Monitoraggio della viscosità in linea per applicazioni di atomizzazione
L'atomizzazione è un processo utilizzato per scomporre un liquido in goccioline fini, solitamente eseguito...
Monitoraggio della coagulazione del formaggio e automazione del taglio con misurazioni della viscosità in linea
- La consistenza e la consistenza del prodotto sono della massima importanza per il cliente: nella produzione, la viscosità è il parametro correlato per garantire la consistenza della consistenza e la sensazione del prodotto
- Dati acquisiti ed elaborati da Rheonics i viscosimetri ti aiutano a ridurre significativamente la variazione, portando a una maggiore ritenzione di solidi e quindi a rese più elevate.
- La cinetica della fermezza e la consistenza del gel di latte vengono tracciate in tempo reale davanti agli occhi dei casari per analisi rapide, reazioni rapide ed eventualmente taglio automatico del gel.
Tabella dei Contenuti
- Introduzione
- Applicazione
- La viscosità come controllo di qualità nel monitoraggio della produzione casearia
- Sfide nel monitoraggio della produzione casearia
- Rheonics Soluzioni
- Sensori di viscosità e densità
- Soluzione integrata RPS CoaguTrack
- Installazione consigliata nella tinozza per formaggio
- Migliori Pratiche e Raccomandazioni
Introduzione
Il formaggio è un alimento base in molte parti del mondo. I consumatori apprezzano molto il gusto e la consistenza. Ad aumentare l'importanza della consistenza è il modo intricato in cui interagisce con i suoi compagni di squadra di alto profilo: gusto, aroma e sapore. Con l'aumento della concorrenza, c'è una crescente enfasi sull'efficienza della produzione e sulla qualità del prodotto, l'uso del controllo di processo per raggiungere questi obiettivi sta diventando universale, con conseguenti vantaggi come una migliore qualità del prodotto, riduzione degli sprechi, riduzione dei costi di materiale ed energia, ottimizzazione della lavorazione tempi e una maggiore flessibilità di processo.
La produzione del formaggio è una procedura altamente standardizzata durante la quale il latte viene convertito in vari tipi di formaggio attraverso la destabilizzazione enzimatica delle proteine della caseina per formare la cagliata. Tuttavia, la portata di questo processo varia notevolmente da produttore a produttore. Il formaggio può essere prodotto in grandi caseifici commerciali in serbatoi che riempiono un'intera stanza, lavorato ad arte in piccoli tini artigianali o fatto in una grande pentola in un garage residenziale. Indipendentemente dalla scala, la determinazione accurata del tempo di taglio è estremamente importante sia per la qualità che per la quantità di formaggio prodotto.
Nella lavorazione dei latticini, la qualità del prodotto finale dipende fortemente da quella delle materie prime utilizzate, dal tipo e dalle caratteristiche degli ingredienti utilizzati e dalla metodologia e tecnologia di lavorazione utilizzate. Le materie prime possono variare a causa delle fluttuazioni stagionali (come per il latte), ci sono particolari vantaggi nell'utilizzo di sensori che determinano lo stato dinamico di un processo in linea e in tempo reale.
Figura 1: Coagulatori cilindrici per la lavorazione della cagliata (Fonte – GEA)
Applicazione
Il formaggio è definito come il prodotto fresco o stagionato ottenuto per coagulazione del latte e successiva separazione delle fasi liquida e solida costituenti il coagulo del latte rispettivamente chiamato siero e cagliata. La cagliata viene ulteriormente trasformata in formaggio. La formazione di un gel di latte e il taglio del gel in grani di cagliata per consentire la separazione del siero sono due operazioni unitarie principali nella produzione di formaggio. La prima fase della formazione del gel consiste nella destabilizzazione colloidale delle micelle di caseina per modificazione chimica del mantello protettivo di k-caseina da parte degli agenti coagulanti. Il secondo passaggio consiste nell'aggregazione delle micelle di caseina destabilizzate per formare la rete di gel. L'ulteriore reticolazione delle micelle di caseina porta allo sviluppo di un gel solido.
Per la maggior parte dei formaggi, la separazione del siero e della cagliata non avviene spontaneamente e richiede il taglio del gel a cubetti (grani di cagliata). Questa operazione aumenta il rapporto superficie/volume del gel, permettendo al siero di fuoriuscire mentre i chicchi di cagliata si contraggono.
