烘焙行业迎接自动化生产的到来

 

 

烘焙通常是按批次处理的过程，往往在诸如面团发酵和上烤箱烘烤的步骤之间会占用大量时间。此外，大多数面团的黏度太高而无法流动。更何况许多高端烘焙食品都以手工制作而著称，这些似乎都与自动化生产格格不入。

 

然而自动化技术已渐渐渗透到工业化烘焙的许多阶段，并且与所有产品领域一样，诸如机器人技术和数字技术的进步也有望进一步提升该行业的自动化水平。

 

“目前是进入烘焙行业的绝佳时机，”RheonUSA生产各种面团成型和处理设备，公司销售副总裁JohnGiacoio说，“面包师想要更好的产品，这促使设备制造商提供更好的设备，有时甚至客户都不认为可以做到这一点。当客户都几乎要放弃改进时，如果能够为他们提供合适的解决方案，那是多么激动人心啊。”

 

毫无疑问，自动化生产在大批量的烘焙生产中应用更为普遍。不过，EnSightSolutions的销售专员GarySeiffer说，一些规模较小的烘焙企业也逐渐认识到自动化生产的优势，该公司为面包店等商家生产各种加工和物料处理设备。

 

 

Seiffer说：“仍然有很多小型面包店希望获得进一步的发展，如果他们明智的话，就会借助机器设备来获得发展。”他表示，这甚至适用于手工面包师，尽管其中一些人继续以诚信为由抵制自动化生产的想法。“有些手工面包师傅说，‘在我的面包店里只有烤箱和搅拌机这样的机器设备，除此以外都被视作自动化生产，而这些会毁了我的产品’，不过事实上并非如此。”

 

自动化生产不只是数量问题。“自动化生产不仅是用机器代替人工，而是为了获得产品质量的稳定。”Seiffer继续说道，“手工制作的烘焙产品每个看起来都参差不齐，就像Seiffer过去在自己的小面包店中看到的那样，每条面包的大小形状不一。由于总会有人大意或者偷懒，做出来的面包像是两种不同的产品。”

 

这就是为什么面团分割和成型成为烘焙过程中实现自动化生产的首要任务，尤其是在手工制作的烘焙行业。

 

Giacoio说：“这种类型的产品需要耗费大量的手工劳动才能保持产品的质量和外观稳定。我们经常发现中小型面包店通过对面团进行手工称重来保证产品的统一规格。很多时候，由于面团的水分含量很高，并且需要长时间的静置，因此手工称重和成型都很困难。我们的无压力面团分割器可以处理需要长时间静置的高含水量面团，效果甚至比手工完成的更好。”

 

自动化的第一步

 

尽管面团的分割等步骤早在几十年前就已经开始自动化，但仍有许多小型面包店才刚刚开始这一尝试。这类自动化业务的增长往往仰赖于产量的大幅提升，这就使得小型面包店走向自动化生产之路变得十分艰难。

 

“对于小型食品企业来说，如果他们的产品被生鲜连锁企业选中或是参与促销活动，就意味着需要调整生产进度以应对突如其来的需求和更紧张的交货期限。”

 

 

Unifiller公司市场营销总监SoniaBal说，“在这种情况下，很难通过雇用更多员工、支付更多报酬或者提供额外的福利来实现这一目标。”Unifiller专门从事生产用于顶层配料和馅料的注料设备。许多面包师往往手工完成注料的任务，因为这是一项相对精巧的操作，不仅需要更高的精确度，并且经常需要更改产品配方或成分。

 

Bal说：“Unifiller的设备能帮助面包店和食品生产企业从手动注料转变为半自动（或全自动）注料以提高产量，保持产品质量的稳定，减少产品浪费并满足标签法规的要求。我们的设备非常适合浇注和填充面糊、黄油、拌料、蘸酱、果酱、酱料、佐料、花生酱、奶油等。”

 

