Časopis zaměřený na potravinářský průmysl - Food Engineering Mag (https://www.foodengineeringmag.com/) publikuje článek o funkcích pokrývající inline viskozimetr SRV Rheonics spolu s dalšími novými procesními zařízeními na obzoru. Článek pojednává o tom, proč potravinářský a nápojový průmysl musí hledat více než základní čtyři senzory (průtok, hladina, tlak, teplota), aby získal přehled o svých průmyslových procesech a zůstal konkurenceschopný.

Titul: „Použití senzorů ke zlepšení procesů“, Tech Update: Kromě průtoku, hladiny, tlaku a teploty - nová senzory, nová řešení
Vybrané: Rheonics, Allpax, Brooks Instruments, Festo, CHL systémy, ECS řešení, Endress + Hauser USA

Najděte odkaz na publikaci.

Dnes jsou senzory všude. Ve smartphonu jsou senzory přiblížení, akcelerometry, gyroskopy, magnetometry, biometrické přístroje, infračervené a teplotní senzory, vlhkostní zařízení a dokonce i oxymetry (i když možná nebudete chtít záviset na přesnosti oxymetru založeného na smartphonu).

Kromě základních čtyř (snímačů průtoku, hladiny, tlaku a teploty), které slouží jako průzor do průmyslových procesů, existuje řada dalších snímacích zařízení, která najdete v každodenních výrobcích - od hraček přes myčky nádobí a automobily. Pokud vaše operace s potravinami nebo nápoji příliš nevyužívá senzory k monitorování vašeho procesu, nemůžete očekávat, že zůstanete dlouho konkurenceschopní - protože, jak se říká, „nemůžete kontrolovat, co neměříte“, a bez nich nemůžete očekávat akční data z vašeho procesu.

Hmotnostní průtokoměry poskytují přesnost a přesnost, kterou potřebujete pro přesné dávkování přísad do produktu, a viskozimetry vám pomohou získat kontrolu nad tvrdými nenewtonskými tekutinami - myslíte si omáčky nebo těsta. Existují sofistikovanější in-line / on-line senzory, které dokážou měřit hladinu alkoholu, obsah tuku, molekulární složky a mnoho dalšího. Díky důmyslnému inženýrství a správným snímacím zařízením není důvod, abyste neměli kontrolu nad svým procesem.

Rheonics reakce na otázky FE k článku s názvem: Technická aktualizace: Kromě průtoku, hladiny, tlaku a teploty - nová čidla, nová řešení. 

Otázka 1: Jaké typy senzorů vyrábíte? Na jaké aplikace v oblasti potravin a nápojů zaměřujete svá řešení?

Odpověď:

Společnost Rheonics vyvíjí, vyrábí a prodává senzory hustoty a viskozity a automatizovaná řešení, která se používají v široké škále aplikací od zpracování potravin po petrochemii.

Naše senzory se používají v různých fázích zpracování potravin, jako je doprava, míchání a potahování zahrnující jak newtonské, tak nenewtonské tekutiny.

Měřiče hustoty a viskozity Rheonics jsou široce používány světovými výrobci a výrobci strojů pro monitorování míchání a potahování těsta, konšování čokolády a oplatky, krémů, mléka, jogurtu, majonézy, výroby omáček, enterické povrchové úpravy potravin pro zvířata, sledování obsahu alkoholu a cukru ve vínech a nápojích a pro automatizaci toků odpadních vod.

Otázka 2: Popište náročnou aplikaci v oblasti potravin a nápojů, kde jste k vytvoření nového řešení použili konvenční senzory (např. Průtok, hladinu, tlak, teplotu, pH / vodivost, zákal, akcelerometry atd.)?

Odpověď:

Jedním z našich zákazníků je americký dodavatel linek na míchání a potahování těsta poskytujících plně automatizované linky na hranolky, kuřecí nugetky, rybí prsty, potah bramborových lupínků. Používali pumpy a tlakoměry ke sledování konzistence těsta pro potahování těchto produktů. Problémem byla velká variabilita a neustálá potřeba kalibrace linek pokaždé, když byla změněna směs těsta. Díky tomu byl systém pro provozovatele vysoce technický.