Il tasso di ritenzione dei solidi del latte nella cagliata dipende fortemente dalla fermezza di taglio del gel. Il tasso di ritenzione dei solidi o "resa in vasca", contrariamente alla resa complessiva del formaggio, misura specificamente le prestazioni della fase di coagulazione e rappresenta l'efficienza delle fasi di coagulazione e taglio del gel per convertire il latte in cagliata.
Monitoraggio della coagulazione
Il processo di coagulazione del latte, in particolare durante la produzione del formaggio, ha suscitato grande interesse. La stima in tempo reale del rassodamento della cagliata e la previsione del momento del taglio sono essenziali per il controllo della coagulazione del latte durante la caseificazione. Le variazioni nella composizione del latte e nelle condizioni di coagulazione hanno un impatto significativo sulla consistenza della cagliata e, di conseguenza, sul momento del taglio.
Gli stabilimenti di dimensioni più ridotte tendono ad avere programmi di produzione più flessibili, il che contribuisce ad aumentare la variabilità della durata dei processi di coagulazione. Al contrario, i grandi stabilimenti sono fortemente automatizzati e gli schemi di produzione sono perfettamente programmati, il che spesso impedisce la modifica dei tempi di taglio. Per il controllo, ricorrono alla standardizzazione del latte. Purtroppo, però, sussiste sempre un certo rischio di variazioni delle condizioni di lavorazione ed errori umani, che potrebbero comportare perdite economiche significative a causa della sequenza produttiva su larga scala.
Un sensore in linea che monitora l'evoluzione della coagulazione e della durezza della cagliata potrebbe fornire informazioni in tempo reale che consentirebbero agli operatori di adottare misure appropriate per ridurre al minimo la perdita di grassi e fini.
Che cos'è il "tempo ridotto" e perché è così importante ridurre il tempo?
Nella caseificazione, il coagulo va tagliato quando è diventato sufficientemente sodo da formare particelle discrete, che espellono il siero senza frammentarsi. Per questo motivo il momento del taglio della cagliata avviene con un certo ritardo rispetto al punto di gelificazione. Ciò implica la necessità di misurare la compattezza di un gel man mano che si forma e fino al punto in cui è pronto a sinerese.
La coagulazione è completa quando si è formato un gel solido a partire dalle proteine aggregate. Questo punto è noto come "momento di taglio", ovvero la fase in cui il gel deve essere tagliato per separare la cagliata dal siero liquido. Una volta tagliato, il gel subisce la sineresi, un processo mediante il quale espelle le proteine del siero liquido. Al termine della sineresi, il prodotto finale è costituito da particelle di cagliata sospese nel siero liquido.
La selezione del tempo di taglio (CT) dipende dalle proprietà reologiche e microstrutturali dei gel, come la compattezza del coagulo e la capacità di riarrangiamento che, a loro volta, dipendono dai fattori di coagulazione, dalla composizione del latte e dal pretrattamento del latte.
Per questo motivo, la scelta del tempo di taglio (CT) influisce notevolmente sull'umidità, la resa e la qualità del formaggio, nonché sulle perdite di grasso nel siero. Anche le velocità di taglio e di mescolamento possono avere un impatto significativo sulla granulometria della cagliata e/o sulle perdite di grasso nel siero durante lo sgocciolamento. A velocità di taglio e di mescolamento costanti, tagliare il gel troppo presto aumenta l'impatto meccanico delle operazioni di taglio e mescolamento sui granuli di cagliata, incrementando la quantità di cagliata fine e le perdite di grasso nel siero, con conseguente riduzione della resa del formaggio.
Al contrario, ritardare il taglio della cagliata tende a produrre l'effetto opposto sulla resa del formaggio. Tuttavia, un ritardo eccessivo nel taglio produce anche un gel troppo compatto, incapace di collassare, che aumenta il contenuto di umidità della cagliata. Un contenuto di umidità eccessivo causa un aumento "fittizio" della resa e potrebbe alterare il processo di stagionatura, compromettendo la qualità del formaggio. L'impatto economico in termini di resa e qualità di una selezione difettosa del taglio della cagliata non è stato documentato in modo rigoroso.
