Kontrola reološkog ponašanja mliječnih proizvoda kako bi se stvorili konzistentni proizvodi - sir, vrhnje, sladoled, mlijeko, maslac, jogurt

U industriji mliječnih proizvoda kupci visoko cijene okus i teksturu. Tekstura je "osjećaj" u ustima kad se proizvod jede, obično se procjenjuje mjerenjem viskoznosti proizvoda i može "napraviti ili prekinuti" recepciju proizvoda. Važnost teksture dodaje složen način na koji ona komunicira sa svojim suigračima višeg profila: okus, aroma i okus. S povećanom konkurencijom u prehrambenoj industriji sve je veći naglasak na učinkovitosti proizvodnje i kvaliteti proizvoda, upotreba nadzora procesa za postizanje ovih ciljeva postaje univerzalna, što rezultira prednostima kao što su poboljšana kvaliteta proizvoda, smanjeni otpad, smanjeni troškovi materijala i energije, optimizacija vremena obrade i veća fleksibilnost procesa.

Reologija hrane izravno je povezana s prihvaćanjem konačnog proizvoda od strane potrošača. U mliječnim proizvodima na reološka svojstva uglavnom utječu tri čimbenika:

• kvaliteta sirovina;
• vrsta i karakteristike sastojaka koji se koriste; i
• metodologiju obrade i korištenu tehnologiju.

U mlijeku i vrhnju reološko je ponašanje poput emulzija i suspenzija. Oboje mogu pokazivati ​​njutnovo ili ne-njutnovo ponašanje, ovisno o sastavu, uvjetima ili procesima kojima mogu biti podvrgnuti. Središnji čimbenici koji utječu na viskoznost i posljedično na 'teksturu' mliječnih proizvoda su - sastav mlijeka, sadržaj masti i mliječnih bjelančevina, uglavnom kazein.

Nekoliko primjera mliječnih proizvoda i ključne točke o njihovom sastavu, procesima i reološkom ponašanju:

U prehrambenoj industriji na bazi mliječnih proizvoda postoji potreba za proizvodnjom proizvoda neprekidno visoke kvalitete i strogih specifikacija od sirovina koje se mogu razlikovati u sastavu ili fizičkim svojstvima. Potrošač očekuje da proizvod ima odgovarajuću i postojanu teksturu - svojstvo na koje utječe viskoznost.

Tipični proizvodni postupci koji su uključeni u preradu mlijeka, poput termičkih ciklusa i mehaničkih postupaka (miješanje, filtriranje, gnječenje, kompresija, itd.) Mogu značajno promijeniti reološka svojstva, a zauzvrat i karakteristike konačnog proizvoda. Da bi se kontrolirao proizvodni postupak, prvo se mora utvrditi kvaliteta ili parametar koji karakterizira trenutno stanje postupka, a zatim izmjeriti. Većina procesa proizvodnje mlijeka uključuje tekućine i polukrute materijale. Viskoznost je ključno fizikalno svojstvo tekućina, što daje dublji uvid u to što se točno događa na molekularnoj razini koje često prilično dobro karakterizira stanje procesa, bilo samostalno ili u kombinaciji s drugim fizikalnim i kemijskim svojstvima.

Faze u proizvodnom procesu tipičnih mliječnih proizvoda u kojima viskozimetar može pružiti značajne prednosti procesa i kontrole kvalitete su:

1. Formulacija, istraživanje i razvoj i ispitivanje mliječnih proizvoda i sirovina

Mjerenja viskoznosti koriste procesni inženjeri u dizajniranju formulacija i za razvoj proizvoda koji pokazuju ciljana svojstva. Osim toga, za proizvodnju lijekova i prehrambenih proizvoda sljedivost postupka važna je za regulatorna tijela, a linijskim mjerenjima postiže se cjelovito praćenje i praćenje proizvoda tijekom proizvodnog ciklusa.

Pored toga, mjerenja viskoznosti korisna su za dolazne postupke kontrole kvalitete za provjeru i ispitivanje sirovina prije puštanja u sljedeću fazu prerade hrane.

