Consideraciones al usar NIR en un entorno de producción de bocadillos

La instrumentación de infrarrojo cercano es ampliamente conocida por proporcionar mediciones rápidas y precisas de la humedad y el aceite, pero ¿sabía que también puede proporcionar porcentajes instantáneos y precisos de saborizantes y condimentos para aperitivos?

Los saborizantes se aplican a los bocadillos, ya sea en forma de suspensión, polvo aromatizado o aceite aromatizado. El saborizante en sí mismo puede ser queso, cebolla, ajo o algún otro tipo de saborizante. Muchos fallos de funcionamiento, como la obstrucción de los pulverizadores o chorros, y los fallos de las bombas pueden provocar una carga de aromatizante incorrecta. La aplicación y distribución consistentes de los saborizantes concentrados son fundamentales para producir un producto final uniforme.

La medición se realizaría tradicionalmente pesando muestras discretas dentro de un recipiente de volumen conocido antes y después del recubrimiento.

% de revestimiento = 100 - (masa del producto no revestido/masa del producto revestido) x 100

Si la proporción de sólidos se mantiene constante, los niveles de saborizante aumentarán/disminuirán proporcionalmente con el peso del recubrimiento.

El indicador NIR mide el contenido de aceite y, siempre que la proporción de sólidos se mantenga constante, se puede inferir el porcentaje de saborizantes.

Los saborizantes se bombean en forma de suspensión y se rocían o se gotean en un vaso de condimentos. La acción giratoria del vaso distribuye el sabor por todo el producto. La medición se realiza cuando el producto sale del vaso o un par de pies aguas abajo. Para que las lecturas sean estables, es esencial que el producto tenga una profundidad mínima de 2 pulgadas en el transportador/vibrotransportador. No se recomienda realizar mediciones en el transportador de cangilones.

Consideraciones sobre la medición

La NIR es una medición sesgada por la superficie. La penetración de la luz es con frecuencia de solo unos pocos milímetros, por lo que es importante que la superficie sea representativa de la masa. Por este motivo, los lugares de medición suelen elegirse en el punto en el que el producto se ha girado o volteado, o después de él.

Cuanto más grande y menos homogéneo sea el producto, más variable será la lectura. La razón de esto es que la orientación del producto afecta a la manera en que la radiación se retrodispersa. Este «ruido de presentación» se puede suavizar aumentando la amortiguación.

El mecanismo de transporte debe cubrir el mecanismo de transporte con una profundidad de lecho suficiente para que toda la señal retrodispersada pueda atribuirse al producto y no a la cinta transportadora. El flujo discontinuo de producto requiere algún dispositivo de cierre para congelar la salida del medidor cuando el producto no está a la vista.

Además, las patatas fritas y otros productos que salen inmediatamente del horno o la freidora suelen «vaporizar», lo que provoca una dispersión de la radiación NIR y lecturas inestables si no se utiliza un difusor de purga de aire para dispersar el vapor.

La temperatura ambiente puede superar los 50°C a la salida de las secadoras y freidoras. Estas temperaturas afectarán negativamente al rendimiento de los componentes electrónicos, por lo que es posible que sea necesario refrigerarlos por aire o por agua.

El medidor debe instalarse en un lugar donde no se vea afectado por las vibraciones del equipo de la planta.

Factores que afectan la precisión de la medición

Además de los factores mencionados en la sección «Consideraciones sobre la medición», el grado de calibración inicial del medidor puede influir considerablemente en la precisión de la medición.

Al calibrar un medidor, es extremadamente importante que el medidor «vea» la muestra de la misma forma en que lo verá cuando haga la medición. En algunas formulaciones en polvo, la apariencia del producto en línea es similar a la que aparece fuera de línea. Sin embargo, en los productos fritos y horneados, con frecuencia hay un mayor grado de translucidez cuando el material está caliente. Por este motivo, es mejor calibrar el producto en línea. Los lugares típicos donde las calibraciones se realizan mejor en línea son a la salida de la freidora y a la salida del horno. Al realizar calibraciones en línea, es importante que se pueda generar un rango de humedad o aceite, ya que esto puede provocar algunos desperdicios.

Como el rango será pequeño, se recomienda medir o recolectar un mínimo de siete muestras para su análisis de laboratorio. Las muestras adicionales proporcionarán una mayor confianza en el intervalo y en el cero. Si el trabajo de calibración no se puede realizar en línea, se debe instalar una calibración fuera de línea en el medidor con muestras que cubran un rango de +/- 2% de la humedad o el aceite objetivo; luego, se debe realizar una corrección cero en línea cuando la línea esté produciendo un producto «bueno».

Las mediciones de aceite y humedad son más útiles cuando se realizan a la salida de una freidora o un horno, ya que se pueden usar en el control automático o manual para corregir el proceso antes de que se produzca un producto que no cumpla con las especificaciones. En estos lugares calurosos, es importante que el medidor se enfríe y que se purgue el aire de la ventana. Con respecto al producto, el manómetro debe colocarse como mínimo 1 metro aguas abajo de la salida de la freidora/secadora y entre 6 y 10 pulgadas por encima de las patatas fritas. Las mediciones del sabor y la humedad se realizan a la salida del tambor de condimentos. El primero se puede utilizar para fines de control de procesos y el segundo como control de calidad final antes del envasado.