Przepływomierze pomagają przedsiębiorstwom przetwórstwa spożywczego w osiąganiu efektywnej produkcji.

W przemyśle spożywczym efektywna produkcja oznacza nie tylko zwiększoną wydajność i obniżone koszty, ale jest również ściśle związana ze stabilnością jakości produktów oraz zapewnieniem bezpieczeństwa żywności. Wraz z dużą skalą i standaryzacją rozwoju przemysłu spożywczego, tradycyjne modele produkcji oparte na doświadczeniu ręcznym nie są już wystarczające, by spełnić potrzeby przedsiębiorstw nowoczesnych. Automatyczne urządzenia, takie jak przepływomierze, sterowniki dawkowania oraz rejestrary danych, stały się kluczowym wsparciem dla firm dążących do precyzyjnej kontroli i efektywnej produkcji. Niniejszy artykuł koncentruje się na drodze do osiągnięcia efektywnej produkcji w przedsiębiorstwach przetwórstwa żywności, podkreślając scenariusze zastosowań, dobór typów i znaczenie przepływomierzy, a także rolę, metody użytkowania i podstawowe zalety sterowników dawkowania i rejestratorów danych, ujawniając kluczową wartość sprzętu automatycznego w efektywnej produkcji przetwórstwa żywności.

1. Zastosowania produktów i typy użycia oraz które komponenty wymagają przepływomierzy.

Przetwórstwo spożywcze to złożony i różnorodny proces, obejmujący transport i kontrolę materiałów ciekłych na wielu etapach, od wstępnego przygotowania surowców przez przetwarzanie półproduktów po pakowanie gotowych wyrobów. Jako jeden z podstawowych surowców w przetwórstwie spożywczym, stabilność i dokładność przepływu cieczy bezpośrednio wpływa na jakość produktu i efektywność produkcji. Przepływomierze, jako kluczowe urządzenia do pomiaru przepływu cieczy, są szeroko stosowane w różnych scenariuszach przetwórstwa spożywczego, przy czym występują istotne różnice w typach zastosowań i lokalizacjach w zależności od danego scenariusza.

1.1 Główne scenariusze zastosowania produktów

Zastosowania przepływomierzy w przemyśle spożywczym można podzielić według rodzajów przetwarzanych pRODUKTY i etapów procesu:

• Scenariusze przetwarzania napojów : obejmujące procesy produkcji wody butelkowanej, napojów gazowanych, soków owocowych, napojów herbaty, produktów mlecznych itp., związane z transportem i dawkowaniem płynów takich jak woda, soki owocowe, syropy, mleko oraz gaz dwutlenek węgla.

• Scenariusze przetwarzania przypraw : w tym produkcja produktów takich jak sos sojowy, ocet, wino kuchenne, pasta chili oraz sos pomidorowy, obejmujących dawkowanie i transport płynów takich jak ciecz fermentacyjna, roztwór solanki, roztwór cukrowy, olej oraz ekstrakt przyprawowy.

• Scenariusze przetwarzania zbóż i tłuszczów : obejmujące przetwarzanie produktów takich jak oleje spożywcze, ryż i mąka, związane z pomiarem i kontrolą płynów takich jak ropa naftowa, olej rafinowany, woda i para wodna.

• Scenariusze przetwarzania żywności gotowej : w tym produkcja produktów takich jak makarony instant, zamrożone pierogi oraz kiełbasy, obejmujących transport i dawkowanie płynów takich jak ciasto, farszy, oleje, roztwory solanki oraz sosy przyprawowe.

• Scenariusze przetwórstwa mleczarskiego : obejmujące produkcję produktów takich jak mleko, jogurt i ser, związane z pomiarem i dawkowaniem cieczy takich jak mleko świeże, ciecz mleczna, kultura starterowa, roztwór cukrowy oraz stabilizator.

1.2 Klasyfikacja typów zastosowania przepływomierzy

W oparciu o ich zasadę pomiaru oraz rodzaje stosowanych cieczy, przepływomierze powszechnie używane w przetwórstwie żywności można podzielić na kilka głównych typów, w tym przepływomierze objętościowe, przepływomierze ciśnienia różnicowego, przepływomierze elektromagnetyczne oraz przepływomierze wirowe. Różne typy przepływomierzy różnią się dokładnością pomiaru, rodzajem medium oraz wymaganiami dotyczącymi instalacji; dlatego też należy dobrać odpowiedni typ w zależności od konkretnego scenariusza zastosowania.

1.3 Komponenty wymagające przepływomierzy na każdym etapie przetwarzania

Niezależnie od scenariusza przetwórstwa żywnościowego, każdy proces obejmujący transport, dawkowanie i ilościowe dodawanie materiałów ciekłych wymaga stosowania przepływomierzy do regulacji przepływu. Konkretne zastosowania obejmują głównie następujące kluczowe etapy:

• Etap wprowadzania surowców : Gdy magazyny surowców transportują płynne surowce do warsztatów produkcyjnych, na przykład dopływ wody sieciowej w produkcji wody butelkowanej, transport pulpy owocowej w produkcji napojów czy wprowadzanie ropy naftowej w produkcji olejów spożywczych, konieczne jest dokładne pomiar ilości wykorzystywanych surowców za pomocą przepływomierzy, aby uniknąć marnotrawstwa lub braku surowców.

