Controlul procesului de productie a alimentelor

Controlul procesului de productie a alimentelor

Costurile de productie pot fi reduse cu mai mult de 5 % prin minimalizarea producerii de deseuri. Beneficiarul imbunatatirii procesului de control include o crestere a vinzarii produsului, a imbunatatirii calitatii produsului si a reducerii deseurilor.

Imbunatatirea procesului de control impus, conditiile , manipularea , stocarea si generarea efluentilor ,diminueaza deseurile prin reducerea deteriorarilor , a pierderilor de canalizare, utilizarea apei, scurgerile din recipienti.

Pentru imbunatairea procesului de control este important sa fie identificat fiecare segment din procesul de producere a deseurilor, care este cauza producerii deseurilor si care sint modalitatile de reducere a producerii deseurilor. Exemplu: ajustarea corespunzatoare a robinetilor si debitmetrelor elimina deseurile prin deversari.

Este vital ca procesul de monitorizare si control al echipamentului sa fie proiectat, instalat si operat in asa fel incit sa nu interfereze cu conditiile igienice din procesul de productie si sa nu existe pierderi de produs sau deseuri.

Sistemul de control

Pentru a se asigura ca procesul este controlat si deseurile sunt minime , este important de considerat faptul cum poate fi optimizat procesul.

Masurarea temperaturii

Deseurile crude si generarea de efluenti se poate reduce controlind temperatura de exemplu in recepientii de stocare , de proces, liniile de transfer ,etc. Beneficiarul este reprezentat prin reducerea deteriorarilor materialelor , a contaminarii etc.

Senzorii de temperatura pot fi utilizati in cazul in care este posibil , in doua scopuri monitoringul fiecarui produs si temperatura de curatare.

Exemple:

Aplicatii

Produse lactate . Temperatura laptelui poate fi mentinuta pentru pasteurizare , controlindu-se felul aburului sau al apei calde.

Paste   . masuratori integrate si controlul fluxului si a temperaturii pot fi utilizate cind se adauga apa la framintarea de coca.

Cofetarie - Senzorii de temperatura pot fi utilizati pentru a minimaliza temperatura in cazul transferului de produs (picatura, esantion ,etc) minimalizind deteriorarea.

Procesarea carnii - Temperatura de dezghet din baile pentru carnea incghetata pot fi mentiunute controlind fluxul de apa

Termometru

Termometre cu rezistenta- utilizata in cazul temperaturilor dintr-o banda ingusta ex. (pasteurizare).

Studiu de caz -Bauturi si fabrici de bere

O companie fermenteza melasa pentru a produce alcool, imbunatatind temperatura de control a fermentarii din recipientul de fermentare, care depasea regulat temperatura ceruta cu 50C. rezultatul - cresterea productiei si reducerea cu 15 % a deseurilor.

Temperatura poate fi masurata cu oricare din echipamentele de intruziune sau nou-intruziune. Exsista trei optiuni de baza: tule ( nou-intruzin), sistem de afundare ( intruziun) sau sistem de suprafata ( nou-intruziun). Tuburile termometrice au avantajul ca sunt igienice si mai sensibile la schimbarile de temperatura decit dispozitivul montat la suprafata.

Termocumplu - utilizat cind necesitatile de masurare sunt intr-o banda larga.

Termometru pentru sisteme de umplere- au o utilizare limitata pentru ca exista riscul producerii contaminarii.

Termometru optice( pyrometru) -portabile si potrivite pentru masuratori multiple in jurul unui anumit loc. Masoara temperatura la suprafata. Sunt in general folosite in cazul temperaturilor multe dar nu pot fi folosite pentru controlul proceselor.

Masuratori de presiune

Senzorii de presiune - sunt utilizate pentru controlul indirect al altor parametrii de exemplu de lut sau nivel .Senzorii de presiune in liniile de transfer in cazul vitezei pompelor, viteza scurgerii si presiunea sunt utilizate sa minimalizeze producerea deseurilor rezultate din deteriorarea materialelor prin fortele de forfecare.

Sistemul de presiune diferentiale -sunt utilizate sa monitorizeze nivelele in rezervoare sau in recipientele de proces . Aceste minimalizeaza pierderile de material din reversari sau in cazul pauzei de productie datorat lipsei stocurilor de alimentare.

4. - Masurarea nivelurilor sensorii de detectare a nivelului indica daca exista sau nu intr-un punct din recipient materialul urmarit.

Acesti senszori previn revarsarea materialului si deseurile asociate din recipienti , minimalizeaza producerea deseurilor in cazul transferurilor in recipiente inadecvate si minimalizeaza pierderile de productie in cazul insuficientei materialului de prelucrat.

