Automazione di linee industriali per la produzione di prodotti da forno

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Automazione di sistemi di mixing e dosaggio per impasti per prodotti da forno

La produzione degli impasti è una fase fondamentale del ciclo produttivo dei prodotti da forno e coinvolge diversi passaggi. Tra questi ultimi, uno dei più delicati consiste nello stoccaggio della farina, in ambienti privi di umidità, ed il successivo dosaggio alle impastatrici dove viene mescolato all’acqua in modo controllato. In uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori turchi (Apaydin & Kitiş, 2015), viene sviluppato e testato un sistema di automazione per la produzione degli impasti in una linea composta da un unico silo di stoccaggio (dalla capacità di 1000 kg) accoppiato a 5 impastatrici (dalla capacità di 100 kg ognuna) in parallelo. In molti casi, infatti, questo tipo di operazione viene condotta ancora in modo manuale, basandosi sull’esperienza degli operatori. Oltre al silo ed alle impastatrici, il sistema è composto da una coclea di trasporto (per il trasferimento della farina dal silo alle impastatrici), da valvole pneumatiche (per l’ingresso della farina ai dosatori e dell’acqua alle impastatrici) e da 5 dosatori (per il dosaggio della farina all’interno delle impastatrici). Il sistema di automazione permette di controllare tutti questi elementi, in modo semplice ed affidabile, mediante un display LCD. Attraverso quest’ultimo, gli operatori impostano i parametri della ricetta come, in particolare, i quantitativi di farina e di acqua. Per semplificare ulteriormente le operazioni, sono state preparate 5 modalità di funzionamento a seconda del numero di impastatrici da attivare. I test evidenziano che per dosare 100 kg di farina sono sufficienti solamente 94 secondi utilizzando il sistema di automazione. Al contrario, se questa operazione venisse effettuata in modo manuale dall’operatore, sarebbe necessario un tempo decisamente più lungo (circa 800 secondi). Concludendo, gli autori sostengono che ulteriori approfondimenti sono necessari per potere implementare anche la gestione degli altri ingredienti, come il sale ed il lievito, e completare l’automazione della linea.

Monitoraggio del processo di lievitazione del pane mediante un sistema di visione 3D

Il processo di produzione del pane è composto da un serie di operazioni durante le quali l’attività di monitoraggio è fondamentale per controllare la qualità del prodotto finale. In particolare, la fase di lievitazione è una delle più critiche. Ad oggi, sono state proposte diverse tecnologie per monitorare in modo continuo, direttamente in linea, tale fase. Tra queste, i sistemi di visione 3D, ed in particolare quelli basati sulla cosiddetta Luce Strutturale (LS), sono considerati i più promettenti. In uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori spagnoli (Verdù et al., 2015), uno di questi sistemi LS viene impiegato per analizzare e per ottenere informazioni relative alla struttura interna degli impasti per pane durante il loro processo di lievitazione. In particolare, tale sistema è stato utilizzato per rilevare eventuali differenze tra campioni prodotti con due differenti tipi di farina di frumento, precedentemente selezionate per la loro diversa capacità di lievitazione (massima per F1 e minima per F2). Per la sperimentazione è stato, inoltre, preparato un terzo lotto miscelando F1 ed F2 al 50%. I parametri della struttura interna del prodotto finale (pane dopo cottura) sono stati analizzati impiegando una tecnica di segmentazione dell’immagine 2D. I risultati hanno permesso di evidenziare una correlazione significativa (r = 0.865) tra le informazioni 2D e quelle 3D (in particolare, tra la zona trasversale e l’altezza fornite dall’analisi 3D ed il numero finale e la dimensione delle bolle di gas forniti dall’analisi 2D). È stato, infine, osservato che nonostante la capacità di lievitazione, l’area e l’altezza degli impasti differiscano in modo significativo tra i diversi campioni, le dimensioni delle bolle del pane dopo cottura risulta simile. Gli autori attribuiscono quest’ultimo risultato ai fenomeni di coalescenza che avvengono nel prodotto finale, indipendentemente dalla velocità di crescita delle bolle. In sintesi, il monitoraggio della lievitazione degli impasti attraverso il sistema di visione SL permette di prevedere la qualità strutturale del prodotto finale dopo cottura.

Riferimenti bibliografici

  1. Apaydin & Ş. Kitiş, International Journal of Applied Mathematics, Electronics and computers, 3, 2015, 7-9
  2. Verdù et al., Journal of Food Engineering, 146, 2015, 227-233

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