Het correleren van Brookfield-metingen met Rheonics SRV in de mayonaiseproductie
De kwaliteit van mayonaise wordt bepaald door de reologie, met name de viscositeit en de vloeigrens, die worden gevormd door...
In de zuivelproductenindustrie hechten klanten veel waarde aan smaak en textuur. Textuur is het 'gevoel' in de mond wanneer het product wordt gegeten, wordt meestal beoordeeld door de viscositeit van het product te meten en kan de ontvangst van een product 'maken of breken'. Het belang van textuur wordt nog vergroot door de ingewikkelde manier waarop het samenwerkt met zijn hogere teamgenoten: smaak, aroma en smaak. Met de toegenomen concurrentie in de voedingsindustrie is er een groeiende nadruk op productie-efficiëntie en productkwaliteit, het gebruik van procesbeheersing om deze doelen te bereiken wordt universeel, wat resulteert in voordelen zoals verbeterde productkwaliteit, minder afval, lagere materiaal- en energiekosten, optimalisatie van verwerkingstijd en grotere procesflexibiliteit.
Voedselreologie houdt rechtstreeks verband met de acceptatie van het eindproduct door consumenten. In zuivelproducten worden de reologische eigenschappen voornamelijk beïnvloed door drie factoren:

In melk en room is het reologische gedrag vergelijkbaar met emulsies en suspensies. Beide kunnen Newtoniaans of niet-Newtoniaans gedrag vertonen, afhankelijk van de samenstelling, omstandigheden of processen waaraan ze kunnen worden onderworpen. De centrale factoren die de viscositeit en daarmee de 'textuur' van de zuivelproducten beïnvloeden zijn - samenstelling van melk, vetgehalte en melkeiwit, voornamelijk caseïne.
Enkele voorbeelden van zuivelproducten en kernpunten over hun samenstelling, processen en reologisch gedrag:
| Product | Samenstelling en processen | Opmerkingen over het belang van reologisch gedrag |
|---|---|---|
| Yoghurt | Gefermenteerde melk, als reologisch gedrag van yoghurt, hangt af van de concentratie, samenstelling en voorbehandeling van de melk (vooral warmtebehandeling), startercultuur en incubatieomstandigheden. | Meting van reologische eigenschappen maakt het mogelijk de effecten te karakteriseren en te voorspellen van variabelen die betrokken zijn bij het fabricageproces op het sensorische aspect van het eindproduct, in het bijzonder de textuur. Het moet een viscositeit hebben die de rijkdom van het product suggereert en het de gewenste gladheid geeft. |
| Boter | Boter is een zuivelderivaat dat kan worden gedefinieerd als een emulsie van waterdruppeltjes in een halfvaste matrix van melkvet. | De melkvetmatrix is voornamelijk verantwoordelijk voor de textuur van boter, bestaande uit een driedimensionaal netwerk van vetkristallen verstrikt in een vloeibaar oliemedium. Bij lage afschuifkrachten gedraagt boter zich als een visco-elastisch materiaal. |
| Melk | Melk is een emulsie van melkvet in een waterige oplossing die veel verschillende eiwitten, lactose en zouten bevat. Wanneer deze melk in de fabriek wordt gehomogeniseerd, worden deze bolletjes gebroken en wordt het vet gedispergeerd in kleinere druppeltjes, eveneens gestabiliseerd door eiwitten. | Deze vertonen variabele viscositeit en reologisch gedrag dat afhankelijk is van de mengselsamenstelling en verwerkingsomstandigheden. |
| Crème | Room is een geconcentreerde emulsie van melkvet in een waterfase; de concentratie is afhankelijk van het soort crème. | Deze vertonen variabele viscositeit en reologisch gedrag dat afhankelijk is van de mengselsamenstelling en verwerkingsomstandigheden. |
| Ijsje | IJs is een zeer complex product; het bevat onder andere druppeltjes melkvet, maar ook suikerkristallen, ijskristallen en luchtbellen. | Deze vertonen variabele viscositeit en reologisch gedrag dat afhankelijk is van de mengselsamenstelling en verwerkingsomstandigheden. |
