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Viscosimètre de viscosité en ligne FoodEngMag2

Magazine d'ingénierie alimentaire: la détection de viscosité en ligne offre un meilleur contrôle de la pâte

La détection de viscosité en ligne offre un meilleur contrôle de la pâte

Associée à la technologie Industry 4.0, la détection en ligne signifie plus de précipitation des échantillons instantanés au laboratoire, introduisant des problèmes de qualité avec les produits alimentaires.

La pâte est largement utilisée comme enrobage pour les aliments frits ainsi que pour de nombreux autres produits tels que les gâteaux, les gaufres, les biscuits et les crêpes. Lorsqu'elle est utilisée comme revêtement, la pâte est généralement appliquée par trempage ou pulvérisation sur des tambours de cuisson continus et des bandes de four. Selon le type de produit alimentaire, les objectifs de transformation et les défis peuvent être différents, mais une chose est certaine: les entreprises alimentaires s'efforcent de répondre à leurs exigences de qualité et de fraîcheur constantes en développant des produits innovants, tout en réduisant les coûts de production et en facilitant la maintenance.

De nombreux aliments transformés sont enrobés de pâtes à base d'amidon pour rehausser la saveur et ajouter de la texture et contribuent à l'identité et à l'attrait du produit particulier. La «pâte» ou «l'enrobage» peut être effectuée pour conférer au produit certaines propriétés supplémentaires, telles que le «mordant» (croustillant), la couleur ou le goût. Les produits enrobés comprennent des morceaux d'aliments crus ou prétraités tels que la volaille, la viande, les fruits de mer et les légumes, ainsi que des articles alimentaires extrudés ou moulés. Le revêtement de pâte peut être appliqué via un bain, une cascade ou un spray et couvrir un côté ou la pièce complète. Une exigence clé pour les enduiseurs automatisés est l'uniformité du revêtement, ce qui fait qu'il est vital de s'assurer que la consistance de la pâte est maintenue lorsqu'elle est appliquée par l'enduit.

La cohérence de la pâte pour poulet frit est essentielle pour maintenir la qualité et contrôler la viscosité en ligne.oring et
le contrôle peut faire les choses correctement tout le temps, plutôt que d'attendre les résultats des échantillons instantanés du laboratoire, ce qui ne sera jamais
le même que ce qui est dans le tuyau.

La pâte est essentielle à la fonctionnalité

La cohérence de la pâte pendant l'enrobage est cruciale pour garantir un produit rentable, reproductible et uniforme. La viscosité joue un rôle majeur en garantissant une consistance contrôlée des mélanges de pâte. Cependant, assurer et contrôleroring la viscosité du mélange de pâte ou de l'enrobage n'est pas anodine. Les pâtes sont des fluides complexes. Ils sont généralement constitués d'un certain nombre de phases dispersées telles que la farine, la graisse, l'eau et l'air. Une viscosité suffisante est nécessaire pour arrêter la séparation des phases pendant le mélange, le temps au sol et la cuisson au four. Pour les systèmes de pâte à frire très visqueux, la viscosité est généralement suffisante pour arrêter la séparation des phases et pour emprisonner et retenir l'air, ce qui est nécessaire pour les pains. Cependant, pour les systèmes de pâte moins visqueux, comme pour les gaufrettes et les puddings, il existe un risque de perte d'air battu dans la pâte pendant le mélange et de séparation des phases, ce qui peut nuire à la qualité du produit final.

Les pâtes à gâteau doivent être suffisamment visqueuses pour éviter la perte de bulles de gaz pendant le mélange. Ces bulles sont produites par des agents ascendants et de la vapeur, qui provoquent une expansion et réduisent la densité de la pâte. La pâte devient plus mince lorsqu'elle se réchauffe dans le four, augmentant ainsi la probabilité de séparation de phase des composants plus denses, tels que les granules d'amidon, qui peuvent couler au fond du moule. Par conséquent, la séparation des composants de la recette doit être évitée en maintenant la bonne viscosité jusqu'au point où la structure du produit est définie.

