Calidad del producto mejorada mediante la protección controlada del tanque
Calidad mejorada de los aceites comestibles nutracéuticos con neutrónicos
Un gran fabricante de aceites comestibles nutracéuticos ubicado en la región noreste de los EE. UU. Tenía dificultades para proporcionar una forma consistente y confiable de mantener la alta calidad de sus aceites durante el envasado en cápsulas de gel. Neutronics pudo revisar los procesos involucrados y proporcionar una solución rentable.
Un nutracéutico es un alimento o suplemento dietético fortificado que proporciona beneficios para la salud además del valor nutricional básico. Una investigación reciente cita que se espera que el tamaño del mercado global de nutracéuticos alcance los 403 mil millones de dólares en 2024 desde los 266 mil millones de dólares en 2018. Sin embargo, con un aumento tan rápido en el tamaño del mercado, es importante garantizar la calidad del producto en todo momento. Esto es especialmente cierto para las empresas que valoran mucho la satisfacción del consumidor y también quieren mantener una ventaja competitiva.
Dado que la calidad constante era un problema, un fabricante de aceites comestibles nutracéuticos recurrió a Neutronics en busca de apoyo. Neutronics Inc. es un proveedor de clase mundial de análisis de gases y tecnologías de equipos de manipulación de gases que incluyen sistemas de inertización para una variedad de industrias, incluidas las de alimentos y nutracéuticos. La división de Soluciones de análisis de gases de Neutronics diseña, fabrica y encarga analizadores de oxígeno y monitores de gases ambientales para controlar el oxígeno y otros gases durante los procesos de fabricación y pudo revisar de cerca los procesos del fabricante.
A través de un análisis cuidadoso, se descubrió que el aceite se estaba volviendo rancio debido a una oxidación no deseada y, por lo tanto, inaceptable para la venta a sus clientes debido a su mala calidad. El problema se debía a la exposición al aire y la humedad durante el proceso de envasado de sus aceites en cápsulas de gel. Con un diagnóstico claro, Neutronics pudo desarrollar una solución personalizada.
Requisitos desafiantes
El cliente tenía una serie de requisitos únicos que hacían que la adaptación de un sistema de control de inertes (ICS) a su procesamiento por lotes fuera mucho más desafiante.
Los aceites se fabricaron en pequeños lotes, en tanques portátiles que tenían tapas extraíbles. Debido a que los tanques son portátiles, los sensores tenían que ser fácilmente extraíbles para poder moverlos de un tanque a otro a medida que se usaban, vaciaban y reemplazaban por otros llenos. Tener tapas extraíbles agregó la posibilidad de fugas de gas dentro o fuera de los tanques que debían tenerse en cuenta durante el diseño del sistema. Otra complicación fue que dado el pequeño tamaño de los tanques y la variedad de productos que se fabricaban, se tuvo que monitorear varios tanques simultáneamente. Todo esto también tenía que hacerse a un costo razonable y dentro de un presupuesto.
Prototipos y desarrollo
Un ingeniero de campo de Neutronics inició el trabajo desarrollando e instalando un prototipo en uno de los tanques para probar las condiciones de operación. Esto permitió al ingeniero determinar la mejor ubicación para el sensor de oxígeno, la tasa de flujo del nitrógeno y dónde se introdujo en el tanque. También evaluó la estanqueidad del tanque en sí.
Después de varias pruebas, el trabajo del prototipo mostró la viabilidad del ICS, el flujo estimado de nitrógeno necesario y ayudó a hacer sugerencias de diseño para modificar las tapas con sellos que mejorarían la estanqueidad.
Servicio y solución
Utilizando la información generada en el sitio por el prototipo, Neutronics diseñó un sistema multicanal que era capaz de recibir información de varios sensores de tanque simultáneamente, y podía controlar de forma independiente y automática el flujo de nitrógeno en cada tanque según fuera necesario. Los cables del sensor en los tanques se conectaron utilizando accesorios sanitarios listos para usar que permitieron que se movieran fácilmente de un tanque a otro manteniendo el costo bajo.
Antecedentes del proyecto
Muchos materiales y productos, como los de las industrias alimentaria, farmacéutica y nutracéutica, pueden verse afectados negativamente por la exposición al oxígeno y la humedad ambientales. Esta exposición puede provocar una reducción de la estabilidad y alterar potencialmente el color, el sabor y el aroma.
Hay varias formas de eliminar este problema, siendo uno de los métodos más efectivos el uso de nitrógeno seco para cubrir (o "almohadillar") el equipo de proceso, los recipientes de almacenamiento y los contenedores. También podrían usarse otros gases tales como dióxido de carbono o argón, sin embargo, el nitrógeno ofrece las ventajas de estar ampliamente disponible, tener baja reactividad y ser de costo relativamente bajo.