2. Proizvodnja Monitoring

Inline mjerenja viskoznosti tekućine koja se obrađuje može dati uvid u to kako se proces odvija u stvarnom vremenu. Sustavi za preradu hrane opremljeni inline viskoznim monitoromoring može otkriti i kompenzirati te promjene i omogućiti odgovarajuće korektivne radnje za održavanje dosljednosti.

3. Kontrola kvalitete

Podaci za provjeru učinkovitosti koraka obrade s pouzdanim postupkom kontrole kvalitete (QC) izuzetno su bitni kako bi se osigurale konzistentne serije - ključna proizvodna metoda u mliječnoj industriji.

Stoga postaje važno pratiti svojstva procesne tekućine u stvarnom vremenu i vršiti prilagodljive prilagodbe:

• Koncentracija sastojaka / materijala
• Intenzitet miješanja
• Temperatura miješanja
• Vrijeme miješanja
• Vrijeme stanovanja

S obzirom na to da viskoznost mliječnih proizvoda tijekom prerade nije statički parametar, ali varira zbog zahtjeva postupka, kao i od same obrade, presudno je nadzirati (i kontrolirati) viskoznost tijekom cijelog ciklusa prerade.

Ukratko: linijsko mjerenje i kontrola viskoznosti mogu pružiti učinkovito i korisno sredstvo za kontrolu procesa u mljekarskoj industriji kroz sljedeće glavne načine:

• Otkrivanje krajnje točke postupka miješanja / miješanja: Tijekom procesa miješanja, karakterizacija viskoznosti korisna je u određivanju stabilnosti i krajnje točke. Tijekom homogenizacije, mnogi mliječni proizvodi (koji su emulzije) bit će podvrgnuti značajnom povećanju viskoznosti kako se smanjuje veličina kapljica. Iznos ovog povećanja će stoga biti dobar pokazatelj kvalitete emulzije. Monitoring viscosity online omogućuje ručne ili automatske prilagodbe intenziteta miješanja, brzine rotacije i drugih varijabli obrade ovisno o tome.
• Bolje upravljanje sastojcima i rukovanje njima: Koncentracija ima snažnu korelaciju s viskoznošću; stoga se podaci o viskoznosti mogu učinkovito koristiti za predviđanje ili unakrsnu provjeru
• Viskoznost utječe na osjećaj proizvoda u ustima: Formulacije mliječnih proizvoda složeni su sustavi sa širokim spektrom primjene i komercijalne uporabe. Točna karakterizacija proizvoda s podacima o viskoznosti presudna je kako bi se osigurala reološka stabilnost i organoleptičke karakteristike kada se konzumiraju.

Iz tih razloga, mjerenje viskoznosti dobiveno linijskim viskozimetrom može pružiti izvrsno mjerilo kvalitete i osigurati QA / QC postupka i krajnjeg proizvoda.

Inženjeri i operateri postrojenja u preradi mliječnih proizvoda shvaćaju da je potrebno izvršiti mjerenje viskoznosti i intervenirati odgovarajućim korektivnim radnjama kako bi se postigla visokokvalitetna i dosljedna reologija proizvoda. Međutim, provođenje ovih mjerenja izazvalo ih je tijekom godina.

Izvanmrežni uzorci jednostavno su nepouzdani i nisu prikladni za mljekarsku industriju

Monitororing viskoznost tekućine u procesu često znači uzimanje uzorka tekućine iz spremnika ili cjevovoda i dovođenje uzorka u laboratorij gdje se na laboratorijskom viskozimetru ili reometru mjere njegova reološka svojstva. Na temelju nalaza, operater procesa mora biti obaviješten je li tekućina na željenoj viskoznosti ili ako su potrebne daljnje radnje, tada se moraju napraviti nova mjerenja nakon intervencije. Ovaj sustav se naziva off-line ili ručna kontrola, s nekoliko očitih nedostataka – oduzima puno vremena i često je neprecizan čak i kod iskusnih operatera. Najčešće su rezultati prekasni za spremanje serije.

Alternativa je upotreba linijskog viskozimetra koji će kontinuirano nadzirati viskoznost procesne tekućine tijekom cijelog postupka. Ovaj instrument daje izlazni signal koji, ako je prikazan, pruža operateru potrebne informacije za upravljanje postupkom. Alternativno, izlazi viskozimetra povezani su na PLC (programabilni logički kontroler) / DCS (digitalni sustav upravljanja) za automatsko upravljanje procesom.

