Innowacyjne detale technologią sukcesu branży spożywczej

Precyzyjne pomiary, monitoring parametrów i dbałość o każdy detal produktu. To gwarancja sukcesu w branży spożywczej. Krajowi producenci już kilka lat temu dostrzegli na przykładzie międzynarodowych fabryk, że w przemyśle spożywczym to nowoczesne rozwiązania pojawiające się w trakcie całego cyklu – od produkcji, przetwarzania, magazynowania i transportu po zakup przez konsumenta – decydują o jakości. Teraz nasze zakłady, dzięki wykorzystywaniu kolejnych innowacyjnych technologii i specjalistycznych czujników, wzmacniają popyt na swoje produkty.

Roczny przychód na poziomie blisko 6 miliardów złotych, generowany przez ponad 32 tysiące podmiotów w sektorze spożywczym. Do tego eksport branży szacowany na więcej niż 100 miliardów złotych, głównie do Niemiec (22 procent), Wielkiej Brytanii (9 procent), Czech (7 procent) oraz Francji (6 procent). Produkcja żywności w Polsce odpowiada za 2,6 procent PKB, a nasz sektor spożywczy wytwarza około 16 procent całkowitej produkcji sprzedanej polskiego przemysłu. Eksperci jako źródło sukcesu sektora spożywczego wskazują ultranowoczesne rozwiązania sterowania, łączenia czy okablowania. Wśród innowacyjnych komponentów są przyrządy służące do pomiaru ciśnienia, drgań, poziomu, pozycji, temperatury, przewodności, przepływu, pojemności czy dystansu. A monitoring pomiarów eliminuje nieplanowane przestoje, awarie i konserwacje.

Innowacyjne rozwiązania

Nasi producenci nauczyli się brać przykład z zachodnich przedsiębiorstw, które już wiele lat temu z powodzeniem wdrożyły specjalistyczne systemy i rozwiązania Przemysłu 4.0. Widać to na przykładzie najpopularniejszego szwedzkiego produktu spożywczego – chrupkiego chleba. Automatyzacja za pośrednictwem sensorycznych czujników z najwyższej półki dała małemu rodzinnemu przedsiębiorstwu założonemu w 1920 roku w szwedzkim miasteczku Leksand olbrzymie sukcesy. Chociaż po około 100 latach przepisy pozostają takie same, to produkcja prowadzona przez czwarte już pokolenie familii jest od kilku dekad inna. Proces jest zautomatyzowany zgodnie z najnowocześniejszą technologią, zaś pewność w funkcjonowaniu systemów zapewniają rozmaite czujniki, płynnie monitorujące każdy proces, a więc produkcję, dostawę oraz wysyłkę.

– Używamy wielu czujników, ponieważ naszą nowoczesną produkcję charakteryzuje wysoce zautomatyzowany proces. Od kiedy osiągnęliśmy produktywność na poziomie 99,6%, potrzebujemy wysokiej jakości czujników, którym możemy zaufać. Dziś używamy wielu czujników firmy ifm. Są wysokiej jakości i bardzo dobrze działają z naszymi produktami – mówi Peter Joon, dyrektor zarządzający w Leksands Knäckebröd. – Korzystamy z produktów ifm, ponieważ są łatwe w konfiguracji i opłacalne. One po prostu działają niezawodnie. Używamy głównie urządzeń fotoelektrycznych i czujników pojemnościowych oraz przepływowych. To one zapewniają wysoki stopień automatyzacji i niezawodność procesów produkcji – dodaje Lars Ohlner, inżynier automatyki.

Inteligentny dobór

Jak to wygląda w praktyce? Głównymi składnikami pieczywa chrupkiego są mączka żytnia i drobno zmielona mąka żytnia i pszenna, które rurami są dostarczane do narzędzi mieszających. Szwedzka firma, specjalizująca się w produkcji chrupkiego pieczywa korzysta z kilku rodzajów czujników. Pierwszy to sensoryczny czujnik pojemnościowy. Czujniki pojemnościowe monitorują zasilanie i poziom w rurach lub w tymczasowych zbiornikach magazynowych. Jeśli na przykład rura nie jest do końca wypełniona mąką, to czujnik pojemnościowy wykrywa ten stan. Następnie wysyła odpowiedni sygnał do kontrolera i tworzy plik z raportem. Kilka powiązanych ze sobą czujników pojemnościowych może być używanych podczas przechowywania składników w zbiornikach. Takie zastosowania mogą z olbrzymią dokładnością sygnalizować kiedy nastąpi przepełnienie czy przewidzieć krytyczny stan pusty. Potencjometry, służące do regulacji czujników po zainstalowaniu, posiadają zaś regulowany punkt sygnalizacji i przełączania w zależności od grubość rury lub rodzaju substancji.

