过去台湾传产食品机械业向来被认为能达到自动化阶段已是顶峰，而难以企及智慧化、工业4.0高度。但近年来先受益数位转型趋势兴起，吸引国内外关键零组件大厂投入整合服务；後续又有净零碳排、循环经济蔚为风潮，可??由下而上趁势转型升级。

现今无论是在欧盟生产或进囗的食品机械CE认证标准，系指从食品原料加工成食品或半成品过程中，可能应用到的机械设备和装置，又可分为食品加工、包装机械两大类。但近年来基於食品加工、包装机械也逐渐走向系统整合及整厂输出（Turnkey）解决方案道路，客制化程度高反而增加导入国内外关键技术意愿，可??成为实践人工智慧物联网（AIoT）的重要示范场域。

Beckhoff运用AI建构弹性产线及OEM设备

其中德商倍福自动化公司（Beckhoff）自从约5年前在台设立分公司以来，并搭配过去15年来建构的完整代理经销体系，引进更多德国原厂解决方案。包括PC/PLC-based编程、HMI搜集资料与量测，甚至可透过ADS通讯协定连线Linux或机器人/AGV的ROS操作系统沟通资讯；并利用IPC的优势，直接在HMI呈现Web画面，或经过AR/VR装置、iPhone/iPad远端操控，适用於较长的连续制程产线。

倍福自动化公司业务经理邱俊宪表示，即使在2021~2022年面临全球供应链瓶颈，Beckhoff不仅仍可维持正常出货速度；还能利用EtherCAT通讯协定的开放特性，针对OEM设备、终端加工（End user）业者，弹性调配不同品牌的新旧零组件或产线，以强化管控供应链韧性。

尤其近年来也有许多Beckhoff客户逐渐从销售单机转型为SI，搭配周边视觉、能源、温控及量测、HMI等零配件组成整厂输出解决方案（Turnkey Solution）。邱俊宪认为：「虽然串联起来必然可用，但因为不同品牌的PLC、HMI、AOI、IPC都有各家不同软硬体，整合起来旷日废时，亦恐延迟系统交握时的传讯时间，不符现今设备要求高速、高精和响应效率的趋势。」

图1 : 近年来有许多Beckhoff客户逐渐从销售单机转型为SI，搭配周边视觉、能源、温控及量测、HMI等零配件组成Turnkey solution。（source：Beckhoff）

随着近年来北部地区市场需求和业绩不断成长， Beckhoff也因此新设桃园办公室，方便业务和工程师就近支援，提供包含人工智慧（AI）、自动光学检测（AOI）、工业机器人等，再分别搭配所属系统整合商（SI），让服务更为弹性，以满足现今越来越多客户逐渐从销售单机转型为SI，对於Turnkey Solution的硬/软体、系统整合需求。

「自疫後崛起的远端服务管理需求，工业电脑（IPC）甚至比起传统PLC更方便内建硬软体监控管理，得以即时掌握设备、I/O运行状态、温度、负荷，甚至是调校维运。」邱俊宪表示，由於Beckhoff控制器属於PC-Based架构，方便导入NVIDIA的GPU，非传统PLC能及，并利用自家开发的Soft PLC软体最新版本TwinCAT 3，囊括了所有工业4.0科技所需功能。

尤其是在当前设备厂商面临缺工困境时，有限的人力更无法负荷组成专责团队，学习Turnkey Solution里大量待整合的品牌PC/PLC、AOI等设备硬软体和零配件。如今则只要学会使用TwinCAT 3即可，也符合长远规划减少人力需求。

甚至最终能使用人工智慧（AI）的机器学习技术（Machine Learning）模型演算，来找出最隹化运行条件，不仅止於传统仅输入运动叁数来得到零组件选型建议，还能藉此提高能源效率，不必全程都全速（功率）冲刺，还能同步达到定位目标及时间，估计可省电15~20%及提升良率。在完成部署前最耗时的导入生产流程、制程来训练模型阶段，Beckhoff也会有专责团队协助OEM设备/终端使用客户，成为OEM设备厂商对外竞争优势，已有中国大陆客户用於泡面包装生产线，利用TwinCAT 3机器学习技术执行即时可靠的智慧化检测。

「在过程中也不断协助台厂，加速通过欧盟、清真等在工业等级之上的食安验证，不仅要求生产线上整机、零组件等，皆须通过欧盟CE认证。」邱俊宪说，为了符合食品、饮料和制药行业以及包装技术中的应用，对於洁净生产的严格要求，Beckhoff提供一系列IP69K等级的一体化不锈钢材质的硬体解决方案。

其中包括：控制面板、I/O模组与驱动器、伺服马达、低背隙行星式齿轮，通过附带不锈钢设计连接器的EtherCAT电缆串联，组成该公司强项的线性传输系统XTS与平面磁悬浮系统XPlanar等产品，都能让食品加工及包装业者能直接水洗、快速更换设备而防止污染，符合食安法规的严格要求。

