2022년 식품 포장 자동화 트렌드: 효율성 및 신선도 향상

Emerson 전문가들에 의해 작성됨.

포장 식품 및 음료의 편의성은 이 산업의 성장을 계속 주도하고 있습니다. 사실, 미국 포장 식품 시장은 2021년부터 2028년까지 연평균 4.1% 성장할 것으로 예측됩니다. 식품 포장 공정의 자동화는 기업이 수요를 따라잡고 포장 식품이 고객에게 신선하게 유지되도록 도왔습니다.

식품 포장 자동화에 사용되는 주요 기술 중 하나는 공압 기술입니다. 공압 밸브와 공압 액추에이터를 포함한 공압 기술은 깨끗하고 신뢰할 수 있으며 유지보수가 쉽습니다. 공압 제품의 위생적 설계, 기계 안전성 및 에너지 효율성의 최신 발전은 2022년 포장 자동화의 가장 큰 트렌드 중 일부입니다.

위생적 설계

식음료 포장에서 포장 기계에 사용되는 구성 요소는 식품 접촉에 대한 엄격한 규정을 충족해야 하며 반복적인 세척 절차를 견딜 수 있을 만큼 견고해야 합니다. 진공 포장 응용 분야에 사용되는 최신 밸브 시스템은 최고 보호 등급과 청소를 쉽게 만드는 여러 비용 절감 기능을 갖추고 있습니다.

전통적으로 밸브 시스템은 습하거나 가혹한 응용 환경으로부터 민감한 구성 요소를 보호하기 위해 캐비닛이나 기타 인클로저를 필요로 했습니다. 스테인리스 스틸 캐비닛이 필요한 보호를 제공하지만, 비용이 많이 들 수 있습니다. 오늘날의 밸브 시스템은 인클로저의 추가 비용 없이 동일한 수준의 보호를 제공하면서 실린더 성능을 향상시키도록 특별히 설계된 캐비닛 프리 세척 제품입니다. 이는 밸브에서 실린더로의 압축 공기 라인이 짧아져 각 밸브 사이클마다 필요한 압축 공기 양이 줄어들어 포장 응용 분야에서 응답 시간을 개선하고 에너지 절약을 증가시킵니다. 밸브에서 실린더로의 더 짧은 압축 공기 라인은 채우고 배출할 부피가 적어져 실린더 성능을 향상시킵니다.

이 밸브 시스템은 세척이 쉽고 세척 공정에서 사용되는 공격적인 화학 물질과 고압을 견딜 수 있는 견고한 위생 재료로 제작되었습니다. 예를 들어, Emerson의 AVENTICS™ 시리즈 CL03 클린 라인 밸브 시스템은 이음새나 틈새가 없으며 고압 세척에 적합한 스테인리스 스틸 구성 요소와 폴리머를 사용합니다.

CL03은 또한 최고 보호 등급인 IP69K 등급을 획득했습니다. 이 등급을 달성한 제품은 먼지와 고온 고압 세척 액체로부터 보호를 제공하므로 기계가 철저히 살균되어야 하는 포장 및 식품 가공 응용 분야에 이상적입니다. 또한 NSF H1(식품 등급) 윤활유를 사용합니다.

위생적 설계 외에도 최신 밸브 시스템은 각 응용 분야의 요구에 맞게 높은 구성 가능성을 가지며 다양한 통신 프로토콜과 호환됩니다. 일부 밸브 시스템 공급업체는 설계 엔지니어가 CAD 도면, 회로도, 부품 번호 및 관련 구성 요소에 빠르게 접근할 수 있게 해주는 온라인 구성 도구를 제공합니다. 많은 시스템이 공압 액추에이터와 결합될 수 있으며, CL03은 세척 응용 분야에서 Emerson의 AVENTICS 시리즈 ICS 및 시리즈 M 실린더와 결합될 수 있습니다.

기계 안전

유지보수가 필요한 장비의 경우, ISO 13849를 가장 일반적으로 준수하며 다양한 형태의 기능적 안전을 구현하는 CPG(소비재 포장) 기업들 사이에서 증가하는 추세가 있습니다. 완전한 LOTO(잠금/태그아웃)든 '경미한 서비스 예외' 구현이든, 공압 구성 요소를 '안전하게' 만드는 가장 일반적인 방법은 공압 에너지를 방출하는 것입니다. 이 '안전 기능'을 구현하기 위한 선호 구성 요소는 압축 공기를 기계 또는 기계 섹션에 공급하는 공기 준비 어셈블리의 일부가 될 수 있는 이중 안전 배기 밸브(아래 그림)입니다.

