技术推动烘焙进步

从机器人和挤压到数据分析以及新的学习技术，技术进步正在增加北美面包店的价值。

无论是新产品先机的吸引，还是对监管和顾客需求的响应，北美面包师都在生产系统中投资，既能提供更大的灵活性，又能提高生产效力。

共挤压零食和谷类食品曾经被认为是充满异国情调的产品种类，并正获得越来越多的受众。雀巢公司的Lion(狮子)谷类食品就是一个例子。它是一种全谷物、增强维生素的优质产品，Lion谷类食品有一个由浸挂牛奶巧克力浆的脆薄饼包围的焦糖酱的核心。Lion谷类食品在法国的一家工厂生产，在全欧洲、北美洲和其他地方销售。Lion谷类食品可通过双螺杆挤出机制成，双螺杆挤出机输出一个连续不断的绳索状物，然后在绳索状物上浸挂牛奶巧克力浆、切断并卷曲成大小适于入口的尺寸。

双螺杆技术可以追溯到20世纪中叶，广泛应用于塑料和其他行业。但直到近年来，成本和复杂性使其仍只能在食品生产中偶尔使用。成本仍然是障碍，单螺杆挤出机在零食和其他食品中仍占主导地位，由于双螺杆设备在大量生产复杂产品方面的多功能性和一致性，促使许多食品企业认真考虑采用这项技术。

在美国参加Clextrol USA公司年度挤出探索课程的与会者对双螺杆挤出技术表现出了明显的兴趣。他们包括企业高管、企业家、运营和研发人员。该课程每年在该公司位于美国佛罗里达州坦帕市的工厂进行。

该公司国际销售副总裁Gilles Maller说：“担忧因素已经消除了。人们越来越喜欢这项技术。”许多人正在考虑用一台双螺杆挤出机替代多台单螺杆挤出机。一台双螺杆挤出机可以生产更多样化的产品。

Clextral公司改进了其20世纪七十年代用于食品应用的挤出机。最新的是Evolum系列，设备的能力比上一代高出30%～40%。它们也表现出更高的卫生标准，以及最新的技术进步。

“过去的5～6年中，对卫生设计的需要更加强烈，”Maller说。便于清洗和消毒的不锈钢结构和构件对重新设计来说是必须的。“这在以前不是障碍，但如果今天没有卫生设计，那将是一个很大的障碍，”他指出。

经过改造的挤出机结合了先进的热控制装置，有助于提高产品的一致性、结构和口感。除了压力和高温，突变是挤压的一个显著特征。保持一致性是生产浅色、质地细密的产品的关键。

PID(比例积分微分)控制环路通常用于监测和调节桶内的温度。新设备依靠传感器和软件，软件把各区域内的温度作为因素考虑，每个区域都有自己的加热和冷却系统，以获取整体的影响。

“传热优化并不分区，而且四散在各个角落，”Maller解释说。与设定值的误差波动也变得更小，以前会出现2～3℃的变化，而新标准是±1℃的偏差。

与此同时，设备的智能性也增强了，挤出机根据先前的效果针对每个食谱自主“学习”如何最好地平衡压力、热量和突变。

对桶和螺杆结构材料的改进是Clextral公司所称的“全面预防性维护”的一部分。随着时间的推移，设备磨损导致螺杆和桶之间产生间隙。在新设备中冶金学帮助在超过20,000小时的运行时间中保持公差，这个时间比前代挤出机延长了五倍。全面预防性维护也通过常规工作指导操作者，这些常规工作可以解放技术维护人员，使他们能够投入更有价值的工作。并使熟练的技术人员从一般的任务中解脱。

劳动力供应是烘焙行业一个日益严重的问题。美国面包师协会(American Bakers Assn.)的一项研究显示，93%的烘焙公司认为找到人才是一项挑战，超过1/3的公司认为找到人才是“重大”的挑战。亚特兰大地区计算机化维护管理供应商Somax Inc. 公司的项目经理Robert Thiel建议：“较高的工资水平对很多公司来说是首先的解决方案，但吸引和留住合格维修工人的更好的方式则是让他们有办法减小应对故障的压力。”

他表示：“钱通常不是问题，问题是生活质量和每天必须应对多大的压力。这决定了面包店是否能成功地吸引和留住有技能的工人”。过去几十年间Thiel曾是面包店维修工程师，如今已是已成为计算机化维护管理系统供应商的他说，“基于物联网的计算机化维护管理系统将改变烘焙行业的游戏规则。因为它用预见性维护和重新改造的系统解放了员工。”

他的公司销售基于SQL服务器的软件，但这是一种过时的方法，“五年后就会消失”，他预测道。一种基于云端的解决方案，通过传感器监控设备温度，在平板电脑或其他移动设备上提醒技术人员出现温度峰值，这样就避免了计划外的停机，而且成本更低、更有效。

