Inline mjerenje kvalitete u prehrambenoj industriji

Povećajte kvalitetu proizvoda dok smanjujete proizvodne gubitke i  potrošnju energije

Povećajte kvalitetu proizvoda dok smanjujete proizvodne gubitke i  potrošnju energije

Predstavljamo vam Endress+Hauser rješenja namjenjena kontroli kvalitete i optimizaciji u procesima u prehrambenoj industriji. U nastavku saznajte više o našim studijama slučaja (ukupno 13 ovdje navedenih) u kojima su predstavljena rješenja i ROI. Naši inžinjeri su spremni da odgovore na vaša pitanja i da , zajedno sav ama, učestvuju u razvijanju rješenja za specifične aplikacije i zahtjeve.

Ciljevi i izazovi u proizvodnji hrane:

• Zaštitita brenda osiguravajući sigurnost hrane i kvalitetu proizvoda
• Usklađenost sa regulatornim propisima
• Povećanje profitabilnosti na način da se provedu inicijative za smanjenje gubitaka proizvoda
• Održavanje konkurentnosti na lokalnom i globalnom tržištu
• Fleksibilnost na nove zahtjeve tržišta tj potrošača (novi proizvodi)
• Očuvanje resursa - energije i vode
• Smanjenje budžeta za rad i održavanje
• Smanjenje (i izvještavanje) karbonskog otiska

In-line monitoring kvalitete i upravljanje kvalitetom

Zašto su potrebni in-line praćenje kvalitete? Zbog:

Zaštite branda pomoću „Kontinuirane kontrole kvaliteta“

Smanjenja rizika gubitka proizvoda bržim odzivom na promjene u procesu

Povećanja raspoloživosti postrojenja zbog manje potrošenog vremena (nema čekanja na laboratorijsku analizu)

Sigurnosnog zapisa putem automatskog prikupljanjem parametara kvalitete.

In-line monitoring kvalitete postižemo kontinuiranim, preciznim i pouzdanim Endress+Hauser mjerenjima. Ovdje su samo neki od parametara u našem portfoliju:

• Gustoća, Brix ili Plato, Baume
• pH sa senzorom bez stakla
• Otopljeni kisik
• Vodljivost
• In-line viskoznost
• Mutnoća
• Boja
• Ultra brza temperature
• Sigurni elektronički zapisi (21CFR dio 11)

Da biste se približili idealnom procesu i u slučaju promjene sirovina i procesnih uslova:

• koriste se svi dostupni procesni podaci

• u nekim su područjima potrebni dodatni senzori s detaljnijim signalom.

• svi ti podaci koriste se za stvaranje jasne slike i promjenu parametara kad god je to potrebno.

Za nastavak price o in-line monitoring procesa važan aspekt je diferencijacija preciznosti i ponovljivosti. Zbog toga je važno razumjeti razliku između pojmova koji u ovom, širem kontekstu nisu sinonimi.

Tačnost mjerenja je stepen blizine mjerenja količine s stvarnom vrijednošću te količine

Ponovljivost ili Preciznost, je stepen do kojeg ponovljena mjerenja u nepromijenjenim uslovima pokazuju iste rezultate

Online mjerila moraju se suočiti s okolnostima u proizvodnji, robusniji su, ali manje precizni od laboratorijskih senzora. Ali ponovljivost omogućava stvaranje visokokvalitetne automatizacije procesa

Inline kontrola kvalitete je savršeno “pojačanje” laboratoriji za poboljšanje procesa. Sa in-line mjerenjem dobijate benefite poput:

• Nema čekanja na rezultate iz laba. Proizvodnja do cilja = bolje korištenje kapaciteta, uštede energije i vremena
• Ciljno orjentisani kontrolni krugovi štede sirovinu i energiju jer se proces završava kada se postigne cilj, a ne kada se očekivano vrijeme završi
• Omogućuje trenutno/u toku korektivne akcije
• Podržava stabilan kvalitet
• Smanjuje broj proizvoda izvan specifikacije

Kao zaključak, kada je u pitanju odnos Lab:in-line mjerenje: konačna provjera kvalitete ostaje u labu ali laboratorija nije namjenjena za optimizaciju procesa – već Endress+Hauser instrumentacija!

In-Line kontrola kvalitete – odakle početi?

Procjenite koja se laboratorijska mjerenja mogu nadopuniti on-line ili na-liniji mjerenjima - Odredite vrijednost mjerenja kroz vrijeme ili u slučaju da postoji proizvod izvan specifikacije.

