Zeitschrift für Lebensmittelindustrie - Food Engineering Mag (https://www.foodengineeringmag.com/) veröffentlicht einen Sonderartikel zum Thema Rheonics Inline-Viskosimeter SRV neben anderen neuen Prozessgeräten am Horizont. In dem Artikel wird erläutert, warum die Lebensmittel- und Getränkeindustrie über die grundlegenden vier Sensoren (Durchfluss, Füllstand, Druck, Temperatur) hinausblicken muss, um Einblicke in ihre industriellen Prozesse zu gewinnen und weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben.

Titel: „Verwendung von Sensoren zur Verbesserung von Prozessen“, Tech Update: Über Durchfluss, Füllstand, Druck und Temperatur hinaus - Neue Sensoren, neuartige Lösungen
Hervorgehoben: Rheonics, Allpax, Brooks Instruments, Festo, CHL-Systeme, ECS Solutions, Endress+Hauser USA

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Sensoren sind heute überall. In Ihrem Smartphone befinden sich Näherungssensoren, Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Magnetometer, biometrische Geräte, IR- und Temperatursensoren, Feuchtigkeitsgeräte und sogar Oximeter (obwohl Sie möglicherweise nicht auf die Genauigkeit eines Smartphone-basierten Oximeters angewiesen sind).

Neben den vier grundlegenden Sensoren (Durchfluss, Füllstand, Druck und Temperatur), mit denen ein Fenster in industrielle Prozesse geöffnet wird, gibt es eine Vielzahl weiterer Sensorgeräte, die Sie in alltäglichen Produkten finden - von Spielzeug über Geschirrspüler bis hin zu Automobilen. Wenn in Ihrem Lebensmittel- oder Getränkebetrieb Sensoren zur Überwachung Ihres Prozesses nicht in großem Umfang eingesetzt werden, können Sie nicht erwarten, lange wettbewerbsfähig zu bleiben - denn wie sie sagen: „Sie können nicht kontrollieren, was Sie nicht messen“ und Ohne sie können Sie keine verwertbaren Daten von Ihrem Prozess erwarten.

Massendurchflussmesser bieten die Präzision und Genauigkeit, die Sie für die genaue Dosierung von Inhaltsstoffen in einem Produkt benötigen, und Viskosimeter können Ihnen dabei helfen, die Kontrolle über zähe nicht-Newtonsche Flüssigkeiten zu erlangen - denken Sie an Saucen oder Teige. Es gibt ausgefeiltere Inline- / Online-Sensoren, mit denen Alkoholgehalt, Fettgehalt, molekulare Bestandteile und vieles mehr gemessen werden können. Mit etwas ausgeklügelter Technik und den richtigen Messgeräten gibt es keinen Grund, die Kontrolle über Ihren Prozess nicht zu haben.

Rheonics Antwort auf die Fragen von FE zum Artikel mit dem Titel: Technisches Update: Über Durchfluss, Füllstand, Druck und Temperatur hinaus - Neue Sensoren, neuartige Lösungen. 

Q1: Welche Arten von Sensoren stellen Sie her? Auf welche Lebensmittel- / Getränkeanwendungen konzentrieren Sie Ihre Lösungen?

Antwort:

Rheonics entwickelt, baut und vertreibt Dichte- und Viskositätssensoren sowie automatisierte Lösungen, die in einem breiten Anwendungsspektrum von der Lebensmittelverarbeitung bis zur Petrochemie eingesetzt werden.

Unsere Sensoren werden in verschiedenen Phasen der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt, z. B. beim Transportieren, Mischen und Beschichten von Newtonschen und nicht-Newtonschen Flüssigkeiten.

Rheonics Dichte- und Viskositätsmessgeräte werden von globalen Maschinenbauern und Herstellern häufig zur Überwachung eingesetztoring Mischen und Beschichten von Teigen, Conchieren und Waffeln von Schokolade, Cremes, Milch, Joghurt, Mayonnaise, Herstellung von Soßen, magensaftresistente Beschichtungen für Tiernahrungsprodukte, Überwachungoring Alkohol- und Zuckergehalt in Weinen und Getränken sowie zur Automatisierung von Abwasserströmen.