Volumele plutitoare sint relativ ieftine , dar pot fi usor deteriorate.

Indicatorii mecanici si comutatorii plutitori dau niveluri directe la citiri.

Comutatori de nivel al capacitatii- indica daca partea metalica a sistemului de masurare este in imersiune in lichidul din recipient. Pot determina de asemeni interfata dintre doua lichide diferite. Aceasta proprietate este utilizata des pentru detecta cu acuratele interfata apa/produs pentru minimalizarea pierderilor de produs in canalizare.

Studiu de caz   - bauturi bere

Vasul care separa berea de drojdie inregistreaza 80% pierdere de bere.

Berea curata este evacuata prin conducat iar prin partea inferioara restul se evacueaza in canal. Clritatea berii varieaza functie de tip asadar pierderile in canal varieaza functie de stabilitatea conductei. Solutia este de a include canalizarea de evacuare a drojdiei pina ce se detecteaza nivelul minimal interfetei. Berea est evacuata si stocata , iar reziduurile sunt descarcate in canalizare . reducerea pierderilor in efluent si berea se ridica annual la 800.000GBP.

Comutatoarele de nivel oscilant, necesita intretinerea minima. Aplictiile tipice include mixturi sau zemuri ( ex. drojdia umeda in bere).

Echipamentul hidrostatic - sunt utilizate in sectorul alimentar si al bauturilor. Acestea actioneaza pentru convertirea presiunii statice a ichidului ce actioneaza o diafragma , in semnal electric. Nu sunt potrivite pentru cazurile cind exista depuneri de material solid pe diafragma si pentru materiale ce depasesc constant 100 0C.

Lucrare: Floarea - floarea la angiosperme Referat: Plante erbacee din paduri

Senzorii ultrans. - se utilizeaza in situatii nou-n-contact prin tehnici de reflectare in cazul masuratorilor de volum. Sunt convenabile pentru aplicatii igienice . Spuma de la suprafata poate afecta precizia.

Echipamente cu microunde - sunt similare echipamentelor ultrasonice , dar pot fi folosite in procese cu conditii extreme ( temperaturi , presiuni_. Spuma poate afecta precizia masuratorii.

Instalatii ale senzorilor de nivel

Punct de comutare-un sistem basculant este instalat in partea de jos a recipientului , pentru a asigura comutarea pozitiei de joa s basculantei. Comutatorului de nivel maxim , cu flotorul sau asezat in a

Senzori sa fel incit sa impiedice revarsarea ( Se pozitioneaza).

Senzori hidrostatici - Volume de separare este esentiala pentru senzorul de nivel hidrostatic , instalat direct in recipient. Aceasta permite ca echipamentul sa poate fi indepartat , curatat si intretinut , fara a afecta procesul in serie.

Sensorii bazati pe reflectie - pozitia si modul de asezare a senzorului poate afecta calitatea undelor reflectate si trebuie luati in considerare o multitudine de factori cind acestea se instaleaza.

Masuratori de debit

Masuratorile de debit si tehnicile de control pot reduce pierderile de mateirla e( deseuri) si de asemeni reduc efluenti in procesul de producere a alimentelor in bauturilor.

Masuratorile de debit asigura in liniile de transfer optimul necesar , eliminind excesul de material sau lipsa acestuia din procers. In furnizarea aburlui este de ajutor mentinerea si operarea corecta a temperaturii minimalizind producerea deseurilor prin racire sau supraincalcarea produselor sau materialului.

In sistemele de curatare utilizarea optima a cantitatilor de apa minimalizeaza generarea efluentilor.

Exemplu: - Bauturi sau bere - masuratorile de debit si controlul freedback sunt utilizate pentru adaosul materiei prime

Volum solid Utilizat pentru determinarea fluxului de cartodi crocanti in cilindrul de aromatizare , pentru asigurarea corecta a volumului de aromatizat.

Lapte praf - masurarea fluxului ( debitului) este necesara asigurarii preciziei adaosului de inregiente in recipient in timpul procesului.

CIP- curatenie - masurarea debitului este utilizata pentru a asigura volumul constant de apa pentru fiecare loc in parte.

Tehnici

CIP- Curatenia la locul stabilit

Alimentarea cu materie prima si curatenia la locurile de proces ( lucru) este asociata cu pierderea unor cantitati substantiale de lapte crud. Utilizind optim controlul debitelor si precizia interfetei lapte /apa , rezulta pierderi minima de lapte in canalizare.

