Sensores inteligentes protegem a qualidade da água na produção de alimentos

A água continua sendo um dos recursos mais críticos no processamento e fabricação de alimentos. Desde a mistura de ingredientes e lavagem de produtos até a geração de vapor e sistemas de limpeza no local (CIP), a qualidade consistente da água sustenta a segurança do produto e a reputação da marca. No setor alimentar e de bebidas do Reino Unido, onde o escrutínio regulamentar e as expectativas dos consumidores são elevadas, é essencial manter um controlo preciso sobre os processos de tratamento de água.

O abastecimento de água municipal e algumas fontes privadas, como furos, são normalmente desinfectados com cloro. Embora seja eficaz para o saneamento, o cloro residual deve ser removido antes que a água atinja fases de produção sensíveis, particularmente aquelas que envolvem culturas vivas ou ingredientes activos. A filtragem de carvão ativado granular (GAC) desempenha um papel vital neste processo e, cada vez mais, a tecnologia de sensores inteligentes está transformando a forma como seu desempenho é monitorado e otimizado.

Greg Wainhouse, Gerente Regional de Desenvolvimento de Negócios – Água Industrial, Norte da Europa, na Bürkert, analisa o papel dos sensores de cloro em aplicações de processamento e fabricação de alimentos.

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O papel dos filtros GAC na fabricação de alimentos

Os filtros industriais GAC são amplamente implantados em instalações de fabricação de alimentos no Reino Unido para remover o cloro disponível gratuitamente nas fontes de água que chegam. O cloro pode afetar negativamente o sabor, o aroma e a cor, principalmente em bebidas como cerveja, refrigerantes e água engarrafada, tornando a sua remoção essencial para manter a qualidade e consistência do produto.

Além do impacto sensorial, o cloro apresenta um risco significativo para os equipamentos a jusante. As membranas de osmose reversa (RO) e os sistemas de eletrodeionização são especialmente vulneráveis ​​a danos oxidativos causados ​​pela exposição ao cloro, o que pode resultar em eficiência reduzida, reparos dispendiosos e tempo de inatividade não planejado.

Para mitigar estes riscos, os fabricantes de alimentos confiam na monitorização precisa do cloro. As medições de entrada avaliam as cargas de cloro de entrada, enquanto o monitoramento de saída garante que o cloro foi totalmente removido. Esses pontos de dados permitem que as operadoras monitorem o desempenho dos filtros, gerenciem a capacidade de carbono e respondam rapidamente a quaisquer eventos inovadores, garantindo a conformidade com os padrões de segurança alimentar do Reino Unido e protegendo infraestruturas críticas.

Limitações das tecnologias tradicionais de monitoramento de cloro

Apesar da sua utilização generalizada, as tecnologias tradicionais de monitorização de cloro muitas vezes lutam para satisfazer as exigências dos ambientes modernos de produção de alimentos. Os sensores amperométricos convencionais dependem de eletrodos e tampões eletrolíticos, deixando-os suscetíveis a incrustações, desvios de sinal e requisitos frequentes de manutenção.

Os analisadores colorimétricos, que operam misturando amostras de água com reagentes e medindo mudanças de cor, podem fornecer altos níveis de precisão. No entanto, introduzem complexidade adicional através de bombas, tubagens e reposição contínua de reagentes, aumentando os custos operacionais e a carga de manutenção.

Uma limitação importante de ambas as abordagens é o tempo de resposta lento. Os valores T90 típicos de dois a três minutos para sondas amperométricas tradicionais, combinados com a frequência de amostragem reduzida em sistemas colorimétricos para conservar os reagentes, significam que os picos de cloro podem não ser detectados com rapidez suficiente. Em ambientes de produção de alimentos de alto rendimento, a detecção tardia pode levar à contaminação do produto, aumento do desperdício, perdas de produção e danos dispendiosos aos equipamentos de processo.

Sensores inteligentes que permitem um controle mais rápido e confiável

Os avanços nos sistemas inteligentes de análise de água estão enfrentando esses desafios e fornecendo aos fabricantes de alimentos uma solução mais ágil e confiável. O sistema de análise de água OALAB tipo 8906 da Bürkert, equipado com o cubo de cloro MS02, fornece medições de cloro rápidas e precisas projetadas especificamente para aplicações industriais, como monitoramento de filtração GAC.

Ao utilizar tecnologia avançada de célula amperométrica em chip, o MS02 atinge um tempo de resposta T90 de 30 segundos ou menos. Este feedback rápido permite que os operadores reajam quase instantaneamente às flutuações na concentração de cloro, reduzindo significativamente o risco de o cloro atingir processos sensíveis.

Dados mais rápidos e precisos também apoiam uma melhor tomada de decisões operacionais. Os fabricantes de alimentos podem otimizar os intervalos de troca de carbono, programar a retrolavagem de forma mais eficaz e minimizar o tempo de inatividade não planejado. Num cenário competitivo de produção no Reino Unido, estas eficiências traduzem-se diretamente em poupanças de custos e maior fiabilidade da produção.

Manutenção reduzida e maior eficiência operacional

Os requisitos de manutenção continuam a ser uma grande preocupação nas instalações de produção alimentar, onde os padrões de higiene são rigorosos e o tempo de inatividade deve ser minimizado. Os sensores amperométricos tradicionais geralmente exigem limpeza manual devido à incrustação e ao acúmulo de elementos pesados, enquanto os sistemas colorimétricos adicionam a complexidade do manuseio de reagentes e da manutenção mecânica.

