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ifm化身“洞察”能手,携自动烹饪系统专家创造美味面食

供稿:易福门电子(上海)有限公司 2021/1/6 14:41:19

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  • 关键词: ifm 食品 传感器
  • 摘要:staedler automation AG位于瑞士Henau,拥有超过10年的过程自动化系统制造经验,针对食品行业,他们还生产全自动烹饪系统。上图所示的设备是专为全自动化生产制作德国面疙瘩Spaetzle食品厂所提供的。

包子、水饺、凉皮、刀削面……中国的美食文化可谓博大精深,仅仅面食都如此品种繁多,风味各异,为现今的消费者提供了众多选择。

以上美食皆是从面团演化而来,若想要大批量生产可口的面食,就需要大型自动烹饪系统登场。这便要确保运行过程中温度、电导率、液位、流量等的精确检测及控制,从而制作出美味且高品质的食物。

下面不妨随我们走近工厂,探索ifm如何化身“洞察”能手,携自动烹饪系统专家staedler创造美味面食。

自动烹饪系统化身背后“大厨”

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自动烹饪系统

staedler automation AG位于瑞士Henau,拥有超过10年的过程自动化系统制造经验,针对食品行业,他们还生产全自动烹饪系统。上图所示的设备是专为全自动化生产制作德国面疙瘩Spaetzle食品厂所提供的。

该设备能在30分钟到1小时之内,完成1000-2500kg面粉的加工,效率惊人!秘诀在于其将面团在热水中煮熟,沥干,然后过冷水备用,使用的烹饪方法与家常方法相同,但是已完全实现机械自动化,达到了工业等级,应用了多种系列的ifm智能传感器进行准确控制,从而确保高品质的美味食品。

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*图片来源于网络

面疙瘩是德国南方的一种特殊面食。在烹饪过程中,原料面粉通过食用托盘传送到热水中,因此机械设备和食品原料几乎不接触,可以最大限度减少对食品的损坏。

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*图片来源于网络

在烹饪过程最后,食物材料像瀑布一样一一掉下来,散落在快速冷却区。在这里,通过用冷水对物料焯水后,确保烹饪工艺的变化到此结束。

staedler automation AG的CEO Lukas Staedler先生补充说,“理论上,这类系统可以用于烹饪任何会浮起的食物,在这个特定生产线中,我们可以加工新鲜的面食,例如意大利饺、意大利馄饨以及德国面疙瘩,当然也可以加工冷鲜肉或蔬菜。”

温度精确把控

自监测功能确保食品质量可靠

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TA温度传感器监测烹饪装置以及冷却槽的所需温度

当在家中烹饪并看到水开始沸腾时,我们便知道已达到高温。但在工业烹饪过程中,温度的控制需要更加准确,只有这样,才能为客户持续稳定输出其所需的高品质食品。

在这款全自动烹饪系统中,温度在2个点上进行测量,从而提供最重要的过程值,即所谓的关键控制点(简称CCP)。其中一个水温接近沸点,该温度必须精确达到95°C。另一个则是烹饪过程停止的冷却槽的温度。2个温度传感器通过控制热交换器,确保精确的温度。

对于这些临界点,staedler使用了ifm TA2502温度传感器来监测,因为其准确性高、响应速度快,并采用Pt1000测量元件,工作温度可达-50 … 200 °C,此外,重复精度也很高,并具有出色的长期稳定性,因此能确保稳定且理想的食品质量。

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TCC自监测温度传感器

未来,staedler计划使用ifm TCC自监测温度传感器来监测这些测量点。该传感器的特点为:有2个具有相反温度特征的独立测量元件,它们在特定的温度下具有完全相反的表现。因此,可以立即识别出准确度偏差,并通过警报开关量信号以及清晰LED发出提示。

