Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 2
Celem mechanizacji było i jest zastąpienie pracy ludzkiej pracą maszyn napędzanych energią pozyskaną z sił przyrody a głównie z paliw kopalnych.
Wynaleziona w USA w latach osiemdziesiątych XIX wieku maszyna do zwijania papierosów zastępuje pracę kompani robotników. Wielka wydajność maszyny wymagała stworzenia nieistniejącego wtedy masowego rynku na papierosy !
N.B. Produkcja papierosów jest tania ale są ważnym wpływem do budżetu jako że obłożone wielkimi podatkami co czyni nielegalną produkcje i przemyt atrakcyjnym.
Również wydajna była maszyna do produkcji szklanych butelek z początka XX wieku.
Produkcja maszynowa wymaga surowców o dobrej i powtarzalnej jakości. Materiały są badane przed użyciem i proces może / powinien być dostosowany do zmian.
Systemy automatyki na podstawie informacji z sensorów i sensorów wirtualnych ( to kombinacja wartości z innych sensorów lub dla niemożliwości pomiaru odtworzona obserwatorem z innych pomiarów ) oraz przyrządów pomiarowych wypracowują informacje podawane do wykonawczych aktuatorów. Najbardziej adekwatne do przetłumaczenia dla aktuator jest słowo "wyrobnik".
Automatyka „przekaźnikowa” - binarna rozwija się od końca XIX wieku a pierwsze systemy regulacji ciągłej pojawiają się w latach trzydziestych. Przykładowo powstająca nowoczesna energetyka z młynami pyłu węglowego oraz potężnymi kotłami na pył węglowy wymagała już automatyzacji.
W 1933 roku jedna trzecia central telefonicznych Bella jest już automatyczna. Niepokój budził wielki pobór mocy przez liczne lampowe wzmacniaki. W końcu w Bell Laboratories w 1948 roku wynaleziono tranzystor jako alternatywę dla dużej i żarłocznej energetycznie lampy.
Mechanizacja i automatyzacja produkcji montażowej podniosła wymagania jakościowe na surowce i półprodukty. Tolerancje wymiarowe musiały być ścisłe bowiem indywidualne dopasowywanie elementów nie mogło być stosowane.
W czasie II Wojny USA ratując Wielką Brytanie szybko podjęły masową produkcje silników lotniczych dla bombardowanego Imperium. Brytyjska dokumentacja udanego silnika zajmowała kontener (!) dlatego że bardzo skomplikowane było indywidualne grupowanie części pasujących do siebie i ich dodatkowe szlifowanie i inne czynności korekcyjne. Koncerny USA posiadające o wiele lepszą technologie produkcji części, szybko tolerancje wymiarowe elementów zmniejszyły trzykrotnie a potem dziesięciokrotnie i mocno zmechanizowały składanie podzespołów. Przemysł lotniczy III Rzeszy przegrał z Brytanią gdy do akcji weszły amerykańskie koncerny.
Nieporozumieniem są rozważania o mechanizacji i automatyzacji produkcji wyrwane z kontekstu technologii produkcji.
Obfitość kapitału i zasobów naturalnych w USA od lat siedemdziesiątych XIX wieku skutkowała drożeniem pracy mimo ogromnej imigracji nowych pracowników. Droga praca ludzka inspirowała poszukiwania amerykańskich wynalazców i słynnych przedsiębiorców. Na początku XX wieku USA stały się światowym liderem w dziedzinie wydajności pracy coraz bardziej zmechanizowanej a potem zautomatyzowanej. USA stały się liderem w kreacji nowych wyrobów i metod ich produkcji i to zarówno wyrobów pozornie banalnych jak i najbardziej wyrafinowanych i skomplikowanych.
Produkcję chipsów ziemniaczanych ( wcześniej były mało znane ) marki Lay's Herman Lay rozpoczął w 1932 roku. W czasie II wojny światowej skutkiem racjonowania przemysłowi m.in. cukru i czekolady mocno wzrosło spożycie chipsów produkowanych bez tych deficytowych surowców a Lay stał się znaczącym ich producentem. Po wojnie Lay dalej mechanizował produkcje i rozpoczął jej automatyzacje. Kooperacja z Frito Company zakończyła się jej przejęciem w 1961 roku i stworzeniem Frito-Lay, która w 1965 roku połączyła się z Pepsi Cola Company, tworząc gigantyczną PepsiCo. Obie scalone firmy pasowały do siebie zaawansowaną mechanizacją i automatyzacją oraz skalą produkcji.
Frito-Lay pod koniec lat sześćdziesiątych stał się wiodącym światowym producentem przekąsek i jest nim do dziś. Lokalne firmy na całym świecie konkurują z przekąskami giganta ale ze średnim powodzeniem.
