유량계는 식품 가공 기업들이 효율적인 생산을 달성하도록 도와줍니다.

식품 가공 산업에서 효율적인 생산은 단순히 생산 능력을 증가시키고 비용을 절감하는 것을 넘어, 제품 품질의 안정성과 식품 안전 보장과도 밀접하게 연관되어 있다. 식품 산업이 대규모화되고 표준화되면서, 수작업과 경험에 의존하던 전통적인 생산 방식으로는 현대 기업의 요구를 더 이상 충족시킬 수 없게 되었다. 유량계, 정량 제어 장치, 데이터 로거와 같은 자동화 설비는 정밀한 제어와 효율적인 생산을 실현하기 위한 핵심 요소로 자리 잡았다. 본 글에서는 식품 가공 기업이 효율적인 생산을 달성하기 위한 경로를 중심으로, 유량계의 적용 사례, 선택 유형 및 중요성과 더불어 정량 제어 장치와 데이터 로거의 역할, 사용 방법, 핵심 이점에 대해 설명하며, 자동화 설비가 효율적인 식품 가공 생산에서 가지는 핵심 가치를 조명하고자 한다.

1. 제품 적용 시나리오 및 사용 유형, 그리고 유량계가 필요한 구성 요소.

식품 가공은 원료의 전처리와 반제품 가공에서부터 완제품 포장에 이르기까지 여러 단계에서 유체 물질의 운반과 제어를 포함하는 복잡하고 다양한 공정이다. 식품 가공의 핵심 원자재 중 하나인 유체의 흐름 안정성과 정확성은 제품 품질과 생산 효율성에 직접적인 영향을 미친다. 유량계는 유체 흐름을 측정하는 핵심 장비로, 다양한 식품 가공 시나리오에서 널리 사용되며, 서로 다른 시나리오별로 사용 유형과 적용 위치에 상당한 차이가 있다.

1.1 주요 제품 적용 시나리오

식품 가공 산업에서 유량계의 적용 시나리오는 가공되는 제품 유형에 따라 제품 및 공정 단계:

• 음료 가공 시나리오 : 생수, 탄산음료, 과일주스, 차 음료, 유제품 등의 생산 공정을 포함하며, 물, 과즙, 시럽, 우유, 이산화탄소 가스와 같은 유체의 운반 및 비율 조절을 다룹니다.

• 조미료 가공 시나리오 : 간장, 식초, 조리용 주류, 고추장, 토마토 소스 등의 제품 생산을 포함하며, 발효액, 소금물, 당액, 기름, 향신료 추출물과 같은 유체의 계량 및 운반을 다룹니다.

• 곡물 및 식용유 가공 시나리오 : 식용유, 쌀, 밀가루 등의 가공을 포함하며, 원유, 정제유, 물, 증기와 같은 유체의 측정 및 제어를 다룹니다.

• 편의식품 가공 시나리오 : 인스턴트면, 냉동만두, 소시지 등의 제품 생산을 포함하며, 반죽, 속재료, 기름, 소금물, 양념장과 같은 유체의 운반 및 정량 투입을 다룹니다.

• 유제품 가공 시나리오 : 생우유, 우유 원액, 유산균, 당 용액 및 안정제와 같은 유체의 측정 및 배합을 포함하여 우유, 요구르트, 치즈 등의 제품 생산을 다룹니다.

1.2 유량계 사용 유형의 분류

측정 원리와 적용 가능한 유체 종류에 따라 식품 가공 공정에서 일반적으로 사용되는 유량계는 체적식 유량계, 차압식 유량계, 전자기 유량계, 와동식 유량계 등 주요 몇 가지 유형으로 구분할 수 있습니다. 각 유형의 유량계는 측정 정확도, 적용 가능한 매체, 설치 요구사항 측면에서 차이가 있으므로 구체적인 적용 시나리오에 따라 적합한 유형을 선택해야 합니다.

1.3 각 가공 단계에서 유량계가 필요한 구성 요소

식품 가공 상황에 관계없이 유체 원료의 운반, 배합 및 정량 투입을 포함하는 모든 공정은 유량 제어를 위해 유량계의 사용이 필요합니다. 구체적인 적용 사례는 주로 다음의 핵심 단계들을 포함합니다.

• 원자재 투입 단계 : 원자재 창고에서 가공 작업장으로 유체 원자재를 운반할 때, 예를 들어 생수 생산에서 수도물의 투입, 음료 생산에서 과즙 펄프의 운반, 식용유 생산에서 원유의 도입 시 유량계를 통해 사용된 원자재의 양을 정확하게 측정하여 원자재의 낭비나 부족을 방지해야 합니다.

