¿Equilibrar el horno es un desafío para usted? El NIR en proceso ofrece una solución

Si bien hoy en día está automatizada de muchas maneras, la producción de alimentos a escala industrial todavía tiene variables inesperadas que pueden afectar a la calidad. Cuando los ingredientes se reciben, se mezclan, se forman, se someten a un proceso de cocción, se sazonan y, finalmente, se envasan, un desequilibrio en el contenido de humedad y grasa puede provocar un mal resultado. Este hecho es especialmente cierto en el caso de los bocadillos horneados, donde la calidad de los ingredientes y el control del proceso son esenciales para producir los mejores productos.

El balanceo del horno es un desafío de control de procesos para muchos productores de productos horneados. Muchos hornos de tamaño industrial contienen varios elementos de calentamiento en la parte superior que hornean la masa cruda en secciones. Como ocurre con toda la maquinaria, estos elementos pueden empezar a calentarse o enfriarse demasiado con el tiempo. Depende del operador identificar estas variaciones y tomar medidas correctivas para reducir el desperdicio y el tiempo de inactividad.

Además, la composición de un producto de aperitivo horneado o frito cambia a medida que avanza a lo largo del proceso. Los datos adquiridos durante el análisis de las materias primas o la toma de muestras rutinarias en varias etapas no siempre se transfieren a la producción. Supongamos que un producto sale del horno pareciendo poco cocido o posiblemente quemado. En ese caso, el operador puede culpar erróneamente a la configuración del horno cuando es posible que la humedad de la masa cruda esté fuera de las especificaciones.

Por lo tanto, contar con un método para monitorear el contenido de humedad y grasa en las etapas críticas de la producción permite a las empresas lograr un control integral, lo que ayuda a reducir el desperdicio, mantener los estándares ideales de los productos, mejorar la eficiencia operativa y administrar los costos de energía. Esto se logra con la ayuda de la tecnología de infrarrojo cercano (NIR) en proceso.

Cómo se usa la NIR en la producción de alimentos

Analizadores NIR de laboratorio/en línea

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Analizadores NIR en proceso

El análisis NIR en línea se ha utilizado durante mucho tiempo como una herramienta rápida y eficaz para ayudar a los productores de alimentos a analizar sus productos en busca de componentes de calidad importantes. Estos incluyen la humedad y la grasa, las proteínas, el contenido de cenizas, la fibra, el azúcar y otros; todos desempeñan un papel fundamental en el proceso.

Ya sea que se utilice para medir la calidad de los ingredientes entrantes o para tomar muestras periódicas de los productos antes del envasado, la NIR en línea permite a los productores de alimentos realizar sus análisis de calidad internamente, lo que reduce su dependencia de los análisis de laboratorio de calidad.

Sin embargo, para muchas empresas, los conocimientos de NIR en línea han ayudado a sentar las bases para una solución de análisis de humedad y grasa durante el proceso. Los sensores NIR durante el proceso son tecnologías eficaces para controlar en circuito cerrado los hornos, las freidoras, la velocidad de la cinta y otros procesos en los que se producen variaciones en el contenido de humedad o grasa. Estos sistemas pueden integrarse en los sistemas de control existentes con los protocolos de E/S estándar del sector, añadiendo datos valiosos para maximizar la eficiencia de la producción en la mayoría de los entornos de procesamiento de alimentos.

Como descubrió esta empresa de galletas para aperitivos de renombre mundial, con un poco de creatividad y conocimientos sobre aplicaciones, las calibraciones NIR que utilizan para confirmar sus productos en línea les dieron una ventaja inicial a la hora de desarrollar un método novedoso para controlar la calidad de las galletas antes y después de hornearlas.

Acerca de la aplicación Cracker Producer

Este productor de galletas ya estaba familiarizado con la tecnología NIR en línea, específicamente con la Analizador SpectraStar™ serie XT. El análisis NIR rutinario en línea con el sistema SpectraStar ha sido un paso fundamental en su programa de calidad durante años, especialmente para analizar las muestras de masa para determinar el contenido de humedad y grasa después de dejar la batidora y los productos de acabado a la salida del horno.

En este proceso, una laminadora de masa presiona la masa de galletas hasta formar una lámina larga y uniforme, y luego la pasa por un transportador hasta el horno. El horno tiene tres elementos de calentamiento superiores diseñados para hornear la masa de galletas de manera uniforme a medida que pasa por el transportador. Por lo tanto, conocer el contenido de humedad y grasa de la masa para galletas antes y después el horno es fundamental para garantizar que el horno esté equilibrado y, por lo tanto, produzca una calidad de producto final uniforme.

El trabajo comienza con KPM en una solución de monitoreo durante el proceso

La empresa acordó probar el analizador de calidad alimentaria en línea de la serie MCT460: el MCT466-SF — en una de sus instalaciones de fabricación de galletas más grandes. Los sensores se configuraron para analizar la humedad de la masa de galletas y la humedad y la grasa de las galletas horneadas. Las unidades se precalibraron en el laboratorio de aplicaciones de KPM Analytics. Hicieron los ajustes finales in situ utilizando los resultados de las pruebas comparativas de su sistema SpectraStar XT, tanto para la masa que entraba en el horno como para el producto horneado que salía de él.

Tras varias semanas de pruebas, descubrieron un ahorro considerable en el tiempo de inactividad al controlar la humedad de la masa dentro de las especificaciones del proceso. Cuando la humedad de la masa caía por debajo del límite mínimo de humedad, se volvía pegajosa. No pasaba de manera eficiente por el resto del proceso y, en ocasiones, se descartaba de la producción.

En el pasado, realizar este ajuste en tiempo real era imposible, pero ya no, gracias a su solución con la calibración precisa del MCT466-SF con el SpectraStar.

Secuencia de análisis del producto que entra en el horno

En última instancia, se utilizaron varios sensores MCT466-SF de medición fija para la parte de masa del proceso para analizar todo el ancho de la masa para galletas que entraba en el horno. La empresa trabajó con KPM Analytics para colocar los sensores en ubicaciones equidistantes de la masa cruda.

Los operadores recibieron una alerta visual sobre la masa que no cumplía con las especificaciones mediante un Light Stack conectado al equipo de analizadores MCT466-SF. Una luz «amarilla» indicaba si la masa estaba a punto de alcanzar los límites especificados, lo que daba tiempo suficiente para que el operario cambiara el proceso. Una luz «roja» indicaría que la masa ha alcanzado la especificación de humedad más baja.

Esta aplicación sencilla pero eficaz proporciona al operador información valiosa para tomar medidas correctivas y ajustar la formulación de la masa antes de arriesgar una producción a desperdiciar.

Secuencia de análisis del producto que sale del horno

Las galletas que salían del horno de cocción requerían lecturas consistentes de humedad y grasa para darle a la galleta su crujido y sabor uniformes. Para su sorpresa, el contenido de humedad variaba de un lado a otro de la cinta transportadora debido a un equilibrio incorrecto de las zonas del horno.

Como resultado, comenzaron las conversaciones en torno a una oferta de NIR diferente durante el proceso que pudiera escanear continuamente un producto en un área amplia: El sistema Guardian-HD.

Desarrollado inicialmente para la industria de la creación de perfiles web, el Guardian-HD cuenta con un sensor NIR montado en un marco transversal hecho a medida. Estos sistemas proporcionan un escaneo robusto y no destructivo para monitorear el contenido de humedad y grasa en tiempo real.

Con la capacidad de escanear todo el ancho de la correa, el operador estaba mejor equipado para determinar si su horno funcionaba según las especificaciones y ajustarlo según fuera necesario. La empresa empleó una aplicación de apilado ligero similar a la que utilizaba antes del horneado para controlar la humedad y la grasa.

Una vez más, el SpectraStar XT desempeñó un papel decisivo en la optimización de la calibración del Guardian-HD para analizar la humedad y la grasa según las especificaciones necesarias. Esto hizo que los clientes confiaran en su aplicación, lo que los llevó a implementar aplicaciones similares en sus otras plantas de todo el mundo.

Controle la calidad de los bocadillos dondequiera que importe

Si bien varían en tamaño, número de líneas de producción y otros detalles, muchas operaciones de horneado generalmente siguen los mismos pasos básicos en su proceso de producción. Como descubrió este productor de galletas saladas, la instrumentación NIR durante el proceso produce una medición fiable y repetible de los componentes de calidad importantes sin interrumpir la producción ni requerir un mantenimiento o una calibración rutinarios. Para ver otros ejemplos, descargue nuestro libro blanco gratuito que abarca otras soluciones creativas para que los productores de aperitivos exijan calidad en las etapas operativas críticas.