Produkcja chipsów rozpoczyna się od umyciu Wysokiej Jakości ( także frytki i sałatki ) odpowiednich ziemniaków a następnie pozbawienia ich skórki. Generalnie ziemniaki mechanicznie obiera się w bębnie z nożami lub natryskiem gorącej pary wodnej i zmyciem skórki strumieniem wody. Im bardziej nieregularny jest kształt ziemniaka tym gorszy jest efekt obierania mechanicznego. Ziemniaki uszkodzone odrzucano ręcznie a następnie automatycznie pionierskim systemem szybkich kamer i komputerowego rozpoznawania obrazu ! Bez odrzucenia uszkodzonych ziemniaków otrzymamy chipsy niskiej jakości i niskiej cenie. Następnie mechanicznie poszatkowane ziemniaki płynąc kanałem z gorącym tłuszczem są smażone i dalej na siatkowej taśmie transportowej ociekają z tłuszczu. Oczywiście używa się przemysłowych tłuszczów Trans wytrzymałych na wysoką temperaturę procesu. Zanieczyszczenia gorącego oleju - tłuszczu są ciągle automatycznie odfiltrowane - usuwane a jakość uzupełnianego oleju jest automatycznie monitorowana. Zużyty olej jest z zakładu wywożony. Po obsypaniu posypką ( jest ich ponad 10 gatunków ) chipsy są automatycznie pakowane w plastikowe torebki ( do zgrzewania folii torebek stosuje się nagrzewanie pojemnościowe napięciem 500-1000 Vac o częstotliwości często z „wolnego” zakresu wokół 27.12 MHz ) a te w kartony a następnie ustawiony stos kartonów owijany jest folia na palecie odwożonej wózkiem widłowym kierowanym już przez człowieka do magazynu lub wprost na ciężarówkę. W procesie pakowania użyte są roboty przemysłowe i dedykowane maszyny.
Proces głównemu towarzyszą liczne procesy „pomocnicze”. Nazwa ta jest niezbyt adekwatna bowiem to są szczegóły procesu głównego. Na przykład gorący tłuszcz jest podgrzewany do optymalnej temperatury spalanym gazem ziemnym. Aby nie doprowadzić do wybuchu proces zapalania dużego palnika musi być pewny a płomień jest nadzorowany.
Uprawa wysokiej jakości ziemniaków nie jest prosta. Odpowiednia genetycznie ( żywność modyfikowana genetycznie narodziła się właśnie w USA ) odmiana jest uprawiana na odpowiedniej glebie. Aby zapobiec jej wyjałowieniu i zachwaszczeniu powinno stosować się odpowiedni płodozmian i odchwaszczanie mechaniczne oraz pestycydami. Uprawa jest z reguły natryskowo nawadniana i starannie nawożona aby zapobiec powstawaniu nietechnologicznych, niekształtnych bulw różnych rozmiarów o chropowatej skórce. Gładka skórka nawet jeśli nie zostanie w całości zdjęta z ziemniaka nie powoduje radykalnego obniżenia jakości finalnego wyrobu. Ziemniaki zbiera się z pola maszynowo przy odpowiedniej pogodzie ( ziemniaki będąc dłuższy czas w wodzie obumierają ! ) dbając aby nie były uszkodzone mechanicznie. Mechaniczne uszkodzenie ziemniaka ( zwłaszcza wbicie w ziemniaka połączone z wprowadzeniem w ziemniaka gleby ) spowoduje jego odrzucenie w czasie produkcji. Tylko część transportuje się od razu do przetwarzającej fabryki a resztę się przechowuje.
Optymalna dla przechowania konkretnego gatunku ziemniaka i perspektywy czasu przechowania w ciemności temperatura mieści się w granicach 2-8 stopni ( powoli obniżana od początkowych 15 C) przy wilgotności względnej powietrza około 90%. Przy optymalnym przechowaniu następuje maksymalne ograniczenie procesów życiowych i zahamowanie zmian biochemicznych obniżających wartość ziemniaka. Straty przy długim, tradycyjnym przechowaniu ziemniaka w kopcu są wysokie i mogą dojść do 30-50%.
Konieczne jest przy tym odpowiednie wietrzenie magazynu czym zajmuje się automatyka. Można otwierać żaluzje od strony nawietrznej i/lub z drugiej strony lub uruchamiać wentylatory do wentylacji wymuszonej. Istotna jest pora wietrzenia bowiem od niej zależy temperatura otoczenia i świeżego powietrza.
Przed przechowaniem ziemniaki uszkodzone są od razu odrzucane. Parametry przechowywania są starannie kontrolowane i rejestrowane komputerem. Gdy pojawią się w powietrzu substancje świadczące o gniciu ziemniaków szuka się miejsca i usuwa wadliwe ziemniaki.
Gdy zimy są bardzo ciepłe ( może tak być w przyszłości w Polsce ) magazyn musi mieć silny agregat do schładzania powietrza. Gdy zima jest ekstremalnie mroźna ( dla dużego magazynu o dużej pojemności cieplnej, raczej nie w Polsce ) powietrze trzeba podgrzać bowiem zamrożone ziemniaki po rozmrożeniu zgniją.
W magazynie może być wiele sensorów temperatury i wilgotności względnej. Mniejsza ilość sensorów musi być umieszczona w miarodajnych miejscach.
