Kolbászfüstölés a felhőben

Az élelmiszerek füstölése régóta létező, szinte szertartások közé illő tevékenység, azonban a környezeti változások miatt ezen tapasztalati módszerek egyre kevésbé működnek. Ugyanakkor az eljárásoknak az élelmiszerlánc biztonságára vonatkozó előírások szigorú feltételeinek is ter­mészetesen meg kell felelniük.

Az automatizálás lehetőségei

Az automatizálás megteremtheti a standardizálás alapjait, az állandó magas szintű minőség biztosításával, miközben az energiahatékonyság növekedésével költségcsökkenés érhető el, és egy fenntartható, reprodukálható folyamatra teszünk szert. Mindezeket a nem-funkcionális vevői követelményeket a termékfejlesztés elsődleges szempontjaiként kell figyelembe venni. A célcsoportnál végzett felmérések szerint, a füstöléssel foglalkozók leginkább a kamrahőmérséklet túlzottan meleggé válásától félnek, amely az árunak akár a megromlását is előidézheti, jelentős anyagi és időbeni veszteséget okozva. Ehhez kapcsolódik az a jogszabályi környezeti előírás (Magyar Élelmiszerkönyv – 152/2009. (XI. 12.) FVM rendelet, 12. melléklet III./7.1), amely pontosan meghatározza, hogy a legtöbb élelmiszer hidegfüstölése csak 20 °C-os hőmérséklet alatt történhet – miközben Magyarországon az év nagy részében a nappali hőmérséklet fölötte van ennek, vagy minimális hőbevitellel biztosan fölé megy. Nyilvánvaló, hogy egyidejűleg sok követelményt kellett figyelembe venni, amikor a K&K Ház Kft. belekezdett legújabb generációs multifunkciós hidegfüstölő kabincsaládjának kifejlesztésébe. A tartósítási folyamat során az egyik fontos, ha nem a legfontosabb tényező a vízelvonás és a levegő páratartalmának kontroll alatt tartása. Annál hatékonyabb a rendszer, minél inkább képes szabályozott körülmények között, reprodukálható módon elvégezni a szárítási folyamatot. A pára kontroll alatt tartása alapvető fontosságú, aminek elmulasztása rossz esetben akár visszafordíthatatlan romlási folyamatokat is be tud indítani, de a termelési időre és a költségekre mindenképpen kihat.

Mitől multifunkciós egy kamra? Milyen folyamatokat
képes támogatni?

Valamennyi, a kamrában zajló folyamat során közös követelmény a belső levegő keverése, a kamrába friss – pára- és hőmérséklet-szabályozott – levegő juttatása, a kamra hőmérsékletének szabályozása és az elszívás. Ezen ciklusok hosszát és főbb paramétereit a felhasználó érintőképernyős kezelőfelületen saját maga tudja beállítani az adott terméknek megfelelően.

• A szárítás az első lépés. Hatékony hidegfüstölés csak az áru felületének leszáradása után érhető el, amihez nagyobb légmozgás szükséges, és ez elősegíti a belső vízelvonást is.
• Füstölés során viszonylag kicsi légcsere történik, de a natúr keményfa elégetésével képzett füstöt a száraz levegővel együtt folyamatosan mozgatják.
• Előérlelés esetén a gyorsabb és lassabb légmozgást, valamint a pihentetést szükséges kombinálni. Ez még nem a hosszabb érlelés időszaka, ez esetben is a kezdeti gyors vízelvonás a jellemző.

A gépészet folyamatos szabályozására van szükség, ráadásul változó – sokszor nagyon kicsi – levegőtérfogat-áramok mellett.

