付國壯(北京航空制造工程研究所，北京100024)

二十世紀(jì)末，各界只追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的后果是出現(xiàn)噪音問題、水資源短缺、空氣污染、沙漠化嚴(yán)重、溫室效應(yīng)等各類問題，這些問題的存在嚴(yán)重威脅到人類的生存， 此外還有人口的快速增長導(dǎo)致消耗掉的各類資源，走可持續(xù)發(fā)展的道路迫在眉睫。 綠色不僅僅在消費(fèi)上體現(xiàn)，也可在設(shè)計上做到綠色，并將綠色設(shè)計在各方面推廣應(yīng)用，都會有助于和諧社會的構(gòu)建。 下面就通過綠色設(shè)計在食品機(jī)械上的應(yīng)用這個方面來講述。

一、綠色設(shè)計

1、綠色設(shè)計是什么

所謂的綠色設(shè)計 (Green Design) 也可稱為環(huán)境意識設(shè)計(Environment Conscious Design)環(huán)境設(shè)計(Design for Environment)生態(tài)設(shè)計(Ecological Design)。 雖然有不同的稱謂，但其內(nèi)涵主旨是相同的。 就是通過在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)，充分考慮所生產(chǎn)的產(chǎn)品對資源和環(huán)境的影響， 將產(chǎn)品的可回收性、 可重復(fù)利用性、可拆卸性、可維護(hù)性等環(huán)境屬性設(shè)定為設(shè)計的目標(biāo)加以重視的基礎(chǔ)上，確保產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、開發(fā)周期和使用壽命符合有關(guān)要求，堅持Reuse,Recycle,Reduce“3S”原則，對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計，做到對環(huán)境的污染降到最低、對能源的消耗降到最小、零部件和產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)重新利用和再生循環(huán)。

2、綠色設(shè)計的內(nèi)容

綠色設(shè)計是一個涵蓋面很廣泛的工藝流程。 綠色物流設(shè)計、綠色材料選擇設(shè)計、 綠色回收利用設(shè)計、 綠色產(chǎn)品科回收性設(shè)計、綠色制造過程設(shè)計、綠色包裝設(shè)計、綠色服務(wù)設(shè)計和產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計等方面都有涉及到綠色產(chǎn)品設(shè)計的內(nèi)容。 因該設(shè)計流程復(fù)雜， 所以在對產(chǎn)品的材料進(jìn)行選擇、 生產(chǎn)加工的流程中，都要考慮其對環(huán)境是否會有消極影響，對能源的利用是否存在浪費(fèi)的現(xiàn)象。 并盡可能的對這些這些問題進(jìn)行分析，找出并執(zhí)行最優(yōu)的方案和最合理的結(jié)構(gòu)。 通過對產(chǎn)品的可回收性設(shè)計、綠色產(chǎn)品設(shè)計的材料選擇和關(guān)聯(lián)、 產(chǎn)品的可拆性設(shè)計方面的詳細(xì)介紹，展現(xiàn)綠色設(shè)計的作用。 對產(chǎn)品進(jìn)行可拆性設(shè)計，能夠使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方便拆卸，便于對其進(jìn)行維護(hù)，并且在產(chǎn)品報廢后還能夠使部分零用件得以回收利用；在充分考慮材料的回收價值、回收方法以及回收可能性等方面的前提下， 對產(chǎn)品的可回收性進(jìn)行設(shè)計；選擇設(shè)計綠色產(chǎn)品所用的材料時，不能將有害成分與無害成分進(jìn)行混合等內(nèi)容。