Generalnie przechowalnictwo warzyw i owoców osiągnęło zadowalający poziom.
Koszt jednostkowy chłodni do przechowywani żywności maleje wraz z wielkością chłodni. Tak samo efekt skali występuje w dużych magazynach do przechowywania warzyw.
Dobrą metodą konserwowanie żywności jest jej „naświetlanie” promieniowaniem Gamma emitowanym przez promieniotwórczy kobalt 60Co lub wycofywany cez 137Cs. Popularniejszy kobalt 60 jest nierozpuszczalny w wodzie co minimalizuje ewentualne szkody środowiskowe przy katastrofie kolejowej czy drogowej lub przy dywersji i sabotażu. Cez 137 jest niestety rozpuszczalny w wodzie. Oba pierwiastki muszą być doskonale zabezpieczone przy transporcie aby nie stwarzały żadnego ryzyka.
Promieniowanie to zabiją część bakterii i wirusów lub chociaż je osłabia i opóźnia ich wzrost. Uszkadza jaja owadów. W Japonii od 1973 roku na skalę przemysłową napromieniowuje się ziemniaki (!) dla zmniejszenia strat w przechowywaniu. Napromieniowanie owoców przedłuża ich czas dojrzewania i radykalnie obniża wzrost muszek owocowych.
Radiacyjne konserwowanie żywności stanowi najmniejsze zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka spośród wszystkich znanych i stosowanych metod konserwacji żywności. Promieniotwórczość jest oczywiście szkodliwa ale inne substancje stosowane do utrwalania żywności także są szkodliwe. Odpowiednio zorganizowane i prowadzone w dużej skali napromieniowanie jest tanie i w pełni technologicznie uzasadnione.
Napromieniowanie oczywiście nie przywraca zdegradowanej żywności świeżości. To zadanie jest zresztą niewykonalne.
Napromieniowanie żywności przed jej wysłaniem ogranicza przenoszenie się szkodników między krajami przy imporcie żywności. Napromieniowane owady tracą płodność czyli są sterylizowane.
Dawkę promieniowania trzeba dostosować do celu i okoliczności. Jeśli chodzi o niewielkie przedłużenie świeżości owoców i warzyw to wystarczy mała dawka promieniowania. Napromieniowana żywność nie jest po kilku godzinach w ogóle radioaktywna ( jej dodatkowe promieniowanie nie daje się zdetekować bowiem jest grubo poniżej ziemskiego tła ) ale promieniowanie w czasie jego trwania wyzwala różne reakcje chemiczne w żywności w mikroskali. Niemniej produkty reakcji mogą być szkodliwe.
Napromieniowanie żywności nie jest bynajmniej lekarstwem na wszystkie bolączki. Ustawodawstwo w tej mierze jest w świecie bardzo zróżnicowane.
Kobalt60 komercyjnie dostarczany jest w stalowych koszulkach w postaci przypominającej ołówek. Nieużywane są przechowywane w zbiorniku z woda wywołując niebieskawe promieniowanie Czerenkowa. W trakcie procesu konserwacji są mechanicznie podnoszone a produkty są transportowane wokół serii ołówków.
Do opóźnienia dojrzewania, kiełkowania, zapobieżenie inwazji szkodników, uszkodzenia pasożytów czyli ich inaktywacji wystarczą dawki zaledwie 0.05-1 kGy. Do całkowitej sterylizacji żywności dla osób sztucznie utrzymywanych przy życiu stosuje się bardzo duże dawki - 44 kGy.
Wszystkie lampy Geigera – Millera są czułe na promieniowanie Gamma.
USA po II Wojnie karmiły cały świat a w tym Polskę ratując setki milionów ludzi przed degradującym głodem a część przed okrutną śmiercią głodowa. Gdy skutkiem wstrzymania ogromnych dostaw amerykańskiej żywności do ZSRR z powodu rozpoczęcia Zimnej Wojny od razu zaczął się tam śmiertelny głód. Coca-Cola i inne masowe produkty na całym świecie wzbudzały zachwyt.
Z ziemniaków produkuje się też spirytus. Produkcje kończy destylacja. Etanol tworzy z wodą i wieloma substancjami mieszaninę azeotropową i wydestylowanie czystego alkoholu jest fizycznie niemożliwe. Mieszanina azeotropowa destyluje się już bez zmiany składu ! Ze spirytusu spożywczego produkuje się wódki, nalewki i inne napoje oraz ocet. Dodaje się go do produkowanych przemysłowo win. Spirytus używany jest m.in. do wyrobu aromatów, ciast i tortów. Spirytus używany jest też do wyrobu perfum i innych substancji zapachowych. Spirytus wyprodukowany z płodów rolnych zawiera około 100 różnych zidentyfikowanych substancji - alkohole wyższe, aldehydy, kwasy organiczne, estry i aminy. Spirytus ma zapach i smak charakterystyczny dla surowców rolnych użytych do jego wyrobu. Alkohol fenyloetylowy ma silny zapach róży. Wiele estrów ma intensywny, przyjemny owocowy aromat. Octan etylu ma zapach jabłka, octan amylu gruszek a maślan etylu ma zapach ananasów.
