Automatiseringstrends voor voedselverpakkingen in 2022

Geschreven door de specialisten van Emerson .

Het gemak van verpakte voedingsmiddelen en dranken blijft de groei in deze sector stimuleren. In feite wordt voorspeld dat de Amerikaanse markt voor verpakt voedsel tussen 2021 en 2028 zal groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 4,1%. De automatisering van voedselverpakkingsprocessen heeft bedrijven geholpen de vraag bij te houden en ervoor te zorgen dat verpakt voedsel vers is voor klanten.

Een van de belangrijkste technologieën die worden gebruikt in de automatisering van voedselverpakkingen is pneumatiek. De pneumatische technologie, inclusief pneumatische kleppen en luchtaandrijvingen, is schoon, betrouwbaar en gemakkelijk te onderhouden. De nieuwste ontwikkelingen op het gebied van hygiënisch ontwerp, machineveiligheid en energie-efficiëntie van pneumatische producten zijn enkele van de grootste trends in verpakkingsautomatisering voor 2022.

Hygiënisch ontwerp

In voedsel- en drankverpakkingen moeten de componenten die worden gebruikt in verpakkingsmachines voldoen aan strenge voorschriften voor contact met voedsel en robuust zijn om bestand te zijn tegen herhaalde reinigingsprocedures. De nieuwste klepsystemen, zoals die worden gebruikt in vacuümverpakkingstoepassingen, hebben de hoogste beschermingsklasse en een aantal kostenbesparende functies die het schoonmaken gemakkelijk maken.

Traditioneel hadden ventielsystemen kasten of andere behuizingen nodig om gevoelige componenten te beschermen tegen natte of ruwe toepassingsomgevingen. Hoewel roestvrijstalen kasten de nodige bescherming bieden, kunnen ze duur zijn. De klepsystemen van vandaag zijn kastloze spoelproducten die speciaal zijn ontworpen om hetzelfde beschermingsniveau te bieden en tegelijkertijd de cilinderprestaties te verbeteren - zonder de extra kosten van een behuizing. Dit verbetert de responstijden en verhoogt de energiebesparing bij verpakkingstoepassingen doordat er minder perslucht nodig is voor elke cyclus van de klep. Kortere persluchtleidingen van de klep naar de cilinder komen neer op minder volume om te vullen en uit te blazen, waardoor de cilinderprestaties verbeteren.

Deze klepsystemen zijn ontworpen voor eenvoudige reiniging en gemaakt van robuuste, hygiënische materialen die bestand zijn tegen agressieve chemicaliën en hoge drukken die worden gebruikt in reinigingsprocessen. Emerson's AVENTICS ^TM Serie CL03 Clean Line-klepsysteem heeft bijvoorbeeld geen verbindingen of openingen en maakt gebruik van roestvrijstalen componenten en polymeren die geschikt zijn voor hogedrukreiniging met agressieve chemicaliën.

De CL03 heeft ook een IP69K-classificatie verdiend, de hoogste beschermingsklasse. Producten die deze classificatie behalen, bieden bescherming tegen stof en hoge temperaturen en hogedrukreinigers, waardoor ze ideaal zijn voor verpakkings- en voedselverwerkingstoepassingen waar machines grondig moeten worden ontsmet. Het maakt ook gebruik van NSFH1 (food grade) smeermiddel.

Naast hun hygiënische ontwerpen, zijn de nieuwste klepsystemen zeer configureerbaar om aan de behoeften van elke toepassing te voldoen en zijn ze compatibel met een breed scala aan communicatieprotocollen. Sommige leveranciers van klepsystemen hebben online configuratietools waarmee ontwerpingenieurs snel toegang hebben tot CAD-tekeningen, schema's, onderdeelnummers en gerelateerde componenten. Veel kunnen worden gecombineerd met pneumatische aandrijvingen; de CL03 kan worden gekoppeld aan Emerson's AVENTICS Series ICS en Series M-cilinders in washdown-toepassingen.

Machineveiligheid

Voor apparatuur die onderhoud nodig heeft, is er een groeiende trend onder CPG-bedrijven (consumer Packaged Goods) om verschillende vormen van functionele veiligheid te implementeren, meestal volgens ISO 13849. Of het nu gaat om een ​​complete LOTO (lockout/tagout) of implementatie van de " kleine onderhoudsuitzondering”, de meest gebruikelijke methode om pneumatische componenten “veilig” te maken, is het vrijgeven van de pneumatische energie. Het geprefereerde onderdeel om deze "veiligheidsfunctie" te implementeren, is een redundante veiligheidsuitlaatklep (hieronder afgebeeld), die deel kan uitmaken van een luchtvoorbereidingseenheid die de perslucht naar een machine of sectie van een machine voert.