3、綠色設(shè)計運(yùn)動的興起

1992 年初， 一個以觀念藝術(shù)為內(nèi)容， 以裝置藝術(shù)為外形的“仿生藝術(shù)”展由歐洲到美洲進(jìn)行展出，這次展出目的是通過實踐來探討人與環(huán)境的關(guān)系， 可以說這是綠色主義的一個具體體現(xiàn)。 綠色主義是在20 世紀(jì)后期興起的一種新的人文主義思想，該思想的主旨就是促使人與環(huán)境和諧相處， 此處的環(huán)境有很廣泛的含義，包括自然環(huán)境、人文環(huán)境和人自身的心理環(huán)境，第三種同樣重要但又是容易被忽視的一方面。

隨著社會的發(fā)展，社會中各類矛盾變得特別尖銳，人們變得特別焦慮，此時，綠色主義所體現(xiàn)的思想越來越重要。 在食品機(jī)械中開始出現(xiàn)使用綠色設(shè)計就是受綠色主義影響下發(fā)生的技術(shù)變革。 綠色設(shè)計的出現(xiàn)和應(yīng)用對緩解社會中的一些問題發(fā)揮的作用不斷增加。

二、食品機(jī)械

1、什么是食品機(jī)械

食品機(jī)械的概念是指把食物原材料加工成食品或是半成品過程中所應(yīng)用的裝備和機(jī)械設(shè)備。 食品機(jī)械是實現(xiàn)食品原料向食品或半成品的渠道，有著很重要的作用。

2、食品器械分類

食品機(jī)械可分成食品包裝設(shè)備和加工機(jī)械兩大種類， 他們又可以進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分。 包裝機(jī)械進(jìn)一步分成包裝印刷機(jī)械、包裝材料加工機(jī)械、包裝設(shè)備和包裝容器制造機(jī)械等包裝機(jī)械。而分離機(jī)械、輸送機(jī)械、篩選與清洗機(jī)械、冷凍機(jī)械、蒸發(fā)與濃縮機(jī)械、成型機(jī)械、擠壓膨化機(jī)械、粉碎與切割機(jī)械、干燥機(jī)械、均質(zhì)與攪拌均勻機(jī)械這些機(jī)械種類則屬于食品加工機(jī)械的進(jìn)一步細(xì)化種類。

3、我國食品工業(yè)與食品機(jī)械的發(fā)展歷程

我國的食品工業(yè)和食品機(jī)械的大致經(jīng)歷了三個發(fā)展過程，在這三個過程中可以見證我國在食品工業(yè)和食品機(jī)械方面的成果。

(1)傳統(tǒng)作坊生產(chǎn)方式階段

該階段主要發(fā)生在20 世紀(jì)50 年代之前， 主要通過手工操作的方式對食品進(jìn)行生產(chǎn)和加工， 只是在沿海一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的城市中有少量的食品加工廠利用工業(yè)化的生產(chǎn)方式來生產(chǎn)食品，生產(chǎn)食品所用的設(shè)備幾乎都是來自國外的設(shè)備，并且糧食加工廠的情況要比食品加工廠的狀況要好些， 但其所使用的食品機(jī)械也幾乎是國外生產(chǎn)設(shè)計的。 在這個階段，我國獨立自主的食品行業(yè)和食品機(jī)械都還沒有開始發(fā)展。

(2)半機(jī)械半手工生產(chǎn)方式階段

與這個發(fā)展階段相對應(yīng)的時間段是50-70 年代，該階段內(nèi)，我國的食品加工業(yè)和食品機(jī)械工業(yè)得到了不小的發(fā)展， 食品加工廠在全國各地得到了較大的發(fā)展，例如全國的使用油、面粉和大米等食品加工廠的數(shù)量不斷增加，規(guī)模不斷得到擴(kuò)展，此時初步的機(jī)械化工業(yè)生產(chǎn)方式成為大多數(shù)主要的糧食加工廠中得到了廣泛的應(yīng)用。 但此時的食品加工廠仍還是采用半手工半機(jī)械的生產(chǎn)方式來生產(chǎn)各類所需的食品， 而且大多數(shù)的生產(chǎn)工序還是采用傳統(tǒng)的手工操作方式， 只有一些關(guān)鍵主要的工序利用機(jī)械進(jìn)行加工。 較好的一面是，為適應(yīng)食品工業(yè)發(fā)展的需求，食品機(jī)械行業(yè)也不斷地得到相應(yīng)的完善和發(fā)展， 新建路許多適應(yīng)時代的食品機(jī)械工業(yè)， 使得我國出現(xiàn)了一批專門從事生產(chǎn)食品機(jī)械和糧食生產(chǎn)的制造工廠， 在此后的30 年內(nèi)得到不斷地發(fā)展。不斷得到發(fā)展的國產(chǎn)食品機(jī)械可以滿足我國食品工業(yè)的不斷變化的需求， 而此時大的食品機(jī)械工業(yè)已作為獨立的機(jī)械工業(yè)而存在了。