위험 평가에 따라, 이러한 정기적인 장비 개입의 상당 부분은 장비를 안전하게 만들기 위해 카테고리 3 PLd 안전 솔루션을 필요로 합니다. 카테고리 3 PLd 솔루션은 안전 기능을 완료하기 위해 이중 회로가 필요합니다. RSEV는 이중 밸브와 진단 커버리지(예: 스풀 위치 모니터링)를 사용하여 압축 공기 형태의 저장된 에너지가 배기되도록 함으로써 이 안전 등급을 달성합니다. 안전 게이트와 같은 장치가 트리거되면 두 개의 안전 출력이 RSEV로 전송됩니다. 한 밸브가 고장 나면 이중 밸브가 여전히 안전 기능을 완료합니다. 진단 커버리지는 작업이 재개되기 전에 고장을 해결하기 위해 조치를 취할 수 있도록 경보를 울립니다.

일부 이중 안전 밸브(예: Emerson의 AVENTICS 시리즈 652 및 시리즈 653 공기 준비 솔루션과 함께 사용 가능한 RSEV)에는 내장된 소프트 스타트 기능이 있습니다. 시작 시 이 기능은 최종 시스템 압력의 60~70% 비율로 채워진 후 완전히 열립니다. 액추에이터가 홈/시작 위치로 이동함에 따라 압력/힘이 느리게 축적되어 구성 요소와 장비 손상을 방지합니다.

에너지 효율

탈탄소화는 식음료를 포함하여 거의 모든 산업에서 지속되는 트렌드입니다. 에너지 소비 감소는 포장 기업의 최우선 과제이며, CPG 제조업체들은 시설에서 에너지 사용을 더 잘 제어할 방법을 모색하고 있습니다. 결과적으로 많은 기업들이 새로운 기계에 에어 플로우 센서를 장착하고 기존 기계를 개조하고 있습니다.

압축 공기 소비는 포장 응용 분야에서 상당한 에너지 사용 원천입니다. 감지되지 않고 해결되지 않은 채 방치되면 압축 공기 누출은 상당한 양의 에너지와 비용을 낭비할 수 있습니다. 실시간으로 압축 공기 흐름을 지속적으로 모니터링하는 에어 플로우 센서는 운영자가 누출을 더 일찍 감지하고 해결하여 에너지 손실을 최소화하고 지속 가능성을 개선하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

압력, 온도, 질량 유량, 체적 유량, 유속, 총 질량, 총 부피, 에너지를 포함한 공정 파라미터를 지속적으로 측정함으로써 센서는 운영자가 공기 소비와 에너지 사용을 추적하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 운영자는 수집된 데이터를 사용하여 누출과 같은 잠재적 문제를 발생 전에 찾아내고 해결할 수 있습니다. 누출을 방지함으로써 시설은 에너지 효율을 개선하면서 가동 중단과 비용을 줄일 수 있습니다.

에어 플로우 센서는 디지털 전환 여정의 어느 시점에 있든 모든 규모의 시설에 적합합니다. Emerson의 AVENTICS 시리즈 AF2 센서와 같은 일부 에어 플로우 센서는 운영자가 기계 수준에서 데이터를 볼 수 있게 하고 시설이 수집된 데이터를 클라우드에 연결하지 않고 자체 IT 네트워크 내에 유지할 수 있게 합니다. 시설은 또한 센서를 게이트웨이에 연결하여 추가 통찰력에 접근할 수 있습니다. 디지털 전환에 경험이 풍부한 공기 흐름 제어 밸브 제조업체는 시설이 개별 요구와 목표에 가장 적합한 것을 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

더 높은 수준의 성능

식품 포장 자동화의 최신 트렌드는 포장 기업들에게 그들의 라인에 있는 기계가 최고 수준의 기계 안전, 에너지 효율 및 위생 기준을 충족하도록 보장할 기회를 제공합니다.

이 수준의 성능을 가능하게 하는 공압 기술에 대한 자세한 내용은 https://www.emerson.com/en-us/industries/automation/food-beverage를 방문하거나 JH Foster의 전문가에게 문의하십시오.