Tradicionalmente, as peles de salsicha eram feitas a partir do intestino delgado de animais de corte, especialmente suínos, mas também de ovinos, bovinos e caprinos. Estas chamadas tripas naturais têm sido utilizadas há séculos, mas nas últimas décadas as tripas artificiais tornaram-se populares em muitos mercados. Os invólucros artificiais incluem colágeno (frequentemente derivado de pele animal), celulose (de materiais vegetais), plástico e, mais recentemente, alginato (de algas marinhas).

O crescimento das tripas artificiais foi motivado por uma série de factores, incluindo os elevados custos que resultam do número de processos necessários para criar o produto de tripa natural. Além disso, as tripas naturais tendem a variar em comprimento, diâmetro e espessura, por isso é mais difícil agilizar a produção de salsichas e o processo exige mais mão de obra. Em contraste, o monitoramento contínuo e preciso do processo de revestimento artificial elimina a necessidade de amostragem e testes manuais e melhora a eficiência do processo e a uniformidade do produto.

Invólucro de alginato

O alginato é encontrado nas paredes celulares das algas marrons, que são um grande grupo de algas multicelulares, incluindo muitas algas marinhas localizadas nas águas mais frias do Hemisfério Norte. Uma característica importante do alginato é a sua capacidade de reter muitas vezes o seu próprio peso em água, tornando-o uma substância naturalmente gelificante.

Por ser um polímero natural formador de filme, o alginato pode ser utilizado como invólucro de salsichas por meio de sua formação de gel com íons cálcio. Durante o processo de produção, a mistura de carne é extrusada para formar a salsicha, e uma camada de alginato de sódio é simultaneamente aplicada (coextrusada) na superfície externa, antes de uma solução salina de cloreto de cálcio ser usada para desidratar e induzir a formação de gel. Isso cria uma camada de filme de alginato de cálcio na salsicha, que proporciona a resistência e a flexibilidade necessárias em um invólucro de salsicha.

O teor de sal na solução de salmoura é muito importante e precisa ser monitorado de perto porque afeta a cor, a textura e a qualidade geral da salsicha.

As principais vantagens da coextrusão sobre as tripas naturais são:

•    Custo de compra mais baixo
•    Ideal para automação
•    Baixa exigência de mão de obra
•    Consistência do produto
•    Flexibilidade – pode ser usado para muitos tipos e tamanhos diferentes de salsichas
•    Armazenado como pó de alginato, portanto, não é necessário armazenamento refrigerado
•    Velocidade e rendimento
•    Adequado para vegetarianos, veganos e Halal (se for alginato)

Monitoramento de salmoura de alginato com refratômetros em linha

A solução de salmoura é armazenada em um tanque de salmoura e a salmoura gasta é reciclada para esse mesmo tanque. Consequentemente, a salmoura é constantemente diluída pela umidade removida do gel de revestimento. É, portanto, necessário monitorar a solução salina para que as quantidades corretas de sal possam ser adicionadas à solução de salmoura. Esta função é executada pelo refratômetro Vaisala que monitora o teor de sal em tempo real.

Existem duas localizações possíveis para os refratômetros; diretamente no próprio tanque de salmoura, e um segundo refratômetro pode ser instalado no tanque de abastecimento de sal.

O refratômetro Vaisala mede o índice de refração (IR) do líquido, que se correlaciona diretamente com a concentração de sal da solução de salmoura. O monitoramento de RI em linha com controle de feedback automático permite que os operadores de processo garantam operações consistentes e confiáveis; protegendo assim a qualidade do produto e reduzindo o tempo de inatividade. Em contraste com muitos outros métodos de concentração de líquidos, o refratômetro Vaisala é extremamente preciso e confiável e não necessita de manutenção regular. É importante ressaltar que esses refratômetros não são afetados por partículas, bolhas, cristais ou cores, portanto podem ser empregados em uma ampla variedade de soluções para medir a concentração de líquidos. Os refratômetros Vaisala K-PATENTS também possuem certificação 3-A Sanitary Standards e EHEDG, o que é essencial para equipamentos de processamento de alimentos.

Os refratômetros produzem sinais de saída mA e Ethernet que permitem a operação automática do processo. Além disso, os refratômetros podem ser calibrados para ler a concentração de NaOH em g/L, % em peso ou qualquer outra unidade de engenharia preferida pela fábrica.

Coextrusão com gel de colágeno

Além do gel de alginato, também é possível utilizar géis de colágeno na fabricação de salsichas. O invólucro de colágeno é em grande parte derivado de peles bovina e suína, mas oferece a maior parte das vantagens de velocidade e eficiência apresentadas pelos géis de alginato.

Após a coextrusão com gel de colágeno, as salsichas são passadas através de uma solução de salmoura de maneira semelhante ao processo de gel de alginato. Os refratômetros Vaisala são capazes de monitorar continuamente o processo conforme descrito acima, para garantir que a concentração correta de sal seja mantida e a qualidade do produto seja protegida.

Enfatizando a importância da medição da salmoura, um fabricante de salsichas nos EUA disse: “Tratamos a tripa coextrusada de salsichas com fosfato dipotássico para controlar a umidade, que afeta diretamente a cor e a textura do produto final. Muita umidade no invólucro torna a linguiça muito escura e a textura muito mastigável, enquanto pouca umidade significa que a linguiça ficará muito clara e a textura muito macia. O refratômetro Vaisala K-PATENTS® ajuda a manter a umidade no nível especificado, garantindo um produto final padronizado.”