• Mieszanie składników : Jednym z podstawowych etapów przetwórstwa spożywczego jest mieszanie różnych płynnych surowców w dokładnych proporcjach. Na przykład w produkcji napojów wymagane jest odpowiednie stosowanie syropu, wody i soku owocowego, a w produkcji przypraw – mieszanie roztworu solanki, cukru oraz cieczy fermentacyjnej. Wymaga to ciągłego monitorowania natężenia przepływu poszczególnych surowców za pomocą przepływomierzy, aby zapewnić dokładne proporcje.

• Proces grzania/chłodzenia : Niektóre procesy przetwórstwa spożywczego wymagają ogrzewania parą lub chłodzenia wodą zimną w celu kontrolowania temperatury procesu, na przykład sterylizacja produktów mlecznych, konserw, czy pasteryzacja napojów. Do pomiaru przepływu pary lub wody chłodzącej konieczne są przepływomierze, które gwarantują stabilny efekt grzania/chłodzenia oraz jakość produktu.

• Proces czyszczenia i dezynfekcji : Czyszczenie i dezynfekcja sprzętu oraz warsztatów przetwórstwa spożywczego wymaga użycia cieczy, takich jak woda czysta i środki dezynfekcyjne. Czujniki przepływu mogą być wykorzystywane do pomiaru ilości używanego roztworu czyszczącego i wody czystej, kontroli czasu i kosztów czyszczenia oraz zapewnienia, że skuteczność czyszczenia i dezynfekcji spełnia standardy bezpieczeństwa żywności.

• Proces dozowania produktu gotowego : W produkcji żywności butelkowanej i puszkowanej, takiej jak woda butelkowana, napoje, sos sojowy czy produkty mleczne, konieczne jest użycie mierników przepływu do dokładnej kontroli objętości napełnienia każdej butelki/puszki, aby zagwarantować, że zawartość netto produktu spełnia normy krajowe, jednocześnie zwiększając efektywność napełniania.

• Oczyszczanie ścieków : Ścieki powstające w procesie przetwórstwa spożywczego muszą zostać poddane oczyszczeniu przed odprowadzeniem. Czujniki przepływu mogą służyć do pomiaru ilości odprowadzanych ścieków oraz ilości dodawanych środków oczyszczających, zapewniając zgodność procesu oczyszczania ze standardami i wymaganiami ochrony środowiska.

2. Jaki rodzaj przepływomierza został użyty?

Różne scenariusze i procesy przetwórstwa żywnościowe mają odmienne wymagania dotyczące właściwości fizycznych (takich jak lepkość, temperatura i żrącość), zakresu przepływu oraz dokładności pomiaru ośrodka ciekłego. Dlatego potrzebne są różne typy przepływomierzy. Poniżej szczegółowo omówiono rodzaje przepływomierzy stosowanych na każdym etapie oraz kryteria ich doboru, w oparciu o konkretne scenariusze zastosowań:

2.1 Najczęściej stosowane przepływomierze w scenariuszach przetwórstwa napojów

• Elektryczne przepływomierze magnetyczne są powszechnie stosowane do pomiaru przepływu cieczy przewodzących, takich jak woda, sok owocowy i syrop. Ich zalety to wysoka dokładność pomiaru, niewrażliwość na zmiany lepkości i temperatury cieczy oraz brak ruchomych części wewnątrz rury, co czyni je mniej podatnymi na zatykanie się i spełnia wymagania higieny żywności. Na przykład, na etapie transportu surowej wody w produkcji wody butelkowanej, przepływomierze elektromagnetyczne mogą dokładnie mierzyć natężenie przepływu wody z kranu, dostarczając danych do kolejnych procesów filtracji i dezynfekcji. Na etapie przygotowania składników napojów owocowych, przepływomierze elektromagnetyczne mogą monitorować w czasie rzeczywistym przepływ koncentratu soku owocowego i syropu, zapewniając dokładne dawkowanie. Są również odpowiednie do płynów mlecznych i scenariuszy wymagających precyzyjnego pomiaru natężenia przepływu masowego. W produkcji napojów mlecznych, na przykład, przepływomierze elektromagnetyczne mogą bezpośrednio mierzyć natężenie przepływu masowego mleka, unikając błędów objętościowych spowodowanych zmianami temperatury i ciśnienia oraz zapewniając stabilne proporcje składników odżywczych w produkcie.

• Przepływomierz wirów : Służy do pomiaru strumienia przepływu gazu dwutlenku węgla. Na przykład w produkcji napojów gazowanych, przepływomierz wirowy może dokładnie zmierzyć strumień przepływu dwutlenku węgla wprowadzanego do napoju, kontrolować zawartość gazu w napoju oraz zapewnić smak i jakość produktu.

2.2 Powszechnie stosowane przepływomierze w scenariuszach przetwarzania przypraw

• Przepływomierz objętościowy (przepływomierz o kołach eliptycznych) : Nadaje się do pomiaru strumienia przepływu lepkich przypraw. Przepływomierz o kołach eliptycznych wylicza strumień przepływu na podstawie liczby obrotów kół napędzanych przez ciecz. Charakteryzuje się wysoką dokładnością pomiaru, nie jest wrażliwy na zmiany lepkości cieczy, a także ma prostą konstrukcję i łatwą konserwację. W etapach transportu płynu fermentacyjnego i rozlewu gotowego produktu w produkcji sosu sojowego, przepływomierz o kołach eliptycznych może dokładnie zmierzyć strumień przepływu, zapewniając stabilną jakość produktu.

