Пирометры в пищевой промышленности

Автор: Vern Lappe, вице-президент технического отдела Ircon®, Inc.
Перевод и редакция Яковлев В.А., www.gtest.com.ua

Бесконтактные инфракрасные термометры (IR) обычно воспринимают как приборы, предназначенные для измерения высоких температур объектов в процессе их нагрева, например при индукционном нагреве, технологических процессах на металлургических предприятиях или лучистом нагреве различных материалов. Тем не менее инфракрасные термометры широко применяются для измерения поверхностей практически всех типов продукции, при этом очень часто такой продукцией являются пищевые продукты.

Температуры в пищевой промышленности часто измеряются с применением различных типов сенсоров. Примерами таких сенсоров могут быть биметаллические термометры, газонаполненные сенсоры, термопары и резистивные датчики температуры (RTD). Для получения корректных данных все эти сенсоры должны контактировать непосредственно с продуктом. Если этого не происходит, они устанавливаются рядом с объектом измерения и фактически определяют параметры окружающей среды, а не температуру самого продукта.

Температура пищевых продуктов может изменяться в зависимости от скорости технологической линии, толщины материала или содержания влаги. При изменении любого из этих параметров контактный сенсор может не зафиксировать соответствующие температурные колебания.

Пирометр GT950 предназначен для бесконтактного измерения температуры поверхностей в диапазоне от -50°C до 950°C, обеспечивая безопасный контроль температур различных объектов.

Инфракрасные термометры обладают рядом преимуществ по сравнению с контактными сенсорами. Им не требуется соприкасаться с пищевыми продуктами, что исключает вмешательство в технологический процесс и риск загрязнения продукции. ИК-сенсор измеряет реальную температуру продукта, а не температуру окружающей среды.

Воздушная оболочка вокруг продукта прозрачна для инфракрасного излучения, поэтому термометр «видит» непосредственно поверхность продукта. Получая достоверные температурные данные, оператор может эффективно управлять скоростью технологической линии и качеством готовой продукции.

Поскольку многие процессы приготовления пищи происходят очень быстро, существует высокая вероятность порчи большого количества продукции до момента выявления некорректной температуры. Еще хуже, если нарушение технологии будет обнаружено только после поступления продукции в торговую сеть или непосредственно к потребителю.

ИК-термометры значительно быстрее контактных сенсоров. Их типичное время реакции составляет около 100 мс. В свою очередь термопары могут потребовать 1-2 секунды для отображения полного значения. Чем меньше время реакции прибора, тем надежнее температурный контроль даже в высокоскоростных производственных процессах.

Установка инфракрасного термометра обычно не вызывает сложностей. Основное требование - наличие прямой видимости между сенсором и объектом контроля. Для наблюдения через стенку печи или технологической камеры обычно достаточно отверстия диаметром около 38 мм. В зависимости от расстояния до объекта его размер должен составлять примерно 25-51 мм.

Корпус сенсора может быть изготовлен из нержавеющей стали, а линзы - из специального пластика. Это исключает риск загрязнения пищевых продуктов даже в случае повреждения оптики. Некоторые сенсоры дополнительно покрываются специальной защитной смолой для предотвращения контакта с открытыми металлическими поверхностями.

Во время санитарной очистки оборудования сенсоры необходимо защищать от контакта с горячими агрессивными моющими растворами. Такие растворы могут повредить линзы, а при чрезмерно высокой температуре сенсор рекомендуется временно демонтировать.

Большинство сенсоров для измерения температуры пищевых продуктов работают на длинах волн 8-14 мкм. На этих длинах волн они способны измерять температуру до -50°C. Излучательная способность большинства пищевых продуктов и жидкостей составляет около 0,94. При этом цвет, структура и состав продукта обычно не влияют на результаты измерений.

Такие приборы обычно питаются от источника 24 VDC и имеют аналоговый выход 4-20 мА. Некоторые модели оснащаются цифровыми интерфейсами RS232 или RS485. Это позволяет интегрировать инфракрасные термометры в системы автоматизации, ПЛК и компьютерные системы мониторинга.

Области применения

Ниже приведены примеры типичных областей применения инфракрасных термометров для контроля процессов охлаждения пищевых продуктов.

В кондитерской промышленности шоколад заливается в пластиковые формы. Эти формы изготавливаются из толстого материала и охлаждаются до температуры около 17°C перед непосредственным заполнением шоколадом. Если пластик недостаточно охлажден, шоколадные изделия не будут обладать необходимой прочностью, а также могут изменить свой цвет и внешний вид.

Температуру пластиковых форм легко контролировать с помощью инфракрасного термометра на выходе из охладителя. Цвет пластика практически не влияет на точность измерения.

Высокотемпературный пирометр DT8867H предназначен для точных измерений температур в диапазоне от -50°C до 1650°C. Прибор оснащен оптическим разрешением 30:1, двойным лазерным указателем и возможностью подключения к ПК через USB для мониторинга и регистрации температур.

В пищевой промышленности сахар или кукурузный сироп расплавляются и охлаждаются до состояния ириса. В этом случае необходимо контролировать температуру самого продукта, а не температуру охлаждающих роликов. Инфракрасные термометры позволяют выполнять такие измерения без контакта с продуктом.

Поскольку сенсор является бесконтактным, на нем не образуются сахарные отложения. В случае использования контактных датчиков такие отложения создают изолирующий слой и искажают результаты измерений.

Замороженные продукты питания также являются важной областью применения инфракрасных термометров. Замороженная кукуруза, горох, картофель фри и вафли часто требуют быстрой заморозки до температуры около -38°C. Если процесс выполняется неправильно, изменяются цвет и структура продукции.

Приборы устанавливаются на выходе из камеры быстрой заморозки. Они позволяют контролировать реальную температуру продуктов и предотвращать переохлаждение или недостаточное охлаждение.

Температурный контроль также способствует энергосбережению. Системы замораживания являются одними из крупнейших потребителей электроэнергии на предприятиях пищевой промышленности. Точный контроль температуры помогает избежать перерасхода энергии и снизить риск порчи продукции.

Дополнительным преимуществом температурного контроля является безопасность. Если пищевой продукт упаковывается слишком горячим, это может привести к возгоранию упаковки, повреждению складских помещений или даже серьезным аварийным ситуациям.

Выводы

ИК-термометры измеряют реальную температуру продукта, а не температуру окружающей среды. Эти приборы могут использоваться для управления технологическими процессами, повышения качества готовой продукции и энергосбережения.

Дополнительным преимуществом использования инфракрасных термометров и пирометров является повышение безопасности производства, транспортировки и хранения пищевых продуктов.

купить пирометр в Украине