Primjeri:

• pH proizvoda (džemovi, bezalkoholna pića…) nakon dodavanja limunske kiseline za zakiseljavanje. Kakav je utjecaj na ukus/zadovoljstvo kupaca ako se zadane vrijednosti razlikuju u serijama?
• Paradajz pire - koliki je trošak dodavanja više paste nego što je potrebno kod rezanja? Mjerenje Brix-a i viskoznosti može rezultirati velikim uštedama. Konzistentnost proizvoda npr grah, luk, meso i peradi postiže se linijskim mjerenjem viskoznosti konzistencije medija

Primjeri in-line kontrole kvalitete:

• Otopljeni kisik u proizvodnji vina, piva i sokova minimizira oksidaciju proizvoda kako bi se osigurala kvaliteta proizvoda. Pitanje: kako možete znati da li neka od vaših brtvi curi i dopušta ulazak zraka?
• In-line mjerenje gustoće (brix ili koncentracija) osigurava dosljednu kvaliteta proizvoda i smanjenje troškova. Opcije su Coriolis, „tuning viljuška“ ili optička mjerenja
• Vodljivost ili optička mjerenja se koriste kako bi se osiguralo uklanjanje svih deterdženata za čišćenje prije uvođenja proizvoda. Proizvodnja započinje kada se prelazak sa vode na proizvod vrši kako je definisani. To također pomaže u smanjenju gubitaka proizvoda ili utvrđivanju da li pravi proizvod ide na pakovanje

CASE STUDY 1: Mjerenje viskoznosti - Promass 83I

Proizvod: Tijesto

Zadatak: Održavati viskozitet tijesta sve dok se ne dobije potrebna debljina premaza

Postupak: Tijesto koje se sastoji od brašna, vode i aditiva se mješa dok se ne postigne ispravna viskoznost. Promass 83I je instaliran u bypassu miješalice. Čim se dostignu specifikacije, tijesto se dovodi u proizvodni tank za obradu.

Prednosti:

• Stabilan kvalitet proizvoda, bez gubitaka u proizvodnji, povrat ulaganja < pola godine

Informacije o viskoznosti, gustini i temperature

CASE STUDY 2: Flaširanje i punjenje

Ova mjerenja su posljednja stepenica za osiguranje kvalitete proizvoda

• Pravilan pH ili provodljivost osiguravaju da nema kontaminacije, npr. ostatak CIP deterdženta ili pogrešno postavljanje ventila
• Mjerenje otopljenog kisika omogućava da se tokom transfera ne unosi kisik
• Boja osigurava i identificira vrstu piva / soka

CASE STUDY 3: Hidro kuhalo za konzerviranu hranu – održavajte siguran nivo dezinfijensa

Dezinfekcijsko sredstvo u Hidro huhalu (Retort) mora biti kontrolisano kako bi se osigurala sigurnost hrane, a predoziranje dezinfekcijskim sredstvom može uzrokovati koroziju i rasipanje hemikalija, premalo može ugroziti sigurnost hrane

Zamjena uzoraka sa Endress+Hauser instrumentacijom rezultirala je godišnjom uštedom od preko 20.000 BAM samo na troškovima dezinfekcije

Dodavanje prečišćene vode na bazi TDS-a štedi potrošnju toplotne energije i stvara manje otpadne vode

Važan aspekt cijele priče je jednostavan pristup podacima za dezinfekciju i kvalitetu vode za svaku seriju i tako dobijemo kontinuirano unaprjeđenje procesa

Eliminiranje 2 uzorka na sat oslobodilo je laboratorijskog radnika te i na taj način imamo manje troškova.

Kada govorimo o mjerenjima u ovoj aplikaciji onda su to kontinuirana mjerenja slobodnog hlora, pH i vodljivost su mjereni.

Za kraj, ono što gotovo uvijek najviše interesuje službu nabave svakog kupca je ROI. U ovom slučaju sistem sebe otplaćuje unutar 6 do 7 mjeseci

CASE STUDY 4: °Brix mjerenje šećernih otopina

Instrument:        Promass 83S

Medij:                  Žestoka pića

Problem:

• Za kupca ključni parameter kvalitete
• Povećanje troškova sirovina

Benefiti:

- Zaštita podataka zaštićenih recepata

- Smanjeno ručno uzorkovanje

CASE STUDY 5: Kontrola slanosti rasoli - Liquiphant gustoća

Endress+Hauser proizvod: Liquiphant gustoća (vibro-viljuška) + senzor temperature

Zadatak: Osigurati kontinuirano mjerenje saliniteta slane vode u stepenu Baumé ili ˚SAL (Prethodno mjerenje / referenca: ručni potop, salometar))

Proces: Rasol (slana voda) se koristi za konzerviranje, sušenje, kiseljenje mesa, ribe, sira i druge hrane, a ponekad se koristi i kao rashladno sredstvo. Ispravan salinitet presudan je za krajnji kvalitet i troškove rada.