• Elektryczne przepływomierze magnetyczne służą do pomiaru natężenia przepływu cieczy przewodzących, takich jak roztwory solankowe i cukrowe. Na przykład, na etapie mieszania składników podczas produkcji sosu chili, przepływomierze elektromagnetyczne mogą mierzyć natężenie przepływu roztworów solankowych i cukrowych, zapewniając dokładne proporcje składników; w produkcji octu przepływomierze elektromagnetyczne mogą monitorować natężenie przepływu roztworów kwasów organicznych powstających podczas fermentacji, umożliwiając kontrolę parametrów procesu fermentacji.

2.3 Najczęściej stosowane przepływomierze w procesach przetwarzania zbożowo-olejowych

• Przepływomierze objętościowe (przepływomierze o eliptycznych kołach zębatych) : Nadaje się do pomiaru natężenia przepływu cieczy oleistych, takich jak ropa naftowa i oleje rafinowane. Przepływomierze o kołach eliptycznych oferują korzyści, takie jak wysoka dokładność pomiaru, silne możliwości wykrywania zakłóceń oraz długotrwała żywotność. Mogą pracować w wyższych temperaturach i pod większym ciśnieniem, co czyni je odpowiednimi do dalekobieżnego transportu i dawkowania cieczy oleistych w przetwórstwie zbożowo-olejarskim. Na przykład w procesie rafinacji olejów spożywczych przepływomierze o kołach eliptycznych mogą dokładnie mierzyć ilość wprowadzanej ropy oraz ilość uzyskiwanego oleju rafinowanego, dostarczając precyzyjnych danych do kalkulacji kosztów.

• Przepływomierz wirów : Służy do pomiaru natężenia przepływu pary wodnej. Na przykład w procesie grzania i suszenia w przemyśle zbożowo-olejarskim przepływomierz wirowy może mierzyć natężenie przepływu pary, kontrolować temperaturę i czas ogrzewania oraz zapewniać odpowiednią zawartość wilgoci w produktach zbożowo-olejarskich zgodnie ze standardami.

2.4 Często używane przepływomierze w scenariuszach przetwórstwa żywności szybko przygotowywanej

• Elektryczne przepływomierze magnetyczne służą do pomiaru przepływu cieczy przewodzących, takich jak ciasto, rassół czy sosy. Na przykład w procesie transportowania ciasta podczas produkcji makaronu instant mierniki przepływu elektromagnetycznego mogą monitorować natężenie przepływu ciasta w czasie rzeczywistym, aby kontrolować grubość formowania i jakość makaronu; przy przygotowywaniu nadzienia do mrożonych pierogów mierniki przepływu elektromagnetycznego mogą zmierzyć natężenie przepływu surowców takich jak olej czy rassół, aby zagwarantować smak i aromat nadzienia.

2.5 Powszechnie stosowane przepływomierze w oczyszczalniach ścieków

Elektryczne przepływomierze magnetyczne są powszechnie stosowane do pomiaru przepływu ścieków w oczyszczalniach ścieków z przetwórstwa spożywczego, ponieważ charakteryzują się dużą odpornością na korozję, szerokim zakresem pomiarowym oraz nie są wpływowane przez mętność ścieków. W procesie dodawania środków chemicznych można dokładnie kontrolować ilość dodawanego środka, zapewniając skuteczność oczyszczania ścieków.

3. Znaczenie przepływomierzy w różnych sytuacjach

Jako „oczka przepływu” w przetwórstwie żywności, przepływomierze odgrywają ważną rolę w różnych zastosowaniach, przede wszystkim w zapewnianiu jakości produktu, poprawie efektywności produkcji, redukcji kosztów wytwarzania, zapewnieniu bezpieczeństwa żywności oraz spełnianiu wymagań ochrony środowiska. Konkretnie:

3.1 Scenariusz przetwarzania napojów: Zapewnienie stabilnego smaku i jakości

Smak i jakość produktów spożywczych są ściśle powiązane z parametrami takimi jak proporcje surowców i zawartość gazowania. W produkcji soków owocowych niedokładna kontrola przepływu koncentratu soku owocowego i syropu może prowadzić do niezrównoważenia słodyczy i kwasowości, co wpływa na smak. W produkcji napojów gazowanych wahania przepływu dwutlenku węgla mogą skutkować niedostatecznym lub nadmiernym natlenieniem, co zmniejsza konkurencyjność produktu. Czujniki przepływu dzięki pomiarom rzeczywistym i precyzyjnym zapewniają stabilne proporcje surowców oraz kontrolowaną zawartość gazowania, gwarantując tym samym spójny smak i jakość produktów spożywczych. Ponadto podczas procesu butelkowania mierniki przepływu mogą dokładnie kontrolować zawartość netto każdej butelki, zapobiegając reklamacjom rynkowym i stratom ekonomicznym wynikającym z niewłaściwej zawartości netto.