• 배합 혼합 : 식품 가공의 핵심 단계 중 하나로, 다양한 유체 원료를 정확한 비율로 혼합해야 한다. 예를 들어 음료 제조의 경우 시럽, 물, 과즙의 비율을 조절하고, 양념 제품 제조의 경우 소금물, 당액 및 발효액을 혼합할 때 각 원료의 유량을 유량계로 실시간 모니터링하여 정확한 배합을 보장해야 한다.

• 가열/냉각 공정 : 일부 식품 가공 공정은 유제품 살균, 캔 식품 살균, 음료의 살균 처리(Pasteurization)와 같이 공정 온도를 조절하기 위해 증기 가열 또는 냉수 냉각이 필요하다. 증기 또는 냉각수의 유량을 유량계로 측정함으로써 안정적인 가열/냉각 효과를 확보하고 제품 품질을 보장해야 한다.

• 세척 및 소독 공정 : 식품 가공 장비 및 작업장의 세척 및 소독에는 청정수와 소독제와 같은 유체를 사용해야 합니다. 유량계는 세척 용액과 청정수의 사용량을 측정하고, 세척 시간과 비용을 통제하며, 식품 안전 기준에 부합하는 세척 및 소독 효과를 보장하는 데 활용될 수 있습니다.

• 완제품 충진 공정 : 생수, 음료, 간장, 유제품 등의 병 또는 캔 포장 식품 생산 시 각 병/캔의 충진량을 정확하게 조절하기 위해 유량계를 사용하여 제품의 순함량이 국가 기준을 충족하도록 하고, 동시에 충진 효율을 향상시켜야 합니다.

• 폐수 처리 : 식품 가공 과정에서 발생하는 폐수는 배출 전에 처리되어야 합니다. 유량계는 배출되는 폐수의 양과 처리제 주입량을 측정하여 폐수 처리가 관련 기준 및 환경 보호 요건을 만족하는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

2. 어떤 유형의 유량계가 사용되었습니까?

다양한 식품 가공 시나리오와 공정은 유체 매체의 물리적 특성(점도, 온도, 부식성 등), 유량 범위 및 측정 정확도에 따라 서로 다른 요구 사항을 가집니다. 따라서 다양한 유형의 유량계가 필요하게 됩니다. 다음은 특정 적용 사례를 기반으로 각 단계에서 사용되는 유량계의 종류와 선택 기준에 대해 설명합니다.

2.1 음료 가공 시나리오에서 일반적으로 사용되는 유량계

• 전자 자기식 유량계 전도성 유체(예: 물, 과일 주스 및 시럽)의 유량을 측정하는 데 널리 사용됩니다. 이러한 유량계의 장점으로는 높은 측정 정확도, 유체 점도 및 온도 변화에 대한 무감각성, 파이프 내부의 이동 부품이 없어 막히기 쉬운 문제가 적으며 식품 위생 요건을 충족한다는 점이 있습니다. 예를 들어, 생수 생산의 원수 운반 단계에서 전자기 유량계는 상수도의 유량을 정확하게 측정하여 이후 여과 및 소독 공정에 데이터를 제공할 수 있습니다. 과즙 음료의 배합 준비 단계에서는 전자기 유량계가 과즙 농축액과 시럽의 유량을 실시간으로 모니터링함으로써 정확한 배합 비율을 보장할 수 있습니다. 또한 우유류 유체 및 질량 유량 측정이 정밀하게 요구되는 응용 분야에도 적합합니다. 유제품 음료 생산 과정에서 전자기 유량계는 온도와 압력 변화로 인한 체적 유량 오차 없이 우유의 질량 유량을 직접 측정하여 제품 내 영양 성분 비율의 안정성을 확보할 수 있습니다.

• 진동류 유량계 : 이산화탄소 가스의 유량을 측정하는 데 사용된다. 예를 들어, 탄산음료 생산 과정에서 와류 유량계는 음료에 주입되는 이산화탄소의 유량을 정확하게 측정하여 음료의 가스 함량을 제어하고 제품의 맛과 품질을 보장할 수 있다.

2.2 조미료 가공 시나리오에서 일반적으로 사용되는 유량계

• 부피식 유량계 (타원기어 유량계) : 점성이 있는 조미료의 유량 측정에 적합하다. 타원기어 유량계는 유체가 기어를 회전시키는 횟수를 측정하여 유량을 계산한다. 높은 측정 정확도를 제공하며, 유체 점도의 변화에 영향을 받지 않고 구조가 간단하고 유지보수가 용이하다. 간장 생산 과정에서 발효액의 이송 및 최종 제품 병입 단계에서 타원기어 유량계는 유량을 정확하게 측정하여 제품 품질의 안정성을 보장할 수 있다.

