Автоматизация пищевой промышленности, технологии

Автоматизация пищевой промышленности.

Автоматизация пищевой промышленности является процессом, который позволяет увеличить объёмы выработки готового продукта и снизить издержки во время производства. Основу технологии производства пищевой промышленности, автоматизацию которой предлагает наша компания – дозирование и транспортировка компонентов по трубопроводам при помощи давления или вакуума. При производстве продуктов питания от средств автоматизации требуется соответствие определенным качественным характеристикам и стандартам. Но какие свойства и стандарты наиболее важны? И какие продукты из нашего ассортимента подходят для вашей отрасли? Вы можете узнать о автоматизации пищевой промышленности на https://scietech.ru/avtomatizaciya-pishchevoj-promyshlennosti/.

Пищевая промышленность — одна из важнейших отраслей промышленности. Пища должна соответствовать высоким стандартам качества, быть недорогой, быстрой, а также доступной в больших количествах.

В промышленном производстве продуктов питания речь идет о постоянном качестве продукции, соблюдении санитарно-гигиенических норм, высокой готовности системы и эффективности. Будь то производство напитков, переработка молока, производство кондитерских и хлебобулочных изделий, переработка мяса или замороженных продуктов — бесперебойный производственный процесс может быть достигнут только с помощью высококачественной технологии автоматизации.

Эффективные технологии и средства автоматизации в пищевой промышленности.

Наш автоматизированный производственный комплекс в пищевой промышленности используется для приготовления партий конечного продукта по повторяющимся рецептурам.

• Качественные пневматические и электрические приводы клапанов используются для автоматизации процессов направления потока сырья в пищевой промышленности.
• Применяются насосы с частотным регулированием. Они равномерно и точно перемешивают компоненты в процессе производства, а также перекачивают сырье по трубопроводам;
• При автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности наша компания использует только нейтральные материалы: нержавеющая сталь, полипропилен и титан (для агрессивных сред).
• Грамотное проектирование технологических линий. Оборудование и коммуникации выбираются таким образом, чтобы не собирать на себя пыль при мойке водой под высоким давлением;
• В данной системе есть множество ёмкостей, соединяемых трубками. Каждая из них содержит определенный вид жидкости (каустическая сода или кислота);
• В технологической линии аналитического КИП применяются датчики электропроводимости воды (контролирует качество процессов обратный осмос, дистилляция и так далее), а также с помощью которых определяется уровень кислотности жидкостей.
• Аспирационные устройства используются в процессе автоматизации технологических процессов пищевой промышленности.
• Современная система против аварийной защиты (ПАЗ). В помещениях устанавливают продвинутые газоанализаторы, которые постоянно контролируют состав воздуха и вовремя подают сигнал о превышении нормы.

какие требования предъявляются к пищевому оборудованию.

К приготовлению продуктов питания предъявляются самые высокие требования, так как они должны быть безвредными для здоровья потребителей и обладать хорошими вкусовыми качествами. Поэтому пищевое оборудование выпускается в соответствии с технологическими или санитарным нормами: несоответствие тары или дополнительного оборудования приводит к значительному снижению качества продукции; биологическому и химическом загрязнение продукта (продуктов).

Гигиенические

В процессе приготовления и хранения продуктов возникает большой риск возникновения или попадания в них микробов, бактерий. Поэтому на всех этапах от приёмки сырья до упаковки готовой продукции должны соблюдаться условия абсолютной чистоты: все узлы оборудования (включая детали) обязательно имеют прочное покрытие без труднодоступных участков для того чтобы их можно было легко вымыть и продезинфицировать.

• Защищать продукты от загрязнения из окружающей среды.
• Быть химически нейтральными к щелочам и кислоте.
• Альтернатива: не содержать вредных веществ.
• Важнейшие качества продуктов сохраняются.

Конструктивные

Применяемое пищевое оборудование должно органично сочетаться с другими установками в помещении и быть удобным звеном всего технологического процесса приготовления продукции.

