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汕尾西门子总代理商
产品时间:2020-11-23
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驱动食品行业的创新

 

欧洲创新与技术研究院(EIT)食品联盟由50多家高校、科研院所与企业(包括西门子在内)组成。它受欧盟委托,主要利用新技术使食品生产更具可持续性并促进资源的高效利用。已有共计4亿欧元的资金可用来实现这些宏伟的目标。

食品行业的现状令人警醒。尽管它养活了全世界的人口,却也带来了许多问题。据总部设在华盛顿特区的世界资源研究所称,食品生产的二氧化碳排放量占全球二氧化碳总排放量的四分之一。同时,食品行业的淡水消耗量占全球淡水总消耗量的70%,农业用地占全球可用土地总面积的37%。不仅如此,食品从离开工厂到最后送达消费者手中要经历许多环节。这个过程效率低下,食品浪费率高达32%。一部分食品会在运输途中、超市中或消费者家中变质,也有些会成为残羹冷炙被倒入垃圾桶。为了保护我们的地球家园,改变势在必行。但改变并不是一件容易的事,尤其据粮食及农业组织预测,到2050年,为满足全球90亿人口的饮食需要,粮食产量必须增加60%。

科学家正在检查温室里种植的欧芹。EIT食品联盟提议,我们应该彻底重新审视全球食品生产体系,重新构建更加可持续的体系并激励消费者食用健康的营养食品。

那么要如何改变呢?2016年11月,欧盟在布达佩斯设立的欧洲创新与技术研究院(EIT)宣布了欧洲范围内一个有关食品未来的竞赛活动的优胜者。该竞赛的内容主要围绕如何在食品行业创建“知识与创新社区”。获奖者是一个名为“FoodConnects”的联盟。起初,它只是一个由包括慕尼黑理工大学在内的4个合作伙伴组成的核心团队。到提交获奖项目时,它已发展壮大为一个由来自13个国家(主要为欧洲国家)的50所高校、科研院所和企业组成的联盟。除慕尼黑理工大学外,来自德国的成员还有弗劳恩霍夫协会和西门子。

这个联盟将被称为“EIT食品联盟”。在接下来的七年中,它将获得由EIT提供的超过4亿欧元的资金以及由联盟成员提供的12亿欧元的资助。联盟成员提供的资金将主要用于支持开展当前项目和进行内部研发,所取得的成果将转移给联盟。联盟成员的积极参与充分表明他们都认为驱动食品行业变革不仅十分必要,而且有利于业务发展。

将愿景变为现实

这项变革的计划是非常宏大的。EIT食品联盟提议,我们应该彻底重新审视全球食品生产体系,重新构建更加可持续的体系,并激励消费者食用健康的营养食品。经EIT批准,参与者需要制定能将这个愿景变为现实的具体计划。计划的实施需要依托先进技术以及有针对性的具体举措。Rudolf Sollacher负责在慕尼黑Perlach协调西门子在EIT食品联盟中的工作。他表示:“西门子的工作侧重于数字化和自动化方面。我们主要为EIT食品联盟提供基于Teamcenter、COMOS或Mindsphere等的软件解决方案。”

西门子的专家为联盟提供技术支持。西门子已是食品和饮料行业的领军人物。

西门子的核心目标之一是减少生产过程中以及从生产到消费过程中的食品浪费。如果一切按计划进行,欧洲的食品浪费将会减半。可能采取的举措之一是将食物残渣用作二次原料。例如,燕麦生产过程中产生的残余物仍然富含膳食纤维和蛋白质。它们可以用于生产穆兹利或动物饲料。二次生产所需要的技术工艺早已存在,只是尚未完成针对工业规模的应用的开发。另一个举措是使用传感器来检测超市或冰箱内的食物是否还能食用。这可以防止人们将已经过了“保鲜期”但仍未变质的食物丢弃掉。

重新赢得消费者的信任

EIT食品联盟还致力于确保将真正的健康食品送到消费者手中。要达成这个目标,专家们需要了解食品行业中食品的机器加工过程。因此,EIT食品联盟开展了名为“数字化食品供应网络”的路径追踪项目,西门子也在其中发挥了作用。在这个项目中,西门子可以利用其产品生命周期管理解决方案(如Teamcenter)帮助创建食品的数字化双胞胎。通过读取数字化双胞胎的数据,相关人员就可以知道产品是什么以及来自哪里。