3.2 Scenariusze przetwarzania przypraw: Zapewnienie smaku i bezpieczeństwa zgodnych ze standardami

Smak przypraw wymaga bardzo konkretnych i stabilnych ustawień. Na przykład intensywność słoności sosu sojowego, kwasowość octu czy ostrość sosu z chili zależą od dokładnego stosunku surowców. Podczas fermentacji sosu sojowego kontrola przepływu roztworu soli bezpośrednio wpływa na efekt fermentacji oraz poziom słoności sosu; w produkcji sosu chili regulacja przepływu oleju i mieszanki przypraw wpływają na smak produktu oraz jego trwałość. Czujniki przepływu, poprzez dokładne mierzenie ilości każdego płynnego surowca, zapewniają odpowiedni skład surowców zgodny z wymaganiami procesu technologicznego, gwarantując stabilność smaku przyprawy. Co więcej, zastosowanie mierników przepływu pozwala uniknąć marnotrawstwa kosztów spowodowanego nadmiernym dodawaniem surowców, a także zapobiega obniżeniu jakości produktu z powodu niedoboru surowców, co zagwarantowuje zgodność przypraw ze standardami bezpieczeństwa żywności.

3.3 Scenariusz przetwórstwa zbóż i olejów: Poprawa efektywności i zapewnienie bezpieczeństwa produktu

W przetwarzaniu zbożowo-olejowym transport i ogrzewanie cieczy oleistych wymagają precyzyjnej kontroli przepływu. W rafinacji ropy naftowej przepływomierze obrotowe dokładnie mierzą ilość wprowadzanej ropy naftowej oraz wydajność rafinowanego oleju, co ułatwia rozliczanie kosztów i planowanie produkcji. Na etapie ogrzewania i suszenia przepływomierze wirowe zapewniają odpowiednią zawartość wilgoci w produktach zbożowo-olejowych zgodnie z normami, zapobiegając pleśnie i psuciu się produktów spowodowanym nadmierną wilgotnością oraz gwarantując bezpieczeństwo produktów. Ponadto stosowanie przepływomierzy umożliwia automatyczny transport cieczy oleistych, zastępując tradycyjne metody ręczne, poprawia efektywność produkcji, redukuje błędy ludzkie i zmniejsza intensywność pracy.

3.4 Scenariusz przetwórstwa żywności gotowej: Zapewnienie jakości formowania i ciągłości produkcji

Produkcja żywności przetworzonej odbywa się głównie na ciągłych liniach montażowych, a stabilna kontrola przepływu jest kluczowa dla zapewnienia ciągłości produkcji. W przypadku produkcji makaronu instant wahania przepływu ciasta mogą prowadzić do nierównej grubości nitek i ich pęknięć, co wpływa na wygląd i jakość produktu, a nawet może powodować zatrzymanie linii produkcyjnej. Przy przygotowywaniu nadziewania do mrożonych pierogów niestabilne natężenia przepływu składników takich jak olej czy roztwór solny mogą skutkować nierównomierną wilgotnością nadzienia, wpływając na efekt ubytkowania i fakturę produktu. Czujniki przepływu monitorują i kontrolują przepływ cieczy w czasie rzeczywistym, zapewniając ciągłość i stabilność procesu produkcyjnego, zmniejszając przerwy w produkcji spowodowane fluktuacjami przepływu oraz poprawiając wydajność produkcji. Jednocześnie precyzyjna kontrola przepływu pozwala uniknąć marnotrawstwa surowców i obniżyć koszty produkcji.

3.5 Scenariusz oczyszczania ścieków: spełnianie wymagań ochrony środowiska i redukcja kosztów oczyszczania

Ze względu na coraz bardziej rygorystyczne przepisy środowiskowe, wskaźnik zgodności oczyszczania ścieków przez przedsiębiorstwa przetwórstwa spożywczego stał się kluczowy dla ich przetrwania i rozwoju. W procesie oczyszczania ścieków przepływomierze elektromagnetyczne zapewniają dokładny pomiar przepływu ścieków, dostarczając danych wspierających regulację parametrów procesu oraz gwarantując, że oczyszczone ścieki spełniają normy odprowadzania. Na etapie dawkowania chemikaliów umożliwiają precyzyjną kontrolę dawek, unikając marnotrawstwa kosztów spowodowanego nadmiernym dawkowaniem oraz zapobiegając niewystarczającej jakości oczyszczania wynikającej z niedostatecznego dawkowania. Wykorzystanie przepływomierzy nie tylko pomaga przedsiębiorstwom spełniać wymagania środowiskowe i unikać kar, ale także redukuje koszty oczyszczania ścieków oraz podnosi poziom ich zrównoważonego rozwoju.

4. Znaczenie stosowania przepływomierzy

Ponadto przepływomierze mają duże i uniwersalne znaczenie w całokształcie produkcji i działalności przedsiębiorstw przetwórstwa spożywczego, stanowiąc podstawową gwarancję efektywnej, precyzyjnej i bezpiecznej produkcji. Ich znaczenie odzwierciedla się przede wszystkim w następujących aspektach:

4.1 Zapewnienie stałej jakości produktu

Stabilność jakości produktów spożywczych jest kluczowa dla zdobycia zaufania rynkowego przez przedsiębiorstwa. Precyzyjna kontrola przepływu ciekłych surowców to podstawowy element zapewnienia stałej jakości produktu. Niezależnie od tego, czy chodzi o składniki napojów, fermentację przypraw czy formułę wypełniającą żywność przetworzoną, przepływomierze mogą monitorować i kontrolować ilość każdego ciekłego surowca w czasie rzeczywistym, unikając różnic jakości produktów spowodowanych błędami ludzkimi lub fluktuacjami przepływu surowców. Dzięki dokładnym pomiarom przepływomierzy firmy mogą osiągnąć standaryzowaną kontrolę jakości produktów, zapewniając spójność smaku, aromatu i składników odżywczych w różnych partiach, co zwiększa konkurencyjność produktu na rynku.

