食品業界に焦点を当てた雑誌– Food Engineering Mag（https://www.foodengineeringmag.com/）を取り上げた特集記事を掲載しています。 Rheonics インライン粘度計 SRV は、他の新しいプロセス デバイスとともに今後登場予定です。 この記事では、食品および飲料業界が産業プロセスについての洞察を得て競争力を維持するために、基本的な XNUMX つのセンサー (流量、レベル、圧力、温度) 以外にも目を向ける必要がある理由について説明しています。

タイトル： 「センサーを使用してプロセスを改善する」、技術アップデート：流れ、レベル、圧力、温度を超えて-新しいセンサー、新しいソリューション
特集： Rheonics、Allpax、Brooks Instruments、Festo、CHL システム、ECS ソリューション、Endress+Hauser USA

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今日、センサーはいたるところにあります。 スマートフォンには、近接センサー、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、生体測定装置、IRおよび温度センサー、湿度装置、さらには酸素濃度計があります（ただし、スマートフォンベースの酸素濃度計の精度に依存したくない場合もあります）。

工業プロセスへの窓を提供するために使用される基本的なXNUMXつの（流量、レベル、圧力、温度）センサーに加えて、おもちゃから食器洗い機、自動車まで、日常の製品に見られる無数の他のセンシングデバイスがあります。 食品や飲料の操作でプロセスを監視するためにセンサーが広く使用されていない場合、「測定しないものを制御できない」と言われているため、長い間競争力を維持することは期待できません。それらがなければ、プロセスから実用的なデータを期待することはできません。

質量流量計は、製品への成分の正確な計量に必要な精度と精度を提供し、粘度計は、ソースやバッターなどのタフな非ニュートン流体を制御するのに役立ちます。 アルコールレベル、脂肪含有量、分子成分などを測定できる、より洗練されたインライン/オンラインセンサーがあります。 いくつかの独創的なエンジニアリングと適切なセンシングデバイスがあれば、プロセスを制御できない理由はありません。

Rheonics 以下のタイトルの記事に対する FE からの質問への回答: 技術アップデート：流れ、レベル、圧力、温度を超えて-新しいセンサー、新しいソリューション。 

Q1：どのような種類のセンサーを作っていますか？ ソリューションに焦点を当てている食品/飲料アプリケーションは何ですか？

応答：

Rheonics は、食品加工から石油化学まで幅広い用途で使用される密度および粘度センサーと自動化ソリューションを開発、製造、販売しています。

当社のセンサーは、ニュートン流体と非ニュートン流体の両方を含む輸送、混合、コーティングなどの食品加工のさまざまな段階で使用されます。

Rheonics 密度計と粘度計は、世界の機械製造業者や製造業者によって監視用に広く使用されています。oring バッター混合およびコーティング、チョコレートコンチングおよびウエハースコーティング、クリーム、牛乳、ヨーグルト、マヨネーズ、ソース製造、動物性食品の腸溶性コーティング、モニトoring ワインや飲料に含まれるアルコールと糖分の検査、および廃水の流れの自動化に使用されます。

Q2：従来のセンサー（流量、レベル、圧力、温度、pH /導電率、濁度、加速度計など）を使用して新しいソリューションを作成した、やりがいのある食品/飲料アプリケーションについて説明してください。

応答：

私たちの顧客のXNUMXつは、フライドポテト、チキンナゲット、フィッシュフィンガー、ポテトチップスコーティング用の完全自動化ラインを提供するバッターミキシングおよびコーティングラインのアメリカのサプライヤーです。 彼らはポンプと圧力計を使用して、これらの製品をコーティングするためのバッターの一貫性を監視していました。 問題は、バッターミックスが変更されるたびに、ラインのキャリブレーションが幅広く変動し、常に必要になることでした。 これにより、システムはオペレーターが使用できるように高度に技術的になりました。

XNUMX 週間のトライアルの後、彼らは Rheonics リアルタイム監視用のインライン SRVoring バッターミックスの。 使用されたセンサーは衛生的な接続が付属しており、混合ラインおよびコーティング ラインに直接取り付けられました。 現在、センサーはほとんどの混合およびコーティングラインに標準装備として提供されており、ワンクリックで監視できるようになりました。oring そしてバッターのコントロール。

Q3：より高度なセンサーを使用してソリューションを作成した、やりがいのある食品/飲料アプリケーションについて説明してください。

応答：

スイスのお客様のXNUMX人は、「完璧な」チョコレートウエハースバーを作成する必要がありました。ボトルネックは、ウエハースの正しい最終厚さを確保し、完璧なものを提供するために正確な厚さで塗布する必要があるチョコレートとクリームの層の一貫性でした。彼らの顧客にクランチ！

Rheonics インライン粘度計 SRV は、チョコレートとクリームの混合物を監視するために顧客によって生産ラインに設置され、コーティングの一貫性を確保するために混合物の粘度が厳しい制限内に制御されていることを確認しました。 チョコレート、クリーム、ナッツの混合物は空気が閉じ込められた複雑な流体であり、顧客は SRV を使用するまで、信頼性が高く再現性のある測定を行うことができる機器を見つけていませんでした。

