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核桃加工面临的自动化挑战

作者:Ben Orchard2013.02.24阅读 3534

        在美国,坚果是最受欢迎的零食之一。腰果、杏仁以及花生都跻身最流行食品的行列,但对于大部分人而言,“坚果之王”的称号(论及有益健康和口感良好)非核桃莫属。无论是加在干果巧克力或早餐麦片中,烤制在饼干或巧克力蛋糕中,亦或单独享用,其味道都十分鲜美,更不用提它还是蛋白质、维生素E及必要的ω-3脂肪酸的重要来源。但这些健康可口的坚果,在其生产过程中需经过大量处理,这些处理必须快捷及时、经济节能。
        Fedora Farms公司座落于加州Meridian的中央谷地,这里涵盖了美国近99%的核桃作物的种植。该工厂是全国最先进的核桃加工厂之一,采用高效节能的加工设备,成功地削减了运营成本。这家由家族经营的企业,始终将质量置于首位,将自动化技术运用于核桃加工的各个阶段,包括脱壳、运输以及最重要的干燥及监控产品含水量阶段。采用这些技术,使这家公司的产品具有优良品质,为消费者提供了新鲜健康的坚果。
        作物加工
        核桃从枝头摇落后,收集起来送到Fedora工厂,就可以立即开始加工。经脱壳工序除去外壳后,必须对核桃进行干燥,使其含水量控制在8%。若收获和干燥之间有较长的延时CONTROL ENGINEERING China版权所有,则核桃可能变黑、发霉,变得更易生虫,或者出现其它方面的质量下降。
        “质量是最重要的。” Fedora Farms公司的 Chris Fedora说,“我们必须确保提供优质健康、重量适足的核仁,并由此获得最高回报。干燥箱的清空时间也应尽量缩短,这样加工过程会更快。”
        Fedora公司邀请了一些Woodside Electronics 公司(简称 WECO )的专家,来对加工过程进行必要的监控和硬件控制。他们都是农业领域中分拣和自动化解决方案的行家。“在收获期间,工厂虽然总是匆忙赶工,但核桃的最高干燥温度必须控制在110° F,”WECO的Don Osias说。“要是温度再高那么一点www.cechina.cn,核桃中含有的健康脂肪酸的品质和特性就会受损。”

        不能干燥过度
        Osias认为,坚果干燥的目标是将其含水量控制在8%左右,干燥过度将导致其多方面品质的下降。除了干燥箱额外运转所耗费的燃油和电能成本,过度干燥的坚果会变脆,在搬运过程中容易破碎。此外,若坚果在干燥箱中停留时间过长,种植者不得不添置更多干燥箱来容纳坚果,以便尽快加工并运输给客户。
        WECO向Fedora Farms提供干燥箱的火炉和控制风扇,也提供相应的传感器系统控制器。这些仪器包括便携式湿度测量计,配备了由WECO设计的定制射频电路板,可对坚果的介电常数进行监测,以确定其含水量。这种方法是令射频信号或电流在产品中通过,产品的电导率即指示出其含水量。当含水量达到预期值时CONTROL ENGINEERING China版权所有,坚果便得到了充分的干燥。
        Fedora Farms公司的自动化系统利用湿度信息,适时控制箱底气门的开闭。当箱中坚果充分干燥后,风扇和火炉将即刻关闭。这便加快了加工速度,提高了利润,也节省了能源。
        “假设坚果干燥过度www.cechina.cn,含水量从推荐值8%下降到6%,”Osias说控制工程网版权所有,“由于重量减轻,将导致2%的利润损失——这是一笔很大的成本。同样,干燥过程也占用了更多时间。当过度干燥使含水量为6%时CONTROL ENGINEERING China版权所有,意味着坚果在干燥箱中的存留时间增加20%~30%,你也将为这额外消耗的20%~30%电能和燃料买单。”
        Opto 22公司的SNAP PAC和I/O 是WECO自动化系统中的关键部件。它们模拟和数字输入模块收集所有的过程数据,对温度和其他变量进行调节。输出模块则对气门、风扇和火炉进行控制。网络扫描仪将每个干燥箱的湿度信息收集起来,发送给PC,运营商便能确切地掌握干燥过程的进展。
        联网的PC将收集到的数据以文本或图表的形式进行显示,同时备份到带存贮器的本地网络或远程FTP站点。“所有设备通过简单的CAT 5网络电缆连接到世界各地,可通过浏览器从外部任何地点进行访问。” Osias说道。
        Fedora补充说控制工程网版权所有,“通过监测干燥箱中的湿度及对箱门进行自动控制,加工流程就能快速顺利地进行:达到8%的含水量指标后,设备关闭,即刻将产品投入运输,然后释放出更多的干燥箱空间。WECO提供的技术,使我们获得了更高的效率和更好的一致性,否则几乎不可能达到现有的产量。”
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