Có hai yếu tố về dây chuyền sản xuất tươi sống trong tương lai mà chúng ta có thể chắc chắn: sản phẩm thô sẽ được nhận và sản phẩm hoàn thiện sẽ được xuất xưởng.
Tuy nhiên, lãnh thổ giữa các điểm vào và ra này có thể trông khác biệt đáng kể so với hiện nay, vì các nhà chế biến sản phẩm đáp ứng các động lực như kinh tế và an toàn thực phẩm, đồng thời hợp tác với các nhà sản xuất thiết bị để giúp họ thực hiện công việc của mình tốt hơn.
“Processors are always looking for higher throughputs, higher yields, sanitary design, quick changeovers and a machine that’s economical,” said Tim O’Brien, vice president of sales at Urschel Laboratories. “Part of what we do as a manufacturer is try to tick all those boxes and come up with a machine that the processors find value in.”
Việc tìm kiếm giá trị đó sẽ dẫn đến những thay đổi, cả lớn lẫn nhỏ, trong các cơ sở chế biến thực phẩm.
John Kadinger, giám đốc thị trường của Key Technology cho biết: “Mười năm nữa, một số thiết bị sản xuất có thể sẽ khác nhiều so với hiện nay. “Với rất ít sự tự động hóa và quá nhiều nhiệm vụ lặp đi lặp lại, ngành công nghiệp sản phẩm mới đã sẵn sàng cho một số thay đổi lớn.”
Một trong những thay đổi lớn nhất sẽ liên quan đến phép trừ thay vì phép cộng: có thể sẽ có ít người tham gia hơn. Nếu chi phí lao động tăng cao do những diễn biến như tăng lương tối thiểu, tăng chi phí chăm sóc sức khỏe và nguồn cung lao động thắt chặt, các công ty thực phẩm có thể đạt đến điểm bùng phát theo hướng tự động hóa.
Một thập kỷ trước, Tom Gautreaux, giám đốc bán hàng toàn quốc của Maxwell Chase, đã đến thăm một cơ sở làm bánh và nghĩ rằng ông đã nhìn thấy tương lai: một dây chuyền sản xuất lớn dài hàng nghìn feet chỉ được duy trì bởi bốn người.
Ông nói: “Vai trò của họ là quan sát và bảo trì. “Nếu bị kẹt khay, họ kéo khay ra và xếp hàng tiếp tục. Họ chỉ đơn giản ở đó để thấy rằng không có gì dừng lại.”
Là người có 25 năm kinh nghiệm quản lý các nhà máy chế biến, ông cho biết một kịch bản tương tự đang xảy ra với ngành sản xuất.
“Công nghệ ở đó. Ai đó sẽ tập hợp tất cả lại và xây dựng một cơ sở không có nhân viên. Tôi nghĩ ngày nay điều đó gần như có thể thực hiện được, ngoại trừ việc chưa có ai tính toán để nói rằng 'điều đó là có thể và chúng ta có thể làm được'. Tôi sẽ bị sốc nếu nó chưa nằm trong giai đoạn lập kế hoạch”, Gautreaux nói.
Động thái hướng tới tự động hóa phù hợp với nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới nhằm nâng cao an toàn thực phẩm. Sự phát triển kép này có nghĩa là dây chuyền rau quả tươi có thể là dây chuyền mà không bàn tay con người nào chạm vào bất kỳ sản phẩm nào đã được cắt hoặc gọt. Những loại cây trồng đầu tiên được tự động hóa hoàn toàn sẽ là rau diếp, bắp cải, hành tây và các loại rau cứng khác có thể chịu được hoạt động của thiết bị.
Với khả năng sự hiện diện của con người ngày càng giảm, tiềm năng cho các giải pháp tự động hóa như robot đang gia tăng. AFA Systems đã có các máy đóng gói bằng robot hoạt động trong các nhà máy thực phẩm, bao gồm cả cơ sở chế biến đậu xanh. Trong một dự án, robot AFA và hệ thống thị giác được ghép nối trên dây chuyền nấm để chọn sản phẩm thô theo các hướng khác nhau và đặt nó vào khay.
Eric Langen, giám đốc tiếp thị của AFA cho biết: “Sẽ an toàn hơn rất nhiều vì bạn không có đầu mối liên hệ với con người. “Nó rất linh hoạt. Khi bạn xử lý các mẫu đóng gói khác nhau trong khay, bạn có thể dễ dàng thay đổi dây chuyền bằng robot.”
Gautreaux cho biết thêm: “Bạn có thể dễ dàng vệ sinh robot. Bạn có thể làm điều đó cứ năm phút một lần nếu bạn muốn.
Kinh tế sẽ thúc đẩy việc thiết lập và bố trí dây chuyền xử lý hiệu quả hơn khi các công ty nghĩ về cách thức hoạt động của toàn bộ thiết bị trong nhà máy. Kết quả có thể là một dây chuyền chặt chẽ hơn, hiệu quả hơn với ít điểm chuyển tiếp hơn, John Clement, người phụ trách bán thiết bị cho North Star Engineered Products cho biết.