Конструктивные требования к пищевому производству.

Технологические

В общем, оборудование для всего цикла (от начального и до последнего этапа в приготовлении и упаковке продукции) выбирают по одинаковым показателями модульности и автоматизации.

Некоторые примеры автоматизации пищевых производств.

Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств следует знать каждому предпринимателю, который собирается открыть собственный бизнес.

Для примера рассмотрим несколько наиболее популярных отраслей промышленности.

• Изготовление безалкогольных напитков.
• Производство полуфабрикатов из мяса;
• Убой и разделка птицы.

Несмотря на то, что технологические процессы в каждом производстве различаются и производятся вручную без использования автоматического оборудования.

В первом случае на линии происходит точный перелив и упаковка в пластиковую, бумажную или стеклянную тару различных напитков (соки, морсы, минеральные воды), что исключает необходимость качественного оборудования.

В первом случае, если все делать механическим способом – мы не добьемся равномерного перемешивания мясного фарша с другими ингредиентами и тем более невозможно получить одинаковые по форме котлеты.

В третьем случае автоматизация (автоматика) пищевых процессов является основой всех важнейших стадий, начиная от оглушения и убоя птицы до ее глубокой переработки.

В чем состоят проблемы и перспективы развития пищевой промышленности России.

В настоящее время производство продуктов питания является важным для экономической, продовольственной безопасности страны. Основной проблемой развития пищевой промышленности в России являются ограниченность сырьевых ресурсов и отсутствие возможности производства молочных продуктов (молоко).

По географии пищевой промышленности России предприятия отрасли располагаются везде, где есть население. Можно говорить только о специализации регионов на производстве продукции различных видов пищевого производства: Центральная Россия и Урал по производству изделий из продуктов питания выделяются в отдельную группу.

По причине остановки производства и больших объемов выпускаемой продукции оборудование для пищевой промышленности быстро изнашивается, устаревает.

Географическое положение России позволяет вести добычу продуктов питания не только добываемых на суше, но и крупных объемов рыбы.

Слабые стороны пищевой промышленности государства в сравнении с зарубежными производителями:.

• Слабая техническая оснащенность производства.
• Низкий показатель внедрения и применения инновационных технологий.
• Неразвитая система федерального регулирования цен;
• Плохая организация защиты прав компаний перед государственными структурами и др.

В целом пищевая промышленность России имеет большую привлекательность для российского и зарубежного инвестирования. Привлечение дополнительных оборотных средств — главная перспектива развития пищевой промышленности в РФ.

Тренды

Фудтех-тренды очень много, и в ближайшее десятилетие их развитие мы увидим.

Грибы

Грибы – это то, что может решить все наши проблемы и изменить мир. Они используют грибы для производства экологичной мебели или косметических средств — как альтернативные белки в пище.

Продукты будущего: водоросли, бобовые и грибы.

Грибы в фудтехе можно использовать для двух случаев:.

1. Упаковка на основе мицелия дешевая, безопасна для использования с продуктами питания и пригодна к компостированию. Даже если она попадет в природу или полигон, упаковка разложится быстро и не причинит вреда окружающей среде.
2. Грибы являются аналогом животной пищи, богатой белком. Они обладают огромным потенциалом для производства мясных альтернатив: веганских продуктов или субстратов к выращивания культивируемого мяса.

Экологичнейшие онлайн-магазины.

В будущем мы увидим рост онлайн-маркетплейсов, ориентированных на продажу экологически чистых товаров.

На сайте Hive, в дополнение к продаже экопродуктов на онлайн-полках своего магазина (и ее клиентам), есть отчет о том, как ваши покупки повлияли на переработку отходов или борьбу с вырубкой лесов.

В будущем в компании появится отдельный вид транспорта курьеров, которые будут возить заказы из ближайших дарксторнов. На их место появятся роботизированные автомобили — от небольших устройств с одним отсеком по тротуарам до больших автономных транспортных средств (например, велосипедов), для доставки нескольких заказов одновременно на улицах и улицам города.