4.2 Poprawa efektywności produkcji i poziomu automatyzacji

W tradycyjnej przetwórstwie żywności pomiar płynnych surowców często opiera się na szacowaniach ręcznych lub pomiarze objętości, co jest niewydajne i podatne na błędy. Zastosowanie przepływomierzy umożliwia automatyczny, ciągły pomiar przepływu cieczy, umożliwiając bezproblemową integrację z automatycznymi liniami produkcyjnymi i systemami sterowania w celu osiągnięcia zamkniętego cyklu kontroli procesu produkcyjnego. Na przykład w linii butelkowania napojów, przepływomierz może przesyłać dane dotyczące przepływu do systemu sterowania w czasie rzeczywistym. System ten automatycznie dostosowuje prędkość pompy tłoczącej na podstawie ustawionych parametrów, zapewniając stabilny przepływ bez konieczności ingerencji człowieka. Taki sposób automatycznego sterowania nie tylko zwiększa wydajność produkcji, ale także redukuje koszty pracy oraz jej intensywność, wspierając przedsiębiorstwa w transformacji od tradycyjnej produkcji ręcznej do nowoczesnej produkcji zautomatyzowanej.

4.3 Redukcja kosztów produkcji i marnowania zasobów

Precyzyjne dawkowanie przepływu skutecznie zapobiega nadmiernemu wykorzystaniu lub marnowaniu płynnych surowców. W przetwórstwie żywności, koszty surowców stanowią znaczącą część całkowitych kosztów produkcji. Nieprecyzyjna kontrola przepływu może prowadzić do nadmiernej dodatki surowców, zwiększając koszty produkcji, bądź do niedostatecznej ilości surowców, co wpływa na jakość produktu i powoduje jego brakowanie. Dzięki precyzyjnej kontroli przepływu, firmy mogą ściśle przestrzegać wymaganej ilości zużycia surowców podczas produkcji, minimalizując marnotrawstwo. Jednocześnie w obszarach zużycia energii, takich jak kontrola przepływu pary czy wody chłodniczej, przepływomierze pomagają firmom zoptymalizować efektywność energetyczną i obniżyć koszty energii. Dodatkowo, stosowanie przepływomierzy redukuje straty związane z przeróbką i brakowaniem produktów o niezadowalającej jakości, dalszym obniżając koszty produkcji.

4.4 Zapewnienie bezpieczeństwa żywności i zgodnej produkcji

Bezpieczeństwo żywności jest podstawą przedsiębiorstw przetwórstwa spożywczego. Przepływomierze odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa żywności: z jednej strony dzięki dokładnemu pomiarowi ilości wykorzystywanych surowców mogą one zapobiegać zagrożeniom dla bezpieczeństwa żywności wynikającym z nadmiaru surowców, takim jak potencjalne ryzyko zdrowotne związane z nadmierną ilością soli czy cukru dodawanych podczas produkcji przypraw; z drugiej strony w procesie czyszczenia i dezynfekcji przepływomierze pozwalają kontrolować ilość środka czyszczącego i wody, zapewniając skuteczność czyszczenia i dezynfekcji urządzeń oraz hal produkcyjnych, unikając pozostałości bakterii i mikroorganizmów oraz zmniejszając ryzyko związane z bezpieczeństwem żywności. Ponadto dane pomiarowe pochodzące z przepływomierzy mogą stanowić ważne dokumenty procesu produkcyjnego, ułatwiając śledzenie jakości i inspekcje regulacyjne. W kontekście coraz bardziej rygorystycznych przepisów dotyczących branży spożywczej wykorzystanie przepływomierzy może pomóc przedsiębiorstwom w spełnieniu wymogów regulacyjnych, osiągnięciu zgodności produkcji oraz uniknięciu kar i szkód dla wizerunku marki spowodowanych naruszeniami.

4.5 Udziel wsparcia w postaci danych dla zarządzania produkcją i podejmowania decyzji.

Czujniki przepływu, mierząc natężenie przepływu, mogą rejestrować i przesyłać dane dotyczące przepływu w czasie rzeczywistym. Dane te są kluczowe dla zarządzania produkcją i podejmowania decyzji w przedsiębiorstwach. Analizując dane dotyczące przepływu gromadzone przez czujniki, przedsiębiorstwa mogą ocenić zużycie surowców oraz wykorzystanie energii na każdym etapie produkcji, optymalizować parametry procesu produkcyjnego i poprawiać zarządzanie produkcją. Na przykład analiza danych dotyczących przepływu surowców w różnych okresach czasu pozwala na racjonalne planowanie zakupów i zarządzania zapasami, unikając nadmiernego nagromadzenia materiałów lub ich braku; analiza danych dotyczących przepływu energii pozwala wykryć miejsca jej nadmiernego zużycia i opracować środki oszczędzania energii oraz redukcji zużycia. Ponadto dane dotyczące przepływu mogą być również wykorzystywane do kalkulacji kosztów produkcji, oceny efektywności produkcji i innych zadań, dostarczając naukowej podstawy do decyzji biznesowych przedsiębiorstw.