Jeśli do produkcji spirytusu użyjemy w części części zgniłych ziemniaków to w spirytusie będą śmierdzące i przykre w smaku aminy. Substancje obecne w spirytusie powodują zatrucia skutkujące m.in. wymiotami, bólem głowy i złym samopoczuciem a niektóre są kancerogenne. To wyjaśnia wielkie różnice cen wysokiej jakości światowych marek trunków od podłej jakości trunków.
Popularna w świecie sałatka ziemniaczana wzięła się rzekomo z Niemiec. Występuje ona w wielu odmianach ( dodatkowo wersji świątecznych i sezonowych ) mocno różniąc się składem ale zawsze podstawą jest ziemniak oraz warzywa, najczęściej cebula i seler. Majonez ostatnio zastępowany jest jogurtem i kwaśną śmietaną połączoną z odpowiednimi dodatkami. W USA typowo sałatka ziemniaczana składa się z: ziemniaki, cebula, papryka, seler, jajka, cukier, sól, olej, majonez, czasem musztarda i przyprawy. W wersji śląskiej sałatka ziemniaczana produkowana jest z ziemniaków, cebuli, marchewki, ogórków kiszonych i stopionego wędzonego boczku. Ale w świecie dodaje się też śledzie i kiełbasę.
Znów opłukane wysokiej jakości ziemniaki są mechanicznie obierane i krojone w regularną kostkę. Współcześnie spadające kostki są analizowane przez system rozpoznawania obrazu z kamer i wadliwe kostki zdmuchnięte strumieniem powietrza ze sterowanego komputerem zaworu spadają do odpadów dla docelowego karmienia zwierząt. Ziemniaki są w wielkich zbiornikach krótko gotowane w autoklawie. Jest to konieczne aby zachowały po ugotowaniu chociaż część swojej wytrzymałości mechanicznej. Przy innych warzywach część pracy nadal muszą wykonywać ludzie. Cebula jest obierana mechanicznie lub opalana i dalej obrabiana mechanicznie. Część warzyw po pokrojeniu i sprawdzeniu jakości jest płukana w wodzie ze środkiem bakteriobójczym i odwirowywana. Zakład otrzymuje w hurtowej ilości ugotowane jajka lub sam ma odpowiedni proces. Ugotowane na twardo jajka ( jajka nie mogą być za świeże bowiem obranie skorupki będzie niemożliwe ) po wystudzeniu w zimnej wodzie tłuką sobie skorupki spadając z wysokości 40-50 cm. Skorupkę jaj usuwa się dalej mechanicznie z użyciem wody, oczywiście uzdatnionej do spożycia aby nie zakazić produktu.
Mechaniczne połączenie wszystkich przygotowanych substancji i wymieszanie nie jest proste. Łączy się strumienie składników i delikatnie miesza aby w żadnym razie nie zrobić niesprzedawalnej jednolitej homogenicznej masy ! Sałatka jest automatycznie pakowana w porcjach do 1 kg i schładzana przed transportem. System dystrybucji musi być sprawny bowiem sałatka ziemniaczana bez konserwantów nie jest wyrobem trwałym.
Przygotowanie sałatki w kuchni jest bardzo czasochłonne i stąd smaczna, gotowa sałatka ziemniaczana jest chętnie kupowana.
Ilość dodanego majonezu czy jogurtu musi być „właściwa”. Każdy pokarm oprócz wyglądu, koloru, smaku i zapachu ma też teksturę. Pojęcie to nie do końca jest jasne, nie ma też powszechnie akceptowalnej i „unormowanej” definicji ale ma związek z reologią. Podczas jedzenia – żucia pokarmu człowiek oczekuje określonego jego zachowania w jamie ustnej, takiego do którego lokalny konsument jest przyzwyczajony od lat. „Niewłaściwa” tekstura irytuje nabywce szczególnie gdy pokarm już ma inną zauważoną wadę.
Koncerny światowe często żywność produkują na konkretny rynek.
W sałatce ziemniaczanej nawet wielkość kostek ziemniaka jest mocno różna w różnych krajach. W żadnym razie nie może być ona homogeniczną masą !