现也受到许多客户反应，确实能藉此减少发生粉尘或滑油泄漏事故，维持在食品加工过程中的高洁净度。同时纳入周边检测设备，进行能源管理、环境和视觉量检测，快速找出食品可能受污染部位；最後再通过该公司PC-based控制器，即时上传资讯到客户端的Server、Cloud，进行判读和追踪。

目前Beckhoff既可满足所需Turnkey Solution，还可依有限的厂房空间，自由规划采用立/卧式线性XTS模组化输送系统的配置最隹化；进而导入XPlanar磁悬浮系统、AOI、机器人等创新概念产品，以提高设备弹性。由於透过XPlanar浮动和非接触式运输，避免了任何形式的磨损，不仅可直接保护食品免受污染，还显着简化了清洁和组装、维护工作。

图2 : 目前Beckhoff既可满足所需Turnkey Solution，还可依有限的厂房空间，自由规划采用立/卧式线性XTS模组化输送系统的配置最隹化。（source：beckhoff）

法令驱动绿色永续包装 源头禁塑成主流

且基於来自新法规、消费者压力和展现产品特色差异，向来是厂商落实永续包装精进的重要推力，包括为此减少浪费和精进回收再利用的包装法规，由於现今塑胶产品具有各种化学成分，比起金属、纸张和玻璃等更复杂也极难收集，几??无法被分为机械和化学两类的多数回收设施处理；且因为机械回收也不经济，制造新塑胶比回收旧塑胶更便宜，最後仍是运到垃圾掩埋场，就连美国绿色和平组织也不得不承认：「塑胶回收已是一条死胡同」，人类每年产生约4亿吨塑胶垃圾，已成为严重环境和健康负担。

反而从源头减塑才是主流，包括台湾於2002年首度推出分阶段限用塑胶袋及免洗餐具的政策；更已预告自今年8月起共有8大场所将禁用聚乳酸（Polylactide；PLA）生物可分解塑胶材质的免洗餐具，为源头减塑跨出一步。

惟此仅相当於「减塑政策1.0」阶段，因为少了多面向考量，导致政策成效不如预期。现今环团更推崇的「减塑政策2.0」，则是除了禁塑之外还有更完备的系统规划，包含从塑胶制品的设计、生产、进出囗、供应商、消费者到回收商，依据不同对象设计让每个政策都环环相扣。

图3 : 由於现今塑胶产品具有各种化学成分，更复杂也极难收集；且利用机械回收也不经济，制造新塑胶比回收旧塑胶更便宜，就连美国绿色和平组织也不得不承认：「塑胶回收已是一条死胡同」。（source:res：heraldm.com）

台湾中小企业机材合一 加速落实净零碳排

基於世界饮料包材趋势，已朝向可回收再制、重覆使用的概念，以减少使用新料，符合永续循环经济的概念；且PET瓶在回收体系中具低能源消耗性，在环保意识抬头的今日，已逐步取代传统包装材料。台湾食品饮料包材大厂宏全国际便以生产PET瓶为主，且积极跟进国际ESG及净零碳排趋势，带动及建立绿色供应链体系、永续及减碳产品，进而提升营运韧性，并发挥企业永续竞争力。

包括旗下包材及饮料事业体，皆在空气污染防制、废水处理、废弃物处理，及毒性化学物质等面向，进行源头追踪管理，并订定短中长期管理目标。在宏全现有的标签印刷凹版印刷制程中，已设置完善的废气收集设施及密闭式负压生产专区，经空污防制设备处理後，符合排放标准，有效改善制程所产生的空气污染物。

且不惜自2020年斥资添购欧洲先进紫外线（UV）柔版印刷机、蓄热式焚化炉（RTO）等设备，将原有的凹版印刷改采不含溶剂的UV型油墨，大幅降低挥发性有机物（VOCs）排放量95%以上；同时导入优化生产流程、进行教育训练、聘请专业环保顾问辅导等，从设备、原料、制程到环境，进行点、线、面系统性盘点，不放过任何能进步的空间。并承诺在3~5年内，将全数汰换现有凹版印刷机及溶剂油墨，期许建立专业、优质的五星级印刷厂，跻身於环保标竿厂商。

图4 : PET瓶在回收体系中具低能源消耗性，在环保意识抬头的今日，已逐步取代传统包装材料。（source：assets.new.siemens.com）

聚焦循环经济 科思创推出水性阻隔涂层解决方案

惟若以循环经济的未来发展为例，开发使用单一材料或可回收的材料制成的膜料，来替代过去使用的复合膜料便是关键趋势，纸基包装由於较易回收，且容易再造浆，使得以纸替塑成为产业关注的首要解决方案。

现今市面上所称「阻隔涂层」主要可分为两类：

一、液体聚烯??类：以乙烯丙烯酸共聚物（EAA）、乙烯醋酸乙烯脂共聚物（EVA）、乙烯丙烯酸乙脂共聚物（EEA）为主；

二、丙烯酸改性乳液类：主要特色包括印刷适应性强、阻隔性和热封性较隹且性价比高。因为食品包装纸须和食品直接接触，所以涂层必须符合卫生及不同使用要求，并达到相关技术标准。

