الطلب على أنظمة النقل الذكية والفعالة

تتميز التصميمات المخصصة لناقلات خطوط التعبئة والتغليف الأوتوماتيكية عالية السرعة الحديثة، مثل هذه التي تقدمها شركة NCC Automated Systems، بقدرات تبديل المسار والدمج لتسريع تدفق المنتج والسماح بالتبديل السهل لأحجام المنتج ووحدات SKU.الصور مقدمة من شركة NCC Automation Systems
سواء كانت عملية تركيب تحديثية أو تحديثية أو تركيب جديد، يجب أن تستوعب أنظمة النقل أنظمة التشغيل الآلي الحالية وتستهلك طاقة أقل وتكون أكثر ذكاءً من أي وقت مضى - قادرة على التكيف مع التغييرات في أحجام المنتج أو التغليف خلال نوبة العمل.وفي الوقت نفسه، يجب أن تفي النظافة بمعايير إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) ووزارة الزراعة الأمريكية (USDA) و3-A لنظافة منتجات الألبان.العديد من مشاريع النقل مخصصة للتطبيقات وغالبًا ما تتطلب أعمال تصميم.لسوء الحظ، يمكن لقضايا سلسلة التوريد والعمل أن تؤخر بشكل كبير المشاريع المصممة خصيصًا، لذلك يلزم التخطيط والجدولة الكافية.
وفقًا لدراسة حديثة للأبحاث والأسواق بعنوان "سوق أنظمة النقل حسب الصناعة"، من المتوقع أن ينمو حجم سوق أنظمة النقل العالمية من 9.4 مليار دولار أمريكي في عام 2022 إلى 12.7 مليار دولار أمريكي في عام 2027، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 6٪ .تشمل المحركات الرئيسية زيادة اعتماد حلول معالجة المواد الآلية المخصصة بناءً على المواصفات المتخصصة عبر مجموعة متنوعة من صناعات الاستخدام النهائي، فضلاً عن الحاجة المتزايدة للتعامل مع كميات كبيرة من البضائع، لا سيما في أسواق المستهلكين/التجزئة والأغذية والمشروبات.
وفقًا للتقرير، فإن الاستثمار المستمر في البحث والتطوير من قبل الشركات المصنعة لأنظمة الناقلات وشبكات سلسلة التوريد المتنامية سيزيد الطلب على حلول الناقلات خلال الفترة المتوقعة.ووفقا لمنظمة الأمم المتحدة للتنمية الصناعية، فإن استهلاك السلع في البلدان المتقدمة سوف ينمو إلى ما يقرب من 30 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2025. ومن المتوقع أن يؤدي هذا النمو إلى زيادة تغلغل الأتمتة الصناعية والطلب على أنظمة فعالة لمعالجة المواد.
على الرغم من أن بعض التطبيقات المتخصصة في صناعة الأغذية (مثل الأطعمة السائبة والجافة) تتضمن عادةً أنظمة ناقل أنبوبي مغلقة (مثل الفراغ، والسحب، وما إلى ذلك)، إلا أن الأبحاث تظهر أنه من المتوقع أن تكون الناقلات الحزامية هي الجزء الأكبر حسب النوع.وأيضا واحدة من القطاعات الأكثر شعبية.الأسواق الأسرع نموا.يمكن للناقلات الحزامية التعامل مع كميات كبيرة بتكاليف أقل بكثير لكل طن كيلومتر من الناقلات الأخرى ويمكنها السفر لمسافات طويلة بسهولة أكبر وبتكلفة أقل.في حين أن العديد من تطبيقات الأطعمة والمشروبات تستخدم على وجه التحديد ناقلات أنبوبية محكمة الغلق لتقليل الغبار والحفاظ على النظافة، تظهر الأبحاث أن السيور الناقلة تعمل بشكل جيد مع أنظمة نقل الأطعمة والمشروبات المتخصصة، خاصة في نظام التعبئة والتغليف والتخزين/في التسليم.