Benefiti: Stabilan kvalitet proizvoda, bez gubitaka u proizvodnji, smanjenje ručnog ispitivanja

CASE STUDY 6: Jabukovača – optimizacija procesa fermentacije

Endress+Hauser proizvod: Liquiphant gustoća (vibro-viljuška) + temperaturni senzor

Zadatak: Pratiti brzinu fermentacije koja se koristi za kontrolu temperature i za doziranje šećera tokom fermentacije od 2 sedmice

Proces: Jabukovača se fermentira u spremnicima od 10m, a šećer se dodaje u fazama. Tokom fermentacije kontroliše se temperatura.

Benefiti:

Ugradnja na 12 spremnika

Troškovi energije :  32,000 BAM/godina

Lab testovi:        44,000 BAM/godina

Ukupno:: 76,000 BAM/godina UŠTEDA

CASE STUDY 7: Kontrola fermentacije u vinariji – Liquiphant gustoća

Eliminisano je 8 x satno ručno mjerenje hidrometra, istovremeno pružajući manji rizik da fermentacija „pobjegne“

CASE STUDY 8: Plato mjerenje sladovine u pivari

Mjerenje vruće i hladne sladovine u pivari su vrlo važna za postizanje najboljeg kvaliteta i prinosa uz očuvanje prostora i energije rezervoara  Endress+Hauser Coriolisov protok mase  - Promass F ili Q omogućava kontinuirani protok platona, volumena i mase.

Test performansi uspoređujući Promass F sa denzitometrom:

CASE STUDY 9: Proizvodnja sladoleda – detekcija medija sa Liquiphant-om

Zadatak:

• otkrivanje medija između mešavine vode i sladoleda
• (sprečavanje odlaska vode u zamrzivač → voda oštećuje zamrzivač)
• Smanjiti gubitak proizvoda koji će se odvoditi - trošak gubitka proizvoda i tretman otpadnih voda
• Gustoća sladoledne smjese cca. 1,07 g / cm³; Podešena prekidačka tačka 1,05 g / cm³

346 šarži godišnje (65 BAM/ šarža) = 22.400 BAM

Zbog čega je Corioliss mjerna tehnologija najbolja za monitoring stanja procesa?

• Šta ako možete upotrijebiti corioliss maseni mjerač protoka za otkrivanje anomalija procesa?
• Mjehurići zraka u mediju uglavnom nisu dobra stvar za pouzdano mjerenje s Coriolisovim mjerilima protoka
• Neka ovo bude u vašu korist, pogledajte dijagnostiku mjerila da biste utvrdili da li se process odvija ispravno.

Primjer: u normalnim uslovima, dijagnostička vrijednost pokazuje 8 (nazivna vrijednost) što ukazuje na oscilaciju cijevi u dobrom rasponu. Ako se zrak iz kavitacijske pumpe, prazan rezervoar za balansiranje ili curenje zraka pojave u sistemu, dijagnostička vrijednost će se povećati - koristite ovo za trend, postavite alarm ili poduzmite korektivne mjere odmah.

Upotrijebite istu funkciju za poboljšanje preciznosti kada počinjete sa prazne linije. Dodijelite dijagnostički signal za izlazi povećanje priitiska tokom pokretanja, a zatim postepeno smanjujte povratni pritisak da ne utječe na kapacitet protoka nakon što nestane zraka.

A sada se opet vraćamo na studije slučaja…

CASE STUDY 10: Poboljšano vrijeme miješanja, smanjenje vremena za uzorkovanje

Proces: Paradajz pire – razblaživanje

Izazov: Nakon upuštanja, ispiranja vode i razrjeđivanja tečnosti u gustu pastu, dodaje se dodatna voda u traku za miješanje ili spremnik za standardizaciju kako bi se postigla ciljna vrijednost Brix-a. Na osnovu dodavanja vode ili pirea postiže se zadana vrijednost. Ovo zahtijeva pravovremenu recirkulaciju i ručne uzorke kako bi se osigurala kvaliteta.