• 전자 자기식 유량계 염수 및 당 용액과 같은 전도성 유체의 유량을 측정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 칠리 소스 생산의 재료 혼합 단계에서 전자기 유량계는 염수와 당 용액의 유량을 측정하여 정확한 재료 배합 비율을 보장할 수 있습니다. 식초 생산의 경우, 전자기 유량계는 발효 과정 중 생성되는 유기산 용액의 유량을 모니터링하여 발효 공정 파라미터를 제어할 수 있습니다.

2.3 곡물 및 식용유 가공 시나리오에서 일반적으로 사용되는 유량계

• 부피식 유량계(타원형 기어 유량계) : 원유 및 정제유와 같은 기름진 유체의 유량 측정에 적합합니다. 타원형 기어 유량계는 높은 측정 정확도, 강한 간섭 방지 능력, 긴 수명 등의 장점을 제공합니다. 또한 높은 온도와 압력에서 작동이 가능하여 곡물 및 식용유 가공 분야에서 기름진 유체의 장거리 운반 및 계량에 적합합니다. 예를 들어, 식용유 정제 공정에서 타원형 기어 유량계는 원유의 투입량과 정제유의 배출량을 정확하게 측정하여 비용 산정을 위한 정확한 데이터를 제공할 수 있습니다.

• 진동류 유량계 : 증기의 유량 측정에 사용됩니다. 예를 들어, 곡물 및 식용유 가공의 가열 및 건조 공정에서 와류 유량계는 증기의 유량을 측정하고, 가열 온도와 시간을 제어하여 곡물 및 식용유 제품의 수분 함량이 기준에 부합되도록 보장할 수 있습니다.

2.4 편의식 가공 현장에서 일반적으로 사용되는 유량계

• 전자 자기식 유량계 반죽, 소금물, 소스와 같은 전도성 유체의 유량을 측정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 인스턴트 국수 생산 과정에서 반죽을 이송할 때 전자기 유량계는 실시간으로 반죽의 유량을 모니터링하여 국수의 성형 두께와 품질을 제어할 수 있습니다. 냉동 만두의 충전물을 제조할 때에는 기름 및 소금물과 같은 원료의 유량을 측정하여 충전물의 맛과 풍미를 보장할 수 있습니다.

2.5 폐수 처리에 일반적으로 사용되는 유량계

전자 자기식 유량계 식품 가공 폐수 처리에서 폐수 유량 측정에 일반적으로 사용되며, 부식 저항성이 강하고 측정 범위가 넓으며 폐수의 탁도 영향을 받지 않는다는 장점이 있습니다. 처리제 주입 공정에서는 주입량을 정밀하게 제어하여 폐수 처리 효과를 보장할 수 있습니다.

3. 다양한 상황에서 유량계의 중요성

식품 가공에서 '유량 측정의 눈' 역할을 하는 유량계는 제품 품질 보장, 생산 효율성 향상, 생산 비용 절감, 식품 안전 보장 및 환경 보호 요건 충족 등 다양한 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다. 구체적으로 다음과 같습니다.

3.1 음료 가공 시나리오: 일정한 맛과 품질 보장

음료 제품의 맛과 품질은 원료 배합 비율 및 탄산 함량과 같은 파라미터와 밀접한 관련이 있습니다. 과즙 음료 생산 과정에서 농축과즙과 시럽의 유량 제어가 정확하지 않으면 단맛과 신맛의 균형이 깨져 맛에 영향을 줄 수 있습니다. 탄산음료 생산 시 이산화탄소 유량의 변동은 탄산이 부족하거나 과도하게 포함되는 결과를 초래하여 제품의 경쟁력이 저하될 수 있습니다. 유량계는 실시간 정밀 유량 측정을 통해 원료 배합 비율의 안정성과 탄산 함량의 조절 가능성을 보장함으로써 음료 제품의 일관된 맛과 품질을 유지시켜 줍니다. 또한 병입 공정 중 유량계는 각 병의 정량을 정밀하게 제어하여 내용량 불량으로 인한 시장의 민원 및 경제적 손실을 방지할 수 있습니다.