| Snijden | Bij kaas heeft het gehalte aan melkcaseïne een grote invloed op de reologische eigenschappen van de stremselgel, de hardingssnelheid en de maximale stevigheid. | In het kaasproductieproces verstoort coagulatie de productie, omdat kazen die zijn verkregen uit melk met een lage coagulatiecapaciteit gevoeliger zijn voor opslagverliezen en kunnen worden onderworpen aan onvolledige en niet-homogene serumdrainage, waardoor defecten in de rijpingsfase ontstaan. |
| Melkpoeder | Melkpoeder wordt geproduceerd door het proces van 'sproeidrogen', waarbij geconcentreerde melk onder hoge druk door zeer fijne spuitmonden in een kamer met warme lucht wordt geperst. Dit proces wordt veel gebruikt bij het maken van producten die zo divers zijn als babyvoeding, koffie, soepmixen en kleurstoffen. | De efficiëntie van het drogen wordt grotendeels bepaald door de vernevelingsgraad, die recht evenredig is met de viscositeit van de voedingsoplossing. De viscositeit van de melk bij de verstuivingsstap heeft dus een cruciaal effect op de eigenschappen van het resulterende melkpoeder. Geïnstalleerd op het punt vóór de verstuiver, bood de viscositeitsmeter een aanzienlijk betere controle over het verstuivingsproces, wat leidde tot minder verspilling, een lager energieverbruik en een betere controle van de producttextuur, bulkdichtheid en vochtgehalte. |
In de voedingsmiddelenindustrie op zuivelbasis is er een behoefte om producten te vervaardigen van constant hoge kwaliteit volgens strikte specificaties uit grondstoffen die kunnen variëren in hun samenstelling of fysische eigenschappen. De consument verwacht dat een product een passende en consistente textuur heeft - een eigenschap die wordt beïnvloed door de viscositeit.
Typische productieprocessen die betrokken zijn bij zuivelverwerking, zoals thermische cycli en mechanische bewerkingen (roeren, filtreren, kneden, samenpersen, enz.), Kunnen de reologische eigenschappen en op hun beurt de eigenschappen van het eindproduct aanzienlijk veranderen. Om een fabricageproces te besturen, moet eerst een kwaliteit of parameter die de huidige toestand van het proces kenmerkt, worden geïdentificeerd en vervolgens gemeten. Bij de meeste zuivelproductieprocessen worden vloeistoffen en halfvaste materialen gebruikt. Viscositeit is een belangrijke fysische eigenschap van vloeistoffen, die een dieper inzicht geeft in wat er precies gebeurt op moleculair niveau, dat de toestand van een proces vaak vrij goed kenmerkt, of het nu alleen is of in combinatie met andere fysische en chemische eigenschappen.
De fasen in het productieproces van typische zuivelproducten waarbij een viscositeitsmeter aanzienlijke voordelen kan bieden op het gebied van proces- en kwaliteitscontrole, zijn:
1. Formulering, R&D & testen van zuivelproducten en grondstoffen
Viscositeitsmetingen worden door de procesingenieurs gebruikt bij het ontwerpen van formuleringen en voor de ontwikkeling van producten om doeleigenschappen te vertonen. Bovendien is voor de productie van geneesmiddelen en voedingsmiddelen de traceerbaarheid van het proces belangrijk voor regelgevende instanties en zorgen inline metingen voor een volledige track en trace van de producten gedurende de productiecyclus.
Bovendien zijn viscositeitsmetingen nuttig voor inkomende kwaliteitscontroleprocedures voor het screenen en testen van grondstoffen voordat ze worden vrijgegeven aan de volgende voedselverwerkingsfase.
2. Productiebewaking
Inline viscositeitsmetingen van een vloeistof die wordt verwerkt, kunnen realtime inzicht geven in hoe het proces zich ontwikkelt. Voedselverwerkingssystemen met inline viscositeitsbewaking kunnen deze veranderingen detecteren en compenseren en passende corrigerende maatregelen nemen om de consistentie te behouden.
3. Kwaliteitscontrole
De informatie om de doeltreffendheid van verwerkingsstappen te verifiëren met een betrouwbaar kwaliteitscontroleproces (QC) is uiterst essentieel om consistente batches te garanderen - een belangrijke productiemethode in de zuivelindustrie.