Figura 2: Metodi di previsione del tempo di taglio nella produzione del formaggio, M Castillo (2006)
Indipendentemente dalle dimensioni del produttore e dal tipo di formaggio, la fase di taglio del gel di latte è probabilmente la meno controllata dell'intero processo di caseificazione, e gran parte della resa complessiva del formaggio dipende da questa fase critica. I casari necessitano di uno strumento in grado di misurare con precisione e in tempo reale la consistenza del latte in fase di coagulazione, al fine di prendere la decisione giusta al momento giusto. Le prime tecniche prevedevano l'utilizzo di pistoni o diaframmi mobili, che rilevavano la resistenza del coagulo al movimento. Tuttavia, queste tecniche presentavano lo svantaggio che il movimento tendeva a disturbare la formazione del gel, interferendo così con la misurazione della sua elasticità. Sebbene tali dispositivi si siano rivelati molto utili per la ricerca sulla caseificazione, il loro utilizzo è rimasto limitato al lavoro di laboratorio a causa delle loro dimensioni, delle difficoltà di integrazione e dell'ingombro all'interno della tinozza di caseificazione.
In pratica, il gel viene solitamente tagliato dopo un tempo di reazione predeterminato o a discrezione dell'operatore, basandosi su una valutazione soggettiva delle proprietà di consistenza e visive del gel. Si tratta di una pratica molto comune, ma la sua affidabilità è discutibile poiché numerosi fattori possono alterare la consistenza della cagliata e la microstruttura del gel, influenzando di conseguenza il tempo di taglio ottimale.
Molti produttori di formaggio ricorrono alla palpazione digitale, una tecnica che presenta noti svantaggi, come l'impossibilità di eseguire il test in tempo reale e la scarsità di casari esperti. Si tratta inoltre di un metodo soggettivo e non quantitativo. Il metodo sopra descritto, tuttavia, lascia un ampio margine di variabilità basato sul giudizio dell'esaminatore. Con la crescita dell'industria lattiero-casearia e il trasferimento della produzione di formaggio in stabilimenti più grandi, è diventato evidente la necessità di sviluppare un metodo più scientifico e standardizzato per determinare il momento ideale per il taglio.
Un'altra possibilità è quella di tagliare la cagliata affidandosi all'ispezione empirica. I casari possono selezionare il momento del taglio con una precisione sorprendente grazie all'esperienza, ma questo non può certo essere ottimizzato con il metodo dell'ispezione empirica.
La maggior parte dei sistemi non distruttivi misura le variazioni di conduttività di determinate proprietà fisiche come la corrente elettrica, il calore, gli ultrasuoni o le radiazioni elettromagnetiche. La conduttività elettrica aumenta dello 0.5-1% durante la coagulazione del latte, ma questa tecnica di monitoraggio presenta alcune limitazioni significative, come un elevato coefficiente di temperatura della conduttività e la possibilità di interferenze tra gli elettroliti del latte originale e la misurazione. Un sensore di conduttività termica rileva le variazioni nel trasferimento di calore convettivo da un "filo caldo" al latte circostante, causate dalla variazione di viscosità durante la coagulazione.
È stato dimostrato che il sensore a filo caldo misura il punto di gelificazione con grande precisione, ma non altrettanto preciso nel prevedere il punto di taglio della cagliata. La viscosità aumenta esponenzialmente tra l'inizio dell'aggregazione e l'inizio della coagulazione visibile, il che rende il sensore a filo caldo non particolarmente adatto a misurare la consistenza del gel. Inoltre, il sensore a filo caldo non è indicato per ambienti con una concentrazione proteica variabile, poiché le proteine influenzano notevolmente la velocità di rassodamento della cagliata, ma hanno un effetto minore sul momento in cui inizia a formarsi il gel, che è proprio ciò che il sensore a filo caldo misura.
La mancanza di una caratterizzazione rigorosa del CT e le consuete variazioni del contenuto proteico del latte stanno costringendo i moderni caseifici a standardizzare il contenuto proteico del latte nel tentativo di controllare la coagulazione, la solidificazione del gel, la sineresi della cagliata, la resa del formaggio e la qualità del prodotto. In oltre sette decenni, sono state proposte numerose tecniche diverse per il monitoraggio della coagulazione del latte e della solidificazione della cagliata, il che dimostra chiaramente che i requisiti industriali per la selezione del CT non sono stati pienamente soddisfatti dai metodi tradizionali.