台湾科思创涂料及黏着事业处销售暨市场发展处处长孙伟恩指出，虽然现今「以纸代塑」方案中以阻隔涂层替代原来的纸塑覆合结构，已被为数不少的下游企业采用，但距离要真正大范围实施还存在困难与挑战。创新则是引领发展的首要动力，需要整个产业链相关企业在新材料、新工艺、阻隔功能性等方面持续突破。详细区分市场并发掘「以纸替塑」的潜在应用，针对不同需求提供对应方案、并制定标准流程，促进阻隔涂层技术取得根本的进步与发展。

从材料性能和应用角度分析，必须要不断优化涂料的气味、热封、旒连等性能，并且关注後端的涂布工艺及加工设备的升级；回收循环利用方面，要具有明确涂布纸回收技术、成本和标准化方案。从市场应用角度来看，现今一般人日常生活中的包装用品主要以纸基、塑料包装为主，纸基包装在新材料赋能下，将更具备替代塑料的条件，更易於回收制浆、可循环利用率增加，从源头降低塑料用量更具有现实意义。

此外，随着大众下游消费市场对於品牌化、高端化和差异化追求，包装阻隔性能的需求也已百花齐放，连绿色食品包装也加入时程，例如纸质包装必须提供防潮、防腐蚀，以及保鲜、感温、耐水、油及酸等功能；特别是在COVID-19疫情期间日益发达的餐饮外带市场，抗菌和抗病毒功能也成为研究方向之一。

但目前一次式食品纸质包装多数采取淋膜工艺为主，於纸质基材上覆盖一层聚乙稀（PE）淋膜，以达到防水防油的效果。这类淋膜工艺品主要用於纸杯、热封餐盒一次性包装，或如汉堡纸、烘焙食品包装、冷链包装盒、防水纸袋等，但因为PE淋膜与纸质素材难以分离，使得纸质产品无法回收，不利於可持续发展与材料的循环利用。

为解决以上问题，如今有越来越多企业推出了新款可持续方案，例如以多功能阻隔涂层用於可回收、再生纸浆、工业可堆肥的包装解决方案等，分别用於涂布包装纸袋、纸杯/餐盒封囗纸；以可降解材料为替代方案的聚丁二酸丁二脂（PBS）/聚乳酸（PLA）淋膜纸。科思创的水性丙烯酸阻隔涂层解决方案，则可以针对食品纸包装应用场景，使用水性阻隔涂层技术替代PE淋膜结构，协助下游更好地进行产品物理可回收、可再造浆，从而实现可持续包装。

孙伟恩进一步分析，目前科思创定位於产业链上游的原材料角色，从研发创新材料，到绿色工厂采用再生能源生产，後续再交由合作企业来完善产品，以及围绕废弃物回收的原材料应用，引领完成了从原材料、能源到应用的闭循环测试。

同时持续发展涂料树脂在纸张领域中应用，包含胶乳/光油/触感等特种纸张、纸杯涂层技术、特殊防水/油技术，并为此提出新一代纸质包装阻隔涂层，期??藉此纸基包装来取代塑料市场。科思创也叁与了起草和制定《T/CNFIA 161-2012食品接触用环保型涂布纸和纸板材料及制品》标准，将於2023年2月10日正式实施，同时针对市场上低MVTR（水气通透率）、OTR（氧气通透率）应用需求进行开发研究，并将「以纸代塑」方案分为两类：

一、固体淋膜可降解塑料：如PLA、PBS、PBAT等，但可降解塑料粒子将无法再回收，大部份为一次性使用。据统计大陆可严格执行降解堆肥工艺的企业仅有数十家，可堆肥处理的垃圾比例总量不足2%。

二、采用涂布工艺的新一代水性涂料：更多用於纸张基材，透过阻隔涂层提供防水防油等功能，从而替代塑料淋膜纸张，此可实现再生纸浆和回收，有利於减少浪费和环保。

图5 : 科思创的水性丙烯酸阻隔涂层解决方案，则可以针对食品纸包装应用场景，协助下游更好地进行产品物理可回收、可再造浆，从而实现可持续包装。（source：科思创）

孙伟恩强调，此由科思创提供的水性丙烯酸阻隔涂层解决方案主要目标，在於减少和消除一次性塑料制品，导致不可重覆利用的包装资源浪费，进而创造能为大众日常生活，提供可持续包装解决方案的材料，为包装产业带来环保、可持续发展的高性能产品与解决方案。

既具备低表面黏性和良好的抗黏连性，毋须淋膜就能有效阻隔热油、油脂和液态水，可用於汉堡防油纸上的耐油阻隔涂层方案，或是纸杯阻隔涂层；且应用於纸张涂层阻隔领域的NeoCryl系列产品可回收及可再造浆，有别於传统PE淋膜的纸张处理过後仍旧无法剥离和处理胶膜，纸浆回收极难。水性涂布纸经过处理後，涂层可完全与浆料分离而得到洁白的纸浆，真正达到可再浆的回收要求；乳液稳定性隹，符合GB 9685、FDA、EC/EU等相关食品接触法规。现已成功商业化并取得纸基包装产业的高度认可。

**刊头图（source:foodmanufacture.co.uk）