F2: Beschreiben Sie eine herausfordernde Lebensmittel- / Getränkeanwendung, bei der Sie herkömmliche Sensoren (z. B. Durchfluss, Füllstand, Druck, Temperatur, pH / Leitfähigkeit, Trübung, Beschleunigungsmesser usw.) verwendet haben, um eine neuartige Lösung zu erstellen.

Antwort:

Einer unserer Kunden ist ein amerikanischer Anbieter von Teigmisch- und Beschichtungslinien, der vollautomatische Linien für Pommes Frites, Hühnernugget, Fischstäbchen und Kartoffelchips bietet. Sie verwendeten Pumpen und Manometer, um die Konsistenz des Teigs zur Beschichtung dieser Produkte zu überwachen. Das Problem war die große Variation und die ständige Notwendigkeit, die Leitungen jedes Mal zu kalibrieren, wenn eine Teigmischung geändert wurde. Dies machte das System für die Bediener hochtechnisch.

Nach einem einwöchigen Prozess verabschiedeten sie das Rheonics Inline-SRV für Echtzeitüberwachungoring der Teigmischung. Der verwendete Sensor verfügt über einen Hygieneanschluss und wurde sowohl direkt in der Mischlinie als auch an der Beschichtungslinie installiert. Heutzutage werden die Sensoren in den meisten Misch- und Beschichtungslinien als Standardausrüstung angeboten und ermöglichen eine Überwachung mit nur einem Klickoring und Kontrolle über den Teig.

F3: Beschreiben Sie eine herausfordernde Lebensmittel- / Getränkeanwendung, bei der Sie komplexere Sensoren verwendet haben, um eine Lösung zu erstellen.

Antwort:

Einer unserer Schweizer Kunden musste die „perfekten“ Schokoladenwaffelriegel herstellen. Der Engpass war die Konsistenz der Schokoladen- und Cremeschicht, die in der exakten Dicke aufgetragen werden musste, um die richtige Enddicke des Wafers sicherzustellen und die perfekte Dicke zu erzielen Crunch für ihre Kunden!

Rheonics Das Inline-Viskosimeter SRV wurde vom Kunden in seinen Produktionslinien installiert, um die Schokoladen- und Sahnemischung zu überwachen und sicherzustellen, dass die Viskosität der Mischung innerhalb enger Grenzen kontrolliert wird, um eine Konsistenz der Beschichtung zu gewährleisten. Die Schokolade-Sahne-Nüsse-Mischung war eine komplexe Flüssigkeit mit eingeschlossener Luft, und die Kunden hatten vor der Verwendung des SRV kein Gerät gefunden, das zuverlässige und wiederholbare Messungen liefern konnte.

F4: Welche Arten von einst exotischen Sensoren werden in Zukunft alltäglich sein? Wie werden Herstellungstechniken diese Sensoren erschwinglich machen? Wie wäre es mit gängigen Sensoren für Durchfluss, Füllstand, Druck, Temperatur usw.?

Antwort:

Die Viskosität ist eine Eigenschaft, die auf molekularer Ebene beeinflusst wird und eine enorme Menge an Informationen über den Prozess enthält, die jedoch mit vorhandenen Instrumenten nur schwer zuverlässig quantifiziert werden kann. Es bietet Einblicke in die Eigenschaften, die bei Lebensmitteln am wichtigsten sind - Textur und Konsistenz. Diese Eigenschaften beeinflussen den Geschmack, das Aroma, den Geschmack und das "Mundgefühl" und "Produkt machen oder brechen" -Produktempfang für Verbraucher.

Das Hauptproblem bei der Einführung von Viskosimetern in der Lebensmittelindustrie bestand in zweierlei Hinsicht: Erstens fehlten robuste Inline-Viskosimeter, und zweitens fehlten integrierte Anlagensteuerungssysteme, mit denen die Viskositätsinformationen in der Gesamtsteuerungsstrategie gut genutzt werden können. Es bestand immer die Auffassung, dass die Rheologie von Lebensmitteln zwar wichtig ist, es jedoch schwierig ist, sie zuverlässig zu überwachen.