بغض النظر عن نوع الناقل، تعتبر النظافة عاملاً رئيسيًا في صناعتنا.وقالت شيريل ميلر، مديرة التسويق في شركة Multi-Conveyor: "لا يزال تغيير متطلبات النظافة موضوعًا رئيسيًا للمناقشة بين الشركات المصنعة للأغذية والمشروبات".وهذا يعني أن هناك حاجة كبيرة لأنظمة البناء المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والتي تم تصميمها وفقًا لقوانين صحية صارمة مثل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) أو وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) أو وكالات الألبان.قد يتطلب الامتثال إنشاء مسامير مسطّحة، ومنصات حماية ولحامات مستمرة، ودعامات صحية، وفتحات تنظيف منقوشة، وإطارات من الفولاذ المقاوم للصدأ ومكونات نقل الطاقة ذات التصنيف الخاص، والمعايير الصحية 3-A تتطلب شهادة فعلية.
تقدم ASGCO Complete Conveyor Solutions الأحزمة، ووحدات التباطؤ، ومنظفات الأحزمة الأولية والثانوية، والتحكم في الغبار، والأجهزة الموجودة على متن الطائرة والمزيد، بالإضافة إلى خدمات الصيانة والإصلاح، وربط الحزام والمسح الضوئي بالليزر.وقال مدير التسويق ريان تشاتمان إن عملاء صناعة الأغذية يبحثون عن أحزمة ناقلة مضادة للميكروبات وأحزمة حافة لمنع تلوث الأغذية.
بالنسبة للناقلات الحزامية التقليدية، فإن استخدام أحزمة الدفع الحافة يمكن أن يكون منطقيًا لعدد من الأسباب.(انظر البحث والتطوير الهندسي لـ FE، 9 يونيو 2021) أجرت FE مقابلة مع كيفن موجر، رئيس شركة SideDrive Conveyor.عندما سُئل عن سبب اختيار الشركة للناقل الذي يحركه الحافة، اقترح موغر أنه يمكن قيادة الناقل في نقاط متعددة للحفاظ على توتر الحزام.بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم وجود بكرات أو أقفاص دوارة، فإن الناقل يكون أسهل في التنظيف، مما يساعد على تقليل مخاطر تلوث الطعام.
ومع ذلك، تتمتع السيور الناقلة ذات الأسطوانات/المحركات المستقلة بالعديد من المزايا مقارنة بعلب التروس والمحركات التقليدية، خاصة من وجهة نظر النظافة.أشار ألكسندر كاناريس، رئيس شركة Van der Graaf، إلى بعض المشكلات في مقابلة مع قسم البحث والتطوير التابع لشركة FE Engineering قبل بضع سنوات.نظرًا لوجود المحرك والتروس داخل الأسطوانة ومحكم الغلق، فلا توجد علب تروس أو محركات خارجية، مما يقضي على أرض خصبة للبكتيريا.وبمرور الوقت، ارتفع أيضًا تصنيف الحماية لهذه المكونات إلى IP69K، مما يسمح بغسلها بمواد كيميائية قاسية.تناسب مجموعة الأسطوانة سيور النقل القياسية واللدائن الحرارية مع أنظمة العجلة المسننة لتوفير فهرسة يمكن التحكم في موضعها.
يقوم نظام تنظيف حزام الطعام Excalibur من ASGCO بكشط العجينة اللزجة من الحزام قبل أن يتمكن من التحرك أكثر، مما يتسبب في انحراف الحزام أو الإمساك بالمحامل أو الأجزاء الأخرى.يمكن استخدام الجهاز مع مواد لزجة أخرى مثل الشوكولاتة أو البروتين.الصورة مجاملة من ASGCO
يعد التنظيف وتقليل وقت التوقف عن العمل ذا أهمية كبيرة هذه الأيام، وأصبح التنظيف المكاني (CIP) ضرورة أكثر من كونه أمرًا لطيفًا.يرى ريك ليرو، نائب الرئيس والمدير العام لشركة Luxme International, Ltd.، وهي شركة تصنيع ناقلات السلسلة الأنبوبية، اهتمامًا متزايدًا بناقلات CIP.بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون الناقلات مجهزة بمكونات لتنظيف الأجزاء الملامسة للمنتج لتمديد الفترات الفاصلة بين دورات التنظيف.ونتيجة لذلك، تعمل المعدات بشكل أنظف وتدوم لفترة أطول.وقال ليروكس إن الاستنتاج الذي توصلنا إليه هو أن الفواصل الزمنية الأطول بين عمليات التنظيف الكيميائية المتعددة قبل التنظيف الرطب تعني زيادة وقت التشغيل وإنتاجية الخط.
