Cobrix 7501/7601 � An�lise de Bebidas 4.0

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O analisador de bebidas em linha Cobrix 7501/7601 utiliza uma tecnologia multiparâmetro avançada para melhorar o controlo de qualidade na produção de refrigerantes, reduzindo os testes manuais e os atrasos na produção, garantindo ao mesmo tempo uma qualidade precisa e consistente do produto.

1 Introdução

Ao longo dos anos, os padrões de controlo de qualidade evoluíram, com a tecnologia de medição em linha a desempenhar um papel crucial para garantir a qualidade consistente do produto e aumentar a eficiência da produção. No ambiente competitivo e em constante mudança de hoje, a tecnologia de medição avançada é um diferencial fundamental.

Com melhorias significativas na precisão e fiabilidade, os sistemas de automonitorização reduzem drasticamente a necessidade de testes manuais e permitem arranques de produção mais rápidos.

Este relatório de aplicação destaca a forma como o Cobrix 7501/7601 da Anton Paar está a moldar o futuro do controlo de qualidade e da garantia na indústria dos refrigerantes.

2 Principais Componentes dos Refrigerantes

A Tabela 1 lista os ingredientes típicos utilizados nos refrigerantes com e sem açúcar, organizados da maior para a menor quantidade.

Componentes essenciais como o açúcar, o dióxido de carbono, os ácidos e os aromas desempenham um papel crucial para garantir a elevada qualidade e o sabor ótimo dos refrigerantes.

3 Controlo de Qualidade Atual das Bebidas Dietéticas

O controlo de qualidade de parâmetros como o teor de açúcar, dióxido de carbono, acidez, cafeína ou ácido fosfórico é normalmente realizado no laboratório a cada 2-4 horas.

No início da produção, a linha é colocada em pausa durante alguns minutos para realizar estas verificações laboratoriais. Para uma linha de produção com um caudal de 40 m³/h, uma paragem de 10 minutos a cada 3 horas pode resultar em aproximadamente 60 m³ de perda de produção de bebidas por dia, o que equivale a mais de 1.500 m³ por mês. O objetivo é eliminar estas interrupções para aumentar a velocidade de produção.

Medição de densidade e CO2

A medição da dieta funciona de forma semelhante à medição Brix (normalmente 0–12 °Brix), mas dentro de um intervalo mais estreito de 0–2 °Brix. No novo Cobrix 7501/7601, a medição da densidade foi ainda mais melhorada. Ao utilizar tecnologia digital avançada e compensação otimizada de temperatura e CO2, garante leituras de concentração altamente precisas, mesmo durante flutuações rápidas de concentração e temperatura. O principal benefício é uma estabilidade significativamente maior, particularmente durante as operações de paragem e arranque.

4 Medição de dieta melhorada

O método de medição da densidade não identifica os ingredientes individuais, mas fornece um valor que representa o total combinado de todos os ingredientes, que é depois comparado com os resultados laboratoriais. A precisão só pode ser verificada através de uma segunda medição independente. Em vez de depender de verificações laboratoriais, o Anton Paar Cobrix 7501/7601 utiliza uma medição em linha adicional, baseada num princípio físico diferente, para eliminar potenciais erros sistemáticos. A condutividade foi selecionada para complementar a densidade nesta abordagem. Este novo método aumenta a precisão e a comparabilidade com os resultados laboratoriais. Ao combinar os dois parâmetros, é calculado o valor "Concentration Diet Advanced", oferecendo uma medição mais precisa da concentração dietética da bebida.

Medição de Condutividade

Para maior precisão, o sensor de condutividade utilizado é pré-configurado e calibrado pela Anton Paar. Este sensor compacto, de alta qualidade e isento de manutenção baseia-se na tecnologia indutiva.

Nas bebidas, a condutividade é influenciada principalmente pelos ácidos, uma vez que o açúcar, a maioria dos adoçantes, o CO2 e outros componentes não contêm iões e, por isso, apenas afetam a densidade, não a condutividade. Apenas três adoçantes — o acessulfame K, o benzoato e o ciclamato — têm um efeito mínimo na condutividade, mas as suas baixas concentrações tornam o seu impacto insignificante.

A condutividade depende da temperatura, aumentando geralmente 2% por °C em muitas soluções aquosas. Para garantir a precisão no cálculo da concentração da dieta, é aplicado um método especializado de compensação de temperatura desenvolvido pela Anton Paar. Considerando que a condutividade das bebidas dietéticas varia entre 0,4 a 2 mS/cm, a reprodutibilidade precisa e a compensação da temperatura são essenciais.

O novo valor "Concentration Diet Advanced" é derivado de medições de densidade e condutividade modificadas, combinando os benefícios de ambas as tecnologias. Esta abordagem é particularmente útil para produtos com elevada densidade ou elevada condutividade. Os valores podem ser completamente diferentes para diferentes produtos dietéticos. Existem produtos com elevada densidade e baixa condutividade e vice-versa.

Influência da Água

Os valores de densidade e condutividade medidos independentemente oferecem benefícios substanciais, mas existe uma pequena limitação: ambas as medições podem ser afetadas pela qualidade da água. Na maioria dos casos, isto não é um problema, uma vez que muitas instalações já utilizam água por osmose inversa. No entanto, se a qualidade da água variar significativamente, poderá ser necessário um sensor de condutividade adicional na linha de abastecimento de água. Em alternativa, a condutividade da água do processo determinada em laboratório pode ser introduzida como um parâmetro específico do processo na aplicação "Concentration Diet Advanced".

