我国水产罐头制罐机械现状及发展趋势

杨鹏，朱从容

（浙江海洋学院 船舶与海洋工程学院，浙江 舟山 316022）

0 引 言

水产品是营养素含量十分均衡的一种食物，具有易被人体消化吸收的蛋白质，而且脂肪含量低，还是人体所需微量元素的宝贵来源。2009 年，人们所需蛋白量的6.5%是由水产品提供的［1］。

水产品的生产多有季节性和地区性差异，而水产品的消费却是连续的，为了能够长时间保藏食物，自古以来人类研究出很多方式，如日晒、腌制、烟熏、罐藏等。由于罐藏食品具有食用方便、安全营养、无防腐剂添加、保存时间长且便于运输等特点，广泛受到了消费者的喜爱。据统计，2012 年我国水产类食品罐头总产量为35.5万t,比2011 年增长了33%［2］。随着人们对水产品的营养价值有更深入的认识，我国的水产品罐头产量还会持续增长。

水产品罐头食品主要采用金属包装方式，金属包装是公认的最安全包装，相比玻璃和塑料包装具有优良的阻隔性能、良好的加工适应性和废弃处理容易且可回收再利用等优点［3］。金属罐刚被发明出来时，由于当时的技术比较落后，制罐都是手工完成，每人一天制罐不到70个［4］。现在制罐工业基本采用半自动化、全自动化生产，每分钟可产出3 000 个空罐。

1 国外的制罐机械现状

英国发明了世界上第一个镀锡金属罐，后来，美、德、日等国也相继进行了研究，其制造方法逐步趋于完善。

美国是全球第一大包装机械制造和消费国家，产品类型齐全，金属包装工业发展也有着悠久的历史，啤酒在20 世纪30 年代就开始使用金属罐包装了，现在拥有世界上最先进的成型、充填、封口等机械设备［5］。美国以生产高科技、高精度、高效率的产品为主，现在已将自动控制技术、特种加工技术、激光技术、生物技术等先进技术融入到传统机械制造技术中。

德国在包装机械行业中占有重要的地位，其产品在设计制造方面都处于世界领先地位，企业以客户需求为前提，具有快速制造、成套生产、精度高、稳定性好等特点。企业普遍使用了计算机对设计完成的设备进行模拟仿真，将各种零件的数据和实际工作时的参数输入到计算机中，通过计算机仿真出实际工况，能得出生产效率和废品率等数据，还可以根据客户提出的意见随时更改模型，大幅缩短了设备的研发周期［6］。企业还将网络技术应用到设备中，设备发生故障时，可通过网络将实时数据参数传送到远程维修服务中心进行故障诊断分析。如图1所示是德国高宝公司制造的金属之星印铁机。金属之星有同步换版专用驱动装置，任意印刷单元的换版时间不超过3 min，还有专业的颜色测量和控制系统，能够检查肉眼看不到的细小问题。高宝德国公司里存储了所有客户印刷机的操作数据，全球有3 个远程诊断服务中心，用户可以通过网络把控制系统连接到远程维修服务中心，80%以上的问题可以通过在线支持即可得到解决，而不需要专业的技术人员到现场进行检测维修或更换零配件。

日本由于战后国内经济快速发展，对包装机械有着很大的需求量，使得包装机械行业得到了高速发展，行业以中小企业居多，生产单机为主［7］。包装机械虽然没有像美国、德国成套的生产体系，但是却有着操作方便、安装简便、加工精度高、机械体积小等优点。日本是世界上最早在包装机械中使用微电子技术，现已将伺服电机驱动、PLC 技术、传感器检测技术等完美地运行在制罐机械当中，实现了生产过程无人操作。如图2 所示是日本三友机械制造公司制造的方罐注胶机，应用了伺服电机驱动和激光传感器检测，可以根据生产需要调节注胶机速度，激光传感器在注胶完成后自动对注胶的质量进行检测，剔除不合格的产品。

图1 德国金属之星印铁机

图2 日本方罐注胶机

国外发达国家普遍重视制罐机械的自动化控制技术，设备基本实现了机电一体化控制，有着很高的生产效率，而且非常注重制罐机械用于制造生产过程中的稳定性和可靠性［8］。

2 我国的制罐机械现状

我国的包装机械起步于20 世纪50 年代，20 世纪70年代末期逐步发展后形成了包装机械行业，当时金属包装行业的企业数量不多，且以中小企业为主［9］。随着改革开放，经济快速发展，我国的金属包装行业具有巨大的发展潜力，外商纷纷来投资，民营企业大量引进国外的先进设备，我国制罐业进入了一个快速发展时期。

经过改革开放后30 多年的发展，虽然我国制罐机械企业的制造能力得到了大幅提高，但还是存在不少问题。

2.1 制造水平与国外差距大

我国的制罐机械只有少部分如电阻焊机基本已经达到国际水平，大部分制罐设备与发达国家相比仍存在20年左右的差距。国外的先进设备已经向集成化、智能化、低功耗化方向发展，更加重视环保和人性化，国内的设备都是单机生产，成套设备生产很少，生产的也多是技术含量低、生产效率低、能耗高的产品。封罐机是重要的制罐设备，如表1 所示是国内外封罐机的技术参数对照。

表1 国内外封罐机技术参数对照表

从表1 中可以看出，美国的安祖鲁斯公司（Angelus）的封罐机工作头数最多为18 个，最大产能每分钟为2500 个，意大利的西弗莱尼公司（Cevolani）和台湾新益公司的主要封罐机工作头数也有12 个，每分钟的最大产能达到1000 个以上，舟山博达机械公司是国内知名的制罐机械企业，生产的主流封罐机工作头数是8 个，每分钟最大产能也只有500 个。

