包子、水餃、涼皮、刀削面……中國的美食文化可謂博大精深，僅僅面食都如此品種繁多，風(fēng)味各異，為現(xiàn)今的消費(fèi)者提供了眾多選擇。
以上美食皆是從面團(tuán)演化而來，若想要大批量生產(chǎn)可口的面食，就需要大型自動烹飪系統(tǒng)登場。這便要確保運(yùn)行過程中溫度、電導(dǎo)率、液位、流量等的精確檢測及控制，從而制作出美味且高品質(zhì)的食物。
下面不妨隨我們走近工廠，探索ifm如何化身“洞察”能手，攜自動烹飪系統(tǒng)專家staedler創(chuàng)造美味面食。
自動烹飪系統(tǒng)化身背后“大廚”
自動烹飪系統(tǒng)
staedler automation AG位于瑞士Henau，擁有超過10年的過程自動化系統(tǒng)制造經(jīng)驗(yàn)，針對食品行業(yè)，他們還生產(chǎn)全自動烹飪系統(tǒng)。上圖所示的設(shè)備是專為全自動化生產(chǎn)制作德國面疙瘩Spaetzle食品廠所提供的。
該設(shè)備能在30分鐘到1小時之內(nèi)，完成1000-2500kg面粉的加工，效率驚人！秘訣在于其將面團(tuán)在熱水中煮熟，瀝干，然后過冷水備用，使用的烹飪方法與家常方法相同，但是已完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化，達(dá)到了工業(yè)等級，應(yīng)用了多種系列的ifm智能傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而確保高品質(zhì)的美味食品。
面疙瘩是德國南方的一種特殊面食。在烹飪過程中，原料面粉通過食用托盤傳送到熱水中，因此機(jī)械設(shè)備和食品原料幾乎不接觸，可以最大限度減少對食品的損壞。
在烹飪過程最后，食物材料像瀑布一樣一一掉下來，散落在快速冷卻區(qū)。在這里，通過用冷水對物料焯水后，確保烹飪工藝的變化到此結(jié)束。
staedler automation AG的CEO Lukas Staedler先生補(bǔ)充說，“理論上，這類系統(tǒng)可以用于烹飪?nèi)魏螘∑鸬氖澄铮谶@個特定生產(chǎn)線中，我們可以加工新鮮的面食，例如意大利餃、意大利餛飩以及德國面疙瘩，當(dāng)然也可以加工冷鮮肉或蔬菜。”
溫度精確把控
自監(jiān)測功能確保食品質(zhì)量可靠
TA溫度傳感器監(jiān)測烹飪裝置以及冷卻槽的所需溫度
當(dāng)在家中烹飪并看到水開始沸騰時，我們便知道已達(dá)到高溫。但在工業(yè)烹飪過程中，溫度的控制需要更加準(zhǔn)確，只有這樣，才能為客戶持續(xù)穩(wěn)定輸出其所需的高品質(zhì)食品。
在這款全自動烹飪系統(tǒng)中，溫度在2個點(diǎn)上進(jìn)行測量，從而提供最重要的過程值，即所謂的關(guān)鍵控制點(diǎn)（簡稱CCP）。其中一個水溫接近沸點(diǎn)，該溫度必須精確達(dá)到95°C。另一個則是烹飪過程停止的冷卻槽的溫度。2個溫度傳感器通過控制熱交換器，確保精確的溫度。
對于這些臨界點(diǎn)，staedler使用了ifm TA2502溫度傳感器來監(jiān)測，因?yàn)槠錅?zhǔn)確性高、響應(yīng)速度快，并采用Pt1000測量元件，工作溫度可達(dá)-50 … 200 °C，此外，重復(fù)精度也很高，并具有出色的長期穩(wěn)定性，因此能確保穩(wěn)定且理想的食品質(zhì)量。
TCC自監(jiān)測溫度傳感器
未來，staedler計劃使用ifm TCC自監(jiān)測溫度傳感器來監(jiān)測這些測量點(diǎn)。該傳感器的特點(diǎn)為：有2個具有相反溫度特征的獨(dú)立測量元件，它們在特定的溫度下具有完全相反的表現(xiàn)。因此，可以立即識別出準(zhǔn)確度偏差，并通過警報開關(guān)量信號以及清晰LED發(fā)出提示。
TCC溫度傳感器的使用可以極大地簡化可靠食品質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)過程，因?yàn)樵谛?zhǔn)間隔期間，只要未檢測到溫漂，溫度就保持安全（檢測到溫漂時會發(fā)出相應(yīng)信號）。而其他工業(yè)級溫度傳感器則甚至?xí)谛?zhǔn)后的1天內(nèi)就出現(xiàn)溫度偏差或溫漂。并且，這類問題僅在下次校準(zhǔn)時才會被發(fā)現(xiàn)。更壞的情況是，制造商不得不進(jìn)行代價高昂的產(chǎn)品召回，并且聲譽(yù)也受到不良影響。