Daarom wordt het belangrijk om de eigenschappen van de procesvloeistof in realtime te bewaken en adaptieve aanpassingen te maken van:
Aangezien de viscositeit van het zuivelproduct tijdens de verwerking geen statische parameter is, maar varieert door zowel de procesvereiste als de verwerking zelf, is het cruciaal om de viscositeit tijdens de volledige verwerkingscyclus te bewaken (en te regelen).
Samengevat: in-line viscositeitsmeting en -regeling kan op de volgende manieren een effectief en voordelig middel zijn voor procesbeheersing in de zuivelindustrie:
Om deze redenen kan viscositeitsmeting verkregen met een inline viscositeitsmeter een uitstekende QC-benchmark bieden en QA / QC van het proces en het eindproduct garanderen.
Ingenieurs en fabrieksoperators in de verwerking van zuivelproducten beseffen de noodzaak om viscositeitsmetingen uit te voeren en tussenbeide te komen door middel van gepaste corrigerende maatregelen om een hoogwaardige en consistente productreologie te stimuleren. Het uitvoeren van deze metingen heeft hen in de loop der jaren echter uitgedaagd.
Offline steekproeven zijn simpelweg onbetrouwbaar en niet geschikt voor de zuivelindustrie
Het monitoren van de viscositeit van een vloeistof in een proces betekent vaak het nemen van een monster van de vloeistof uit een tank of pijpleiding en het brengen van dit monster naar een laboratorium waar de reologische eigenschappen worden gemeten met een laboratoriumviscositeitsmeter of reometer. Op basis van de bevindingen moet de procesoperator worden geïnformeerd of de vloeistof de gewenste viscositeit heeft, of dat er na interventie nieuwe metingen moeten worden uitgevoerd als verdere actie nodig is. Dit systeem wordt off-line of handmatige besturing genoemd, met verschillende duidelijke nadelen: het is tijdrovend en vaak onnauwkeurig, zelfs voor ervaren operators. Meestal komen de resultaten te laat om een batch te redden.
Het alternatief is om een in-line viscositeitsmeter te gebruiken die gedurende het hele proces continu de viscositeit van de procesvloeistof bewaakt. Dit instrument geeft een uitgangssignaal af dat, indien weergegeven, de operator de nodige informatie geeft om het proces te besturen. Als alternatief zijn viscositeitsmeteruitgangen aangesloten op een PLC (Programmable Logic controller) / DCS (Digital Control System) voor automatische procesregeling.
Problemen met conventionele viscositeitsmeters voor inline installatie
Traditionele viscositeitsmeters ondervinden problemen met betrekking tot de vloeistofstroom in pijpleidingen en tankmenginstallaties. In het algemeen functioneren viscositeitsmeters niet goed in turbulente stroming. Roterende instrumenten werken alleen tot een bepaalde maximale stroomsnelheid. De stroom moet worden gecontroleerd voor viscositeitsmeters met drukval. Stroomgerelateerde problemen kunnen worden vermeden door de viscositeitsmeter on-line te installeren en de monsterstroom aan het instrument aan te passen. De reactietijd van het instrument kan verband houden met de stroomomstandigheden, aangezien een voldoende verversingssnelheid van het monster vereist is voor effectieve controle. In het geval van een tankinstallatie is het wenselijk om het instrument in een positie te plaatsen waar de aangrenzende vloeistof de algehele toestand van de procesvloeistof vertegenwoordigt, en om 'dode gebieden' te vermijden. Instrumenten die in een procesomgeving worden gebruikt, moeten robuust zijn en bestand zijn tegen alle corrosieve materialen die ze kunnen tegenkomen, vooral tijdens het reinigen.
Wanneer een voedselproces continu is, is online detectie (die de status van een proces in realtime bepaalt) een ideale methode om dit probleem aan te pakken. Voor nuttige toepassingen moeten sensoren aan verschillende eisen voldoen, zoals de mogelijkheid om te communiceren met bewakings- en regelsystemen van de fabriek, robuuste metingen ongeacht de stroom- of omgevingsomstandigheden, reinigbaarheid en stabiliteit in tijd en temperatuur.
