人工智能與工業烘焙

設備的高度智能和更嚴格的成本控制是諸多食品企業的重要任務，尤其是工業烘焙企業。無論產品是面包、蛋卷還是休閑小食，甜的還是咸的，烘焙企業長期以來一直依賴于烘焙師的創意和技能來滿足訂單需求，以最小的損耗生產受歡迎的產品。這些年來，招聘新一代的烘焙師成了一個棘手的挑戰。不僅如此，烘焙企業對控制系統的需求越來越多，希望憑借控制系統彌補一部分的烘焙技藝，幫助新烘焙師們盡快適應前輩們的崗位。

與此同時，激烈的市場競爭迫使烘焙企業不得不進一步通過縮減成本提高產品利潤。據美國能源部稱，節能是降低成本的最大突破口。

“用合理的工資招到優秀的員工一向是個難題?！焙姹汉托蓍e食品工廠設計和構建公司Austin 公司高級項目策劃總監Greg Carr 表示。相對而言，其它制造領域的工資水平更高，也不需要周末和晚上加班，這使得烘焙企業的招聘難度非常大。人們的印象中，工業烘焙已成為上世紀的歷史，目前需要的是智能化程度更高的設備。

如果展望未來，Carr的建議是觀察一下東半球，高昂的勞動力成本和能源成本推動供應商不斷推出新的解決方案。其中典型的就是在控制軟件中納入人工智能。

去年10 月在拉斯維加斯舉辦的國際烘焙業博覽會成為了來自德國慕尼黑的PreciBake 公司充分展示自己的平臺。這家公司不久前在紐約設立了辦事處。自2012 年來，PreciBake 的技術被應用于汽車工業的車身精細焊接，據公司首席技術官Ingo Stork-Wersborg 介紹。PreciBake 已派遣50 位計算機工程師對烘焙設備的傳感器和軟件應用進行重新定義，幫助設備“自己為自己編程”。

控制程序主要用于檢測工藝中“物料的生物物理性質”。如果最適宜的烘焙溫度被設置在375° F，一旦烤箱溫度有所偏差，會相應的增加或減少熱量，PreciBake 的程序不會有任何先入為主。如果面包烘焙的最佳溫度是359° F，那么359° F就是設定點。收集的數據越多，程序的決定就越精準。所有從激光掃描器、溫度探測器和其它傳感器手機的數據都會被儲存在云端服務器，并進行細致分析。

LBC烘焙設備公司和PreciBake一同將這套系統納入安卓系統控制中，可通過手機技術遠程操作擱架式烤箱。公司東區銷售總監Ed Dahl表示，這些烤箱通常用于面包房。超市烘焙師的經驗并不豐富，通常嚴格遵照規則，人工智能可以減少過度烘烤的幾率及初出茅廬的新手們的錯誤率。掃描儀會記錄每批合格產品的質量、重量和高度，作為以后不同批次的參考。

有些工業烘焙企業并不操作烤箱。針對這樣類型的企業，PreciBake 創建了虛擬質量專員，這是一個用于優化和監控工業生產的程序，通過傳感器收集濕度、質量、體積、顏色和溫度等數據。對于面團醒發和混料的類似質量控制程序正在開發進程中。

面團進入烤箱前的狀態和在烤箱中的狀態都是決定烘焙質量的關鍵因素。人工智能和其它預防性控制都能夠起到改進作用。

來自法國烘焙生產線制造商Mecatherm 公司的技術創新可能并不是那么顯著，但同樣野心勃勃。他們在博覽會上展示了一套立式醒發設備和混合烤箱，結合了間接輻射加熱和沖擊加熱兩種方式。公司還低調的向市場首次推出了“e-connect pack”旗下的先進控制技術。2017 年第二季度將有兩套這樣的系統在北美完成安裝。