Types de pâte

Pour les pâtes adhésives, la viscosité est importante. Il peut être réglé en utilisant différents mélanges d'amidon et gommes, et est influencé par le degré d'endommagement de l'amidon pendant le traitement thermique. Les changements du rapport eau-poudre sont également utilisés pour gérer la viscosité de la pâte. La viscosité, ainsi que la température, sont essentielles pour obtenir la prise, l'adhérence et la texture souhaitées du revêtement. La pâte liquide coagule (durcit) pendant les étapes ultérieures de traitement thermique (le cas échéant) pour former une structure continue incorporant toutes les couches de revêtement et adhérant fermement au substrat. Le ramassage de la pâte peut être contrôlé par le réglage de la viscosité et l'utilisation de souffleurs d'air pour éliminer l'excédent.

Les pâtes de cohésion sont plus épaisses que les pâtes d'adhésion et sont généralement à base de farine. Ils contiennent une quantité moyenne de solides, présentent un temps de séchage plus long et une viscosité plus élevée (par rapport aux pâtes adhésives), et sont utilisés pour donner une texture à cette couche.

Les pâtes Tempura sont des pâtes de cohésion contenant une quantité importante d'agents levants. Ils sont fabriqués à partir d'un mélange de farine et d'amidon, ont une teneur élevée en solides et sont très visqueux. La pâte est conçue pour avoir de bonnes caractéristiques de cohésion et, grâce aux ingrédients levants, forme une couche riche en poches d'air.

Panure

Le panage est un moyen de sceller les saveurs d'un plat préparé en conservant une saveur intense et une texture appropriée malgré le stockage. Plusieurs études montrent l'influence de la viscosité de la pâte sur la panure des pilons de poulet. Une panure est définie comme un mélange sec de farine, d'amidon et d'assaisonnements, de nature grossière, et appliqué à des produits alimentaires humidifiés ou enrobés avant la cuisson. Le plus répandu des aliments enrobés est un produit pané où un enrobage est généralement appliqué sur une pâte adhésive sur un substrat pré-saupoudré. En général, le ramassage de la pâte ou de la panure est directement corrélé à la viscosité de la pâte; c'est-à-dire qu'à mesure que la viscosité augmente, il reste plus de pâte et de panure sur le substrat. Un contrôle strict de la viscosité de la pâte aide également à minimiser les pertes de cuisson et à obtenir l'adhérence souhaitée à la panure. La viscosité de la pâte et le rapport de ramassage (pourcentage du poids du revêtement) sont étroitement liés pour les pâtes à paner.

La qualité des aliments tels que les soupes, les sauces, les sauces, les crèmes, les flans, les desserts et les produits de boulangerie, pour n'en nommer que quelques-uns, dépend fortement des propriétés structurantes de matériaux tels que l'amidon. Si la viscosité du mélange préparé est incorrecte, les granules d'amidon peuvent gonfler, devenir fragiles et se décomposer sous l'effet du cisaillement. Cela peut affecter gravement la qualité du produit.

Processus dans la pâte - où la viscosité est importante

La viscosité est la clé pour atteindre les propriétés cibles dans chacune des étapes suivantes de la production de pâte:

  1. Unité de préparation de la pâte (mélangeur): Dans cette étape, la quantité correcte de poudre est dosée dans le système de mélange, où elle sera mélangée avec de l'eau. Les mélanges de pâte sont généralement préparés sur une base discontinue et déchargés dans un réservoir de stockage avant utilisation. Le mélange préparé doit être homogène et doit avoir les caractéristiques de viscosité correctes pour les étapes de traitement ultérieures, conduisant à la qualité de produit final souhaitée.
  2. Unité d'application (revêtement): Une fois que la pâte a atteint une viscosité souhaitée, une pompe d'alimentation à vitesse variable est utilisée pour acheminer la pâte vers un applicateur où le produit alimentaire est enrobé. Le système de pâte préparé à partir du mélangeur est passé à travers des échangeurs de chaleur pour obtenir la température optimale pour le revêtement. La pâte est ensuite appliquée ou pulvérisée sur l'aliment à enrober avant un traitement supplémentaire. Une viscosité correcte pendant le processus de revêtement est essentielle pour assurer une épaisseur correcte et constante de la couche de pâte.

