自动化让肉类分割更快捷、更安全

来源:荣格国际食品加工及包装商情

发布时间:2019年5月29日下午 09:05:02

当动物被“拆解”成肉制品时,是食品加工最接近于 离散制造的时候,也是最危险的时候。 无论是对操作人员,还是食品本身的安全来说,肉 类分割都是食品加工中最为困难的步骤。尤其是当生产线速 度提升时,而这在过去的几年中也成为了极具争议的议题。 美国农业部正在考虑终结人工操作对猪肉生产线速度的限制, 当前几乎所有的设备每小时的分割量在 1106 头以内。

当动物被“拆解”成肉制品时,是食品加工最接近于 离散制造的时候,也是最危险的时候。 无论是对操作人员,还是食品本身的安全来说,肉 类分割都是食品加工中最为困难的步骤。尤其是当生产线速 度提升时,而这在过去的几年中也成为了极具争议的议题。 美国农业部正在考虑终结人工操作对猪肉生产线速度的限制, 当前几乎所有的设备每小时的分割量在 1106 头以内。2018 年 9 月,美国农业部提升了家禽生产线的速度限制,对达到 特定要求的生产设备,其要求从 140 只提升至 175 只。

从食品生产的多个方面看,自动化在提升肉类分割的安 全性和效率等方面具有潜力。与人工分割相比,即使是最基 础的分割机器也能够提升安全性和产量。

“我们设备最突出的特点就在于提升产量。”富森科技 公司(Fusion Tech)的市场经理 Jason Vana 介绍道。

富森科技近期在其设备上安装了肋骨锯和胸骨锯。现在 这一工具已经应用于多数设备上,但是这一设计原本是为特 定的客户定制的。

“最早购买肋骨锯的客户原本使用的是人工分割。因此 他们想要寻求一个能够在提高产量的同时确保安全性的更好 的方式,”瓦纳说,“如果想要通过手动操作来砍断骨头, 那是很难做到的,而且也十分不安全。”

从根本从面上看,分割机安全性的提高主要是通过在工 作人员和刀片之间设置了一个安全的保障。它们往往装有急 停开关,在危险的情境中就会暂停操作。

说到肋骨锯和胸骨锯时,Jason Vana 介绍道:“即使你 出于某些原因,真的把手放在下面,传送带也会自动关闭, 刀片也会停止工作,所以你根本就不会受伤。”

同样地,MPBS 在 3 年前推出了一款名叫“Pro-saw” 的专业肉带锯。操作人员用夹子固定待切的肉并用一个控制 踏板来启动机器,“这样,手就会远离带锯。”MPBS 公司 市场经理 Maricel Salvacion 说。传感器为安全提供了另一层 保障,她说:“如果肉类分割的工人距离过近,传感器就会 发出指令,暂停机器。”

尤索(Urschel Laboratories),是一家食品精密切割设 备的供应商。据其高级设计工程师 Dan Banowetz 介绍,公 司致力于保障机器本身的安全性。

“我们尽可能地不让机器操作者需要依靠培训或者后续 的操作来确保其自身的安全,”班诺维兹说,“我们尝试将 安全性内化在设备当中,因此我们无需依靠培训或后续操作 来教工人如何进行安全操作。设备中内置的安全保护装置让 操作者无法接近切割器。比如,设备中安装的联锁能够防止 运行过程中保护装置被打开。”

在保障安全的同时,这些防护装置必须要易于操作,因此对 工作人员来说无需移开这些防护装置来加快操作速度,他补充道。

对能够让生产变得更高效和更 安全的工具进行探讨是极具意 义的,尤其是当这种研究能够 帮助终端用户满足其对肉类分 割的特殊需求以及满足产品产 量的需要时。安全且更稳定的 产品,工人更安全的生产,这 就意味着共赢。

从“St. Louis-style”开始

“St. Louis-style”是一种日益流行的分割方式,富森科 技的肋骨锯和胸骨锯被设计为能够将畜类分割成“St. Louisstyle”风格的肋排。这种肋排处理包括移除畜类的胸骨,肋软 骨以及肋骨顶,使其变成一块看起来十分诱人的长方形肋排。

Jason Vana 认为,作为一个定制商,富森科技经常需要为 客户设计设备以帮助其适应例如培根需求的激增等肉类产业发 展趋势。为应对这一需求,其设计的腹端锯有两个旋转的刀片 能够切下猪的腹部下端,之后它会被横切成培根。刀片被电源 棒包裹着,当操作者的手靠近刀片时,机器就会停止。