Część dużych fabryk przemysłu spożywczego ma własne ujęcie wody gdy woda wodociągowa jest zbyt słabej jakości lub wodociąg ma za mała wydajność a łatwo dostępna jest na przykład do wydobycia woda podziemna. Jednak woda z wodociągu jest na przykład powszechnie konfekcjonowana jako mineralna w butelkach. Woda zdatna do picia winna mieć mętność poniżej 1 NTU ( Nephelometry Turbidity Unit. Nefelometria korzysta z efektu Tyndalla. Nephelometer - Żrodło światła ( jego rodzaj podają normy ) i sensor światła są umieszczone pod kątek 90 stopni. Mętność w ogólności to Turbidity ). Mętność jest powodowana obecnością gliny, iłów, żelaza, manganu, substancji humusowych i mikroorganizmów, które skupiają się na cząstkach co jest przyczyną utraty czystości mikrobiologicznej i utrudnia dezynfekcje wody. Można też badać kolor wody i jej zapach. Gdy woda jest droga można wodę służącą do płukania brudnych ziemniaków oczyścić w odstojnikach i użyć ponownie. Wodę użytą w wyrobie trzeba uzdatnić aby co najmniej była zdatna do picia. Do wody aseptycznej można dodać na przykład kwasek cytrynowy lub inny środek i wówczas odwirowanie warzyw po płukaniu nie musi być perfekcyjne. Surowe ścieki najprościej byłoby zrzucić do instalacji kanalizacyjnej miasta ale jej operatorzy życzą sobie opłat związanych z BZT czyli Biologicznym Zużyciem Tlenu do neutralizacji ścieku i taniej jest samemu zając się połowicznie lub całościowo własnymi ściekami. Co tylko się da należy traktować jako paszę lub surowiec na nią.
W przemyśle spożywczym metodą wsadową wytwarza się ciasta znajdujące liczne zastosowania. Ciasta w ogólności powstają z mąki dowolnego zboża, wody, jajek, cukru, tłuszczu ( masło, olej), mleka, jogurtu.... Fermentacje wywołują drożdże lub zakwas. Alternatywnie ciasto spulchnia proszek do pieczenia lub soda oczyszczona. Do części ciast dodaje się ciepłą lub gorącą wodę a do innych lód aby proces zachodził w pożądany sposób . Po wyrobieniu i fermentacji ( jeśli jest stosowana ) ciasto ma mieć określone właściwości, które ( szczególnie lepkość ) są okresowo testowane. Po uformowaniu przedmiotów z ciasta są one gotowane, pieczone lub smażone. Ciasto w szczególności nie może przywierać do elementów maszyn. Walcowana wstęga ciasta może być cięta na pasy obrotowymi nożami. Walcowana wstęga ciasta naleśnikowego może być dalej pieczona na obracanym gorącym bębnie ( cieniutko spryskanym olejem ) gdzie ciasto podaje się na górę bębna i upieczona wstęga musi się odrywać na dole bębna pod wpływem siły grawitacji. Awaryjnie oderwanie można wymusić przystawiając ostrze do powierzchni bębna na pełną szerokość ale będzie ono zarysowywać jego powierzchnie a spieczone resztki i tak pozostaną na bębnie. Zależy nam jednak aby powierzchnia bębna pozostała gładka bowiem częściowo zapobiega to przyklejaniu się pieczonego ciasta.
Przy zmianie surowców z których sporządza się ciasto najlepiej je wcześniej zbadać w laboratorium i stosownie zmienić recepturę i warunki wyrobienia ciasta czy temperatur pieczenia aby nie doprowadzić do kosztownego przestoju linii produkcyjnej
Rozpoczęta w połowie XIX wieku rewolucja wodno ( także uzdatnienie wody z ujęcia ) - kanalizacyjna ( także oczyszczalnie ścieków ) zakończyła erę masowych chorób zakaźnych transmitowanych brudną wodą (ale i tak zdarzają się masowe zatrucia-infekcje wodą z wodociągu ) istotnie polepszając zdrowie zachodniej populacji i długość życia. Dopełnieniem były środki czystości.
Każdy masowy, nowoczesny wyrób rynkowy ma swoich genialnych pionierów.
„Mydło” wyrabiano już w starożytności. Sumerowie około 2800 roku p.n.e. na terenie Dolnej Mezopotamii gotowali tłuszcz zwierzęcy z alkalicznym popiołem drzewnym otrzymując śmierdzące ale skuteczne w myciu mydło. Sztukę produkcji mydła doskonalono ale produkcje mydła na długo praktycznie przerwał kościół katolicki na obszarze swoich wpływów. Święty Franciszek z Asyżu nie umył się ani razu w życiu. Duchowni potwornie śmierdzieli. Kler zabraniał kąpieli jako „grzesznej rozrywki”.
Biznesmen i wynalazca, Benjamin T. Babbitt w 1851 roku jako pierwszy zaczął sprzedawać w Nowym Jorku pojedynczo pakowane mydło w kostkach. Był geniuszem reklamy. Używał haseł reklamowych: "Mydło dla wszystkich narodów" i "Czystość to skala cywilizacji". Produkował też i sprzedawał mydło w proszku i proszek do pieczenia. Babbitt mając wiele wynalazków i patentów w swojej fabryce w Whitesboro, New York, produkował cały asortyment maszyn w tym wyposażenie dla swoich fabryk mydła i sody bowiem nikt ich wtedy nie produkował.
