Revista com foco na indústria de alimentos - Food Engineering Mag (https://www.foodengineeringmag.com/) publica um artigo de destaque cobrindo o Rheonics viscosímetro em linha SRV junto com outros novos dispositivos de processo no horizonte. O artigo discute por que as indústrias de alimentos e bebidas precisam olhar além dos quatro sensores básicos (fluxo, nível, pressão, temperatura) para obter insights sobre seus processos industriais e continuarem competitivos.

Função: “Usando sensores para melhorar os processos”, Atualização Técnica: Além do fluxo, nível, pressão e temperatura - Novos sensores, soluções inovadoras
Destaque: Rheonics, Allpax, Brooks Instruments, Festo, sistemas CHL, ECS Solutions, Endress+Hauser EUA

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Hoje, os sensores estão por toda parte. Existem sensores de proximidade, acelerômetros, giroscópios, magnetômetros, dispositivos biométricos, IR e sensores de temperatura, dispositivos de umidade e até mesmo oxímetros em seu smartphone (embora você possa não querer depender da precisão de um oxímetro baseado em smartphone).

Além dos quatro sensores básicos (fluxo, nível, pressão e temperatura) usados ​​para fornecer uma janela para os processos industriais, há uma miríade de outros dispositivos sensores que você encontra em produtos de uso diário - de brinquedos a máquinas de lavar louça e automóveis. Se sua operação de alimentos ou bebidas não está fazendo uso generalizado de sensores para monitorar seu processo, você não pode esperar permanecer competitivo por muito tempo - porque, como dizem, "você não pode controlar o que não mede" e você não pode esperar dados acionáveis ​​de seu processo sem eles.

Os medidores de vazão de massa fornecem a precisão e exatidão de que você precisa para a dosagem exata de ingredientes em um produto, e os viscosímetros podem ajudá-lo a obter o controle de fluidos não newtonianos resistentes - pense em molhos ou massas. Existem sensores em linha / online mais sofisticados que podem medir os níveis de álcool, teor de gordura, constituintes moleculares e muito mais. Com alguma engenharia engenhosa e os dispositivos de detecção corretos, não há razão para não ter controle de seu processo.

Rheonics resposta às perguntas da FE para o artigo intitulado: Atualização tecnológica: além do fluxo, nível, pressão e temperatura - novos sensores, soluções inovadoras. 

Q1: Que tipos de sensores você fabrica? Em quais aplicações de alimentos / bebidas você concentra suas soluções?

Resposta:

Rheonics desenvolve, constrói e vende sensores de densidade e viscosidade e soluções automatizadas que são usados ​​em uma ampla gama de aplicações, desde processamento de alimentos até produtos petroquímicos.

Nossos sensores são usados ​​em vários estágios do processamento de alimentos, como transporte, mistura e revestimento envolvendo fluidos newtonianos e não newtonianos.

Rheonics medidores de densidade e viscosidade são amplamente utilizados por construtores e fabricantes globais de máquinas para monitoraroring mistura e cobertura de massa, cobertura de chocolate e wafer, cremes, leite, iogurte, maionese, fabricação de molhos, revestimento entérico para produtos alimentícios de origem animal, monitoring teor de álcool e açúcar em vinhos e bebidas e para automatizar fluxos de águas residuais.

P2: Descreva uma aplicação desafiadora de alimentos / bebidas em que você usou sensores convencionais (por exemplo, fluxo, nível, pressão, temperatura, pH / condutividade, turbidez, acelerômetros, etc.) para criar uma solução nova.

Resposta:

Um de nossos clientes é um fornecedor americano de linhas de mistura e revestimento de massa, fornecendo linhas totalmente automatizadas para batatas fritas, nugget de frango, dedos de peixe e revestimento de batatas fritas. Eles estavam usando bombas e medidores de pressão para monitorar a consistência da massa para revestir esses produtos. O problema era a ampla variação e a necessidade constante de calibração das linhas toda vez que uma mistura de massa era trocada. Isso tornou o sistema altamente técnico para o uso dos operadores.