3.2 조미료 가공 사례: 풍미와 안전성이 기준을 충족하는지 확인

조미료의 맛은 매우 구체적이며 안정적인 기준을 요구한다. 예를 들어, 간장의 짠맛, 식초의 산도, 칠리소스의 매운맛은 모두 원료 배합 비율에 정확히 의존한다. 간장 발효 과정에서 소금물의 유량 조절은 발효 효과와 간장의 짠맛에 직접적인 영향을 미치며, 칠리소스 제조 시 기름과 양념소스의 유량 조절은 제품의 풍미와 유통기한에 영향을 준다. 유량계는 각 액체 원료의 유량을 정밀하게 측정함으로써 배합 비율이 공정 요건을 충족하도록 보장하여 조미료의 맛의 일관성을 유지한다. 또한 유량계를 사용하면 원료의 과잉 투입으로 인한 비용 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 원료 부족으로 인한 제품 품질 저하를 막아 조미료가 식품안전 기준을 만족하도록 한다.

3.3 곡물 및 식용유 가공 분야: 효율성 향상 및 제품 안전성 확보

곡물 및 식용유 가공 과정에서 기름진 유체의 운반과 가열에는 정밀한 유량 제어가 필요합니다. 원유 정제 공정에서 로터리 유량계는 원유의 유입량과 정제된 석유의 유출량을 정확하게 측정하여 원가 계산 및 생산 일정 수립을 지원합니다. 가열 및 건조 단계에서는 와류식 유량계를 사용해 곡물 및 식용유 제품의 수분 함량이 기준에 부합하도록 하여 과도한 수분으로 인한 곰팡이 발생과 부패를 방지하고 제품 안전성을 보장합니다. 또한 유량계의 활용을 통해 기름진 유체의 자동화된 운반을 실현하여 전통적인 수작업을 대체하고, 생산 효율을 높이며 인간의 오류를 줄이고 노동 강도를 낮출 수 있습니다.

3.4 편의식 가공 시나리오: 성형 품질 및 생산 연속성 확보

편의 식품의 생산은 대부분 연속적인 조립 라인에서 이루어지며, 안정적인 유량 제어는 지속적인 생산을 보장하는 데 매우 중요합니다. 인스턴트 국수 생산의 경우 반죽 흐름의 변동이 국수 두께의 불균일과 파손을 초래할 수 있으며, 이는 제품 외관 및 품질에 영향을 미치고 심지어 생산 라인의 정지로 이어질 수 있습니다. 냉동 만두 소의 제조 과정에서는 기름이나 염수와 같은 재료의 유량 불안정으로 인해 소의 수분 함량이 고르지 않게 되어 만두의 포장 효과와 식감에 영향을 줄 수 있습니다. 유량계는 유체의 흐름을 실시간으로 모니터링하고 제어하여 생산 공정의 지속성과 안정성을 확보하고, 유량 변동으로 인한 생산 중단을 줄이며 생산 효율을 향상시킵니다. 동시에 정밀한 유량 제어를 통해 원자재 낭비를 방지하고 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

3.5 폐수 처리 시나리오: 환경 보호 요건 충족 및 처리 비용 감소

점점 더 엄격해지는 환경 규제 속에서 식품 가공 기업의 폐수 처리 준수율은 생존과 발전을 위해 매우 중요해졌습니다. 폐수 처리 과정에서 전자기 유량계는 폐수 유량을 정밀하게 측정하여 공정 매개변수 조정에 필요한 데이터를 제공하고, 처리된 폐수가 배출 기준을 충족하도록 보장합니다. 약품 주입 단계에서는 약품 주입량을 정밀하게 제어하여 과다 투여로 인한 비용 낭비를 방지하고, 부족한 투여로 인한 처리 미달도 예방할 수 있습니다. 유량계의 사용은 기업이 환경 요건을 충족하여 벌금을 피하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 폐수 처리 비용을 절감하고 녹색 발전 수준을 향상시키는 데 기여합니다.

4. 유량계 사용의 중요성

유량계는 다양한 시나리오에서의 특정한 응용을 넘어, 식품 가공 기업의 전반적인 생산 및 운영에서 효율적이고 정확하며 안전한 생산을 달성하기 위한 핵심 보장 수단으로서 중요한 보편적 가치를 지닌다. 그 중요성은 주로 다음의 측면에서 나타난다.

4.1 일관된 제품 품질 보장

식품 품질의 안정성은 기업이 시장 신뢰를 얻기 위해 매우 중요합니다. 유체 원료의 유량을 정밀하게 제어하는 것은 일관된 제품 품질을 보장하는 핵심 요소입니다. 음료 성분, 조미료 발효, 편의 식품 충진 배합 등 어떤 경우에도 유량계는 각 유체 원료의 실시간 유량을 모니터링하고 제어하여 인적 오류나 원료 유동성 변동으로 인한 제품 품질 차이를 방지할 수 있습니다. 정밀한 유량계 측정을 통해 기업은 제품 품질의 표준화된 관리를 달성하고, 서로 다른 로트 간 맛, 향미, 영양 성분의 일관성을 보장함으로써 제품의 시장 경쟁력을 강화할 수 있습니다.