O MS02 aborda essas questões através do seu design. Uma membrana protetora evita a formação de depósitos na célula de detecção, enquanto a ausência de um tampão eletrolítico elimina o risco de imprecisões causadas pela variação do pH, o que é crítico na determinação da concentração de cloro livre.

Na saída dos filtros GAC, onde devem ser verificados níveis zero de cloro, o design de ponto zero flutuante do sensor evita a polarização sem a necessidade de uma fonte externa de cloro. Isto garante medições consistentes e confiáveis ​​mesmo em condições de processo exigentes.

Em aplicações de água industrial comparáveis, alguns usuários relataram operação contínua por mais de dois anos sem necessidade de recalibração ou manutenção. Para os fabricantes de alimentos do Reino Unido, isso equivale a despesas operacionais reduzidas e maior confiança na precisão da medição a longo prazo, apoiando a produção contínua e maximizando o tempo de atividade de sistemas avançados de tratamento de água, como a osmose reversa.
O monitoramento de cloro rápido, preciso e de baixa manutenção nos filtros GAC protege os produtos, protege ativos críticos e reduz o risco operacional.

Monitoramento integrado para instalações modernas de produção de alimentos

Projetado tendo em mente engenheiros de fábrica e gerentes de serviços públicos, o sistema OALAB oferece uma solução plug and play pré-montada que requer esforço mínimo de instalação. Isto é particularmente valioso em projetos de modernização ou em ambientes de produção com espaço limitado.

Além do cloro, o sistema pode medir simultaneamente os principais parâmetros de qualidade da água, incluindo pH, ORP, condutividade e turbidez em um espaço compacto. Esta capacidade multiparâmetro reduz a necessidade de múltiplos instrumentos, economizando espaço e simplificando a arquitetura do sistema.

Os baixos requisitos de fluxo de amostras ajudam a minimizar o desperdício de água, apoiando as metas de sustentabilidade que são cada vez mais importantes no setor de alimentos e bebidas do Reino Unido. O registro de dados integrado opcional e a conectividade remota permitem estratégias de manutenção preditiva e facilitam o suporte técnico rápido.

A compatibilidade com protocolos de comunicação industrial amplamente utilizados, como Profinet, Ethernet e Modbus TCP, garante uma integração perfeita com sistemas de automação e controle existentes, permitindo que os fabricantes aprimorem as iniciativas de digitalização e melhorem a visibilidade geral do processo.

Protegendo qualidade, conformidade e lucratividade

À medida que os fabricantes de alimentos do Reino Unido enfrentam uma pressão crescente para manter a qualidade consistente dos produtos, cumprir os requisitos regulamentares e melhorar a eficiência operacional, a adoção da tecnologia de sensores inteligentes torna-se cada vez mais importante.

O monitoramento de cloro rápido, preciso e de baixa manutenção em filtros GAC desempenha um papel crítico na proteção da integridade do produto, protegendo equipamentos de processo sensíveis e reduzindo o risco operacional. Ao substituir sistemas legados lentos e de manutenção intensiva, as soluções inteligentes de análise de água permitem uma mudança do monitoramento reativo para o controle proativo do processo.

Em última análise, garantir uma gestão confiável da qualidade da água ajuda os processadores de alimentos a evitar interrupções dispendiosas, a manter a conformidade com os padrões da indústria e a proteger a reputação da marca. Num sector onde as margens e a confiança estão intimamente ligadas, a tecnologia inteligente de detecção de cloro garante que a qualidade da água nunca se torne o elo mais fraco da cadeia de produção.

Sistemas de controle de fluidos Bürkert
Greg Wainhouse, Gerente Regional de Desenvolvimento de Negócios – Água Industrial, Norte da Europa
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A Bürkert está presente em trinta e cinco países ao redor do mundo. Trabalhamos também com uma ampla rede de distribuidores e parceiros, o que significa que estamos o mais próximo possível dos nossos clientes. Esta presença global garante serviço e suporte completos a todos os nossos clientes em todos os países do mundo. A pesquisa é a força vital da nossa empresa.

Na Bürkert, nunca estamos satisfeitos com o status quo e buscamos continuamente novas tecnologias e soluções para nossos clientes. Todos os anos, nossos funcionários desenvolvem produtos e soluções novos e altamente avançados, que vão desde unidades integradas de medição e controle de processos até os sistemas mais sofisticados usados ​​em pesquisa farmacêutica. Para sermos líderes de mercado, somos também líderes em P&D.

Portanto, nosso investimento em pesquisa e desenvolvimento é um dos mais altos do nosso setor. Nos nossos centros de investigação na Alemanha e em França, 150 pessoas estão empenhadas em trabalhar por um futuro comum para a nossa empresa e os nossos clientes. Temos o compromisso de oferecer nossa experiência onde for necessária, em qualquer lugar do mundo. Esta presença global garante que os nossos avanços na tecnologia de controle de fluidos também sejam globais.

Resumidamente o que fazemos

Fabricação de equipamentos de processo. Um dos poucos fabricantes a fornecer soluções para a malha de controle completa.

Para onde fornecemos

Reino Unido Irlanda, Europa

Indústrias para as quais fornecemos

Alimentos e Bebidas, Produtos de Higiene Pessoal Farmacêuticos, Cosméticos, Água e Águas Residuais

• FLOWave | Dosagem de óleo (Inglês)

• Feldbus Gateway Modul ME43:Como operar o FLOWave (DE)