5. Funkcja, zastosowanie i zalety skrzynki sterującej dawkowaniem

W przetwórstwie żywności, w tym przy dawkowaniu i napełnianiu, samodzielna funkcja pomiaru przepływu przepływomierza nie wystarcza do osiągnięcia precyzyjnej kontroli dawkowania. Skrzynka sterująca dawkowaniem, jako podstawowe urządzenie sterujące współpracujące z przepływomierzem, odbiera sygnał przepływu z przepływomierza i przy użyciu wbudowanego algorytmu sterowania realizuje dokładną kontrolę dawkowania materiałów ciekłych. Jest to istotne urządzenie służące poprawie dokładności dawkowania oraz poziomu automatyzacji w przetwórstwie żywności.

5.1 Funkcja skrzynki sterującej dawkowaniem

• Precyzyjna kontrola dawkowania : To jest podstawowa funkcja sterownika dozującego. Urządzenie może mieć ustawione wartości docelowe oraz odbierać w czasie rzeczywistym sygnały przepływu z przepływomierza. Gdy łączny przepływ osiągnie zaprogramowaną wartość, automatycznie wysyła sygnał sterujący do wyłączenia pompy dozującej lub zaworu sterującego, umożliwiając precyzyjne dawkowanie lub napełnianie materiałów ciekłych. Na przykład w procesie rozlewu sosu sojowego ustawia się wartość dawkowania na 500 ml na butelkę. Gdy łączny przepływ zmierzony przez przepływomierz osiągnie 500 ml, sterownik dozujący automatycznie zamyka zawór napełniający, zapewniając dokładną zawartość netto każdej butelki sosu sojowego.

• Automatyzacja procesu produkcyjnego : Skrzynka sterowania dawkowaniem może być połączona z automatycznymi liniami produkcyjnymi, pompami transportującymi, zaworami i innym sprzętem w celu osiągnięcia automatycznej kontroli procesu produkcyjnego. Może ona wykonywać operacje dawkowania i wypełniania bez ingerencji człowieka, co zwiększa efektywność produkcji i zmniejsza błędy ludzkie. Na przykład na etapie mieszania składników napojów skrzynka sterowania dawkowaniem może sekwencyjnie kontrolować uruchamianie i zatrzymywanie pomp transportujących różne surowce zgodnie z ustalonymi proporcjami receptury, umożliwiając automatyczne dawkowanie i mieszanie wielu surowców.

• Monitorowanie przepływu i alarm anomalii : Wskaźnik ilościowy może wyświetlać w czasie rzeczywistym przepływ chwilowy i przepływ skumulowany mierzony przez przepływomierz, umożliwiając operatorom monitorowanie stanu produkcji. Gdy natężenie przepływu ulega niestandardowym wahaniom lub przekracza ustawiony zakres, wskaźnik ilościowy automatycznie wysyła sygnał alarmowy, przypominając operatorom o niezwłocznym usunięciu usterki oraz zapobieganiu problemom z jakością produktu lub awariom produkcyjnym spowodowanym niestandardowym przepływem.

• Rejestracja danych i śledzenie : Niektóre zaawansowane wskaźniki ilościowe są wyposażone w funkcję rejestrowania danych, która pozwala zapisywać informacje takie jak czas, wartość dawkowania oraz rzeczywista wartość przepływu dla każdej operacji dawkowania, ułatwiając przedsiębiorstwom śledzenie procesu produkcyjnego i kontrolę jakości. Dane te mogą być eksportowane za pomocą pendrive’a USB lub przesyłane do systemu zarządzania przedsiębiorstwem poprzez sieć, dostarczając wsparcia danych dla zarządzania produkcją i podejmowania decyzji.

5.2 Zalety sterowania dawkowania pudełko

• Wysoka dokładność ilościowa : Skrzynka sterująca ilościowo wykorzystuje algorytm sterowania o wysokiej precyzji, który skutecznie eliminuje błąd pomiaru przepływomierza oraz opóźnienie działania aktuatora, osiągając sterowanie ilościowe z wysoką dokładnością. Błąd dawkowania można zazwyczaj kontrolować w granicach ±0,5%, co jest znacznie wyższe niż dokładność ręcznego dawkowania i spełnia rygorystyczne wymagania przetwórstwa żywnościowego dotyczące zawartości netto oraz proporcji składników.

• Poprawa efektywności produkcji : Automatyczna skrzynka dozująca umożliwia automatyzację operacji dawkowania, eliminując konieczność ciągłego ręcznego monitorowania i obsługi, co znacząco poprawia wydajność produkcji. Na przykład w masowych liniach napełniania napojami skrzynka dozująca może precyzyjnie napełnić dziesiątki, a nawet setki butelek na minutę, osiągając wydajność znacznie przewyższającą możliwości napełniania ręcznego. Jednocześnie automatyzacja zmniejsza przerwy produkcyjne spowodowane ingerencją człowieka, zapewniając ciągłość procesu produkcyjnego.