La inertización permite controlar la concentración de oxígeno en el espacio de vapor alrededor del producto mediante la dilución con nitrógeno (u otro gas inerte). También puede crear una ligera presión positiva en el tanque evitando que el aire y la humedad que lo acompaña, y por lo tanto sus posibles efectos de degradación, ingresen al proceso.
La inertización se puede lograr simplemente teniendo un volumen suficientemente grande de flujo de nitrógeno sobre la parte superior del tanque; sin embargo, esto puede dar lugar a un uso elevado de nitrógeno y, por tanto, a costes más elevados. Tampoco habría certeza de que los productos se estuvieran cubriendo correctamente, ya que no se conocería la concentración real de oxígeno debido a factores como el nivel de llenado, el clima y otras condiciones. Una forma más eficiente de lograr la inertización sería medir los niveles de oxígeno en el espacio superior del tanque y controlar el flujo de nitrógeno para mantener el oxígeno por debajo del máximo requerido especificado. De esta manera, no se desperdiciaría nitrógeno independientemente del nivel de llenado del tanque mientras se mantienen los contaminantes fuera.
La mayoría de las instalaciones de ICS estándar están compuestas por los mismos componentes básicos que se ven en el diagrama (ABAJO). Se pueden configurar de diferentes formas en función de las necesidades específicas del cliente. Tenga en cuenta que si existe la posibilidad de exposición a gases inflamables o explosivos como los que se ven en la clase 1, div. 1, también están disponibles configuraciones intrínsecamente seguras para las unidades.
Neutronics Inc. puede diseñar un sistema completo que constará de uno o más sensores de oxígeno, un paquete de preparación de muestras adecuado y el analizador derecho con un circuito de retroalimentación de control que puede regular el flujo de nitrógeno en el tanque. Todo ello adaptado a los requisitos específicos del proceso que se supervisa.
Sensor de oxigeno: elemento en contacto directo con la muestra que emitirá una señal eléctrica proporcional en respuesta a la presencia de una concentración de oxígeno en la muestra de gas.
Analizador: el hardware electrónico que tomará la señal del sensor y la convertirá en uno de varios tipos de salidas, como por ejemplo una luz de advertencia verde / roja o una alarma audible, una pantalla numérica que muestra la cantidad de oxígeno en PPM o porcentaje , o una señal de 4 a 20 mA que se puede enviar a otros dispositivos para grabar o activar alarmas de operador u otras notificaciones. El analizador también puede interpretar los datos del sensor y determinar si se necesita flujo de nitrógeno o no, e incluso accionar una válvula de flujo para que el proceso sea completamente automático. Los analizadores pueden venir en una variedad de modelos dependiendo de la precisión requerida y la cantidad de entradas y salidas necesarias, desde un solo canal de entrada y salida hasta varios, según la cantidad de tanques o dispositivos que se protegen.
Unidad de acondicionamiento de muestras: es el hardware que quitará la muestra del espacio de cabeza del tanque, ya sea usando una bomba de desplazamiento positivo, efecto venturi u otros medios. También limpiará, filtrará, enfriará y secará la muestra de gas y la entregará a los sensores de oxígeno. Los filtros opcionales disponibles permiten que la unidad funcione incluso en entornos muy adversos.
El resultado: calidad mejorada de los aceites comestibles nutracéuticos
Gus Rolotti, ingeniero de ventas de campo de Neutronics comenta: "El ICS completo se ha instalado y está operativo en la instalación de procesamiento de petróleo durante más de un año". Continúa: "El cliente informa que la calidad del producto se ha mantenido en niveles predecibles gracias a su capacidad para controlar el oxígeno y la humedad en el tanque, independientemente de las condiciones ambientales".
El cliente también informó que el equipo de muestreo ha sido fácil de usar y no ha experimentado problemas o problemas técnicos. El único trabajo requerido por el cliente ha sido el mantenimiento estándar para reemplazar los sensores de oxígeno al final de su vida útil esperada. El sistema ya se ha amortizado al eliminar los productos que no cumplen con las especificaciones. Un beneficio adicional está relacionado con el propio suministro de nitrógeno. Al poder controlar el flujo de nitrógeno según lo necesite el proceso, su uso total es menor y más predecible, lo que resulta en ahorros generales de nitrógeno.
Calidad mejorada de los aceites comestibles nutracéuticos a través de la medición continua y directa de oxígeno y la protección controlada del tanqueDescargue ahora una copia del estudio de caso de Neutronics, Nutraceutical