فرآیند مهندسی در کارخانه مواد غذایی

در این مقاله رویکردهای مهندسی، برای بهینه سازی فرآیندهای خط تولید کارخانه ماکارونی بررسی شده است. مطالعه اولیه فن آوری ها و معماری های سیستم های اطلاعاتی مورد استفاده در زنجیره تهیه ماکارونی تحلیل شده است. هم چنین مدل های مختلف در مورد فرآیندهای تولید، کارایی، خطرات، هزینه ها و مزایا مورد بحث قرار می گیرد.

---

پیشنهاد می کنیم جهت کسب اطلاعات بیشتر مقالات زیر را مطالعه بفرمایید:

♣ بررسی میکروبیولوژیکی ماکارونی

♣ سازمان غذا و دارو آمریکا (FDA)

♣ ضدعفونی کننده های رایج در صنایع غذایی و لبنی

♣ خطوط تولید و بسته بندی صنایع غذایی

---

فن آوری های فعال در خط تولید کارخانه ماکارونی مباحث:

• فن آوری های کسب اطلاعات داده ها
• فن آوری های کنترل
• فن آوری های مدیریت داده

فناوری کسب اطلاعات

پردازش تصویر در خط تولید کارخانه های ماکارونی

 

مختار و همکاران (2011) این فناوری تصویر را، ماتریسی از پیکسل های مربع می داند که در ردیف ها و ستون ها تنظیم شده اند. پیکسل ها اجزای اصلی تصاویر هستند. بسیاری از اطلاعات در هر پیکسل قرار گرفته است. مانند: سطح، شدت، رنگ و غیره

اطلاعات اول مربوط به تفاوت رنگ است که می تواند وجود نقایص احتمالی را اثبات کند.

سیستم های پردازش تصویر، برای بررسی کیفیت محصولات غذایی جهت کنترل رطوبت در طی فرآیند خشک کردن بسیار مهم و ضروری هستند.

سیستم های پردازش تصویر در کنترل موارد ذیل موثر هستند

• کنترل رطوبت در طی فرآیند خشک کردن
• کنترل فرآیند تولید مواد غذایی
• از بین بردن ذهنیت مربوط به بازرسی های دستی
• ایجاد سیستم خودکار برای ارزیابی کیفیت مواد غذایی
• بازده مؤثر در فرایند تصمیم گیری و نتیجه گیری

به منظور ایجاد یک سیستم خودکار برای ارزیابی کیفیت مواد غذایی ، تکنیک های پردازش تصویر اغلب در دستگاه های مکانیکی و ابزاری ادغام می شوند. به این ترتیب، تکنولوژی جایگزین نیروی انسانی در اجرای یک فرآیند خاص می شود. در چنین سیستمی، پردازش تصویر بیانگر هسته کنترل کننده عملکرد دستگاه است.

دوربین های هوشمند در این زمینه به عنوان پردازنده های محاسباتی کوچک و قدرتمند تعریف می شوند. بنابراین در برنامه هایی که سیستم های دید پیچیده تری دارند، به کار می روند. در حالی که به نسبت استفاده از رایانه شخصی به دلیل اندازه، هزینه و قابل اعتماد نبودن قابل مقایسه نیستند.

زمینه های معمولی کاربرد دوربین ها عبارتند از

• آزمایش خودکار برای بررسی کیفیت (تشخیص نقص، کمبود قطعات و غیره)
• اندازه گیری بی سیم
• خواندن و تأیید کد (بارکد، ماتریس داده، ساختار های الفبایی – OCR یا OCV و غیره)
• بازرسی مداوم مواد (سیم پیچ، سیم، لوله، خطوط اکستروژن) برای تشخیص نقص چک بعدی
• شناسایی موقعیت و چرخش برای انتخاب خودکار و درایو روباتیک
• پروش (تشخیص دود / شعله)

 

اشعه ایکس برای شناسایی عناصر ناشناخته محصولات غذایی در خط تولید کارخانه های ماکارونی

کنترل کیفیت ماکارونی در این بخش، به منظور عدم وجود آلودگی های احتمالی که برای سلامت انسان خطرناک است انجام می گیرد. یکی از دلایل اصلی آلودگی در مواد غذایی، حضور عناصر ناشناخته می باشد. مانند قطعات شیشه، استخوان، فلز، پلاستیک یا سنگریزه که به طور اتفاقی در طی فرآیند تولید وارد مواد غذایی می شود. در نتیجه به طور بالقوه آسیب هایی را برای سلامتی ایجاد می کند.

فیلتر سیستم تشخیص اشعه ایکس: براساس تفاوت تشعشعات عناصر ناشناخته درمقایسه با سایر مواد موجود در محصولات غذایی عمل می کنند.

سیستم های اشعه ایکس با تشخیص اختلافات در چگالی و ضریب شکست اشعه، قادر به شناسایی عناصر ناشناخته نهایی در داخل ماکارونی هستند.