L'interazione delle particelle di luce con le particelle di materia, a seguito della quale le particelle di luce possono cambiare direzione o subire una parziale perdita o acquisizione di energia, è nota come "diffusione della luce". L'intensità di questa diffusione può variare a seconda dei materiali con cui la luce interagisce, pertanto l'interpretazione della diffusione della luce ha numerose applicazioni. Una di queste applicazioni si trova nel processo di produzione del formaggio, dove sono stati sviluppati con successo diversi metodi ottici per monitorare la coagulazione e prevedere il momento ideale per il taglio di determinati formaggi. La luce si diffonde in tutte le direzioni sulla micella; di conseguenza, l'assorbimento da parte della proteina è minimo.
Nel caso del monitoraggio della coagulazione o della previsione del tempo di taglio tramite la diffusione della luce, entrano in gioco diversi fattori. Innanzitutto, come già accennato, la luce si diffonde sulle micelle del latte in tutte le direzioni. Tuttavia, nel processo di caseificazione, dopo l'aggiunta di un enzima, le micelle iniziano a denaturarsi e ad aggregarsi. La diffusione della luce sulle micelle denaturate è molto più intensa. Pertanto, questa proprietà delle interazioni luminose può essere utilizzata per quantificare la consistenza del coagulo.
Poiché il tempo di taglio viene selezionato in base a un modello, si verifica sempre una certa discrepanza tra il tempo di taglio effettivo e quello previsto. Quando si modificano la composizione e gli ingredienti, potrebbe essere necessario sviluppare un nuovo modello più adatto per effettuare previsioni affidabili, dato che questo metodo non è diretto.
La correlazione tra i parametri deve essere generata dal profilo di riflettanza diffusa e dal tempo di taglio per sviluppare un algoritmo di previsione del tempo di taglio. Con i metodi indiretti sarà sempre presente un errore di misurazione.
La viscosità come controllo di qualità nel monitoraggio della produzione casearia
Le maggiori influenze sul processo di produzione del formaggio sono le caratteristiche del latte che viene utilizzato nel processo. Le proteine del latte, in particolare, sono molto importanti per la qualità del formaggio, il cui esito è fortemente dipendente dalla struttura e dalle interazioni di queste proteine. I cambiamenti nella composizione del latte possono influenzare il gusto e la consistenza del formaggio in vari modi. A tal fine, la composizione del latte nel processo di produzione del formaggio è altamente standardizzata per ottenere rapporti uniformi tra grasso e proteine a seconda del tipo specifico di latte desiderato.
L'effetto della stagionalità del latte è stato confuso da altre variabili non controllate (trattamento termico, temperatura, pH e tipo di caglio). Questo mostra il valore della misurazione in linea, dal momento che non è stato possibile prevedere la consistenza della cagliata in una situazione di produzione di formaggio commerciale dalle misurazioni offline a causa degli effetti interattivi di così tante variabili.
Misure di processo in linea per la produzione continua per migliorare i rendimenti, la sicurezza e la produttività
Poiché la produzione di formaggio è diventata sempre più meccanizzata e le questioni relative alla sicurezza alimentare sono diventate più critiche, il caseificio commerciale ha iniziato a operare attorno a una serie di tini chiusi con meno opportunità per il casaro di valutare manualmente la forza del gel. La scala di funzionamento dei moderni impianti, insieme alle crescenti esigenze di controllo della qualità, hanno portato ad un interesse per i sistemi che monitorano la formazione della cagliata in linea. Inoltre, il funzionamento simultaneo di una suite di vasche per formaggi richiede un ciclo a tempo con riempimento e svuotamento di tutte le vasche in sequenza per favorire un flusso abbastanza continuo di latte dall'impianto di aspirazione/pastorizzazione. Quindi, un dispositivo in linea per misurare la formazione di cagliata è altamente desiderabile, ma dovrebbe essere non intrusivo e pulibile sul posto. Due ragioni chiave che possono rendere estremamente preziosa una misurazione di processo in linea:
- Produzione continua: Per supportare i processi meccanizzati nelle industrie e poter scalare facilmente i processi produttivi, i produttori di formaggio necessitano di una strumentazione di processo affidabile che fornisca loro informazioni in tempo reale per potersi adattare rapidamente. L'automazione delle azioni correttive e la riduzione della necessità di interventi manuali elevano gli standard di sicurezza e aumentano l'affidabilità delle operazioni.
- Standard di sicurezza e igiene della lavorazione degli alimenti: È urgente abbandonare le misurazioni manuali, che possono compromettere il rispetto delle normative e le aspettative dei clienti in termini di igiene. I dispositivi di misurazione in linea devono essere dotati di connessioni di processo sanitarie, facili da pulire e compatibili con i sistemi CIP/SIP.