Studiu de caz - Optimizarea curateniei in laptarii

O laptarie proceseaza 3000 m3 de lapte crud pe saptamina , recuperind 0,2 % lapte -deseu prin optimizarea interfetei apa/lapte prin masurarea debitelor si probe de conductivitate. Efluentul final ce continea initial 3100 mg/l pierderi deseu de lapte a ajuns la 2500 mg/l , recuperind 88.640 GBP.

Studiu de caz - leguminoase

Valva manuala de control a debitului inlocuita cu un sistem transmitator de operare, asigurat un debit optim rezultind o economie de 18000 GBP.

Rotametru - Indicator de variatie a debitului asigura costuri scazute indicind viteza de uscare a fluidului printr-un plutitor dispus intr-un tub. Este potrivit pentru scurgeri lente.

Indicator de deplasare sigur de precizie mare si poate furniza atit valori locale cit si semnale de control.

Studiu de caz - preparate alimentare

Un indicator de deplasare instalat pentru masurarea consumului apei potabile si a nivelului productiei a imbunatatit productie , reducind costurile cu apa si efluentul cu 3000GBP/an.

Turbina metru - utilizat in cazul lichidelor cu viscozitate mica, lapte , bere si apa. Acest instrument are avantajul de a putea fi curatat si intretinut la locul de instalare , avind un cost scazut si oferind o precizie de +/- 2 %.

Electromagnetometru - ideal pentru utilizare in igiena , datorita faptului ca exista contact intre apart si material. Pot fi utilizate pentru a monitoriza fluxul de la lapte la pudingul de orez . istrumentul poate fi curatat unde este instalat , rezista la temperaturi mari ( mai mare de 18o 0C) si emite semnal de control. Are un cost ridicat si este utilizat in cazul monitorizarilor precise.

Studiu de caz - Cofetarie

Pentru reducerea variatei stratului de ciocolata de pe un produs de cofatarie a fost instalata un electromangetometru pentru dozarea fluxului printr-o valva. S-a redus variatia stratului de ciocolata economisindu-se 10 tone/an .

Aparat de masura " ultrason de tranzit"

Pentru obtinerea unei citiri precise , conducta trebuie sa fie plina ( umpluta) iar mediul trebuie sa fie relativ curat fara spatii cu aer. Semnalul produs poate fi utilizat sa indica rata fluxului si in scopul cntrolului.

Instrument de inregistrare a varsarii datorate virtejului (efectului de nortex).

Pretabil pentru abur si lichide cu viscozitate scazuta. Pot monitoriza larg interval de flux si emite un semnal liniar. Este usor de instalat , iar intretinerea este usoara.

Inregistrator de presiune diferentiala

Pretabil pentru un flux constant, in cazul presiunilor si temperaturilor inalte de exemplu monitorizarea apei fierbinte ( alimente)

Exemple:

Aplicatii:

Fabrici de lapte

PH-ul laptelui livrat este verificat pentru minimalizarea pierderilor cauzate de amestecul cu alte materii prime si lapte inadecvat.

Productia de dulceata. Punctul de gelificare este identificat cu ajutorul pH masurat

Imbuteliere: Soda caustica utilizata in apa de spalare a sticelor este monitorizata prin conductivitate.

Recuperarea Produselor

Monitorizarea turbiditatii lichidelor deversate ofera informatii despre posibilitatea recuperarii

Epurare ( curatare) -Monitorizarea conductivitatii in cazul diferentei dintre bere si apa ( deexemplu)

Metode

Probe pH- masuratorile pH-ului sunt foarte importante in multe aplicatii , in procese de central , de exemplu in controlul calitatii produsului ( ex. calitatea laptelului si a hranei pentru copii ), deseuri ( ex. tratarea efluentilor ) si pentru procesele de monitorizare in producerea si fermentarea brinzeturilor.

Conductivitatea - electrozi : se masoara concentratia ionilor din fluid , pentru a se determina , puritatea apei sau concentratiile din lichid. De asemeneni, se mai utilizeaza pentru monitorizarea proceselor de reutilizare a apei ( minimalizarea generarii efluentilor)

Studiu de caz- laptarie

Instalarea unui conductometru intr-un proces de curatire, optimizind dozele de detergent , s-a reusit o reducere a cantitatilot de detergent utilizate cu 15% , reducindu-se si timpul de desfasurare a curateniei.

Conductivitate- senzori inductivi - Se preteaza pentru aplicatii igienice, datorita inregistrarilor non-contact.

Se utilizeaza in procese de curatire , spalare a buteliilor si monitorizarea produselor in sectorul bauturilor si subsectorul berii.

Turbiditatea - echipamentele de imprestiere( amestec) sunt aplicabile pentru minele de turbiditate scazute sau medii. Pentru reducerea posibilitatilor de contaminare , echipamentul se utilizeaza cind exista dificultati in instalarea turbidimetrelor pe liniile de proces.