Após um teste de uma semana, eles adotaram o Rheonics SRV embutido para monitoramento em tempo realoring da mistura de massa. O sensor utilizado veio com conexão higiênica e foi instalado diretamente na linha de mistura e também na linha de revestimento. Hoje, os sensores são oferecidos como equipamento padrão na maioria de suas linhas de mistura e revestimento, garantindo monitoramento com um único clique.oring e controle do batedor.

Q3: Descreva uma aplicação desafiadora de alimentos / bebidas em que você usou sensores mais sofisticados para criar uma solução.

Resposta:

Um de nossos clientes suíços precisava criar as barras de wafer de chocolate "perfeitas", o gargalo era a consistência da camada de chocolate e creme que precisava ser aplicada na espessura exata para garantir a espessura final correta do wafer e dar o resultado perfeito crunch para seus clientes!

Rheonics O viscosímetro em linha SRV foi instalado pelo cliente em suas linhas de produção para monitorar a mistura de chocolate e creme e garantir que a viscosidade da mistura fosse controlada dentro de limites rígidos para permitir a consistência do revestimento. A mistura de chocolate, creme e nozes era um fluido complexo com ar aprisionado e os clientes não encontraram nenhum instrumento capaz de fornecer medições confiáveis ​​e repetíveis antes de usar o SRV.

Q4: No futuro, que tipos de sensores exóticos serão comuns? Como as técnicas de fabricação tornarão esses sensores acessíveis? Que tal sensores comuns para fluxo, nível, pressão, temperatura, etc.?

Resposta:

A viscosidade é uma propriedade que é afetada no nível molecular e tem uma quantidade enorme de informações sobre o processo, mas tem sido difícil de quantificar de forma confiável com os instrumentos existentes. Ele fornece informações sobre as propriedades mais importantes no caso de produtos alimentícios - textura e consistência. Essas propriedades influenciam o sabor, o aroma, o sabor e a 'sensação na boca' e a recepção do produto para o consumidor.

A principal restrição à adoção de viscosímetros na indústria de alimentos era dupla: primeiro, a falta de viscosímetros robustos, em linha e repetíveis e, em segundo lugar, a falta de sistemas de controle de planta integrados capazes de fazer bom uso das informações de viscosidade na estratégia de controle geral. Sempre houve a percepção de que, embora a reologia alimentar seja importante, é um assunto difícil de monitorar de forma confiável.

Principais motivadores para adoção:

• Ampla aplicabilidade: a maioria dos processos de fabricação de alimentos e bebidas se beneficia do gerenciamento da viscosidade em linha - produtos lácteos - chocolates, iogurte, manteiga, cremes, queijo, leite; massas, maionese, molhos, álcool, vinhos e revestimentos alimentares.
• Apoiando o monitoramento de produção contínuaoring, controle de qualidade e consistência entre lotes
• Alimentação 4.0 – a maioria das empresas já não vê os dados sobre os seus processos como um luxo, mas sim como um requisito crítico que afecta directamente os seus resultados financeiros. Uma combinação de viscosímetros confiáveis ​​da Rheonics, a adoção mais ampla de sistemas de controle industrial em processos alimentícios e a necessidade de responder rapidamente às mudanças nos hábitos dos consumidores criam uma situação vantajosa para fornecedores de soluções de automação como Rheonics, fabricantes de equipamentos alimentares e, em última análise, os produtores de alimentos.

P5: Como o software desempenhará um papel no futuro dos sensores? Estará integrado e apenas parte do dispositivo? Será que vai fornecer para o mêsoring de variáveis ​​de processo calculadas a partir de variáveis ​​medidas (detectadas)?

Resposta:

O software vai desempenhar um papel fundamental no futuro dos sensores e nas infinitas possibilidades que oferecerá aos engenheiros de fábrica em termos de aquisição e análise de dados de processo, detecção de eventos que precisam de intervenção, otimização de seus processos e coleta de insights sobre os processos de fábrica que têm implicações de curto e longo prazo.

