Monitorowanie produkcji w czasie rzeczywistym w trudnych warunkach

Jednym z głównych wyzwań dla przemysłu spożywczego jest zredukowanie kosztów produkcji oraz zminimalizowanie strat produkcyjnych. Tradycyjne metody zapewniania jakości mogą być efektywne jednak często są drogie i nie zawsze są bez wad. Dlatego też jakość produktów spożywczych powinna być uwzględniana w już trakcie tworzenia procesu produkcji w działach R&D, a nie tylko w procesie poprodukcyjnym. Wymaga to stworzenia narzędzi i systemów, które pozwolą na ciągłą analizę i kontrolę procesu składającą się zarówno z oceny surowca przed i w trakcie produkcji w czasie rzeczywistym. Dzięki temu jakość produktu kontrolowana może być w czasie całego procesu, a nie tylko po jego wytworzeniu.

W odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku, naukowcy z Unii Europejskiej opracowali nowoczesny system monitorowania produkcji żywności w trudnych warunkach w czasie rzeczywistym. Wyniki prób systemu pokazują, że w przyszłości ma on szanse na komercjalizację.

Multi Sensor Device (MSD)

Projekt MUSE-Tech finansowany przez UE jest innowacyjnym rozwiązaniem integrującym trzy techniki pomiaru wartości sensorycznych w jedno urządzenie - Multi Sensor Device (MSD). MSD zaprojektowany jest w sposób, który pozwala na zaadoptowanie dodatkowych czujników sensorycznych w istniejących już liniach produkcyjnych. Urządzenie zostało przetestowane zarówno w skali laboratoryjnej jak i warunkach przemysłowych podczas produkcji pieczywa, frytek oraz piwa.

Monitorowanie rozkładu temperatury

Pierwszą techniką wykorzystywaną w urządzeniu MSD jest pomiar rozkładu temperatury w produkcie (ang. Distributed Temperature Sensing (DTS)) pozwalający na dokładny monitoring złożonych profilów temperaturowych produktu nawet w przypadku wysokich temperatur w czasie rzeczywistym. Czujnik DTS wykazał się być odporny na trudne warunki pomiarowe we wszystkich trzech procesach produkcyjnych: podczas rozrostu ciasta, smażenia frytek w głębokim oleju oraz wewnątrz kotła warzelnego w trakcie produkcji piwa.

Pseudo-Obrazowanie Vis-NIR

Drugą techniką jest Pseudo-Obrazowanie światła widzialnego oraz podczerwieni (ang. Quasi Imaging Vis-NIR (QIVN)), która dostarcza takich informacji jak np zawartość cukrów w surowym ziemniaku, jakość oleju w trakcie smażenia frytek (zanieczyszczenie olejami mineralnymi), skład mąki oraz charakterystyka brzeczki. Czujnik QIVN umożliwia zbieranie danych z wielu różnych punktów produktu nawet w bardzo szybko zachodzącym procesie. Jakość zebranych danych wymaga jeszcze dopracowania jednak wyniki zebrane w warunkach laboratoryjnych dają bardzo zadowalające rezultaty, zwłaszcza w przypadku procesu smażenia frytek.

Czujnik foto-akustyczny

Czujnik foto-akustyczny jest trzecią techniką pomiaru przebiegu procesu produkcyjnego pozwalającą na monitorowanie emisji CO2, etanolu oraz wilgotności ciasta. Najlepsze wyniki pomiaru osiągnął w przypadku procesu pieczenia ciasta zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i przemysłowych. W przypadku smażenia frytek oraz ważenia piwa również zebrano satysfakcjonujące dane jednak proces na poziomie produkcyjnym należy jeszcze udoskonalić.

Źródła:

1. http://www.newfoodmagazine.com/27583/blogs/real-time-monitoring-harsh-conditions/

2. https://www.effost.org/projects/375873.aspx?t=MUSE-Tech

3. https://www.musetech.eu/