CIP清洗過程監(jiān)測
電導(dǎo)率傳感器顯身手
每次生產(chǎn)完成后，系統(tǒng)都需進(jìn)行CIP清洗。生產(chǎn)線借助獨(dú)立的泵并使用堿性和酸性清潔劑沖洗，然后再使用清水沖洗，之后才能重新開始生產(chǎn)。
在此過程中，ifm LDL200電導(dǎo)率傳感器發(fā)揮著重要作用。通過精確的電導(dǎo)率測量，可以確認(rèn)生產(chǎn)線是否含有清潔劑并確定清潔劑的濃度。而根據(jù)測量值，控制系統(tǒng)可以確定是否需要添加更多的清潔劑以及是否完成了預(yù)沖洗、中間階段沖洗以及最終沖洗。最終沖洗階段使用清水進(jìn)行，只有當(dāng)精確達(dá)到最終沖洗水的電導(dǎo)率時，系統(tǒng)才可以投入生產(chǎn)。這可確保在CIP過程中實(shí)施明確的沖洗階段劃分。
在測量電導(dǎo)率的同時，LDL200還可測量介質(zhì)溫度，并通過IO-Link通信協(xié)議將測量值傳輸至控制系統(tǒng)。該數(shù)值還可用于控制熱交換器，從而確保其始終有足夠的能量來調(diào)節(jié)沸水的溫度。
壓力傳感器加持，液位一目了然
自動烹飪系統(tǒng)中有2個水箱：熱水槽以及過程末尾的冷卻槽。每個水箱底部都裝有ifm PM壓力傳感器，它們利用靜水壓來精確檢測兩個水箱的液位并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而避免在重新注水時水箱發(fā)生溢流。
電磁流量計助力水供應(yīng)的精準(zhǔn)檢測
在烹飪過程中水會流失。一大原因是食物本身（在這里是德國面疙瘩）會吸收水分，另外在烹飪過程中水也會以水蒸氣的形式蒸發(fā)。因此，必須不斷地補(bǔ)充供水。在該過程中，便應(yīng)用了ifm SM2100電磁流量計來調(diào)節(jié)水的補(bǔ)給，可在烹飪過程中持續(xù)監(jiān)測流量。
流量監(jiān)測與液位傳感器的監(jiān)測協(xié)調(diào)進(jìn)行。當(dāng)液位傳感器發(fā)出水位下降信號時，將補(bǔ)充供水，與此同時流量計確定流失的水量：食物吸收的水量以及以水蒸氣的形式蒸發(fā)的水量。
在棄置殘渣時水同樣會流失。已使用過的水會被瀝干，然后重新供水。該過程根據(jù)由配方確定的時間進(jìn)行。同樣，在該過程中，會使用SM流量傳感器來測量需要添加的水量。
流量計在清洗過程中也發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樗?fù)責(zé)監(jiān)測用于沖洗的水量，通過監(jiān)測，可為整個烹飪過程帶來透明性。
電感式接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)位置監(jiān)測
系統(tǒng)還安裝了用于檢測位置的電感式接近開關(guān)。盡管它們不直接位于烹飪過程中，但卻發(fā)揮著重要的監(jiān)測作用。
向/從冷卻槽傳遞食品的冷卻帶可以使用相應(yīng)的提升裝置從冷卻槽中提出，從而進(jìn)行手動清洗，該過程共使用2個電感式接近開關(guān)對頂部和底部位置進(jìn)行非接觸式檢測。它們還可確保系統(tǒng)僅在冷卻帶處于正確的低位時才能重啟。
另有第三個電感式接近開關(guān)安裝在篩管中。篩管手動清洗完成并歸位后，只有在得到電感式接近開關(guān)的安裝位置確認(rèn)后方可恢復(fù)生產(chǎn)。
IO-Link，傳感器通信很在行
以上所有產(chǎn)品都能通過IO-Link連接至控制系統(tǒng)。該數(shù)字通信協(xié)議可將測量值以數(shù)字形式傳輸至控制系統(tǒng)，避免信號轉(zhuǎn)換損失引起的測量值錯誤。并且，IO-Link的優(yōu)勢不限于此。
利用LDL電導(dǎo)率傳感器可以通過單根線纜得到2個過程值：溫度和電導(dǎo)率。SM電磁流量計可通過IO-Link，利用1路輸出將累計流量以及流速傳輸至控制系統(tǒng)。
Lukas Staedler認(rèn)為，IO-Link讓自動化更簡單，他表示：“借助IO-Link技術(shù)，利用一根線纜即可傳輸多個信號值，這可以極大的節(jié)省安裝成本。以溫度傳感器為例，校準(zhǔn)直接在傳感器上進(jìn)行，而以前需要使用控制系統(tǒng)的校正值進(jìn)行校準(zhǔn)，這簡化了控制器的編程。總而言之，IO-Link目前帶來的優(yōu)勢尤為顯著。”