Q4：将来的には、どのような種類のかつてエキゾチックなセンサーが一般的になりますか？ 製造技術はこれらのセンサーをどのように手頃な価格にするのでしょうか？ 流量、レベル、圧力、温度などの一般的なセンサーはどうですか？

応答：

粘度は、分子レベルで影響を受ける特性であり、プロセスに関する膨大な量の情報がありますが、既存の機器では確実に定量化することが困難でした。 食品の場合に最も重要な特性、つまり食感と一貫性に関する洞察を提供します。 これらの特性は、味、香り、風味、および消費者の「口当たり」および「製造または破壊」製品の受容に影響を及ぼします。

食品業界での粘度計の採用に対する主な制約はXNUMXつありました。XNUMXつは堅牢でインラインの再現可能な粘度計の欠如、もうXNUMXつは全体的な制御戦略で粘度情報をうまく利用できる統合プラント制御システムの欠如です。 食品レオロジーは重要ですが、確実に監視することは難しいという認識が常にありました。

採用の主な推進要因：

• 幅広い適用性：ほとんどの食品および飲料の製造プロセスは、インライン粘度管理の恩恵を受けています–乳製品–チョコレート、ヨーグルト、バター、クリーム、チーズ、ミルク。 ねり粉、マヨネーズ、ソース、アルコール、ワイン、食品コーティング。
• 連続生産体制をサポートoring、品質管理とバッチ間の一貫性
• Food 4.0 – ほとんどの企業は、プロセスに関するデータを贅沢品としてではなく、収益に直接影響する重要な要件として認識しています。 信頼性の高い粘度計の組み合わせ Rheonics、食品プロセスにおける産業用制御システムの導入が広がり、消費者の習慣の変化に迅速に対応する必要があるため、次のような自動化ソリューションプロバイダーにとって双方にとって有利な関係が生まれます。 Rheonics、食品機器メーカー、そして最終的には食品生産者。

Q5: ソフトウェアはセンサーの将来においてどのような役割を果たしますか? それはオンボードであり、デバイスの一部にすぎないのでしょうか? モニターを提供しますかoring 測定された (感知された) 変数から計算されたプロセス変数は何ですか?

応答：

ソフトウェアは、センサーの将来において重要な役割を果たし、プロセスデータの取得と分析、介入が必要なイベントの検出、プロセスの最適化、および工場プロセスに関する洞察の収集に関して、工場エンジニアに提供する無限の可能性を提供します。短期的および長期的な影響の両方。

食品業界にはさまざまな用途があり、プロセスの目標、基準と規制、製品の切り替えと工場エンジニアの経験、一般的な工場の現場慣行とノウハウの点で、各用途が固有であることを理解することが重要です。

工場内のユーザーがセンサー データを操作する方法は、ソフトウェアと導入されたデータ処理アルゴリズムがそのアプリケーションのニーズにどのように対応するかに大きく依存します。 したがって、センサーにバンドルされているソフトウェアは、監視を提供する必要があります。oring 特定のアプリケーション/業界に応じて、測定変数から計算されたプロセス変数。 これは、次のようなスマート センサーによってサポートされています。 Rheonics、エッジとクラウドの組み合わせを使用して、従来のセンサーでは不可能な深いプロセスのノウハウを可能にします。

直感的なソフトウェアにより、工場の管理者、オペレーター、エンジニアがソフトウェアとスムーズにやり取りし、インダストリー4.0と自動化テクノロジーのメリットを最大限に活用できるようになります。

Q6：ほとんどのセンサーにはワイヤレスオプションがありますか？ センサーが振動、光（太陽など）などから電力を引き出すことができるアプリケーションはありますか？

応答：

混合は多くの製品の製造の基本ですが、多くの場合、正確な操作である必要はありません。 ただし、他の場合では、それはより正確な科学です。 混合不足は構成材料の不均一な分布（不均一性）を引き起こす可能性があり、混合過剰は製品の状態を変える可能性があります。 センサー（粘度計など）を使用して混合プロセスを正確に制御および監視する一方で、センサーに接続されているワイヤーに対応するために必要な設置場所が極端に制限されている可能性があり、設置の観点からはワイヤレスの方が適しています。 チョコレートのコンチェ容器など、すでに協力している顧客からのこのような要求を目にしました。

このような場合、ワイヤレス技術により、インストールと操作が簡単になります。 たとえば、物理的な接続がなくても、ワイヤレスリンクを使用して、検出素子に電力を送信し、検出素子から測定信号を受信することができます。

アプリケーションによっては、振動、熱、流れ、または太陽から電力を引き出すことも実行可能なオプションです。 環境発電技術の幅広い使用におけるこれまでの最大のボトルネックは、ハーベスターの低電力出力とセンサーの高電力要件です。 今日作成されている高度な低電力センサーは、ペースメーカーや補聴器からノウハウを引き出して電力バジェットを削減し、中期的な可能性としてセルフパワーを実現しています。