– Innowacyjne czujniki to znacznie więcej niż stosowane jeszcze dekadę czy dwie temu urządzenia mierzące podstawowe dane. W skład nowoczesnej palety tego typu produktów wchodzą dziś kompaktowe przyrządy – czujniki, transmitery, sondy czy wyświetlacze. Wszystkie te produkty wykonane są z wysokiej klasy materiałów dopuszczonych do kontaktu z żywnością. Mają szczelną obudowę spełniającą wyśrubowane wymagania higieniczne i unijne normy – opowiada Aleksandra Banaś, prezes zarządu spółki ifm electronic, produkującej proinnowacyjne czujniki.

Punktowa precyzja

Czujniki mogą zapewniać również wyświetlanie sygnału dla precyzyjnego ustawienia punktu przełączania. Dzięki 12-punktowemu wyświetlaczowi LED zielone diody wskażą dokładny punkt krańcowy, a ewentualny błąd pomiarowy zostanie wykryty w odpowiednim czasie, co pozwoli uniknąć awarii i przestoju. Potencjalne błędy można korygować zdalnie. Dzięki zastosowaniu bezkontaktowych potencjometrów nowe jednostki mają wysoki stopień ochrony i są doskonale dopasowane do temperatur, sięgających nawet 110 stopni Celsjusza.

W produkcji pieczywa chrupkiego świetnie sprawdzają się także czujniki dyfuzyjne, instalowane w różnych lokalizacjach. Czujniki odbiciowe typu O6 mogą monitorować przepływ materiału, analizować przenoszenie cienkich plastrów lub pasków, ale też całkowicie zapakowanych wielu sztuk produktów. Ich parametry optyczne są odporne na zaburzenia, szumy, tłumienie tła i rozpoznają każdy kolor obiektu. Nawet w przypadku oparów, kurzu i silnego odblasku w środowisku fabrycznym, automatyczna kompensacja czułości gwarantuje niezawodne działanie. Przednia szyba czujnika oraz potencjometr są zabudowane i chronione, ale umożliwiają bezproblemowe czyszczenie. Odporna obudowa ze stali nierdzewnej ułatwia użytkowanie nawet w trudnych warunkach i zapewnia długą żywotność, zaś przez interfejs można zdalnie sterować zakresem, czułością, trybem światła lub zaciemnienia, opóźnieniem przełączania lub dezaktywacją.

Laserowe pomiary

Gdy wykrywanie pozycji na większych odległościach nie jest możliwe, warto skorzystać z precyzyjnego narzędzia. Tu sprawdzi się czujnik odległości O1D. Laser z długim zasięgiem daje niezawodny pomiar wiązki i czasu lotu. Detekcja jest niezależna od koloru obiektu oraz powierzchni, która może być i matowa, i błyszcząca. Przy tym, narzędzie jest niewrażliwe na światło do 100 tysięcy luksów. Użytkownik ma do wyboru wyjścia przełączające, analogowe lub IO-Link do udostępniania danych. Podobne zalety ma magnetyczno-indukcyjny czujnik przepływu, służący między innymi do procesu produkcji ciasta, gdzie bazowymi składnikami są woda i ziarna. Tego typu przepływomierze charakteryzują się dużą dynamiką, dokładnością i powtarzalnością pomiarów, mierząc temperatury w zakresie od -10 do +70 stopni Celsjusza. Solidna, kompaktowa obudowa, użycie materiałów odpornych na ciśnienie do 16 barów, umożliwiają elastyczne użytkowanie. Zapisywanie wszystkich parametrów czujnika nie tylko zapewnia łatwą wymianę, ale także prostą oraz szybką konfigurację i zdalne ustawianie parametrów.

Fundamentalną wartością czujników jest też ich długowieczność. Przy produkcji chrupkiego chleba niektóre z urządzeń, z jakich korzystają Szwedzi, mają już ponad 25 lat. Mimo to skandynawscy przedsiębiorcy nadal stawiają na innowacje w porozumieniu z centrami badawczo-rozwojowymi, w których trwają już prace nad ultranowoczesnymi czujnikami wyspecjalizowanymi na przykład w odróżnianiu odcieni kolorów chleba. Takie urządzenia, rozwiązania i systemy z powodzeniem mogą już od kilku lat wykorzystywać polskie fabryki z branży spożywczej i zdaniem ekspertów również krajowe zakłady produkcyjne mają duże szanse na osiągnięcie zysków w aspekcie wdrażania innowacji.