Экологичный общепит

Пока экологичных ресторанов и кафе в России всего несколько, но именно такие пиарщики будут вести других по пути экологизации внутри заведения.

Во-вторых, потому что это глобальный тренд.

Инвестиции и инвесторы.

Высокоинновационные стартапы вкладывают большие суммы денег во творческие и технологические решения современных проблем.

• Рост населения и его последствия для продовольственной безопасности,.
• цифровизация общества.
• Последствия изменения климата.
• нехватка природных ресурсов,.
• : не правильное обращение с пищевыми отходами.
• Влияние производства продуктов на окружающую среду.

В период пандемии наш образ жизни изменился, и мы стали использовать сервисы по доставке продуктов питания или готовой еды. И хотя сейчас такие проекты составляют лишь небольшую часть агропромышленного комплекса страны — они становятся авангардом отрасли.

Некоторые из этих стартапов уже котируются на технологическом фондовом рынке США Nasdaq.

Какие условия необходимы для автоматизации на предприятии.

Перед тем как провести механизацию и модернизировать предприятие, следует ответить на несколько вопросов. Не зная ответов ни сотрудникам предприятия, ни руководителям будет трудно осуществить внедрение, выработать правильный подход.

Цель автоматизации

Обычно инициатором автоматизации является собственник, гендиректор или бухгалтер. Это означает, что у каждого из них есть свои ожидания и выгоды от внедрения системы автоматики на предприятии:.

• переориентация производства;
• изменение принципов управления предприятием.
• Замена существующей и устаревшей системы.
• Покупка предприятия для увеличения его рыночной стоимости.

Более того, начальник может определить приоритетные моменты и решить любые конфликты.

Автоматизированное рабочее место оператора.

Основы выбора метода по исследованию состояния кожи.

В этом случае инициаторы проекта хотят повысить управляемость. Часто такие проекты реализуются для повышения эффективности управления, и автоматизация — это выход из положения. Если ИС нет или их не существует вообще – то следует оценить ситуацию здраво: даст ли она что-нибудь после внедрения?

Выбор процессов, подлежащих автоматизации.

Если вы выбрали какой-либо процесс, то он должен быть связан с определенными механизмами и обработкой информации больших объемов. Обычно это бухгалтерия или налоговый учет. Для небольших организаций этот вариант подходит идеально: они не будут обременять организацию при дальнейшем росте.

• состав бизнес-процессов предприятия.
• Что подразумевается под результатами, ожидаемыми для каждого процесса.
• какими действиями следует пользоваться для достижения результата.
• Хозяином процесса, ответственным за его выполнение;
• исполнитель процесса;
• Что является входом и выходом для процесса.

SCADA – одно из самых популярных ПО для управления процессами.

Отрасли пищевой промышленности.

В мире существует более 30 обособленных отраслей по производству пищевых продуктов, табачных и алкогольных изделий.

что производит пищевая промышленность.

• Молочные изделия;
• Продукты длительного хранения, специальной обработки (консервация);
• Пеработка мяса;
• Масложировая продукция.
• Макаронные изделия, размол муки;
• Виноделие;
• Табачная продукция, курительные принадлежности;
• Кондитерские изделия;
• Напитки с низким содержанием алкоголя и безалкогольные.
• Переработка рыбы и морепродуктов;.
• Добыча и подготовка соли;
• Производство сахара;
• Выращивание фруктов, овощей и зелени.
• Хлебопродукция.

Связано это с массовым производством, сложностью сочетания различных видов сырья. Каждая отрасль позиционируется на своем направлении и разрабатывает все возможные пути обработки сырья, продуктовый ассортимент.

Основные отрасли пищевой промышленности — обработка сырья, поступающего в страну (например: производство молочной и мясной продукции от фермерских хозяйств). Первая категория производства развивается относительно сформированного спроса населения или сырьевой базы.

