真空低溫烹煮技術(shù)可限度地保留食物的水分、色澤和營養(yǎng)成分。
原材料存在差異是食品加工的顯著特征之一，尤其是以動(dòng)物為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，更是如此。這種差異造成的結(jié)果就是，牛肉、豬肉和家禽的加工工藝為自動(dòng)化帶來了特別挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)用來判斷自動(dòng)化程度的標(biāo)準(zhǔn)是所能節(jié)省的勞動(dòng)力：如果一臺(tái)機(jī)器取代人工所能節(jié)省的成本可以產(chǎn)生可接受的投資回報(bào)率，那么這筆投資就是可行的。但工傷的成本也需要加以考慮，正因如此，肉類和家禽加工對(duì)自動(dòng)化的視角又有所不同。
在牛肉分割室里，工人們拿著鋸條，盡可能把接近骨頭部分的肉剔干凈。當(dāng)SteveDunivan開始在自己的工廠里嘗試自動(dòng)化肋骨屠宰系統(tǒng)時(shí)，受到了操作工人的熱情響應(yīng)�！皫缀趺總�(gè)人都有傷疤可以展示給你看�！彼f。
Dunivan是德州MidwestMachine公司的所有者，曾在自動(dòng)化肋骨切除這個(gè)難題上鉆研了四年。早年的機(jī)器根本無法提供工作所需要的精度。大約在18個(gè)月前，他開始與HermaryOptoElectronics公司合作。這家公司主要提供三維視覺系統(tǒng)。
Hermary公司主營木材行業(yè)，業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)WesHenderson解釋說。其“光掃描儀片”在多年的鋸木應(yīng)用中被硬化。2013年11月，Dunivan通過編寫代碼將立體視覺系統(tǒng)整合到鋸條上，開始在Cargill的Schuyler工廠進(jìn)行試驗(yàn)。自那時(shí)起，超過120萬磅的脊髓被剔除。
Hermary的相機(jī)以三角方式測量物體，每秒掃描高達(dá)1,000次。這比肋骨剔除系統(tǒng)所需要的次數(shù)多很多，可能會(huì)不必要地影響加工速度。因此Dunivan將頻率調(diào)整到每秒掃描200次，這個(gè)頻率足以生成幾何形狀，引導(dǎo)兩根鋸條的運(yùn)動(dòng)，誤差在1/16英寸以內(nèi)。超過這個(gè)范圍的切割被認(rèn)為是不理想的，如果每件成品產(chǎn)量損失1盎司，工廠每年的損失將高達(dá)75萬美元。
Dunivan新設(shè)備的切割完好率為，之前版本在90％左右，而手工僅能做到70%。
牛肉肋骨通過SL-1880E3D掃描儀進(jìn)行模擬，掃描儀和自動(dòng)鋸條的控制器相連。此外，目前測試的還有自動(dòng)剔除牛脊髓的系統(tǒng)。
Hermary是羅克韋爾自動(dòng)化的合作伙伴，Henderson強(qiáng)調(diào)。Hermary的設(shè)備簡化了數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)/IP下載到MES或ERP項(xiàng)目的時(shí)間，使跟蹤和管理報(bào)告變得更便捷。
一個(gè)操作員可以完成兩個(gè)人的工作聽起來對(duì)成本具有很大吸引力，但度和安全性才具有更大價(jià)值�！扒懈钍且豁�(xiàng)復(fù)雜又精準(zhǔn)的工作，但同時(shí)又是一個(gè)粗活�！盌univan認(rèn)為，“每天需要處理2,500份，發(fā)生意外的可能性可想而知�！�
機(jī)器視覺同樣對(duì)Gainco公司開發(fā)的禽肉系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。然而，工人的生產(chǎn)力是主要目標(biāo)，并不是安全。
在這種情況下，3D成像成為了機(jī)器人切割雞胸肉系統(tǒng)的一項(xiàng)發(fā)展。機(jī)器人的軸運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)無法匹配人手的表現(xiàn)，但機(jī)器人的工作過程中可以有辦法計(jì)算骨架內(nèi)剩余的肉量，確定產(chǎn)量損失。亞特蘭大的GeorgiaTech技術(shù)研究所首席研究工程師JohnDaley說。
GTRI將這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)給了Gainco，Gainco隨后在2014年亞特蘭大舉辦的國際生產(chǎn)與加工博覽會(huì)（IPPE）上展示了一臺(tái)原型設(shè)備。