富森科技最近的发明是一款帮助客户满足肉干类零食制作 的分割机,客户原本手工切割肉干,现在工人将肉倒进轴锯箱中, 顺着辙痕来回移动刀具即可完成肉干的切割。

虽然整个生产切割过程的安全性能够得到保证,但生产仍 是劳动密集型的,而客户又都希望能够提升产量。当加州将最 低工资标准提升到12美元/小时(部分地区甚至高于这个标准), 这一要求就变得更为紧迫,也使得手工分割显得更不划算。

“客户找到我们,并提出:需要一件便宜的设备,但同时 希望它是安全的,员工不会在操作时弄伤手。这个设备需要在 避免员工接触到刀的同时,提高产量。” Jason Vana 说道。

富森科技设计出了这样的设备,它的特色在于刀片有 2 英 寸左右的可调节空间,并被一个保护罩覆盖,当保护罩打开时, 机器就会停止工作。

“我们设备一个小时的工作量,通常需要雇 5~6 个人才能 勉强达到。” Jason Vana 说,而在将这一设备发布在公司网站 上之后不到一周的时间内,富森科技就收到了超过 50 份订单, 他介绍道。

电脑切割

自动化的进一步发展是将计算机运用到辅助操作中。当需 要处理同样尺寸和形状的肉类时,通过计算机对锯或刀片的运 行进行编程,这样既能够保证工人的安全,也能够确保产品的 一致性。

由 MPBS 在 3 年前生产的肉带锯“Pro-Saw”就被用来分 割包括排骨在内的极具挑战性的冰冻肉类,其分割的程序由操 作者来编写。

“你可以通过程序来告诉带锯如何分割产品,” Maricel Salvacion 说,“切割火鸡的鸡腿时,能够通过编码让产品在机 器上前四次切割 1 厘米左右。完成以后,又能够将切割范围扩 大到一英寸。”像火腿这样,产品尺寸更多样化的产品,操作 人员可以根据需求设置切割的方式,她说:“如果尺寸是一致的, 操作者则不需要进行不同的编程,但是如果需要不同尺寸的东 西,那么就得进行不同的设置。”

禽类,尤其是鸡的分割,是目前自动化或半自动化程度最高 的肉类加工过程,一部分是因为其高产量以及其产品的统一性。

在最基本的加工形式中,半自动化的禽类分割设备包括一 系列加工设备。比如,在 Marel 公司的加工系统中,已经去除内脏的禽类被倒挂在锥体上传送到工人面前,然后分布在不同 工位的工人各自负责切割其中的一个部分,如翅膀、鸡胸肉、 尾部等。据 Marel 公司统计,在这样的加工系统中,每小时产 量可达到 2000 份,其速度主要取决具体的产品应用要求。

这样的体系能够实现不同程度的自动化,最基本的操作包 括在禽类通过时分割翅膀或其他部位。更为复杂的改进则包括 增加压力传感以及可视化技术,从而实现对禽类按照大小和品 质进行区分,使它们分别去往不同的生产线,以区分是完整地 禽类或是分解成部分出售。

机器人切割

自动化进一步的发展是就是机器人切割。在肉类分割中, 机器人在大型动物的自动分割中极具潜力。比如猪和牛,它 们体型太大,并不适合使用那些应用于禽类的固定的自动切 割设备。

“对畜类进行分割,是一种危险且复杂的操作,但这项工 作能够被机器人完成,”PMMI(美国包装机械制造协会)主 管市场开发的副主席 Jorge Izquierdo 说。在肉类分割中,当 机器人与视觉系统以及其他传感能力结合,能够自动地测量脂 肪含量以及畜类的其他结构时,自动化分割就将呈现出多样化 的趋势。

Marel 公司有着最先进的畜类机器人处理系统。通过运用 机器手臂,用于生猪屠宰的 M-LINE 猪加工解决方案每小时能 够加工多达 1280 头生猪。

M-LINE 猪加工解决方案将 3D 胴体扫描仪、工业机器人和 TwinTools 相结合,并将其与生产线速度进行同步,这一操作使 得机器人能够完成对畜类关键部位的分解,包括:分离盆骨、 开膛、胸骨分割以及颈部分割。

能够使 M-LINE 保持高速运转的是其采用了全新设计的工 具:TwinTools。每一个机器人都有两套运作工具,这意味着当 一套工具在运行时,另一套工具能够及时进行清洗消毒,为下 一轮加工做好准备。

M-LINE 能有效解决切割和剔骨方面对更高卫生、加工速度 和产量的需求,这得益于其屠宰机器人更强大的扫描技术和更 高精度的定位摆放。

 

 

本文摘自:Food Processing杂志

作者:Pan Demetrakakes

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