4.2 생산 효율성 및 자동화 수준 향상

전통적인 식품 가공 공정에서 유체 원료의 계량은 종종 수작업으로 추정하거나 부피 측정에 의존하게 되며, 이는 비효율적이고 오류가 발생하기 쉽습니다. 유량계를 도입하면 유체 흐름을 자동화하고 실시간으로 측정할 수 있어 자동화된 생산 라인 및 제어 시스템과 원활하게 통합되며, 생산 공정의 폐쇄 루프 제어를 구현할 수 있습니다. 예를 들어 음료수 병 충전 라인에서 유량계는 유량 데이터를 실시간으로 제어 시스템에 전송하며, 제어 시스템은 사전 설정된 파라미터에 따라 급유 펌프의 속도를 자동으로 조절하여 유량을 안정적으로 유지하므로 수동 개입이 필요하지 않습니다. 이러한 자동 제어 방식은 생산 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 인건비와 작업 강도를 줄여 기업이 전통적인 수작업 중심의 생산 방식에서 현대적인 자동화 생산 방식으로 전환하도록 지원합니다.

4.3 생산 비용 및 자원 낭비 감소

정밀한 유량 측정은 유체 원료의 과다 사용이나 낭비를 효과적으로 방지합니다. 식품 가공 공정에서 원료 비용은 생산 비용에서 상당한 비중을 차지합니다. 부정확한 유량 제어는 원료의 과잉 투입으로 인해 생산 비용 증가 또는 원료 부족으로 인한 제품 품질 저하 및 제품 폐기로 이어질 수 있습니다. 정밀한 유량계 측정 제어를 통해 기업은 생산 과정에서 필요한 원료 사용량을 엄격히 준수하며 낭비를 최소화할 수 있습니다. 동시에 증기 및 냉각수 흐름 제어와 같은 에너지 소비 분야에서 유량계는 기업이 에너지 효율을 최적화하고 에너지 비용을 절감하는 데 도움을 줍니다. 또한 유량계의 사용은 제품 품질 미달로 인한 재작업 및 폐기 손실을 줄여 생산 비용을 추가로 감소시킵니다.

4.4 식품 안전 및 규정 준수 생산 보장

식품 안전은 식품 가공 기업의 생명선이다. 유량계는 식품 안전을 보장하는 데 중요한 역할을 한다. 첫째, 원자재 사용량을 정확하게 측정함으로써 과도한 원자재 사용으로 인한 식품 안전 위험을 방지할 수 있다. 예를 들어 조미료 생산 시 과도한 소금이나 설탕 첨가로 인한 잠재적 건강 위험이 있다. 둘째, 세척 및 소독 공정에서 유량계는 세척제와 물의 사용량을 제어하여 장비와 작업장의 세척 및 소독 효과를 보장하고, 박테리아 및 미생물 잔류를 방지하며 식품 안전 리스크를 줄일 수 있다. 또한 유량계의 측정 데이터는 생산 공정의 중요한 기록 자료로 활용되어 품질 추적성과 규제 당국의 검사를 용이하게 한다. 점점 더 엄격해지는 식품 산업 규제 상황에서 유량계의 사용은 기업이 규제 요건을 충족하고 법규 준수 생산을 달성하며, 위반으로 인한 벌금 및 브랜드 평판 손실을 피하는 데 도움을 준다.

4.5 생산 관리 및 의사결정을 위한 데이터 지원 제공.

유량계는 유량을 측정하는 동시에 유량 데이터를 실시간으로 기록하고 전송할 수 있다. 이러한 데이터는 기업의 생산 관리 및 의사결정에 매우 중요하다. 유량계가 수집한 유량 데이터를 분석함으로써 기업은 생산 공정 각 단계에서의 원자재 소비량과 에너지 사용량을 파악하고, 생산 공정 매개변수를 최적화하며 생산 관리를 개선할 수 있다. 예를 들어, 다양한 시간대의 원자재 유량 데이터를 분석하면 기업은 원자재 조달과 재고 관리를 합리적으로 계획하여 원자재 과잉 보관이나 부족 현상을 방지할 수 있다. 또한 에너지 유량 데이터를 분석함으로써 에너지 소비의 취약점을 식별하고 에너지 절약 및 소비 감소 방안을 마련할 수 있다. 더 나아가 유량 데이터는 생산 비용 산정, 생산 효율 평가 등의 업무에도 활용되어 기업 경영 의사결정에 과학적인 근거를 제공할 수 있다.