Geautomatiseerde in-line viscositeitsmeting en -controle is betrouwbaar om te bewaken en ervoor te zorgen dat de reologische eigenschappen intact zijn met de specificaties en ervoor te zorgen dat kritieke kenmerken volledig voldoen aan de vereisten voor meerdere batches, zonder afhankelijk te zijn van offline meetmethoden en monsterafname-technieken.
Rheonics Procescontrolesensoren voor de voedingsindustrie hebben, parallel aan de ontwikkelingen in de procescontroletechnologie, het potentieel om de niveaus van procesautomatisering te verhogen en de fabrieksingenieurs uit te rusten om maximale voordelen te behalen uit digitalisering, procesgegevensrealisatie en langetermijnactieplannen, data- gebaseerde onderhouds- en betrouwbaarheidsplanning en hoge herhaalbaarheid wat betreft de kwaliteit en consistentie van de zuivelproducten. Rheonics biedt de volgende oplossingen voor procesbeheersing en optimalisatie bij het formuleren, verwerken, opschalen en testen van zuivelproducten.
Dit instrument geeft een uitgangssignaal en aflezing op een softwarepaneel dat, indien weergegeven, de operator de nodige informatie geeft om het proces te besturen. Als alternatief is het wellicht mogelijk om de uitvoer naar een automatische procesregelaar te sturen. Geïntegreerde controlesystemen zorgen ervoor dat de viscositeits- / dichtheidsinformatie in de proceslijn effectief kan worden gebruikt.
Rheonics biedt een geïntegreerde kant-en-klare oplossing voor het kwaliteitsmanagement van de productie van zuivelproducten, bestaande uit:
De SRV-sensor is in-line geplaatst en meet dus continu de viscositeit (en dichtheid in het geval van SRD). Waarschuwingen kunnen worden geconfigureerd om de operator op de hoogte te stellen van de nodige actie of het hele beheerproces kan volledig worden geautomatiseerd RPTC (Rheonics Voorspellende trackingcontroller). Het gebruik van een SRV in een proceslijn voor de bereiding van zuivelproducten resulteert in een verbeterde productiviteit, winstmarges en naleving van de regelgeving. Rheonics sensoren hebben een compacte vormfactor voor eenvoudige OEM- en retrofit-installatie. Ze vereisen geen onderhoud of herconfiguraties. De sensoren bieden nauwkeurige, herhaalbare resultaten, ongeacht hoe of waar ze zijn gemonteerd, zonder dat er speciale kamers, rubberen afdichtingen of mechanische bescherming nodig zijn. Omdat ze geen verbruiksartikelen gebruiken en geen herkalibratie vereisen, zijn SRV en SRD uiterst eenvoudig te bedienen, wat resulteert in extreem lage bedrijfskosten gedurende de hele levensduur.

Als de procesomgeving eenmaal tot stand is gebracht, is er doorgaans weinig inspanning nodig om de integriteitsconsistentie van de systemen te behouden – operators kunnen vertrouwen op de strakke controle met Rheonics Oplossing voor kwaliteitsbeheer van zuivelproducten. Het bereiken van een hogere kwaliteit, hogere opbrengsten, minder verliezen en minder degradatie van het product.
Rheonics' SRV en SRD hebben een zeer kleine vormfactor voor eenvoudige OEM- en retrofit-installatie. Ze maken een eenvoudige integratie in elke processtroom mogelijk. Ze zijn gemakkelijk schoon te maken en vereisen geen onderhoud of herconfiguratie. Ze hebben een kleine footprint waardoor inline-installatie in elke proceslijn mogelijk is, waardoor extra ruimte of adaptervereisten worden vermeden.
Rheonics SRV en SRD zijn beschikbaar in tri-clamp en DIN 11851-aansluitingen naast op maat gemaakte procesaansluitingen.
Zowel SRV als SRD voldoen aan de vereisten voor voedselcontact conformiteitsvereisten volgens de Amerikaanse FDA- en EU-voorschriften.
Rheonics SRV en SRD maken gebruik van een unieke gepatenteerde coaxiale resonator, waarbij twee uiteinden van de sensoren in tegengestelde richtingen draaien, waardoor reactiekoppels op hun montage worden geëlimineerd en ze dus volledig ongevoelig worden voor montageomstandigheden en stroomsnelheden. Het sensorelement zit direct in de vloeistof, zonder speciale vereisten voor behuizing of beschermende kooi.