• Redukcja kosztów pracy i obciążeń : Tradycyjne operacje dawkowania wymagają od operatorów ciągłego monitorowania natężenia przepływu oraz ręcznego sterowania zaworami lub pompami, co wiąże się z dużym obciążeniem pracą i wysokimi kosztami. Automatyczna obsługa skrzynek dozujących może zastąpić pracę ludzką, zmniejszając liczbę operatorów, obniżając koszty i obciążenia związane z pracą, a także unikając błędów operacyjnych spowodowanych zmęczeniem personelu.

• Wysoka kompatybilność i szeroki zakres zastosowań : Skrzynka sterująca ilościowo może być używana z różnymi typami przepływomierzy (takimi jak przepływomierze elektromagnetyczne, objętościowe, masowe Coriolisa itp.) i nadaje się do różnych rodzajów materiałów ciekłych (takich jak woda, olej, sok, sosy itp.), spełniając potrzeby kontroli dawkowania na różnych etapach przetwórstwa żywności. Co więcej, ustawienia parametrów są elastyczne i mogą być szybko dostosowane do różnych wymagań procesów produkcyjnych, co czyni ją wysoce przystosowaną.

• Poprawa zarządzania produkcją : Funkcje monitorowania przepływu i rejestrowania danych w skrzynce dozującej pozwalają przedsiębiorstwom na bieżąco kontrolować ilościowe parametry procesu produkcyjnego, ułatwiając planowanie produkcji oraz kontrolę jakości. Poprzez analizę zarejestrowanych danych możliwe jest optymalizowanie parametrów procesu produkcyjnego oraz poprawa precyzji zarządzania produkcją. Dodatkowo funkcja rejestrowania danych umożliwia śledzenie przebiegu procesu produkcyjnego, co ułatwia reagowanie na nadzór jakościowy oraz inspekcje.

6. Funkcja rejestratora danych

W całym procesie przetwórstwa spożywczego stabilna kontrola parametrów procesowych, takich jak temperatura, ciśnienie, przepływ i wilgotność, bezpośrednio wpływa na jakość i bezpieczeństwo produktu. Rejestratory danych, jako urządzenia zdolne do rzeczywistego czasu pozyskiwania, rejestrowania i przechowywania różnych parametrów procesowych, mogą kompleksowo monitorować zmiany kluczowych parametrów podczas produkcji, zapewniając solidne wsparcie dla śledzenia jakości, optymalizacji procesu oraz produkcji zgodnej z przepisami. Są one ważnym narzędziem dla przedsiębiorstw przetwórstwa spożywczego w poprawie zarządzania produkcją. Ich podstawowe funkcje przejawiają się głównie w następujących aspektach:

6.1 Rzeczywisty czas pozyskiwania i rejestrowania kluczowych parametrów procesowych

Rejestratory danych mogą łączyć się z różnymi czujnikami (takimi jak czujniki temperatury, ciśnienia, przepływomierze oraz czujniki wilgotności), aby w czasie rzeczywistym zbierać kluczowe parametry procesowe na każdym etapie przetwarzania żywności i przechowywać dane cyfrowo w urządzeniu lub w chmurze. Na przykład w procesie sterylizacji produktów mlecznych rejestrator może zbierać i rejestrować takie parametry jak temperatura sterylizacji, czas sterylizacji oraz ciśnienie pary; w procesie przygotowywania składników napojów może zbierać i rejestrować takie parametry jak natężenie przepływu i temperatura poszczególnych surowców; a w procesie magazynowania może zbierać i rejestrować takie parametry jak temperatura i wilgotność w magazynie. Częstotliwość pomiaru rejestratora można dostosować do wymagań procesowych, aby zapewnić kompleksowe i dokładne odwzorowanie zmian parametrów, unikając luk w kontroli jakości spowodowanych pominięciem pomiarów.

6.2 Zapewnienie stabilności jakości produktu i możliwości śledzenia

Przemysł przetwórstwa żywności stawia surowe wymagania dotyczące śledzenia jakości produktów. W przypadku wystąpienia problemu z jakością, kluczowe znaczenie ma możliwość szybkiego prześledzenia każdego etapu procesu produkcji. Dane parametrów procesowych rejestrowane przez rejestratory danych stanowią podstawę do śledzenia jakości. Analizując dane zapisane w rejestratorach, przedsiębiorstwa mogą dokładnie odtworzyć zmiany parametrów procesowych podczas produkcji produktu, określić przyczynę problemu z jakością oraz podjąć odpowiednie działania korygujące. Na przykład, jeśli partia napojów ma nietypowy smak, można sprawdzić za pomocą rejestratora danych takie parametry jak przepływ skoncentrowanego soku owocowego, przepływ syropu oraz temperatura sterylizacji podczas produkcji tej partii, aby ustalić, czy wystąpiły odchylenia w proporcjach przepływu lub nieprawidłowa kontrola temperatury. Jednocześnie kompletna dokumentacja parametrów może potwierdzić, że proces produkcyjny przedsiębiorstwa spełnia normy bezpieczeństwa żywności, co zwiększa zaufanie konsumentów do produktu.

