- 质地和产品的一致性对客户而言至关重要-在制造中,粘度是确保质地和产品感一致性的相关参数。
- 从原材料到最终产品,加工每一步的流变特性对于确保最终乳制品的成功至关重要
- 食品生产过程的自动化对于商业成功至关重要
介绍
在乳制品行业,客户高度重视口味和质地。 质地是食用产品时口中的“感觉”,通常通过测量产品的粘度来评估,并且可以“制造或破坏”产品的接收感。 质地与上等队友互动的复杂方式(味道,香气和风味)更加重要。 随着食品行业竞争的加剧,人们越来越重视生产效率和产品质量,为实现这些目标而使用过程控制已变得越来越普遍,从而带来了诸如改善产品质量,减少浪费,减少材料和能源成本等益处,优化处理时间和更大的处理灵活性。
食品流变学与消费者对最终产品的接受程度直接相关。 在乳制品中,流变特性主要受三个因素影响:
- 原材料质量;
- 所用配料的类型和特性; 和
- 处理方法和所用技术。
不同的乳制品和流变学表征的重要性
在牛奶和奶油中,流变行为类似于乳液和悬浮液。 两者都可能表现出牛顿或非牛顿的行为,这取决于其可能经受的成分,条件或过程。 影响乳制品粘度并因此影响其“质地”的主要因素是– 牛奶的组成,脂肪含量和牛奶蛋白质,主要是酪蛋白。
乳制品的一些示例及其组成,过程和流变行为的关键点:
产品 | 组成与过程 | 关于流变行为重要性的说明 |
---|---|---|
酸奶 | 发酵乳,因为酸奶的流变行为取决于乳的浓度,组成和预处理(尤其是热处理),发酵剂的培养和培养条件。 | 流变性质的测量允许表征和预测制造过程中涉及的变量对最终产品的感官方面,特别是其质地的影响。 它需要具有一定的粘度,以暗示产品的浓稠度并使其具有所需的光滑度。 |
黄油 | 黄油是一种乳制品衍生物,可以定义为乳脂半固体基质中的水滴乳液。 | 牛奶脂肪基质主要负责黄油的质地,它由嵌入油状液体介质中的三维脂肪晶体三维网络组成。 在低剪切力下,黄油的表现为粘弹性材料。 |
牛奶 | 牛奶是乳脂在含有许多不同蛋白质,乳糖和盐的水溶液中的乳液。 在工厂中将这种牛奶均质化后,这些小球会破碎,脂肪会分散成较小的小滴,这些小滴也会被蛋白质稳定。 | 这些显示出取决于混合物配方和加工条件的可变粘度和流变行为。 |
奶油 | 乳脂是乳脂在水相中的浓缩乳剂。 浓度取决于面霜的类型。 | 这些显示出取决于混合物配方和加工条件的可变粘度和流变行为。 |
冰淇淋 | 冰淇淋是非常复杂的产品。 除其他外,它含有乳脂滴,但也含有糖晶体,冰晶和气泡。 | 这些显示出取决于混合物配方和加工条件的可变粘度和流变行为。 |
起司 | 在奶酪中,牛奶中的酪蛋白含量对凝乳酶凝胶的流变性,凝结速度和最大硬度具有重大影响。 | 在奶酪生产过程中,凝结会干扰生产,因为从凝结能力低的牛奶中获得的奶酪更容易受到存储损失的影响,并且可能会发生不完全和不均匀的血清排泄,从而在成熟阶段产生缺陷。 |
奶粉 | 奶粉是通过“喷雾干燥”过程生产的,浓缩奶在高压下通过非常细的喷嘴被迫进入温暖的空气室。 该方法被广泛用于制造各种产品,例如婴儿食品,咖啡,汤料和染料。 | 干燥效率在很大程度上取决于雾化程度,雾化程度与进料溶液的粘度成正比。 因此,在雾化步骤中乳的粘度对所得乳粉的特性具有至关重要的影响。 粘度计安装在预雾化器位置,可显着更好地控制雾化过程,从而减少浪费,降低能耗并更好地控制产品质地,堆积密度和水分含量。 |
乳品加工业中用于质量控制和在线过程测量的粘度
在基于乳制品的食品工业中,需要用可能在成分或物理性质上变化的原材料来制造始终如一的高质量至严格规格的产品。 消费者期望产品具有适当且一致的质地-受粘度影响的特性。
