Dołącz do czytelników
Brak wyników

Okiem inspektora

12 maja 2022

NR 68 (Kwiecień 2022)

Innowacje w produkcji dla polskiego przemysłu spożywczego

0 125

Choć przetwórstwo żywności jest niemal tak stare jak świat, przemysł spożywczy wciąż jest branżą o dużym potencjale zmian. Wynikają one zarówno z samego rozwoju technologii, jak i przemian w preferencjach żywienia oraz wpływu produkcji żywności na środowisko. Zatem z jednej strony innowacyjne rozwiązania techniczne wpływają na produkcję, a z drugiej – społeczne potrzeby wymuszają innowacje. Niektóre z nich mają swoje źródło w tych samych trendach, które towarzyszą innym rozwiązaniom z zakresu Przemysłu 4.0. Inne wkraczają niemal na futurystyczne wyżyny, rodem z filmów science fiction.

Drony oraz roboty do obsługi żywności w magazynach pozwalają na szybkie i ekonomiczne monitorowanie żywności. Obsługują transport produktów niezbędnych do jej wytwarzania oraz wyrobów gotowych. Jednocześnie bardzo dynamicznie zmieniają się preferencje żywieniowe społeczeństwa. Firmy, które chcą się utrzymać na rynku, zmieniają swoje linie technologiczne tak, aby były w stanie przygotowywać te same wyroby w kilku różnych wersjach dietetycznych. Sama produkcja musi generować jak najmniejszy ślad węglowy i minimalizować zużycie wody, przy jednoczesnym zachowaniu najwyższych standardów higieny. Co więcej, obecnie niemal tak samo jak zawartość liczy się opakowanie wyrobów spożywczych, które powinno umożliwiać wielokrotne wykorzystanie lub recykling. Kontrola i dozowanie bazują na czujnikach, a te z kolei włączają się w krwiobieg Przemysłowego Internetu Rzeczy. Te rozwiązania są już nie tyle pieśnią przyszłości, ile powszechnie znanym faktem. A sektor żywności nie zasypia gruszek w popiele… W boksach startowych stoją kolejne innowacje proponowane przez inżynierów z wielu światowych startupów.

POLECAMY

Żywności nie można marnować

Choć na świecie od niedawna sławę zdobywają wszelkie rozwiązania hołdujące zasadzie zero waste, w produkcji od zawsze zadawano sobie pytanie, w jaki sposób wytwarzać żywność, eliminując jej marnowanie. Większość produktów szybko się psuje, a niektóre,  np. owoce, łatwo ulegają uszkodzeniom. Na etapie produkcji żywność może także ulec skażeniu, dlatego ważne jest monitorowanie jej parametrów. 
Dane o procesach produkcyjnych mają obecnie charakter cyfrowy. Czujniki umieszczone np. na zbiornikach przesyłają precyzyjne informacje o poziomie jego zapełnienia, optymalizując harmonogram czyszczenia. Dzięki sensorom monitorowana jest również szczelność pojemników czy temperatura, w jakiej najpierw jest przygotowywana, a później przechowywana żywność. Czujniki są również w stanie wykryć resztki środków czyszczących lub gromadzący się osad. W ten sposób zabezpieczają żywność przed skażeniem.

Oszczędność mediów

Wagę, jaką należy przywiązywać do oszczędzania energii, wyznaczają obecnie nie tylko standardy środowiskowe, ale także sytuacja geopolityczna. Dziś wiemy, że cena, jaką musimy płacić za prąd czy gaz, znacznie wykracza poza wartość mierzoną w złotówkach. Również podczas produkcji żywności zużycie energii można optymalizować. Pomagają w tym zadaniu m.in. czujniki LDL. 
Wydajność procesu produkcji zwiększana jest także poprzez ograniczanie zużycia wody i środków chemicznych. Sensory wykrywające przesunięcia faz ciekłych umożliwiają odprowadzenie płynu czyszczącego oraz ograniczają straty produktu i wody płuczącej.