ワイヤレスおよびセルフパワーセンサーの重要な利点の70つは、センサーの設置コストを大幅に削減できることです。 今日、センサーのプロジェクト予算の80〜XNUMX％は設置に向けられているため、ワイヤーを取り外すことでこれを劇的に削減し、業界が普及したセンシングを採用する必要があるゲームチェンジャーになる可能性があります。

閉じた品質管理ループ SRV粘度計によって可能になる粘度の自動化の度合いが高まることで、品質、一貫性、廃棄物の削減、効率、生産性の面で生産プロセスに付加価値がもたらされます。 ヒューマンエラーを回避し、製造工程のずれを全自動補正することが可能になります。

によって提供されるデータ Rheonics 粘度計と統合ソリューションは、学習曲線を加速し、 より頻繁な食品組成の切り替えに対応、より資源効率が高く、経済的で環境に優しい製造プロセスに貢献します。

の場合 資産生産性とOEE 重要であり、メンテナンスコストは重要であり、粘度計ソリューションによって提供される実用的なデータは、食品メーカーが生産ツールと機械の予知保全によってプロセスの中断を削減するのに役立ちます。 潜在的なダウンタイムイベントの予測と品質診断は、センサーによって提供されるデータによって可能になります。

食品メーカーが自動化ソリューションを生産/工場フロアに統合しようとしている理由について詳しくは、「デジタル食品加工–メーカーがインダストリー4.0を採用するための推進力」というタイトルの記事をご覧ください。

Rheonics センサーには温度測定機能が組み込まれており、生地を塗布する時点で生地の温度を監視できます。 これにより、粘度の測定値が温度を補正できるようになります。これは、一般的な毎日および季節の温度変化を通じて一貫した生産を確保するために不可欠です。

SRVのようなインライン粘度センサーを食品用途に使用することには多くの利点があります。 そしていくつかが含まれます：

• 頑丈で密閉されたセンサーヘッド。 SRVは、分解や再校正を必要とせずに、すべての標準CIPプロセスでインラインで、または濡れたぼろきれで洗浄できます。
• 経年劣化したり、堆積物で汚れたりする可動部品はありません
• 粒子状物質に鈍感; 微粒子で汚れる狭い隙間はありません
• 接液部はすべて316Lステンレス鋼で、腐食の問題がなく衛生基準を満たしています
• 食品および飲料用途向けの衛生的で衛生的な設計 - で利用可能 tri-clamp および DIN 11851 接続により、操作と清掃が簡単
• ATEXおよびIECExの下で、危険な環境での使用に対して本質的に安全であると認定されています
• 広い動作範囲とシンプルな統合—センサーの電子機器と通信オプションにより、産業用PLCおよび制御システムへの統合と実行が非常に簡単になります。

食品メーカーは、消費者が「味」を好む理由、および健康志向とクリーンラベル製品の需要と組み合わされたテクスチャーと口当たりが継続的な消費決定にどのように影響するかについての基礎として、消費者がしばしば引用するいくつかのテクスチャーと口当たりの特性を満たすよう努めています。 粘度は、接着、凝集、天ぷらのバッターなど、あらゆる種類のバッターの準備と塗布において重要です。

主な要点

1. 振動粘度計など Rheonics SRV は、回転粘度計やカップ粘度計よりも、バッター コーティングにおける高せん断速度の適合に近づきます。 したがって、SRV を使用した測定は、実際のコーティング条件下での生地の挙動を予測するのに最も近くなります。
2. SRV によるインライン粘度制御と Rheonics 生産モニターoring & 制御システムにより、継続的な粘度制御が可能になり、必要な希釈をリアルタイムで行うことができます。 温度変動、混合装置の状態、基材の種類と状態、バッター配合、プロセスステップの相互作用、混合時間パラメーターに関係なく、一貫性が保証されます。
3. Rheonics SRV とプロダクション モニターoring 制御システムは、真の温度補償粘度を制御します。これは、典型的な毎日および季節の温度変化を通じて一貫した生産を確保するために不可欠です。

使い方 SRV バッターミキシングまたはコーティングラインのセンサーにより、生産性、利益率、および規制コンプライアンスが向上します。

プロセスパラメータが確立されると、プロセスの整合性を維持するために必要な労力はほとんどありません。 オペレータは、 Rheonics バターの品質管理ソリューションは、生産だけでなく、配合パラメーターが確立される製品の研究開発段階でもメリットを享受できます。 これにより、増大する需要に合わせて生産を拡大する際に、オペレーターは競争上の優位性を得ることができます。

Rheonics 密度計と粘度計は、タンク、プロセスライン、反応器に設置するためのプローブおよびフロースルーシステムとして利用できます。 全て Rheonics 製品は、最も過酷なプロセス環境、高温、高レベルの衝撃、振動、研磨剤、化学物質に耐えるように設計されています。