Problemi s konvencionalnim viskozimetrima za linijsku ugradnju

 Tradicionalni viskozimetri nailaze na probleme povezane s protokom fluida u cjevovodima i instalacijama za miješanje spremnika. Općenito, viskozimetri ne funkcioniraju pravilno u turbulentnom protoku. Rotacijski instrumenti raditi će samo do određene maksimalne brzine protoka. Protok se mora kontrolirati za viskozimetre s padom tlaka. Problemi povezani s protokom mogu se izbjeći instaliranjem viskozimetra na mreži i kondicioniranjem protoka uzorka u skladu s instrumentom. Vrijeme odziva instrumenta može se povezati s uvjetima protoka, jer je za učinkovitu kontrolu potrebna odgovarajuća brzina obnavljanja uzorka. U slučaju ugradnje spremnika, poželjno je postaviti instrument u položaj u kojem susjedna tekućina predstavlja cjelokupno stanje procesne tekućine i izbjegavati 'mrtva područja'. Instrumenti koji se koriste u procesnom okruženju moraju biti robusni i sposobni odoljeti svim korozivnim materijalima na koje mogu naići, posebno tijekom čišćenja.

Gdje je proces hrane kontinuiran, on-line očitavanje (koje određuje stanje procesa u stvarnom vremenu) idealna je metoda za rješavanje problema. Za korisne primjene, senzori moraju ispuniti nekoliko zahtjeva, npr. sposobnost sučelja s nadzorom postrojenjaoring/kontrolni sustavi, robusna mjerenja bez obzira na protok ili uvjete okoline, mogućnost čišćenja i stabilnost s vremenom i temperaturom.

Automatizirano linijsko mjerenje i kontrola viskoznosti pouzdano je nadzirati i osigurati da su reološka svojstva netaknuta sa specifikacijama i osiguravaju da su kritične karakteristike u potpunosti u skladu sa zahtjevima u više serija, bez potrebe za oslanjanjem na izvanmrežne metode mjerenja i tehnike uzimanja uzoraka.

Rheonics senzori za upravljanje procesima za prehrambenu industriju, paralelno s razvojem tehnologije upravljanja procesima, ima potencijal povećati razine automatizacije procesa i opremiti tvorničke inženjere za postizanje maksimalne koristi od digitalizacije, realizacije procesnih podataka i dugoročnih akcijskih planova, podatkovno- planiranje održavanja i pouzdanosti te visoka ponovljivost u smislu kvalitete i dosljednosti mliječnih proizvoda. Rheonics nudi sljedeća rješenja za kontrolu procesa i optimizaciju u formulaciji, preradi, povećanju i testiranju mliječnih proizvoda.

Mjerači viskoznosti i gustoće

1. U redu Viskoznost mjerenja: Rheonics' SRV je široki raspon, linijski uređaj za mjerenje viskoznosti, sposoban u stvarnom vremenu otkriti promjene viskoznosti unutar bilo kojeg procesnog toka.
2. U redu Viskoznost i gustoća mjerenja: Rheonics' SRD je linijski instrument za simultano mjerenje gustoće i viskoznosti. Ako je mjerenje gustoće važno za vaše poslovanje, SRD je najbolji senzor koji udovoljava vašim potrebama, s operativnim mogućnostima sličnim SRV, uz precizna mjerenja gustoće.

Ovi instrument daje izlazni signal i očitavanje na softverskoj ploči koja, ako se prikaže, pruža operateru potrebne informacije za kontrolu postupka. Alternativno, može biti moguće poslati izlaz automatskom procesoru. Integrirani upravljački sustavi omogućuju učinkovitu upotrebu podataka o viskoznosti / gustoći u procesnoj liniji.