Figura 3: Vasche industriali per la produzione di formaggio (Fonte: TetraPak)
Viscosimetro in linea per il tempo di taglio
I tipici processi di lavorazione dei prodotti lattiero-caseari, come i cicli termici e le operazioni meccaniche (agitazione, filtrazione, impastamento, compressione, ecc.), possono modificare significativamente le proprietà reologiche e, di conseguenza, le caratteristiche del prodotto finale. Per controllare un processo produttivo, è necessario innanzitutto identificare e misurare una qualità o un parametro che ne caratterizzi lo stato attuale. La viscosità è una proprietà fisica fondamentale del latte in fase di coagulazione, che fornisce informazioni più approfondite su ciò che accade esattamente a livello molecolare e che spesso caratterizza in modo efficace lo stato di un processo, sia da sola che in combinazione con altre proprietà fisiche e chimiche.
Rispetto ad altre misurazioni online come quelle a filo caldo e ottiche, la caratterizzazione della viscosità è un metodo diretto: non è necessario affidarsi a modelli predittivi o stime. Un viscosimetro in linea, di dimensioni ridotte, si installa con facilità, è compatibile con gli standard igienici e si integra agevolmente con il sistema PLC industriale, offrendo un valore aggiunto significativo ai produttori caseari per una precisa tempistica del taglio del formaggio.
Molto più che ridurre la determinazione del tempo per i casari
Il formaggio prodotto deve essere di qualità costantemente elevata e conforme a specifiche rigorose, a partire da materie prime che possono variare nella loro composizione o proprietà fisiche. Il consumatore si aspetta che il prodotto abbia una consistenza adeguata e uniforme, una proprietà influenzata dalla viscosità.
In sintesi, la misurazione e il controllo della viscosità in linea possono fornire un mezzo efficace e vantaggioso per il controllo del processo nella produzione del formaggio attraverso le seguenti modalità principali:
- Rilevamento del punto finale del processo di miscelazione, omogeneizzazione e coagulazione: Durante il processo di coagulazione, la caratterizzazione della viscosità è utile per determinarne la stabilità e il punto finale. Durante l'omogeneizzazione, la formulazione subisce un sostanziale aumento di viscosità a causa della riduzione delle dimensioni delle goccioline. L'entità di questo aumento rappresenta quindi un buon indicatore della qualità dell'emulsione. Il monitoraggio della viscosità in tempo reale consente di effettuare regolazioni manuali o automatiche dell'intensità di agitazione, della velocità di rotazione e di altre variabili di processo, a seconda delle necessità.
- Migliore gestione e manipolazione degli ingredienti: La concentrazione ha una forte correlazione con la viscosità; pertanto, le informazioni sulla viscosità possono essere utilizzate efficacemente per prevedere o verificare
Per questi motivi, la misurazione della viscosità ottenuta con un viscosimetro in linea può fornire un eccellente benchmark QC e garantire QA / QC del processo e del prodotto finale.
Sfide nel monitoraggio della produzione casearia
Gli ingegneri e gli operatori degli impianti di trasformazione dei prodotti lattiero-caseari comprendono la necessità di effettuare misurazioni della viscosità e di intervenire con opportune azioni correttive per garantire una reologia del prodotto di alta qualità e costante. Tuttavia, nel corso degli anni, l'esecuzione di queste misurazioni si è rivelata una sfida.
I campioni prelevati offline sono semplicemente inaffidabili e non adatti all'industria lattiero-casearia
Il monitoraggio della viscosità di un fluido in un processo spesso implica il prelievo di un campione di fluido da un serbatoio o da una tubazione e il suo trasporto in laboratorio, dove le sue proprietà reologiche vengono misurate con un viscosimetro o un reometro. In base ai risultati, l'operatore di processo deve essere informato se il fluido ha raggiunto la viscosità desiderata o se sono necessari ulteriori interventi; in tal caso, è necessario effettuare nuove misurazioni dopo l'intervento. Questo sistema è chiamato controllo offline o manuale e presenta diversi svantaggi evidenti: è dispendioso in termini di tempo e spesso impreciso, anche con operatori esperti. Nella maggior parte dei casi, i risultati arrivano troppo tardi per poter salvare un lotto.