乳制品加工中涉及的典型制造过程(例如热循环和机械操作(搅拌,过滤,捏合,压缩等))可以显着改变流变特性,进而改变最终产品的特性。 为了控制制造过程,必须首先识别然后测量表征过程当前状态的质量或参数。 大多数乳制品生产过程涉及液体和半固体材料。 粘度是液体的关键物理性质,无论是单独还是与其他物理和化学性质结合使用,它都可以更深入地洞察分子水平上到底发生了什么,而分子水平通常可以很好地表征过程的状态。
典型乳制品制造过程中的粘度计可以提供重要的过程和质量控制优势的阶段包括:
1.乳制品和原料的配制,研发和测试
过程工程师在设计配方以及开发具有目标特性的产品时会使用粘度测量。 此外,对于制药和食品制造而言,过程的可追溯性对于监管机构很重要,并且在线测量可在整个生产周期中实现对产品的完整跟踪。
另外,粘度测量对于进入质量控制程序很有用,用于在释放到后续食品加工阶段之前筛选和测试原材料。
2. 生产监控oring
对正在处理的流体进行在线粘度测量可以实时了解过程的进展情况。 配备在线粘度监测仪的食品加工系统oring 可以检测并补偿这些变化,并采取适当的纠正措施以保持一致性。
3。 质量控制
通过可靠的质量控制(QC)流程来验证加工步骤的有效性的信息对于确保批次的一致性(乳制品行业的关键制造方法)至关重要。
因此,实时监视过程流体的属性并对以下各项进行自适应调整变得很重要:
- 成分/材料浓度
- 搅拌强度
- 混合温度
- 混合时间
- 居住时间
考虑到乳制品在加工过程中的粘度不是静态参数而是由于加工要求以及加工本身而变化的,因此在整个加工周期中监控(和控制)粘度至关重要。
总结:在线粘度测量和控制可通过以下主要方式为乳品行业提供有效且有益的过程控制手段:
- 检测混合/混合过程的终点: 在混合过程中,表征粘度对于确定稳定性和终点非常有用。 在均质化过程中,随着液滴尺寸的减小,许多乳制品(乳液)的粘度将大幅增加。 因此,这种增加的量将是乳液质量的良好指标。 莫尼特oring 在线粘度可以根据需要手动或自动调整搅拌强度、转速和其他加工变量。
- 更好的配料管理和处理: 浓度与粘度有很强的相关性。 因此,粘度信息可以有效地用于预测或交叉检查
- 粘度影响产品的口感: 乳制品配方是具有广泛应用和商业用途的复杂系统。 使用粘度数据准确表征产品对于确保食用时的流变稳定性和感官性能至关重要。
由于这些原因,使用在线粘度计获得的粘度测量值可以提供出色的QC基准,并确保过程和最终产品的QA / QC。
乳品厂粘度测量和工艺挑战
乳制品加工中的工程师和工厂操作员意识到需要进行粘度测量并通过适当的纠正措施进行干预,以推动高质量和一致的产品流变性。 但是,这些年来,进行这些测量一直是他们的挑战。
离线抓取样本根本不可靠,不适合乳制品行业
monit的oring 过程中流体的粘度通常意味着从储罐或管道中采集流体样品,并将样品带到实验室,在实验室粘度计或流变仪上测量其流变特性。 根据调查结果,必须告知过程操作员流体是否达到所需粘度,或者如果需要采取进一步行动,则必须在干预后进行新的测量。 该系统被称为离线或手动控制,有几个明显的缺点——它既耗时又经常不准确,即使对于经验丰富的操作员也是如此。 大多数情况下,结果为时已晚,无法保存批次。
替代方法是使用在线粘度计,该粘度计将在整个过程中连续监控过程流体的粘度。 该仪器提供一个输出信号,如果显示该信号,则可为操作员提供控制过程的必要信息。 另外,粘度计的输出连接到PLC(可编程逻辑控制器)/ DCS(数字控制系统)以进行自动过程控制。
