Тренды автоматизации упаковки продуктов 2022: повышение эффективности и свежести

Написано специалистами Emerson.

Удобство упакованных пищевых продуктов и напитков продолжает стимулировать рост в этой отрасли. Фактически, рынок упакованных пищевых продуктов США прогнозируется расти с составной годовой темпом роста 4,1% с 2021 по 2028 год. Автоматизация процессов упаковки пищевых продуктов помогла компаниям справляться со спросом и гарантировать, что упакованная еда свежа для клиентов.

Одной из основных технологий, используемых в автоматизации упаковки пищевых продуктов, является пневматика. Пневматическая технология, включая пневматические клапаны и воздушные приводы, чиста, надежна и легка в обслуживании. Новейшие достижения в гигиеническом дизайне, безопасности машин и энергоэффективности пневматических продуктов — некоторые из крупнейших трендов 2022 года в автоматизации упаковки.

Гигиенический дизайн

В упаковке пищевых продуктов и напитков компоненты, используемые в упаковочной технике, должны соответствовать строгим регуляциям для контакта с пищей и быть надежными, чтобы выдерживать повторяющиеся процедуры промывки. Новейшие клапанные системы, такие как те, что используются в приложениях вакуумной упаковки, имеют высший класс защиты и ряд функций экономии затрат, которые делают очистку легкой.

Традиционно клапанные системы требовали шкафов или других оболочек для защиты чувствительных компонентов от влажных или суровых сред приложений. Хотя нержавеющие шкафы обеспечивают необходимую защиту, они могут быть дорогими. Современные клапанные системы — это продукты для промывки без шкафов, специально разработанные для обеспечения того же уровня защиты, улучшая производительность цилиндров — без дополнительных затрат на оболочку. Это улучшает время отклика и увеличивает экономию энергии в упаковочных приложениях за счет меньшего сжатого воздуха, необходимого для каждого цикла клапана. Более короткие пневматические линии от клапана к цилиндру означают меньший объем для заполнения и выпуска, улучшая производительность цилиндра.

Эти клапанные системы разработаны для легкой очистки и построены из надежных, гигиенических материалов, которые могут выдерживать агрессивные химикаты и высокие давления, используемые в процессах промывки. Серия CL03 Clean Line Valve System от Emerson AVENTICS^TM, например, не имеет соединений или зазоров и использует нержавеющие компоненты и полимеры, подходящие для высокого давления промывки с агрессивными химикатами.

CL03 также получил рейтинг IP69K, высший класс защиты. Продукты, достигающие этого рейтинга, обеспечивают защиту от пыли и жидкостей промывки высокой температуры и давления, делая их идеальными для упаковочных и пищевых перерабатывающих приложений, где оборудование должно быть тщательно санитаризировано. Он также использует смазку NSF H1 (пищевая категория).

Помимо их гигиенического дизайна, новейшие клапанные системы высоко конфигурируемы для соответствия потребностям каждого приложения и совместимы с широким спектром протоколов связи. Некоторые поставщики клапанных систем имеют онлайн-инструменты конфигурации, которые позволяют инженерам-конструкторам быстро получать доступ к чертежам CAD, схемам, номерам деталей и связанным компонентам. Многие могут быть объединены с пневматическими приводами; CL03 может быть сопряжен с цилиндрами серии ICS и серии M от Emerson AVENTICS в приложениях промывки.

Безопасность машин

Для оборудования, требующего обслуживания, существует растущий тренд среди компаний CPG (товары длительного потребления) к внедрению различных форм функциональной безопасности, чаще всего в соответствии с ISO 13849. Будь то полная LOTO (блокировка/маркировка) или внедрение «исключения незначительного обслуживания», наиболее распространенный метод сделать пневматические компоненты «безопасными» — это выпуск пневматической энергии. Предпочтительным компонентом для реализации этой «функции безопасности» является избыточный клапан безопасности сброса (изображен ниже), который может быть частью воздушного подготовки комплекта, подающего сжатый воздух машине или разделу машины.

Как определено оценками рисков, большой процент таких регулярных вмешательств в оборудование требует решения безопасности Категории 3 PLd для обеспечения безопасности оборудования. Решения Категории 3 PLd нуждаются в избыточных цепях для выполнения функции безопасности. RSEV достигает этого рейтинга безопасности за счет использования избыточных клапанов и диагностического покрытия (например, мониторинга положения штока), чтобы гарантировать, что запасенная энергия в виде сжатого воздуха сбрасывается. Когда устройство, такое как предохранительные ворота, срабатывает, два выхода безопасности отправляются на RSEV. Если один клапан выйдет из строя, избыточный клапан все равно выполнит функцию безопасности. Диагностическое покрытие вызовет тревогу, чтобы можно было принять меры по устранению неисправности перед возобновлением работы.

Некоторые избыточные клапаны безопасности, такие как RSEV от Emerson, доступные с решениями подготовки воздуха серии AVENTICS 652 и серии 653, имеют встроенную функцию мягкого пуска. При запуске эта функция заполняет со сниженной скоростью 60–70% от конечного системного давления перед полным открытием. Медленное накопление давления/силы, по мере того как приводы движутся в свою исходную/стартовую позицию, предотвращает повреждение компонентов и оборудования.

Энергоэффективность

Декарбонизация продолжает быть трендом почти в каждой отрасли, пищевая и напиточная включены. Снижение энергопотребления — очень высокий приоритет для упаковочных компаний, и производители CPG ищут способы лучше контролировать использование энергии на своих объектах. В результате многие оснащают новые машины и модернизируют существующие датчиками потока воздуха.

Потребление сжатого воздуха — значительный источник энергопотребления в упаковочных приложениях. Если оно остается необнаруженным и нерешенным, утечки сжатого воздуха могут тратить значительные объемы энергии и денег. Датчики потока воздуха, которые постоянно отслеживают поток сжатого воздуха в реальном времени, могут помочь операторам обнаруживать и устранять утечки раньше, минимизируя потери энергии и улучшая устойчивость.

Непрерывно 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. Операторы могут затем использовать собранные данные для локализации и устранения потенциальных проблем, таких как утечки, до их возникновения. Предотвращая утечки, объекты могут улучшить энергоэффективность, снижая простой и затраты.

Датчики потока воздуха подходят для объектов любого размера, на любом этапе их пути цифровой трансформации. Некоторые датчики потока воздуха, такие как датчик серии AF2 AVENTICS от Emerson, позволяют операторам видеть данные на уровне машины и позволяют объектам хранить собранные данные в своей собственной ИТ-сети без подключения к облаку. Объекты также могут подключить датчики к шлюзу для доступа к дополнительным инсайтам. Производители пневматических клапанов управления потоком, опытные в цифровой трансформации, могут помочь объектам решить, что наиболее подходит для их индивидуальных потребностей и целей.

Более высокий уровень производительности

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

Для получения дополнительной информации о пневматических технологиях, делающих достижение этого уровня производительности возможным, посетите https://www.emerson.com/en-us/industries/automation/food-beverage или свяжитесь с экспертом JH Foster.