In alternativa, si può utilizzare un viscosimetro in linea che monitori continuamente la viscosità del fluido di processo durante tutto il processo. Questo strumento genera un segnale di uscita che, se visualizzato, fornisce all'operatore le informazioni necessarie per controllare il processo. In alternativa, le uscite del viscosimetro possono essere collegate a un PLC (Controllore Logico Programmabile) / DCS (Sistema di Controllo Digitale) per il controllo automatico del processo.
Problemi con viscosimetri convenzionali per installazione in linea
I viscosimetri tradizionali presentano problemi legati al flusso del fluido negli impianti di miscelazione in condotte e serbatoi. In generale, i viscosimetri non funzionano correttamente in presenza di flusso turbolento. Gli strumenti rotazionali funzionano solo fino a una certa portata massima. Per i viscosimetri a caduta di pressione, il flusso deve essere controllato. I problemi legati al flusso possono essere evitati installando il viscosimetro in linea e condizionando il flusso del campione in modo che sia adatto allo strumento. Il tempo di risposta dello strumento può essere correlato alle condizioni di flusso, poiché è necessario un adeguato tasso di rinnovo del campione per un controllo efficace. Nel caso di installazione in serbatoi, è auspicabile posizionare lo strumento in modo che il fluido adiacente rappresenti lo stato generale del fluido di processo, evitando "zone morte". Gli strumenti utilizzati in un ambiente di processo devono essere robusti e in grado di resistere a qualsiasi materiale corrosivo con cui possano entrare in contatto, soprattutto durante la pulizia.
Rheonics'Soluzioni per il monitoraggio della coagulazione nella produzione del formaggio
Nei processi di lavorazione alimentare continua, come la produzione di formaggio, il rilevamento in linea in tempo reale è essenziale per un controllo accurato del processo. Misurando continuamente le condizioni di processo, i produttori possono ottimizzare le prestazioni, migliorare la consistenza del prodotto e ridurre gli sprechi.
Per essere efficaci in questi ambienti industriali, i sensori devono integrarsi perfettamente con i sistemi di controllo, fornire misurazioni stabili in condizioni di flusso e ambientali variabili e mantenere un funzionamento igienico e affidabile nel tempo e al variare della temperatura.
RheonicsI sensori in linea sono progettati per soddisfare queste esigenze, consentendo livelli di automazione più elevati e supportando la trasformazione digitale nella produzione lattiero-casearia. Grazie a dati di processo affidabili, i tecnici di stabilimento possono implementare la manutenzione predittiva, migliorare l'efficienza operativa e garantire qualità, resa e prestazioni del prodotto costanti.
Misuratori di viscosità e densità
- In linea Viscosità misure: Rheonics' SRV Il sensore fornisce una misurazione continua, in tempo reale e ad ampio raggio della viscosità in tutte le condizioni di processo. Rileva anche le minime variazioni di consistenza del fluido, consentendo un monitoraggio preciso durante l'intero processo produttivo.
- In linea Viscosità e densità misure: Rheonics' SRD è uno strumento in linea per la misurazione simultanea di densità e viscosità. Se la misurazione della densità è importante per le vostre operazioni, SRD è il sensore ideale per soddisfare le vostre esigenze, con funzionalità operative simili a quelle di SRV, ma con misurazioni di densità accurate.
Durante la produzione del formaggio, la viscosità è direttamente correlata alla consistenza della cagliata. Rheonics I sensori SRV e SRD consentono il monitoraggio in tempo reale dello sviluppo della consistenza durante la coagulazione, permettendo di individuare con precisione il punto di taglio ottimale e migliorando la resa e la consistenza complessive.
Vantaggi
Rheonics I sensori si basano sulla tecnologia brevettata Balanced Torsional Resonator (BTR), che offre numerosi vantaggi:
- Design compatto e leggero
- Elevata resistenza alle vibrazioni esterne
- Installazione semplice (OEM o retrofit)
- Non è richiesta alcuna manutenzione o ricalibrazione.
- Nessun materiale di consumo o parti mobili
- Precisione costante indipendentemente dalla posizione di installazione.
- Design igienico compatibile con i processi di pulizia CIP/SIP.
Queste caratteristiche si traducono in misurazioni estremamente affidabili e costi operativi totali estremamente bassi.
