Czy balansowanie piekarnika jest dla Ciebie wyzwaniem? In-Process NIR oferuje rozwiązanie

Chociaż obecnie jest zautomatyzowana pod wieloma względami, produkcja żywności na skalę przemysłową nadal ma nieoczekiwane zmienne, które mogą wpływać na jakość. Kiedy składniki są przyjmowane, mieszane, uformowane, poddawane procesowi gotowania, przyprawiane i ostatecznie pakowane, brak równowagi w zawartości wilgoci i tłuszczu może prowadzić do złego wyniku. Fakt ten dotyczy zwłaszcza pieczonych przekąsek, gdzie jakość składników i kontrola procesu są niezbędne do produkcji najlepszych produktów.

Równoważenie piekarnika jest wyzwaniem kontroli procesu dla wielu producentów wypieków. Wiele pieców przemysłowych zawiera wiele górnych elementów grzejnych, które pieczą surowe ciasto w sekcjach. Podobnie jak w przypadku wszystkich maszyn, elementy te mogą z czasem zacząć działać zbyt gorąco lub zbyt chłodno. Do operatora należy zidentyfikowanie tych zmian i podjęcie działań naprawczych w celu zmniejszenia ilości odpadów i przestojów.

Ponadto skład pieczonej lub smażonej przekąski zmienia się wraz z postępem w trakcie procesu. Dane uzyskane podczas analizy surowców lub rutynowych próbek pobieranych na różnych etapach nie zawsze przenoszą się do produkcji. Załóżmy, że produkt wychodzi z piekarnika, wyglądając na niedopieczony lub prawdopodobnie spalony. W takim przypadku operator może błędnie obwiniać ustawienia pieca, gdy może się zdarzyć, że wilgotność surowego ciasta jest poza specyfikacją.

Dlatego posiadanie metody monitorowania zawartości wilgoci i tłuszczu na krytycznych etapach produkcji pozwala firmom osiągnąć kompleksową kontrolę, pomagając zmniejszyć ilość odpadów, utrzymać idealne standardy produktów, poprawić wydajność operacyjną i zarządzać kosztami energii. Osiąga się to za pomocą technologii bliskiej podczerwieni (NIR) w procesie.

Jak NIR jest stosowany w produkcji żywności

Analizatory NIR laboratoryjne/liniowe

‍

Analizatory NIR w procesie

Analiza NIR linii AT jest od dawna stosowana jako szybkie i skuteczne narzędzie pomagające producentom żywności analizować ich produkty pod kątem ważnych składników jakościowych. Należą do nich wilgoć i tłuszcz, białko, popiół, błonnik, cukier i inne; wszystkie odgrywają kluczową rolę w tym procesie.

Niezależnie od tego, czy jest używany do pomiaru jakości przychodzących składników, czy do okresowego pobierania próbek produktów przed pakowaniem, liniowy NIR umożliwia producentom żywności prowadzenie własnej analizy jakości, zmniejszając ich zależność od analizy laboratoryjnej jakości.

Jednak dla wielu firm wgląd w linię NIR pomogły stworzyć ramy dla rozwiązania do analizy wilgotności i tłuszczu w trakcie procesu. Czujniki NIR w procesie to skuteczne technologie do kontroli w zamkniętej pętli piekarników, frytowniczy, prędkości taśmy i innych procesów, w których zachodzi zmiana zawartości wilgoci lub tłuszczu. Systemy te mogą integrować się z istniejącymi systemami sterowania za pomocą standardowych protokołów IO, dodając cenne dane, aby zmaksymalizować wydajność produkcji w większości środowisk przetwarzania żywności.

Jak odkryła ta światowej sławy firma zajmująca się krakersami z przekąskami, z pewną kreatywnością myślenia i wiedzą aplikacyjną, kalibracje NIR, których używają do potwierdzenia ich produktów na linii, dały im przewagę w opracowywaniu nowatorskiej metody kontroli jakości krakersów przed i po upieczeniu.

O aplikacji producenta Cracker

Ten producent krakersów był już zaznajomiony z technologią liniową NIR - w szczególności Analizator serii SpectraStar™ XT. Rutynowa analiza NIR na linii za pomocą systemu SpectraStar jest od lat podstawowym etapem ich programu jakości, szczególnie w analizie próbek ciasta pod kątem zawartości wilgoci i tłuszczu po opuszczeniu miksera i wykańczania produktów przy wyjściu z piekarnika.

W tym procesie arkusz do ciasta wciska ciasto krakersowe w długi jednolity arkusz, a następnie przekazuje je na przenośniku do piekarnika. Piekarnik ma trzy górne elementy grzejne zaprojektowane do równomiernego pieczenia ciasta krakersowego podczas przechodzenia przez przenośnik. Dlatego znając wilgotność ciasta krakersowego i zawartość tłuszczu przed i po piec ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia zrównoważenia piekarnika, a tym samym zapewniania stałej jakości produktu końcowego.