5 Analisador de bebidas em linha Cobrix 7501/7601

O analisador de bebidas em linha Cobrix 7501/7601 é um sistema de medição abrangente e modular que inclui os seguintes componentes:

- Sensor combinado de densidade e velocidade do som L-Com 5500 para análise de °Brix e %Diet, bem como medição de inversão de álcool ou açúcar

- Sensor de CO2 dissolvido Carbo 5100 ou Carbo 6300

- Anton Paar modificou o sensor de condutividade, um segundo princípio de medição para a medição de acidez e para substituir as medições laboratoriais frequentes

- Controlador de processo Edge 7000

- Bomba de amostra integrada para instalações em linha ou bomba em linha 520 separada para instalações de bypass

- Monitor de caudal e funcionamento a seco

- Software de aquisição e controlo de dados Davis 5 (opcional)

O Cobrix 7501/7601 para a produção de refrigerantes mede:

- Concentração de Açúcar

- Dieta de Concentração Avançada

- CO2 dissolvido

- Inversão de Açúcar

- Concentração de Álcool

- Acidez Total

Após a entrada em funcionamento do Cobrix 7501/7601, o valor "Concentration Diet Advanced" é calibrado utilizando a média de várias medições baseadas nos métodos de referência tradicionais. Embora os métodos laboratoriais tradicionais meçam concentrações específicas, como o teor de ácido ou a cafeína, não oferecem uma análise completa.

Em contraste, o Cobrix 7501/7601 mede todos os componentes em simultâneo para uma avaliação mais abrangente.

6 Verificação da Medição

Para além do método melhorado para medir a concentração da dieta, o Cobrix 7501/7601 introduz um novo parâmetro denominado "Verificação da Medição". Esta proporção específica do produto garante que tanto a medição como a composição do produto são precisas. Simplificando, a “Verificação da Medição” indica que a proporção (“impressão digital”) entre todos os componentes e componentes iónicos (principalmente ácidos) está correta.

Este valor serve como uma funcionalidade de automonitorização, indicando que as verificações laboratoriais são desnecessárias, a menos que o valor "Verificação de medição" mostre uma discrepância. Ajuda a reduzir a necessidade de tarefas laboratoriais de rotina, permitindo que o tempo seja gasto em atividades mais valiosas.

A Figura 6 fornece uma representação gráfica do cálculo "Verificação da Medição". As colunas coloridas ilustram a composição típica de um refrigerante sem açúcar. A "Verificação da Medição" pode ser facilmente calculada através da seguinte fórmula:

O cálculo utiliza a densidade compensada por CO2, permitindo que todos os três sensores de concentração (L-Com 5500, Carbo 5100/6300 e condutividade modificada) sejam validados. Uma vez que estes valores são independentes do teor de água, a proporção de CP para DDC — e, portanto, a "Verificação de Medição" — permanece constante em diferentes proporções de mistura (Figura 6). O valor "Verificação de medição" específico do produto é inicialmente calibrado como 1 e deve permanecer consistentemente em torno de 1 durante todas as execuções seguintes.

As possíveis causas de desvios na "Verificação da Medição" incluem:

• Desfasamento na composição do produto

• Problemas com um dos sensores (L-Com, Carbo ou sensor de condutividade modificado)

O novo método de medição em linha pode identificar os seguintes problemas na produção de bebidas dietéticas:

• Verificação de medição demasiado baixa:

o O teor de sólidos é muito elevado, possivelmente devido ao transporte de açúcar

o A acidez é muito baixa em comparação com os componentes do aroma

• Verificação de medição demasiado elevada:

o Falta de um componente chave do aroma

o A acidez é muito elevada, possivelmente devido ao transporte de CIP

Esta "Verificação de Medição" adicional é também aplicável a bebidas que contêm açúcar, uma vez que a condutividade modificada não é afetada pelo açúcar.

7 A sua solução para a máxima eficiência

Para poupar tempo e reduzir custos, as longas paragens após o início da produção são indesejáveis. O tempo de arranque para a medição da dieta é até 10 vezes menor em comparação com o método convencional. Em poucos segundos, a nova "Verificação de Medição" e a concentração da dieta atingem o valor alvo e permanecem estáveis, sinalizando ao operador que o enchimento pode começar e garantindo que o produto correto está a ser embalado (ver Figura 7).

Desde que o valor de "verificação de medição" esteja dentro dos limites definidos pelo cliente (normalmente entre 0,95 e 1,05 para avisos e 0,9 e 1,1 para alarmes), tanto a composição do produto como o sistema de medição em linha são considerados corretos. Embora os limites possam ser definidos de forma mais restrita, devem acomodar variações nos lotes de xarope ou flutuações nos ingredientes naturais

8 Resumo

O analisador de bebidas em linha Cobrix 7501/7601 oferece uma solução modular para otimizar o controlo de qualidade na produção de refrigerantes com gás, especialmente para bebidas dietéticas. Ao integrar medições de densidade e condutividade, o sistema fornece leituras precisas de concentração e impressão digital do produto, melhorando a correlação com os métodos laboratoriais baseados em ácido. A inovadora funcionalidade "Verificação de Medição" valida a composição do produto e os dados do sensor, reduzindo a necessidade de testes laboratoriais frequentes e minimizando as interrupções na produção.

O sistema deteta eficientemente problemas como a transferência de açúcar, a falta de ingredientes essenciais como ácidos e adoçantes, a transferência do processo CIP e as falhas dos sensores. Independentemente do tipo de refrigerante produzido, o controlo preciso dos parâmetros de qualidade é essencial para manter o sabor consistente em todas as variedades. O Cobrix 7501/7601 garante uma medição e registo precisos dos valores-chave para uma vasta gama de bebidas, incluindo opções com e sem açúcar.

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