Rješenje: Instaliranjem Endress+Hauser Promass F sa Premium Density Calibration postavljena vrijednost od +/- 0,2 ° Brix može se izmjeriti bez ručnog uzorkovanja. To smanjuje ili eliminiše potpuno ručno uzimanje uzorka, kao i skraćuje postupak standardizacije u ciklusima finog razrjeđivanja. Promass ne zahtijeva bypass ili skupi sistem uzorkovanja, ne zahtijeva periodično ponovno kalibrisanje i može izdržati CIP čišćenje.

CASE STUDY 11: OUSAF11 fazna separacija u proizvodnji sira

Primjer:

• 5 CIP u toku 24 sata (voda/mliječna surutka/voda)
• Zapremina 2-inčne cijevi od 200 litara
• CIP ciklusi smanjeni su sa 55 minuta na 45 do 30 minuta
• Ušteda hemikalija: 32% manje hemikalija
• Troškovi za OUSAF11 cca 9.500 BAM

CASE STUDY 12: Da pravo pivo ide u pravu bocu

Izazov u mnogim pogonima za proizvodnju hrane i pića jeste kako osigurati da ispravan proizvod ode na ambalažu.

U ovom primjeru, zanatskoj pivari je bio potreban jednostavan način kako bi osigurali pravo pivo u boci

Tradicionalno se koristi provodljivost, ali nekoliko piva ima slične vrijednosti vodljivosti.

Rješenje je bilo kombinovati vodljivost s “mjerenjem” boje da bi se kreirala jasna diferencijacija.

Slika 1. OUSAF22 Optički senzor boje slika 2. CLS54 senzor vodljivosti

Poređenje boja i provodljivost piva

Samo jedno mjerenje nije dovoljno za preciznu. (Obojena polja pokazuju slične vrijednoidentifikacijusti) Kombinacija metoda je neophodna!

Mjerenje boje piva

CASE STUDY 13: Praćenje boje ulja prije pakovanja

Praćenje boje ili čistoće finalnog proizvoda prije pakovanja ili praćenja sadržaja hlorofila, kontrola kvaliteta izbjeljivačkog procesa

Klorofil je komponenta koja ulju daje zelenu nijansu, a dobiva se iz nezrelih sjemenki i treba ih ukloniti praćenjem izbjeljivanja boje kako bi se osigurala kontrola kvalitete ovog parametra.

Naše rješenje:

OUSAF22 senzor boje koristi tehnologiju optičke apsorpcije za mjerenje čak i najmanjih promjena boje proizvoda kako bi se utvrdila kvaliteta.

OUSTF 10 senzor raspršene zamućenosti svetlosti pruža visoko osetljiva mjerenja nerastvorenih čvrstih materija. 

Benefit za kupca:

• Poboljšana kontrola ukusa i boje
• Otkrivanje promjena tokom vremena

Inline monitoring kvalitete i kontrole kvalitete

RSG45 snimač podataka:

• Brzo puštanje u rad putem integrisanog web servera
• Besprijekorna razmjena podataka između terenskog nivoa i kontrolnog nivoa
• Šifrirana obavijest putem e-pošte za izvanmrežne uslove i alarme

Ispunjavanje IT sigurnosnih zahtjeva za FDA 21, dio 11

KALIBRACIJA: Smanjenje gubitka energije

Tačnost i ponovljivost su vaši prijatelji, osigurajte da su instrumenti kalibrisani i da odgovaraju aplikaciji. Koliko vas 0,5% mjerna nepreciznost košta tokom godinu dana proizvodnje?

Primjer: jednostavno mjerenje temperature na UHT-u. Stvarna temperatura je 141 C, ali temp senzor pokazuje 140 C.

Razlika od 1 °C = gubitak pare od 44lb/h.

IBEJ servis je akreditovani Endress+Hauser service and calibration provider. Mi smo vaša adresa za kalibraciju na licu mjesta!

1 °C je jako skup

ROI:    44lb/h x 2000h x BAM 0.046/lb= 4.046 BAM gubitka energije godišnje

Tipičan dizajn sistema za nadgledanje komprimovanog vazduha

30% komprimiranog zraka se gubi zbog curenja ili praznog hoda

1 x 75 kW kompresor, vrijeme rada: 4,000 h/g sa 4 potrošača (grane)

Izvori gubitka energije:

• Prosječna stopa curenja od 20%
• Može se smanjiti otkrivanjem propuštanja u stvarnom vremenu na 10-15%
• Otpad zraka zbog "beskorisne" potrošnje, npr. tokom neradnog rada ili vikendom

(Može se eliminisati, ušteda energije oko 5%)

• Smanjenje gubitaka pritiska usljed razmjene filtera u idealnom trenutku i optimizacije dizajna sistema (na osnovu podataka Delta P)

(Štedi oko 5% energije)

---