Po týdenním pokusu přijali Rheonics inline SRV pro monitorování směsi těsta v reálném čase. Použitý senzor byl dodán s hygienickým připojením a byl instalován přímo do směšovací linky i na potahovací linku. Dnes jsou senzory nabízeny jako standardní vybavení na většině jejich směšovacích a potahovacích linek zajišťujících monitorování a kontrolu těsta jediným kliknutím.

Otázka 3: Popište náročnou aplikaci v oblasti potravin a nápojů, kde jste k vytvoření řešení použili sofistikovanější senzory?

Odpověď:

Jeden z našich švýcarských zákazníků potřeboval vytvořit „dokonalé“ čokoládové oplatkové tyčinky, překážkou byla konzistence čokoládové a krémové vrstvy, kterou bylo nutné aplikovat v přesné tloušťce, aby byla zajištěna správná konečná tloušťka oplatky a aby byla zajištěna dokonalá tíseň svým zákazníkům!

Řadový viskozimetr SRV společnosti Rheonics byl instalován zákazníkem na jejich výrobní linky za účelem sledování směsi čokolády a krému, aby byla zajištěna kontrola viskozity směsi v těsných mezích, aby byla zajištěna konzistence povlaku. Směs čokolády, smetany a ořechů byla složitá tekutina se zachyceným vzduchem a zákazníci nenašli žádný nástroj, který by před použitím SRV poskytl spolehlivá a opakovatelná měření.

Otázka 4: V budoucnu, jaké typy kdysi exotických senzorů budou běžné? Jak výrobní technologie učiní tyto senzory dostupnými? A co běžné snímače průtoku, hladiny, tlaku, teploty atd.?

Odpověď:

Viskozita je vlastnost, která je ovlivněna na molekulární úrovni a má obrovské množství informací o procesu, ale bylo obtížné ji spolehlivě kvantifikovat pomocí stávajících nástrojů. Poskytuje informace o vlastnostech, na kterých v případě potravinářských výrobků záleží nejvíce - o struktuře a konzistenci. Tyto vlastnosti ovlivňují chuť, aroma, příchuť a příjem „z úst“ a „vyrábějí nebo rozbíjejí“ spotřebitele.

Hlavní překážka pro přijetí viskozimetrů v potravinářském průmyslu byla dvojí: jednak nedostatek robustních, inline, opakovatelných viskozimetrů a jednak nedostatek integrovaných systémů řízení rostlin schopných dobře využívat informace o viskozitě v celkové strategii řízení. Vždy existoval dojem, že ačkoli je reologie potravin důležitá, je obtížné ji spolehlivě sledovat.

Hlavní hnací síly pro přijetí:

• Široká použitelnost: Většina výrobních procesů potravin a nápojů těží z řízení viskozity inline - mléčné výrobky - čokolády, jogurty, máslo, krémy, sýry, mléko; těsta, majonéza, omáčky, alkohol, vína a pokrmy z potravin.
• Podpora nepřetržitého monitorování výroby, kontroly kvality a konzistence mezi dávkami
• Potraviny 4.0 - většina společností již nevidí údaje o svých procesech jako luxus, ale spíše jako kritický požadavek, který má přímý dopad na jejich výsledek. Kombinace spolehlivých viskozimetrů od společnosti Rheonics, širší přijetí průmyslových řídicích systémů v potravinářských procesech a potřeba rychlé reakce na měnící se zvyky spotřebitelů vytváří výhody pro poskytovatele automatizačních řešení, jako jsou Rheonics, výrobci potravinářských zařízení a nakonec i výrobci potravin.

Otázka 5: Jak bude software hrát roli v budoucnosti senzorů? Bude to palubní zařízení a jen část zařízení? Zajistí monitorování vypočítaných procesních proměnných z měřených (snímaných) proměnných?

Odpověď:

Software bude hrát klíčovou roli v budoucnosti senzorů a nekonečných možností, které by nabídl továrním technikům, pokud jde o získávání a analýzu procesních dat, detekci událostí vyžadujících zásah, optimalizaci jejich procesů a shromažďování poznatků o továrních procesech, které mají krátkodobé i dlouhodobé důsledky.