مثال على أداة تنظيف الحزام هو نظام تنظيف الحزام الغذائي ASGCO Excalibur الذي تم تركيبه في مخبز في الغرب الأوسط.عند تركيبها على الحزام الناقل، تمنع كتلة الفولاذ المقاوم للصدأ (SS) نقل العجين بعيدًا.في المخابز، إذا لم يتم تركيب هذا الجهاز، فإن العجين الراجع لن يخرج من الحزام، ويتراكم على سطح الحزام وينتهي على بكرة الإرجاع، مما يتسبب في حركة الحزام وتلف الحواف.
وقال كلينت هدسون، مدير المبيعات، إن شركة تصنيع ناقلات السحب الأنبوبية، Cablevey، تشهد اهتمامًا متزايدًا من الشركات المصنعة للأغذية والمشروبات في نقل المكونات السائبة والأطعمة المجمدة.تتمثل فائدة استخدام الناقل الأنبوبي لنقل المنتجات السائبة الجافة في تقليل الغبار والحفاظ على نظافة المنطقة المحيطة به.وقال هدسون إن الاهتمام بأنابيب Clearview الخاصة بالشركة يتزايد لأن المعالجات يمكنها رؤية ما يحدث داخل المنتج وفحص الناقلات بصريًا للتأكد من نظافتها.
يقول ليروكس إن الاهتمام بالنظافة في التغليف لا يقل أهمية عن الإنتاج.على سبيل المثال، ذكر بعض النقاط الرئيسية:
وأشار ليروكس أيضًا إلى أن المعالجات تشعر بالقلق إزاء استهلاك الطاقة.إنهم يفضلون رؤية وحدة طاقة بقوة 20 حصانًا بدلاً من وحدة بقوة 200 حصان.يبحث مصنعو الأغذية أيضًا عن أنظمة ومعدات ذات مستويات ضوضاء ميكانيكية منخفضة تلبي معايير الهواء النظيف في المصنع.
بالنسبة للمصانع الجديدة، قد يكون من السهل اختيار معدات النقل المعيارية ودمجها في نظام واحد.ومع ذلك، عندما يحين وقت ترقية المعدات الموجودة أو استبدالها، قد تكون هناك حاجة إلى تصميم مخصص، ويمكن لمعظم شركات النقل استخدام أنظمة "مخصصة".وبطبيعة الحال، إحدى المشاكل المحتملة مع المعدات المخصصة هي توافر المواد والعمالة، والتي لا يزال بعض الموردين يشيرون إليها على أنها مشكلة في جدولة التواريخ الفعلية لإنجاز المشروع.
وقال هدسون من Cablevey: "إن الغالبية العظمى من المنتجات التي نبيعها عبارة عن مكونات معيارية مصممة لتلبية مجموعة واسعة من احتياجات العملاء"."ومع ذلك، فإن بعض العملاء لديهم متطلبات محددة جدًا لا تستطيع مكوناتنا تلبيتها.يقدم قسم الهندسة لدينا خدمات التصميم لتلبية هذه الاحتياجات المحددة.تستغرق المكونات المخصصة وقتًا أطول للوصول إلى العملاء مقارنة بمنتجاتنا الجاهزة، ولكن أوقات التسليم مقبولة بشكل عام "
يمكن تلبية معظم احتياجات الناقلات من خلال نظام مصمم خصيصًا لمصنع أو مصنع معين.وقال تشاتمان إن ASGCO تقدم مجموعة كاملة من خدمات التصميم والهندسة.ومن خلال مجموعة واسعة من الشركاء، تستطيع ASGCO تقليل اختناقات سلسلة التوريد بشكل كبير وتقديم المنتجات والخدمات في الوقت المحدد.
وقال ميلر من Multi-Conveyor: "تواجه جميع الأسواق، وليس فقط الأغذية والمشروبات، تحديات غير متوقعة بسبب آثار انهيار سلسلة التوريد ونقص العمالة الناجم عن الوباء"."كل من هذه الحالات الشاذة تؤدي إلى زيادة الطلب على المنتجات النهائية.البضائع، والتي تعني: “نحن بحاجة إلى شيء ما، وكنا في حاجة إليه بالأمس”.تطلب صناعة التعبئة والتغليف المعدات منذ سنوات عديدة، وتستغرق فترة زمنية تصل إلى شهرين تقريبًا.لن يخرج وضع التصنيع العالمي الحالي عن نطاق السيطرة في أي وقت قريب.التخطيط المسبق لمعدات توسيع المصنع، مع العلم أن الإمدادات ستكون أعلى بكثير من المستويات العادية، يجب أن يكون أولوية لجميع شركات السلع الاستهلاكية سريعة الحركة.