Invólucro de salsicha de celulose

Os refratômetros Vaisala também são usados em processos de revestimento de salsichas de celulose. Nesta aplicação é utilizado um pano de fibra de celulose para criar o invólucro da salsicha, mas primeiro o pano é dessulfurizado passando-o por um banho de Hidróxido de Sódio (NaOH). Também conhecida como soda cáustica, esta solução é fornecida a partir de um tanque e a soda cáustica gasta é devolvida a este tanque. Consequentemente, a concentração de NaOH precisa ser reposta porque o cáustico é perdido no tecido durante o processo de impregnação. Um refratômetro Vaisala é, portanto, empregado, de maneira semelhante às aplicações de alginato e colágeno acima, para monitorar continuamente (neste caso) a concentração de NaOH e garantir uma reposição precisa.

Resumo

A refratometria em linha é a tecnologia ideal para controlar o processo de tripa artificial de embutidos. Ao fornecer dados contínuos, os refratômetros permitem que os fabricantes de salsichas controlem muitas das principais características de qualidade do produto.

Não afetada por partículas, bolhas ou cores, a mesma tecnologia é usada para monitorar líquidos em uma ampla gama de outras indústrias, incluindo semicondutores, química e de refino, celulose e papel, têxteis, farmacêutica, cervejeira, bebidas e, claro, alimentícia.

A popularidade dos invólucros de celulose e alginato está crescendo à medida que os fabricantes procuram maneiras de reduzir custos, expandir a produção e melhorar a consistência, ao mesmo tempo que melhoram a qualidade do produto, a eficiência do processo, a velocidade e a flexibilidade. Contudo, para aproveitar estes benefícios é necessário ser capaz de medir continuamente líquidos de processo com uma tecnologia que seja precisa, confiável e capaz de operar em condições desafiadoras. Os refratômetros Vaisala K-PATENTS atendem a esse requisito e, portanto, ajudam a atender à crescente paixão mundial por salsichas de alta qualidade.

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Todos os dias, nós ouvimos políticos globais dizendo que as decisões deles são "lideradas pela ciência" e o público está cada vez mais ciente das maneiras pelas quais a ciência afeta todas as esferas da vida. No artigo a seguir, veremos como a ciência está impulsionando a indústria de alimentos e bebidas e, em particular, como as tecnologias da Vaisala estão ajudando a otimizar a produção sustentável de alimentos.

É fácil entender que a arte desempenha um papel importante na indústria de alimentos e bebidas; criatividade e imaginação são essenciais em embalagens e publicidade, bem como no desenvolvimento de produtos. No entanto, na Vaisala, nós acreditamos que a ciência desempenha o papel dominante: desenvolvimento de tecnologias de medição, ajudando na formulação do produto, otimizando processos, salvaguardando a segurança, garantindo a qualidade, permitindo a consistência do produto e capacitando a sustentabilidade. Olhando para o futuro, como a ciência ajudará a indústria a superar os mais recentes desafios?

Os desafios

De acordo com a FAO (1) (Food and Agriculture Organization, Organização para Alimentação e Agricultura), quase uma em cada três pessoas no mundo (2,37 bilhões) não teve acesso à alimentação adequada em 2020. Os países mais afetados estavam na África e na Ásia, em um momento em que os principais desafios relacionados à alimentação em alguns países eram a obesidade e o desperdício de alimentos. Segurança alimentar, nutrição e acessibilidade representam desafios crescentes.

A escassez de água pode ser definida como água potável insuficiente para satisfazer as necessidades normais. Ela pode ser causada por mudanças climáticas (seca), contaminação da água, uso excessivo ou ineficaz da água ou por infraestrutura hídrica insuficiente ou deficiente. De acordo com as Nações Unidas (2), sem medidas adaptativas, o número de pessoas que não têm água suficiente por pelo menos um mês por ano aumentará de 3,6 bilhões hoje para mais de 5 bilhões em 2050. Novamente, há uma pressão crescente por melhor eficiência e menos desperdício.

As mudanças climáticas estão ameaçando as plantações, que podem ser dizimadas por secas, inundações, furacões etc. De acordo com o Escritório das Nações Unidas para Redução de Riscos de Desastres (3), os desastres relacionados ao clima quase dobraram em comparação com os 20 anos anteriores. Portanto, é necessário ter maior resiliência em nossos sistemas agrícolas.

Um prazo de validade limitado impõe, para muitos produtos, um risco extra para a indústria de alimentos e bebidas e a torna mais vulnerável a problemas na cadeia de suprimentos. Portanto, há uma forte demanda por medidas para melhorar a resiliência e proteger a continuidade dos negócios. Juntamente com questões de custo e sustentabilidade, as cadeias de suprimentos precisam ser curtas, rápidas, seguras e rastreáveis. Além de produtos sustentáveis, os consumidores também buscam embalagens melhores, com menos dependência de plásticos.

A demanda dos consumidores por alimentos seguros, saudáveis e nutritivos continua crescendo. Os fabricantes estão, portanto, sob crescente pressão para fornecer informações melhores no rótulo, especialmente para ingredientes com considerações relacionadas à saúde, como açúcar, sal e conteúdo calórico. Os consumidores também procuram cada vez mais produtos que apresentem baixo impacto ambiental, e isso está impulsionando o crescimento de alternativas à carne, por exemplo. As informações sobre o impacto ambiental estão sendo solicitadas pelos varejistas. Isso agora costuma incluir emissões de Escopo 3, que são aquelas que surgem fora das próprias operações.