5. 정량 제어 박스의 기능, 용도 및 장점

식품 가공 공정에서 정량 투입 및 충진 작업은 유량계의 유량 측정 기능만으로는 정밀한 정량 제어를 달성하기에 부족합니다. 정량 제어 박스는 유량계와 함께 사용되는 핵심 제어 장치로서, 유량계로부터 유량 신호를 수신하고 내장된 제어 알고리즘을 통해 유체 재료의 정밀한 정량 제어를 실현합니다. 이는 식품 가공의 정량 정확도와 자동화 수준을 향상시키기 위한 중요한 장비입니다.

5.1 정량 제어 박스의 기능

• 정밀 정량 제어 : 이는 정량 제어 박스의 핵심 기능입니다. 해당 박스는 목표 정량 값을 미리 설정할 수 있으며 유량계로부터 실시간으로 유량 신호를 수신합니다. 누적 유량이 사전 설정된 값에 도달하면, 자동으로 제어 신호를 보내 공급 펌프나 제어 밸브를 차단함으로써 유체 물질의 정확한 정량 공급 또는 충진을 구현합니다. 예를 들어, 간장 충진 공정에서 한 병당 500ml의 정량 값을 미리 설정할 수 있습니다. 유량계에서 측정된 누적 유량이 500ml에 도달하면, 정량 제어 박스가 자동으로 충진 밸브를 닫아 각 병의 간장 정확한 순수 함량을 보장합니다.

• 생산 공정의 자동 제어 : 정량 제어 박스는 자동화 생산 라인, 이송 펌프, 밸브 및 기타 장비와 연결되어 생산 공정의 자동 제어를 구현할 수 있습니다. 이를 통해 수작업 개입 없이도 정량 이송 및 충진 작업을 완료할 수 있어 생산 효율을 높이고 인적 오류를 줄일 수 있습니다. 예를 들어 음료 원료 혼합 단계에서 정량 제어 박스는 사전 설정된 배합 비율에 따라 다양한 원재료의 이송 펌프 작동과 정지를 순차적으로 제어하여 다수 원재료의 자동 정량 혼합을 달성할 수 있습니다.

• 유량 모니터링 및 이상 경보 : 유량계에서 측정한 순간 유량과 누적 유량을 정량 제어 상자가 실시간으로 표시할 수 있어 운영자가 생산 상태를 모니터링할 수 있습니다. 유량이 비정상적으로 변동하거나 미리 설정된 범위를 초과할 경우, 정량 제어 상자는 자동으로 경보 신호를 발송하여 운영자가 즉시 고장을 진단하고 유량 이상으로 인한 제품 품질 문제나 생산 사고를 방지할 수 있도록 안내합니다.

• 데이터 기록 및 추적 가능성 : 일부 고급 정량 제어 상자에는 데이터 기록 기능이 탑재되어 있어 각 정량 작업의 시간, 정량 값, 실제 유량 등의 데이터를 기록할 수 있으며, 이를 통해 기업이 생산 공정을 추적하고 품질 관리를 할 수 있습니다. 이러한 데이터는 USB 플래시 드라이브로 내보내거나 네트워크를 통해 기업 관리 시스템에 업로드할 수 있어 생산 관리 및 의사결정에 필요한 데이터를 제공합니다.

5.2 정량 제어의 장점 박스

• 높은 정량 정확도 : 정량 제어 장치는 고정밀 제어 알고리즘을 채택하여 유량계의 측정 오차와 액추에이터의 동작 지연을 효과적으로 제거함으로써 고정밀 정량 제어를 실현합니다. 일반적으로 정량 오차는 ±0.5% 이내로 억제할 수 있으며, 수동 정량 측정의 정확도보다 훨씬 높아 식품 가공에서 요구하는 내용량 및 배합 비율의 엄격한 기준을 충족시킬 수 있습니다.

• 생산 효율성 향상 : 정량 제어 박스는 정량 작업을 자동화하여 실시간 수동 모니터링 및 조작이 필요 없도록 하며, 이로 인해 생산 효율성이 크게 향상됩니다. 예를 들어, 대규모 음료 병 충전 라인에서 정량 제어 박스는 분당 수십 개에서 수백 개의 병을 정밀하게 충전할 수 있어 수작업 충전보다 훨씬 높은 효율을 달성합니다. 동시에 자동화된 운영은 인간의 개입으로 인한 생산 중단을 줄여 생산 공정의 지속성을 보장합니다.

• 노무 비용과 강도 감소 : 기존의 정량 작업은 작업자가 유량을 실시간으로 모니터링하고 수동으로 밸브나 펌프를 조작해야 하므로 노동 강도와 비용이 높습니다. 정량 제어 박스의 자동화된 작동은 이러한 수작업을 대체하여 운영 인력 수를 줄이고, 노무 비용과 강도를 낮출 뿐 아니라 인간의 피로로 인한 작업 오류도 방지할 수 있습니다.