Zoals vastgesteld door risicobeoordelingen, vereist een groot percentage van dergelijke reguliere apparatuurinbraken een Categorie 3 PLd-veiligheidsoplossing om apparatuur veilig te maken. Categorie 3 PLd-oplossingen hebben redundante circuits nodig om de veiligheidsfunctie te voltooien. De RSEV bereikt deze veiligheidsclassificatie door gebruik te maken van redundante kleppen en diagnostische dekking (bijv. bewaking van de spoelpositie) om ervoor te zorgen dat opgeslagen energie in de vorm van perslucht wordt uitgeput. Wanneer een apparaat zoals een veiligheidshek wordt geactiveerd, worden twee veiligheidsuitgangen naar de RSEV gestuurd. Als een klep uitvalt, zal de overtollige klep de veiligheidsfunctie nog steeds voltooien. De diagnostische dekking zal een alarm veroorzaken, zodat actie kan worden ondernomen om de storing te verhelpen voordat de werking wordt hervat.

Sommige redundante veiligheidskleppen, zoals de RSEV van Emerson die verkrijgbaar is met AVENTICS Series 652 en Series 653 Air Preparation-oplossingen, hebben een ingebouwde softstartfunctie. Bij het opstarten vult deze functie zich met een verlaagde snelheid van 60 - 70% van de uiteindelijke systeemdruk voordat deze volledig wordt geopend. De langzame opbouw van druk/kracht, wanneer actuatoren naar hun start-/startpositie gaan, voorkomt schade aan componenten en apparatuur.

Energie-efficiëntie

Decarbonisatie blijft een trend in bijna elke industrie, inclusief voedingsmiddelen en dranken. Het verminderen van het energieverbruik heeft een zeer hoge prioriteit voor verpakkingsbedrijven, en CPG-fabrikanten zoeken naar manieren om het energieverbruik in hun faciliteiten beter te beheersen. Het gevolg is dat velen nieuwe machines uitrusten en bestaande machines achteraf uitrusten met luchtstroomsensoren.

Persluchtverbruik is een belangrijke bron van energieverbruik in verpakkingstoepassingen. Als ze onopgemerkt blijven en niet worden aangepakt, kunnen persluchtlekken aanzienlijke hoeveelheden energie en geld verspillen. Luchtstroomsensoren die de persluchtstroom continu in realtime bewaken, kunnen operators helpen lekken eerder op te sporen en aan te pakken, waardoor energieverlies wordt geminimaliseerd en de duurzaamheid wordt verbeterd.

Door continu procesparameters te meten, waaronder druk, temperatuur, massastroomsnelheid, volumestroomsnelheid, stroomsnelheid, totale massa, totaal volume en energie, kunnen sensoren operators helpen het luchtverbruik en het energieverbruik te volgen. Operators kunnen vervolgens de verzamelde gegevens gebruiken om potentiële problemen, zoals lekken, te lokaliseren en aan te pakken voordat ze zich voordoen. Door lekken te voorkomen, kunnen faciliteiten de energie-efficiëntie verbeteren en tegelijkertijd de uitvaltijd en kosten verminderen.

Luchtstroomsensoren zijn geschikt voor faciliteiten van elke omvang, op elk punt in hun digitale transformatietraject. Sommige luchtstroomsensoren, zoals Emerson's AVENTICS Series AF2-sensor, stellen operators in staat om gegevens op machineniveau te zien en stellen faciliteiten in staat om verzamelde gegevens binnen hun eigen IT-netwerk te bewaren zonder verbinding te maken met de cloud. Faciliteiten kunnen ook sensoren aansluiten op een gateway om toegang te krijgen tot aanvullende inzichten. Fabrikanten van luchtstroomregelkleppen met ervaring in digitale transformatie kunnen faciliteiten helpen beslissen wat het meest geschikt is voor hun individuele behoeften en doelen.

Een hoger prestatieniveau

De nieuwste trends op het gebied van automatisering van voedselverpakkingen geven verpakkingsbedrijven de mogelijkheid om ervoor te zorgen dat de machines in hun lijnen voldoen aan de hoogste machineveiligheid, energie-efficiëntie en hygiënische normen.

Voor meer informatie over de pneumatische technologieën die dit prestatieniveau mogelijk maken, bezoek https://www.emerson.com/en-us/industries/automation/food-beverage of neem contact op met een expert bij JH Foster.