W 1886 roku pomysłowi bracia William i James Leverowie kupili niewielka fabrykę mydła w Warrington i rozpoczęli upartą budowę swojego światowego imperium kosmetycznego Unilever. Leverowie wydawali dużo na reklamę podobnie jak na początku XX wieku rodzący się inny światowy gigant Procter & Gamble
Rodzące się wraz z radiem słuchowiska radiowe nie zdobywały słuchaczy aż obyczajowe słuchowiska dla kobiet w USA w latach trzydziestych zaczęli sponsorować ( i podpowiadać scenariusz autorom a w reklamie byli mistrzami ) producenci mydła i proszku do prania. Stąd nazwa "Opera Mydlana"
Chemicy i inżynierowie pracujący dla gigantycznego trustu Standard Oil Johna Rockefellera wprowadzili mnóstwo innowacji technologicznych w przemyśle naftowym drastycznie redukując koszty wydobycia i produkcji. Firmy SO w szczycie opanowały 90 % rynku USA i w 1911 roku Sąd Najwyższy podzielił giganta na 34 niezależne firmy. Część z nich to obecnie światowi giganci.
Rozprawiając o technologi i automatyce nie wolno zapominać że wynalazki i wyroby to konkretni ludzie z konkretnych firm. Tranzystor bipolarny i Mosfet powstały w Bell Laboratories należącym do monstrualnego AT&T.
Ojcem masowej motoryzacji jest Henry Ford. W jego fabrykach eksperymenty z automatyzacją prowadzono już w latach trzydziestych !
Pierwsze w danej dziedzinie systemy automatyzacji powstawały w USA i Europie Zachodniej a potem w Japonii.
Systemy budowane metodą naśladowczą – imitacyjną czy odtwórczą na peryferiach nie mają już elementu nowości.
Od ponad stulecia przemysł ( w USA to tylko 12% zatrudnionych ale USA mają potężny deficyt handlowy a ich najważniejszym towarem eksportowym jest dolar) i współpracujące z nim usługi i edukacja jest podstawą siły państw. Cała reszta usług i nadbudowa jest tylko dekoracją utrzymywaną z redystrybucji w zachodnim państwie dobrobytu.
Teraz gdy wielkim konsumentem surowców stają się Chiny wszystko musi się zmienić.
Wnioski:
-Przemysł spożywczy z kilograma ziemniaka, zboża... wytwarza o wiele więcej dolarów PKB niż wynosi wartość zużytych płodów. Ponieważ materiał do automatycznej produkcji musi być dobrej jakości straty w przechowaniu muszą być małe co jest ogólnie korzystne.
–Lokalny optymalny poziom automatyzacji wyznacza lokalny koszt pracy i w przemyśle spożywczym model rolnictwa i światowego handlu.
Przy nie za drogiej pracy lepiej wadliwe ziemniaki odrzuci z taśmy produkcyjnej człowiek a przy jeszcze tańszej warto ręcznie usuwać część uszkodzoną ziemniaka albo nie zdjętą wadliwą skórkę niż go odrzucać na pasze i zwrotnie transportować
-Koszt wydajności jednego MIPS procesora maleje i maleje. Obecnie rozpoznanie obrazu z kamer jest całkiem tanie
-Obecne uprzemysłowione zmechanizowane wielkoobszarowe rolnictwo ( w USA od dłuższego czasu bezpośrednio zatrudnia 1.6% siły roboczej ale przecież na potrzeby rolnictwa produkowane są maszyny oraz nawozy, paliwa, pestycydy itd. i ilość pracujących na finalny produkt jest znacznie większa) i przemysł przetwórczy oparte o rośliny modyfikowane genetycznie, dużą ilość nawozów sztucznych i pestycydów produkowanych z ropy naftowej i gazu zimnego oraz o nawadnianie może polec dlatego że gleby są coraz bardziej jałowe i zatrute i mniej wydajne, szkodniki zdobywają odporność co powoduje konieczność używania nowych pestycydów w coraz większych dawkach szkodliwych dla człowieka i wreszcie obniża się poziom używanych do nawadniania wydobywanych wód podziemnych i poziom wód gruntowych a skuteczność retencji wody miejscami jest już wyczerpana.
Światowy system skonstruowany jest pod zyski wielkich koncernów. Bywa tak że za prozaiczne wypalenie ( i zmielenie gorszych jakościowo partii kawy nie nadającej się do sprzedaży w postaci ziaren ) i opakowanie kawy wpływ jest większy niż z całej pracochłonnej uprawy kawy.
-Gdy wraz z zaburzeniami klimatu płody rolne będą być może coraz gorszej jakości dużego znaczenia nabierze automatyczne rozpoznawanie i usuwanie uszkodzeń całego warzywa – owocu lub jego części. Era tanich dużych, ładnych jabłek i ładnych ziemniaków może się kiedyś skończyć !
-W Europie rolnictwo było i jest bardzo wysoko subsydiowane i giełdowe ceny płodów rolnych są znacznie poniżej kosztów ich wytworzenia. Farmerzy, a jest ich niewielu, żyją z dotacji. Funkcjonujący od dekad model dotacji miał być dla obywateli zachodu tylko deformą ceny i być przekładaniem pieniędzy z kieszeni do kieszeni ( ale z spłaszczającym dochody efektem netto ) i miał za cel ZUBAŻAĆ kraje III Świata eksportujące na zachodni rynek metodą silnego zaniżenia cen na rynku żywności !