Integrirana obrada dnevnih proizvoda "ključ u ruke" kvalitet upravljanje

Rheonics nudi integrirano rješenje "ključ u ruke" za upravljanje kvalitetom proizvodnje mliječnih proizvoda koje se sastoji od:

1. U redu Viskoznost mjerenja: Rheonics' SRV - široki raspon, linijski uređaj za mjerenje viskoznosti s ugrađenim mjerenjem temperature fluida
2. Rheonics Process Monitor: napredni kontroler prediktivnog praćenja za praćenje i kontrolu u stvarnom vremenu varijacija procesnih uvjeta
3. Rheonics RheoPulse s automatski dosing: Autonomni sustav razine 4 koji ne osigurava kompromis s postavljenim granicama viskoznosti i automatski aktivira by-pass ventile ili pumpe za prilagodljivo doziranje komponenata smjese

SRV senzor smješten je u liniji tako da kontinuirano mjeri viskoznost (i gustoću u slučaju SRD). Upozorenja se mogu konfigurirati da obavijeste operatora o potrebnim radnjama ili se cijeli postupak upravljanja može u potpunosti automatizirati RPTC (Rheonics Kontrolor predviđanja praćenja). Korištenje SRV-a u procesnoj liniji za pripremu mliječnih proizvoda rezultira poboljšanom produktivnošću, profitnim maržama i postiže regulatornu usklađenost. Rheonics senzori imaju kompaktan oblik za jednostavnu OEM i naknadnu instalaciju. Ne zahtijevaju nikakvo održavanje ili ponovne konfiguracije. Senzori nude točne, ponovljive rezultate bez obzira kako i gdje su montirani, bez potrebe za posebnim komorama, gumenim brtvama ili mehaničkom zaštitom. Ne koriste potrošni materijal i ne zahtijevaju ponovnu kalibraciju, SRV i SRD su iznimno jednostavni za rukovanje što rezultira iznimno niskim radnim troškovima tijekom cijelog životnog vijeka.

Nakon što se uspostavi okruženje procesa, obično je potrebno malo truda da se održi dosljednost integriteta sustava – operateri se mogu osloniti na čvrstu kontrolu s Rheonics rješenje za upravljanje kvalitetom proizvodnje mliječnih proizvoda. Postizanje veće kvalitete, povećanja prinosa, smanjenja gubitaka i manje degradacije proizvoda.

Kompaktan faktor oblika, nema pokretnih dijelova i ne zahtijeva održavanje

Rheonics' SRV i SRD imaju vrlo mali oblik za jednostavnu OEM i naknadnu instalaciju. Omogućuju jednostavnu integraciju u bilo koji tok procesa. Lako se čiste i ne zahtijevaju održavanje niti ponovne konfiguracije. Imaju mali otisak koji omogućuje Inline instalaciju u bilo kojoj procesnoj liniji, izbjegavajući bilo kakav dodatni prostor ili zahtjev za adapterom.

Higijenski, sanitarni dizajn

Rheonics SRV i SRD dostupni su u tri-clamp i DIN 11851 priključci osim prilagođenih procesnih priključaka.

I SRV i SRD udovoljavaju zahtjevima sukladnosti s kontaktima s hranom u skladu s američkim propisima FDA i EU.

Visoka stabilnost i neosjetljiva na uvjete ugradnje: Bilo koja konfiguracija je moguća

Rheonics SRV i SRD koriste jedinstveni patentirani koaksijalni rezonator, u kojem se dva kraja senzora okreću u suprotnim smjerovima, poništavajući reakcijske momente na njihovu montažu i stoga ih čine potpuno neosjetljivima na uvjete montaže i brzine protoka. Senzorski element nalazi se izravno u tekućini, bez zahtjeva za posebnim kućištem ili zaštitnim kavezom.

Trenutno precizno očitavanje kvalitete proizvodnje - cjelovit pregled sustava i prediktivna kontrola

Rheonics' RheoPulse softver je moćan, intuitivan i prikladan za upotrebu. Procesna tekućina u stvarnom vremenu može se nadgledati na integriranom IPC-u ili na vanjskom računalu. Više senzora raširenih po postrojenju upravlja se s jedne nadzorne ploče. Nema utjecaja pulsiranja tlaka od pumpanja na rad senzora ili točnost mjerenja. Nema učinka vibracija.

Inline mjerenja, nije potrebna obilazna linija

Izravno ugradite senzor u tijek procesa radi mjerenja viskoznosti (i gustoće) u stvarnom vremenu. Nije potrebna obilazna linija: senzor se može uroniti u liniju; brzina protoka i vibracije ne utječu na stabilnost i točnost mjerenja.