不那么专一性的任务甚至更适合自动化，这在劳动力日益紧缺的情况下变得更具吸引力。

 

“对于运行半自动面团发酵和冷控延缓发酵生产线的特种面包店，我们已经看到了对自动货架装卸的兴趣增加，”GeminiBakeryEquipmentCo.首席执行官MarkRosenberg说，“由于劳动力的持续短缺，我们认为越来越多的烘焙企业希望减少手工货架装卸员工的数量，甚至完全取消。”Rosenberg表示，一些Gemini生产的系统每班最多可减少5名工人。

 

当然，自动化通常用于在现有生产进程的基础上提升生产速度、增加产量。Rosenberg说：“与建立全新生产线相比，我们认为更多的客户致力于增加面包生产线产能。客户通常会添置新产品，以通过其发面机、烤箱甚至包装设备来提升生产速度。与更换整个生产线相比，升级生产线的成本要少得多，更重要的是潜在的停机时间也更短。”

 

不过Seiffer也提出了警告，无论增加了多少自动化措施，有些烘焙食品还是无法提升生产效率。

 

他说：“在工业化生产中，你要让产品动起来，但如果面包需要烘烤20分钟，那么就是20分钟。”试图使其运行得更快或更慢可能会损坏产品。Seiffer建议，在某些配方中，电子设备可用于跟踪面团发酵的各个阶段，例如，可以看看面团是否可以在混合后的20分钟内进入烤箱。

 

适应技术

 

某些技术有可能大大提高烘焙食品的质量和均匀性，包括伺服电机、自动检重、视觉系统和机器人技术，后两者通常结合在一起使用。这些技术已经很成熟，但是它们在烘焙食品中的应用，至少在加工方面，一直有些滞后。

 

例如，在最近一届的IPPE展会上，机器人与摄像机相结合构成的可视化系统（EnSight系统）首次亮相。（这个展会主要是针对肉类和家禽领域，EnSight系统可以在该领域发挥作用，但是这项技术也可用于烘烤食品）。该系统的名称在新闻发布会上并没有公布，它可以寻找形状畸形的轻质产品（例如面包卷），并用喷气设备将它们从皮带上吹下来。

 

视觉系统是构成雷恩（Rheon）公司高速牛角包系统的基础。“这个系统包括一个可以识别尾部位置的视觉系统，并以每排每分钟200件的速度自动进行调整，这对于业界来说是前所未闻的速度，我们在视觉系统方面的研究向前迈出了一步。”Giacoo说到。

 

伺服电机为烘焙设备带来了它们在其他高速加工（尤其是包装设备）上所具有的优势：精确性和灵活性。例如，Unifiller（蛋糕生产线设备）在其一些蛋糕装饰、成型和其他相关设备上使用伺服系统。

 

“伺服操作机的设计具有许多优点，可为任何食品制造商带来便利和效率。”Bal说到，“易于使用、可编程触摸屏控制以及内置功能，使其可以作为从从动部件到基于自动化输送的生产系统，从而进一步提高了效率。”

 

几十年来，在面包店和其他领域，自动检重秤一直是包装系统的主要组成部分。但是它们在生面团中的应用相对较新。像面包一样的大型商品的最大优势在于，即使尺寸可能不一样，它们也可以确保成品的重量均匀。

 

 

“我们的无压分切器可以长时间地处理面团，并具有很高的水合作用，甚至比手工完成的效果要好。”Giacoio说，“他们在输送带下方使用了一个集成的称重传感器，可以将面团按要求的重量进行称重和分切。因为是按照重量对面团进行分切，所以尺寸大小可能会有所不同，尤其是当面团连续出样的时候。但是我们能够以工匠的外观赋予一致的重量。”

 

Seiffef解释到，在面团块上使用自动检重秤可以去除和重新加工那些重量过大的面团。如果成品和已包装的面包、面包卷等重量太重，那么别无选择，只能扔掉。

 