Основная масса производства профилируется на переработке материалов, небольшая часть — добыче природных ресурсов (рыба и соль), возможные к употреблению в пищу.

В чем состоит принцип автоматизации.

Автоматизация производства должна осуществляться системно с соблюдением ряда принципов:.

• Согласованность. Все шаги в автоматизированном процессе должны быть согласованы между собой, а также с предыдущими и последующими действиями (при любой несогласовке возникают ошибки), которые влияют на остальные процессы.
• Интеграция. Автоматизируемый процесс необходимо встраивать во внешнюю среду предприятия, при этом на разных уровнях интеграций существуют свои особенности и различия.
• Гибкость. Этот принцип подразумевает возможность быстрой замены или оптимизации любого элемента без нарушения общего процесса работы.
• Независимость. Каждый автоматизируемый процесс может быть протекать самостоятельно, без внешнего участия человека и при минимальном контроле со стороны персонала.

Участки для автоматизации на пищевых производствах.

Для большинства видов пищевой промышленности автоматизация означает сосредоточение внимания на концах участка первичной упаковки, либо участках загрузки сырья и подготовки.

Автоматизация участков подготовки сырья и ингредиентов обычно нацелена на увеличение производительности.

Процесс с непрерывным потоком не будет значительным технологическим прорывом по сравнению с испытанными методами периодической обработки, поскольку важно сохранить тот же вкус и текстуру, что и при периодическом методе

Попутно могут появиться некоторая экономия человеческого труда, связанная с новым потоком. Но большая часть инвестиций направлена на повышение производительности при помощи проверенной технологии.

В то же время, основное внимание может быть уделено вторичной упаковке. На этом этапе продукт уже аккуратно упакован в коробки, и с ним гораздо легче работать с помощью автоматизации

В последнее время, с появлением роботов-комплектовщиков и автоматической паллетизации отгрузки в пищевом секторе появилась новая модификация — продукты питания теперь упаковываются и попадают во внешнюю среду.

Стандартная технология автоматизации, используемая в любой отрасли, может быть выгодно использована здесь — не так важно, что робот окрашен или не сделан из нержавеющей стали, или что масло внутри машины не является пищевым

Стандартные промышленные роботы применяются в процессе вторичной упаковки как норма и используются на автоматизированных складских комплексах при погрузке.

Как называются основные виды пищевого оборудования по назначению.

Для тепловой обработки продуктов:.

• плиты;
• пекарное оборудование.
• котлы для варки;
• грили.

Тепловая обработка продуктов.

Холодильные установки:.

• морозильные камеры;
• Аппараты для шоковой заморозки;
• столы;
• витрины;
• холодильные шкафы.

Схема автоматической холодной обработки продуктов.

Хлебопекарные установки, аппараты для замеса теста.

Оборудование для переработки мяса:.

• мясорубки;
• смешиватели фарша;
• дисковые пилы и нарезные машины;
• Гидромеханические шприцы для колбас.

Для рыбы:

• фаршесмесители;
• волчки;
• автоклавы;
• автоматы для котлет;
• фритюрницы.

Оборудование для обработки рыбы.

Для молочных продуктов:.

• сепараторы;
• пастеризаторы;
• маслобойки;
• сыроварки;
• охладители;
• творожные ванны.

Для кондитерских изделий нужны декорирующие и глазировочные машины, миксеры.

Овощерезки, измельчители фруктов.

Торгово-раздаточные — витрины, раздаточные линии.

Упаковочные аппараты:.

• клипсаторы;
• закрыватели крышек;
• вакууматоры;
• Упаковочно-укладочные машины для дозировки, сохранности продукции.

Выше приведены лишь немногие примеры из множества видов пищевого оборудования. Большое разнообразие производимых продуктов, отличающихся по технологии приготовления и использованию исходного сырья требует применения очень многих различных приспособлений.