Jednostavna instalacija i nikakve rekonfiguracije / ponovne kalibracije nisu potrebne - nula održavanja / smanjenja

U malo vjerojatnom slučaju oštećenog senzora, zamijenite senzore bez zamjene ili ponovnog programiranja elektronike. Zamjene za senzor i elektroniku bez ikakvih ažuriranja firmvera ili promjena kalibracije. Jednostavna montaža. Dostupan sa standardnim i prilagođenim procesnim priključcima kao što su NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Prirubnica, Varinline i ostali sanitarni i higijenski priključci. Nema posebnih komora. Lako se uklanja radi čišćenja ili pregleda. SRV je također dostupan s DIN11851 i tri-clamp priključak za jednostavnu montažu i demontažu. SRV sonde su hermetički zatvorene za Clean-in-place (CIP) i podržavaju visokotlačno pranje s IP69K M12 konektorima.

Rheonics instrumenti imaju sonde od nehrđajućeg čelika i opcionalno imaju zaštitne premaze za posebne situacije.

Niska potrošnja energije

24V istosmjerno napajanje s manje od 0.1 A struje tijekom normalnog rada.

Brzo odzivno vrijeme i temperatura kompenzira viskoznost

Ultra-brza i robusna elektronika, u kombinaciji sa sveobuhvatnim računalnim modelima, čine Rheonics jedan od najbržih, svestranih i najpreciznijih uređaja u industriji. SRV i SRD daju točna mjerenja viskoznosti (i gustoće za SRD) u stvarnom vremenu svake sekunde i na njih ne utječu varijacije protoka!

Široke operativne mogućnosti

RheonicsInstrumenti su napravljeni za mjerenje u najzahtjevnijim uvjetima.

SRV je dostupan sa najširi operativni raspon na tržištu za inline procesni viskozimetar:

• Raspon tlaka do 5000 psi
• Temperaturni raspon od -40 do 200 ° C
• Raspon viskoznosti: 0.5 cP do 50,000 XNUMX cP (i više)

SRD: Jedan instrument, trostruka funkcija - Viskoznost, temperatura i gustoća

Rheonics' SRD je jedinstven proizvod koji zamjenjuje tri različita instrumenta za mjerenje viskoznosti, gustoće i temperature. Uklanja poteškoće zajedničkog postavljanja tri različita instrumenta i pruža izuzetno precizna i ponovljiva mjerenja u najtežim uvjetima.

upravljati postupci pripreme emulzije učinkovitije, smanjiti troškove i povećati produktivnost

Integrirajte SRV u procesnu liniju i osigurajte dosljednost tijekom godina. SRV neprestano nadgleda i kontrolira viskoznost (i gustoću u slučaju SRD) i prilagođava ventile za doziranje sastojaka smjese. Optimizirajte postupak pomoću SRV-a i doživite manje isključenja, nižu potrošnju energije, manje nesukladnosti i uštedu troškova materijala. I na kraju svega, to doprinosi boljem dnu i boljem okruženju!

Čist na mjestu (CIP) i sterilizacija na mjestu (SIP)

SRV (i SRD) prati čišćenje vodova tekućine pomoću nadzoraoring viskoznost (i gustoća) sredstva za čišćenje/otapala tijekom faze čišćenja. Svaki mali ostatak detektira senzor, omogućujući operateru da odluči kada je linija čista/prikladna za namjenu. Alternativno, SRV (i SRD) daje informacije automatiziranom sustavu čišćenja kako bi se osiguralo potpuno i ponovljivo čišćenje između ciklusa, čime se osigurava potpuna usklađenost sa sanitarnim standardima pogona za proizvodnju hrane.

Vrhunski dizajn i tehnologija senzora

Sofisticirana, patentirana elektronika je mozak ovih senzora. SRV i SRD dostupni su s industrijskim standardnim procesnim priključcima kao što su ¾” NPT, DIN 11851, prirubnica i Tri-clamp omogućujući operaterima zamjenu postojećeg temperaturnog senzora u njihovoj procesnoj liniji sa SRV/SRD dajući vrlo vrijedne i djelotvorne informacije o procesnoj tekućini poput viskoznosti osim točnog mjerenja temperature pomoću ugrađenog Pt1000 (dostupan DIN EN 60751 klase AA, A, B) .

