3%;肉品所需包装机械为第二;乳品为第三位,面包第四位,糖果第五位,除肉品持平外,乳品、糖果包装机械的年需求量所占食品产业总需求的比重都呈下降趋势。食品产业对包装机械的需求1994年到2000年年均增长率为7%。正是由于美国食品业每年推出成千上万种新产品,从而加快了包装机械的更新换代,因此美国食品业所需的包装机械创新速度始终处于首位。饮料业是除食品以外的第二大使用包装机械的行业。软饮料对包装机械的年需求量*澳门新葡新京,大,在1985~2005年间,软饮料的需求量占饮料业对包装机械年需求量的比例*大,从1985年的36.1%到1994年的43.5%,2000年的47.6%,到2005年将占50%;而啤酒及含酒精的饮料对包装机械年需求值虽略有增加,但在饮料业对包装机械年需求总值中占的比重呈现逐年下降趋势,从1985年的36.4%到1994年的31.3%,2000年的27%,2005年将占24.2%,其原因是消费者对身体健康日益重视。1994~2000年饮料业对包装机械年需求值的年均增长率为4%。其他产业主要由家庭清洁用品与化妆品、烟草产品、医药产品、日杂产品4个行业组成,其他行业对包装机械年需求量占年总需求量的1/3左右。从包装机械市场占有率来看,美国前十位的包装机械企业依次为:Barry?wehmiller公司Beinis公司、SA-SIBsPA公司、AveryDennison公司、Bosch公司、CrOwn Cork & ha公司、DougalsMachine公司,RAJoues乙Cohpany公司、Kliklk公司和Krones公司。它们在经营方面取得成功,一般取决于三个方面:一是努力提高本企业包装机械品牌的知名度;二是重视本企业的销售业绩;三是*重视本企业产品的售后服务。美国当前前景看好的包装机械是:水平枕式微机控制并且配有伺服电机和薄膜张力好的电力控制装置的包装机械,今后微电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技术和新材料等在包装机械中将会得到越来越广泛的应用,使包装机械日趋自动化、高效率化、节能化方向发展。二、德国包装机械发展新趋向德国包装机械设计依据市场调研及市场分析,努力为客户尤其是大企业服务。随着科学技术的发展及市场竞争的加剧,客户对机械性能的要求也越来越高,主要有以下几个方面的要求:1、提高生产率,以满足交货期的要求和降低工艺流程成本的需要;对一些产品,还要求包装机械和生产机械相衔接。2、要适应产品更新的需要,包装机械要具有更高的柔性和灵活性。3、设备故障少,出了故障能进行远程诊断服务。4、对环境污染小,包括噪声、粉尘和废弃物污染均要少。5、购置设备投资尽可能少,价格要尽可能低一些。德国包装机械制造厂商和设计部门,为适应上述客户要求采取了如下措施:1.提高工艺流程自动化程度几年前,自动化技术只占包装机械设计的30%,现在已占50%以上,大量使用微电脑设计和机电一体化控制以达到提高包装机械自动化程度的目的:一是为了提高生产率;二是为了提高设备的柔性和灵活性;三是为了提高包装机械完成复杂动作的能力,即采用机械手完成包装工序。如巧克力糖的包装就已经实现了用机械手代替原来的手工。包装机械自动化设计有以下两个主要特点:①每个机械手均由单独电脑控制一台包装机械为完成复杂的包装动作,需由多个机械手完成。在由电脑控制的摄像机摄取信息和监控下,机械手按电脑程序的指令完成规定的动作,确保包装的质量。②具有对材质及厚度的高分辨能力在包装过程中,包装材料的厚度及材质变化不易为人眼所辨别,所以在设计包装机械时常采用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨包装材料厚度及材料的变化。摄像机现已发展到能自行检查和辨别摄像的图片,并在显示屏上显示。目前,机器在加工时转速是不能变的,今后应根据材料的变化经分辨后能改变转速,从而控制在*优化状态下工作,以*短时间完成包装工序,并且实现自动清理,自动消毒和自动清洁。2.提高生产率,降低工艺流程成本,*大限度满足生产要求德国包装机械,尤其是饮料啤酒灌装机械和食品包装机械,具有高速成套、自动化程度高和可靠性好等特点。其饮料灌装速度高达1200瓶/小时,香烟包装12000支/min。提高机器转速是一个复杂问题,速度越快,单件生产成本越低,但厂房使用面积随之增加。另外,电动机速度也是有限度的,所以不能想多快就多快。一般而言,转速提高15%~20%,就将带来一系列复杂问题。提高生产率除提高转速外,还可以从另外的渠道设法解决:1).采用连续工作或多头工作方式包装机械工作方式有间歇式和连续式,设计时,应争取设计成连续式工作,也就提高了生产率;一台设备内也可有多条生产线生产,生产同一产品或几种不同产品,但必须提高可靠性。2).降低废品率,提供故障分析系统废品给生产造成的损失是巨大的,不仅产品损失,也有材料损失。