Тенденции автоматизации упаковки пищевых продуктов в 2022 году

Написано специалистами Emerson .

Удобство упакованных продуктов питания и напитков продолжает стимулировать рост в этой отрасли. Фактически, прогнозируется, что рынок упакованных продуктов питания в США будет расти со совокупным годовым темпом роста 4,1% в период с 2021 по 2028 год. Автоматизация процессов упаковки продуктов питания помогла компаниям не отставать от спроса и обеспечивать свежесть упакованных продуктов для клиентов.

Одной из основных технологий, используемых в автоматизации упаковки пищевых продуктов, является пневматика. Пневматические технологии, включая пневматические клапаны и пневмоприводы, чисты, надежны и просты в обслуживании. Последние достижения в области гигиеничного дизайна, безопасности машин и энергоэффективности пневматических продуктов — одни из самых важных тенденций 2022 года в области автоматизации упаковки.

Гигиенический дизайн

В упаковке продуктов питания и напитков компоненты, используемые в упаковочном оборудовании, должны соответствовать строгим нормам в отношении контакта с пищевыми продуктами и быть прочными, чтобы выдерживать многократные процедуры промывки. Новейшие клапанные системы, подобные тем, которые используются в вакуумной упаковке, имеют высочайший класс защиты и ряд экономичных функций, облегчающих очистку.

Традиционно системы клапанов требовали шкафов или других кожухов для защиты чувствительных компонентов от влаги или неблагоприятных условий эксплуатации. Хотя шкафы из нержавеющей стали обеспечивают необходимую защиту, они могут быть дорогими. Современные клапанные системы представляют собой моющиеся изделия без шкафов, которые были специально разработаны для обеспечения того же уровня защиты при улучшении производительности цилиндра без дополнительных затрат на корпус. Это улучшает время отклика и увеличивает экономию энергии в упаковочных приложениях из-за меньшего количества сжатого воздуха, необходимого для каждого цикла клапана. Более короткие линии сжатого воздуха от клапана к цилиндру означают меньший объем для наполнения и выпуска, что повышает производительность цилиндра.

Эти системы клапанов разработаны для легкой очистки и изготовлены из прочных гигиеничных материалов, которые могут выдерживать воздействие агрессивных химикатов и высокое давление, используемое в процессах промывки. AVENTICS ^TM от Emerson Например, система клапанов чистой линии серии CL03 не имеет соединений или зазоров и использует компоненты из нержавеющей стали и полимеры, подходящие для промывки под высоким давлением с использованием агрессивных химикатов.

CL03 также получил рейтинг IP69K, самый высокий класс защиты. Продукты, соответствующие этому рейтингу, обеспечивают защиту от пыли и жидкостей для промывки при высокой температуре и под давлением, что делает их идеальными для упаковки и пищевой промышленности, где оборудование необходимо тщательно дезинфицировать. Также используется смазка NSFH1 (пищевая).

Помимо гигиеничного дизайна, новейшие клапанные системы легко конфигурируются в соответствии с потребностями каждого приложения и совместимы с широким спектром коммуникационных протоколов. Некоторые поставщики клапанных систем имеют онлайн-инструменты настройки, которые упрощают инженерам-конструкторам быстрый доступ к чертежам САПР, схемам, номерам деталей и связанным компонентам. Многие из них можно комбинировать с пневматическими приводами; CL03 можно использовать с цилиндрами Emerson AVENTICS серий ICS и M в системах промывки.

Безопасность машины

Для оборудования, требующего обслуживания, среди компаний, производящих потребительские товары, наблюдается растущая тенденция к внедрению различных форм функциональной безопасности, чаще всего в соответствии со стандартом ISO 13849. Будь то полная LOTO (блокировка/маркировка) или реализация « незначительное исключение при обслуживании», наиболее распространенным методом обеспечения «безопасности» пневматических компонентов является высвобождение пневматической энергии. Предпочтительным компонентом для реализации этой «функции безопасности» является резервный предохранительный выпускной клапан (на фото ниже), который может быть частью узла подготовки воздуха, подающего сжатый воздух в машину или часть машины.

Согласно оценкам рисков, для большого процента таких регулярных вторжений в оборудование требуется решение по безопасности PLd категории 3, чтобы сделать оборудование безопасным. Решения PLd категории 3 нуждаются в резервных цепях для выполнения функции безопасности. RSEV достигает этого рейтинга безопасности за счет использования резервных клапанов и диагностического покрытия (например, контроля положения золотника), чтобы гарантировать, что накопленная энергия в виде сжатого воздуха исчерпана. Когда срабатывает такое устройство, как ворота безопасности, на RSEV посылаются два выхода безопасности. Если один клапан выйдет из строя, резервный клапан по-прежнему будет выполнять функцию безопасности. Диагностическое покрытие подаст сигнал тревоги, чтобы можно было принять меры по устранению сбоя перед возобновлением работы.

Некоторые резервные предохранительные клапаны, такие как RSEV от Emerson, поставляемые с решениями подготовки воздуха AVENTICS Series 652 и Series 653, имеют встроенную функцию плавного пуска. При запуске эта функция наполняется со сниженной скоростью 60–70% от конечного давления в системе перед полным открытием. Медленное нарастание давления/силы по мере того, как приводы перемещаются в исходное/начальное положение, предотвращает повреждение компонентов и оборудования.

Энергоэффективность

Декарбонизация продолжает оставаться тенденцией почти во всех отраслях, включая продукты питания и напитки. Сокращение энергопотребления является очень важным приоритетом для упаковочных компаний, и производители потребительских товаров ищут способы лучше контролировать энергопотребление на своих предприятиях. В результате многие оснащают новые машины и модернизируют существующие машины датчиками расхода воздуха.

Потребление сжатого воздуха является значительным источником энергии, используемой при упаковке. Утечки сжатого воздуха, если их не обнаружить и не устранить, могут привести к потере значительного количества энергии и денег. Датчики потока воздуха, которые непрерывно контролируют поток сжатого воздуха в режиме реального времени, могут помочь операторам обнаруживать и устранять утечки на более ранних этапах, сводя к минимуму потери энергии и повышая экологичность.

Постоянно измеряя параметры процесса, включая давление, температуру, массовый расход, объемный расход, скорость потока, общую массу, общий объем и энергию, датчики могут помочь операторам отслеживать потребление воздуха и использование энергии. Затем операторы могут использовать собранные данные для обнаружения и устранения потенциальных проблем, таких как утечки, до их возникновения. Предотвращая утечки, предприятия могут повысить энергоэффективность, сократив время простоя и расходы.

Датчики расхода воздуха подходят для объектов любого размера на любом этапе их цифровой трансформации. Некоторые датчики расхода воздуха, такие как датчик Emerson AVENTICS Series AF2, позволяют операторам просматривать данные на уровне машины и позволяют предприятиям хранить собранные данные в собственной ИТ-сети без подключения к облаку. Учреждения также могут подключать датчики к шлюзу для доступа к дополнительной информации. Производители клапанов управления потоком воздуха, имеющие опыт цифровой трансформации, могут помочь предприятиям решить, что лучше всего подходит для их индивидуальных потребностей и целей.

Более высокий уровень производительности

Последние тенденции в области автоматизации упаковки пищевых продуктов дают упаковочным компаниям возможность гарантировать, что машины на их линиях соответствуют самым высоким стандартам безопасности, энергоэффективности и гигиены.

Для получения дополнительной информации о пневматических технологиях, позволяющих достичь такого уровня производительности, посетите сайт https://www.emerson.com/en-us/industries/automation/food-beverage или обратитесь к эксперту JH Foster.