新推出的組件還包括用于記錄人工輸入電子簽名的追溯系統，和考量用氣量、電費、壓縮空氣和蒸汽的能源和廢氣監控系統。三套組件都帶有機載數據記錄功能。

“我們希望簡化客戶的工作?！笨偛肙livier Sergent 說，“這是我們的創新動力。2017年底我們希望在能源組件中添加烤箱性能實時驗證功能?！?br/>
節能

在整個烘焙企業的運行成本中，能源基本要占到8%-15%，據美國能源部預計。Austin的Car指出，在歐洲這個比例甚至更高。很多OEM數十年來一直投入專門的人力和時間在設備設計之初就開始研究能源效率。這些努力如今已開始在美國市場初見成效。

對于要新建烘焙設施的企業而言，這無疑是一個好消息。而大多數烘焙工廠已運作至少10年了。為了降低能源成本，更適合選擇一些便宜的可以改裝的系統。

“熱能回收過去并沒有實際的經濟效益，而今年以來，因為技術的發展，情況在歐洲已經有所改觀。”Carr說，“烤箱熱能回收已變得習以為常，市場上已有一些現成設備。”

熱- 油烤箱的前期投資成本更大，但投資收回時間非常誘人。據公司介紹，由于液體介質的熱傳遞效果更好，熱量控制更精確，相比空氣為載體的傳統烤箱，Heuft OEL的能源效率高出20%-30%。

在烤箱內側加涂一層薄膜，將熱量反射回產品上也能實現類似的能源節省。納米級顆粒起到了絕緣效果。AMF Bakery Systems 正在應用一種NASA 開發的薄膜，稱之為Emisshield 納米發光技術。

烘焙商們認為，多數設備供應商在能源效率方面比較落后。在本次博覽會上，有三家大型烘焙商參加了DOE的能源之星活動，他們達成的共識是：多數供應商的設備幾十年來并沒有在設計上做過改變。

Turano烘焙公司總監Anthony Turano建議，有些供應商正在往相反的方向努力，將烤箱的能耗做得更高?！八麄兲峁└嗟娜紵?，但是這些有什么幫助呢？”

Turano和Northeast食品是在本次博覽會上獲得能源之星大獎的5家烘焙企業中的代表。他們提供的數據顯示他們各自實現了10%的能源節省。對于兩家公司來說，節能都是在現有的老工廠內實施的，通過取代能耗高的設備和照明裝置等容易下手的地方實現改進。Northeast得獎的工廠位于Baltimore。然而一家在Clayton建成五年的工廠并不是能源之星的有力競爭者，盡管每臺生產設備的能耗更低。節能必須在設計之初就納入考慮，否則10%的節能也很難實現。

Clayton可以用自己的3臺1000KVA柴油發電機供應生產所需電量，這樣電費賬單可以節省一半。備用電可以支持冷藏系統運作，比傳統冷凍設備節約電量約28%。工廠的主要客戶麥當勞對此非常滿意。

“如今的客戶希望供應商符合可持續發展的理念?！盢ortheast公司工程副總監Dennis Colliton表示。他認為這樣做的優勢有兩點：節約成本，讓客戶更滿意。

備用發電機已逐漸成為很多大型烘焙商的標準配置，Carr指出。入水口的旁通接口是另一個新的突破口。水一旦受到污染可能導致整個工廠的停機。安裝旁通后可連接儲水罐，起到飲用水的作用。

因為需要將產品直接配送到零售店，烘焙商不得不涉及到運輸業務。Turano公司的Colliton和Bimbo烘焙美國公司環境和能源事務總監Jim McKeown分享了公司在使用壓縮天然氣和丙烷等取代柴油方面的經驗。Northeast有25輛CNG車。性能并不是問題：“我們的駕駛員表示車子的動力和柴油一樣好。”Colliton說。

與先進控制技術相比，節能項目并不一定能產生顯著的運行穩定性和產量上的改進。但從另一方面講，這些項目可以用很少甚至零投入去推動持續的進步。無論工廠經理選擇的投資方向是人工智能還是降低能耗，工廠都將獲得更好的盈利成果。