因此要尽量大力降低废品率;包装机械出售时还应为维修服务提供故障分析系统,即进行模态分析寻找故障,或通过Internal网进行远程诊断,*大限度满足客户需要。今后要使包装机械进一步智能化,即设备自己寻找故障,自己去解决故障,以降低废品率及故障率,使正常的生产率得以提高。3).使产品生产机械和包装机械一体化许多产品生产结束时接着就进行包装,这样也有利于提高产品的生产率,如德国生产的巧克力生产设备及包装设备就是由一个系统控制完成的。两者一体化关键是要解决好在生产率上相互匹配,其中包装机械往往成为生产的瓶颈,因此要提供不同生产率的设备。3.适应产品变化,设计出具有良好柔性和灵活性的设备许多被包装产品为适应市场激烈竞争,更新换代的周期越来越短。如化妆品生产,三年一变,甚至一个季度一变,生产量又都很大,因而要求包装机械具有良好的柔性和灵活性,使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期,这样才能符合生产要求。为使包装机械具有良好的柔性和灵活性,提高自动化程度,必须大量采用微电脑技术、模块技术和单元组合形式。为适应包装产品品种和包装类型的变化,包装机械设备的柔性和灵活性常表现在以下三个方面:①量的灵活性既能包装单个产品,也能适应不同批量产品的包装。②构造的灵活性整台设备采用单元组成,换用一个或几个单元,即可适应产品的变化。③供货的灵活性采用单元组合,将各单元组合在一起供货,如糖果包装机,在一个共同基础上,组合不同的单元,三个进料口,四种不同的折叠包装形式,这样一台机器就可同时包装8~10种不同的糖果。由多个机械手操作,在一台摄像机的监控下,指挥其动作,按指令以不同的方式对不同种类的糖果进行包装。若产品改变了,只要改变摄像机内的程序即可,从而使设备具有良好的柔性和灵活性。4.提供成套设备德国的包装机械设计,以用户需求为前提,为生产企业提供结构性及经济性完整的系统方案,并用计算机仿真技术演示操作给用户看,征求用户意见后进行修改。在为用户提供生产自动线或生产流水线设备时,尤其注重成套设备的完整性,无论是高技术、高附加值设备,还是较简单的设备,都按配套性要求提供。德国包装机械厂家也将提供成套设备作为自己的努力目标。如一条饮料灌装线,有200多个微电脑件,有许多管线显示屏,有100多种控制各种包装动作的软件程序。为满足1200瓶/h的生产率还须两条线共同工作,因此整个饮料灌装线的生产需占半个足球场的面积,并要求所有设备均能在一个厂家内装置。联想到我国当前包装机械生产一大弱势就是生产单机多,而成套流水线少;主机多,辅机少,配套性差。德国的这种做法很值得我们借鉴。5.普遍使用计算机仿真设计技术随着新产品开发速度的不断加快,德国包装机械设计普遍采用了计算机仿真技术,即将各种机器元素以数据库方式存入计算机,把图纸数字化后输入计算机,计算机即可自动合成为三维模型。再把实际生产时的数据和指标输进去,把各种可能发生的故障输进去,计算机三维模型即可仿照真实工作情况进行操作,演示出能达到的生产率是多少,废品有多少,生产线各环节是否能匹配生产,瓶颈在何处,客户根据显示屏上显示的曲线一目了然,并可根据客户的意见修改模型。计算机合成速度很快,因此修改工作迅速方便,直到使客户或设计者满意。采用计算机仿真设计技术,大大缩短了包装机械的开发设计周期。包装机械设计不仅要重视其功能和效率,也要注重其经济性。但是经济性不完全是机械设备本身的成本,更重要的是运转成本,因为设备折旧费只占成本的6%~8%,其它的就是运转成本。三、中国包装机械发展新趋势快速发展的中国包装工业和食品加工业,需要进口大量高质量包装机械和食品加工机械,这给外国机械制造行业带来了很大的商机。有关方面预计,到2005年,我国食品加工业和包装工业产值将达到440亿元,年均增长率可达10%。当前,我国包装机械市场发展呈现以下几种特点:1. 装机械技术含量日趋增加。我国现有的一些包装机械产品技术含量不高,而国外已将很多先进技术应用在包装机械上,如远距离遥控技术、步进电机技术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术等。2. 包装机械市场日趋垄断化。目前我国除了瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机有一定规模和优势外,其它包装机械几乎不成体系和规模,特别是市场上需求量大的一些成套包装生产线,如液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线、香烟包装生产线等,在世界包装市场中均被几家大包装机械企业所垄断。据预测,随着国外企业进入我国市场,国内一些无竞争力的包装机械企业将被国外企业收购、兼并或破产,一些包装产品将被几家大企业所垄断,并且垄断的范畴逐渐从香烟、饮料包装机械产品扩大到其它包装机械产品。