包子、水餃、涼皮、刀削面……中國的美食文化可謂博大精深，僅僅面食都如此品種繁多，風(fēng)味各異，為現(xiàn)今的消費(fèi)者提供了眾多選擇。
以上美食皆是從面團(tuán)演化而來，若想要大批量生產(chǎn)可口的面食，就需要大型自動(dòng)烹飪系統(tǒng)登場(chǎng)。這便要確保運(yùn)行過程中溫度、電導(dǎo)率、液位、流量等的精確檢測(cè)及控制，從而制作出美味且高品質(zhì)的食物。
下面不妨隨我們走近工廠，探索ifm如何化身“洞察”能手，攜自動(dòng)烹飪系統(tǒng)專家staedler創(chuàng)造美味面食。
自動(dòng)烹飪系統(tǒng)化身背后“大廚”
自動(dòng)烹飪系統(tǒng)
staedler automation AG位于瑞士Henau，擁有超過10年的過程自動(dòng)化系統(tǒng)制造經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)食品行業(yè)，他們還生產(chǎn)全自動(dòng)烹飪系統(tǒng)。上圖所示的設(shè)備是專為全自動(dòng)化生產(chǎn)制作德國面疙瘩Spaetzle食品廠所提供的。
該設(shè)備能在30分鐘到1小時(shí)之內(nèi)，完成1000-2500kg面粉的加工，效率驚人！秘訣在于其將面團(tuán)在熱水中煮熟，瀝干，然后過冷水備用，使用的烹飪方法與家常方法相同，但是已完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，達(dá)到了工業(yè)等級(jí)，應(yīng)用了多種系列的ifm智能傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而確保高品質(zhì)的美味食品。
面疙瘩是德國南方的一種特殊面食。在烹飪過程中，原料面粉通過食用托盤傳送到熱水中，因此機(jī)械設(shè)備和食品原料幾乎不接觸，可以最大限度減少對(duì)食品的損壞。
在烹飪過程最后，食物材料像瀑布一樣一一掉下來，散落在快速冷卻區(qū)。在這里，通過用冷水對(duì)物料焯水后，確保烹飪工藝的變化到此結(jié)束。
staedler automation AG的CEO Lukas Staedler先生補(bǔ)充說，“理論上，這類系統(tǒng)可以用于烹飪?nèi)魏螘?huì)浮起的食物，在這個(gè)特定生產(chǎn)線中，我們可以加工新鮮的面食，例如意大利餃、意大利餛飩以及德國面疙瘩，當(dāng)然也可以加工冷鮮肉或蔬菜。”
溫度精確把控
自監(jiān)測(cè)功能確保食品質(zhì)量可靠
TA溫度傳感器監(jiān)測(cè)烹飪裝置以及冷卻槽的所需溫度
當(dāng)在家中烹飪并看到水開始沸騰時(shí)，我們便知道已達(dá)到高溫。但在工業(yè)烹飪過程中，溫度的控制需要更加準(zhǔn)確，只有這樣，才能為客戶持續(xù)穩(wěn)定輸出其所需的高品質(zhì)食品。
在這款全自動(dòng)烹飪系統(tǒng)中，溫度在2個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，從而提供最重要的過程值，即所謂的關(guān)鍵控制點(diǎn)（簡(jiǎn)稱CCP）。其中一個(gè)水溫接近沸點(diǎn)，該溫度必須精確達(dá)到95°C。另一個(gè)則是烹飪過程停止的冷卻槽的溫度。2個(gè)溫度傳感器通過控制熱交換器，確保精確的溫度。
對(duì)于這些臨界點(diǎn)，staedler使用了ifm TA2502溫度傳感器來監(jiān)測(cè)，因?yàn)槠錅?zhǔn)確性高、響應(yīng)速度快，并采用Pt1000測(cè)量元件，工作溫度可達(dá)-50 … 200 °C，此外，重復(fù)精度也很高，并具有出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，因此能確保穩(wěn)定且理想的食品質(zhì)量。
TCC自監(jiān)測(cè)溫度傳感器
未來，staedler計(jì)劃使用ifm TCC自監(jiān)測(cè)溫度傳感器來監(jiān)測(cè)這些測(cè)量點(diǎn)。該傳感器的特點(diǎn)為：有2個(gè)具有相反溫度特征的獨(dú)立測(cè)量元件，它們?cè)谔囟ǖ臏囟认戮哂型耆喾吹谋憩F(xiàn)。因此，可以立即識(shí)別出準(zhǔn)確度偏差，并通過警報(bào)開關(guān)量信號(hào)以及清晰LED發(fā)出提示。
TCC溫度傳感器的使用可以極大地簡(jiǎn)化可靠食品質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)過程，因?yàn)樵谛?zhǔn)間隔期間，只要未檢測(cè)到溫漂，溫度就保持安全（檢測(cè)到溫漂時(shí)會(huì)發(fā)出相應(yīng)信號(hào)）。而其他工業(yè)級(jí)溫度傳感器則甚至?xí)谛?zhǔn)后的1天內(nèi)就出現(xiàn)溫度偏差或溫漂。并且，這類問題僅在下次校準(zhǔn)時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。更壞的情況是，制造商不得不進(jìn)行代價(jià)高昂的產(chǎn)品召回，并且聲譽(yù)也受到不良影響。