• 높은 호환성과 광범위한 적용성 정량 제어 장치는 다양한 유형의 유량계(예: 전자기 유량계, 용적식 유량계, 코리올리스 질량 유량계 등)와 함께 사용할 수 있으며, 물, 기름, 주스, 소스 등의 다양한 종류의 유체 재료에 적합하여 식품 가공의 각 단계에서 요구되는 정량 제어 필요를 충족시킵니다. 또한, 파라미터 설정이 유연하여 다양한 생산 공정 요구 사항에 따라 빠르게 조정할 수 있어 매우 높은 적응성을 제공합니다.

• 생산 관리 향상 : 유량 모니터링 및 데이터 기록 기능을 갖춘 정량 제어 박스를 통해 기업은 실시간으로 생산 공정의 정량 상태를 파악할 수 있어 생산 스케줄링과 품질 관리에 도움이 됩니다. 기록된 데이터를 분석함으로써 기업은 생산 공정 매개변수를 최적화하고 생산 관리의 정밀도를 향상시킬 수 있습니다. 또한, 데이터 기록 기능을 통해 생산 공정의 추적성이 가능해져 품질 감독 및 검사를 위한 대응이 수월해집니다.

6. 데이터 로거의 기능

전체 식품 가공 과정에서 온도, 압력, 유량, 습도와 같은 공정 매개변수의 안정적인 제어는 제품의 품질과 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다. 데이터 로거는 실시간으로 다양한 공정 매개변수를 수집, 기록 및 저장할 수 있는 장치로서, 생산 중 핵심 매개변수의 변화를 종합적으로 모니터링할 수 있으며, 품질 추적성, 공정 최적화 및 규정 준수 생산을 위한 강력한 지원을 제공합니다. 이들은 식품 가공 기업이 생산 관리를 향상시키기 위한 중요한 도구이며, 그 핵심 기능은 주로 다음 측면에서 나타납니다.

6.1 핵심 공정 매개변수의 실시간 수집 및 기록

데이터 로거는 다양한 센서(예: 온도 센서, 압력 센서, 유량계, 습도 센서)에 연결되어 식품 가공의 각 단계에서 핵심 공정 파라미터를 실시간으로 수집하고, 해당 데이터를 장치 내부 또는 클라우드에 디지털 방식으로 저장할 수 있습니다. 예를 들어, 유제품의 살균 공정에서는 데이터 로거가 살균 온도, 살균 시간, 증기 압력 등의 파라미터를 수집하고 기록할 수 있으며, 음료 원료 준비 공정에서는 각 원재료의 유량과 온도를 수집하고 기록할 수 있습니다. 또한 창고 보관 과정에서는 창고 내 온도 및 습도와 같은 파라미터를 수집하고 기록할 수 있습니다. 데이터 로거의 측정 주파수는 공정 요구사항에 따라 조정이 가능하여 파라미터 변화를 포괄적이고 정확하게 캡처함으로써 누락으로 인한 품질 관리 사각지대를 방지할 수 있습니다.

6.2 제품 품질 안정성 및 추적 가능성 확보

식품 가공 산업은 제품 품질 추적성에 대해 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다. 품질 문제가 발생했을 경우, 생산 공정의 각 단계로 신속하게 추적할 수 있어야 하며, 데이터 로거가 기록한 공정 파라미터 데이터는 이러한 품질 추적성의 핵심 근거가 됩니다. 데이터 로거에 저장된 데이터를 분석함으로써 기업은 제품 생산 과정에서의 공정 파라미터 변화를 정확히 재현하고, 품질 문제의 원인을 파악하며 시기적절한 시정 조치를 취할 수 있습니다. 예를 들어, 한 배치의 음료에서 맛이 비정상적으로 나타났을 경우, 해당 배치 생산 과정에서의 농축 과즙 유량, 시럽 유량 및 살균 온도와 같은 파라미터를 데이터 로거를 통해 확인하여 유량 비율의 오차나 온도 제어의 부적절함이 있었는지 조사할 수 있습니다. 동시에 완전한 파라미터 기록은 기업의 생산 공정이 식품 안전 기준을 준수하고 있음을 입증함으로써 소비자의 제품 신뢰도를 높이는 데 기여합니다.

6.3 생산 효율성을 높이기 위해 생산 공정 매개변수를 최적화하십시오.