(3)機(jī)械化自動化生產(chǎn)方式階段

80 年代以后隨著國家的改革開放， 使食品工業(yè)得到了快速的發(fā)展， 此時進(jìn)入了機(jī)械化自動化的第三個食品工業(yè)和食品機(jī)械發(fā)展階段。 隨著開放的不斷深入，國外企業(yè)在我國進(jìn)行投資建廠等商業(yè)活動，讓此階段的食品生產(chǎn)工藝成為了“中西合璧”的產(chǎn)物。 在這個階段人們對加工產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量和品種的要求不斷提高， 這就在很大方面促進(jìn)了我國食品工業(yè)以及食品機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展速度和發(fā)展進(jìn)程， 同時通過不斷地借鑒國外先進(jìn)大的食品機(jī)械技術(shù)， 我國的食品機(jī)械工業(yè)的發(fā)展水平獲得了很大的提高。

三、綠色設(shè)計在食品機(jī)械中的表現(xiàn)

當(dāng)前為順應(yīng)時代潮流，增強(qiáng)的生態(tài)環(huán)境意識設(shè)計理念。 將綠色設(shè)計應(yīng)用在食品機(jī)械中是食品機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域中的普遍做法。

1、食品機(jī)械液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)中的表現(xiàn)

將綠色設(shè)計應(yīng)用到食品機(jī)械液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的設(shè)計中有很重要的作用。 液壓系統(tǒng)是食品機(jī)械進(jìn)行傳動所依靠的主要系統(tǒng)，但該系統(tǒng)存在著不少問題。 像是有噪聲污染和漏油污染等問題， 這些問題會影響到食品的品質(zhì)還成為影響食品業(yè)發(fā)展的障礙因素， 用水、 植物油來代替礦物油就可解決漏油污染的問題，采用聲控系統(tǒng)可解決噪聲污染的問題。 為此，要加快對水壓、植物油等生態(tài)液壓系統(tǒng)的研究，盡快的投入使用，改善現(xiàn)存的問題。 以在食品機(jī)械的動力系統(tǒng)中通過消耗一次性能源石油來進(jìn)行食品生產(chǎn)的，同樣會存在著漏油污染、噪聲污染、熱排放污染、噪音污染等的潛在危險。 綠色設(shè)計在食品機(jī)械動力系統(tǒng)中的體現(xiàn)就是利用電力代替石油作為食品機(jī)械的動力， 并不斷加快對植物油、太陽能、天然氣和氫氣等能源的開發(fā)，使之可以在食品機(jī)械中得到應(yīng)用。

2、食品機(jī)械材料中的表現(xiàn)

在食品機(jī)械材料進(jìn)行綠色設(shè)計時，選取低耗能、低污染、低成本、易于加工、易處理、易回收的耐腐蝕無毒便于拆卸清洗的材料，因為又該機(jī)械生產(chǎn)出的食物是讓消費(fèi)者直接來食用的，食品質(zhì)量關(guān)系到人們的身體健康， 所以在設(shè)計時確保所選的食品機(jī)械材料是安全的，綠色的。

3、食品機(jī)械的結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)