سیستم آنالیز پرتوهای ایکس، که در ابتدا برای تشخیص وجود قطعات شیشه ای در مواد نگهدارنده  مورد استفاده قرار می گرفتند. امروزه در تجهیزات صنایع، قادر به تشخیص وجود بسیاری از آلاینده های دیگر مانند قطعات فلزی، استخوان، سنگریزه و پلاستیک شده اند.

تکنولوژی های تابشی: در حال حاضر این تکنولوژی تمایل دارند که بدون توجه به سرعتشان، از پرتوهای کم تری استفاده کنند.

دقت آنها به حدی است که امکان تشخیص ناهنجاری ها را نیز در مورد بسته بندی های خمیده فراهم می کنند. این قضیه پرتونگاری را پیچیده تر می کند. زیرا آنها باید توانایی تمایز بین عناصر ناشناخته و ساختار بسته بندی غذاهایی مانند سالاد پاکت دار، غلات صبحانه و غیره که دارای چگالی مختلفی هستند را تعیین کنند.

فنآوری (ray MDX) موفق به تفکیک مواد بر اساس ترکیب شیمیایی (عدد اتمی) و آشکار ساختن آلاینده های معدنی با دانسیته های مختلف است.

سیستم های آنالیز پرتوهای ایکس، جزء جدانشدنی یک سیستم پردازش تصویری هستند. این پروسه از مواد اولیه تا رسیدن به محصول نهایی انجام می شود. در ابتدای خط تولید، سیستم آنالیز اشعه ایکس نوآورانه برای انجام یک بررسی ویژه بر روی مواد اولیه ایجاد شده اند. سایر سکوها بعد از مرحله بسته بندی و در انتهای خط تولید قرار دارند.

فناوری کنترل

نظارت بر خطوط تولید ماکارونی با سنسورها و دوربین های متصل به سیستمهای  PLCدر خط تولید کارخانه های ماکارونی

خطوط تولید، نقاط بحرانی مختلفی را ارائه می دهند که اغلب قابل دستیابی نیستند ولی باید مورد نظارت قرار گیرند. آنالیز سمولینا یک نکته مهم برای تولید شرکت است.

به منظور بهینه سازی فروش مواد اولیه و به حداقل رساندن ضایعات، یک سیستم اندازه گیری برای مواد ذخیره شده در داخل سیلوها مورد نیاز است.

طرحی از یک سیستم مهندسی با استفاده از سنسورهای ولوم متصل به PLC و یک مانیتور که داده ها را نمایش می دهد ایجاد شده است. اندازه گیری حجم توسط نرم افزار خاص و شناسایی سنسورها به داده های اطلاعاتی مرتبط شده است.

طرح مدل سازی یکپارچه (UML ) در مورد تشخیص سطح نشان داده شده است. سنسورهای حجمی مختلف توسط یک PLC در سیلوهای مختلف قرار می گیرند، و تمام داده ها در زمان مشخص بر روی یک مانیتور ترسیم می شوند.

بارکد

تکنیک های شناسایی و قابلیت ردیابی مواد غذایی، بارکدها هستند. اینها برای بار اول معرفی شده اند و از این رو، پراکنده اند. اصل عملکرد آنها مبتنی بر خواندن نوری است که ستون های سیاه و فضاهای سفید بین آنها را تشخیص می دهد.

از جمله مزایای بارکد هزینه مناسب آن، سرعت، دقت و قابلیت اطمینان بالا بودن آن است. بارکد با نمایش اطلاعات، نزدیک به زبان ماشین حساب است. و این ویژگی، عملکرد سریع بارکد را به عنوان ابزاری که به رسمیت شناخته شده و به راحتی و سرعت در کامپیوترها هست را ایجاب می کند.

فناوری مدیریت داده

سیستم اتصال اترنت برای دستگاههای کنترل در خط تولید ماکارونی

اولین مرحله از تجزیه و تحلیل با هدف مطالعه فرآیندهای فعلی، شناسایی سیستم های کنترل در حال استفاده و اطلاعات فرآیند موجود برای اپراتورها و سایر کارکنان شرکت انجام می شود. این خطاب به کلیه بخشهای تولید و مسئولان مربوطه در نقشهای مختلف شرکت مربوط می شود. و با استفاده از زبان UML، نمودار جامع نمایش داده می شود که به شرح زیر گزارش می شود.

• سیستم های Big Data به منظور جمع آوری تمام داده های خطوط تولید ماکارونی، می توانند به خط اترنت وصل شوند.
• تجزیه و تحلیل داده های بزرگ انجام شده توسط الگوریتم های هوش مصنوعی، می تواند با ارائه یک سیستم پشتیبانی از (DSS ) ، کلیه فرایندها را مدیریت کند.