Há uma variedade de aplicações na indústria de alimentos e é importante entender que cada aplicação é única em termos de objetivos de processo, normas e regulamentos, trocas de produto e experiência de engenheiros de fábrica, práticas comuns de chão de fábrica e know-how.

A maneira como o usuário dentro da fábrica interage com os dados do sensor dependerá fortemente de quão melhor o software e os algoritmos de processamento de dados implantados serão adequados para atender às necessidades dessa aplicação. Portanto, o software fornecido com os sensores precisa fornecer o monitoramentooring das variáveis ​​de processo calculadas a partir das variáveis ​​medidas de acordo com a aplicação/indústria específica. Isto é apoiado por sensores inteligentes, como de Rheonics, que usam uma combinação de borda e nuvem para permitir conhecimento profundo de processos que não é possível com sensores tradicionais.

O software intuitivo garante uma curva de aprendizado mais fácil para gerentes, operadores e engenheiros de fábrica interagirem suavemente com o software e colherem todos os benefícios da Indústria 4.0 e das tecnologias de automação.

P6: A maioria dos sensores terá uma opção sem fio? Existem aplicações onde os sensores podem derivar sua energia de vibração, luz (por exemplo, solar), etc.

Resposta:

A mistura é fundamental para a fabricação de muitos produtos, embora em muitos casos não precise ser uma operação precisa. No entanto, em outros casos, é mais uma ciência exata; A sub-mistura pode causar distribuição desigual dos materiais do componente (não homogeneidade) e a sobre-mistura pode alterar o estado do produto. Ao usar sensores (por exemplo, viscosímetros) para controlar e monitorar com precisão o processo de mistura, é possível que o local de instalação necessário seja extremamente restrito para acomodar os fios sendo conectados ao sensor e o wireless seria uma alternativa melhor do ponto de vista da instalação. Já vimos esses pedidos de clientes com os quais já trabalhamos, por exemplo, em recipientes de concheamento de chocolate.

Nesses casos, as técnicas sem fio tornam a instalação e a operação mais simples. Por exemplo, sem uma conexão física, é possível usar o link sem fio para enviar energia para o elemento de detecção e receber sinais de medição dele.

Dependendo da aplicação, derivar energia de vibração, calor, fluxo ou solar também podem ser opções viáveis. O maior gargalo até agora no uso mais amplo de tecnologias de captação de energia é a baixa produção de energia das colheitadeiras e a alta necessidade de energia dos sensores. Sensores avançados de baixa potência sendo criados hoje estão obtendo know-how de marcapassos e aparelhos auditivos para reduzir seu orçamento de energia, o que torna a autoalimentação uma possibilidade a médio prazo.

Uma vantagem importante dos sensores sem fio e com alimentação própria é a redução significativa no custo de instalação dos sensores. Hoje, 70-80% do orçamento do projeto para sensor vai para a instalação, portanto, retirar os fios poderia reduzir isso drasticamente e ser a virada de jogo que a indústria precisa para adotar o sensoriamento abrangente.

Loops de controle de qualidade fechados e o grau crescente de automação da viscosidade possibilitado pelos viscosímetros SRV agregam valor ao processo de produção em termos de qualidade, consistência, redução de desperdícios, eficiência e produtividade. O erro humano é evitado e a correção totalmente automática de qualquer desvio no processo de fabricação se torna possível.

Dados fornecidos pelo Rheonics viscosímetros e soluções integradas ajudam a acelerar as curvas de aprendizagem e acomodar mudanças de composição de produtos alimentícios mais frequentes, contribuindo para um processo de fabricação mais eficiente em termos de recursos, econômico e verde.

Em casos onde produtividade de ativos e OEE são fundamentais e os custos de manutenção são significativos e os dados acionáveis ​​fornecidos pela solução do viscosímetro ajudam os fabricantes de alimentos a reduzir as interrupções do processo com manutenção preditiva para ferramentas e máquinas de produção. A previsão de eventos de tempo de inatividade potencial e o diagnóstico de qualidade são habilitados pelos dados fornecidos pelos sensores.