Com os preços globais de energia e alimentos subindo, os fabricantes de alimentos e bebidas estão enfrentando pressões ambientais e financeiras para melhorar a eficiência energética, reduzir o desperdício e aumentar o uso de energia renovável (eólica, solar e biogás).

A ciência na Vaisala

A ciência está oferecendo soluções para todos os desafios descritos acima, e a Vaisala está ativamente envolvida em muitos deles. Por exemplo, a Vaisala é a principal fabricante de equipamentos meteorológicos do mundo, permitindo que os cientistas rastreiem as mudanças climáticas e condições climáticas extremas. Além disso, os instrumentos de medição industrial da Vaisala permitem um melhor gerenciamento dos processos de alimentos e bebidas, o que:

• melhora a eficiência
• melhora e protege a consistência e a qualidade do produto
• reduz o consumo de energia
• reduz o desperdício
• diminui os custos
• melhora a sustentabilidade da indústria e ajuda na luta contra as mudanças climáticas

As tecnologias da Vaisala são amplamente empregadas na indústria de alimentos e bebidas, e muitos exemplos são dados abaixo. No entanto, em comparação com a reputação global da Vaisala no negócio meteorológico, a empresa é menos conhecida – e pode ser uma das empresas com os segredos mais bem guardados, mas os ativos mais poderosos da indústria de alimentos e bebidas.

A marca Vaisala é ditada pela missão da empresa de fornecer observações para um mundo melhor por meio da inovação impulsionada por quatro valores principais:

1. Foco no cliente: fornecer soluções de medição para satisfazer as necessidades dos clientes 
2. Inovação pioneira: curiosidade que impulsiona o aprimoramento contínuo 
3. Colaboração: com parceiros, acionistas e a comunidade científica global
4. Integridade: honestidade, diversidade, respeito, confiabilidade e sustentabilidade

Na indústria de alimentos e bebidas, os produtos da Vaisala são utilizados em todas as etapas da cadeia de valores, da agricultura ao processamento, ao armazenamento, à distribuição, ao varejo e à gestão de desperdício.

Tecnologias da Vaisala

Com precisão e confiabilidade de longo prazo como pré-requisitos em todos os programas de desenvolvimento da Vaisala, os produtos da empresa estabeleceram uma reputação mundial invejável e agora possuem instalações em mais de um planeta! Os sensores de umidade e pressão da Vaisala estão atualmente operando em todos os continentes da Terra, bem como nos rovers Curiosity e Perseverance da NASA em Marte.

Umidade

Algumas das principais tecnologias da Vaisala incluem métodos de medições que são comumente considerados padrões da indústria. Por exemplo, a umidade é uma das medições mais comuns realizadas em quase todas as indústrias. Em 1973, a Vaisala desenvolveu o primeiro sensor de umidade capacitivo baseado em polímero de filme fino do mundo, o HUMICAP®, que melhorou drasticamente a precisão e a confiabilidade das medições, com grandes vantagens, incluindo estabilidade a longo prazo e insensibilidade à condensação, à sujeira e à maioria dos produtos químicos. Como consequência, as sondas de umidade da Vaisala são empregadas rotineiramente em processos de alimentos, como secagem, cozimento, panificação etc. As aplicações para medições de umidade são quase infinitas; em parte porque a umidade excessiva nos alimentos pode causar deterioração.

Dióxido de carbono (CO2)

O dióxido de carbono é usado pelas plantas para crescer por fotossíntese, por isso, é uma prática comum dos horticultores para aumentar os níveis de CO2 da estufa para aumentar a produção. O CO2 também é usado em bebidas carbonatadas e nas instalações de fabricação de alimentos perecíveis. Como todos esses processos exigem controle rígido, eles são aplicações ideais para a tecnologia de sensores da Vaisala.

O sensor de dióxido de carbono Vaisala CARBOCAP® apresenta um filtro inovador de interferômetro Fabry-Perot (FPI) microusinado e eletricamente ajustável que permite fazer uma medição de referência que compensa quaisquer possíveis alterações na intensidade da fonte de luz, bem como contaminação ou acúmulo de sujeira no caminho óptico. Assim, o sensor CARBOCAP® é altamente estável ao longo do tempo, o que significa que os operadores não precisam se preocupar com desvio de calibração ou falha do sensor.

Refratometria

Refratometria é um método bem conhecido para medir o teor de açúcar em produtos como bebidas e frutas, mas os refratômetros sanitários em linha Vaisala K-PATENTS® costumam ser utilizados em inúmeras aplicações de alimentos e bebidas para monitoramento e controle de processos. Por exemplo, a medição de Brix e sólidos secos é amplamente utilizada em processos de produção de alimentos e bebidas.

Em contraste com muitos outros métodos de concentração de líquidos, o refratômetro da Vaisala não é afetado por partículas, bolhas, cristais ou cores. Assim, esses instrumentos podem ser empregados em uma ampla variedade de soluções para identificação de líquidos e monitoramento da concentração de componentes. É importante ressaltar que o refratômetro da Vaisala tem certificação EHEDG e 3-A - esses padrões sanitários protegem a higiene em produção e processamentos de alimentos.

