“食品加工4.0 ”概念是指在当前的数字时代，通过利用第四次工业革命（称为工业4.0）技术来加工食品，以提高加工食品的质量和安全，降低生产成本和时间，节约能源和资源，以及减少食品损失和浪费。近年来，工业4.0技术得到了极大的关注，彻底改变了许多制造业，包括食品加工行业。本分析的目的是提供工业4.0技术在食品加工行业的数字化转型和流程自动化方面的最新发展概况。分析显示，机器人、智能传感器、人工智能、物联网和大数据作为食品加工4.0的主要推动者，在质量控制（例如，在加工过程中采用机器人和人工智能进行分拣）、安全（采用物联网连接传感器和设备）和生产效率（采用大数据预测需求）方面的优势。然而，仍有必要进行详细研究，以应对重大挑战，并对食品加工4.0的每一个推动因素进行深入了解，如开发机器人的特定效应器；传感器的小型化和便携性；系统的标准化和改善大数据的数据共享；以及降低这些技术的初始和维护成本。

图 过去十年中报告机器人技术（a）、智能传感器（b）、人工智能（c）、物联网（d）、大数据（e）和新兴技术（f）在食品行业的应用的出版物和引文数量（检索查询于2022年5月进行）
 

　　食品行业对各种加工操作的数字化和自动化有很高的要求。特别是在COVID-19大流行的背景下，利用第四次工业革命（工业4.0）的最新进展和创新，加强食品部门的数字化和自动化，包括食品加工，显然时机已到。在这项工作中，探讨了“食品加工4.0”的概念、效用和有效性，指的是在现代数字时代利用机器人、智能传感器、人工智能、物联网和大数据等工业4.0技术加工食品。应用食品加工4.0概念的主要优势是提高食品质量和安全，减少食品浪费和对环境的影响，有助于食品加工领域的绿色转变。
 

　　各种类型的机器人正越来越多地被部署在食品工业中。过去两年，随着COVID-19大流行病的爆发，对自动化和机器人技术的需求也在增加。许多挑战（如食品尺寸和形状的可变性）阻碍了食品加工中的自动化应用，阻碍了机器人的广泛采用。然而，该领域最近的技术进步，包括先进的夹持器的设计，已经能够处理精细或不规则形状的食品。不同的智能传感器（例如，基于光谱的传感器和电子传感器）已经被开发出来，用于各种应用场景。例如，在食品包装中，智能传感器的应用有可能改善食品质量和安全，并向消费者传达有用的信息。最近的小型化和便携性趋势，以及某些领域的科学进步，如纳米生物技术，导致了基于智能手机的高效和廉价传感器的发展。
 

　　人工智能是最强大的工具之一，可用于解决复杂的问题和执行食品加工中的各种任务（如食品分拣、质量和安全检查以及流程优化），加速了向智能食品加工的发展。尽管人工智能已经改变了制造业和食品加工环境的一些领域，但预计在不久的将来，更多基于人工智能的应用将被引入到更多领域。
 

　　路漫漫其修远兮，食品加工行业正在熟悉物联网和其他相关技术。通过实施基于物联网的技术，食品质量、安全和物流可以得到提高，食品浪费和食品生产成本可以减少。基于文献分析，可以观察到与食品加工中的物联网相关的出版物数量呈增长趋势。物联网通过实时监测和跟踪食品的生产、分配和储存，加强供应链的透明度，为改善食品加工提供了机会。一旦技术、运营、财务和其他相关挑战得到解决，物联网技术可能成为未来食品加工和其他食品工业部门的游戏规则改变者。
 

　　分析综述中讨论的另一个食品加工4.0推动因素是大数据，它正在为食品行业的革命铺平道路。在食品行业实施数据分析工具有许多好处，其中包括食品安全、需求预测、实时决策和食品废物管理。然而，与缺乏系统标准、有限的共享数据、数据安全和法律问题有关的一些障碍，仍然阻碍着大数据在食品生产中的充分开发。
 

　　鉴于创新的食品加工技术（如高静水压技术、高压脉冲电场技术等）具有完全符合工业4.0原则的理想特性（如能源效率、节省时间和资源），食品行业正越来越多地采用这些技术。这些新兴技术对于满足消费者对具有高营养和感官品质的轻度加工食品的需求至关重要。然而，影响食品加工业采用这些新技术的许多因素（包括消费者的接受程度、利益和风险、高初始投资和监管框架）需要考虑和彻底分析。
 

　　总之，预计在不久的将来会有更多的研究集中在更广泛地利用工业4.0创新，并与新兴的食品加工技术保持一致，从而克服目前的缺陷，从而支持向更智能和更可持续的食品加工过渡。尽管食品加工4.0的推动者给食品行业带来了巨大的机遇和显著的改善，但也带来了需要解决的挑战。