장기간 데이터 로거가 축적한 생산 공정 파라미터 데이터는 기업이 생산 공정을 최적화하기 위한 귀중한 데이터 분석 기반을 제공한다. 방대한 양의 과거 데이터를 통계적으로 분석함으로써 기업은 생산 공정상의 약점을 파악하고, 공정 파라미터 설정을 개선하여 생산 효율성과 제품 품질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 음료 생산의 서로 다른 배치에서 유량 및 온도와 같은 파라미터와 제품의 맛, 유통기한 간의 관계를 분석함으로써 최적의 원료 배합 비율과 살균 파라미터를 결정하여 제품 품질을 개선할 수 있다. 또한 생산 공정에서의 에너지 소비 파라미터(예: 증기 유량 및 전력 소비)를 분석하여 에너지 사용 계획을 최적화하고 생산 비용을 절감할 수 있다. 더불어 데이터 로거의 실시간 모니터링 기능은 운영자가 공정 파라미터의 비정상적인 변동을 신속하게 감지할 수 있도록 도와주며, 파라미터 편차로 인한 제품 폐기 및 생산 중단을 방지하고 생산 공정의 안정성을 확보할 수 있도록 한다.

6.4 기업의 규정 준수 생산을 지원하고 규제 검사를 대응합니다.

최근 몇 년간 우리나라 식품 산업은 점점 더 엄격해지는 규제를 맞닥뜨리고 있으며, 이는 기업들이 포괄적인 생산 공정 관리 및 품질 추적 시스템을 구축할 것을 요구하고 있습니다. 데이터 로거가 기록한 공정 매개변수 데이터는 규정 준수 생산의 중요한 증거 자료로 활용됩니다. 규제 당국의 검사 시 기업은 완전하고 정확한 매개변수 기록을 제출하여 생산 공정이 식품안전법 및 기타 관련 법령과 표준에 부합함을 입증함으로써, 유효한 기록 미제출로 인한 벌칙을 피할 수 있습니다. 예를 들어 유제품 생산의 경우 관련 표준에서 살균 온도와 시간과 같은 핵심 매개변수를 기록하도록 요구하고 있으며, 데이터 로거의 데이터는 이러한 준수 여부 검사의 직접적인 근거로 사용될 수 있어 기업이 규제 검사를 성공적으로 통과하는 데 도움을 줍니다.

6.5 줄여 인위적인 기록 오류를 줄이고 데이터 신뢰성을 향상시킵니다

기존의 공정 파라미터 기록 방식은 수기로 작성하는 데 의존하고 있어 비효율적일 뿐만 아니라 오기입, 누락 및 조작 가능성이 높아 데이터 신뢰성을 보장하기 어렵습니다. 데이터 로거는 자동화된 수집 및 기록 방식을 사용하여 수동 개입이 필요 없도록 하며, 수기 기록에서 발생할 수 있는 오류를 효과적으로 방지함으로써 데이터의 정확성과 진위성을 확보합니다. 또한 데이터 로거에 저장된 데이터는 변조가 불가능하여 데이터 신뢰성을 더욱 강화하며, 품질 관리 및 규제 감사를 위한 강력한 지원을 제공합니다.

7. 결론

식품 가공 기업의 효율적인 생산은 정밀한 공정 제어에 의존한다. 유량계, 정량 제어 장치, 데이터 로거와 같은 자동화 설비는 공정 제어를 위한 핵심 도구로서 제품 품질 보장, 생산 효율 향상, 생산 비용 절감 및 식품 안전과 규정 준수 생산을 보장하는 데 있어 대체 불가능한 역할을 한다. 유량계는 각 생산 단계에서의 유량 제어를 위한 기본 데이터를 제공하며, 정량 제어 장치는 액체 원료의 자동화되고 정밀한 정량을 가능하게 하고, 데이터 로거는 생산 공정의 주요 파라미터를 종합적으로 모니터링하고 기록한다. 이 세 가지 구성 요소는 상호 협력하여 식품 가공 공정을 위한 폐쇄 루프 제어 시스템을 형성한다.

식품 산업이 대규모화, 표준화, 지능화된 생산을 향해 발전해 나가고 있는 가운데, 기업들은 이러한 자동화 설비의 중요성을 충분히 인식해야 한다. 각 기업은 자체 생산 환경과 공정 요구 사항을 기반으로 관련 장비를 합리적으로 선정하고 적용함으로써 생산 공정의 자동화 수준과 정밀 관리 수준을 지속적으로 향상시켜야 한다. 설비 구성과 공정 파라미터를 지속적으로 최적화함으로써 기업은 효율적인 생산을 달성할 뿐만 아니라 제품의 시장 경쟁력을 강화하고 점점 더 치열해지는 시장 경쟁에서 우위를 점할 수 있으며, 동시에 식품 안전 보장에 기여할 수 있다.