Studiu de caz Producerea de alimente

In procesul de producere a alimentelor o parte din produse sunt pierdute ca deseuri , in canalizare.

Istalarea unei echipament de verificare a turbiditatii si a unuia de masurare a fluxului a dus la reducerea pierderilor in canalizare, crescind productia , scaderea costului tratarii efluentului si economisind astfel 100.000 GBP/an.

Cerintele instalatiei pentru masurarea fluxului

Pentru reducerea contaminarii , instrumentului de masura tehnice sa fie usor de curatat si robust. In procese unde fluidul se solidifica la temperaturi joase , urmarirea incalzirii instrumentului facindu-se pentru a se preintimpina solidificarea materialului in jurul sau( a instrumentului). Pentru a se asigura corectitudinea indicatiilor aparatului de masura , acesta trebuie pozitionat corect ( randamentele sint amplasate pe conducte verticale)

Masuratori analitice

Pentru minimalizarea producerii deseurilor si verificarea calitatii materialului , pH , conductivitate, turbiditatea pentru o serie de fluide , este uzitata verificarea pe linie.

De exemplu pH-metrul poate fi utilizat pentru controlul adosului de acid sau baza in recipientul de reactie, minimizind producerea de deseuri prin supradoza materiei prime si productia de subproduse. Senzorul de comnductivitate poate fi utilizat pentru monitorizarea nivelului sarii dizolvate pentru reducerea consumului de apa proaspata si implicit a volumului efluentului.

Senzorul de turbiditate se poate utiliza pentru monitorizarea apei de proces , iar prin sistemul de curatire, se reduce volumul efluentului din procesul secundar , reutilizindu-se volumul de apa curatat ( epurat).

Transmitatori/controlori de proces

Detectorii fr limite sau transmitatorii permanenti sunt uzuali in sectorul alimentar si al bauturilor , inregistrind valori ale masuratorilor efectuate cu echipamente adecvate , comparind masuratorile cu un set de date si sau / transmiterea unui semnal catre un echipament de central, cum ar fi un robinet.

Detectori de limita - utilizati in schimbarea pozitiei inchis/ deschis a unei volve si comentare pornit/oprit a unei pompe sau a unui agitator.

Transmitator continuu - Poate fi un sistem complex care sa ofere un control total asupra intregului proces ( ex. sistem de curatire).

Echipament de control

In sistemul manual in sistemele de control automatizate echipamentul trebuie sa controleze fluxul, cel mai comun echipament este valva.

Sistemul de control manual

Controlul dozarii fluxului se realizeaza printr-o multitudine de tipuri de valve ( unghiulare, cu diafragma, fluture) cu actionare normala. Selectia tipului de valva este realizata functie de cerintele procesului , de precizia ceruta , de viscozitatea lichidului si continutul in materie solida. Valvele ac, de exemplu sint cele mai precize in reglarea fluxului ( debitului) dar pot fi folosite cu eficienta numai in cazul viscozitatii scazute a lichidului procesat, ce contine minimul de materii solide.

Studiu de caz

Instalarea unei valve de flux contant, pentru controlul dozarii apei, a redus apa in exces reducind atit consumul de apa cit si volumul efluentului evacuat.

Echipamente de control fixe. Stut montat intr-o conducta , asigura un flux constant, dar necesita I intretinere sustinuta oentru a se prevenii erodarea si cresterea fluxului sau depunerile de materie solida si reducerea sectiunii orificiului de scurgere, reducind astfel debitul. Regulamentul de debit asigura un flux constant si este un echipament reglabil.

Studiu de caz - procesarea carnii ( carne de pui)

Apa in exces , a condus la instalarea unui regulator de debit constant , ce a asigurat debitele optime procesului specific,. Au fost economisite 10000 GBP/an.

Valva de solenoid - Au un cost scazut si se utilizeaza in general in procesele de control ale debitului apei.

Studiu de caz - procesarea pestelui

Un sistem de salevoid pentru alimentare cu apa, actioneaza un sistem de prespalare, pe care il inchide in cazul in care transportorul nu functioneaza. Se asigura economii in consumul de apa.

Valve cu control automat. Ofera automatizarea , precizie si un control variat al debitului.

Alte echipamente Pompele pot fi controlate de echipamentele de monitorizare , de exemplu in cazul transferului de materiale. Anumite echipamente de monitorizare sunt destinate indicarii unei functionari defectuase ( conditii neconforme) si emit semnale vizuale sau sonore de alarma.. reactia rapida de raspuns la alarma declansata permite pierderile de produs si producerea de deseuri.