Pomiary temperatury

Niezawodne i dokładne pomiary temperatury, a także identyfikowanie problemów z nią związanych, możliwe jest dzięki czujnikom i zdalnemu monitorowaniu. Pozwala to na szybki czas reakcji i zmniejszenie ryzyka wycofania produktu.
Komunikacja cyfrowa pozwala na wykrycie pomiarów temperatury obarczonych błędem, pomiędzy kolejnymi cyklami kalibracji zintegrowana technologia kontroli dokonuje bowiem sprawdzenia poprawności działania sensora w czasie rzeczywistym.
Ciągłe monitorowanie odchyleń temperatury możliwe jest dzięki zastosowaniu czujników typu TCC. Zautomatyzowany pomiar eliminuje także błędy, które powstają w trakcie pomiarów i zapisów ręcznych. Dodatkowo taki cyfrowy zapis może być wzbogacony o znacznik czasu. 

Opakowania nowej generacji

Innowacje w zakresie opakowań dotyczą nie tylko eliminacji plastiku czy wprowadzania możliwości ich wielokrotnego użytku. Dużym zainteresowaniem cieszą się także procesy, w których powstają opakowania pozwalające na monitorowanie jakości i przydatności do spożycia zawartych w nich produktów. Na rynku znaleźć można m.in. puszki z napojami, które posiadają wskaźniki zmieniające kolor pod wpływem chłodzenia i wskazujące optymalną temperaturę produktu. Opracowywane są także opakowania za sprawą emiterów i absorberów gazowych pozwalające na przedłużenie przydatności do spożycia. 
Temperatura produktów zamkniętych w opakowaniu jest istotna zwłaszcza w przypadku mrożonek. Stąd też stosowane jest rozwiązanie, w którym, jeśli produktu podczas transportu ulegnie rozmrożeniu, pojawi się oznaczenie informujące o tym fakcie. Może to być etykieta z próbką kontrolną, która podczas niewłaściwego przechowywania wybarwia się, stanowiąc dla klienta informację o tym, że produkt nie nadaje się do spożycia.
Opakowania można także wyposażyć w mikrochipy z dostępem do internetu. Po zeskanowaniu mogą przekazać klientom informację o pochodzeniu składników i długości łańcucha dostaw. 

Skrócenie czasu przestojów

Również w zakresie maszyn stosowanych w produkcji spożywczej pojawiają się nowe rozwiązania. Są to m.in. części wydłużające żywotność urządzeń, np. do monitorowania drgań, wykrywania uszkodzonych łożysk lub zbierające informacje świadczące o potencjalnej awarii silnika. Pozwala to na dokładne zaplanowanie czasu konserwacji, a co za tym idzie – przestoju. 
Zastosowanie znajdują także nowoczesne okablowania. Dzięki nim wymiana przewodów odbywa się rzadziej i nie ma na nie wpływu wszechobecna w produkcji spożywczej woda. Wytrzymałe złącza efektywnie zmniejszają zatrzymania wywołane cyklami termicznymi i wibracjami. Umożliwiają też szybką wymianę sensorów oraz eliminują potrzebę stosowania szafy sterowniczej. Kluczowy jest także dobór materiałów. Muszą być trwałe, nawet podczas pracy w trudnych warunkach i narażenia na środki czyszczące oraz gwałtowne zmiany temperatury.

IIoT w przemyśle produkcji żywności

Przemysłowy Internet Rzeczy w branży spożywczej widoczny jest zarówno w procesach produkcyjnych, jak i w zakresie zarządzania magazynem.
Wiadomo, że monitorowanie zapasów pochłania spore koszty i angażuje zasoby ludzkie. Ogromne ilości danych wymagają ciągłego uzgadniania i dlatego powinny być precyzyjne. Czujniki kontrolujące stany magazynowe aktualizują dane w czasie rzeczywistym. Dzięki temu optymalizowane są czasy załadunku magazynów, menedżerowie czuwają nad łańcuchami dostaw, a przestrzeń magazynowa jest w pełni wykorzystana. Pomocne są w tym zakresie także zautomatyzowane pojazdy AGV i roboty współpracujące, które są w stanie zidentyfikować położenie produktów nawet na trudno dostępnych półkach magazynowych. W sukurs przychodzą tu również wirtualna oraz rozszerzona rzeczywistość, a nawet drony. 

Drukarki spożywcze 3D

To rozwiązanie jest całkiem bliskie filmom s-f, choć już kilka startupów ma w tym zakresie spore osiągnięcia. Drukarki żywności 3D umożliwiają „produkcję” spersonalizowanej diety...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 numerów czasopisma "Menedżer Produkcji"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • Dodatkowe dokumenty do pobrania i samodzielnej edycji
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy