Tradizionalmente, la pelle delle salsicce veniva ricavata dall'intestino tenue di animali da carne, in particolare suini, ma anche ovini, bovini e caprini. Questi cosiddetti budelli naturali sono stati utilizzati per secoli, ma negli ultimi decenni i budelli artificiali si sono diffusi in molti mercati. I budelli artificiali includono collagene (spesso derivato dalla pelle animale), cellulosa (da materiali vegetali), plastica e, più recentemente, alginato (da alghe).

La crescita dei budelli artificiali è stata determinata da una serie di fattori, tra cui gli elevati costi derivanti dal numero di processi necessari per creare il prodotto in budello naturale. Inoltre, i budelli naturali tendono ad essere variabili in lunghezza, diametro e spessore, quindi è più difficile ottimizzare la produzione di salsicce e il processo comporta una maggiore richiesta di manodopera. Al contrario, il monitoraggio continuo e accurato del processo di insaccamento artificiale elimina la necessità di campionamento e test manuali e migliora sia l'efficienza del processo che l'uniformità del prodotto.

Budello in alginato

L'alginato si trova nelle pareti cellulari delle alghe brune, un grande gruppo di alghe multicellulari, che comprende molte alghe situate nelle acque più fredde dell'emisfero settentrionale. Una caratteristica importante dell'alginato è la sua capacità di trattenere molte volte il proprio peso in acqua, trasformandosi in una sostanza naturalmente gelificante.

Come polimero naturale filmogeno, l'alginato può essere utilizzato come budello per salsicce grazie alla sua formazione di gel con ioni calcio. Durante il processo di produzione, la miscela di carne viene estrusa dalla salsiccia e contemporaneamente viene applicato uno strato di alginato di sodio (coestruso) sulla superficie esterna, prima che una soluzione di salamoia di cloruro di calcio venga utilizzata per la disidratazione e per indurre la formazione di gel. Questo crea uno strato di pellicola di alginato di calcio sulla salsiccia, che fornisce la forza e la flessibilità richieste in un budello per salsicce.

Il contenuto di sale nella soluzione di salamoia è molto importante e deve essere attentamente monitorato perché influisce sul colore, la consistenza e la qualità complessiva della salsiccia. 

I principali vantaggi della coestrusione rispetto al budello naturale sono:

•    Costo di acquisto inferiore
•    Ideale per l'automazione
•    Basso fabbisogno di manodopera
•    Consistenza del prodotto
•    Flessibilità: può essere utilizzato per diversi tipi e dimensioni di salsicce
•   Viene conservato come polvere di alginato, quindi non è necessaria la conservazione refrigerata
•   Velocità e produttività
•   Adatto a vegetariani, vegani e halal (se alginato)
 

Monitoraggio con rifrattometri in linea per salamoia di alginato

La soluzione di salamoia viene conservata in un apposito serbatoio e la salamoia esaurita viene riciclata nel medesimo serbatoio. Di conseguenza, la salamoia viene costantemente diluita dall'umidità che viene rimossa dal gel del budello. È quindi necessario monitorare la soluzione salina in modo che possano esservi aggiunte le corrette quantità di sale. Questa funzione è svolta dal rifrattometro Vaisala che monitora il contenuto di sale in tempo reale. 

Vi sono due possibili posizioni per i rifrattometri: direttamente nel serbatoio della salamoia stesso, mentre un secondo rifrattometro può essere installato nel serbatoio di alimentazione del sale.

Il rifrattometro Vaisala misura l'indice di rifrazione (RI) del liquido, che è direttamente correlato alla concentrazione di sale della soluzione salina. Il monitoraggio RI in linea con controllo automatico del feedback consente agli operatori di processo di garantire operazioni coerenti e affidabili, proteggendo così la qualità del prodotto e riducendo i tempi di fermo.  A differenza di molti altri metodi di misura di concentrazione di liquidi, il rifrattometro Vaisala è estremamente preciso e affidabile e non necessita di manutenzione regolare. È importante sottolineare che questi rifrattometri non sono influenzati da particelle, bolle, cristalli o colore, quindi possono essere impiegati in un'ampia varietà di soluzioni per misurare la concentrazione di liquidi. I rifrattometri Vaisala K-PATENTS possiedono anche la certificazione sanitaria 3-A Sanitary e EHEDG, che è essenziale per le apparecchiature per la lavorazione degli alimenti.

I rifrattometri producono segnali di uscita mA ed Ethernet che consentono il funzionamento automatico del processo. Inoltre, i rifrattometri possono essere calibrati per leggere la concentrazione di NaOH in g/L, wt-% o qualsiasi altra unità di progettazione preferita dalla fabbrica.

Coestrusione con gel di collagene

Oltre al gel di alginato, è anche possibile utilizzare gel di collagene nella produzione di salsicce. Il budello di collagene è in gran parte derivato da pelli di manzo e maiale, ma offre la maggior parte dei vantaggi di velocità ed efficienza presentati dai gel di alginato.

Dopo la coestrusione con gel di collagene, le salsicce vengono fatte passare attraverso una soluzione di salamoia in modo simile al processo di gel di alginato. I rifrattometri Vaisala sono in grado di monitorare continuamente il processo come descritto sopra, per garantire che venga mantenuta la corretta concentrazione di sale e che la qualità del prodotto resti intatta.

Sottolineando l'importanza della misurazione della salamoia, un produttore di salsicce negli Stati Uniti ha dichiarato: "Trattiamo il budello di salsiccia coestruso con fosfato di potassico per controllare l'umidità, che influisce direttamente sul colore e sulla consistenza del prodotto finale. Troppa umidità nel budello rende la salsiccia troppo scura e la consistenza troppo gommosa, mentre troppo poca significa che la salsiccia sarà troppo chiara e la consistenza troppo morbida. Il rifrattometro Vaisala K-PATENTS® aiuta a mantenere l'umidità al livello specificato, garantendo un prodotto finale conforme agli standard."

Budello di salsiccia di cellulosa

I rifrattometri Vaisala sono utilizzati anche nei processi dei budelli di cellulosa. In questa applicazione viene utilizzato un panno in fibra di cellulosa per creare il budello della salsiccia, ma prima il tessuto viene desolforato facendolo passare attraverso un bagno di idrossido di sodio (NaOH). Conosciuta anche come soda caustica, questa soluzione viene alimentata da un serbatoio e la caustica esausta viene riportata in questo serbatoio. Di conseguenza, la concentrazione di NaOH deve essere reintegrata perché la caustica si disperde nel tessuto durante il processo di impregnazione. Viene quindi utilizzato un rifrattometro Vaisala, in modo simile alle applicazioni di alginato e collagene di cui sopra, per monitorare continuamente (in questo caso) la concentrazione di NaOH e garantire un rifornimento accurato.

Riepilogo

La rifrattometria in linea è la tecnologia ideale per il controllo del processo di produzione dei budelli artificiali per salsicce. Fornendo dati continui, i rifrattometri consentono ai produttori di salsicce di controllare molte delle caratteristiche fondamentali della qualità del prodotto. 

Insensibile a particelle, bolle o colore, la stessa tecnologia viene utilizzata per il monitoraggio dei liquidi in un'ampia gamma di altri settori tra cui semiconduttori, chimico e di raffinazione, pasta di legno e carta, tessile, farmaceutico, produzione di birra, bevande e, naturalmente, alimentare.

La popolarità dei budelli in cellulosa e alginato sta crescendo poiché i produttori puntano a ridurre i costi, espandere la produzione e migliorare la consistenza, migliorando al contempo la qualità del prodotto, l'efficienza del processo, la velocità e la flessibilità. Tuttavia, per sfruttare questi vantaggi è necessario essere in grado di misurare in continuo i liquidi di processo con una tecnologia che sia precisa, affidabile e in grado di operare in condizioni difficili. I rifrattometri Vaisala K-PATENTS soddisfano questo requisito, aiutando così a soddisfare la crescente passione mondiale per gli insaccati di alta qualità.

Ti potrebbe interessare anche leggere ulteriori informazioni sulla tecnologia del rifrattometro in linea e su altre soluzioni Vaisala per l'industria alimentare e delle bevande.
 

Ogni giorno i nostri politici ci dicono che le loro decisioni sono "guidate dalla scienza" e il pubblico è sempre più consapevole di come la scienza riesca a condizionare la società a ogni livello. Nel seguente articolo analizzeremo il modo in cui la scienza sta guidando il settore alimentare e, in particolare, il contributo che le tecnologie Vaisala offrono per ottimizzare la produzione sostenibile di alimenti.

Il ruolo dell'arte nel settore alimentare è evidente: creatività e immaginazione sono essenziali per il packaging e la pubblicità, così come per lo sviluppo di prodotti. In Vaisala, invece, pensiamo che il ruolo dominante sia quello della scienza: sviluppo di tecnologie di misurazione, formulazione dei prodotti, ottimizzazione dei processi, protezione della sicurezza, garanzia della qualità, coerenza dei prodotti e sostenibilità. Guardando al futuro, in che modo la scienza aiuterà il settore a risolvere le problematiche che lo affliggono?

Le problematiche

Secondo la FAO (1), quasi una persona su tre nel mondo (2,37 miliardi) non ha avuto un'alimentazione adeguata nel 2020. I paesi più colpiti sono stati l'Africa e l'Asia in un momento in cui i maggiori problemi alimentari di alcuni paesi erano l'obesità e gli sprechi. Problemi come sicurezza degli alimenti, nutrizione e accessibilità si stanno aggravando.

Per scarsità d'acqua si intende la mancanza di una quantità di acqua dolce sufficiente per soddisfare il normale fabbisogno. Può essere causata dai cambiamenti climatici (siccità), dalla contaminazione dell'acqua, da un uso eccessivo o inefficiente dell'acqua o da infrastrutture idriche insufficienti o carenti. Secondo le Nazioni Unite (2), senza misure adattive, il numero delle persone senza acqua sufficiente per almeno un mese all'anno aumenterà da 3,6 miliardi di oggi a oltre 5 miliardi entro il 2050. Anche in quest'ottica, è sempre più urgente trovare il modo per migliorare l'efficienza e ridurre gli sprechi.

I cambiamenti climatici sono una minaccia per i raccolti che possono essere spazzati via da siccità, inondazioni, uragani e così via. Secondo l'Ufficio delle Nazioni Unite che si occupa della riduzione del rischio di catastrofi (3), i disastri legati al clima sono quasi raddoppiati rispetto ai 20 anni precedenti. È quindi necessaria una maggiore resilienza nei nostri sistemi agricoli.

La durata di conservazione limitata di molti prodotti comporta un rischio aggiuntivo per il settore alimentare, che è più vulnerabile ai problemi della filiera. Pertanto, è urgente trovare misure adeguate per migliorare la resilienza e proteggere la continuità aziendale. Tenendo conto dei problemi legati ai costi e alla sostenibilità, le filiere devono essere brevi, veloci, sicure e tracciabili. Oltre a prodotti sostenibili, i consumatori sono alla ricerca di confezioni migliori, con una minore dipendenza dalla plastica.

La richiesta dei consumatori di alimenti sicuri, sani e nutrienti continua a crescere.  I produttori sono quindi sottoposti a crescenti pressioni per fornire migliori informazioni sull'etichettatura; soprattutto per ingredienti con indicazioni sulla salute come zucchero, sale e contenuto calorico. I consumatori desiderano sempre più spesso prodotti con basse emissioni di carbonio, per questo le alternative alla carne sono sempre più diffuse. Le informazioni sulle emissioni di carbonio sono richieste dai rivenditori, spesso sono incluse le emissioni Scope 3, ovvero quelle generate al di fuori delle proprie attività.

Con l'aumento globale dei prezzi dell'energia e dei generi alimentari, i produttori del settore alimentare stanno subendo pressioni ambientali e finanziarie per migliorare l'efficienza energetica, ridurre gli sprechi e aumentare l'uso di energia rinnovabile: eolica, solare e biogas.

Il ruolo della scienza in Vaisala

La scienza offre soluzioni a tutte le problematiche descritte sopra e Vaisala è attivamente coinvolta in molte di esse. Ad esempio, Vaisala è il principale produttore mondiale di apparecchiature meteorologiche, quelle impiegate dagli scienziati per monitorare i cambiamenti climatici e gli eventi meteorologici estremi. Inoltre, gli strumenti di misurazione industriale di Vaisala consentono una gestione migliore dei processi alimentari per:

• Migliorare l'efficienza
• Migliorare e proteggere la qualità e l'omogeneità dei prodotti
• Ridurre il consumo energetico
• Ridurre gli sprechi
• Abbattere i costi
• Migliorare la sostenibilità del settore e contribuire alla lotta ai cambiamenti climatici

Le tecnologie Vaisala vengono ampiamente utilizzate nel settore alimentare e di seguito vengono riportati molti esempi, tuttavia, rispetto alla reputazione globale di Vaisala nel settore meteorologico, in questo settore sono meno conosciute e potrebbero essere uno dei segreti meglio conservati, ma comunque rappresentano risorse estremamente potenti.

Il marchio Vaisala è basato sulla mission dell'azienda, ovvero fornire osservazioni per costruire un mondo migliore attraverso l'innovazione guidata da quattro valori chiave:

1. Attenzione per il cliente -  fornendo soluzioni di misurazione per soddisfare le esigenze dei clienti
2. Innovazione all'avanguardia - assicurando il miglioramento continuo stimolato dalla curiosità
3. Collaborazione - con partner, stakeholder e la comunità scientifica globale
4. Integrità - ovvero onestà, diversità, rispetto, affidabilità e sostenibilità

Nel settore alimentare, i prodotti Vaisala vengono impiegati in ogni fase della value chain, dall'agricoltura alla lavorazione, dallo stoccaggio alla distribuzione, dalla vendita al dettaglio e alla gestione dei rifiuti.

Tecnologie Vaisala

Con la precisione e l'affidabilità a lungo termine come prerequisiti in tutti i programmi di sviluppo Vaisala, l'azienda si è costruita un'invidiabile reputazione a livello mondiale e ora vanta stabilimenti su più di un pianeta! I sensori di umidità e pressione di Vaisala sono attualmente operativi in tutti i continenti della Terra, ma anche su Marte nei rover Curiosity e Perseverance della NASA.

Umidità

Alcune delle principali tecnologie di Vaisala includono metodi di misurazione comunemente considerati standard del settore. L'umidità è, ad esempio, una delle misurazioni più comuni effettuate in quasi tutti i settori. Nel 1973 Vaisala ha sviluppato il primo sensore di umidità capacitivo a film sottile a base polimerica, HUMICAP®, che ha notevolmente migliorato l'accuratezza e l'affidabilità delle misurazioni, con vantaggi importanti come la stabilità a lungo termine e l'insensibilità alla condensa, alla sporcizia e alla maggior parte dei prodotti chimici. Di conseguenza, le sonde di umidità Vaisala sono abitualmente impiegate in processi alimentari come l'essiccazione, la cottura, la cottura al forno e così via. Le applicazioni per la misurazione dell'umidità sono pressoché infinite, in parte perché l'umidità eccessiva negli alimenti può causarne il deterioramento.

Anidride carbonica (CO2)

Il biossido di carbonio viene utilizzato dalle piante per crescere mediante la fotosintesi, pertanto è consuetudine per gli orticoltori aumentare i livelli di CO2 nelle serre per aumentare la produzione. La CO2 viene anche utilizzata nelle bevande gassate e negli stabilimenti produttivi di alimenti deperibili; tutti questi processi richiedono controlli rigorosi, quindi sono impieghi ideali per la tecnologia dei sensori di Vaisala.

Il sensore di anidride carbonica CARBOCAP® di Vaisala è dotato di un innovativo filtro Fabry-Perot Interferometer (FPI) microlavorato e sintonizzabile elettricamente che consente una misurazione di riferimento per compensare potenziali variazioni nell'intensità della sorgente luminosa e la contaminazione o l'accumulo di sporco nel percorso ottico. Di conseguenza, il sensore CARBOCAP® è altamente stabile nel tempo, il che significa che gli operatori non devono preoccuparsi della deriva della calibrazione o di guasti al sensore.

Rifrattometri

La refrattometria è un metodo noto per misurare il contenuto di zucchero in prodotti come le bevande e i prodotti a base di frutta, ma i refrattometri sanitari K-PATENTS® Vaisala in linea sono abitualmente utilizzati in innumerevoli lavorazioni alimentari per il monitoraggio e il controllo dei processi. Ad esempio, la misurazione dei brix e della frazione secca è ampiamente utilizzata nei processi di produzione alimentare.

A differenza di molti altri metodi di concentrazione di liquidi, il refrattometro Vaisala non è influenzato da particelle, bolle, cristalli o colore, quindi questi strumenti possono essere impiegati in un'ampia varietà di soluzioni per l'identificazione dei liquidi e il monitoraggio della concentrazione dei componenti. Il refrattrometro Vaisala ha ottenuto le certificazioni EHEDG e 3-A. Questi standard sanitari tutelano l'igiene nella produzione e la trasformazione alimentare.

Esempi di impieghi dei refrattometri in linea Vaisala sono riportati nella tabella a fianco, ma la loro versatilità è chiaramente dimostrata dal loro coinvolgimento in ogni fase del processo di produzione della birra:
 

1. Pressatura - misurazione della concentrazione del prodotto in acqua nella tubazione di uscita.
2. Lavaggio - misurazione della concentrazione per rilevare il punto di chiusura appropriato per il risciacquo.
3. Bollitura del mosto - misurazioni continue della gravità/intensità del mosto per consentire al birraio di determinare esattamente quando il mosto ha raggiunto l'intensità necessaria.
4. Vortice - monitoraggio prima e/o dopo il vortice per assicurarsi che i solidi vengano rimossi rapidamente e in modo efficace per ottenere un mosto chiaro e amaro.
5. Raffreddamento - assicurarsi che il mosto amaro contenga il corretto livello di solidi disciolti prima della fermentazione.
6. Fermentazione - fornire ai birrai analisi in tempo reale del processo e consentire loro di determinare con precisione quando la fermentazione è terminata.
7. Filtrazione e maturazione - controllo qualità durante la rimozione del lievito.
8. Riempimento e CIP - il monitoraggio continuo dei processi di riempimento e CIP consente l'automazione, riduce gli sprechi e abbassa i costi e il consumo energetico.

Biogas

A livello globale, c'è un'enorme attenzione per lo sviluppo di energie rinnovabili e la riduzione delle emissioni di gas serra, con i paesi e le aziende impegnati a raggiungere Zero emissioni. Il biogas offre l'opportunità di utilizzare i prodotti di scarto dell'agricoltura e della produzione alimentare e di sostituire i combustibili fossili come fonte di energia. Inoltre, i processi di produzione di biogas producono digestato, un fertilizzante ricco di sostanze nutritive che può completare l'economia circolare nella produzione alimentare. Il biogas può anche generare elettricità per l'uso domestico e nelle fattorie.

