人工智能与工业烘焙

设备的高度智能和更严格的成本控制是诸多食品企业的重要任务，尤其是工业烘焙企业。无论产品是面包、蛋卷还是休闲小食，甜的还是咸的，烘焙企业长期以来一直依赖于烘焙师的创意和技能来满足订单需求，以最小的损耗生产受欢迎的产品。这些年来，招聘新一代的烘焙师成了一个棘手的挑战。不仅如此，烘焙企业对控制系统的需求越来越多，希望凭借控制系统弥补一部分的烘焙技艺，帮助新烘焙师们尽快适应前辈们的岗位。

与此同时，激烈的市场竞争迫使烘焙企业不得不进一步通过缩减成本提高产品利润。据美国能源部称，节能是降低成本的最大突破口。

“用合理的工资招到优秀的员工一向是个难题。”烘焙和休闲食品工厂设计和构建公司 Austin 公司高级项目策划总监Greg Carr 表示。相对而言，其它制造领域的工资水平更高，也不需要周末和晚上加班，这使得烘焙企业的招聘难度非常大。人们的印象中，工业烘焙已成为上世纪的历史，目前需要的是智能化程度更高的设备。

如果展望未来，Carr 的建议是观察一下东半球，高昂的劳动力成本和能源成本推动供应商不断推出新的解决方案。其中典型的就是在控制软件中纳入人工智能。

去年 10 月在拉斯维加斯举办的国际烘焙业博览会成为了来自德国慕尼黑的 PreciBake 公司充分展示自己的平台。这家公司不久前在纽约设立了办事处。自 2012 年来，PreciBake 的技术被应用于汽车工业的车身精细焊接，据公司首席技术官 IngoStork-Wersborg 介绍。PreciBake 已派遣 50 位计算机工程师对烘焙设备的传感器和软件应用进行重新定义，帮助设备“自己为自己编程”。

控制程序主要用于检测工艺中“物料的生物物理性质”。如果最适宜的烘焙温度被设置在 375° F，一旦烤箱温度有所偏差，会相应的增加或减少热量，PreciBake 的程序不会有任何先入为主。如果面包烘焙的最佳温度是 359° F，那么 359° F 就是设定点。收集的数据越多，程序的决定就越精准。所有从激光扫描器、温度探测器和其它传感器手机的数据都会被储存在云端服务器，并进行细致分析。

LBC 烘焙设备公司和 PreciBake 一同将这套系统纳入安卓系统控制中，可通过手机技术远程操作搁架式烤箱。公司东区销售总监 Ed Dahl 表示，这些烤箱通常用于面包房。超市烘焙师的经验并不丰富，通常严格遵照规则，人工智能可以减少过度烘烤的几率及初出茅庐的新手们的错误率。扫描仪会记录每批合格产品的质量、重量和高度，作为以后不同批次的参考。

有些工业烘焙企业并不操作烤箱。针对这样类型的企业，PreciBake 创建了虚拟质量专员，这是一个用于优化和监控工业生产的程序，通过传感器收集湿度、质量、体积、颜色和温度等数据。对于面团醒发和混料的类似质量控制程序正在开发进程中。

面团进入烤箱前的状态和在烤箱中的状态都是决定烘焙质量的关键因素。人工智能和其它预防性控制都能够起到改进作用。来自法国烘焙生产线制造商 Mecatherm 公司的技术创新可能并不是那么显著，但同样野心勃勃。他们在博览会上展示了一套立式醒发设备和混合烤箱，结合了间接辐射加热和冲击加热两种方式。公司还低调的向市场首次推出了“e-connectpack”旗下的先进控制技术。2017 年第二季度将有两套这样的系统在北美完成安装。

新推出的组件还包括用于记录人工输入电子签名的追溯系统，和考量用气量、电费、压缩空气和蒸汽的能源和废气监控系统。三套组件都带有机载数据记录功能。

“我们希望简化客户的工作。”总裁Olivier Sergent说，“这是我们的创新动力。2017 年底我们希望在能源组件中添加烤箱性能实时验证功能。”

节能

在整个烘焙企业的运行成本中，能源基本要占到8%-15%，据美国能源部预计。Austin 的 Car 指出，在欧洲这个比例甚至更高。很多 OEM 数十年来一直投入专门的人力和时间在设备设计之初就开始研究能源效率。这些努力如今已开始在美国市场初见成效。

对于要新建烘焙设施的企业而言，这无疑是一个好消息。

而大多数烘焙工厂已运作至少 10 年了。为了降低能源成本，更适合选择一些便宜的可以改装的系统。

“热能回收过去并没有实际的经济效益，而今年以来，因为技术的发展，情况在欧洲已经有所改观。”Carr 说，“烤箱热能回收已变得习以为常，市场上已有一些现成设备。”热 - 油烤箱的前期投资成本更大，但投资收回时间非常诱人。据公司介绍，由于液体介质的热传递效果更好，热量控制更精确，相比空气为载体的传统烤箱，Heuft OEL 的能源效率高出 20%-30%。在烤箱内侧加涂一层薄膜，将热量反射回产品上也能实现类似的能源节省。纳米级颗粒起到了绝缘效果。AMF BakerySystems 正在应用一种 NASA 开发的薄膜，称之为 Emisshield 纳米发光技术。

烘焙商们认为，多数设备供应商在能源效率方面比较落后。在本次博览会上，有三家大型烘焙商参加了 DOE 的能源之星活动，他们达成的共识是：多数供应商的设备几十年来并没有在设计上做过改变。

Turano 烘 焙 公 司 总 监 AnthonyTurano 建议，有些供应商正在往相反的方向努力，将烤箱的能耗做得更高。“他们提供更多的燃烧器，但是这些有什么帮助呢？”

Turano 和 Northeast 食品是在本次博览会上获得能源之星大奖的 5 家烘焙企业中的代表。他们提供的数据显示他们各自实现了 10% 的能源节省。对于两家公司来说，节能都是在现有的老工厂内实施的，通过取代能耗高的设备和照明装置等容易下手的地方实现改进。Northeast得奖的工厂位于 Baltimore。然而一家在Clayton 建成五年的工厂并不是能源之星的有力竞争者，尽管每台生产设备的能耗更低。节能必须在设计之初就纳入考虑，否则 10% 的节能也很难实现。

Clayton可以用自己的3台1000KVA柴油发电机供应生产所需电量，这样电费账单可以节省一半。备用电可以支持冷藏系统运作，比传统冷冻设备节约电量约 28%。工厂的主要客户麦当劳对此非常满意。

“如今的客户希望供应商符合可持续发展的理念。”Northeast 公司工程副总监 Dennis Colliton 表示。他认为这样做的优势有两点：节约成本，让客户更满意。

备用发电机已逐渐成为很多大型烘焙商的标准配置，Carr 指出。入水口的旁通接口是另一个新的突破口。水一旦受到污染可能导致整个工厂的停机。安装旁通后可连接储水罐，起到饮用水的作用。

因为需要将产品直接配送到零售店，烘焙商不得不涉及到运输业务。Turano公司的 Colliton 和 Bimbo 烘焙美国公司环境和能源事务总监 Jim McKeown 分享了公司在使用压缩天然气和丙烷等取代柴油方面的经验。Northeast 有 25辆 CNG 车。性能并不是问题：“我们的驾驶员表示车子的动力和柴油一样好。”Colliton 说。

与先进控制技术相比，节能项目并不一定能产生显著的运行稳定性和产量上的改进。但从另一方面讲，这些项目可以用很少甚至零投入去推动持续的进步。无论工厂经理选择的投资方向是人工智能还是降低能耗，工厂都将获得更好的盈利成果。