1. ábra Füstölőkamra

Szenzorok és egyéb alkatrészek kiválasztása

A tervezésnél különös gondot kell fordítani az alkatrészek kiválasztására és a tömítettségre. Kevés elektromos berendezés van, ami képes tolerálni a füstölés során keletkező kátrány lerakódását. A kátrány egy ragacsos anyag, amely a levegőben szálló szennyeződésekkel egymásra rakódó rétegeket képez, ezáltal folyamatosan vastagszik, ezzel tönkre is téve az eszközöket. Olyan alkatrészeket kell tehát választani/fejleszteni, amik könnyen tisztíthatók, tolerálják a folyamatos tisztítást, vagy olyan helyre kerültek elhelyezésre, ahol nem érheti azokat kátrány. A kátrányszennyezés a ventilátorok esetén a leginkább kritikus.
A mai ingatlanárak mellett a termelőknek nagy figyelmet kell szentelniük a berendezés elhelyezhetőségére, ami magában foglalja az engedélyeztetést, az esetleges épületbővítést, illetve a villamos hálózat bővítését. A K&K Ház célja olyan füstölőkamrák készítése volt, amelyeket nem szükséges fűtött belső térben kiépíteni, hanem épületen kívül, egy megfelelő tető alatt, csapadéktól védett helyen el lehet helyezni. A kültéri kialakítás külső szereléseket, és kívülről történő könnyű karbantartási lehetőséget biztosít.
Az élelmiszeriparban használt elektronikai berendezéseknél kulcsfontosságú a szabványoknak való megfelelés, ami az elektronikai szabványok mellett a kereskedelmi célú élelmiszer előállítására vonatkozó, füstölőberendezésekkel kapcsolatos előírásokat is jelenti. Ezért a fejlesztés során kiemelt figyelmet kaptak az élelmiszerbiztonsági előírások a tisztíthatóságra és a karbantarthatóságra vonatkozóan az élelmiszerrel indirekt kontaktusba kerülő részeken is. A szabvány nagyon sok előírást tartalmaz a kialakításra vonatkozóan, amelyeket összhangba kellett hozni a korábban ismertetett fűtött épületen kívüli elhelyezés által támasztott jellemzőkkel.
A KemenceMánia (K&K Ház Kft. – www.kemencemania.hu) csapatában szabványügyi tanácsadók, gépész- és villamosmérnök- kollégák dolgoztak azon, hogy összeálljon az az anyagjegyzék, ami a piacon folyamatosan hozzáférhető, könnyen feldolgozható, tartós anyagokat tartalmaz, amelyek minden tekintetben megfelelnek a szabványok által támasztott követelményeknek, sőt a jobb felhasználói élmény érdekében – ami a könnyű kezelhetőséget és tisztíthatóságot is magában foglalja – bizonyos helyeken még túl is teljesíti a berendezés a szabványokban meghatározott minimum követelményeket.
Ezen kabinok piacát jellemzően a kistermelők és kisüzemek képezik. A 150-500 kg egyszeri kapacitás nem a nagy ipari termelők területe, de a családi gazdaságok számára jól kihasználható. Ebben a szegmensben a digitalizáció alacsony fokon áll, ezért a fejlődési lehetőségek nincsenek kihasználva. Hiányoznak a mérhető paraméterek, adatok rögzítéséből, elemzéséből és a következtetések levonásából álló döntéshozatali eljárások.

Energiahatékonyság

Az energiahatékonyságot nemcsak külső PLC-vel vezérelt magas COP-val rendelkező levegő-víz hőszivattyú alkalmazásával lehet elérni – a páramentesítéshez használt hűtővizet 0 °C-ra hűtve –, hanem a szabályozó folyamatok kialakításával és nagyon finom beavatkozásokkal járó működéssel. Több helyen mérni kell, és csak annyi ideig kell hűteni/fűteni, amíg mindenképpen szükséges. Ebben segít a kamra felépítése is, ami vastag szendvicspanel-falazatokból, szigetelt ajtóból és szigetelt csőhálózatból áll. Megkerülhetetlen viszont a jól felépített mérési és az analizált értékek alapján meghatározott beavatkozási, szabályozási program.

2. ábra Vezérlés

Digitalizáció a kisüzemekben

A fenti szempontok alapján kirajzolódik, hogy skálázható ipari megoldásra van szükség, a legkisebb mérettől egy egész üzemet lefedőig. Lényeges szempont, hogy a PLC legyen képes Node-red fejlesztői környezetben/alkalmazásban elkészített folyamatok kezelésére az FBD (function block diagram) mellett is. Megnyitva ezzel a lehetőségek teljesen új tárházát egy PLC előtt – hiszen ekkor már nem szükséges létraprogramozást használni, vagy egy-egy funkciót rengeteg dobozzal elkészíteni.
A Weidmüller UC20 vezérlője lehetőséget nyújt az optimális programozásban, az FBD stack használatában, a bonyolultabb függvények javascript-beni megírásában és azok Node-red stack-beli lefuttatásában. A kettő között az átjárást nagyon jól támogatják a rendszer által támogatott globális változók.

A Node-red alkalmazás előnyei

• Adattárolás az adatok elemzéséhez létrehozott belső adatbázisokban;
• előre tárolt felhasználói programok közötti váltás lehetősége;
• a natív beépített, felhőben működő Azure-IoT összeköttetés, digitális iker létrehozása a tervezett folyamat modellezése során;
• mesterséges intelligencia alkalmazása az adatok elemzésére;
• távoli megfigyelés, beavatkozás;
• riasztás a hőmérsékleti zónahatárok átlépése esetén;
• anomáliák kimutatása az adatok elemzésével, termelési idő előre jelzése.

Ezek a megoldások más iparágakban már működnek, számunkra pedig azt a lehetőséget kínálják, hogy a termékpalettát egyazon platformon tudjuk folyamatosan fejleszteni még hosszú éveken keresztül előnyös és kényelmes megoldást nyújtva a felhasználóknak.

Érdeklődés, információk:

K&K Ház Kft.
Kakuk Szabolcs – ügyvezető
www.kemencemania.hu
Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.

Weidmüller Kft.
1097 Budapest, Gubacsi út 6.
Tel.: +36 1 382 77 00
Fax: +36 1 382 77 01
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.weidmueller.hu