Para saber mais sobre por que os fabricantes de alimentos estão procurando integrar soluções de automação em seus pisos de produção / fábrica, leia nosso artigo intitulado - “Processamento digital de alimentos - impulsionadores para a adoção da Indústria 4.0 pelos fabricantes”

Rheonics sensores possuem medição de temperatura integrada, permitindo que a temperatura da massa seja monitorada no ponto de aplicação. Isto permite que as leituras de viscosidade sejam compensadas pela temperatura, o que é essencial para garantir uma produção consistente através de variações típicas de temperatura diárias e sazonais.

Há muitos benefícios em usar um sensor de viscosidade em linha como o SRV para aplicações em alimentos. e alguns incluem:

• Cabeça do sensor resistente e hermeticamente selada. O SRV pode ser limpo em linha com todos os processos CIP padrão, ou com um pano umedecido, sem a necessidade de desmontagem ou recalibração
• Sem peças móveis para envelhecer ou sujar com sedimentos
• Insensível a partículas; sem lacunas estreitas para sujar com partículas
• Todas as peças molhadas são de aço inoxidável 316L - atende às normas sanitárias sem problemas de corrosão
• Design higiênico e sanitário para aplicações em alimentos e bebidas – disponível em tri-clamp e conexões DIN 11851 para fácil operação e limpeza
• Certificado pela ATEX e IECEx como intrinsecamente seguro para uso em ambientes perigosos
• Ampla faixa operacional e integração simples - a eletrônica do sensor e as opções de comunicação tornam extremamente fácil integrar e operar em sistemas de controle e CLP industriais.

Os fabricantes de alimentos se esforçam para satisfazer as várias propriedades texturais e de sensação na boca frequentemente citadas pelos consumidores como a base para o motivo de eles gostarem do “sabor” e como a textura e a sensação na boca, combinadas com a consciência da saúde e a demanda por produtos de rótulo limpo influenciam as decisões de consumo continuado. A viscosidade é importante na preparação e aplicação de todos os tipos de massa - massas de adesão, coesão e tempura.

Principais tópicos:

1. Viscosímetros vibracionais, como o Rheonics O SRV chega mais perto de corresponder às altas taxas de cisalhamento no revestimento de massa do que os viscosímetros rotacionais ou de copo. Portanto, as medições com o SRV são as que mais se aproximam da previsão do comportamento da massa sob condições reais de revestimento.
2. Controle de viscosidade em linha com o SRV e Rheonics Monitoramento de produçãooring O sistema & Control permite o controle contínuo da viscosidade, fazendo as diluições necessárias em tempo real. A consistência é garantida independentemente das flutuações de temperatura, condição do equipamento de mistura, tipo e condições dos substratos, formulações da massa, interações das etapas do processo e parâmetros de tempo de mistura.
3. Rheonics SRV e Monitoramento de Produçãooring e o sistema de controle controla a verdadeira viscosidade compensada pela temperatura, que é essencial para garantir uma produção consistente através de variações típicas de temperatura diárias e sazonais.

Com o SRV sensor na mistura de massa ou linha de revestimento resulta em maior produtividade, margens de lucro e conformidade regulatória.

Uma vez estabelecidos os parâmetros do processo, pouco esforço é necessário para manter a integridade do processo. Os operadores podem confiar no controle rígido fornecido pelo Rheonics solução de gerenciamento de qualidade da massa e obtenha benefícios não apenas na produção, mas também na etapa de P&D do produto, quando os parâmetros de formulação são estabelecidos. Isto permite que o operador obtenha vantagem competitiva à medida que a produção é ampliada para atender à crescente demanda.

Rheonics medidores de densidade e medidores de viscosidade estão disponíveis como sondas e sistemas de fluxo para instalação em tanques, linhas de processo e reatores. Todos Rheonics os produtos são projetados para suportar os ambientes de processo mais severos, altas temperaturas, alto nível de choque, vibrações, abrasivos e produtos químicos.