Existuje celá řada aplikací v potravinářském průmyslu a je důležité si uvědomit, že každá aplikace je jedinečná, pokud jde o cíle procesu, normy a předpisy, zkušenosti se změnami produktů a továrními inženýry, běžné postupy výroby a know-how.

Způsob, jakým uživatel v továrně interaguje s daty senzoru, se bude silně spoléhat na to, jak nejlépe se software a implementované algoritmy zpracování dat hodí k tomu, aby se postaraly o potřeby dané aplikace. Proto software dodávaný se senzory musí poskytovat monitorování vypočítaných procesních proměnných z měřených proměnných podle konkrétní aplikace / odvětví. To je podporováno inteligentními senzory, jako od společnosti Rheonics, které používají kombinaci edge a cloud k tomu, aby umožnily hluboké know-how procesu, které není možné u tradičních senzorů.

Intuitivní software zajišťuje jednodušší křivku učení pro manažery továrny, operátory a inženýry, aby mohli hladce komunikovat se softwarem a plně využívat výhod Industry 4.0 a automatizačních technologií.

Otázka 6: Bude mít většina senzorů možnost bezdrátového připojení? Existují aplikace, kde senzory mohou čerpat energii z vibrací, světla (např. Solární energie) atd.

Odpověď:

Míchání je základem pro výrobu mnoha produktů, i když v mnoha případech to nemusí být přesná operace. V jiných případech však jde spíše o exaktní vědu; nedostatečné promíchání může způsobit nerovnoměrné rozložení složek (nehomogenita) a nadměrné promíchání může změnit stav produktu. Při použití senzorů (například viskozimetrů) k přesnému řízení a monitorování procesu míchání je možné, že požadované místo instalace je extrémně omezeno na umístění vodičů připojených k senzoru a bezdrátové připojení by bylo z hlediska instalace lepší alternativou. Viděli jsme takové požadavky zákazníků, s nimiž jsme již pracovali, například v nádobách na čokoládu.

V takových případech bezdrátová technika zjednodušuje instalaci a provoz. Například bez fyzického připojení je možné použít bezdrátové spojení jak k odesílání energie do snímacího prvku, tak k přijímání měřicích signálů z něj.

V závislosti na aplikaci může být také možné odvodit energii z vibrací, tepla, toku nebo solární energie. Největší překážkou v širším využívání technologií na sklizeň energie je nízký výkon sklízecích strojů a vysoký výkon snímačů. Pokročilé nízkoenergetické senzory, které se dnes vytvářejí, odvozují know-how od kardiostimulátorů a sluchadel, aby snížily svůj rozpočet na energii, což umožňuje střednědobou možnost vlastního napájení.

Jednou z klíčových výhod bezdrátových a samostatně napájených senzorů je výrazné snížení instalačních nákladů senzorů. V současné době jde 70–80% rozpočtu projektu na senzory na instalaci, takže vytažení kabelů by to mohlo dramaticky snížit a být měničem hry, který musí průmysl přijmout všudypřítomné snímání.

Uzavřené smyčky kontroly kvality a rostoucí stupeň automatizace viskozity umožněný viskozimetry SRV zvyšuje hodnotu výrobního procesu, pokud jde o kvalitu, konzistenci, snížené plýtvání, účinnost a produktivitu. Je zabráněno lidské chybě a je možné plně automatickou opravu jakékoli odchylky ve výrobním procesu.

Data poskytovaná viskozimetry Rheonics a integrovanými řešeními pomáhají urychlit křivky učení a vyhovět častějším změnám složení potravinářských výrobků, což přispívá k efektivnějšímu, hospodárnějšímu a ekologičtějšímu výrobnímu procesu.

V případech, kdy produktivita aktiv a OEE jsou klíčové a náklady na údržbu značné, akční data poskytovaná řešením viskozimetru pomáhají výrobcům potravin omezit přerušení procesů pomocí prediktivní údržby výrobních nástrojů a strojů. Prognózy potenciálních výpadků a diagnostika kvality jsou umožněny údaji poskytnutými senzory.