Model ten doskonale działał gdy Zachód był przemysłowym – technologicznym Centrum świata to znaczy jako jedyny w świecie drogo sprzedawał swoje nowoczesne wyroby przemysłowe. Ale Chiny eksportujące swoje smartfony i wyrafinowany sprzęt sieci 5G kupując dotowane płody i mleko,mięso... w Europie są wzbogacani kosztem europejskiego podatnika. Europa i USA muszą w porozumieniu odejść od subsydiowania produkcji rolnej bowiem to im obecnie szkodzi ! Światowa podwyżka cen płodów i żywności oczywiście zwiększy obecny procentowy udział kosztów żywności w koszcie utrzymania gospodarstwa domowego na zachodzie nawet poniżej 10% ( jest sztucznie niski ) ale przede wszystkim spowoduje falę głodu w krajach III Świata które netto importują żywność.
-W normalnych krajach przemysłowe przetwórstwo żywności jest opłacalne. Iloraz cena chleba do ceny ziarna z którego go wyprodukowano jest tym większy im wydajniejsze jest uprzemysłowione rolnictwo i wyższa są lokalne płace wyrażone w walucie rezerwowej świata. Z reguły jest to 2-10 razy ale w PRL chleb był tańszy niż użyte do jego produkcji ziarno zbóż i PRL zbankrutował. Niemniej bardzo duży iloraz jest też rezultatem dotacji do rolnictwa zaburzającej rynek i ceny.
Wygląda na to że wiele będzie musiało się zmienić wskutek zmian klimatu i po wkroczeniu na światową scenę technologiczną chińskiego giganta, konsumującego żywność kupioną na rynku światowym.
-Można sobie wyobrazić urządzenie równie skuteczne w usuwania uszkodzenia ziemniaka jak człowiek. Przykładowo komputer z kamerą kieruje na uszkodzone miejsce wypozycjonowanego, unieruchomionego (?) ziemniaka strzał strumienia wody pod średnim ciśnieniem. Jednak obróbka ziemniaka z głęboko powbijaną w uszkodzenia ziemią może być bardzo trudna.
-Zastosowań rozpoznawania obrazu jest wiele.
Robot mając z kamery (ale też z bazy danych) wymiary podjeżdżających do niego taśmą walizek pasażerów lotniska może optymalnie je pakować do kontenera ładowanego na towarowy pokład samolotu pasażerskiego. Na chwile może też odkładać na bok walizki które mu w danym momencie nie pasują do trójwymiarowej układanki. Może też pakowane walizki ponownie dokładnie ważyć aby wykluczyć podłożenie bagażu przez obsługę. Może mieć czuły sensor nitratów do wykrywania materiałów wybuchowych. Operacja jest szybka co podnosi przepustowość lotniska. Zagubienie bagażu jest znane od razu. Gdy w którejś walizce eksploduje bomba albo zaczną się palić ogniwa litowe nawet ze szczątków uda się ustalić do kogo należał bagaż. Twarze wchodzących na pokład samolotu pasażerów mogą być od razu rozpoznawane i osoby posługujące się fałszywymi dokumentami będą wyłapane od razu. Wykluczona musi być sytuacja aby odleciał bagaż bez pasażera. Dodatkowo ważyć można każdego wchodzącego pasażera i jadący samolot na progu pasa startowego aby wykluczyć niedotankowanie paliwa lub przeciążenie samolotu. Można obserwować kamerami i radarami ruch samolotów na płycie lotniska celem wykluczenia wszelkich kolizji.
Duże problemy stwarza recykling śmieci mimo stosowania kilku osobnych pojemników wyłącznie na szkło, papier i tworzywa sztuczne. Najtaniej jest zgrubnie posegregowane śmieci sprasować i wywieźć do kraju III Świata. Przykładowo śmieciarka odbierająca szkło z podstawionego przez jej obsługę pojemnika mogłaby od razu automatycznie ( system rozpoznawania obrazu plus aktuatory ) selekcjonując odrzucić nie – szkło. Cały proces winien być filmowany a za obecność zapakowanego w worek ( zostawiony na śmietniku użytkownika ) nie-szkła w pojemniku użytkownika wystawiony dodatkowy karny rachunek. Do odrzucenia nie szkła można też wykorzystać strumień powietrzna i grawitacje i inne efekty fizyczne. W czasie gdy maszyna śmieciarki sprawdza wsypane śmieci obsługa idzie po kolejny pojemnik lub śmieciarka jedzie. Śmieciarka od razu wiezie szkło do huty lub na rampę kolejową gdzie wsypuje zawartość do wagonu kolejowego. Ilość przedmiotów szklanych do rozpoznania jest duża i potrzebny jest zaawansowany system rozpoznawania obrazów. Można dodatkowo poszczególne przedmioty szklane ważyć co powiększy celność rozpoznania. Można też od razu selekcjonować butelki i butelki od konkretnych napojów kierować do ich fabryk napojów gdzie po zmyciu etykiet i umyciu są powtórnie napełnione. Wymaga to jednak ograniczenia ilości sprzedawanych rodzajów produktów co może być jednak konieczne.
