食品業界に焦点を当てた雑誌– Food Engineering Mag（https://www.foodengineeringmag.com/）は、Rheonicsインライン粘度計SRVを、他の新しいプロセスデバイスとともに取り上げる特集記事を公開しています。 この記事では、食品および飲料業界が、基本的なXNUMXつのセンサー（流量、レベル、圧力、温度）を超えて、業界プロセスの洞察を得て競争力を維持する必要がある理由について説明します。

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
注目：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。

タイトルの記事に対するFEからの質問に対するレオニクスの応答： 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製品までの幅広いアプリケーション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、構築、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。

レオニクス密度および粘度計は、バッターの混合とコーティング、チョコレートのコンチングとウェーハコーティング、クリーム、ミルク、ヨーグルト、マヨネーズ、ソース製造、動物向け食品の腸溶コーティング、アルコールと砂糖の含有量の監視のために、世界中の機械製造業者と製造業者によって広く使用されていますワインや飲料、および廃水の流れを自動化するために。

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週間にわたる試験の後、彼らはバッターミックスのリアルタイムモニタリングにRheonicsインラインSRVを採用しました。 使用したセンサーは衛生的な接続が付属しており、混合ラインと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ミキシングラインとコーティングラインに標準装備されており、シングルクリックでバッターを監視および制御できます。

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、混合物の粘度が厳しい制限内に制御されてコーティングの一貫性が確保されていることを確認しました。 チョコレートとクリームとナッツの混合物は、空気が閉じ込められた複雑な液体であり、SRVを使用する前に、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は見つかりませんでした。

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。
• 継続的な生産監視、品質管理、バッチ間の一貫性のサポート
• Food 4.0 –ほとんどの企業は、プロセスに関するデータをもはや贅沢品とは見なしておらず、収益に直接影響する重要な要件と見なしています。 Rheonicsの信頼性の高い粘度計、食品プロセスでの産業用制御システムの幅広い採用、変化する消費者の習慣への迅速な対応の必要性の組み合わせは、Rheonicsのような自動化ソリューションプロバイダー、食品機器メーカー、そして最終的には食品メーカーにとって双方にメリットがあります。

Q5：センサーの将来においてソフトウェアはどのように役割を果たすのでしょうか？ オンボードでデバイスの一部にすぎませんか？ 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の監視を提供しますか？

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、ソフトウェアと展開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を処理するのにどの程度適してい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、特定のアプリケーション/業界に応じて、測定された変数から計算されたプロセス変数の監視を提供する必要があります。 これは、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だった深いプロセスのノウハウを可能にするRheonics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。

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。

Rheonics粘度計と統合ソリューションによって提供されるデータは、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。

レオニクスセンサーには温度測定が組み込まれているため、バッターの温度をアプリケーションのポイントで監視できます。 これにより、粘度の読み取り値で温度を補正できます。これは、通常の毎日および季節ごとの温度変化を通じて一貫した生産を保証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—簡単な操作と洗浄のためのトライクランプおよびDIN11851接続で利用可能
• 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. Rheonics SRVなどの振動粘度計は、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の高せん断速度に近くなります。 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バッターの挙動の予測に最も近くなります。
2. SRVおよびRheonicsProduction Monitoring＆Controlシステムによるインライン粘度制御により、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、基質の種類と状態、バッターの配合、プロセスステップの相互作用、混合時間のパラメーターに関係なく、一貫性が保証されます。
3. Rheonics SRVと生産監視および制御システムは、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的な温度変化を通じて一貫した生産を保証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。 オペレーターは、R​​heonicsバッター品質管理ソリューションによって提供される厳格な管理に依存し、生産だけでなく、配合パラメーターが確立された製品の研究開発段階でも利益を得ることができます。 これにより、増大する需要に対応するために生産が拡大されるため、オペレーターは競争上の優位性を獲得できます。

レオニクス密度計と粘度計は、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とフロースルーシステムとして利用できます。 すべての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、化学薬品に耐えるように設計されています。