Rheonics' RheoPulse software is krachtig, intuïtief en gemakkelijk te gebruiken. Real-time procesvloeistof kan worden gecontroleerd op de geïntegreerde IPC of een externe computer. Meerdere sensoren verspreid over de fabriek worden beheerd vanuit één dashboard. Geen effect van drukpulsatie door pompen op sensorwerking of meetnauwkeurigheid. Geen effect van trillingen.
Installeer de sensor direct in uw processtroom om realtime viscositeits- (en densiteits-) metingen uit te voeren. Er is geen bypass-lijn nodig: de sensor kan in-line worden ondergedompeld; debiet en trillingen hebben geen invloed op de meetstabiliteit en nauwkeurigheid.
In het onwaarschijnlijke geval van een beschadigde sensor dient u de sensoren te vervangen zonder de elektronica te vervangen of opnieuw te programmeren. Drop-in vervangingen voor zowel sensor als elektronica zonder enige firmware-updates of kalibratiewijzigingen. Eenvoudige montage. Verkrijgbaar met standaard en maatwerk procesaansluitingen zoals NPT, Tri-Clamp, DIN 11851, Flens, Varinline en andere sanitaire en hygiënische aansluitingen. Geen speciale kamers. Gemakkelijk te verwijderen voor reiniging of inspectie. SRV is ook verkrijgbaar met DIN11851 en tri-clamp aansluiting voor eenvoudige montage en demontage. SRV-sondes zijn hermetisch afgesloten voor Clean-in-place (CIP) en ondersteunen hogedrukreiniging met IP69K M12-connectoren.
Rheonics instrumenten hebben roestvrijstalen sondes en zijn optioneel voorzien van beschermende coatings voor speciale situaties.
24V DC voeding met minder dan 0.1 A stroomopname tijdens normaal gebruik.
Ultrasnelle en robuuste elektronica, gecombineerd met uitgebreide computermodellen, zorgen ervoor Rheonics apparaten een van de snelste, veelzijdige en meest nauwkeurige in de branche. SRV en SRD geven elke seconde realtime, nauwkeurige metingen van de viscositeit (en dichtheid voor SRD) en worden niet beïnvloed door variaties in de stroomsnelheid!
Rheonics'instrumenten zijn gebouwd om metingen te doen in de meest uitdagende omstandigheden.
SRV is verkrijgbaar met het breedste operationele assortiment op de markt voor inline procesviscometer:
Rheonics'SRD is een uniek product dat drie verschillende instrumenten voor viscositeits-, dichtheids- en temperatuurmetingen vervangt. Het elimineert de moeilijkheid van het naast elkaar plaatsen van drie verschillende instrumenten en levert extreem nauwkeurige en herhaalbare metingen onder de zwaarste omstandigheden.
Integreer een SRV in de proceslijn en zorg voor consistentie door de jaren heen. SRV bewaakt en controleert constant de viscositeit (en dichtheid in het geval van SRD) en activeert adaptief kleppen voor het doseren van de mengselbestanddelen. Optimaliseer het proces met een SRV en ervaar minder uitval, lager energieverbruik, minder niet-naleving en besparing op materiaalkosten. En uiteindelijk draagt het bij aan een beter bedrijfsresultaat en een beter milieu!

SRV (en SRD) monitoren de reiniging van de vloeistofleidingen door de viscositeit (en dichtheid) van het reinigingsmiddel/oplosmiddel tijdens de reinigingsfase te meten. Kleine resten worden door de sensor gedetecteerd, zodat de operator kan bepalen of de leiding schoon/geschikt is voor het beoogde doel. SRV (en SRD) leveren daarnaast informatie aan het geautomatiseerde reinigingssysteem om volledige en herhaalbare reiniging tussen runs te garanderen, waardoor volledige naleving van de hygiënenormen voor voedselverwerkende bedrijven wordt gewaarborgd.