Recykling jest kosztowny a tworzywa sztuczne z odzysku są dużo droższe i gorszej jakości niż nowe granulaty wyprodukowane przez petrochemie. Ale odzysk plastików jest koniecznością bowiem mikroplastiki czyli mocno rozdrobnione plastiki zatruwają środowisko naturalne. Na śmietniki w bilionach sztuk trafiają plastikowe torby jednorazowego użytku. Ponieważ mogą być zabrudzone ilość plastiku torby może być mniejsza niż brudu i konieczne jest płukanie - mycie rozdrobnionego plastiku i inne procesy. Jest co automatyzować.
-Wielkie koncerny same dla siebie opracowują technologie produkcji a nawet zlecają produkcje na wyłączność maszyn i urządzeń. Mniejsze firmy są w znacznie gorszej sytuacji musząc korzystać tylko ze standardowo oferowanych maszyn i urządzeń.
-W wielu ustabilizowanych branżach maszyny mechaniczne moralnie starzeją się wolno i używane są maszyny nawet sprzed 40-50 lat. W produkcji ciągłej ważna jest trwałość narzędzi. Trwałość narzędzi tytanowych ze specjalnymi powłokami jest imponująca. Złomowy samochód osobowy jest takimi narzędziami na obracanych bębnach rozrywany na drobne kawałki, które są separowane na poszczególne metale i plastiki.
Pytanie sprawdzające. [ Wskaźnik uwarunkowania numerycznego ]
Bardzo ważna w nawigacji ( także automatycznej ) Ortodroma ( koło wielkie opasującego kule ) łączy najkrótszą drogą dwa punkty (kąty nawigacyjne punktów Fi1-Lambda1 i Fi2-Lambda2) na kuli. Długość drogi na kuli o promieniu 1 daje wzór znany z trygonometrii sferycznej:
Dokładny jest wzór ( w obu alternatywnych postaciach ) stosowany w nawigacji od XIX wieku z użyciem funkcji hav czyli haversine, która kiedyś była stablicowana.
„Gdzie” oznacza w pytaniach na którym zdjęciu / zdjęciach albumu.
1.Gdzie jest w stacji uzdatniania wody Mętnościomierz ( dla małych mętności Nephelometer ). Co jest źródłem światła w tym przyrządzie. Jakie są interfejsy przyrządu ? Jaka jest akurat mierzona mętność wody i w jakiej jednostce i według jakiej normy ?
2.Jaka jest moc lamp UV przyrządu ( gdzie on jest ) do dezynfekcji przepływającej wody ? Czy binarny sygnał jego niesprawności jest istotny ?
3.Gdzie jest elektrozawór gazu oraz regulowany silnikiem zespół serwozaworów spalanego gazu ziemnego. Czy można awaryjnie zawór regulować ręcznie ? Jakiego użyto algorytmu regulacji ? Po co użyto dwóch sensorów temperatury ?
Gdzie jest iskrownik zapalający gaz oraz jego zasilacz ?
Gdzie jest sensor wykrywający płomień palącego się gazu. Jak działa niezależny system bezpieczeństwa procesu i Alarm mimo użycia zwykłego PLC ?
Gdzie jest sensor metanu (węglowodorów) w powietrzu. Dlaczego i do realizacji jakich funkcji jednocześnie użyto wyjścia binarnego i wyjścia analogowego sensora ?
4.Gdzie jest informacja o tym jaki jest system operacyjny wbudowanego mikrokomputera chromatografu ? W jakiej sieci pracuje chromatograf. Jaki jest rozmiar pliku ( zdjęcie ekranu ) generowanego raportu z analizy ?
5.Gdzie jest generator mocy RF do zgrzewania plastikowych toreb. Jaka jest jego moc maksymalna i napięcia pracy i z jakim wypełnieniem. W jakim przedziale częstotliwości generator winien pracować i jak się to uzyskuje. Jakie są elementy aktywne generatora ? Dlaczego jest on aktywowany tylko przez chwile na czas zgrzewania. Gdzie jest sensor aktywujący generator. Jakie informacje daje generator ? Jakie podjęto środki celem ograniczenia promieniowania zakłóceń radiowych.
6.Gdzie jest sensor wibracji wirówki i sensory wibracji innych maszyn.
7.Gdzie jest elektroniczna „waga” przejeżdżającej ciężarówki z surowcem / towarem i pustej ?
8.Gdzie jest skomputeryzowany przyrząd określający teksturę próbki żywności ? Na jakiej zasadzie prawdopodobnie on pracuje ?
9.Gdzie są środki i sensory bezpieczeństwa robota pakującego zapobiegające zranieniu lub zabiciu człowieka ? Jakie to są sensory ?
10.Gdzie jest instalacja radiacyjna do napromieniowania Gamma żywności na paletach na linii ?
Brawo. Bardzo ciekawie napisany artykuł.
OdpowiedzUsuńWitam. Są następne. Mam nadzieje że też ciekawe.
OdpowiedzUsuń