CIP清洗過程監(jiān)測(cè)
電導(dǎo)率傳感器顯身手
每次生產(chǎn)完成后，系統(tǒng)都需進(jìn)行CIP清洗。生產(chǎn)線借助獨(dú)立的泵并使用堿性和酸性清潔劑沖洗，然后再使用清水沖洗，之后才能重新開始生產(chǎn)。
在此過程中，ifm LDL200電導(dǎo)率傳感器發(fā)揮著重要作用。通過精確的電導(dǎo)率測(cè)量，可以確認(rèn)生產(chǎn)線是否含有清潔劑并確定清潔劑的濃度。而根據(jù)測(cè)量值，控制系統(tǒng)可以確定是否需要添加更多的清潔劑以及是否完成了預(yù)沖洗、中間階段沖洗以及最終沖洗。最終沖洗階段使用清水進(jìn)行，只有當(dāng)精確達(dá)到最終沖洗水的電導(dǎo)率時(shí)，系統(tǒng)才可以投入生產(chǎn)。這可確保在CIP過程中實(shí)施明確的沖洗階段劃分。
在測(cè)量電導(dǎo)率的同時(shí)，LDL200還可測(cè)量介質(zhì)溫度，并通過IO-Link通信協(xié)議將測(cè)量值傳輸至控制系統(tǒng)。該數(shù)值還可用于控制熱交換器，從而確保其始終有足夠的能量來調(diào)節(jié)沸水的溫度。
壓力傳感器加持，液位一目了然
自動(dòng)烹飪系統(tǒng)中有2個(gè)水箱：熱水槽以及過程末尾的冷卻槽。每個(gè)水箱底部都裝有ifm PM壓力傳感器，它們利用靜水壓來精確檢測(cè)兩個(gè)水箱的液位并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而避免在重新注水時(shí)水箱發(fā)生溢流。
電磁流量計(jì)助力水供應(yīng)的精準(zhǔn)檢測(cè)
在烹飪過程中水會(huì)流失。一大原因是食物本身（在這里是德國面疙瘩）會(huì)吸收水分，另外在烹飪過程中水也會(huì)以水蒸氣的形式蒸發(fā)。因此，必須不斷地補(bǔ)充供水。在該過程中，便應(yīng)用了ifm SM2100電磁流量計(jì)來調(diào)節(jié)水的補(bǔ)給，可在烹飪過程中持續(xù)監(jiān)測(cè)流量。
流量監(jiān)測(cè)與液位傳感器的監(jiān)測(cè)協(xié)調(diào)進(jìn)行。當(dāng)液位傳感器發(fā)出水位下降信號(hào)時(shí)，將補(bǔ)充供水，與此同時(shí)流量計(jì)確定流失的水量：食物吸收的水量以及以水蒸氣的形式蒸發(fā)的水量。
在棄置殘?jiān)鼤r(shí)水同樣會(huì)流失。已使用過的水會(huì)被瀝干，然后重新供水。該過程根據(jù)由配方確定的時(shí)間進(jìn)行。同樣，在該過程中，會(huì)使用SM流量傳感器來測(cè)量需要添加的水量。
流量計(jì)在清洗過程中也發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樗?fù)責(zé)監(jiān)測(cè)用于沖洗的水量，通過監(jiān)測(cè)，可為整個(gè)烹飪過程帶來透明性。
電感式接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)位置監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)還安裝了用于檢測(cè)位置的電感式接近開關(guān)。盡管它們不直接位于烹飪過程中，但卻發(fā)揮著重要的監(jiān)測(cè)作用。
向/從冷卻槽傳遞食品的冷卻帶可以使用相應(yīng)的提升裝置從冷卻槽中提出，從而進(jìn)行手動(dòng)清洗，該過程共使用2個(gè)電感式接近開關(guān)對(duì)頂部和底部位置進(jìn)行非接觸式檢測(cè)。它們還可確保系統(tǒng)僅在冷卻帶處于正確的低位時(shí)才能重啟。
另有第三個(gè)電感式接近開關(guān)安裝在篩管中。篩管手動(dòng)清洗完成并歸位后，只有在得到電感式接近開關(guān)的安裝位置確認(rèn)后方可恢復(fù)生產(chǎn)。
IO-Link，傳感器通信很在行
以上所有產(chǎn)品都能通過IO-Link連接至控制系統(tǒng)。該數(shù)字通信協(xié)議可將測(cè)量值以數(shù)字形式傳輸至控制系統(tǒng)，避免信號(hào)轉(zhuǎn)換損失引起的測(cè)量值錯(cuò)誤。并且，IO-Link的優(yōu)勢(shì)不限于此。
利用LDL電導(dǎo)率傳感器可以通過單根線纜得到2個(gè)過程值：溫度和電導(dǎo)率。SM電磁流量計(jì)可通過IO-Link，利用1路輸出將累計(jì)流量以及流速傳輸至控制系統(tǒng)。
Lukas Staedler認(rèn)為，IO-Link讓自動(dòng)化更簡(jiǎn)單，他表示：“借助IO-Link技術(shù)，利用一根線纜即可傳輸多個(gè)信號(hào)值，這可以極大的節(jié)省安裝成本。以溫度傳感器為例，校準(zhǔn)直接在傳感器上進(jìn)行，而以前需要使用控制系統(tǒng)的校正值進(jìn)行校準(zhǔn)，這簡(jiǎn)化了控制器的編程。總而言之，IO-Link目前帶來的優(yōu)勢(shì)尤為顯著。”