Assurer la cohérence - la gestion de la viscosité est cruciale dans le mélange et le revêtement de la pâte

Il existe quatre facteurs importants qui rendent la gestion de la viscosité importante dans pratiquement toutes les applications de mélange de pâte:

  1. Maintenir la cohérence qualité: La viscosité détermine les propriétés clés du mélange de pâte humide produit. Un sous-mélange donnera lieu à une non-homogénéité et un sur-mélange affectera la texture et peut augmenter le «grumeau». Pour garantir des performances constantes de la pâte d'un lot à l'autre, le contrôle de la viscosité est essentiel.
  2. Réduire les coûts en réduisant les déchets: Un mélange excessif peut non seulement affecter la qualité du produit final, mais gaspille des ingrédients, des matières premières, du temps et de l'énergie. La gestion de la viscosité dans le processus de mélange peut identifier le point final de manière fiable et précise, conduisant ainsi à une réduction significative des rejets et des déchets.
  3. Rendement : Surveillance en temps réel et sans tracasoring de la viscosité du mélange élimine les analyses de laboratoire coûteuses et longues, qui entraînent souvent une réponse retardée aux changements dans les propriétés de la pâte.
  4. Automation: Surveiller automatiquementoring et le contrôle du processus de mélange et d'enrobage de la pâte élimine une tâche manuelle sujette aux erreurs et permet aux opérateurs de se concentrer sur la qualité du produit final.

Avantages du moniteur de viscosité en ligneoring – réduire les principaux défauts de frappe

Les défauts typiques dans les applications de mélange et de revêtement de pâte en raison d'un contrôle de viscosité imprécis sont:

  • vides dans les revêtements,
  • mauvaise adhérence,
  • teinte (décoloration du revêtement),
  • produit de poids insuffisant ou en surpoids,
  • plinthe au bord du produit,
  • sous-couche moelleuse et pâteuse

Ces défauts peuvent entraîner un gaspillage important dans la production, et le retour de produits ne répondant pas aux exigences du client. Ceci, à son tour, peut nuire à la réputation, entraîner des coûts importants pour corriger les défauts et même conduire à des réclamations en responsabilité du fabricant.

Surveillance du processusoring et les défis de contrôle

Les optimisations de processus obtenues grâce à l'automatisation de la viscosité contribuent à la durabilité globale et réduisent les coûts. Les opérateurs de malaxage de l'industrie alimentaire reconnaissent la nécessité de surveiller la viscosité pour un mélange et un prélèvement cohérents, mais cette mesure a mis au défi les ingénieurs de procédés et les services qualité au fil des ans.

Les défis des mesures de viscosité traditionnelles

La pâte est un fluide intrinsèquement non newtonien, dont la viscosité apparente dépend fortement de la méthode et des paramètres du système de mesure. Les viscosimètres de laboratoire existants ont peu de valeur dans les environnements de processus car la viscosité est directement affectée par la température, le taux de cisaillement et d'autres variables qui sont très différentes hors ligne de ce qu'ils sont en ligne avec le processus. En règle générale, les coupelles d'écoulement sont utilisées pour mesurer la viscosité de la pâte. Mais comme les mesures de laboratoire sont effectuées dans des conditions d'écoulement différentes de celles du processus, la mesure de la viscosité hors ligne (échantillonnée, en laboratoire) peut ne pas donner une représentation fidèle du mélange de pâte. Mesure hors ligne fastidieuse, longue et souvent non répétable même avec un opérateur expérimenté. Les viscosimètres de laboratoire sont sensibles au manque de fiabilité et aux imprécisions de mesure en raison des erreurs intrinsèquement importantes dans la mesure des fluides dépendant du cisaillement, ainsi que de la variabilité inter-opérateur.

Par conséquent, les systèmes de mélange et d’enrobage de pâte doivent pouvoir mesurer avec précision la viscosité réelle de la pâte ou des ingrédients dans les conditions réelles du processus. Idéalement, les systèmes de mélange et de revêtement devraient être équipés d'un viscosimètre en ligne à utiliser avec un système de contrôle en boucle fermée pour le contrôle.oring et contrôler les processus de production impliqués dans le traitement et l'enrobage d'une pâte.