“Rất nhiều nhà máy kết hợp các thiết bị hiện có với thiết bị mới. Chúng có thể có 10 điểm chuyển tiếp khác nhau và XNUMX đường khác nhau. Họ có thể giảm bớt những điểm chuyển tiếp đó bằng cách suy nghĩ kỹ hơn về toàn bộ quá trình và trình bày nó tốt hơn. Chúng tôi có thể giảm số lượng dòng và linh hoạt hơn trên các dòng đó. Mỗi thiết bị sẽ có thể được lập trình và tạo ra nhiều loại sản phẩm hơn.”
Một yếu tố của dây chuyền sản xuất trong tương lai gần như chắc chắn không thay đổi: sự thống trị của thiết bị bằng thép không gỉ so với các lựa chọn thay thế như nhựa và vật liệu tổng hợp.
O'Brien của Urschel cho biết: “Loại thép không gỉ hoặc hợp kim đó bền và dễ lau chùi, và tôi không chắc mình sẽ thấy bước tiến lớn nào từ điều đó trong tương lai”.
Clement cho biết, hai ưu điểm chính của thép không gỉ là dễ làm sạch hơn và có thể phát hiện được kim loại.
Một số danh mục thiết bị chính có thể trông như thế nào sau 10 năm nữa?
Thiết bị cắt: Những tiến bộ lớn nhất trong thiết bị cắt có thể đến từ lĩnh vực hệ thống điều khiển bằng servo, Clement cho biết. Các hệ thống này có thể thu được dữ liệu hữu ích về cách thức quá trình cắt thực sự diễn ra trên một sản phẩm cụ thể.
Nước cũng có thể đóng vai trò ngày càng tăng trong quá trình cắt, cho dù là trong quá trình cắt thủy lực (sử dụng nước áp suất cao để dẫn sản phẩm thô vào dãy dao) hay sử dụng tia nước áp suất cao để thực hiện quá trình cắt thực tế.
Phân loại: Mục tiêu của các máy phân loại trong tương lai là khả năng đạt được 100% khả năng kiểm tra mầm bệnh nội tuyến, Kadinger của Key Technology cho biết.
“Về cơ bản, ước mơ là áp dụng những gì hiện đang được thực hiện với mẫu sản phẩm trong phòng thí nghiệm và mở rộng thử nghiệm cho tất cả sản phẩm trên dây chuyền trong thời gian thực với khối lượng sản xuất tối đa. Tất nhiên, để phát hiện mầm bệnh theo thời gian thực, chúng ta cần tìm các cảm biến mới hoặc cải tiến các cảm biến hiện có để khiến chúng nhạy hơn. Chúng ta cũng cần khả năng tính toán nhanh hơn, mạnh hơn để xử lý tất cả dữ liệu đó. Nhưng điều đó không phải là viển vông - những bước nhảy vọt tương tự trong công nghệ diễn ra thường xuyên,” ông nói.
Kadinger hình dung ra một tương lai nơi công nghệ phân loại sẽ có thể mang lại nhiều chiều kích giác quan hơn.
Ông nói: “Chúng ta có thể tưởng tượng một máy phân loại kỹ thuật số mới có khứu giác nhạy hơn cả chó”. “Có lẽ nó có thể ngửi thấy mùi khiếm khuyết và mầm bệnh. Tất nhiên, có nhiều rào cản công nghệ đối với việc số hóa mùi và công việc đó vẫn đang ở giai đoạn sơ khai, nhưng đó là một ý tưởng thú vị vì cơ hội loại bỏ mầm bệnh thực sự trong sản phẩm đóng gói là rất hấp dẫn từ góc độ an toàn thực phẩm.”
Hệ thống nước: Hệ thống rửa trong tương lai sẽ có mức độ tùy chỉnh ngày càng tăng, với các bộ điều khiển logic có thể lập trình và động cơ servo hoạt động cùng nhau để thiết lập các chương trình dành riêng cho các loại trái cây và rau quả.
Loại tùy chỉnh tương tự có thể được mong đợi sẽ chi phối chất khử trùng được sử dụng trong nước rửa.
Clement cho biết: “Sẽ có những hệ thống tốt hơn để kiểm soát thời gian thực chất khử trùng và bảo tồn dòng nước. “Chúng tôi coi đó là một điều to lớn trong tương lai.”
Tất cả những phát triển này có thể dẫn đến một tương lai cho các nhà máy chế biến sản phẩm sẽ bắt kịp xu hướng xã hội chung về tự động hóa.
“Tôi có thể dễ dàng nhìn thấy một nhà máy hoàn toàn tự động về mặt rau củ. Tôi không nghĩ bạn sẽ phải đợi đến năm 2025,” Gautreaux nói. “Bạn không cần phải có người trong phương trình. Đó là lý do tại sao chúng ta có máy ATM và máy quét tự động trong các cửa hàng tạp hóa. Nếu chi phí nhân viên tiếp tục tăng cao thì các công ty sẽ tìm ra cách để loại bỏ nhân viên.”