常规粘度计的问题 用于内联安装
传统的粘度计会遇到与管道和储罐混合装置中的流体流动有关的问题。 通常,粘度计在湍流中不能正常工作。 旋转仪器只能在一定的最大流量下运行。 对于压降粘度计,必须控制流量。 通过在线安装粘度计并调节样品流量以适合仪器,可以避免与流量相关的问题。 仪器响应时间可能与流动条件有关,因为要有效控制需要足够的样品更新率。 在储罐安装的情况下,希望将仪器放置在相邻流体代表过程流体总体状态的位置,并避免“死区”。 在过程环境中使用的仪器必须坚固耐用,并且能够抵抗可能遇到的任何腐蚀性材料,尤其是在清洁过程中。
Rheonics' 乳制品生产过程的质量控制和保证解决方案
在食品加工过程是连续的情况下,在线传感(实时确定过程的状态)是解决该问题的理想方法。 对于有用的应用,传感器必须满足多项要求,例如与工厂监控器连接的能力oring/控制系统,无论流量或环境条件如何,都可以进行稳健的测量,具有随时间和温度变化的清洁性和稳定性。
自动化的在线粘度测量和控制可可靠地监控并确保流变学特性符合规格要求,并确保关键特性完全符合多个批次的要求,而无需依赖离线测量方法和取样技术。
Rheonics 随着过程控制技术的发展,食品行业的过程控制传感器有可能提高过程自动化水平,并使工厂工程师能够实现数字化、过程数据实现和长期行动计划、数据的最大效益。基于维护和可靠性计划以及乳制品质量和一致性方面的高可重复性。 Rheonics 为乳制品配方、加工、放大和测试的过程控制和优化提供以下解决方案。
粘度和密度计
- 一致 粘性 测量: Rheonics和 SRV 是一种范围广泛的在线粘度测量设备,能够实时检测任何工艺流中的粘度变化。
- 一致 粘度和密度 测量: Rheonics和 SRD 是一种在线式同时密度和粘度测量仪器。 如果密度测量对您的操作很重要,则SRD是满足您需求的最佳传感器,它具有类似于SRV的操作能力以及精确的密度测量。
这些仪器提供输出信号并在软件面板上显示读数,如果显示该信息,则可以为操作员提供控制过程所需的信息。 或者,可以将输出发送到自动过程控制器。 集成的控制系统可有效利用生产线中的粘度/密度信息。
集成式交钥匙日记产品加工 质量 颠覆性技术
Rheonics 为乳制品生产质量管理提供集成的交钥匙解决方案,其中包括:
- 一致 粘性 测量: RheonicsSRV –具有内置流体温度测量功能的多种在线粘度测量设备
- Rheonics 进程监视器:高级 预测跟踪控制器 监视和控制过程条件的实时变化
- Rheonics 流变脉冲 自动 ding:4级自主系统,确保不影响设定的粘度极限,并自动激活旁通阀或泵以适应性地计量混合成分
SRV传感器位于行内,因此可以连续测量粘度(和SRD情况下的密度)。 警报可以配置为通知操作员必要的措施,或者可以通过以下步骤使整个管理过程完全自动化 远程PTC (Rheonics 预测跟踪控制器)。 在乳制品制备生产线中使用 SRV 可提高生产率、利润率并实现监管合规性。 Rheonics 传感器具有紧凑的外形,可实现简单的 OEM 和改造安装。 它们需要零维护或重新配置。 无论安装方式或位置如何,传感器都能提供准确、可重复的结果,无需特殊的腔室、橡胶密封件或机械保护。 SRV 和 SRD 不使用任何消耗品,也不需要重新校准,操作极其简单,从而导致生命周期运行成本极低。
一旦建立了过程环境,通常不需要付出什么努力来维持系统的完整性一致性——操作员可以依赖于严格的控制 Rheonics 乳制品生产质量管理解决方案。 实现更高的质量、增加产量、减少损失并减少产品降级。