Vaisala ha sviluppato una tecnologia per consentire l'ottimizzazione del processo di produzione del biogas. Le sonde multigas di Vaisala sono in grado di monitorare il biogas in linea e in tempo reale per consentire agli operatori di migliorare la qualità del biogas, ridurre i costi e migliorare l'efficienza del processo. Quest'ultimo esempio dimostra come Vaisala sia coinvolta in ogni fase del ciclo alimentare, dalla produzione fino alla digestione anaerobica dei rifiuti alimentari.

Riepilogo

La scienza può essere definita come la ricerca e l'applicazione della conoscenza e della comprensione, seguendo una metodologia sistematica basata sull'evidenza. In Vaisala, la scienza è fondamentale nella produzione alimentare. I dati di misurazione raccolti dai nostri strumenti consentono di prendere decisioni informate e di ottimizzare l'efficienza. In Vaisala la scienza è guidata dalla curiosità. Con il 14% delle vendite nette investito in ricerca e sviluppo, l'azienda si è assunta un impegno a lungo termine rispetto all'innovazione. Il settore alimentare ha beneficiato enormemente delle tecnologie già sviluppate da Vaisala, ma per gli scienziati dell'azienda, gran parte dell'entusiasmo deriva dalla tecnologia che deve ancora essere rivelata...

Riferimenti

1. Lo stato della sicurezza alimentare e della nutrizione nell'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura 2021: https://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en
2. UN: Adattamento al cambiamento climatico www.un.org/en/climatechange/science/key-findings#physical-science
3. Ufficio delle Nazioni Unite per la riduzione del rischio di catastrofi, Policy brief: riduzione del rischio di catastrofi e cambiamento climatico. www.undrr.org/publication/policy-brief-disaster-risk-reduction-and-climate-change
4. Riddell et al. (October, 2020) The effect of temperature on persistence of SARS-CoV-2 on common surfaces. Virology Journal. https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-020-01418-7
5. Meat plants—a new front line in the covid-19 pandemic. (July 2020) British Medical Journal. https://www.bmj.com/content/bmj/370/bmj.m2716.full.pdf

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Produrre dolciumi strabilianti

Ci sono diverse tradizioni di San Valentino in tutto il mondo: alcuni scrivono poesie d'amore alla loro amata, altri lo celebrano come un giorno dell'amicizia. Tuttavia, una delle tradizioni più popolari è quella di scambiare i cioccolatini come messaggio di affetto. 

Perché il cioccolato è associato all'amore? Il segreto risiede nelle connessioni neurologiche del cervello. La sensazione in bocca, il grasso, lo zucchero e il cacao e l'aspetto accattivante sono i componenti del benessere che attivano la sensazione di felicità in noi attraverso il rilascio di dopamina nel nostro cervello. In questo articolo non approfondiremo la neuroscienze ma, piuttosto, discuteremo di cosa serve per produrre dolciumi di alta qualità.   

"La vita è come una scatola di cioccolatini: non sai mai cosa ti capita"...

…ma quando si tratta di realizzare ripieni al cioccolato, i controllori di processo richiedono livelli di affidabilità estremamente più elevati. Ciò può essere ottenuto con la tecnologia più recente, i rifrattometri in linea di Vaisala, che vengono utilizzati in vari punti del processo, fornendo misurazioni continue di solidi totali (TS) o Brix (solidi disciolti) per un controllo costante della qualità del prodotto. 

Il monitoraggio dell'indice di rifrazione (RI) in linea con controllo automatico del feedback e allarmi quando le misurazioni si avvicinano ai livelli di avviso, consente agli operatori di processo di garantire un prodotto coerente e affidabile, in modo che la produzione continua sia conforme non solo alle nostre papille gustative, ma anche alle normative di produzione e alle specifiche del prodotto. 

La qualità sopra ogni cosa

Lo slogan di uno dei produttori di cioccolato, cliente di Vaisala, è "La qualità al di sopra di tutto", quindi non sorprende che l'azienda abbia investito nei   Rifrattometri sanitari K-PATENTS®di Vaisala per monitorare continuamente Brix ai fini del controllo di qualità finale.
Le praline sono composte da ciliegie imbevute in un liquore al brandy di ciliegie e ricoperte di cioccolato fondente. 

Il cioccolatiere utilizza rifrattometri Vaisala per il controllo della qualità del liquore e verifica che la produzione si attenga strettamente alla ricetta. L'etanolo viene aggiunto al brandy per raggiungere la corretta concentrazione di liquore e le misurazioni Brix vengono prese immediatamente prima dell'aggiunta del brandy alle ciliegie.

Le aree di produzione contenenti prodotti con un alto livello di alcol sono considerate aree pericolose Zona 2 ATEX. Quindi, oltre ad essere approvato per applicazioni sanitarie, il dispositivo di monitoraggio deve avere anche una classificazione ATEX. In questo particolare caso di esempio, era necessario che il rifrattometro fosse intrinsecamente sicuro e conforme ai requisiti della Zona 0/1 ATEX. La soluzione di Vaisala ha quindi combinato sia 3-A che EHEDG + Zona ATEX 2, 1 o 0.

Prima dell'installazione dei rifrattometri Vaisala, il test è stato effettuato mediante campionamento manuale per analisi di laboratorio. Si trattava di un processo costoso e richiedeva molto tempo, con conseguenti ritardi nella fornitura dei risultati dei test. Qualsiasi deviazione dalle specifiche potrebbe quindi comportare la perdita o lo spreco di prodotto, ma con il vantaggio del monitoraggio in linea, i problemi vengono rilevati immediatamente in modo che le misure appropriate possano essere intraprese senza indugio.

Il cibo degli dei

Il cacao in polvere è l'ingrediente più importante nella preparazione dei dolci al cioccolato. Viene prodotto dalla lavorazione delle fave di cacao degli alberi di cacao, noto come cacao Theobroma, in greco "il cibo degli dei".

Esistono due tipi di cacao in polvere. Cacao in polvere naturale, marrone e naturalmente acido (pH 5 - 6), e cacao in polvere alcalinizzato ottenuto da fave di cacao lavate con una soluzione alcalina per neutralizzarne l'acidità. Il ricco colore del cioccolato e le qualità gustative della polvere di cacao alcalinizzato sono influenzati dal tipo e dalla concentrazione dell'alcali, quindi vengono utilizzati i rifrattometri di processo Vaisala K-PATENTS per garantire che il processo funzioni entro precisi limiti di concentrazione o specifiche ben definite.

Ulteriori informazioni sono disponibili nella nota applicativa.

Controllo qualità nella produzione dolciaria

Confezioni di zucchero e ripieni di cioccolato vengono prodotti preparando una miscela diluita degli ingredienti e quindi concentrando il contenuto di zucchero al livello desiderato mediante cottura ed evaporazione dell'acqua. Il Brix finale della miscela determina il sapore, la consistenza e la qualità complessiva del prodotto finale. È quindi necessario un attento monitoraggio per garantire una qualità del prodotto coerente e affidabile.

Un contenuto di umidità non corretto può danneggiare le caratteristiche fisiche del prodotto finale, causando problemi di lavorazione a monte e influendo sulla qualità del prodotto finale. L'eccessiva umidità può anche causare il deterioramento del prodotto favorendo la crescita di microrganismi.

Il rifrattometro sanitario Vaisala K-PATENTS misura continuamente il livello Brix della soluzione di cottura. Ciò fornisce informazioni in tempo reale per determinare il punto finale della cottura e per garantire una qualità costante del prodotto. Ulteriori informazioni nella nota applicativa.

La tecnologia solida e la misurazione affidabile del rifrattometro di processo Vaisala K-PATENTS assicurano la qualità senza precedenti dei prodotti che amiamo. Il tuo San Valentino è salvo: le tue praline preferite sono buone come sempre.

Una tecnologia, varie applicazioni

A differenza di molti altri metodi di concentrazione di liquidi, il rifrattometro Vaisala K-PATENTS non è influenzato da particelle, bolle, cristalli o colore, quindi questi strumenti possono essere impiegati in un'ampia varietà di soluzioni per misurare la concentrazione di liquidi. È importante sottolineare che i rifrattometri Vaisala K-PATENTS possiedono la certificazione sanitaria 3-A Sanitary e EHEDG. Oltre che nell'industria dolciaria, i rifrattometri Vaisala sono comunemente impiegati in moltissime differenti applicazioni per alimenti e bevande così come altri settori, come quello dei semiconduttori, il settore chimico e di raffinazione, della cellulosa e carta, tessile e farmaceutico. Scopri la nostra offerta completa qui.
 

Strumenti di processo affidabili e precisi forniscono misurazioni stabili di tutte le condizioni di processo per consentire redditività e resa maggiori

Il latte è il segmento più grande del mercato alimentare e le bevande a base di latte sono ancora il prodotto lattiero-caseario più consumato al mondo, seguito da burro e formaggio. I prodotti lattiero-caseari rientrano nella dieta salutare e diverse nazioni raccomandano l'assunzione giornaliera di latte o prodotti lattiero-caseari. Di conseguenza, il consumo di prodotti lattiero-caseari è in aumento a livello globale.

Il crescente consumo comporta pressioni sull'industria per un miglioramento dei processi. I produttori del settore lattiero-caseario si concentrano sulla qualità, sulla conformità alle norme di sicurezza dei prodotti e sull'igiene del processo. L'uso efficiente delle materie prime con un adeguato sistema di gestione dei rifiuti garantisce l'efficienza dei costi e delle risorse. La sostenibilità è un'area di attenzione sempre più importante e con adeguati controlli di processo, ottimizzazione e strumenti di misurazione i produttori possono più facilmente raggiungere i loro obiettivi di sostenibilità, utilizzare il materiale in modo efficiente e ridurre gli sprechi.

Varie procedure di lavorazione dei prodotti lattiero-caseari

Il latte è composto principalmente da acqua, grassi, proteine, lattosio (zucchero del latte) e minerali (sali). Il residuo, ovvero quando l'acqua e il gas vengono eliminati, è chiamato contenuto di sostanza secca (SC) o di solidi totali (ST) del latte. Le industrie utilizzano diverse procedure di lavorazione per i prodotti lattiero-caseari, ad esempio:

Evaporazione ed essiccazione

L'evaporazione del latte a un contenuto di solidi più elevato e l'essiccazione in polvere rende il prodotto più leggero, nonché più facile e meno costoso da trasportare in quanto in uno spazio ridotto è possibile sistemare una maggiore quantità di prodotto. Anche la durata di conservazione della polvere è più lunga e il prodotto è più facile da maneggiare e spedire in quanto gli agenti patogeni di solito richiedono condizioni umide o bagnate per svilupparsi. Di conseguenza, il latte in polvere è il prodotto agricolo più commercializzato a livello globale.

Il latte viene evaporato fino a un certo punto anche quando viene trasformato in latte condensato o in latte condensato zuccherato. Tutte queste operazioni richiedono uno stretto controllo dell'evaporazione e una scala di misurazione comune è la misurazione Brix o dei solidi totali (ST).

Solidi totali e identificazione del prodotto

Il latte fresco, solitamente confezionato in cartoni, è prodotto in modi diversi che variano dal latte scremato senza grassi al latte intero. A causa della sua breve durata di conservazione, si tratta più che altro di un prodotto locale. Nella produzione, tutto il grasso viene prima rimosso dal latte crudo e poi aggiunto nuovamente secondo gli standard legali e la ricetta. Questa fase di lavorazione è chiamata standardizzazione e si tratta di una fase critica in quanto ogni nazione ha regolamenti diversi sulla composizione del latte.

L'omogeneizzazione è una fase comune dopo la standardizzazione e riduce le molecole di grasso a una dimensione così piccola che non riescono a sollevarsi e creare uno strato cremoso sopra il latte. Quando producono latte fresco, i produttori vogliono misurare il contenuto di solidi totali (ST) in modo accurato e in linea per soddisfare le norme di legge e per creare prodotti con il minimo spreco. La rapida identificazione dei prodotti lattiero-caseari in linea consente una migliore resa e comporta anche risparmi per i produttori, riducendo al minimo gli sprechi di prodotto, inibendo miscele di prodotti e costosi richiami di prodotti.

Latte in polvere o per neonati

Il latte artificiale per neonati è una versione sintetica del latte materno progettata per essere utilizzata come alimentazione supplementare o come sostituto per soddisfare le esigenze nutrizionali del bambino. I produttori desiderano la certezza assoluta delle condizioni igieniche e della sicurezza del prodotto, proteggendo tuttavia al tempo stesso il valore nutrizionale del prodotto. Nel processo di produzione, la misurazione degli ST è una misurazione critica per qualsiasi produttore di latte artificiale per neonati.

Miscelazione e aromatizzazione del prodotto

Latte, latticini, yogurt, gelati e prodotti lattiero-caseari alternativi possono essere miscelati con marmellata, aromi e sciroppi per creare prodotti deliziosi. Una miscela corretta e accurata è essenziale in questo processo.

Misurazione del processo con il rifrattometro di Vaisala

Oltre allo stretto controllo del processo e alle relative condizioni igieniche, sono necessarie misurazioni accurate e affidabili del processo per ottenere una migliore redditività, nonché alimenti puliti, sicuri e dal gusto familiare, realizzati con precisione secondo una ricetta.

La soluzione di Vaisala per l'ottimizzazione del processo di produzione lattiero-casearia è il sistema del rifrattometro di processo sanitario PR-43 costituito da un rifrattometro compatto o a sonda e da un'interfaccia utente grafica che ne facilita l'uso. Il rifrattometro può essere utilizzato anche come dispositivo autonomo. Le diverse opzioni dell'interfaccia utente vanno dalla versione robusta a quella leggera, compatta e basata sul Web e consentono all'utente di scegliere il modo preferito per accedere e utilizzare i dati di misurazione e diagnostica del rifrattometro.

La misurazione del rifrattometro non è influenzata da bolle, particelle o vibrazioni. Il design igienico vanta un certificato 3-A e il prodotto può gestire operazioni di pulizia in loco (CIP, cleaning-in-place) e sterilizzazione in loco (SIP, sterilization-in-place). Il rifrattometro copre l'intera gamma Brix 0-100%.

Ulteriori informazioni sui diversi processi e su come un rifrattometro può aiutare a controllare, ottimizzare e risparmiare materie prime ed energia sono disponibili nel nostro eBook.