Os exemplos de aplicações dos refratômetros em linha da Vaisala são apresentados na tabela ao lado, mas a versatilidade deles é demonstrada claramente por seu envolvimento em todas as etapas dos processos de fabricação de cerveja:

1. Trituração: medir a concentração do mosto em água na tubulação de saída.
2. Separação do mosto e dos grãos: medir a concentração para detectar o ponto de desligamento adequado para enxágue.
3. Ebulição do mosto: medições contínuas de força/gravidade do mosto, permitindo ao cervejeiro determinar exatamente quando o mosto atingiu a concentração necessária.
4. Sorvedouro: monitoramento antes e/ou depois do sorvedouro para garantir que os sólidos sejam removidos de forma rápida e eficaz para produzir um mosto claro e amargo.
5. Resfriamento: garantir que o mosto amargo contenha o nível correto de sólidos dissolvidos antes da fermentação.
6. Fermentação: fornecer às cervejarias informações em tempo real sobre os processos e permitir que elas determinem com precisão quando a fermentação estiver concluída.
7. Filtração e maturação: controle de qualidade durante a remoção da levedura.
8. Enchimento e CIP: o monitoramento contínuo dos processos de enchimento e CIP permite a automação, reduz o desperdício e diminui os custos e o uso de energia.

Biogás

Globalmente, há um enorme foco em energia renovável e redução de emissões de gases de efeito estufa, à medida que países e organizações buscam alcançar zero emissões. O biogás oferece a oportunidade de utilizar os resíduos da agricultura e da produção de alimentos, além de substituir os combustíveis fósseis como fonte de energia. Além disso, os processos de biogás produzem digestato, que é um fertilizante rico em nutrientes que pode completar a economia circular na produção de alimentos. Além disso, o biogás pode gerar eletricidade para uso doméstico e em fazendas.

A Vaisala desenvolveu uma tecnologia para permitir a otimização do processo de biogás. Excepcionalmente, os instrumentos de medição multigás da Vaisala são capazes de monitorar o biogás em linha e em tempo real, o que permite que os operadores melhorem a qualidade do biogás, diminuam os custos e melhorem a eficiência dos processos. Este exemplo final demonstra como a Vaisala está envolvida em todas as etapas do ciclo alimentício, desde a produção de alimentos até a digestão anaeróbica dos resíduos alimentares.

Resumo

A ciência pode ser definida como a busca e a aplicação de conhecimento e compreensão, seguindo uma metodologia sistemática baseada em evidências. Na Vaisala, os alimentos têm tudo a ver com a ciência. Os dados de medição de nossos instrumentos apresentam informações para tomadas de decisões e permitem a otimização da eficiência. A ciência na Vaisala é movida pela curiosidade; com 14% do faturamento líquido investido em pesquisa e desenvolvimento, a empresa tem um compromisso duradouro com a inovação. A indústria de alimentos e bebidas se beneficiou enormemente das tecnologias que a Vaisala já desenvolveu. No entanto, para os cientistas da empresa, a maior fonte de motivação é a tecnologia que ainda não foi revelada…

Referências:

1. The State of Food Security & Nutrition in the World 2021. Food & Agriculture Organization of the United Nations: https://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en
2. UN: Adaptation to Climate Change www.un.org/en/climatechange/science/key-findings#physical-science
3. United Nations Office for Disaster Risk Reduction, Policy brief: Disaster risk reduction and climate change. 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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Os cervejeiros geralmente atribuem seu sucesso à paixão, determinação e inovação, mas uma vez que uma cerveja foi desenvolvida e marcada, tudo se resume à consistência. O monitoramento do processo, portanto, tem um papel fundamental a desempenhar. No artigo a seguir, explicamos como os refratômetros em linha, localizados estrategicamente em todas as etapas do processo de fabricação de cerveja, permitem a otimização do processo, economizam energia, reduzem o desperdício, reduzem os custos e ajudam a fornecer cerveja de alta qualidade.

Amostragem vs Monitoramento Contínuo
Algumas cervejarias contam com amostragem manual e análise laboratorial, mas há uma série de desvantagens significativas com essa abordagem, portanto, há uma tendência inevitável de monitoramento em linha e maior automação.

A análise laboratorial é obviamente um componente essencial da pesquisa e desenvolvimento; fornecendo uma visão sobre os efeitos de diferentes matérias-primas ou processos em características como sabor e aroma. A análise laboratorial também desempenha um papel importante no trabalho de investigação; ajudando a entender a química. No entanto, do ponto de vista da produção, a amostragem e a análise podem ser de valor limitado devido ao custo e ao atraso incorridos – no momento em que um resultado de laboratório descobre um problema; um volume significativo do produto pode já ter passado pela cervejaria. Da mesma forma, as amostras representam um 'instantâneo' do processo em um momento e, portanto, são incapazes de oferecer suporte ao controle de feedback ou fornecer alarmes oportunos e são menos capazes de descobrir tendências.

Tecnologia de monitoramento
Os refratômetros sanitários K-PATENTS® da Vaisala podem ser calibrados em Plato, Brix, Balling, gravidade ou densidade, dependendo da preferência da cervejaria. Eles estão disponíveis com certificações sanitárias 3-A e EHEDG e são projetados para suportar os procedimentos de limpeza e enxágue CIP/SIP.