Rheonics' 优势
紧凑的外形,无活动部件,无需维护
RheonicsSRV 和 SRD 的外形尺寸非常小,适合简单的 OEM 和改装安装。 它们可以轻松集成到任何流程中。 它们易于清洁,无需维护或重新配置。 它们占地面积小,可在任何生产线中进行内联安装,从而避免任何额外的空间或适配器需求。
卫生设计
Rheonics SRV 和 SRD 可用于 tri-clamp 除定制过程连接外,还提供 DIN 11851 连接。
根据美国FDA和EU法规,SRV和SRD均符合食品接触合规性要求。
高稳定性,对安装条件不敏感:可以进行任何配置
Rheonics SRV和SRD采用独特的专利同轴谐振器,其中传感器的两端以相反方向扭转,抵消了安装上的反作用扭矩,从而使它们对安装条件和流量完全不敏感。 传感器元件直接位于流体中,没有特殊的外壳或保护笼要求。
即时准确地读出生产质量–完整的系统概述和预测控制
Rheonics和 流变脉冲 该软件功能强大,直观且易于使用。 可以在集成IPC或外部计算机上监视实时过程流体。 可通过单个仪表板管理遍布工厂的多个传感器。 泵送压力脉动对传感器操作或测量精度无影响。 没有振动的影响。
在线测量,无需旁路
直接在过程流中安装传感器以进行实时粘度(和密度)测量。 无需旁路管线:传感器可以在线浸入; 流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。
易于安装,无需重新配置/重新校准–零维护/停机时间
万一传感器损坏,请更换传感器,而无需更换或重新编程电子设备。 传感器和电子设备的直接更换,无需任何固件更新或校准更改。 安装方便。 提供标准和定制过程连接,如 NPT、 Tri-Clamp、DIN 11851、法兰、Varinline 和其他卫生连接。 没有特殊的室。 易于拆卸以进行清洁或检查。 SRV 还适用于 DIN11851 和 tri-clamp 连接方便安装和拆卸。 SRV 探头采用气密密封,可进行原位清洁 (CIP),并支持使用 IP69K M12 连接器进行高压清洗。
Rheonics 仪器配有不锈钢探头,并可选择为特殊情况提供保护涂层。
低功耗
正常工作期间消耗的电流小于24 A的0.1V DC电源。
快速响应时间和温度补偿粘度
超快且强大的电子设备与全面的计算模型相结合,使 Rheonics 设备是业内速度最快、用途最广、最准确的设备之一。 SRV 和 SRD 每秒提供实时、准确的粘度(以及 SRD 的密度)测量,并且不受流量变化的影响!
广泛的运营能力
Rheonics' 仪器专为在最具挑战性的条件下进行测量而设计。
SRV 可用于 在线过程粘度计的市场上最广泛的操作范围:
- 压力范围高达5000 psi
- 温度范围为-40至200°C
- 粘度范围:0.5 cP至50,000 cP(及更高)
SRD:单仪器,三功能 –粘度,温度和密度
RheonicsSRD 是一款独特的产品,可替代三种不同的粘度、密度和温度测量仪器。 它消除了同时放置三种不同仪器的困难,并在最恶劣的条件下提供极其准确和可重复的测量。
管理 乳液制备工艺 更有效地降低成本并提高生产率
将SRV集成到生产线中,并确保多年来的一致性。 SRV不断监测和控制粘度(在SRD情况下为密度),并自适应地激活阀门以计量混合物成分。 使用SRV优化流程,减少停机次数,降低能耗,减少不合规情况并节省材料成本。 最后,它有助于改善底线和改善环境!
