湖北省食品包装装备工程技术研究中心

湖北省食品包装装备工程技术研究中心

1、工程中心研究开发方向

湖北省食品包装装备工程技术研究中心（以下简称工程中心）是以粮油产品、农副土特产品、食品、饮料、日用化工等所需的生产设备和在生产线后端进行处理而采用的一些方法和措施为研究对象，通过数字化和信息的互联互通，推动包装装备成为一种技术标准，实现对包装生产过程的自主监控，从而可快速调整包装动作和适应与调整物料姿态，从而达到高效、质优生产和从保护产品、方便储运、促进销售的角度开发对应装备。

工程中心着力于食品包装装备（以下简称装备）的研发、应用示范及产业化服务等核心能力的建设，依托学校“食品科学与工程”和“机械工程”湖北省重点学科与特色学科,构建五个特色明显的研究方向，搭建装备的共性技术研发、中试和技术信息产业化服务的集成平台。针对装备设计与制造技术、智能化控制技术、高速机构设计、新型功能性材料和食品典型关键工位工艺方法的研究，以装备工程技术研究中心为依托，开展装备共性关键技术的应用示范；以湖北省相关的食品包装机械制造骨干企业为基地，开展面向装备制造区域企业群的成果推广和转化。中心建成将面向全省高校、企事业单位完全开放的、涵盖共性技术研发、装备中试、技术服务的工程技术产品研发及产业化综合平台。

2、工程中心组织架构

中心实行主任负责制，组织架构如下图所示：

工程中心设主任1人，副主任4人，下设5个专业研究室、实验室、应用开发部及综合办公室，拟设固定研究人员40人左右；工程中心技术委员会设副主任3人，委员10人左右。“中心”现有研究人员47名，其中高级职称32人、中级职称11人、初级职称4人，其中固定编制人员36人，流动编制11人。平均年龄39.87岁。

附 工程中心主任简介：

张国全，教授、博士、硕士研究生导师，现任武汉轻工大学机械工程学院副院长，主要从事于包装机械设计理论和方法、机械产品的概念设计、智能设计、产品信息建模等方面的教学和科研工作。

自2008年以来分别担任了国家级《包装机械》精品课程负责人、2013年国家级《包装机械》精品资源共享课程负责人、国家级《包装工程》特色专业主要参与者、广东省、教育部和科技部企业科技特派员、广东省机械工程学会机器人分会委员、广东省自动化学会机器人分会委员、中国食品科学与技术学会食品与包装机械分会委员、中国包装工程教育与专家委员会副主任委员、湖北省包装工程专家与教育委员会副主任委员等职务。

自1992年以来，一直致力于轻工食品包装装备的研究工作，主要负责组织了小颗粒状物料、粉状物料、块状物料、棒状物料和板状物料包装设备的开发工作。曾兼任过武汉富食达包装技术有限公司技术副总经理、武汉利德包装技术有限公司技术副总经理、武汉人天包装技术有限公司总工程师，梅州振声包装机械设备研究所所长，梅州振声包装技术有限公司常务副总经理，广东科技股份有限公司研究院院长、江西联大有限公司研究所所长、广东华南精密制造技术研究院副院长等职务，在任职期间为企业与单位的发展做出了较大贡献。另外，获国家专利32项，其中，发明专利13项，发表关于包装领域的科研论文50余篇。    

3、工程中心研究开发内容

以国家科技发展和产业升级需求为导向，立足学科发展、科研人才培养和持续科研创新能力打造，结合人才队伍构成和科研基础，构建完整的学科发展平台，形成产学研协同创新能力。主要研究内容包括：

（1） 装备设计与制造技术

结合武汉轻工大学在食品、生物化工、饮料制造等轻工学科的专业特色优势，主要以食品加工、饮料生产、农副产品产品深加工、化工产品等后端机械设备为研究对象，把现代设计方法和制造理论融入到轻工食品包装装备的设计开发、生产制造、工艺优化中。在农副产品产品深加工关键技术与设备的研究、轻工食品包装装备的设计理论及应用研究等方面形成多学科交叉、特色鲜明的研究方向。

■  装备设计理论及方法的应用研究

■  装备的可靠性设计和试验技术研究

■  副产品深加工关键技术与设备的研究

■  典型装备的制造技术研究

（2） 装备智能化控制技术

目前，轻工食品包装装备正朝着高速自动化、多功能化及控制智能化的方向发展，以适应市场的需求。随着科技不断进步，轻工食品包装装备逐渐呈现出精准自律、人机一体、感应识别、超柔性、强大的学习和自我维护能力等特点。围绕轻工食品包装装备智能化发展趋势和技术需求，工程中心将重点开展以下五个方面的研究工作：