На каждом этапе обработки и приготовления различных продуктов существуют свои, особые типы автоматических или полуавтоматических установок. Они бывают периодического действия либо непрерывного типа; но иногда для разных групп применяются различные технологии изготовления.

При автоматизации пищевых производств возможны некоторые сложности.

Важнейшей особенностью пищевых производств, как сложной структуры управления является разнообразие видов и форм аппаратурно-технологических процессов в непрерывных или непрерывно дискретных режимах.

Так, поочередное подключение отдельных аппаратов с различными параметрами процессов биотехнологической подготовки продукта вызывает появление скачкообразных возмущений в системах управления. Следует также отметить, что для аппаратурно-технологических комплексов (АТК), разделенных технологическими звеньями с последовательным включением технологических соединений и отделенных от них структурными линиями переходного вида запаздывания величина «чистого» транспортного времени значительно превышает величину потерь в одноемкостном объекте.

При выборе структуры систем управления следует учитывать специфику технологической и аппаратурной организации АТК пищевых производств, связанную с жестко регламентированным временем переработки отдельных видов пищевого сырья (пищевого сырьего) его переменным составом или высокими требованиями к качеству готовой продукции.

Системы управления в структурах АТК, как правило, не обеспечивают эффективного регулирования качества готового продукта. Это связано с технологическими и аппаратурно-технологическим ограничениями величины внесения регулирующих воздействий и уровнем воздействия регулятора.

Приведем пример реализации современных методов управления.

В условиях переходного процесса регулирований можно повысить регулирующее воздействие регулятора, а также уменьшить время запаздывания. Сотрудники кафедры «Автоматизации биотехнологических и теплофизические процессы» (АБиТП) Университет ИТМО предложили использовать внесение регулировочных воздействий одновременно по нескольким каналам управления функционально связанным с одним регулируемым параметром — для обеспечения суммарного повышения коэффициентов передачи объекта.

Снижение времени запаздывания обеспечивается путем предварительных вычислений величины и знака возмущающего воздействия, тем самым повышается эффективность регуляторного действия.

Предложенные решения для формирования структуры автоматического регулирования влажности в АТК производства сливочного масла способом непрерывного сбивания (рис. 1).

Структурная схема автоматизированной линии производства сливочного масла.

Реализованный способ регулирования влажности готового продукта предусматривает внесение регулирующих воздействий с использованием каналов управления температурой поступающих сливок и изменением частоты двигования мешалки.

В разработанном программно-аппаратном обеспечении (ПО) предусмотрен выбор каналов управления эффективностью воздействия и аппаратурных ограничений АТК пищевой промышленности, а также учтена зависимость влажности готового продукта от температуры поступающих сливок. В пищевой АТК повышение качества регулирования возможно с применением системного подхода, который учитывает неопределенность состояний исходных продуктов и готовой продукции на всех этапах технологического цикла.

Однако особенностью и серьезным фактором, сдерживающим автоматизацию пищевых производств (АБиТП), остается ограниченный выбор технических средств экспрессной информации для обеспечения систем управления качественными показателями состава сырья, полуфабрикатов или готового продукта. Кафедра продолжает исследования, связанные с разработкой систем экспрессного контроля состава и свойств пищевых продуктов.

Фудтех — причина и решение экологических проблем.

Однако, несмотря на все новаторство и визионерское искусство фудтеха, его развитие создает проблемы. Например: рост доставок увеличивает количество производимой упаковки (умеренный углерод).

Большинство из нас, покупая в интернет-магазине или заказывая онлайн (в офлайн) не задумывается над тем, куда делась вся эта пластиковая тара и стекло. И всю ответственность лежит на трех сторонах: производители, маркетплейсы; потребители.

Производитель должен упаковывать свои товары в максимально экологичную тару, которую можно легко сдать на переработку. Мы ответственны за то, куда будет отправляться весь этот мусор и ненужный материал для переработки.