有一种方案是借助区块链技术来追踪水果或鱼类的货板。区块链技术是一种成本低廉且基于网络的分布式防伪记账系统。借助这种技术,数字化将能够帮助食品厂商重新赢得消费者对食品的信任。Sollacher说:“如今,消费者对食品配料来源和加工过程的要求越来越高。消费者重视的这个问题也是EIT食品联盟关心的重要问题。最终,我们希望消费者能够追踪所食用食品的每一种配料。记录整个价值链不仅有助于确保提供优质食品,而且也便于查明问题。”

350家初创企业,10000名学生、企业家和员工

在EIT食品联盟,个性化营养方案也是备受关注的重点之一。这也与医疗领域的新研究趋势相契合,即针对每位患者制定单独的治疗方案。Sollacher表示:“借助自动化技术,食物耐受不良,或有特殊需求的消费者(如敬老院的老人)或偏好特定口味的人,都将获得符合他们需要的健康食物。在这个领域,我们可以依靠西门子设施管理应用COMOS和MindSphere。”

最后,由于食品行业近年来的创新步伐十分缓慢,EIT食品联盟计划扶持多达350家初创企业。这个计划的参与者之一就是西门子的独立部门next47。该部门可为各行各业的颠覆性技术给予经济和概念支持。Sollacher指出:“在食品行业,旨在颠覆市场的创新技术十分罕见,但在汽车等其他行业,创新却是人们的主要追求。创新对食品行业可谓有益无害。”

如何大幅降低电厂和变电站产生的噪声?西门子发电与天然气集团声学部门的一支团队为降低噪声和振动进行了专门的模拟和优化。

很少人会对微风轻抚树叶的沙沙声感到不悦,但如果电厂在其周围发出相同强度的声响(约35分贝),人们将做出截然不同的反应。有鉴于此,西门子发电与天然气集团的一支声学专家团队正在利用高级模拟技术将电厂环境噪声降至最低。

模拟技术可以在动工建造电厂之前,通过对电厂噪声源的调整和测试,尽可能降低电厂实际噪声值。只有在所有指标都达到后,施工才会开始。这支声学家团队成立于1987年,已成功帮助许多电厂大幅降低噪音。

请安静。Holger Ennes(站立)与声学家团队正在讨论模拟工作。

噪声云

这支声学家团队的工作地点位于德国埃尔兰根,他们不仅能优化电厂的噪声水平,处理变电站噪音也不在话下。专家们用三维模型呈现了大小相当于4个足球场的电力设施并对每个细节进行了细致的研究。噪声用彩色云状物表现。声学家团队首先研究了变电站大厅等建筑物内部的噪声分布,不放过任何一个能想到的参数。同时,为了使噪声模拟达到更好的效果,他们还需要了解变电站场址、建筑材料类型以及建筑物的形状和大小等信息。接下来,他们将借助声学软件和比较测量数据来确定变电站大厅内部的噪声水平。根据这些数据,他们就可以进行模拟并确定控制噪声的措施。

阻隔噪声

当声学家团队计算出建筑物内部的噪声水平后,他们将模拟建筑物外部的声音传播环境。Holger Ennes这样描述显示器上的3D模型:“那里有一棵树,这里有一些灌木丛,还有一条小径、一幢房屋、一条街道、一座桥,模拟将呈现出电力设施建成后周边的所有细节。我们还要考虑该地区的风力风向特点、空气吸收能力、土壤吸收能力,温度以及阻碍声音传播的障碍物等变量。”

开关变电站周围的声音传播情况模拟图

随后,专家团队会将所得到的声音传播数据与法定噪声限值及客户要求作对比。如果计算值超出这些限值或还有可能进一步降低噪声水平,Ennes及团队将给出调整电力设施布局的建议以进一步降低噪声水平。有时,调整措施可能涉及到加厚外墙或设置隔音屏障。在有些情况下,专家也可能建议封闭户外设备,例如为变压器或泵加装隔音罩。

Ennes兴奋地说:“我们团队不仅研究如何控制陆地上的电厂和变电站的噪声,同时也研究北海上变电站的噪声控制措施。在建造海上风电场时,需要将钢桩固定在海床上,而施工产生的噪声会在水中快速传播,速度是空气传播的4倍,但这些噪声不能超过规定限值。”过大的噪声会对海洋哺乳动物造成伤害。因此,在这种情境下也需要由专家制定并实施降噪方案。

 

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