Haupttreiber für die Annahme:

• Breite Anwendbarkeit: Die meisten Herstellungsverfahren für Lebensmittel und Getränke profitieren vom Inline-Viskositätsmanagement - Milchprodukte - Pralinen, Joghurt, Butter, Cremes, Käse, Milch; Teige, Mayonnaise, Saucen, Alkohol, Weine und Lebensmittelüberzüge.
• Unterstützung der kontinuierlichen Produktionsüberwachungoring, Qualitätskontrolle und Konsistenz über Chargen hinweg
• Lebensmittel 4.0 – die meisten Unternehmen betrachten Daten zu ihren Prozessen nicht mehr als Luxus, sondern als eine kritische Anforderung, die sich direkt auf ihr Geschäftsergebnis auswirkt. Eine Kombination zuverlässiger Viskosimeter von Rheonics, eine breitere Einführung industrieller Steuerungssysteme in Lebensmittelprozessen und die Notwendigkeit, schnell auf sich ändernde Verbrauchergewohnheiten zu reagieren, schaffen eine Win-Win-Situation für Anbieter von Automatisierungslösungen wie z Rheonics, Lebensmittelgerätehersteller und letztendlich die Lebensmittelproduzenten.

F5: Welche Rolle wird Software in der Zukunft der Sensoren spielen? Wird es an Bord sein und nur ein Teil des Geräts sein? Wird es für die Überwachung sorgen?oring von berechneten Prozessvariablen aus gemessenen (erfassten) Variablen?

Antwort:

Software wird eine Schlüsselrolle in der Zukunft der Sensoren und der unendlichen Möglichkeiten spielen, die sie den Fabrikingenieuren bieten würde, um Prozessdaten zu erfassen und zu analysieren, Ereignisse zu erkennen, die eingreifen müssen, ihre Prozesse zu optimieren und Einblicke in die Fabrikprozesse zu gewinnen sowohl kurz- als auch langfristige Auswirkungen.

Es gibt eine Reihe von Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, und es ist wichtig zu verstehen, dass jede Anwendung in Bezug auf die Prozessziele, Normen und Vorschriften, Produktwechsel und die Erfahrung der Fabrikingenieure, die üblichen Praktiken in der Fabrik und das Know-how einzigartig ist.

Die Art und Weise, wie der Benutzer in der Fabrik mit den Sensordaten interagiert, hängt stark davon ab, wie die Software und die eingesetzten Datenverarbeitungsalgorithmen am besten geeignet sind, die Anforderungen dieser Anwendung zu erfüllen. Daher muss die mit den Sensoren gebündelte Software für die Überwachung sorgenoring der berechneten Prozessgrößen aus den Messgrößen entsprechend der spezifischen Anwendung/Branche. Unterstützt wird dies durch smarte Sensoren, wie z.B. von Rheonics, die eine Kombination aus Edge und Cloud nutzen, um umfassendes Prozess-Know-how zu ermöglichen, das mit herkömmlichen Sensoren nicht möglich ist.

Intuitive Software erleichtert Fabrikmanagern, Bedienern und Ingenieuren eine einfachere Lernkurve, um reibungslos mit der Software zu interagieren und die Vorteile von Industrie 4.0 und Automatisierungstechnologien voll auszuschöpfen.

F6: Haben die meisten Sensoren eine drahtlose Option? Gibt es Anwendungen, bei denen Sensoren ihre Leistung aus Vibrationen, Licht (z. B. Sonnenenergie) usw. beziehen können?