■  智能化功能单元研究

■  专用机器人技术研究

■  基于机器视觉的状态识别和检测技术研究

■  柔性化系统集成技术研究

■  故障诊断和远程监控技术研究

（3）装备高速机构研究

轻工食品包装装备是集机、电、气、光、生、磁等于一体的机械电子设备，随着微电子、计算机、工业机器人、智能控制、图像传感检测技术和新材料的广泛应用，轻工食品包装装备具有工序多、机械动作可靠性要求高、重复性大、传输速度快、定位和检测精度要求高等特性，同时还要面对部分小批量、多品种等产品生产要求。因此，如何针对各种不同类型轻工食品包装装备工况要求，提高其生产率，创新设计对应的高速机构，是轻工食品包装装备领域机构设计面临的难题。

■  可重构机构研究

■  变胞机构研究

■  机构创新设计方法研究

（4）装备适用的新型功能性材料

对塑料软包装材料及专用裹包材料进行研究，以通用塑料材料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）或聚酯（PET）为基材，研发新型具有高强度、高阻隔性、抗菌性、可降解性和食品安全性等特点的功能性复合膜或片材及板材。

此外，开发多种树脂成型机，多种树脂挤出机、多种吹膜机，以及多种树脂流延的多功能机种。开发减少自重、减少占有空间、结构紧凑、安装更换方便、少维护无(少)故障作业，以及在线快速修复与不停机修复的结构形式，为新型裹包材料的制备和研究奠定基础。

（5）典型食品关键工位工艺方法的研究

4、工程中心服务领域

建立轻工食品包装装备工程技术研究，结合学校轻工技术优势，还需开展以下典型食品的关键工位工艺及装备研究，以适应先进包装技术在此领域内的应用：

■  以生鲜产品绿色安全生产为中心的食品关键工位工艺及装备研究

■  以食品安全生产为中心的关键工位工艺及装备研究

■  基于物料特征的食品关键工位工艺及装备研究

在工艺和装备创新的过程中，充分运用信息智能技术，实现轻工食品包装装备朝着高速化、智能化、精细化、柔性化方向发展，充分满足生产各环节的功能技术需求，促进生产的发展和企业竞争力的提升。

5、工程中心科研课题

   近五年，与中心相关的产学研合作科研课题有41项，合计经费526.7万元，先摘录12项产学研合作科研课题列出如下：

表6:近三年相关产学研合作项目与经费一览表

6、工程中心成果转化

科学技术是当今社会生产力的主要来源，并日益成为最重要的生产要素和影响经济发展与社会进步的最主要因素之一。在科技迅猛发展的时代，科技创新更多地体现为科技成果及其运用。从运用性市场出发，一直和社会合作，开发适销对路、行业急需的轻工食品包装装备。如上述工业炸药裹包技术、块状物料合箱技术、无序异形小块状物料排序机理和姿态识别技术、筒柱状（电容器）物料供料原理与封装技术等都为相应的行业技术进步做出了较大贡献。

■  块状物料合箱技术

本技术在佛山的研发成功，不仅减少了瓷砖生产企业后续包装所需的大量繁重体力劳动者，还为合作企业从单一的瓷砖抛光设备生产，拓展到瓷砖后续的包装设备上，在佛山100多家瓷砖生产企业中，有近30%的企业使用该项技术。申请获批发明专利4项。

■  筒柱状（电容器）物料供料原理与封装技术

该技术于去年在东莞研发成功，自在珠海格力新元电子有限公司现场运行以来，因其效率高、产品质量稳定、成品封装合格率可达100%，深得企业用户好评。本技术推向市场，我国电容器封装技术必将提升到一个崭新高度。同时，对设备生产企业而言，因本技术是国内首创，也必将为生产电容器装备领域注入新的活力。申请获批发明专利6项。

■  危化品裹包工艺技术

本项技术在梅州的研究成功，刺激了行业开发轻工装置热情，同时引领了工业炸药行业的技术革命，提前六年达到了行业进步指导意见中的第三期目标，还有两次国家级行业先进技术交流会议在梅州合作企业召开。全国400余家工业炸药生产企业，80%的生产企业使用该项技术。为梅州设备生产企业实现了2亿多元的销售收入，将一个偏远山区，默默无闻的小企业，培养成国内顶级工业炸药包装设备制造商和技术资源库。申请获批发明专利3项。

随着学校在食品包装装备领域和外界合作交流次数增多，接触面日益扩大，用我们为行业服务的热情、知识、经验和意志，一定能为湖北省轻工食品包装装备领域做出贡献。