Tutti Rheonics Le sonde di tipo SR sono progettate con una struttura igienica, che le rende adatte ad applicazioni sanitarie. Certificazioni come 3-A e EHEDG sono disponibili ove richiesto. Per maggiori dettagli, visitare Rheonics installazione igienica e sanitaria.
Figura 4: Certificazioni igieniche disponibili per Rheonics Sensori
Sistemi integrati RPS CoaguTrack
Rheonics CoaguTrack RPS è una soluzione completa per il monitoraggio della cinetica di coagulazione e consistenza. Il sistema combina sensori in linea con software industriale e integrazione di controllo per tracciare:
- Velocità di coagulazione
- Sviluppo della fermezza
- Comportamento alla temperatura
Il sistema segnala automaticamente il punto di taglio ottimale in base a parametri di ricetta predefiniti. Ciò garantisce la massima conservazione dei solidi del latte e una qualità del prodotto costante.
CoaguTrack Può essere integrato direttamente nei sistemi di automazione degli impianti o gestito tramite un pannello di controllo locale, consentendo flussi di lavoro sia automatizzati che assistiti dall'operatore.
Figura 5: Panoramica di Rheonics RPS CoaguTrack Implementato nella produzione di formaggio
Installazione del sensore
Rheonics I sensori vengono generalmente installati direttamente nella vasca di caseificazione per il monitoraggio in tempo reale. Questa configurazione in linea elimina la necessità di sistemi di bypass e garantisce misurazioni stabili e precise indipendentemente dalle condizioni di flusso o dalle vibrazioni.
Per il monitoraggio della coagulazione del formaggio, Rheonics Le sonde sensore SRV e SRD vengono installate direttamente nella vasca di formatura del formaggio per effettuare misurazioni in tempo reale di viscosità (consistenza) e densità. Non è necessaria alcuna linea di bypass: il sensore può essere immerso in linea; la portata e le vibrazioni non influiscono sulla stabilità e sulla precisione della misurazione. Ottimizzate le prestazioni di miscelazione eseguendo test ripetuti, consecutivi e coerenti sul fluido.
Varianti consigliate della sonda del sensore
Per questa applicazione si raccomandano le seguenti varianti di sonda. Sono disponibili le certificazioni 3-A ed EHEDG. Per un'installazione completamente igienica, seguire le istruzioni. Manuale EHEDG e le raccomandazioni riportate di seguito.
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Variante X1-12G: Attacco filettato G1/2”, ideale per installazioni a filo con zone morte minime o inesistenti. Si consiglia l'utilizzo con gli accessori HAW-12G-OTK e PLG-12G, rispettivamente raccordo a vite e tappo a vite. Il vantaggio di questa soluzione è l'eliminazione delle zone morte, grazie alla creazione di un'installazione a filo.
Figura 6: Densitàmetro e viscosimetro in linea SRV e SRD X1-12G Filettatura G1/2″
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Tri-Clamp raccordo (disponibile in misure da 1.5" e superiori), ampiamente utilizzato in applicazioni igieniche
Figura 7: Misuratore in linea di densità e viscosità SRV e SRD X3-15T Tri-Clamp 1.5 "
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Varianti aggiuntive: sono disponibili flange Varinline e altri raccordi igienici per processi. Sono inoltre disponibili sonde a inserimento lungo (variante X5).
Per misurazioni accurate, entrambi i sensori SRV e SRD devono essere:
- Completamente immerso nel fluido di processo
- Assenza di depositi o ostruzioni nell'area di rilevamento.
Figura 8: Rheonics Aree di rilevamento SRV e SRD
Requisiti aggiuntivi per SRD
- Mantenere la stabilità termica quando i gradienti di temperatura superano i 15 °C. Scopri di più.
- Allineare la punta del sensore con la direzione del flusso, aspetto importante per l'installazione nei tubi. Scopri di più.
Montaggio in tino per formaggio
Sul fondo o sulla parete della vasca
Per l'installazione nella vasca del formaggio, Rheonics Le sonde devono essere inserite a sufficienza affinché l'area di rilevamento sia immersa nel fluido di interesse. Questo viene in genere ottenuto con porte saldate. Per applicazioni igieniche, Rheonics offre accessori Weldolet per G 1/2” e Tri-Clamp Connessioni di processo. Questi raccordi a saldare hanno un'altezza ridotta, che minimizza o elimina completamente le zone morte nell'impianto.