Antwort:

Das Mischen ist für die Herstellung vieler Produkte von grundlegender Bedeutung, obwohl es in vielen Fällen kein präziser Vorgang sein muss. In anderen Fällen handelt es sich jedoch eher um eine exakte Wissenschaft. Untermischen kann zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Komponentenmaterialien führen (Inhomogenität), und Übermischen kann den Zustand des Produkts verändern. Bei der Verwendung von Sensoren (z. B. Viskosimetern) zur präzisen Steuerung und Überwachung des Mischprozesses ist es möglich, dass der erforderliche Installationsort extrem eingeschränkt ist, um an den Sensor angeschlossene Drähte aufzunehmen, und drahtlos wäre aus Installationssicht eine bessere Alternative. Wir haben solche Anfragen von Kunden gesehen, mit denen wir bereits gearbeitet haben, zum Beispiel in Schokoladen-Conchiergefäßen.

In solchen Fällen vereinfachen drahtlose Techniken die Installation und den Betrieb. Ohne eine physische Verbindung ist es beispielsweise möglich, eine drahtlose Verbindung zu verwenden, um sowohl Energie an das Sensorelement zu senden als auch Messsignale von diesem zu empfangen.

Je nach Anwendung kann es auch möglich sein, Strom aus Vibration, Wärme, Strömung oder Sonne zu gewinnen. Der bislang größte Engpass bei der breiteren Nutzung von Energy Harvesting-Technologien ist die geringe Leistung der Erntemaschinen und der hohe Leistungsbedarf der Sensoren. Fortschrittliche Sensoren mit geringem Stromverbrauch, die heute entwickelt werden, beziehen das Know-how von Herzschrittmachern und Hörgeräten, um ihr Strombudget zu reduzieren, was eine Selbstversorgung mittelfristig möglich macht.

Ein wesentlicher Vorteil von drahtlosen und autarken Sensoren ist die erhebliche Reduzierung der Installationskosten von Sensoren. Heutzutage fließen 70-80% des Projektbudgets für Sensoren in die Installation. Wenn Sie also die Kabel herausnehmen, kann dies drastisch reduziert werden und der Wegbereiter sein, den die Industrie für die umfassende Erfassung benötigt.

Geschlossene Qualitätskontrollkreise und der zunehmende Grad an Viskositätsautomatisierung, der durch die SRV-Viskosimeter ermöglicht wird, erhöht den Produktionsprozess in Bezug auf Qualität, Konsistenz, reduzierte Abfälle, Effizienz und Produktivität. Menschliches Versagen wird vermieden und eine vollautomatische Korrektur von Abweichungen im Herstellungsprozess wird möglich.

Daten bereitgestellt von der Rheonics Viskosimeter und integrierte Lösungen tragen dazu bei, Lernkurven zu beschleunigen und häufigeren Änderungen der Zusammensetzung von Lebensmitteln Rechnung tragenDies trägt zu einem ressourcenschonenderen, wirtschaftlicheren und umweltfreundlicheren Herstellungsprozess bei.

In Fällen, in denen Asset-Produktivität und OEE Die Schlüssel- und Wartungskosten sind erheblich. Die verwertbaren Daten der Viskosimeterlösung helfen Lebensmittelherstellern, Prozessunterbrechungen durch vorausschauende Wartung von Produktionswerkzeugen und -maschinen zu reduzieren. Die Vorhersage potenzieller Ausfallzeiten und die Qualitätsdiagnose werden durch die von den Sensoren bereitgestellten Daten ermöglicht.

Um mehr darüber zu erfahren, warum Lebensmittelhersteller Automatisierungslösungen in ihre Produktions- / Fabriketagen integrieren möchten, lesen Sie bitte unseren Artikel mit dem Titel „Digitale Lebensmittelverarbeitung - Treiber für die Akzeptanz von Industrie 4.0 durch Hersteller“.

Rheonics Sensoren verfügen über eine integrierte Temperaturmessung, sodass die Temperatur des Teigs am Ort der Anwendung überwacht werden kann. Dadurch können die Viskositätswerte temperaturkompensiert werden, was für die Sicherstellung einer gleichbleibenden Produktion bei typischen täglichen und saisonalen Temperaturschwankungen unerlässlich ist.