Geavanceerde, gepatenteerde elektronica is het brein van deze sensoren. SRV en SRD zijn verkrijgbaar met industriestandaard procesaansluitingen zoals ¾” NPT, DIN 11851, flens en Tri-clamp waardoor operators een bestaande temperatuursensor in hun proceslijn kunnen vervangen door SRV/SRD, wat zeer waardevolle en bruikbare procesvloeistofinformatie oplevert, zoals viscositeit, naast een nauwkeurige temperatuurmeting met behulp van een ingebouwde Pt1000 (DIN EN 60751 klasse AA, A, B beschikbaar) .
De sensorelektronica is verkrijgbaar in zowel een transmitterbehuizing als een kleine DIN-railmontage en maakt eenvoudige integratie in proceslijnen en in apparatuurkasten van machines mogelijk.
Meerdere analoge en digitale communicatiemethoden die in de sensorelektronica zijn geïmplementeerd, maken het aansluiten op industriële PLC- en besturingssystemen eenvoudig en eenvoudig.
Analoge en digitale communicatie-opties
Optionele digitale communicatie-opties
De noodzaak om vloeistofeigenschappen te karakteriseren is van cruciaal belang bij het formuleren, opschalen, verwerken en testen van zuivelproducten, evenals bij het ontwerp en de ontwikkeling van apparatuur die in deze processen wordt gebruikt. Hieronder volgen de belangrijkste voordelen van de integratie van een inline viscositeitsbeheeroplossing bij de verwerking van zuivelproducten.
Ondersteunt continue productie en zorgt voor consistentie tussen batches
Viscositeit is de sleutel tot het vinden van een manier om de emulsiekwaliteit te meten, zodat een zekere mate van consistentie van de ene batch naar de andere kan worden gehandhaafd.
Verbeteringen in procesefficiëntie
Het bewaken van de viscositeit tijdens een proces kan de procesefficiëntie verbeteren door energiebesparingen te realiseren en ondermenging te voorkomen.
Verlaging van materiaalkosten
Passende aanpassingen aan de productieprocessen in realtime kunnen het materiaalverbruik onder controle houden en bijna exact tot de juiste hoeveelheid die moet worden gedoseerd, wat resulteert in aanzienlijke besparingen op materiaalkosten.
Rheonics biedt intrinsiek veilige sensoren gecertificeerd door ATEX en IECEx voor gebruik in gevaarlijke omgevingen. Deze sensoren voldoen aan de essentiële gezondheids- en veiligheidseisen met betrekking tot het ontwerp en de constructie van apparatuur en beveiligingssystemen bedoeld voor gebruik in potentieel explosieve atmosferen.
De intrinsiek veilige en explosieveilige certificeringen van Rheonics maakt het ook mogelijk om een bestaande sensor aan te passen, waardoor onze klanten de tijd en kosten kunnen vermijden die gepaard gaan met het identificeren en testen van een alternatief. Er kunnen op maat gemaakte sensoren worden geleverd voor toepassingen waarbij één tot duizenden eenheden nodig zijn; met doorlooptijden van weken versus maanden.
Rheonics SRV & SRD zijn beide ATEX- en IECEx-gecertificeerd.


Installeer de sensor rechtstreeks in uw processtroom om realtime viscositeits- en dichtheidsmetingen uit te voeren. Er is geen bypass-leiding nodig: de sensor kan in-line worden ondergedompeld; debiet en trillingen hebben geen invloed op de meetstabiliteit en nauwkeurigheid. Optimaliseer de mengprestaties door herhaalde, opeenvolgende en consistente tests op de vloeistof uit te voeren.
In-line kwaliteitscontrolelocaties
Instrumenten / sensoren
SRV Viscometer OF een SRD voor extra dichtheid
Rheonics ontwerpt, produceert en verkoopt innovatieve vloeistofdetectie- en monitoringsystemen. Precisie gebouwd in Zwitserland. Rheonics'in-line viscometers en dichtheidsmeters hebben de gevoeligheid die vereist wordt door de toepassing en de betrouwbaarheid die nodig is om te overleven in een zware werkomgeving. Stabiele resultaten – zelfs onder ongunstige stromingsomstandigheden. Geen effect van drukval of stroomsnelheid. Het is evenzeer geschikt voor kwaliteitscontrolemetingen in het laboratorium. U hoeft geen enkel onderdeel of parameter te wijzigen om over het volledige bereik te meten.