Come sfruttare la misurazione Brix in linea per il monitoraggio delle acque reflue nella produzione di alimenti e bevande

Come il rifrattometro da processo in linea Vaisala consente controlli accurati e misurazioni precise del grado Brix e della concentrazione per ottimizzare il monitoraggio delle acque reflue

Una delle cooperative nel settore Food & Beverage più importanti al mondo aveva bisogno di mantenere alto il livello di controllo qualità e di ottimizzare le operazioni in uno dei suoi stabilimenti, al fine di garantire la massima efficienza. Poiché le aziende nel settore Food & Beverage cercano a tutti i costi di assicurare l'uniformità dei prodotti, ridurre gli sprechi, preservare le risorse e ridurre la propria impronta ambientale, misurare con precisione i vari parametri è di fondamentale importanza.

La sfida: monitoraggio in tempo reale per garantire la conformità e ottimizzare le operazioni

Secondo la cooperativa, il cibo contribuisce a migliorare non solo la salute delle persone, ma anche quella del pianeta. Parte di questo impegno verso la sostenibilità implica la definizione di operazioni e di supply chain efficienti, nel pieno rispetto dell'ambiente.

Attraverso regolari verifiche degli impianti di produzione, la cooperativa assicura lo svolgimento delle proprie attività secondo pratiche mirate e di grande impatto che riguardano manodopera, etica, salute, sicurezza e ambiente. Inoltre, la cooperativa è costantemente alla ricerca di nuovi modi per migliorare i propri processi e fornire alimenti accessibili, convenienti e nutrienti alle persone di tutto il mondo.

Con una produzione di 24 milioni di casse di prodotti all'anno, lo stabilimento di produzione della cooperativa monitora i flussi delle acque reflue provenienti dagli impianti produttivi per individuare i livelli di zucchero in eccesso. Strutture come queste devono monitorare e controllare il carico organico nei flussi in quanto, in caso di eccessiva presenza di sostanze organiche (ad es. zuccheri) nelle acque reflue, potrebbero incorrere in multe e sanzioni, oltre a rischiare di chiudere.

La qualità dell'acqua deve essere definita prima che possa essere trattata e riciclata. Tra i metodi tradizionali per la misurazione della qualità dell'acqua vi sono i test del carbonio organico totale (TOC) e quelli per la domanda chimica di ossigeno (COD). Solitamente determinata insieme alla domanda chimica di ossigeno nel trattamento delle acque reflue, la domanda biochimica di ossigeno (BOD) è un altro parametro di cui le autorità industriali devono tenere conto.

La BOD è la misura della quantità di ossigeno disciolto necessaria per decomporre le sostanze organiche presenti nell'acqua in un determinato periodo di tempo. Gli inquinanti organici rappresentano un problema per l'ambiente in quanto il loro processo di decomposizione consuma l'ossigeno contenuto nelle acque riceventi. In genere, elevati valori BOD indicano un maggiore livello di inquinamento dell'acqua, mentre valori BOD inferiori sono sinonimo di acque meno inquinate e più pulite.

Nel settore Food & Beverage, la BOD è legata principalmente al contenuto di zucchero. Misurando il contenuto di zucchero nei flussi delle acque reflue, gli operatori hanno la certezza che i materiali organici di scarto non giungano nel prodotto finito, ma finiscano nello scarico. Le strutture come quelle della cooperativa devono deviare una quantità trascurabile di acque reflue per il trattamento interno prima dell'immissione nei corsi d'acqua comunali. Se i livelli di zucchero in loco sono troppo alti, le acque reflue devono essere immagazzinate e trasferite a un impianto di trattamento di terze parti, comportando un aumento dei costi operativi.

In base a quanto previsto dai precedenti standard di settore, il flusso delle acque reflue della struttura non veniva monitorato in modo continuo. Di conseguenza, i responsabili della cooperativa hanno cercato di raccogliere informazioni sullo scarico dei materiali organici della struttura e su come ingeneri, tecnici addetti alla manutenzione e personale operativo possano monitorare in modo più efficace gli eventi ad alta intensità legati alle acque reflue per evitare che non si verifichino problemi in futuro. Utilizzando le informazioni raccolte sulla base di un test BOD della durata di cinque giorni, la cooperativa è riuscita a individuare un composto in alcuni dei giorni in cui veniva eseguito lo scarico. Tuttavia, le informazioni risultavano già obsolete tra un test e l'altro, rendendo difficile determinare la causa principale di un determinato evento.