Die Verwendung eines Inline-Viskositätssensors wie des SRV für Lebensmittelanwendungen bietet viele Vorteile. und einige umfassen:

• Robuster, hermetisch abgedichteter Sensorkopf. Das SRV kann inline mit allen Standard-CIP-Prozessen oder mit einem benetzten Lappen gereinigt werden, ohne dass eine Demontage oder Neukalibrierung erforderlich ist
• Keine beweglichen Teile, die altern oder mit Sedimenten verschmutzen
• Unempfindlich gegen Partikel; Keine engen Lücken, die mit Partikeln verschmutzen könnten
• Alle benetzten Teile sind aus Edelstahl 316L - erfüllen die Hygienestandards ohne Korrosionsprobleme
• Hygienisches, sanitäres Design für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen – erhältlich in tri-clamp und DIN 11851-Anschlüsse für einfache Bedienung und Reinigung
• Zertifiziert nach ATEX und IECEx als eigensicher für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen
• Große Reichweite und einfache Integration - Sensorelektronik und Kommunikationsoptionen machen die Integration und den Betrieb in industrielle SPS- und Steuerungssysteme extrem einfach.

Lebensmittelhersteller bemühen sich, die häufig genannten strukturellen und Mundgefühlseigenschaften der Verbraucher zu befriedigen, als Grundlage dafür, warum sie den „Geschmack“ mögen und wie die Textur und das Mundgefühl in Kombination mit dem Gesundheitsbewusstsein und der Nachfrage nach Clean-Label-Produkten die fortgesetzten Konsumentscheidungen beeinflussen. Die Viskosität ist wichtig für die Vorbereitung und Anwendung aller Arten von Teig - Adhäsions-, Kohäsions- und Tempura-Teigen.

Die zentralen Thesen:

1. Vibrationsviskosimeter, wie z Rheonics SRV kommen den hohen Scherraten bei der Teigbeschichtung näher als Rotations- oder Becherviskosimeter. Daher kommen Messungen mit dem SRV der Vorhersage des Teigverhaltens unter tatsächlichen Beschichtungsbedingungen am nächsten.
2. Inline-Viskositätskontrolle mit dem SRV und Rheonics Produktionsüberwachungoring Das & Control-System ermöglicht eine kontinuierliche Viskositätskontrolle und führt die erforderlichen Verdünnungen in Echtzeit durch. Die Konsistenz ist unabhängig von Temperaturschwankungen, Zustand der Mischausrüstung, Art und Zustand der Substrate, Teigformulierungen, Wechselwirkungen zwischen Prozessschritten und Mischzeitparametern gewährleistet.
3. Rheonics SRV und Produktionsüberwachungoring Das Steuersystem steuert die echte temperaturkompensierte Viskosität, die für die Sicherstellung einer gleichmäßigen Produktion bei typischen täglichen und saisonalen Temperaturschwankungen unerlässlich ist.

Verwendung der SRV Der Sensor in der Teigmisch- oder Beschichtungslinie führt zu einer verbesserten Produktivität, Gewinnspannen und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

Sobald die Prozessparameter festgelegt sind, ist nur noch wenig Aufwand erforderlich, um die Integrität des Prozesses aufrechtzuerhalten. Betreiber können sich auf die strenge Kontrolle verlassen, die das bietet Rheonics Nutzen Sie die Lösung für das Teigqualitätsmanagement und profitieren Sie nicht nur in der Produktion, sondern auch in der Produkt-F&E-Phase, wenn die Rezepturparameter festgelegt werden. Dies ermöglicht es dem Betreiber, sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen, wenn die Produktion erhöht wird, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden.

Rheonics Dichtemessgeräte und Viskositätsmessgeräte sind als Sonden und Durchflusssysteme für den Einbau in Tanks, Prozessleitungen und Reaktoren erhältlich. Alle Rheonics Die Produkte sind so konzipiert, dass sie härtesten Prozessumgebungen, hohen Temperaturen, starken Stößen, Vibrationen, Schleifmitteln und Chemikalien standhalten.