Várias tecnologias diferentes têm sido empregadas para monitorar vários aspectos do processo de fabricação de cerveja, mas alguns métodos, como turbidez e densidade, podem sofrer erros de medição devido à incrustação e interferência das partículas suspensas maiores (especialmente na mosturação e no tanque de lauter) e pela bolhas e espuma que estão presentes na maioria dos estágios. Portanto, o monitoramento do índice de refração é o preferido, e a principal vantagem dos refratômetros Vaisala é que eles fornecem medições precisas em todas as etapas do processo de fabricação de cerveja sem sofrer essas interferências.

Uma vantagem adicional dos refratômetros é sua velocidade de resposta, que é uma vantagem particular na linha de empacotamento/enchimento e no processo CIP – isso será discutido mais adiante.

As medições do índice de refração (RI) são baseadas no ângulo de refração da luz no meio do processo, usando uma fonte de luz LED. Um sensor detecta continuamente o ângulo crítico no qual a reflexão total da luz começa e a concentração de sólidos dissolvidos é calculada levando em consideração as condições de processo predefinidas. Os refratômetros sanitários da Vaisala são, portanto, fornecidos calibrados de fábrica para atender aos requisitos da cervejaria específica e são implantados na maioria das etapas do processo de fabricação de cerveja, algumas das quais são descritas abaixo.

Trituração
Normalmente, a trituração ocorre em um ton, que é um recipiente de fermentação isolado com um fundo falso. O malte é mergulhado em água quente que ativa enzimas que fazem com que o amido no malte se decomponha e libere açúcares simples, produzindo mosto.

A mosturação é uma etapa crucial porque determina a estrutura final da cerveja, por isso é importante manter uma saída de mosto consistente. O refratômetro é usado para medir a concentração do mosto em água na tubulação de saída.

O processo pelo qual os grãos são separados do mosto é conhecido como lautering, que geralmente é realizado em uma câmara separada conhecida como lauter tun.

Separação mosto e grãos
A água de aspersão enxagua os grãos dentro do tanque de laminação para completar a extração dos açúcares, produzindo um mosto límpido com concentração que diminui gradativamente durante o enxágue. O refratômetro mede continuamente essa concentração, permitindo detectar o ponto de desligamento adequado para o enxágue, o que evita o uso excessivo de água e economiza energia.

Mosto fervendo
Uma vez que o mosto doce foi separado, é pasteurizado em uma caldeira de mosto ou fervedor, e esta é a fase em que o lúpulo e outros aromas podem ser adicionados. A fervura do mosto termina a atividade enzimática, preserva as proteínas positivas para a espuma, evapora os voláteis de sabor indesejados e ajuda a formar compostos de sabor e aroma desejáveis. Ele também traz a bebida para a força ou gravidade apropriada, então esta é uma etapa extremamente importante no processo de fabricação de cerveja.

O refratômetro é instalado diretamente na caldeira de mosto, fornecendo medições contínuas de força/gravidade do mosto para que o cervejeiro possa determinar exatamente quando o mosto atingiu a força necessária. Isso melhora a qualidade e a consistência da cerveja enquanto ajuda a otimizar o tempo de preparo e o consumo de energia.

Redemoinho
Após a fervura, o mosto é transferido para um redemoinho, onde as partículas sólidas (restos de lúpulo e proteínas coaguladas) são separadas do mosto amargo. O redemoinho faz com que as partículas residuais coagulem e se assentem do líquido como um lodo conhecido como trub, que é parcialmente removido do fundo da chaleira. É importante que os sólidos sejam removidos de forma rápida e eficaz para produzir um mosto claro e amargo para transferência para o próximo estágio, para que um refratômetro possa ser instalado antes e/ou depois do redemoinho.

Resfriamento
Uma vez que a ebulição está completa, o mosto é resfriado por um trocador de calor que recupera parte da energia usada para ferver o mosto. Refratômetros podem ser instalados na saída do refrigerador como medida de controle de qualidade; garantindo que o mosto amargo contém o nível correto de sólidos dissolvidos antes da fermentação. Alternativamente, ou adicionalmente, uma medição pode ser feita após a caldeira e antes da hidromassagem, para evitar a possibilidade de processar mosto amargo que não atenda à especificação exigida.

Fermentação
Durante o processo de fermentação, a levedura converte açúcares e aminoácidos no mosto em dióxido de carbono e álcool. A gravidade do líquido de fermentação é medida como a gravidade específica, ou densidade relativa em comparação com a água. Na indústria cervejeira, isso é medido principalmente na escala Plato, que é muito semelhante à escala Brix usada pela indústria do vinho.

A levedura gasta se acumula no fundo do tanque de fermentação e é removida regularmente, o que ajuda a clarear a cerveja.

A densidade do mosto varia de acordo com o teor de açúcar, de modo que as leituras de densidade diminuem à medida que a fermentação progride. A porcentagem de álcool pode ser calculada a partir da diferença entre a gravidade original do mosto e a gravidade específica atual. Os refratômetros são, portanto, capazes de acompanhar de perto o processo de fermentação; fornecendo aos cervejeiros insights em tempo real sobre o processo e permitindo que eles determinem com precisão quando a fermentação está completa.

Filtração e maturação
A maturação inclui todas as transformações entre o final da fermentação primária e a remoção da levedura da cerveja. Após a fermentação, a cerveja é deixada em repouso, para que qualquer levedura restante possa se estabelecer. No entanto, várias técnicas de filtragem são frequentemente aplicadas para clarificar ainda mais a cerveja. Esta é a última oportunidade de afetar o perfil de qualidade da cerveja – sabor, amargor, estabilidade de odor e espuma, clareza, cor, teor de álcool e gás. Todos eles variam de acordo com a exigência da marca, de modo que os refratômetros podem cumprir um papel vital no controle de qualidade.

Preenchimento e CIP
Quando a cerveja está pronta para distribuição é acondicionada em garrafas, latas, barris e barris que devem estar limpos e higienizados. Além disso, as superfícies internas de tubos, vasos, tanques e equipamentos de embalagem devem ser limpas entre lotes e entre diferentes produtos. Conhecido como Clean in Place (CIP), protege os produtos cervejeiros da contaminação microbiológica e química. Em grandes cervejarias modernas, os processos de limpeza são complexos, de modo que a automação é frequentemente utilizada para melhorar a velocidade e a eficiência e reduzir os custos.

Na linha de envase, o refratômetro detecta instantaneamente as interfaces de limpeza produto a produto e produto a CIP, permitindo uma troca eficiente entre produtos ou lotes. O sinal de saída do refratômetro também pode ser utilizado para monitoramento de controle de qualidade e para garantir a seleção correta do produto para a embalagem. A velocidade de resposta do refratômetro significa que as interfaces (entre produto/produtos químicos de limpeza/água) podem ser detectadas muito rapidamente, o que evita desperdícios e garante que não ocorra contaminação do produto.

O monitoramento contínuo dos processos de embalagem e CIP com os refratômetros Vaisala, portanto, permite a automação, reduz o desperdício e reduz os custos e o uso de energia.

Por que usar refratômetros em toda a cervejaria?
Em contraste com outros métodos, as principais vantagens dos refratômetros da Vaisala são que eles fornecem uma visão mais ampla de todas as etapas do processo de fabricação de cerveja; eles não são afetados por partículas suspensas, bolhas ou cor, e com a opção de lavagem automática de prisma com vapor ou água quente de alta pressão, eles não são afetados por incrustações ou incrustações.

Cada refratômetro Vaisala é calibrado de fábrica para toda a faixa de medição (por exemplo, 0-100 graus Plato), o que significa que eles podem ser trocados livremente entre os locais de instalação sem alterações de parâmetros. Além disso, os refratômetros Vaisala não requerem nenhuma recalibração ou manutenção de rotina.

Em resumo, certamente é verdade que o sucesso cervejeiro é sustentado pela paixão, determinação e inovação, mas, com a ajuda da refratometria, os cervejeiros podem otimizar seus processos, reduzir o desperdício, diminuir o consumo de energia e ter a certeza de que continuarão a produzir de forma consistente. cerveja de boa qualidade.

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Produzindo confeitos incríveis

Existem diferentes tradições de Dia dos Namorados em todo o mundo: alguns escrevem poemas de amor para as pessoas amadas, já outros comemoram como um dia de amizade. No entanto, uma das tradições mais populares é trocar chocolates como uma mensagem de carinho. 

Por que o chocolate está associado ao amor? O segredo está nas conexões neurológicas do cérebro. A sensação na boca, a gordura, o açúcar, o cacau e a aparência atraente são os componentes do bem-estar que desencadeiam a sensação de felicidade em nós pela liberação de dopamina em nosso cérebro. Neste artigo, nós não nos aprofundaremos na neurociência, mas discutiremos o que é necessário para produzir confeitos de alta qualidade.   

"A vida é como uma caixa de chocolates: você nunca sabe o que vai encontrar..."

… Mas quando se trata de fazer recheios de chocolate, os controladores de processo exigem níveis muito mais altos de confiança. Isso pode ser alcançado com a tecnologia mais recente, os refratômetros em linha da Vaisala, que são usados em vários pontos dos processos, fornecendo medições contínuas de sólidos totais (TS) ou Brix (sólidos dissolvidos) para um controle de qualidade consistente do produto. 

O monitoramento do índice de refração (IR) em linha com controle de feedback automático e alarmes quando as medições se aproximam dos níveis de alerta permite que os operadores de processos garantam um produto consistente e confiável, para que a produção contínua esteja em conformidade não apenas com nossas papilas gustativas, mas também com os regulamentos de fabricação e as especificações do produto. 

Qualidade acima de tudo

Um dos clientes fabricantes de chocolate da Vaisala tem o slogan "Qualidade acima de tudo", então não é surpresa que a empresa tenha investido nos Refratômetros Sanitários Vaisala K-PATENTS® para monitorar continuamente o Brix para controle de qualidade final.
Os bombons contêm cerejas embebidas em um licor de conhaque de cereja e cobertas com uma rica camada de chocolate amargo. 

A chocolateira usa refratômetros Vaisala para o controle de qualidade do licor; verificando se a produção segue de perto a receita. O etanol é adicionado ao conhaque para atingir a concentração correta de licor, e as medições de Brix são feitas imediatamente antes da adição do conhaque às cerejas.

As áreas de produção que contêm produtos com alto nível de álcool são consideradas como áreas de risco da zona 2 da ATEX. Assim, além do dispositivo de monitoramento ser aprovado para aplicações sanitárias, ele também deve possuir classificação ATEX. Neste caso de exemplo específico, era necessário que o refratômetro fosse intrinsecamente seguro e compatível com os requisitos da Zona 0/1 da ATEX. Portanto, a solução da Vaisala combinou 3-A e EHEDG + zona 2, 1 ou 0 da ATEX.

