实现高压加工自动化，减少劳动伤害

星巴克旗下子公司Evolution Fresh长期以来一直采用高压加工（HPP）工艺生产口感新鲜的果汁，这一加工方式大大延长了保质期。高压加工是一种非热加工食品安全解决方案，它不仅能通过高压灭活食源性病原体，有助于保障冷榨果汁的安全，其非热加工过程还锁住了产品的营养成分和新鲜度。

然而，高压加工往往是一个高度手工、劳动密集型的过程。因此，在使用Hiperbaric的设备五年后，果汁制造商Evolution Fresh开启了一个项目：在高压加工过程中实现自动化。Evolution Fresh现在拥有五台Hiperbaric 420机器，每小时可以处理1,000加仑果汁。经过公司与Hiperbaric公司的通力合作，创建了先进的自动化高压加工生产线。

在美国芝加哥国际包装展（PACK EXPO International）上，Evolution Fresh和Hiperbaric讲述了他们的合作旅程。Evolution Fresh位于加州工厂的主管Michael Durbin说：“我们一直在研究如何从劳动力和效率的角度使高压加工过程更加可持续。这是我们过去几年一直在研究的课题。”

经过高压加工处理后，机器人将果汁瓶卸载到干燥振动台上。

对于制造商来说，在现阶段探索他们可以实现的自动化流程比以往任何时候都更加重要。Hiperbaric美国公司总监Roberto Peregrina指出，数据显示有许多制造业工作岗位因疫情而流失。其中超过40%的工作岗位尚未恢复。他说：“让初级员工进入工厂工作，是目前面临的主要挑战之一。”他评论了一项研究，该研究显示，美国制造业高管发现，与2018年相比，找到合适员工的难度增加了36%。

这是Evolution Fresh试图转向自动化流程的关键动力，但这肯定不是唯一动力。除了解决劳动力短缺问题外，自动化高压加工流程还能降低劳动力成本，提高生产力和产品品质一致性，防止操作员受到伤害，并最大限度地减少浪费。

劳动密集型流程

高压加工的主要挑战之一是它仍然是一个人工的批量过程。Peregrina评论道：“这是一种二次封装技术，产品需要放入一个容器中，然后再拾取出来，最后将其放入纸箱包装中。”

操作员先将瓶装果汁装入筒状容器，再将这些圆筒放入一个舱室。在堵住两端以后，整个舱室被水淹没，并将压力增加到87,000 psi。保持压力到预定的时间后，容器减压、产品卸载。

Peregrina说：“这其中仍然有许多手动操作的过程。多年来，我们与Evolution Fresh进行了广泛的合作，我们都希望这一过程能够实现操作的自动化。”

拾取放置机器人将瓶子排成一行，为包装做好准备。

Evolution Fresh在2015年关注到人体工程学问题，从而开始了这个项目。Durbin说：“在运输过程中有很多可能为员工带来伤害和重复的动作，以及吊装和大量的三重搬运，这是我们想避免的情况。所以我们创建了一些倾斜站，产品在这里装入大圆筒，然后再使用叉车进行运输。我们还在圆筒包装上添加了条形码，这样更容易跟踪产品和所需的加工参数。”

Evolution Fresh的高压加工自动化项目从2015到2016年间，安装了高压加工预处理自动化设备、自动灌装站和预送料器。2021到2022年间，加装了后处理自动化设备、自动倾倒器和机器臂立瓶装置。最终实现无需人手操作即可生产的目标。

由此带来的好处

“我们希望提高加工设备的有效性，原本人工操作的高压加工工序通过自动化改造提高了产量和效率，我们的有效性约提高了15%；同时还大大减少了工人受伤的机率——我们减少了90%以上的伤痛。”Durbin说。

在实施更多自动化措施之前，每天需要人工负重搬运约16,000磅的果汁产品。这种重复的动作不仅会对操作人员的身体造成伤害，而且当他们从前一天的疼痛中醒来时，也很难投入到第二天的工作中。因此，Durbin指出，减少工人受伤的风险是主要目标。

Durbin说：“我们还减少了一半以上的运输垃圾。”他指出，先把瓶子装箱，再把它们倾倒入高压加工的容器里，之后再卸载这些容器，整个过程的效率很低。“通过实施自动化措施，我们简化了流程。”

这不仅节省了时间，Evolution Fresh还减少了50%以上的人员配置。Durbin说：“现在人们都不想在寒冷的房间里从事体力工作。而新冠疫情更是让这一情况雪上加霜。由于疾病及其相关各种问题，不能总是指望让员工克服困难。”

这一过程实现自动化以后，工人们唯一要做的就是将空托盘放置在倾倒台上。Durbin补充说：“叉车可以将整个货物抬起，这样就减轻了操作人员的压力。”

除了将人工过程自动化之外，这个过程还利用条形码来存储信息。Durbin表示：“这对可追溯性来说真的很棒，我们可以追踪所有被处理过的产品。”

Peregrina指出，并不是每个公司都能实现高压加工的自动化。他表示：“主要挑战之一是企业的投资回报率。显然，利用的机器设备越多，或者说越接近24小时运行，投资就越容易获得回报。”

就功能而言，如果是一系列并不相关的任务要完成，自动化可能就没那么灵活。

作者：Aaron Hand

来源：荣格-《国际食品加工及包装商情》

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