通過將骨架放置在半透明錐體上，Daley發(fā)現(xiàn)通過錐體傳輸?shù)腖ED光波強(qiáng)度可以由近紅外傳感器讀取，以確定肉和骨頭的分別含量�；谖鍌�(gè)不同位置上獲取的肉的克數(shù)，可以按照YaegerGore標(biāo)準(zhǔn)化分?jǐn)?shù)計(jì)算出產(chǎn)量損失，佐治亞州Gainco公司銷售和市場營銷總監(jiān)介紹說。
家禽加工商定期進(jìn)行刮片測試來評(píng)估操作人員的工作表現(xiàn)，這項(xiàng)測試通過手工完成，用勺形刀片需要至少5分鐘。骨架上殘留的肉將在下游的MDM過程中被回收，但回收后的價(jià)格遠(yuǎn)不及之前在切割環(huán)節(jié)中獲取的白色雞胸肉。
他將自己的快速產(chǎn)率分析器定義為是一種教學(xué)工具，為操作人員提供快速反饋，向超過目標(biāo)損失水平的人員進(jìn)行提示，并識(shí)別骨架上容易殘留肉的部位。
僅有少數(shù)加工商就原型設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場測試，并在今年1月展會(huì)之前就表示值得推薦。很多海外觀眾根本不為所動(dòng)，但半數(shù)本土家禽公司對(duì)進(jìn)行試驗(yàn)表示感興趣，Daley說。這也表明了美國禽肉加工行業(yè)的高產(chǎn)和效率。
不同波段的電磁頻譜在生產(chǎn)線末端發(fā)揮著檢驗(yàn)的作用。無論是金屬探測器還是X射線檢測機(jī)，肉類和家禽加工商在靈敏度和誤報(bào)中做出權(quán)衡，包括重疊的產(chǎn)品之間，加利福尼亞州HeatandControl公司檢測產(chǎn)品經(jīng)理ToddGrube認(rèn)為。
雖然HeatandControl公司并不生產(chǎn)X射線或金屬檢測系統(tǒng)，但它在北美是兩大優(yōu)質(zhì)OEM的分銷商和系統(tǒng)集成商，這兩家公司是意大利的CEIA（金屬檢測為主），和日本的石田（X射線為主）。
MS-21金屬探測器的特點(diǎn)就是它可以同時(shí)并連續(xù)使用多個(gè)頻譜，這一特點(diǎn)在檢測黑色金屬和有色金屬的時(shí)候特別有用，在檢測含水度高的肉類等導(dǎo)電材料時(shí)也不會(huì)誤報(bào)增加。石田的IX-G2X射線系統(tǒng)利用其雙傳感器配置做到了同樣的平衡。此外，它可以檢測除金屬之外的其它低密度污染物。
碎骨是所有蛋白質(zhì)食品中的一大難題，Grube指出。肉類和家禽加工商會(huì)提出的個(gè)問題就是設(shè)備檢測骨頭或海鮮外殼的能力。成本仍然是X射線升級(jí)的障礙，除非是在消費(fèi)者的鞭策下不得不進(jìn)行這一改變，否則蛋白質(zhì)加工商仍堅(jiān)持使用金屬探測器。
“除非他們收到客戶發(fā)現(xiàn)碎骨或其它只有X射線可以檢測到的污染物的投訴，蛋白質(zhì)公司目前對(duì)金屬探測器非常滿意�！盙rube說。
美國農(nóng)業(yè)部長持有的立場是，小于1cm長的骨粒并不構(gòu)成安全隱患，不超過2cm的碎片被認(rèn)為是低風(fēng)險(xiǎn)的危害。
無論大小，雞骨其實(shí)很難被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠溻}質(zhì)含量很低。在IX-G2的開發(fā)過程中，石田的工程師特別專注于家禽的骨骼，其結(jié)果是所開發(fā)的設(shè)備非常接近專門的骨掃描系統(tǒng)的性能，還可以同時(shí)檢測其它污染物。
“骨頭檢測是一個(gè)很好的推動(dòng)力，”DaveDiPrato贊同說，他將這一工作的進(jìn)展歸公于Marel。正是這家公司提供了一套能夠檢測雞碎骨的X射線系統(tǒng)。盡管十年前有些出師不利，但Marel卻始終如一地堅(jiān)持檢測含鈣量的雞骨，并堅(jiān)持用雞骨作為主攻方向。
DiPrato回憶起25年前在Tyson時(shí)面臨這一挑戰(zhàn)時(shí)的挫折和失意。之后，他自己在賓夕法尼亞州創(chuàng)辦了NovusX射線公司�！艾F(xiàn)在是可行的，”他補(bǔ)充說，他的公司正在考慮開發(fā)自己的解決方案，所采用的技術(shù)是優(yōu)質(zhì)常規(guī)的X射線。