Antes da instalação dos refratômetros da Vaisala, os testes eram realizados por amostragem manual para análise laboratorial. Isso era caro e demorado, gerando atrasos no fornecimento de resultados de testes. Qualquer desvio da especificação pode, portanto, resultar na perda ou no desperdício do produto. No entanto, com o benefício do monitoramento em linha, os problemas são detectados imediatamente para que as medidas apropriadas possam ser tomadas sem demora.

O alimento dos deuses

O cacau em pó é o ingrediente mais importante na preparação de doces de chocolate. É produzido a partir do processamento dos grãos das árvores de cacau, conhecido como Theobroma cacao, que significa "o alimento dos deuses" em grego.

Existem dois tipos de cacau em pó. Cacau em pó natural, que é marrom e naturalmente ácido (pH 5 - 6), e cacau em pó holandês, que é feito de grãos de cacau que foram lavados com uma solução alcalina para neutralizar sua acidez. Como as qualidades ricas de cor e sabor de chocolates do pó de cacau holandês são afetadas pelo tipo e pela concentração do álcali, os refratômetros de processos K-PATENTS da Vaisala são empregados para garantir que os processos operem dentro de limites ou especificações de concentração bem definidos.

Saiba mais na nota de aplicação.

Controle de qualidade na produção de confeitos

Os confeitos de açúcar e os recheios de chocolate são produzidos preparando uma mistura diluída dos ingredientes e, em seguida, concentrando o teor de açúcar no nível desejado por meio do cozimento e da evaporação da água. O Brix final da mistura determina o sabor, a consistência e a qualidade geral do produto final. Portanto, é necessário um monitoramento cuidadoso para garantir uma qualidade consistente e confiável do produto.

O teor de umidade incorreto pode prejudicar as características físicas do produto final, causando problemas de processamento a montante e afetando a qualidade do produto final. A umidade excessiva também pode causar deterioração do produto, promovendo o crescimento de microrganismos.

O refratômetro sanitário Vaisala K-PATENTS mede continuamente o nível de Brix da solução de cozimento. Isso fornece informações em tempo real para determinar o ponto final do cozimento e garantir a qualidade consistente do produto. Leia mais na nota de aplicação.

A tecnologia robusta e a medição confiável do refratômetro de processos Vaisala K-PATENTS significam qualidade sem precedentes dos produtos que amamos. O Dia dos Namorados está salvo: seus bombons favoritos ótimos como sempre!

Uma tecnologia; várias aplicações

Em contraste com muitos outros métodos de concentração de líquidos, o refratômetro Vaisala K-PATENTS não é afetado por partículas, bolhas, cristais ou cores. Assim, esses instrumentos podem ser empregados em uma ampla variedade de soluções para medir a concentração de líquidos. É importante ressaltar que os refratômetros Vaisala K-PATENTS atendem às normas sanitárias 3-A e têm certificação EHEDG. Além da indústria de confeitos, os refratômetros da Vaisala são comumente empregados em diversas aplicações de alimentos e bebidas, bem como em outras indústrias como semicondutores, química e refinaria, papel e celulose, têxtil e farmacêutica. Conheça nossas ofertas completas aqui.
 

A fabricação de medicamentos e produtos farmacêuticos está entre as indústrias mais regulamentadas com farmacovigilância ou, em suma, tendo em mente o rigor da segurança, qualidade e eficácia de medicamentos. O processo inteiro, desde a criação de novos medicamentos até a fabricação e a entrega para os clientes, tem normas rígidas com mais de 11.500 restrições. Isso também cria requisitos para os dispositivos de medição para fabricação de medicamentos.

Uma das agências de regulamentação é a Food and Drug Administration (FDA) nos EUA. Ela desenvolveu a estrutura Process Analytical Technology (PAT), que tem o objetivo de inovar e modernizar o setor farmacêutico. Medições oportunas feitas com ferramentas analíticas e em linha que fornecem informações para compreensão do processo são os blocos de construção para apoiar a transição de operações em lote para fabricação contínua (CM). Para a indústria farmacêutica baseada em ciência, extremamente regulamentada e orientada por lotes, a modernização pode reduzir os custos de desenvolvimento, fabricação e expansão. Ao mesmo tempo, a modernização pode ajudar a garantir a qualidade do produto e diminuir as variações dos lotes. Ela também pode ajudar a estabilizar a qualidade do material no processo com a eliminação dos testes da qualidade apenas do produto final.

      1. Medições em linha

Existem três tipos de equipamentos de medição de processo: em linha, dentro da linha e na linha.

Os dispositivos de medição em linha medem a concentração continuamente sem atrasos e indicam mudanças nas condições do processo imediatamente sem consumir o item a ser medido. Eles também medem a partir das condições genuínas do processo conforme ocorrem sem diluição ou alteração, o que, infelizmente, pode acontecer durante a amostragem. As medições em tempo real permitem fazer o processamento contínuo. Isso, por sua vez, aumenta a produtividade e a rentabilidade, estabilizando a qualidade do produto final e, ao mesmo tempo, diminuindo resíduos e o tempo de inatividade da produção.

Os dispositivos instalados dentro da linha extraem uma amostra da linha principal para medição e, depois disso, a amostra é devolvida para a linha principal ou descartada. Os analisadores de processo na linha extraem amostras do processo que são encaminhadas para um analisador separado para testes.

      2. Documentação

Dentro da indústria farmacêutica, a documentação é uma parte essencial da garantia de qualidade e do sistema de controle de qualidade. O processo de qualificação completo também deve ser totalmente documentado.