Transformation numérique des aliments - moteur pour l'adoption par les fabricants de l'industrie 4.0

Les fluctuations de température, l'état de l'équipement de mélange, le type et les conditions des substrats, les formulations de pâte, les interactions des étapes du processus et les paramètres de temps de mélange peuvent tous altérer la qualité et les performances du produit dans les lots de mélange et de revêtement de pâte. Dans les secteurs à faible marge comme les produits de boulangerie, les aliments enrobés de pâte à frire et la confiserie, les temps d'arrêt et les retards de livraisons dus aux rejets peuvent nuire gravement à la rentabilité. La plupart de ces paramètres peuvent être contrôlés par un système qui surveille en permanence les caractéristiques de la pâte et prend des mesures correctives automatiquement et de manière adaptative sans perturber le déroulement du processus.

Les technologies nécessaires pour apporter de tels changements transformationnels dans le processus de fabrication des fabricants de produits alimentaires existent déjà. Une fois que le fabricant de produits alimentaires investit dans le contrôle des processusoring équipement et analyse les données collectées, cela leur donne une idée juste pour calculer où des gains de productivité peuvent être réalisés, où des économies d'énergie peuvent être réalisées et comment réduire les temps d'arrêt grâce à la maintenance prédictive.

Les principaux facteurs de valeur pour investir dans un processus de production continu, soutenus par un contrôle de viscosité en ligne en temps réeloring Les équipements des fabricants de produits alimentaires et des intégrateurs de systèmes pour le mélange et l'enrobage de la pâte sont les suivants :

Actions correctives automatisées pour assurer la cohérence du produit. Les boucles de contrôle fermées grâce à une inspection de qualité en ligne basée sur des capteurs réduisent le gaspillage et augmentent le rendement grâce à la détection précoce des écarts de processus, à l'analyse des causes profondes et à la correction automatique.

Plus d'agilité dans le traitement des nouvelles variantes de produits dans la production alimentaire, la conformité et la provenance des produits. Les fabricants de produits alimentaires obtiennent une image plus précise de la façon dont les nouvelles formulations ou les modifications de recettes réagiront et de la manière dont ils pourraient devoir ajuster les systèmes et paramètres de contrôle actuels. Surveillance en temps réeloring facilite la transition d'un processus par lots vers un fonctionnement continu, économisant ainsi des coûts opérationnels et d'investissement importants grâce à la réutilisation des mêmes lignes pour plusieurs produits.

L'utilisation de capteurs pour surveiller le mélange de pâte est essentielle pour s'adapter à l'évolution des exigences en matière de matières premières et de produits finis, aux réglementations en constante évolution pour l'industrie alimentaire et à la gestion des demandes croissantes d'une clientèle de plus en plus mieux informée.

Les données acquises fournissent des preuves solides pour fonder les décisions pour une plus grande efficacité. Les données fournies par le moniteur de processusoring L'équipement permet aux opérateurs d'optimiser les paramètres de processus essentiels au processus de fabrication. L'interconnexion et la transparence de l'information permettent aux opérateurs de prendre des décisions tant à l'intérieur qu'à l'extérieur des installations de production, permettant ainsi la décentralisation des décisions. Des processus automatisés et transparents, ainsi que des flux de travail optimisés peuvent garantir une gestion efficace des données et un système de contrôle qualité amélioré.

Meilleure satisfaction client et adaptation aux demandes des clients. Les solutions de l'industrie 4.0 ont un impact sur les entreprises de fabrication alimentaire en favorisant des interactions plus étroites avec les clients. La technologie, les données et les informations aident à transformer les opérations de fabrication, ce qui rend l'entreprise plus réactive aux besoins des clients.

Création d'un enrobage homogène de la pâte – surveillance en ligneoring

Les fabricants de produits alimentaires s'efforcent de satisfaire plusieurs propriétés de texture et de sensation en bouche souvent citées par les consommateurs pour expliquer pourquoi ils aiment le «goût» et comment la texture et la sensation en bouche, combinées à la conscience de la santé et à la demande de produits à étiquette propre, influencent les décisions de consommation continue.