国内的制罐机械稳定性和可靠性也比国外先进设备差，而且设备寿命短，一般设备的寿命还达不到国外先进设备的一半。

2.2 企业规模化程度不高

国内的制罐机械企业以民营和中小企业为主，“小而全”是其主要特征之一，年产值过千万的企业不多，并且分布不均衡，主要集中在东部沿海地区，企业的制造设备老化，技术落后，可靠性差，生产集约化程度不高，导致企业制造出来的产品技术含量不高而且同质化严重，与国外的先进设备相比缺少竞争力，只能通过压低价格获得市场份额，不仅造成了资源浪费，还不利于制罐机械行业的良性发展。

2.3 自主创新能力不足

我国大部分制罐机械企业规模偏小，科研经费投入不多，自主研发能力薄弱。由于我国的产学研用联合机制没有真正形成，高校和科研机构的研究方向很多不符合企业的实际需求，导致高校和科研机构的研究成果很难转移到企业。据统计，我国的科技成果转化率只有25%左右，产业化率还不到5%，而发达国家的科技成果转化率能达到80%［10］。制罐机械企业自身拥有的自主知识产权又很少，所以制罐机械企业主要还是处于仿制阶段，基本上就是对国外的设备进行测绘然后稍加改进［11］。

我国制罐机械行业整体利润不高，导致优秀人才匮乏，造成制罐机械行业整体技术水平不高。制罐机械企业的新产品缺少技术创新，开发手段落后，不能及时提供客户需要的产品。

3 我国制罐机械行业的发展趋势

随着科学技术的不断进步，金属罐正向轻量化的趋势发展，现在马口铁的壁厚减薄到了0.14 mm，正在研发0.10～0.12 mm［12］。人民生活水平日益提高，产品的外形美观也是消费者考虑购买的因素，椭圆形或方形等异形罐由于外观的个性化受到了消费者的喜爱，因而制罐企业非常重视异形罐的研发［13］。这些变化使得金属罐的制造工艺变得更加复杂，这就对制罐机械的加工适应性提出了更高的要求。

面对全球日益严重的环境问题，世界各国制罐机械企业更加注重产品的高效化、节能化。面临着严峻的形势，我国制罐机械行业粗放式的经营模式已经不能满足社会发展的需求，必须走规模化、专业化的发展道路，靠技术推动行业的发展。

3.1 走自主创新道路

目前，国内制罐企业生产的很多设备是简单仿制，自动化程度不高，与西方发达国家相比，我国只能依靠价格优势竞争。我们只有重视创新意识，制造出有核心技术的产品，才能改变这种劣势。例如，浙江义乌易开盖公司非常注重创新，有一流的研发设备，有70 多名技术人员从事研发工作，现拥有易开技术的知识产权，多项国家专利，食品易开盖年产能为60 亿只，生产的易开盖一半用于出口，获得了很好的经济效益［14］。

企业是创新的主体，但是仅仅依靠企业是不够的，还要发挥高校和科研机构在技术创新上的优势。我国政府要发挥主导作用，根据市场需求，充分利用各种资源，统筹兼顾各方利益，建立完善的产学研用机制。

政府还可运用财税政策，通过减免税收费用或向企业提供无息贷款等方式对企业创新进行鼓励。

3.2 走绿色设计道路

随着社会的进步，人们安全和环保意识的增强，国外发达国家制定了一系列绿色技术标准，产品的环保要求越来越高，一些环保标准较低的产品往往不能出口［15］。这要求我们改变传统的设计方法，不能只考虑产品的成本和质量，在整个设计制造过程中都要充分考虑到环境污染问题。

在制罐机械结构设计时，要考虑到机构容易拆解和回收，减少不必要的零件，多使用模块化设计和CAD/CAM技术，这样既能够缩短制罐机械的研发周期，还能快速响应市场的需求。

制罐机械在制造中选择绿色材料，采用新型加工工艺，用更少的原材料，更高的生产效率，对操作者和环境无害或危害小；废弃后零件仍能回收用于制造新产品［16］。

3.3 走规模化、专业化道路

现在我国已经是制罐机械制造大国但还不是强国，要成为制罐机械强国，必须走规模化、专业化生产的道路。只制造生产技术含量低的设备是无法与国外先进设备进行竞争的。

制罐机械企业可通过兼并重组或联营形成集中化生产和规模化经营，提高生产效率，降低成本，最终提高企业的经济效益。

我国制罐机械行业的标准不多，且大多数为企业标准，行业通用性不强，对于制罐机械的普通零件，可以通过制定国家或行业标准来实现专业化生产，制罐机械企业只负责设计生产核心零件，这样不仅使得产品的加工周期大幅缩短，还降低了企业的生产成本，产品更有市场竞争力。

4 结 语

我国的水产类食品罐头产量最近5 年都在不停的增长，“十二五”期间我国的水产品加工要向深加工方向发展，加快开发水产罐头制品等即食的功能食品［17］。这将给我国的制罐机械行业带来巨大的发展机遇，尽管目前我国的制罐机械与国外先进水平还有段差距，但通过我们的不断努力，我国制罐机械行业的发展一定会越来越好。

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［17］ 国家发展和改革委员会，工业和信息化部.食品工业“十二五”发展规划［EB/OL］.2011-12-31.http：//www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/2011tz/t20120112_456305.htm.