ويضيف ميلر: "ومع ذلك، فإننا نقدم أيضًا ناقلتين قياسيتين تم تصميمهما مسبقًا من أجل التسليم في الوقت المناسب".تقدم سلسلة النجاح سلاسل قياسية وبسيطة ومستقيمة لا تتطلب التنظيف.يقوم المعالج بتحديد العروض والمنحنيات المحددة مسبقًا ويوفر خيارات الطول.يوفر Multi-Conveyor أيضًا أنظمة تدفق صحية Slim-Fit بأطوال وعرض محددة مسبقًا.وقال ميلر إنه على الرغم من ارتفاع الطلب، إلا أنها لا تزال ميسورة التكلفة أكثر من حلول الناقلات المخصصة.
قامت شركة Multi-Conveyor مؤخرًا بتركيب نظام لمعالجة الدجاج المجمد المعبأ في أكياس.كما هو الحال مع معظم التطورات الحديثة، تعد المرونة أمرًا أساسيًا للحفاظ على حركة المنتج.تشمل المشكلات التي يواجهها هذا التطبيق ما يلي:
تتطلب بعض المنتجات آلتين فقط للتغليف لتوصيل المنتج في مسارين مباشرة إلى نظام الأشعة السينية.إذا تعطلت إحدى آلات التعبئة، فسيتم نقل المنتج إلى آلة تعبئة ثالثة ونقلها إلى آلة النقل، والتي سيتم بعد ذلك وضعها لتسليم الأكياس إلى مسار ناقل بديل في حالة التوقف.الباجر الآن فارغ.
تتطلب بعض المنتجات ثلاث آلات تعبئة لتحقيق الإنتاجية المطلوبة.يقوم جهاز التعبئة الثالث بتسليم المنتج إلى آلة النقل، التي تقوم بتوزيع الأكياس بالتساوي بين الناقلين الاحتياطيين العلويين لقنوات التعبئة.يدخل التدفق الثالث لآلة التغليف بعد ذلك إلى اتصال مؤازر لأعلى / لأسفل في كل حارة.يسمح الحزام المؤازر الموجود في منتج المستوى الأدنى للأكياس من المستوى العلوي بالسقوط في الفتحة التي أنشأها الحزام المؤازر.
تعد أنظمة التحكم متعددة الناقلات وناقلات مناولة الأكياس جزءًا من نظام شامل أكبر يتضمن أيضًا كل شيء بدءًا من خطي تحميل الصناديق إلى تيارات التفريغ الفردية، وفهرسة الصناديق وتوحيدها بالكامل، وأجهزة الكشف عن المعادن، وناقل الأسطوانة العلوية، ثم خط منصات التحميل..وحدة المعالجة المركزية.يتم التحكم في نظام الأكياس والصناديق بواسطة PLC ويتضمن أكثر من ثلاثين محركًا متغير التردد والعديد من الماكينات.
غالبًا ما يتضمن تخطيط أنظمة معالجة المواد الكبيرة أكثر من مجرد وضع الناقلات أو تحديد موضعها في المخطط.وقال ليروكس إنه بالإضافة إلى تلبية المواصفات المادية للمصنع، يجب أن تستوفي الناقلات أيضًا المواصفات الكهربائية، وأن تحتوي على مواد متوافقة، وتلبي متطلبات التآكل، وحمل الخدمة، والتآكل، والصرف الصحي، وسلامة نقل المواد.عادة ما يكون الناقل المصمم خصيصًا منتجًا أفضل مصممًا لتوفير قيمة أعلى على المدى الطويل للمعالج لأنه مصمم خصيصًا لتلبية احتياجات تطبيق معين.
يعتمد تطبيق الناقل الذكي حقًا على ما يريده معالج الطعام في تطبيق معين.لإفراغ كيس كبير من المسحوق أو المواد الحبيبية في حاوية، قد تحتاج ببساطة إلى تشغيل وظيفة الميزان أو إيقاف تشغيلها.ومع ذلك، يقول تشاتمان إن الأتمتة عامل مهم في جعل أنظمة النقل أكثر كفاءة.القوة الدافعة وراء الأتمتة هي في نهاية المطاف تحسين جودة المنتج النهائي وسرعة النظام.