Prace rozpoczynają się od KPM nad rozwiązaniem do monitorowania w procesie

Firma zgodziła się przetestować internetowy analizator żywności serii MCT460 - MCT466-SF — w jednym z największych zakładów produkcji krakersów. Czujniki zostały skonfigurowane do analizy wilgotności ciasta krakersowego oraz wilgoci i tłuszczu w pieczonych krakersach. Urządzenia zostały wstępnie skalibrowane w laboratorium aplikacji KPM Analytics. Dokonali ostatecznych korekt na miejscu, korzystając z wyników testów porównawczych z systemu SpectraStar XT zarówno dla ciasta wchodzącego do piekarnika, jak i wychodzącego z niego pieczonego produktu.

Po kilku tygodniach testów odkryli znaczne oszczędności czasu przestojów, kontrolując wilgotność ciasta zgodnie ze specyfikacją procesu. Kiedy wilgoć w cieście spadła poniżej najniższej granicy wilgotności, stała się lepka. Nie przeszedłby skutecznie przez resztę procesu i czasami zostałby wyrzucony z produkcji.

W przeszłości dokonanie tej korekty w czasie rzeczywistym było niemożliwe - ale już nie, dzięki ich rozwiązaniu z dokładną kalibracją MCT466-SF za pomocą SpectraStar.

Sekwencja analizy produktu wchodzącego do piekarnika

Ostatecznie do części ciasta w procesie zastosowano wiele stałych czujników pomiarowych MCT466-SF w celu analizy całej szerokości ciasta krakersowego wchodzącego do piekarnika. Firma współpracowała z KPM Analytics, aby ustawić czujniki w równo odległych miejscach na surowym cieście.

Operatorzy zostali ostrzeżeni wizualnie o cieście poza specyfikacją za pomocą Light Stack połączonego z zespołem analizatorów MCT466-SF. „Żółte” światło wskazywałoby, kiedy ciasto zmierza w kierunku granic specyfikacji, dając operatorowi wystarczająco dużo czasu na dokonanie zmiany procesu. „Czerwone” światło wskazywałoby, że ciasto osiągnęło najniższą specyfikację wilgotności.

Ta prosta, ale skuteczna aplikacja dostarcza operatorowi cennych informacji, aby podjąć działania naprawcze i dostosować formułę ciasta przed ryzykowaniem marnotrawstwa produkcji.

Sekwencja analizy produktu wychodzącego z piekarnika

Krakersy wychodzące z piekarnika do pieczenia wymagały stałych odczytów wilgotności i tłuszczu, aby nadać krakersowi jednolity chrupkość i smak. Ku ich zaskoczeniu zawartość wilgoci zmieniała się z jednej strony przenośnika taśmowego na drugą z powodu nieprawidłowego wyważenia stref pieca do pieczenia.

W rezultacie rozpoczęły się dyskusje wokół innej oferty NIR w trakcie procesu, która mogłaby stale skanować produkt na szerokim obszarze: System Guardian-HD.

Początkowo opracowany dla branży profilowania stron internetowych, Guardian-HD ma czujnik NIR zamontowany na specjalnie skonstruowanej ramie trawersowej. Systemy te zapewniają wytrzymałe, nieniszczące skanowanie w celu monitorowania zawartości wilgoci i tłuszczu w czasie rzeczywistym.

Dzięki możliwości skanowania całej szerokości paska operator był lepiej przygotowany do określenia, czy jego piekarnik działa zgodnie ze specyfikacjami i dostosować go w razie potrzeby. Firma zastosowała podobną aplikację lekkiego stosu do aplikacji kontroli wilgoci i tłuszczu przed pieczeniem.

Po raz kolejny SpectraStar XT odegrał kluczową rolę w usprawnieniu kalibracji Guardian-HD w celu analizy wilgoci i tłuszczu zgodnie z niezbędnymi specyfikacjami. To dało klientowi zaufanie do ich zastosowania, co doprowadziło ich do wdrożenia podobnych aplikacji w innych lokalizacjach zakładów na całym świecie.

Kontroluj jakość przekąsek wszędzie tam, gdzie się liczy

Choć różni się wielkością, liczbą linii produkcyjnych i innymi szczegółami, wiele operacji pieczenia na ogół przebiega tymi samymi podstawowymi etapami w procesie produkcyjnym. Jak stwierdził ten producent krakersów, oprzyrządowanie NIR w trakcie procesu zapewnia niezawodny i powtarzalny pomiar ważnych składników wysokiej jakości bez zakłócania produkcji ani konieczności rutynowej konserwacji lub kalibracji. Aby uzyskać inne przykłady, pobierz nasz darmowa biała księga obejmujące inne kreatywne rozwiązania dla producentów przekąsek w celu zapewnienia jakości na krytycznych etapach operacyjnych.