Chcete-li se dozvědět více o tom, proč se výrobci potravin snaží integrovat automatizační řešení do svých výrobních / továrních podlah, přečtěte si náš článek s názvem - „Digitální zpracování potravin - ovladače pro přijetí průmyslového odvětví 4.0“.

Senzory Rheonics mají vestavěné měření teploty, což umožňuje sledovat teplotu těsta v místě aplikace. To umožňuje kompenzaci naměřených hodnot viskozity na teplotu, což je zásadní pro zajištění konzistentní výroby prostřednictvím typických denních a sezónních teplotních výkyvů.

Použití inline viskozitního senzoru, jako je SRV, pro potravinářské aplikace má mnoho výhod. a některé zahrnují:

• Robustní, hermeticky uzavřená hlava senzoru. SRV lze čistit inline všemi standardními procesy CIP nebo navlhčeným hadrem bez nutnosti demontáže nebo rekalibrace
• Žádné pohyblivé části stárnou ani nejsou znečištěné sedimenty
• Necitlivý na pevné částice; žádné úzké mezery na znečištění částicemi
• Všechny smáčené části jsou z nerezové oceli 316L - splňují hygienické normy bez problémů s korozí
• Hygienický, sanitární design pro potravinářské a nápojové aplikace - k dispozici ve spojení se třemi svorkami a DIN 11851 pro snadnou obsluhu a čištění
• Certifikováno podle ATEX a IECEx jako jiskrově bezpečné pro použití v nebezpečných prostředích
• Široký provozní rozsah a snadná integrace - elektronika senzoru a komunikační možnosti extrémně usnadňují integraci a provoz v průmyslových PLC a řídicích systémech.

Výrobci potravin se snaží uspokojit často uváděné vlastnosti textur a pocitů v ústech spotřebitelů jako základ toho, proč se jim líbí „chuť“ a jak struktura a pocit v ústech v kombinaci s vědomím zdraví a poptávkou po výrobcích s čistým štítkem ovlivňují další rozhodnutí o spotřebě. Viskozita je důležitá při přípravě a nanášení všech typů těsta - lepicích, kohezních a tempurových.

Klíčové cesty s sebou:

1. Vibrační viskozimetry, jako je Rheonics SRV, se blíží shodě s vysokými smykovými rychlostmi v povlaku těsta než rotační nebo miskové viskozimetry. Proto se měření pomocí SRV blíží předpovědi chování těsta za skutečných podmínek nanášení.
2. Inline řízení viskozity pomocí systému SRV a systému Rheonics Production Monitoring & Control umožňuje kontinuální řízení viskozity, takže je nutné ředit v reálném čase. Konzistence je zaručena bez ohledu na kolísání teploty, stav míchacího zařízení, typ a podmínky substrátů, složení těsta, interakce procesních kroků a parametry doby míchání.
3. Systém Rheonics SRV a systém monitorování a řízení výroby řídí skutečnou teplotně kompenzovanou viskozitu, která je nezbytná pro zajištění konzistentní výroby prostřednictvím typických denních a sezónních teplotních změn.

Za použití SRV Senzor v míchací nebo potahovací lince má za následek zvýšení produktivity, ziskové marže a shodu s předpisy.

Jakmile jsou parametry procesu stanoveny, je zapotřebí jen malého úsilí k zachování integrity procesu. Provozovatelé se mohou spolehnout na přísnou kontrolu poskytovanou řešením řízení kvality těsta Rheonics a získají výhody nejen ve výrobě, ale i ve fázi výzkumu a vývoje produktu, když budou stanoveny parametry receptury. To umožňuje operátorovi získat konkurenční výhodu, protože výroba se zvyšuje tak, aby uspokojila rostoucí poptávku.

Měřiče hustoty a viskozity Rheonics jsou k dispozici jako sondy a průtokové systémy pro instalaci v nádržích, procesních linkách a reaktorech. Všechny produkty Rheonics jsou navrženy tak, aby vydržely nejnáročnější provozní prostředí, vysoké teploty, vysoké otřesy, vibrace, abraziva a chemikálie.