يستخدم الناقل المتعدد اتصالات تكنولوجيا التحكم في المشغل التي تغطي التصميم الوظيفي.يقول ميلر: "نحن نستخدم أجهزة HMI ومحركات المؤازرة لتوفير عمليات تحويل أسرع وأكثر كفاءة لمختلف تكوينات خطوط التغليف والتعبئة في الكرتون ومنصة التحميل"."تقترن المرونة في شكل المنتج ووزنه وحجمه بزيادة الإنتاجية والتوسع المستقبلي."نظم الاتصالات.
وقال ليروكس إنه على الرغم من توفر الناقلات الذكية من العديد من البائعين، إلا أنها لم تصل بعد إلى مستوى عالٍ من الاعتماد بسبب التكاليف الرأسمالية لدمج المكونات الذكية وحزم الإدارة المرتبطة بها المطلوبة لاستخدام البيانات المجمعة من الناقلات.
ومع ذلك، فهو يقول إن الدافع الرئيسي لصناعة الأغذية لجعل الناقلات أكثر ذكاءً هو الحاجة إلى تتبع عملية التنظيف والتحقق منها باستخدام تطبيقات التنظيف المكاني (CIP) الصحية عند نقطة التدمير، أو التجهيز الفوري أو النقل إلى التعبئة والتغليف.
كجزء من برنامج التنظيف، تحتاج الناقلات الذكية إلى تسجيل دفعة من SKU وربط هذا SKU بدرجة حرارة الماء، ووقت النقع، وضغط الرش، ودرجة حرارة الماء، وموصلية محلول التنظيف الرطب لكل قلوي وحمض ومطهر لدورة التعقيم.مرحلة التنظيف.يقول ليروكس إن المستشعرات يمكنها أيضًا مراقبة درجة حرارة الهواء ووقت التجفيف أثناء مرحلة تجفيف الهواء الحراري القسري.
يمكن استخدام التحقق من صحة دورات الصرف الصحي المتكررة والمنفذة بعناية للتأكد من عدم وجود تغيير في عملية الصرف الصحي المثبتة.تنبه مراقبة CIP الذكية المشغل ويمكنها إيقاف/إلغاء دورة التنظيف إذا كانت معلمات التنظيف لا تفي بالمعايير والبروتوكولات المحددة من قبل الشركة المصنعة للأغذية.ويلغي هذا التحكم حاجة منتجي الأغذية إلى التعامل مع دفعات دون المستوى المطلوب والتي يجب رفضها.وهذا يمنع دخول البكتيريا أو المواد المسببة للحساسية إلى المنتج النهائي قبل التعبئة والتغليف من معدات تم تنظيفها بشكل غير صحيح، مما يقلل من خطر سحب المنتج.
“تتيح الناقلات الذكية التعامل اللطيف والإنتاجية العالية في إنتاج الأغذية الجاهزة للأكل،” FE، 12 أكتوبر 2021.
المحتوى المدعوم هو قسم خاص مدفوع الأجر تقدم فيه شركات الصناعة محتوى عالي الجودة وغير متحيز وغير تجاري حول موضوعات تهم جمهور الهندسة الغذائية.يتم توفير كافة المحتويات التي ترعاها وكالات الإعلان.هل أنت مهتم بالمشاركة في قسم المحتوى المدعوم لدينا؟يرجى الاتصال بالممثل المحلي الخاص بك.
ستقوم هذه الجلسة بتفصيل أهداف وغايات فريق المشروع لإنشاء منشأة معالجة المواد الخام الصحية التي تتمحور حول الموظف والمنتجات النهائية مع زيادة الإنتاجية والقيمة للشركة وعملائها.
For webinar sponsorship information, visit www.bnpevents.com/webinars or email webinars@bnpmedia.com.
من خلال الجمع بين العمق العلمي والفائدة العملية، يوفر هذا الكتاب لطلاب الدراسات العليا وكذلك مهندسي الأغذية والفنيين والباحثين الممارسين أداة لمساعدتهم في العثور على أحدث المعلومات حول عمليات التحويل والحفظ، بالإضافة إلى التحكم في العمليات وقضايا نظافة النبات.