نظارت بر مصرف انرژی اولیه در خط تولید ماکارونی

فرآیندهای صنعتی باید از جنبه تداوم تولید و پارامترهای حیاتی کلیه تجهیزات نیز مورد بررسی قرار گیرد.

نظارت بر مصرف انرژی اولیه و جذب کاربران اصلی این خط، یکی از جنبه های بهبود تقویت کنترل تجهیرات برای تجزیه و تحلیل، ارزیابی و تجدید نظر در پارامترهای انرژی موثر است.

نمودار UML دیگری برای نمایش طراحی سیستم نظارت بر انرژی مفید، برای نظارت بر شاخص های انرژی  کارخانه تولید ماکارونی به لطف ویژگی های زیر ایجاد شده است:

• نظارت بر انرژی، هم برقی و هم حرارتی
• مصرف فوری و جمع بندی کامل
• آمار و ایجاد گزارش انرژی
• ذخیره سازی داده ها روی سرور
• تجزیه و تحلیل از راه دور داده ها از طریق صفحات گرافیکی

مهندسی نقشه برداری در خط تولید ماکارونی

طراحی و نقشه برداری از فرآیندهای تولید، روشی است که مربوط به طراحی مجدد فرآیندهای تجاری شرکت های تولیدی است. این کار یک رویکرد عملی برای کمک به شرکت هایی هستند که می خواهند نظارت بر فرآیندهای تولیدی خود را به یک مزیت رقابتی در بازار آینده تبدیل کنند.

نقشه برداری فرایندها در صنعت ماکارونی برای درک مکانیسم های تولید از اهمیت بالایی برخوردار است. و به منظور بهبود روش ها، شامل فرآیندهای دیجیتالی کردن داده ها و کنترل دستگاه است.

در یک کارخانه ماکارونی بر روی سه سیستم مانیتورینگ با استفاده از سنسورها، دوربین ها و دستگاه های نوری متمرکز می شوند تا بتوانند در مدیریت عملیات تولید، برتری داشته باشند.

مدیریت ردیابی در خط تولید ماکارونی

در یک کارخانه مواد غذایی، حمل و نقل محصولات خارج از محدوده تولید، جنبه مهم دیگری است.

می توان با فناوری های مختلفی که مورد ارزیابی قرار گرفتند و در یک سکوی نظارت کامل، کنترل شوند.

جنبه های لجستیک در خط تولید ماکارونی

جنبه های تدارکات برای هوش تجاری و ردیابی محصول بسیار مهم است. در این راستا ، به منظور بهینه سازی الگوهای لجستیک می توان الگوریتم های مختلفی از قبیل ذیل اتخاذ کرد:

• الگوریتم Dijkstra
• الگوریتم چرخه اویلری
• الگوریتم Ford-Fulkerson
• الگوریتم مجارستانی
• الگوریتم پس انداز
• الگوریتم Floyd-Warshall
• روش تقریبی Vogel
• Lavesdk

علاوه بر این ، شناسایی جنبه های تدارکات و ردیابی فرآیندهای جغرافیایی و ذخیره سازی مواد اولیه برای بهبود کیفیت ماکارونی ضروری است. در این راستا، فناوری blockchain نقش مهمی در تدارکات پایدار و کمک به ردیابی دیجیتالی و تأیید اعتبار محصولات غذایی از اکوسیستم تأمین کنندگان دارد.

 سایر رویکردهای علمی مفید برای کنترل گردش کار و پیشرفت های صنعت در خط تولید ماکارونی

سایر ابزارهایی که می توانند برای کنترل گردش کار به کار برده شوند، سیستم های شبکه عصبی مصنوعی پردازش تصاویر ماکارونی و پشتیبانی از طبقه بندی نقص ها است.

کارخانجات صنایع غذایی اعم از فراورده های پروتئينی مانند گوشت قرمز، مرغ و تخم مـرغ، ماهی، سوسیس و کالباس، كنسرو، شير و فراورده هاي لبنی، سس و انواع رب، نوشابه، دوغ و آب معدنی، قند و شكر، كيك، كلوچه و بيسـكويت، ميـوه و سبزيجات، مربا و عسل، آبميوه، كنسـتانتره و كمپـوت، ماكـارونی وتوليـدات نشاسـته ای، آرد و نـان، چيپس و اسنك، آجيل و خشكبار، چاي و قهوه و … با مواد غذایی در ارتباط هستند. سلامت و پاکیزگی محصولات این کارخانجات با سلامت انسان رابطه مستقیم دارد. به همین دلیل ضدعفونی تجهیزات و دستگاه هایی که در این کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرند مهم و ضروری است.

در این مقاله با خط تولید کارخانه ماکارونی آشنا شدید. همانطور که در این مقاله مشخص است تجهیزات تولید مانند اکسترودرها و لاین های تولید به شستشو و ضدعفونی نیاز دارند. علاوه بر ضدعفونی سطوح، ضدعفونی دست نیز در این کارخانه ها مهم است.