“检重秤还可以与数字控件结合使用，以实现反馈回路校正，这是来自充填设备供应商Hinds-Bock的设备的一种选择”。执行副总裁RodGregg说。

 

“充填设备上的可编程逻辑控制器（PLC）可与电子秤连接，以检查称重从充填机出来的成型产品。如果充填机配备了自动行程调节装置，那么前端或后端的检重设备会发出信号，充填机也会相应地调整重量。”Gregg说。

 

Reiser公司战略业务发展副总裁JohnMcIsaac介绍，检重不仅可以用来确保单个产品的目标重量，而且可以检测长期的工作效率趋势。Reiser公司的VemagProcessCheckVPC715产品是一种检重秤，它不仅可以调节Vemag型号的充填/成型/压片设备的动作，能将生产历史数据输入到制造监控软件中。

 

“当产品改变时，它可以控制分切器调整到正确的重量，因此可以快速收回投资。”McIsaac说，“尽管如此，我们越来越多的客户将其作为数据驱动器，不仅可以最大程度地减少赠品，还可以跟踪正常运行时间和生产线效率。”

 

循序渐进“先走后跑”

 

有些事未必多多益善，自动化也不例外。分阶段引入自动化通常是一个好办法，特别是当缓慢的批处理步骤必须与下游更快的步骤同步时，这在烘焙产品生产中通常如此。

 

Axis公司自动化是一家充填机、成型机和其他面包设备的供应商，其总裁TySarajian说：“有时候，我花在说服人们脱离自动化领域的时间和说服他们进入自动化领域的时间一样多。”

 

近期，Axis公司的一位客户正在向市场推出一种带有注入式充填的小型烘焙产品。该生产线的运行速度比客户现有的生产线要快得多，而客户最初的想法是使用机器人将产品放在生产线的前端。

 

“我很快指出，我们可以找到一种以手动方式完成这项工作的方法，这将使得以后返回去添加拣选和放置系统成为可能。”Sarajian说。

 

在生产线的末端提出了另一个挑战。生产线运行时，装袋设备的运行速度比注入线快。它经常出现故障，使得它很难与前端设备配合。

 

Axis公司通过在注入设备和包装设备之间安装一个螺旋输送机作为缓冲器来解决这个问题。该输送机最多可以容纳30分钟生产时间的量，并且可以加快速度，以保持装箱机在装箱时能够正常工作。

 

分批计时

 

这一案例是食品包装业普遍面临的最大挑战之一：分批加工处理设备与连续高速包装设备之间的脱节。这在烘烤过程中尤其明显，在烘焙过程中，很多环节加工时间较长，并且这个时间因产品而异。

 

Harpak-Ulma公司的产品经理HughCrouch认为这使得足够的暂存能力变得很重要。“这就是为什么你的前端配送系统和进料系统能够处理和暂存产品，因此你无需停止运行。”Crouch说，“但是当你确实需要更快地运行时，你的暂存系统和配送系统可以加速以达到更高的速度要求。”

 

和许多其他食品加工商一样，面包师也看到了相同的包装趋势：对更多库存量的需求，尤其是单品。这意味着大多数加工商都是手工完成转换的。按钮转换是理想的选择，但Crouch承认，与类似连续裹包机的初级包装设备相比，现在这对于诸如纸箱装和盒装包装机之类的二级包装设备而言更加容易。

 

“我们将它内置于装盒系统中，现在很多都是一键式转换。”Crouch说，“但是在连续裹包设备中时，它还没有达到这一点。但是我相信，将来您将拥有可以用于转换的一系列产品的设备，并且可以为其设置配方。”

 

由于各种原因，许多工业面包师在采用自动化方面进展缓慢。但是那些采用了自动化设备的人们会发现合适的设备可以使他们的产品更好，并且效率更高。

 

“这项技术已经问世，”Seiffer说，“越能与面包店保持一致，就越有可能创造出利润可观的生意。”