DiPrato相信，阻礙加工商用X射線替代金屬探測器的原因并不是成本，而是停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。X射線探測器通常是一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)，可以快速影響生產(chǎn)甚至關(guān)閉整個(gè)工廠�！霸撛O(shè)備必須在寒冷環(huán)境中經(jīng)受熱水沖洗，這樣會(huì)導(dǎo)致冷凝，”他指出�！霸谀菢拥沫h(huán)境下設(shè)備要保持運(yùn)行，這本身就是一個(gè)壯舉�！�
IP69的外殼有著很多優(yōu)勢，但這樣一臺(tái)精密的設(shè)備往往在停機(jī)時(shí)讓工廠內(nèi)部工作人員無法應(yīng)對(duì)。他的解決方案是一個(gè)四模塊X射線裝置。一旦找到問題區(qū)域，維修工人只需取下發(fā)生故障的組件就可以恢復(fù)運(yùn)行。
目前出現(xiàn)的另一種發(fā)展趨勢是大批量自動(dòng)化的真空加工�？偛课挥谛列聊翘岬腟ugarCreek包裝有限公司正在安裝一條每天可加工36萬磅產(chǎn)品的生產(chǎn)線，這條生產(chǎn)線將放在目前還在新建的劍橋工廠里。這座新工廠位于印第安納波利斯以東60英里。
由一個(gè)法國團(tuán)隊(duì)開發(fā)的真空低溫蒸煮（sousvide）目前在Twitter上非常火熱，與之相關(guān)的產(chǎn)品在零售貨架上通常被放在廚房家電旁邊。這個(gè)品牌在50多年前就在歐洲投入了商業(yè)生產(chǎn)，但因?yàn)樾枰止じ深A(yù)，當(dāng)時(shí)的產(chǎn)量非常低。但總的來說，直到本世紀(jì)，真空低溫蒸煮一直是廚師們的領(lǐng)域。
德國ArmorInox公司在15年前開始制造產(chǎn)量可達(dá)10萬磅的自動(dòng)化系統(tǒng)，目前規(guī)模的系統(tǒng)已登陸美洲，用于烹飪火腿、熟肉制品和其它擠出成型的肉制品。Smithfield的北卡羅萊納州工廠在2009年安裝了該公司的Thermix生產(chǎn)線，日產(chǎn)能達(dá)到66萬磅熟肉制品。SugarCreek的項(xiàng)目說明這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為市場主流，因?yàn)樵摴镜闹攸c(diǎn)是代包裝和代生產(chǎn)。
印第安納州工廠從這個(gè)月開始安裝10個(gè)批量儲(chǔ)罐，每個(gè)儲(chǔ)罐的容量為1.2萬磅，配合7月生產(chǎn)線正式啟用。包裝在密封袋或模具中的產(chǎn)品會(huì)在水中浸泡1-24小時(shí)，逐漸成為即食產(chǎn)品。
為餐飲業(yè)供貨的整塊肉產(chǎn)品可能是生產(chǎn)線初階段的主要產(chǎn)品，SugarCreek公司的廚師SeanDaly介紹說，但去年開始，海鮮和蔬菜等食品都已在工廠500磅的試驗(yàn)儲(chǔ)罐中進(jìn)行多次測試�！罢婵盏蜏卣糁笫且粋�(gè)決定性的改變�！盌aly說，“除了蒸煮，它是安全的食品加工方法之一，且成品仍具有一定的完整性�！�
加工溫度可以保持穩(wěn)定，且精準(zhǔn)度可以達(dá)到0.1℃，如果儲(chǔ)罐內(nèi)熱水用完，加入冷水時(shí)會(huì)有一個(gè)硬停機(jī)。顏色的保持度、營養(yǎng)價(jià)格和味道可以與無菌加工等先進(jìn)技術(shù)媲美。
這項(xiàng)工藝非常適用于“清潔標(biāo)簽”食品的加工，Daly認(rèn)為。無論客戶在產(chǎn)品營銷時(shí)重點(diǎn)放在真空低溫蒸煮，還是簡單的完全煮熟上，SugarCreek在工藝上的進(jìn)步，為工廠帶來了助力。
對(duì)于不喜歡肉制品的消費(fèi)者，生產(chǎn)商很樂意提供類似的素食產(chǎn)品，例如素香腸。因?yàn)槭撬叵隳c，不會(huì)使用天然的膠原蛋白腸衣，可能需要更昂貴的替代品來保持香腸的完整性。藻酸鹽腸衣是更經(jīng)濟(jì)的選擇。正因如此，馬薩諸塞州RobertReiser&Co公司推出的VemagCC215共擠機(jī)吸引了整個(gè)行業(yè)的目光。
兩臺(tái)低壓的Vemag設(shè)備為CC215提供穩(wěn)定的喂料，其中一臺(tái)將素肉原料（如果是常規(guī)香腸，那就是真肉）送入設(shè)備，另一臺(tái)負(fù)責(zé)提供植物原料的藻酸鹽。一旦擠出，成型的香腸被噴灑了一層氯化鈣溶液，用來固定藻酸鹽。早餐香腸的加工速度大概為每分鐘720件。
消費(fèi)者對(duì)素食產(chǎn)品和劑產(chǎn)品的濃厚興趣預(yù)示著共擠香腸和真空低溫烹煮加工方式的巨大發(fā)展空間。