Elektronika izgrađena kako bi odgovarala vašim potrebama

Dostupna u kućištu odašiljača i nosaču DIN šine malog oblika, senzorska elektronika omogućuje jednostavnu integraciju u procesne vodove i unutar ormara opreme strojeva.

Lako se integrira

Višestruka analogna i digitalna komunikacijska metoda implementirana u senzorsku elektroniku čini povezivanje s industrijskim PLC i upravljačkim sustavima jednostavno i jednostavno.

Opcije analogne i digitalne komunikacije

Opcije digitalne komunikacije

Potreba za karakteriziranjem svojstava tekućine presudna je u formulaciji, proširivanju, preradi i ispitivanju mliječnih proizvoda, kao i za dizajn i razvoj opreme koja se koristi u tim procesima. Sljedeće su glavne prednosti integriranja ugrađenog rješenja za upravljanje viskoznošću u preradi mliječnih proizvoda.

Podržava kontinuiranu proizvodnju i osigurava dosljednost u svim serijama

Viskoznost je ključna za pronalaženje načina za mjerenje kvalitete emulzije tako da se može održati određeni stupanj konzistentnosti iz jedne šarže u drugu.

• Konvencionalne metode proizvodnje mliječnih proizvoda temelje se na kvazi kontinuiranim procesima
• Kontinuirani postupak homogenizacije sastoji se od kontroliranog doziranja komponenata, prilagođavanja i prilagođavanja uvjetima fluida u stvarnom vremenu na što mogu utjecati višestruki parametri

Poboljšanja učinkovitosti procesa

Monitororing viskoznost tijekom procesa može pomoći učinkovitosti procesa stvarajući uštedu energije i sprječavajući nedovoljno miješanje.

Smanjenje materijalnih troškova

Odgovarajuće prilagodbe proizvodnih procesa u stvarnom vremenu mogu zadržati potrošnju materijala pod nadzorom i gotovo točnu do odgovarajuće količine koju treba dozirati, što rezultira značajnim uštedama troškova materijala.

Rheonics nudi intrinzično sigurne senzore certificirane od strane ATEX i IECEx za upotrebu u opasnim okruženjima. Ovi senzori udovoljavaju osnovnim zdravstvenim i sigurnosnim zahtjevima koji se odnose na dizajn i konstrukciju opreme i zaštitnih sustava namijenjenih za korištenje u potencijalno eksplozivnim atmosferama.

Certifikati o svojstvenoj sigurnosti i otpornosti na eksploziju koje posjeduje Rheonics također omogućuje prilagodbu postojećeg senzora, omogućujući našim klijentima da izbjegnu vrijeme i troškove povezane s identificiranjem i testiranjem alternative. Prilagođeni senzori mogu se osigurati za aplikacije koje zahtijevaju jednu jedinicu do tisuće jedinica; s rokovima isporuke od tjedana u odnosu na mjesece.

Rheonics SRV & SRD su certificirani ATEX i IECEx.

Izravno instalirajte senzor u procesni tok kako biste u stvarnom vremenu mjerili viskoznost i gustoću. Nije potrebna obilazna linija: senzor se može uroniti u liniju; brzina protoka i vibracije ne utječu na stabilnost i točnost mjerenja. Optimizirajte izvedbu miješanja pružajući ponovljene, uzastopne i dosljedne testove na tekućini.

Redovna mjesta za kontrolu kvalitete

• U spremnicima
• U spojnim cijevima između različitih spremnika za obradu

Instrumenti / senzori

SRV Viskozimetar ILI an SRD za dodatnu gustoću

Rheonics dizajnira, proizvodi i prodaje inovativne senzore tekućine i monitororing sustava. Precizno proizvedeno u Švicarskoj, Rheonics' In-line viskozimetri i mjerači gustoće imaju osjetljivost koju zahtijeva primjena i pouzdanost potrebnu za preživljavanje u teškim radnim okruženjima. Stabilni rezultati – čak i pod nepovoljnim uvjetima protoka. Nema učinka pada tlaka ili protoka. Jednako je prikladan za mjerenja kontrole kvalitete u laboratoriju. Nema potrebe mijenjati bilo koju komponentu ili parametar za mjerenje u cijelom rasponu.