TCC温度传感器的使用可以极大地简化可靠食品质量的实现过程,因为在校准间隔期间,只要未检测到温漂,温度就保持安全(检测到温漂时会发出相应信号)。而其他工业级温度传感器则甚至会在校准后的1天内就出现温度偏差或温漂。并且,这类问题仅在下次校准时才会被发现。更坏的情况是,制造商不得不进行代价高昂的产品召回,并且声誉也受到不良影响。

CIP清洗过程监测

电导率传感器显身手

每次生产完成后,系统都需进行CIP清洗。生产线借助独立的泵并使用碱性和酸性清洁剂冲洗,然后再使用清水冲洗,之后才能重新开始生产。

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在此过程中,ifm LDL200电导率传感器发挥着重要作用。通过精确的电导率测量,可以确认生产线是否含有清洁剂并确定清洁剂的浓度。而根据测量值,控制系统可以确定是否需要添加更多的清洁剂以及是否完成了预冲洗、中间阶段冲洗以及最终冲洗。最终冲洗阶段使用清水进行,只有当精确达到最终冲洗水的电导率时,系统才可以投入生产。这可确保在CIP过程中实施明确的冲洗阶段划分。

在测量电导率的同时,LDL200还可测量介质温度,并通过IO-Link通信协议将测量值传输至控制系统。该数值还可用于控制热交换器,从而确保其始终有足够的能量来调节沸水的温度。

压力传感器加持,液位一目了然

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自动烹饪系统中有2个水箱:热水槽以及过程末尾的冷却槽。每个水箱底部都装有ifm PM压力传感器,它们利用静水压来精确检测两个水箱的液位并进行相应的调节,从而避免在重新注水时水箱发生溢流。

电磁流量计助力水供应的精准检测

在烹饪过程中水会流失。一大原因是食物本身(在这里是德国面疙瘩)会吸收水分,另外在烹饪过程中水也会以水蒸气的形式蒸发。因此,必须不断地补充供水。在该过程中,便应用了ifm SM2100电磁流量计来调节水的补给,可在烹饪过程中持续监测流量。

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流量监测与液位传感器的监测协调进行。当液位传感器发出水位下降信号时,将补充供水,与此同时流量计确定流失的水量:食物吸收的水量以及以水蒸气的形式蒸发的水量。

在弃置残渣时水同样会流失。已使用过的水会被沥干,然后重新供水。该过程根据由配方确定的时间进行。同样,在该过程中,会使用SM流量传感器来测量需要添加的水量。

流量计在清洗过程中也发挥着重要作用,因为它负责监测用于冲洗的水量,通过监测,可为整个烹饪过程带来透明性。

电感式接近开关实现位置监测

系统还安装了用于检测位置的电感式接近开关。尽管它们不直接位于烹饪过程中,但却发挥着重要的监测作用。

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向/从冷却槽传递食品的冷却带可以使用相应的提升装置从冷却槽中提出,从而进行手动清洗,该过程共使用2个电感式接近开关对顶部和底部位置进行非接触式检测。它们还可确保系统仅在冷却带处于正确的低位时才能重启。

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另有第三个电感式接近开关安装在筛管中。筛管手动清洗完成并归位后,只有在得到电感式接近开关的安装位置确认后方可恢复生产。

IO-Link,传感器通信很在行

以上所有产品都能通过IO-Link连接至控制系统。该数字通信协议可将测量值以数字形式传输至控制系统,避免信号转换损失引起的测量值错误。并且,IO-Link的优势不限于此。

利用LDL电导率传感器可以通过单根线缆得到2个过程值:温度和电导率。SM电磁流量计可通过IO-Link,利用1路输出将累计流量以及流速传输至控制系统。

Lukas Staedler认为,IO-Link让自动化更简单,他表示:“借助IO-Link技术,利用一根线缆即可传输多个信号值,这可以极大的节省安装成本。以温度传感器为例,校准直接在传感器上进行,而以前需要使用控制系统的校正值进行校准,这简化了控制器的编程。总而言之,IO-Link目前带来的优势尤为显著。”

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审核编辑(王静)
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