“多功能”技术，助力提高运营效率和制造水平

　　作者：ERIC GARR

　　零食、烘焙坊和即食食品制造商正感受到来自各方的压力。更严格的加工法规、更快节奏和更大需求带来的生产负荷、不断上升的运营和配料成本，再加上厂房土地价格的上涨，都使食品制造商不得不寻求更高产量和更小占地面积的机器。

　　我们将在本文中探索为保障食品安全而选用的“多功能解决方案”，并揭示将这些策略应用于食品生产厂的金属检测和称重系统时所面临的利与弊。

　　危害分析和关键控制点（HACCP）方法指出，关键控制点是指生产线上可以预防、消除危害或将危害降低到可接受水平的工艺步骤。这种方法的第一步是确定主要污染危害。对于大多数制造商来说，金属是主要危害，尤以不锈钢为主。金属通常用于整个生产线以及加工和包装环境中。微小碎片可能会从切割刀片或研磨器上脱落；故障老化的包装设备也可能会产生小碎片而掉落到产品中；有些金属碎片甚至可能在原料收获过程中被无意中带入到生产线的上游。

　　在风险评估过程中，需要考虑每个检查点的产品成本因素。例如，如果唯一的检查点位于生产线的末端，这意味着发现和处理污染物所付出的代价可能会非常高昂。

　　理想情况下，您希望能在加工和包装之前发现金属污染物，因为接下来它可能会分解成许多较小的碎片，从而导致许多包装后成品受到污染。这不仅令更多成品被浪费，还增加了非常微小的、无法检测到的污染物到达消费者手中的风险。在大多数食品生产环境中，最明智的关键控制点（CCP）是在加工之前，检查进货原料；并在初级包装后，在尽可能靠近生产线末端的地方安装一个额外的检查系统。

　　金属检测的多重解决方案

　　如果通过风险分析确定金属是最高污染风险，安装金属检测系统就至关重要。那么，哪一款金属检测系统最合适呢？首先需要确定适用于待检测产品的最佳检测频率。

　　金属探测频率一般有三种选择：固定单频率、多频率和同步多频率。

　　使用单频装置时，可以选择适合单个产品的工作频率。这些固定频率设备在日复一日地检查相同产品时非常理想，例如切片白面包或巧克力棒。然而，对于具有挑战性的导电产品，如肉类、奶酪或较大的产品，必须设置更低频率以克服产品效应。这使得系统对某些金属，尤其是不锈钢的检测不那么敏感。

　　相反，多频金属探测器在通过生产线的各种产品上表现良好，因为可以将机器设置为预定义的一系列频率选择。然而，多频系统的设计并不完全相同。有些设备在使用大功率开关器件时会使用未经调校的线圈，这会导致噪声和背景信号增加，从而限制高性能干式产品应用时的灵敏度。生产线上的机器操作员可能不得不从菜单中重新选择频率，但他的选择依据是否正确不免令人担忧。虽然机器的自动学习功能不能保证选择正确的频率，但它确实大大降低了人为错误的可能性。

　　同步多频为具有挑战性的湿产品应用（例如，肉块、鱼、奶酪块或预制冷冻食品）提供了更高、更灵敏的性能，这些湿产品的大小和导电性各不相同。与传统的特定频率调整方法相比，同步多频技术通过将每个通道的信号组合在一起来克服产品效应，以此提高金属检测性能。

　　包装和称重的组合系统

　　对于零食和即食食品生产商来说，尤其是在满足消费者多种需求方面，高速包装和称重充填系统至关重要。虽然产量决定了生产成本，但它不仅仅是速度的问题；包装和生产线还必须能够适应日益增多的尺寸、包装、自有标签和品牌产品的多种生产需求。这正是灵活性真正的优势所在。

　　多通道金属探测器、称重和组合系统，可以满足快速的产品转换需求并支持功能扩展，且不必增加物理足迹或雇佣更多人员来监督生产。

　　随着土地价格不断攀升，每一平方米的平面和垂直空间都具有经济价值。通常，原本可以带来收益却未能充分利用的空间，可以归因于零散且未经深思熟虑的设备投资。即使是很小的改变，比如将笨重的设备换成组合设备或多通道金属探测器，也能迅速增加价值。

　　只从一条传送带中挑选和剔除产品也能显著减少优质产品被浪费的数量。此外，如果某条传送带需要临时停工或进行维护，其余传送带可以继续运行，不同产品可以同时在相邻的传送带上运行，这为那些需要生产多种SKU、不同口味和尺寸的工厂提供了更大检测灵活性。

　　整合设备数据

　　围绕着食品加工厂的是海量的数据。跟踪每一个金属检测事件，例如不合格产品、性能验证结果和参数变化，对生产经理来说尤其具有挑战性。

　　用于提取和管理数据的流程正变得更加精简。随着生产环境中常见设备的集成，例如将装袋机、重力料斗和检重秤整合在一起，现在可以实现单一筛分设置。将机器连接起来可以更容易地收集和整合数据，形成全面的性能概览，这将有助于加快转换速度。

　　一般来说，将金属检测机与现有的称重机、装袋机和工厂管理系统，特别是电子系统进行集成比较简单。根据接口技术的复杂程度，有些软件可能更容易实现无缝连接。

　　“多功能”，智能化

　　如果需要多台机器以应对上游产量增加时，建议仔细研究各种方案，多提出问题。例如，多线系统是否能以更小的占地面积带来更好的投资回报？是否有可能通过更大的孔径引导多个产品通道？需要什么样的剔除系统？

　　检查一下现有检测系统的模块化程度：它们是否具有灵活的集成能力？是否可以提取数据并将其合并到通用的报告模板中？是否可以升级到较新的软件？

　　勇于挑战现状总是很重要。我们已经进入了一个制造时代，任何加工商都不应该在任何性能标准上妥协，包括总拥有成本、空间和检测性能。

　　说到创新，食品加工商通常都能迅速适应，尤其是在涉及到能提高其管理水平和降低运营成本的商业模式和系统时。我们在新冠疫情期间目睹的转变已经证明了这一点。管理得当的多功能技术可以帮助企业进一步提高运营效率，提升食品制造水平。（本文作者是Fortress 技术的区域销售经理。）