就地清洁(CIP) 和就地灭菌(SIP)
SRV(和 SRD)通过 monit 监控流体管路的清理情况oring 清洁阶段清洁剂/溶剂的粘度(和密度)。 传感器会检测到任何细小的残留物,使操作员能够决定管线何时清洁/适合用途。 或者,SRV(和 SRD)向自动清洁系统提供信息,以确保运行之间进行全面且可重复的清洁,从而确保完全符合食品生产设施的卫生标准。
卓越的传感器设计和技术
先进的专利电子设备是这些传感器的大脑。 SRV 和 SRD 可采用行业标准过程连接,例如 11851/XNUMX” NPT、DIN XNUMX、法兰和 Tri-clamp 允许操作员用 SRV/SRD 替换生产线中的现有温度传感器,除了使用内置 Pt1000(可用 DIN EN 60751 AA、A、B 级)精确测量温度之外,还提供粘度等非常有价值且可操作的过程流体信息。
满足您需求的电子产品
传感器电子装置既可以在变送器外壳中使用,也可以在小尺寸DIN导轨安装中使用,从而可以轻松集成到生产线和机器内部的设备柜中。
易于整合
传感器电子设备中实现了多种模拟和数字通信方法,从而使与工业PLC和控制系统的连接变得简单明了。
模拟和数字通讯选项
可选的数字通讯选项
实时粘度管理的主要优势
在乳制品的配方,放大,加工和测试以及这些工艺中使用的设备的设计和开发中,表征流体特性的需求至关重要。 以下是在乳制品加工中集成在线粘度管理解决方案的主要好处。
支持连续生产并确保批次之间的一致性
粘度是找到一种方法来测量乳液质量的关键,这样可以保持一批到另一批之间的一定程度的一致性。
- 乳制品的常规生产方法基于准连续过程
- 连续均质过程包括受控的配料配量,实时适应和调整流体状况,这可能会受到多个参数的影响
流程效率的提高
monit的oring 加工过程中的粘度可以通过节省能源并防止混合不足来提高加工效率。
减少材料成本
实时对生产过程进行适当的调整可以控制材料消耗,并且几乎完全精确到需要计量的足够数量,从而可以节省大量材料成本。
SAP系统集成计划实施
直接在过程流中安装传感器以进行实时粘度和密度测量。 无需旁路管线:传感器可以在线浸入; 流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。 通过对流体进行重复,连续和一致的测试来优化混合性能。
在线质量控制地点
- 在坦克中
- 在各种处理容器之间的连接管中
仪器/传感器
SRV 粘度计或 SRD 为了增加密度
Rheonics 仪器选型
Rheonics 设计、制造和销售创新的流体传感和监测oring 系统。 瑞士精密制造, Rheonics' 在线粘度计和密度计具有应用所需的灵敏度以及在恶劣操作环境中生存所需的可靠性。 即使在不利的流动条件下,结果也稳定。 不受压降或流速的影响。 它同样非常适合实验室中的质量控制测量。 无需更改任何组件或参数即可在全范围内进行测量。
建议的应用产品
- 粘度范围广–监控整个过程
- 在牛顿和非牛顿流体,单相和多相流体中均可重复测量
- 密封,所有不锈钢316L润湿部件
- 内置流体温度测量
- 紧凑的外形尺寸,易于在现有生产线中安装
- 易于清洁,无需维护或重新配置
- 单一仪器,可进行过程密度,粘度和温度测量
- 在牛顿和非牛顿流体,单相和多相流体中均可重复测量
- 全金属(316L不锈钢)结构
- 内置流体温度测量
- 紧凑的外形尺寸,易于在现有管道中安装
- 易于清洁,无需维护或重新配置