近年來，多技術融合成為一種趨勢，機電一體化、自動化、智能化以及炙手可熱的工業(yè)4.0和智能制造，都是多技術融合的成果。這一趨勢隨著科學技術的不斷進步而愈演愈烈。如今，人們提到技術創(chuàng)新也早已超出了本領域的范疇。在食品飲料行業(yè)，有研究表明，技術創(chuàng)新甚至有80%來自于領域外，反而關于飲料配方等方面的基礎創(chuàng)新十分有限。因此，在“食品飲料工程峰會”（FES）上，杭州娃哈哈集團有限公司設備部部長邵金榮先生也主要分享了與自動化和過程控制相關的技術創(chuàng)新。
臭氧濃度的在線監(jiān)控
近幾年，在飲料品類中飲用水的占比大幅上升。殺菌是飲用水生產(chǎn)中不可避免的工藝環(huán)節(jié)，目前多采用臭氧殺菌。但我國天然水資源中溴化物含量較高，溴化物在臭氧的強氧化作用下會產(chǎn)生溴酸鹽。溴酸鹽是一種2B級潛在致癌物。那么該如何控制水飲料中溴酸鹽的含量呢？
人們做了很多嘗試，如降低原水中的溴化物和微生物含量、控制溴酸鹽形成過程、降低PH抑制溴酸鹽過渡態(tài)HOBr/OBr形成或者消除產(chǎn)生的溴酸鹽等。但這些方法存在種種弊端，無法在現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)中實施。而通過調(diào)節(jié)添加的臭氧濃度來控制溴酸鹽的產(chǎn)量則是一種易于實施且行之有效的方法。
為了更準確控制臭氧濃度，可將傳統(tǒng)非在線臭氧濃度測量升級為在線控制，直接由臭氧檢測儀檢測臭氧混和塔的臭氧濃度，并通過4-20ma的信號傳輸?shù)絇LC上。PLC比較實際檢測數(shù)值與設定數(shù)值，通過PID計算輸出4-20ma的信號傳輸給臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器通過調(diào)節(jié)臭氧輸出量控制臭氧添加量，從而實現(xiàn)混和塔料液的臭氧濃度控制。此閉環(huán)控制，能定時采集臭氧濃度，使臭氧濃度在產(chǎn)生極小偏差時就被修正，以保障整個系統(tǒng)臭氧濃度的穩(wěn)定性。
ECA電解水技術在CIP中的應用
傳統(tǒng)熱化學CIP系統(tǒng)有很多問題為人們詬病，如主要作用為清洗，消毒作用弱；清洗時間長；能源浪費大；酸堿消耗大，對污水系統(tǒng)沖擊大；存在人員安全隱患。ECA電解水技術通過將工業(yè)食鹽氯化鈉電解，利用產(chǎn)生的氯離子和氫氧根離子分別替代傳統(tǒng)CIP里的酸堿液，有效解決了傳統(tǒng)CIP系統(tǒng)的問題。
氯離子對微生物的滅菌效果極好，加強了CIP的消毒作用。另外，ECA電解水技術能簡化CIP工藝，縮短CIP時間，而且電解水工藝在常溫下即可進行，可節(jié)約更多能源。但是進行ECA電解時必須考慮氯離子在不同溫度下對不銹鋼的腐蝕能力。為此，娃哈哈合肥工廠設計了對氯離子濃度在線檢測并實施閉環(huán)精準控制，有效避免了銹蝕風險。
非熱殺菌技術在乳業(yè)中的運用
熱殺菌是最常用的傳統(tǒng)乳業(yè)殺菌方法。但熱殺菌會對乳品性狀產(chǎn)生不良影響，因而人們不斷尋求新的殺菌方法，以實現(xiàn)更有效且對產(chǎn)品性狀影響更小的殺菌工藝。其中膜過濾、離心除菌、蒸汽瞬間注射滅菌VTIS、超聲波殺菌、超高壓殺菌、脈沖電場殺菌以及UV殺菌都在不同應用中有較好的殺菌效果。邵金榮先生主要分享了UV殺菌。
UV殺菌系統(tǒng)，即SunTyech“湍流+薄層流”紫外殺菌系統(tǒng)，不但適于透明液體殺菌，還可用于非透明的渾濁液體殺菌。但是在渾濁液體殺菌中，UV殺菌存在一定局限性：往往因為UV在混濁液體中的穿透性差而無法起到殺菌作用。如今這一問題也被成功解決。那么娃哈哈是如何實現(xiàn)UV對牛奶的殺菌？
其設計的基本原理是，通過特殊流體通道形式設計，使液體在通道中以“湍流+薄層流”的狀態(tài)通過，使“薄層流”狀態(tài)液體充分暴露在UV的殺菌功效之下，使UV殺菌效果最大化。
飲料工業(yè)的大數(shù)據(jù)
在演講的最后，邵金榮先生和我們分享了娃哈哈對于飲料工業(yè)大數(shù)據(jù)的理解。首先通過數(shù)字化提升PAT的準確性，利用后饋信號控制前饋，使系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制。其次，充分利用NIR技術，增加生產(chǎn)收益，控制工藝變化，并在工藝變化后快速反應；優(yōu)化工藝，減少原材料消耗；找到生產(chǎn)中的最佳收益點。第三，過程數(shù)據(jù)記錄。過程數(shù)據(jù)記錄可以實時存儲HACCP數(shù)據(jù)；殺菌溫度、壓力等監(jiān)控、記錄和打?。涣髁勘O(jiān)控和記錄；以及CIP清洗濃度監(jiān)控、記錄和打印，對實現(xiàn)產(chǎn)品安全和產(chǎn)品質(zhì)量的控制都有重要意義。第四，RFID應用。在食品飲料生產(chǎn)中，利用該技術每種原料和產(chǎn)品都可擁有自己的電子代碼，在配料防錯以及物流管理中可起到重要作用，是實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期溯源的重要手段。第五，數(shù)據(jù)互通。在大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，工業(yè)發(fā)展、產(chǎn)品質(zhì)量才更有保障。例如產(chǎn)業(yè)鏈食品安全大數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)從奶牛到產(chǎn)品覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品追蹤。