A documentação do protocolo de qualificação da instalação (IQ), qualificação operacional (OQ) e qualificação de desempenho (PQ) do equipamento de medição confirma que as peças e o modelo corretos do equipamento de processo foram pedidos, entregues e instalados. Ela também garante que o equipamento está de acordo com a especificação de desempenho e pode medir com confiança amostras típicas usando o método de medição selecionado. Sem a devida documentação dos fornecedores, a conclusão da qualificação do equipamento pode se tornar um processo cansativo e demorado para o comprador.

      3. Captura e armazenamento de dados eletrônicos   

Para empresas farmacêuticas, a mera documentação digital dos registros de produção não é suficiente. A segurança dos dados também é fundamental. Portanto, é necessário limitar o acesso aos sistemas de medição somente às pessoas autorizadas, além de um sistema que registre as atividades.

      4. Escalabilidade

Todos os medicamentos são desenvolvidos e formulados no laboratório. Depois dessa etapa, a produção é feita em lotes progressivamente maiores até atingir a escala  comercial. Isso inclui, por exemplo, a escala piloto para simular a produção em escala máxima e para criar produtos suficientes para testes clínicos e a produção comercial.  

É fundamental escolher o dispositivo de medição certo para que a empresa possa trabalhar com o cenário completo, desde P&D e escala piloto até a escala máxima. Caso contrário, os resultados das primeiras fases de teste talvez não representem o projeto da escala de processo, atrasando o início da fabricação. O objetivo é monitorar continuamente o processo de fabricação em escala máxima.

      5. Materiais de contato de classe farmacêutica

Qualquer equipamento que tenha contato com o medicamento durante o processo de fabricação deve ser aprovado para as condições específicas de operação e devem estar em conformidade com a compatibilidade de contato de uma substância com materiais farmacêuticos. O projeto sanitário com tolerância máxima para procedimentos de limpeza de processo e substâncias químicas garante que o equipamento de medição não traga perigos ou contaminantes para o processo. 

Os dispositivos de medição com as seguintes funcionalidades são adequados para a fabricação de medicamentos farmacêuticos:

• Material de contato com certificação sanitária, por exemplo, aço inoxidável 316L
• Materiais de gaxeta em conformidade com os padrões de biocompatibilidade de acordo com os acabamentos de superfície de contato de produtos eletropolidos Classe VI USP
• Rugosidade máxima da superfície do produto Ra 0,38 μm ou 15μ polegada
• Nenhum ingrediente derivado de animal (ADI) usado em processamento ou usinagem
• Compatibilidade com os padrões de limpeza CIP e SIP

6.  Precisão e calibração rastreáveis NIST e verificação do instrumento

Com a regulamentação, todos os equipamentos de medição automáticos, mecânicos e eletrônicos devem ser calibrados, inspecionados ou verificados de acordo com um programa de qualidade escrito desenvolvido para garantir o desempenho de fabricação adequado.

Os instrumentos de medição rastreáveis usam as atuais definições internacionais de rastreabilidade e podem garantir que as medições satisfazem as necessidades de precisão dos órgãos regulamentares, como as estabelecidas pelo National Institute of Standards and Technology (NIST) dos EUA. A calibração rastreável NIST é um programa de garantia que certifica que um fabricante está totalmente equipado para calibrar equipamentos de acordo com os padrões (NIST) e que os produtos oferecidos por esse fabricante estarão em conformidade com os padrões de medição mantidos pelo NIST.

A verificação garante a operação correta do equipamento de acordo com as especificações operacionais. Os resultados válidos são obtidos ao fazer a verificação de calibração do instrumento conforme padrões internacionais, como o NIST, garantindo também a rastreabilidade. Além disso, a calibração e a rastreabilidade de precisão do dispositivo de medição devem ser simples e fáceis de realizar no local pelo usuário.

Refratômetro farmacêutico Vaisala K-PATENTS: uma combinação perfeita 

Com correspondência perfeita em todos os pontos, o Refratômetro farmacêutico Vaisala K-PATENTS PR-43-PC é um instrumento em linha que usa a tecnologia de índice de refração, apoiando o desenvolvimento e a fabricação de medicamentos farmacêuticos, bem como o processamento de biotecnologia.

O refratômetro pode ser usado para:

• Avaliação, validação e resolução de problemas de processo.
• Coleta de dados para compreender o processo de diferentes experimentos e operações.
• Localização do perfil de processo exclusivo. Trata-se de uma referência durante a expansão para confirmar se o processo se comporta conforme projetado e para garantir a existência de equivalência de processo.
• Monitoramento do desempenho ou da operação em escala piloto e máxima, bem como monitoramento da concentração e da pureza de solventes, matérias-primas e produtos finais.
• Monitoramento de operações de mistura e obtenção da composição correta de reagentes. É possível seguir o grau da reação e estudar diferentes solventes e sua adequação para o processo.
• Determinação do ponto de supersaturação em cristalização.

Além disso, o refratômetro pode enviar dados para o sistema de controle (DCS) para desenvolver uma estratégia de controle automática para padronizar o processo e conseguir um qualidade consistente, evitar variações entre lotes, reduzir o tempo e os custos de produção, aumentar o rendimento e garantir a segurança do produto.

A medição em linha do índice de refração pode ajudar a identificar problemas imediatamente durante a expansão e diminuir o tempo de desenvolvimento. Acesse a página de fabricação de medicamentos farmacêuticos para ver todas as aplicações do índice de refração.  

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