Dwudziesty pierwszy wiek wprowadził ludzkość w erę wszechobecnej cyfryzacji. Telefony mieszczące się w dłoniach, o mocy przewyższającej potrzeby przeciętnego użytkownika, nie dziwią, a co najważniejsze pozwoliły na łatwiejszą komunikację i wymianę informacji. Ilość generowanych danych w naszym otoczeniu jest tak duża, że coraz częściej zastanawiamy się nad ich wartością, pochodzeniem i autentycznością. Informacje z dobrego, rzetelnego źródła, pozwalają nam podejmować lepsze decyzje w krótszym czasie.

Ten ogólnoświatowy trend jest coraz częściej zauważany przez fabryki, które chcą szybciej reagować na sytuację w trakcie procesów produkcyjnych w celu optymalizacji produkcji. Pod tym zagadnieniem kryje się nie tylko zmniejszenie kosztów czy zwiększenie wydajności, coraz częściej świadomi konsumenci wybierają producentów, którzy są w stanie zapewnić powtarzalny produkt o konkretnie zdefiniowanych parametrach, co wpływa na jego jakość. Kluczowym pytaniem jest jak to zrealizować? Dzięki organizacjom zajmującym się wdrażaniem algorytmów uczenia maszynowego czy sztucznej inteligencji staje się to coraz łatwiejsze. Systemy te potrafią zbierać, przechowywać, analizować i znajdować zależności, które dają użytkownikowi możliwość podejmowania decyzji samodzielnie lub pozostawiają również tę kwestię w gestii algorytmu. Człowiek w takim świecie jest projektantem i nadzorcą, pozostawiając obliczenia maszynie. W świecie, w którym mamy coraz mniejsze zainteresowanie pracą na produkcji, staje się to rozwiązaniem coraz bardziej koniecznym.

Budowanie algorytmów sterujących procesami produkcyjnymi i podejmującymi decyzje, to nie tylko marzenia, ale nasza rzeczywistość. Do wdrożenia systemów niezbędne są jednak dobrej jakości, rzetelne dane oraz zaangażowanie ze strony ludzi. Zbieranie informacji o temperaturach, wilgotności, naprężeniach, mocy silników i innych wymaga zastosowania odpowiednich sensorów. Dane te dają dokładne odzwierciedlenie parametrów produkcyjnych – ustawienia maszyn. Pytanie, które jest istotne, to jak te parametry wpływają na produkt? Technologią pozwalającą na zebranie informacji o parametrach surowców i produktów takich jak: wilgotność, białko, tłuszcz jest spektroskopia w bliskiej podczerwieni. Dotychczas najczęściej urządzenia oparte o tę technologię stosowane były i nadal są w laboratoriach. Pozwalają one na zbudowanie algorytmu łączącego widmo rejestrowane przez urządzenie  z parametrami fizyko-chemicznymi uzyskanymi za pomocą metod odwoławczych. Dzięki temu w sposób szybki i znacznie tańszy niż metody referencyjne możemy poznać parametry surowców – do określenia parametrów wstępnych produkcji oraz półproduktów i produktów do korekty ustawień.

Jednym z takich rozwiązań jest oferowany przez Perten analizator DA 7250™. To urządzenie trzeciej generacji z matrycą diodową. Zaprojektowany został specjalnie do analiz w przemyśle spożywczym i rolniczym. Łączy w sobie prostotę przygotowania próbek, intuicyjne oprogramowanie i spektrometr pracujący w zakresie od 950 nm do 1650 nm dający w krótkim czasie dokładne wyniki analiz. Producent dysponuje szeroką bazą gotowych kalibracji dla przemysłu spożywczego i nie tylko. Dużą zaletą tego rozwiązania jest jego wszechstronność ze względu na różnorodność analizowanych na nim produktów w postaci proszków, ciał stałych lub półpłynnych.