Figura 9: Rheonics SRV-X1-12G montato sul fondo della tinozza per formaggio tramite raccordo HAW-12G
L'HAW-12G-OTK è un adattatore igienico Weldolet progettato per sensori con connessioni filettate G 1/2”. Fornisce una tenuta igienica sicura e un'immersione adeguata per applicazioni igieniche. Per maggiori dettagli, vedere HAW-12G-OTK.
Figura 10: Rheonics Installazione a filo HAW-12G-OTK
Il WFT-15T è un dispositivo igienico Tri-Clamp weldolet progettato per sensori con Tri-Clamp Connessioni di processo. Garantisce una tenuta affidabile e igienica e una corretta immersione dell'elemento sensibile in applicazioni igieniche. Per maggiori dettagli, vedere WFT-15T.
Figura 11: Rheonics ghiere accorciate WFT-15T
Dal lato superiore della vasca
Questa installazione prevede il fissaggio della sonda alla parete del recipiente e la sua immersione verticale nel fluido. Ciò è possibile in alcuni tipi di recipienti con coperchio aperto o in configurazioni di prova come piccoli recipienti o becher. Il vantaggio di questa installazione è la facile accessibilità alla sonda e la possibilità di rimuoverla rapidamente, se necessario.
Rheonics offre alcuni accessori per il fissaggio e il montaggio della sonda in serbatoi aperti. Ad esempio, il Accessorio APC e Kit di montaggio vengono utilizzati per fissare la sonda a un punto fisso sulla vasca. Questa installazione generalmente richiede una variante di sonda di inserimento lunga, cioè -X5 or -X8.
Figura 12: Rheonics Esempio di kit di montaggio per l'installazione dall'alto della vasca
Migliori Pratiche e Raccomandazioni
Fase iniziale
Dopo l'installazione del Rheonics sensore e/o Rheonics RPS CoaguTrack, generalmente si osserva un periodo iniziale di monitoraggio e apprendimento. Le normali procedure operative, come l'ispezione visiva o il taglio a tempi prestabiliti, sono ancora necessarie per controllare il processo. Si raccomanda di effettuare questo per un paio di settimane e con il maggior numero possibile di prodotti/ricette prodotti dall'azienda, al fine di ottenere dati rappresentativi validi. Rheonics sensori. Si suggeriscono misurazioni esterne comuni nella produzione di formaggio, da effettuare prima, durante e dopo la produzione, come quantità di caglio, proteine, latte, grassi, peso del formaggio finale, pH, ecc., in modo che queste variabili possano essere successivamente utilizzate nell'analisi dei dati. L'obiettivo è stabilire soglie di consistenza ottimali per ogni ricetta. Una volta ottenute, è possibile automatizzare completamente il processo.
Ottimizzazione del processo
Una volta raccolti dati sufficienti:
- Definire punti di taglio precisi in base alla fermezza misurata
- Passaggio al controllo automatizzato tramite CoaguTrack
- Migliorare costantemente le prestazioni attraverso l'analisi dei dati.
Punto di installazione in IVA
Rheonics Le sonde sensore possono essere montate dal fondo, dalla parete o dalla parte superiore della vasca. La maggior parte dei clienti decide il punto di installazione migliore considerando le limitazioni del design della vasca. Tuttavia, testare in punti diversi, anche contemporaneamente con più Rheonics Grazie ai sensori, è possibile capire dove si ottengono le misurazioni migliori e più rappresentative. Prodotti e ricette diversi possono mostrare dati più preziosi in punti diversi della vasca.
Prodotto / i suggerito / i per l'applicazione
- Ampia gamma di viscosità: monitora l'intero processo
- Misurazioni ripetibili in fluidi newtoniani e non newtoniani, fluidi monofase e multifase
- Parti a contatto con il fluido ermetiche 316L in acciaio inossidabile
- Misurazione della temperatura del fluido integrata
- Fattore di forma compatto per una semplice installazione in linee di processo esistenti
- Facile da pulire, nessuna manutenzione o riconfigurazione necessaria
- Strumento unico per la misura della densità di processo, viscosità e temperatura
- Misurazioni ripetibili in fluidi sia newtoniani che non newtoniani, fluidi monofase e multifase
- Costruzione interamente in metallo (acciaio inossidabile 316L)
- Misurazione della temperatura del fluido integrata
- Fattore di forma compatto per una semplice installazione in tubi esistenti
- Facile da pulire, nessuna manutenzione o riconfigurazione necessaria
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