La mesure automatisée de la viscosité en ligne permet une surveillance continueoring de la pâte pendant le mélange au point d'application pendant l'enrobage. Il permet de contrôler la viscosité pour assurer une qualité uniforme du produit final. Rheonics' Viscosimètre SRV4 est un viscosimètre de process compact en ligne avec mesure intégrée de la température du fluide5. Son temps de réponse rapide détecte les fluctuations de viscosité dans le flux du processus en temps réel, permettant ainsi de prendre des mesures correctives dès que des écarts se produisent. Gestion de la viscosité en ligne avec le Rheonics Le SRV peut aider à atténuer les problèmes courants tels que les vides de pâte, la mauvaise adhérence, les teintes, les produits de poids insuffisant ou en surpoids qui peuvent avoir un impact négatif sur la qualité des produits alimentaires finaux.

Le capteur SRV peut être placé en ligne avec l'équipement existant, lui permettant de mesurer en continu la viscosité (et la densité en cas de SRD) pendant que la pâte est mélangée, transportée et appliquée. Le moniteur de baseoring Le système peut alerter l’opérateur qu’une intervention est nécessaire. Il peut également être intégré aux systèmes de mélange, de transport et d’application existants pour un contrôle de la viscosité en temps réel. Alternativement, l'ensemble du système peut être entièrement automatisé à l'aide du Rheonics Contrôleur de suivi prédictif (RPTC). Utilisant un Rheonics Le SRV dans les lignes de mélange de pâte ou d’enrobage entraîne une amélioration de la productivité, des marges bénéficiaires et de la conformité réglementaire.

Rheonics' Moniteur de production de viscosité et de densitéoring et système de contrôle - aliments, boissons, pâte à frire, crème

Combinez des capteurs de viscosité en ligne avec Rheonics'Moniteur de productionoring et système de contrôle pour obtenir une viscosité constante de la pâte et la qualité du produit. 

Une fois les paramètres du processus établis, peu d’efforts sont nécessaires pour maintenir l’intégrité du processus. Les opérateurs peuvent compter sur le contrôle strict assuré par le Rheonics solution de gestion de la qualité de la pâte à frire et récolter des bénéfices non seulement au niveau de la production, mais également au stade de la R&D du produit lorsque les paramètres de formulation sont établis. Cela permet à l’opérateur d’acquérir un avantage concurrentiel à mesure que la production augmente pour répondre à la demande croissante.

SRV - DIN 11851 - Capteur de viscosité de processus en ligne pour les applications de mélange alimentaire de pâte à chocolat pharmaceutique médicale hygiénique
SRV - Viscosimètre en ligne (DIN 11851)
SRV- Triclamp - Capteur de viscosité de processus en ligne pour les applications d'impression, de revêtement, d'alimentation, de mélange et de broyage
SRV - Viscosimètre en ligne (Triclamp)

Valeur clé de la surveillance de la cohérence de la pâte en ligneoring et solutions de contrôle

 Rheonics Les capteurs ont une mesure de température intégrée, permettant de surveiller la température du mélange de pâte au point d'application. Cela permet aux lectures de viscosité de compenser la température, ce qui est essentiel pour garantir une production constante malgré les variations de température quotidiennes et saisonnières typiques.

Les boucles fermées de contrôle de qualité et le degré croissant d'automatisation de la viscosité permis par le Rheonics les viscosimètres ajoutent de la valeur au processus de production en termes de qualité, de cohérence, de réduction des déchets, d'efficacité et de productivité. L’erreur humaine est évitée et une correction entièrement automatique de tout écart dans le processus de fabrication devient possible.

Données fournies par le Rheonics Les viscosimètres et les solutions intégrées contribuent à accélérer les courbes d'apprentissage et à s'adapter à des changements de composition de produits alimentaires plus fréquents, contribuant ainsi à un processus de fabrication plus économe en ressources, plus économique et plus écologique.

Dans les cas où la productivité des actifs et le TRS sont essentiels et les coûts de maintenance importants, cela aide les fabricants de produits alimentaires à réduire les interruptions de processus grâce à une maintenance prédictive des outils et des machines de production. La prévision des événements de temps d'arrêt potentiels et le diagnostic de qualité sont activés par les données fournies par les capteurs.

Rheonics Les produits et la technologie ajoutent des capacités uniques de technologies interconnectées, qui permettent aux fabricants de répondre et de s'adapter plus rapidement aux demandes des clients, et même de développer des commandes personnalisées avec moins de main d'œuvre et de temps de configuration que dans la fabrication traditionnelle.