Analizatory stacjonarne sprawdzają się w laboratoriach lub przy produkcjach, gdzie kontrolujemy wiele różnych produktów, lub gdy produkcja jest jednorodna i pobrana próbka bardzo dobrze reprezentuje produkt na linii technologicznej. To rozwiązanie ma swoje wady między innymi sposób pobrania (reprezentatywność próbki) i czas pomiędzy pobraniem a analizą (zmiany zachodzące w produkcie np. temperatura). Rozwiązaniem jest stosowanie analizatorów montowanych na liniach produkcyjnych. Różnorodność linii i procesów technologicznych zainspirowały Perten do stworzenia dwóch rozwiązań. Pierwsze z nich to DA 7350™ zaprojektowany z myślą o montażu w rurach, zsypach, zbiornikach i innych miejscach, gdzie możliwy jest kontakt produktu z oknem pomiarowym. Analizator in-line pomoże uzyskać dane o produktach sypkich, takich jak proszki, ziarna, mączki, granulaty, pellet, zawiesiny, pasty, płyny i inne. Producent wziął również w tym przypadku pod uwagę trudność w ocenie tego co widzi analizator, dlatego też urządzenie zostało wyposażone w cyfrową kamerę, dającą użytkownikowi możliwość sprawdzenie co aktualnie jest przed oknem pomiarowym. Nie jest to jednak jedyne zastosowanie, wbudowany system oceny obrazu pozwala na wykrywanie zanieczyszczeń, bąbli powietrza czy przypalonych cząsteczek. Drugie rozwiązanie to DA 7440™ pozwalające na analizę produktów z odległości, gdzie nie ma możliwości kontaktu z produktem. Przykładem są bloki sera czy inne produkty znajdujące się na pasach transportowych. Wszystkie trzy przedstawione rozwiązania wyposażone zostały w identyczne lampy oraz detektory, co pozwala na przenoszenie kalibracji pomiędzy nimi. Nie oznacza to, że kalibracja zbudowana na urządzeniu stacjonarnym może zostać przeniesiona w sposób 1:1 na urządzenie produkcyjne, ale znacznie ułatwia ten proces.

Przygotowane przez producenta kalibracje globalne czy szyte na miarę pod konkretny produkt i punkt pomiarowy zapewniają wiedzę o parametrach fizyko-chemicznych. Wiedza ta pomaga operatorom, systemom zdalnego zarządzania oferowany jest wgląd do danych widmowych co pozwala na podejmowanie decyzji na bazie nie tylko pojedynczego wyniku, ale pełnym zapisie widmowym analizowanej próbki. Jest to duży krok w osiągnięciu pełnej automatyzacji procesów produkcyjnych. Zastosowanie komunikacji poprzez OPC jedynie ułatwia wdrożenie takich rozwiązań.

Gdzie w tym wszystkim jest człowiek?, to pytanie istotne i wdrożenie analizatorów produkcyjnych wcale nie oznacza wyeliminowanie człowieka czy likwidację laboratoriów. Nawet najlepszy analizator wymaga kontroli, walidacji, kalibracji czyli nadzoru. Urządzenia to narzędzia, które dobrze skalibrowane na bazie dobrych wyników referencyjnych pozwalają na podejmowanie szybkich i dobrych decyzji. Daje to szansę na pełną kontrolę procesu produkcyjnego przez technologów oraz daje szansę laboratoriom na przeniesienie zasobów ludzkich z częstotliwości analiz na ich dokładność.

Noack Polen od ponad dwudziestu lat zajmuje się analizatorami dedykowanymi do montażu na liniach technologicznych. Posiadamy doświadczenie w ich doborze, montażu, kalibracji jak i nadzorze. Wierzymy, że wspólnie z Nami, oferowanymi przez nas rozwiązaniami i Państwa wsparciem jesteśmy w stanie dostarczyć rzetelnych danych pozwalających na optymalizację procesów produkcyjnych.

 TEN ARTYKUŁ JEST CZĘSCIĄ OPRACOWANIA FOODFAKTY NAWIGATOR, KTÓRY DOSTĘPNY JEST DO POBRANIA ZA DARMO DZIĘKI PARTNEROM MERYTORYCZNYM WARSZTATÓW I FORUM WIEDZY MANAGERSKIEJ FOODFAKTY SCIENCE 4 BUSINESS -  ZAGROŻENIA MIKROBIOLOGICZNE I BIOLOGICZNE ŻYWNOŚCI ORAZ INNE UZUPELNIAJĄCE ZAGADNIENIA (4-5 WRZEŚNIA 2024, ŁÓDŹ)