Thiel回忆起他最近遇到的一家面包店的维修经理，他曾经每天工作12小时。Thiel说：“短期内，这样的工作强度确实能够为他带来很多的银行存款，但长期这样工作是不行的。如果维修人员拥有好的部件和计算机化维护管理系统的支持，能够让他们将精力集中在预防管理上，那么他们就不会在周末被束缚在设备上了。”

远程监控选项

对于可提高设备性能并使工作更令人满意的技术，面包师接受起来还有些犹豫。比如来自Mecatherm公司的电子连接软件套件，该公司是一家来自法国的集成烘焙生产线的原始设备制造商。

类似Mecatherm公司这样的供应商所提供的新设备通常配备一个IP地址以及用于远程监控需要的传感器。如果面包师能够对这套设备完美驾驭，那么他们就可以通过利用各模块的功能，为自己的日常工作减负。2016年在欧洲将网络支持系统交付给用户之后，Mecatherm公司去年春天在北美的面包店部署了电子连接。迄今为止，它们是欧洲大陆上唯一运行的系统。

“北美客户似乎还没有准备好从定期维护向预防性维护的转变。”Mecatherm北美销售经理Franck Ellenbogen表示。采用基于云端的数据分析加强维护模块的计划性可以在很大程度上提高价值定位，从而赢得早期使用者的青睐。

也许面包师对远程机器监控仍持怀疑态度，但对能够生产广泛的产品适应性强的设备则态度不同。支架烤炉具有多功能性，所以更多地是为餐馆而不是为商业烘焙所设计。比如，来自巴克斯特制造公司(Baxter Manufacturing)的VersaOven烤炉，它是一种电转烤肉架和对流加热烤箱的结合，集成了CIP系统，并且提供100%饱和蒸汽。

对于较大的终端用户，Mecatherm公司的FTA烤炉在每个炉区提供多种传热方式。在顶部和底部辐射热和对流加热，蒸汽喷射和蒸汽提取在每个区域单独控制，以形成典型而广泛的烘烤特征。该系统至少可烘烤包括馅饼、羊角面包和盘烤面包在内的20种不同产品。

然而，这种程度的灵活性是有代价的，与传统的生产线，包括高生产能力设备相比，FTA烤炉需要额外费用。具有机器人运动的设备也是如此，但是如何创造与众不同的产品的能力正促使越来越多的用户采用这种技术。

过去的五年中，美国制造业增加了100,000多台机器人。“应用在烘焙行业中用的并没有那么多，”埃伦博根说，“但要获得生产的灵活性，机器人是答案。”机械划痕机可以在面团上留下直线划痕，但市场却需要漩涡状和其他有特色的剪切。为了满足需求，Mecatherm公司引入了机器人划痕机。

马萨诸塞州，坎布里奇的柔性机器人公司(Soft Robotics Inc.)察觉到工业烘焙是制造行业中的一大商机。因此，2016年公司推出了机械臂末端工具，正是为了响应并迎合工业烘烤在这方面的市场需求。公司执行总裁Carl Vause说：“事实证明，我们对市场的估计是正确的。”

使用气动充气到1～13磅/平方英寸，每秒3～4次循环的夹持器，这种夹持器的设计初衷是被应用于像甜甜圈这样的易碎产品。夹持器可拾取和放置比设定值尺寸大或小10%的物体，应用已经扩展到冷冻面团和其他烘焙产品。Vause说：“传统的机器人做不到这一点。”

食品生产商不再严格按照机器人和其它自动化技术所替代的人力来对其进行评价。他说：“这和利润收益无关，更重要的是能够为生产带来持续性。”

互动培训

“虽然自动化机器人在面包店的应用逐渐增多，但其可能性远不止于此。”位于美国克利市的奥斯丁公司(Austin Co.)烧烤和休闲食品部总监Jeff Dearduff注意到。因此他建议，“浅盘和面团处理系统与二次包装是最普遍的应用，但产品和包装类型的范围，以及可获得维护机器人的技术支持的可能性，限制了产品处理的机会。”

“劳动成本才是真正的挑战，”Dearduff表示。为了对那些不愿意按照手册和传统方法接受培训的新员工进行教育培训，AIB International最近与Alchemy Systems合作，推行了现场互动和远程培训课程。

位于德克萨斯州的Alchemy公司的首席战略官Raj Shah说，“没人想不断查阅培训手册。”AIB几年前开发了九项烘焙课程，主题包括面包生产过程和疑难解答等。Alchemy公司正在应用最新的方法，使这些课程更有效。但工程师和其他高技能专业人员始终供不应求。如果面包店认识到机器人和其它先进的自动化技术的全部潜力，远程设备监控必将成为组合的一部分。

他说：“公司必须找到方法排除对安全的担忧。”一旦实现，随之而来的就是需要提高效率和正常运行时间。

Dearduff总结说：“连续混合设备可能就是一个最大的干扰因素。”与其他烘焙工序相反，连续混合器虽然比它们所替代的设备欠缺灵活性，但效率的提高足以补偿这点不足。