6.3 Zoptymalizuj parametry procesu produkcji, aby poprawić wydajność produkcji.

Dane parametrów procesu produkcyjnego gromadzone przez rejestatory danych przez długi okres czasu stanowią cenną podstawę analityczną dla przedsiębiorstw w optymalizacji ich procesów produkcyjnych. Poprzez statystyczną analizę dużych ilości danych historycznych przedsiębiorstwa mogą wykryć słabe strony procesu produkcyjnego, zoptymalizować ustawienia parametrów procesowych oraz poprawić efektywność produkcji i jakość produktów. Na przykład, analizując zależność pomiędzy parametrami, takimi jak natężenie przepływu i temperatura w różnych partiach produkcji napojów, a smakiem produktu oraz jego trwałością, można określić optymalny stosunek składników i parametry sterylizacji, aby poprawić jakość produktu. Poprzez analizę parametrów zużycia energii (takich jak natężenie przepływu pary i zużycie energii elektrycznej) w procesie produkcji możliwe jest zoptymalizowanie planów zużycia energii w celu obniżenia kosztów produkcji. Dodatkowo funkcja monitorowania w czasie rzeczywistym oferowana przez rejestatory danych może pomóc operatorom szybko wykryć nietypowe wahania parametrów procesowych, unikając w ten sposób odpadów produkcyjnych i przestojów spowodowanych odchyleniami parametrów, zapewniając tym samym stabilność procesu produkcyjnego.

6.4 Ułatwienie zgodnej produkcji i reagowanie na inspekcje regulacyjne dla przedsiębiorstw.

W ostatnich latach przemysł spożywczy w moim kraju napotyka coraz bardziej rygorystyczne przepisy, które wymagają od firm wprowadzania kompleksowych systemów kontroli procesów produkcyjnych oraz śledzenia jakości. Dane dotyczące parametrów procesów, rejestrowane przez rejestratory danych, stanowią kluczowe dowody zgodności produkcji. Podczas inspekcji regulacyjnych firmy mogą przedstawić pełne i dokładne zapisy parametrów, aby wykazać, że ich procesy produkcyjne spełniają wymogi ustawy o bezpieczeństwie żywności oraz innych odpowiednich przepisów i norm, unikając tym samym kar za brak skutecznych dokumentów. Na przykład w produkcji produktów mlecznych odpowiednie normy wymagają od firm rejestrowania kluczowych parametrów, takich jak temperatura i czas sterylizacji. Dane z rejestratorów mogą bezpośrednio służyć jako podstawa do inspekcji zgodności, pomagając firmom pomyślnie przejść kontrole regulacyjne.

6.5 Zmniejszyć błędy związane z ręcznym wprowadzaniem danych oraz poprawa wiarygodności danych

Tradycyjny sposób rejestrowania parametrów procesu polega na pisaniu odręcznym, co nie tylko jest mało efektywne, ale również narażone na błędy, pominięcia i fałszowanie, przez co trudno zagwarantować wiarygodność danych. Rejestratory danych wykorzystują automatyczne metody pozyskiwania i zapisywania, eliminując potrzebę ingerencji ręcznej oraz skutecznie zapobiegając błędom wynikającym z ręcznego zapisu, zapewniając tym samym dokładność i autentyczność danych. Dodatkowo dane przechowywane przez rejestratory są niemożliwe do sfałszowania, co dalszym stopniu zwiększa ich wiarygodność i stanowi solidne wsparcie dla kontroli jakości oraz inspekcji regulacyjnych.

7. Podsumowanie

Efektywna produkcja w przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego opiera się na precyzyjnej kontroli procesu. Automatyczne urządzenia, takie jak przepływomierze, skrzynki do dawkowania oraz rejestrowanie danych, jako podstawowe narzędzia kontroli procesu, odgrywają niezastąpioną rolę w zapewnianiu jakości produktu, poprawie efektywności produkcji, redukcji kosztów wytwarzania oraz w gwarantowaniu bezpieczeństwa żywności i zgodności produkcji. Przepływomierze dostarczają podstawowych danych do kontroli przepływu na każdym etapie produkcji, skrzynki do dawkowania umożliwiają automatyczne i precyzyjne dawkowanie materiałów ciekłych, a rejestratory danych kompleksowo monitorują i rejestrują kluczowe parametry procesu produkcyjnego. Te trzy komponenty współpracują, tworząc system zamkniętej pętli sterowania procesem przetwórstwa żywności.

Na tle rozwoju przemysłu spożywczego w kierunku produkcji dużoskalowej, ujednoliconej i inteligentnej, przedsiębiorstwa powinny w pełni uświadomić sobie znaczenie tego rodzaju sprzętu automatycznego. Biorąc pod uwagę własne warunki produkcyjne oraz wymagania procesowe, należy racjonalnie dobrać i wykorzystywać odpowiednie urządzenia, aby nieustannie podnosić poziom automatyzacji i zarządzania szczegółowo produkcyjnego. Poprzez ciągłe optymalizowanie konfiguracji sprzętu oraz parametrów procesowych, przedsiębiorstwa mogą nie tylko osiągnąć wysoką efektywność produkcji, ale także wzmocnić konkurencyjność swoich produktów, uzyskując przewagę w coraz bardziej zacieśniającej się konkurencji rynkowej, jednocześnie przyczyniając się do zapewnienia bezpieczeństwa żywności.