3. 包装机械零部件生产专业化。国际包装界*重视提高包装机械和整个包装系统的通用能力。所以包装机械零部件生产专业化是发展的必然趋势。很多零部件不再由包装机械厂生产,而是由一些通用的标准件厂生产,某些特殊的零部件由高度专业化的生产厂家生产。真正有名的包装机械厂将可能是组装厂,这是因为包装机械很多控制部件或结构部件与通用设备相同,可以借用。我国目前包装行业“小而全”、“大而全”的格局与专业化的发展趋势*不相适应,应尽快调整这种不合理的企业整体结构。4. 走向多功能与单一高速两极化。包装机械的*终目的在于提高生产率和产品多样化。这就使得包装机械产品规格朝着两极化方向发展,即多功能与单一高速。一些大型企业,诸如可口可乐和百事可乐的产品要源源不断地销往世界各地,在包装产品时要求效率非常高,强调的是速度和质量。随着我国加入WTO,这类产品和企业在我国将会越来越多,而多功能则是为适应不断变化的市场需求而开发的,如糖果就有枕式、三角式和连体式等,这些产品的包装要求能在一套包装设备上完成,而只需在局部控制或操作上稍加变换便可完成不同结构形式的包装。除了上述几种发展趋势外,各种新的包装材料和技术将不断应用于包装机械领域。1.瓦楞纸板、纸箱、印刷成套设备瓦楞纸板、纸箱指的是包装盒、大型纸箱、快餐饭盒、一次性纸杯、纸模包装等,此类产品可算是包装行业里的龙头老大,全国近万家纸箱包装厂,十几年来国内流通领域对瓦楞纸板纸箱、印刷成套设备的需求量长盛不衰,供不应求。除大量的生活日用品采用纸箱包装外,目前,摩托车、自行车也大量采用纸箱包装。特别是日常生活中不可缺少的水果也由柳筐改用纸箱进行包装。据行业内预测,不久,蔬菜也将会大量使用纸箱做包装。随着经济的进一步发展,纸箱包装企业更新改造速度加快,将迫切需要2000mm以上的宽幅五层、七层、九层及高强度等各种瓦楞纸板、纸箱成套设备。2.医药加工及其包装机械各种中西药加工成套设备,特别是重要的现代化机械设备加工属于当今行业重要的课题,解决中药切片、制片、针剂、膏散丸的包装问题,迫切需要各种药品加工及包装设备,解决产品的适应性、配套性及可靠性,特别是高速、自动化、多功能的包装机械及相应配套的复合包装材料。?3.方便食品生产成套设备主要有以方便面方便粥,以及饺子、包子等生产机械为代表的方便食品加工成套设备,其产品需求量越来越大。根据国内市场调查,人们对方便食品需求的方向是:有营养价值、产品高档且味道好。传统食品的加工及老年和婴儿食品加工设备的市场前景同样看好,相关企业应重点开发。?4.啤酒、饮料灌装成套设备目前全国主要啤酒厂大约800余家,主要饮料厂2000多家。啤酒灌装机械重点发展年产5万吨中型灌装成套设备,适度发展10万吨/年以上的大型啤酒灌装成套设备。业内人士特别强调,要发展高速、低损耗、计量*、自动检测等多功能全自动设备。饮料机械要适应“集中生产主剂,分散灌装饮料”的发展方向。开发现场调配啤酒、饮料技术和设备。5.水果蔬菜加工保鲜包装设备对于水果蔬菜加工来说,保鲜是其发展的重要趋势,迫切需要水果蔬菜分级技术和设备、高效率榨汁技术和设备,节能的浓缩技术和设备,经洗净及挑选的水果、速冻蔬菜及脱水蔬菜的技术与装备。发展大幅度降低水果蔬菜、粮食、肉类蛋类等食品原料损失的加工机械,特别是包装设备,目前大都采有气调、Co60辐射技术和装备。

有分析预测指出,从现在到2015年,我国塑料原料树脂将有较快增长,将扩建几个*的大型乙烯工程项目,乙烯总量在“十一五”达到了850万吨左右,合成树脂将随之大幅度增加,为塑料制品工业发展提供了原料基础;从人均消费量看,我国人均消费量仅12kg左右,而发达国家是30kg~100kg,世界平均消费量也达18kg,因此,我国塑料工业的发展前景*广阔。近10年来,世界塑料制品的应用领域不断拓展。未来10年,世界塑料制品将以每年3%的速度增长,到2010年世界塑料制品总产量将达到1.86亿吨。我国未来塑料工业的发展将主要在农用塑料制品、农用塑料节水器材、包装塑料制品、建筑塑料制品、工业交通及工程塑料制品等几个方面。现就有关农用节水、节能剂包装塑料制品分述如下:

农用塑料制品:根据中国塑协农膜专业委员会不完全统计,目前全行业已拥有大小规模不等的农膜生产企业近千家,产能达200万吨以上,实际产量超过100万吨/年,其中年生产能力万吨以上的企业约60家。大型骨干企业约30家,其生产能力和年产量均占全国总量的60%。我同已成为世界上农膜产量和使用量*大的国家。根据农业部的统计,2005年我国园艺设施栽培面积达到86.7万hm2左右,全国地膜覆盖面积达0.12亿hm2,再加上氨化膜、青贮膜和缠绕膜的饲草用膜、塑料育苗容器、遮阳网、防虫田、捕捞网具、农产品贮藏保鲜材料、农药器械、泡沫塑料板材等,约需塑料制品300万吨/年。