Alors que les fabricants de produits alimentaires cherchent à devenir plus agiles pour s'adapter aux changements de style de vie et aux préférences des consommateurs, ils comprennent la nécessité d'investir dans des activités de R&D et des technologies avancées de contrôle des processus pour développer de nouvelles formulations aux caractéristiques personnalisées.  Rheonics Les viscosimètres en ligne permettent aux fabricants de produits alimentaires de produire des produits enrobés de pâte à frire de qualité supérieure et homogènes, d'une grande variété, avec une implication minimale des opérateurs dans l'usine - un avantage significatif par rapport à d'autres alternatives de mesure ou solutions de contrôle de processus. Mélange en ligne avec moniteur de viscosité continuoring solutions résout les défis majeurs des processus de production par lots tels que les pertes lors des changements de produits et les inefficacités de la manipulation des ingrédients dans une approche basée sur les recettes. Il prend facilement en charge l’augmentation des capacités de mélange.

Les avantages uniques du SRV pour les applications de mélange et de revêtement de pâte comprennent:

  • Fonctionne avec précision dans la plupart des systèmes de revêtement avec une large gamme de compositions de pâte et de produits connexes - pâte d'adhérence, glaçures, sauces, marinations, paniers, pré-poussière
  • Maintient la viscosité de la pâte réglée même pendant que l'eau ou la panure du produit se mélange à la pâte dans l'applicateur de pâte pendant la production.
  • Tête de capteur robuste et hermétique. Le SRV peut être nettoyé en ligne avec tous les processus CIP standard, ou avec un chiffon humide, sans avoir besoin de démontage ou de ré-étalonnage
  • Aucune pièce mobile ne vieillit ou ne s'encrasse avec les sédiments
  • Insensible aux particules; aucun espace étroit à encrasser avec des particules
  • Toutes les pièces en contact avec le fluide sont en acier inoxydable 316L - répond aux normes sanitaires sans problème de corrosion
  • Conception hygiénique et sanitaire pour les applications agroalimentaires – disponible en tri-clamp et connexions DIN 11851 pour une utilisation et un nettoyage faciles
  • Certifié sous ATEX et IECEx comme intrinsèquement sûr pour une utilisation dans des environnements dangereux
  • Large plage de fonctionnement et intégration simple - L'électronique du capteur et les options de communication le rendent extrêmement facile à intégrer et à exécuter dans les automates industriels et les systèmes de contrôle.

Bibliographie

  1. Wang et DR Suderman (2011), «Application of Batters and Breadings to Various Substrates», dans Batters et pains dans la transformation des aliments, pp. 243-261 https://doi.org/10.1016/B978-1-891127-71-7.50019-X
  2. M. Fiszman, T. Sanz et A. Salvador (2013), «13 - Évaluation instrumentale de la qualité sensorielle des produits de boulangerie», dans Évaluation instrumentale de la qualité sensorielle des aliments, pp. 374-402 https://doi.org/10.1533/9780857098856.3.374
  3. E. Cunningham et LM Tiede (1981), «Influence of Batter Viscosity on Breading of Chicken Drumsticks», dans Journal de la science alimentaire, 46 (6): 1950-1950 https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1981.tb04527.x
  4. Viscosimètre en ligne SRV: https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
  5. Principe de fonctionnement SRV: https://rheonics.com/whitepapers/

Vue d'ensemble

Magazine axé sur l'industrie alimentaire - Food Engineering Mag (https://www.foodengineeringmag.com/) publie un article de fond couvrant le Rheonics viscosimètre en ligne SRV et la solution intégrée – Rheonics Surveillance de la productionoring et système de contrôle. L'article explique pourquoi la consistance de la pâte est essentielle et comment elle peut être garantie dans la préparation et dans l'unité d'application (revêtement) en usine, même dans des conditions de température et d'évaporation variables, grâce à l'automatisation du système de dosage avec un contrôleur utilisant une viscosité continue et en temps réel. des mesures.

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Lisez notre note d'application sur la préparation de la pâte et le contrôle du processus de revêtement.

Rheonics Note d'application – Gestion de la viscosité de la pâte à frire dans le processus de préparation et d'enrobage
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