Alla fine del 2018, Vaisala ha acquistato la K-Patents Group, azienda finlandese pioniera nelle misurazioni di liquidi in linea per applicazioni industriali. L'acquisizione consente a Vaisala di espandere la propria competenza tecnologica e il proprio portafoglio di prodotti, dalle misurazioni di gas a quelle di liquidi. La nuova area di prodotti, Misurazioni di liquidi, offre la rinomata tecnologia basata sull'indice di rifrazione (RI) e rifrattometri di processo in linea per molti tipi di applicazioni di controllo dei processi industriali.

Nozioni di base sulla rifrattometria

Gli scienziati considerano la misurazione dell'indice di rifrazione (RI) un modo ideale per misurare le concentrazioni dei liquidi.
La procedura è relativamente semplice e si basa sulla rifrazione della luce. Un semplice esempio di questa proprietà della luce si presenta quando si mette una matita in un bicchiere di soluzione: sembra che la matita si pieghi, quando in realtà è la luce a deviare.

Si può sperimentare questo fenomeno in prima persona, ad esempio con una cannuccia in una bibita o in un succo di frutta, oppure con i remi di una barca.

È importante comprendere che l'angolo di deviazione che si ottiene in una soluzione in cui siano presenti particelle o bolle di gas è lo stesso di quello ottenuto in soluzioni trasparenti. Le particelle o le bolle non hanno alcuna influenza sull'angolo di deviazione, quindi l'unica cosa che lo influenza è la variazione della concentrazione della soluzione.
 

L'angolo critico

Lo studio delle proprietà della luce si è evoluto nella scienza denominata rifrattometria.

La luce viaggia a velocità diverse nei diversi mezzi: più un mezzo è denso, più lenta è la velocità della luce in quel mezzo. Quando la luce passa da un mezzo all'altro con un'angolazione diversa da 90°, cambia non solo velocità, ma anche direzione al confine tra i due mezzi. Quando un raggio di luce penetra nel liquido, viene in parte rifratto dal liquido e in parte riflesso. Il punto in cui inizia la riflessione totale è detto angolo critico.

Nella maggior parte delle soluzioni, la concentrazione del soluto in un solvente può essere determinata misurando l'indice RI. La relazione tra l'indice di rifrazione e la concentrazione dipende dal solvente, dal soluto, dalla temperatura e dalla lunghezza d'onda.

In pratica, la dipendenza dalla lunghezza d'onda (dispersione) viene evitata utilizzando la luce monocromatica. La dipendenza dalla temperatura viene compensata matematicamente utilizzando una formula di compensazione.

Combinare un rifrattometro da processo completamente digitale con un design robusto

L'indice RI è stato inizialmente sviluppato come tecnica di laboratorio, per trasformarsi in seguito in un processo di misurazione una volta che i rifrattometri si sono sviluppati e sono diventati molto più resistenti. La struttura del rifrattometro in linea nel processo deve resistere a condizioni difficili e impegnative che possono includere elementi caustici, vibrazioni, polvere, calore, pressione o una combinazione di questi.

I rifrattometri da processo digitali sviluppati da K-PATENTS® determinano l'indice RI della soluzione di processo misurando l'angolo critico di rifrazione tramite una telecamera CCD digitale. Il rifrattometro da processo fornisce un'uscita CC da 4 a 20 mA o un segnale Ethernet proporzionale alla concentrazione della soluzione di processo con compensazione della temperatura.

Il rifrattometro migliora il modulo CORE-Optics (Compact Optical Rigid element) con brevetto K-PATENTS®, che incorpora tutti i componenti ottici LED (diodo a emissione luminosa), lenti, prisma e telecamera CCD, nonché l'elemento di temperatura pT-1000 in un unico modulo rigido. Il modulo CORE-Optics è isolato dal corpo del rifrattometro e pertanto le forze esterne, ad esempio variazioni di pressione, flusso e temperatura, non influenzano la misurazione. Non c'è bisogno della manutenzione periodica grazie alla struttura senza parti mobili, senza elementi regolabili e con il modulo CORE-Optics a stato solido.

Lo stesso principio viene applicato a vari modelli di rifrattometri, facili da installare in tubi, serbatoi e reattori piccoli o grandi. Le applicazioni spaziano dalla lavorazione delle sostanze pericolose potenzialmente esplosive all'impiego di liquidi chimicamente aggressivi che richiedono leghe speciali o parti non metalliche, come le sostanze chimiche utilizzate nella lavorazione dei wafer di semiconduttori.

I rifrattometri da processo Vaisala K-PATENTS® sono chiusi, funzionano senza interruzioni, si interfacciano con altri elementi di un sistema di controllo di processo e sono più costosi rispetto, ad esempio, a strumenti portatili, a causa della loro robustezza e complessità, elementi necessari per eseguire un monitoraggio affidabile.

Grazie all'esclusiva tecnologia dell'indice di rifrazione brevettata e al principio di misurazione digitale e della temperatura integrato, la deriva della misura non è possibile, rendendo in tal modo gli innovativi rifrattometri K-PATENTS® unici e una soluzione di misurazione adatta per tutti i liquidi.