在對食品機(jī)械的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時同樣要堅持綠色的理念，做到易于裝配、制造和拆卸，在保證產(chǎn)品質(zhì)量不斷得到提高的情況下，盡可能的減少零件的使用數(shù)量，在裝配和制造過程中的盡可能的做到清潔生產(chǎn)，減少環(huán)境污染，延長設(shè)備的使用壽命。 同時為做到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的完善， 在產(chǎn)品達(dá)到使用期限后的部分零部件可以進(jìn)行翻新和重新使用或是安全的處理掉， 進(jìn)行可拆卸性設(shè)計不僅可以降低處理廢棄物時的費(fèi)用， 還可以對一部分零部件進(jìn)行二次利用。

四、具體實例

食品藥品機(jī)械工程中心是將綠色設(shè)計在食品機(jī)械中應(yīng)用的最成熟的公司之一，它是一個部門齊全，生產(chǎn)工藝成熟的企業(yè)，隸屬于中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所。 該研究所創(chuàng)建于1957 年，是國內(nèi)專門從事航空制造技術(shù)與工藝裝備開發(fā)的綜合性研究所， 還是多個國家級與部級重點實驗室和制造技術(shù)研究研發(fā)中心。

食品藥品機(jī)械工程中心主要從事新型食品包裝機(jī)械和制藥機(jī)械的研制、開發(fā)和生產(chǎn)，并為客戶提供滿意周到的售后服務(wù)和技術(shù)支持。 在食品包裝機(jī)械方面，改工程中心結(jié)合多年食品包裝機(jī)械開發(fā)經(jīng)驗，依靠雄厚的綜合科技開發(fā)能力和綜合制造能力，不斷完善和改進(jìn)新型食品包裝機(jī)械設(shè)備。 陸續(xù)開發(fā)出大袋果汁無菌包裝生產(chǎn)線，番茄醬生產(chǎn)線等全套生產(chǎn)線設(shè)備，研發(fā)出果蔬原漿生產(chǎn)線、濃縮醬生產(chǎn)線等工藝流程。 并可根據(jù)用戶的需求，對一些果蔬飲料、番茄醬等無菌大包裝設(shè)備進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)，并且該工程中心所生產(chǎn)的食品機(jī)械在質(zhì)量方面。 這些優(yōu)勢為其在食品機(jī)械中應(yīng)用綠色設(shè)計的做法遠(yuǎn)領(lǐng)先于同行。

結(jié)語：

食品安全問題無小事，他關(guān)系到每個公民的切身利益。 為了使人人在今后可以吃到放心的食物，社會各界都行動起來，不僅要對食品質(zhì)量、運(yùn)輸渠道進(jìn)行監(jiān)督，還要嚴(yán)格監(jiān)督生產(chǎn)食品所用的器械。 從源頭上斷絕潛在健康隱患，還消費(fèi)者一個安全的食品消費(fèi)空間，對食品器械生產(chǎn)商來講，在生產(chǎn)器械時，要本著綠色、安全、放心的原則去設(shè)計去生產(chǎn)。

[1] 劉紅放,陳世興.產(chǎn)品綠色度的綜合評價模型和方法體系[J].中國機(jī)械工程,2011(9).

[2] 孫江宏,段大高,黃小龍.Pro/ENGINEER Wild-fire 鈑金設(shè)計教程[M].清華大學(xué)出版社,2009.

[3] 黃德中能源的評價指標(biāo)體系及其確定方法探討[J].水利電力機(jī)械,2011(1)∶21-24.

[4] 施建平,王國扣.國際食品機(jī)械科技發(fā)展的新走勢[J].中國果菜,2009(02)∶6-7.

[5] 于海濤,于文雙,丁廣華.現(xiàn)代食品企業(yè)生產(chǎn)操作人員的能力結(jié)構(gòu)分析[J].林區(qū)教學(xué),2011(07).