I vari team della cooperativa hanno infine deciso di installare un sistema di monitoraggio in grado di separare automaticamente il flusso delle acque reflue in base ai livelli Brix in entrata.

La soluzione: utilizzare il rifrattometro da processo in linea Vaisala per rilevare la presenza di zucchero nelle acque reflue

Da oltre 15 anni, l'impianto di produzione della cooperativa utilizza gli strumenti Vaisala in varie applicazioni a livello produttivo, ottenendo risultati positivi.

Un ingegnere di progetto senior presso la struttura è venuto a conoscenza del fatto che in altri impianti della cooperativa veniva utilizzato questo tipo di strumentazione per le applicazioni relative alle acque reflue ed era curioso di sapere se il rifrattometro potesse essere usato per rilevare la presenza di zucchero al loro interno.

Poiché il monitoraggio della domanda BOD è fondamentale per informare l'impianto di trattamento di un'eccessiva concentrazione di sostanze organiche, la cooperativa aveva bisogno di conoscere la domanda BOD in entrata per consentire la corretta esecuzione del processo di trattamento e garantirne la conformità. Per controllare efficacemente i flussi di acque reflue e informare l'impianto di trattamento dei carichi eccezionali, lo strumento di misurazione deve essere affidabile e sempre funzionante.

Rifrattometro da processo Vaisala

Ideale per le applicazioni in cui il controllo e il monitoraggio in linea contribuiscono a migliorare la qualità del prodotto e ridurre i costi, il rifrattometro da processo consente misurazioni in linea particolarmente accurate del grado Brix e della concentrazione, nonché controlli precisi.

Il dispositivo autonomo misura, perfeziona, gestisce e indica il grado Brix e le informazioni diagnostiche, con i seguenti vantaggi:

• Controllo affidabile della qualità del prodotto.
• Risposta rapida in caso di scostamenti nella qualità del prodotto.
• Eliminazione della contaminazione del prodotto.
• Etichettatura accurata del prodotto.
• Consumo ottimizzato di energia e materie prime.
• Miglioramento generale della sostenibilità a livello produttivo.
• Aumento dell'efficienza, della capacità produttiva e del rendimento con requisiti di manutenzione minimi.
• Riduzione degli sprechi.
• Rischio ridotto di ritiro del prodotto, vendite mancate e spese legali.
• Prodotti conformi alle aspettative dei consumatori per quanto riguarda l'aspetto, la sensazione in bocca e il gusto.

Sfruttando le conoscenze dell'altra struttura e le discussioni con il team Vaisala, oltre che con il proprio partner per la distribuzione, questa cooperativa ha concluso che il rifrattometro Vaisala è ideale per il monitoraggio della domanda BOD nei flussi di acque reflue.

I vantaggi: controllo continuo e in tempo reale dei processi, senza compromettere la precisione della misurazione

Dopo aver aggiunto la flangia di accoppiamento del sensore alla tubazione esistente, il rifrattometro da processo in linea Vaisala si è attivato, integrandosi facilmente con il sistema PLC on-site.

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"Il rifrattometro Vaisala fornisce informazioni in tempo reale su ciò che accade all'interno dell'impianto", ha dichiarato Michael Kohlmann, Regional Sales Manager di Vaisala. "Una volta installato, il rifrattometro Vaisala ha permesso al team di individuare finestre di tempo in cui il processo si interrompeva o presentava anomalie, al fine di diagnosticare con maggiore precisione le cause all'origine del problema ed eliminare gli sprechi".

Poiché le acque reflue generate dalla produzione devono essere monitorate per assicurare la conformità alle normative ambientali, il vantaggio principale per la cooperativa è stata la riduzione in percentuale della domanda BOD.

Grazie al rifrattometro da processo in linea Vaisala, solo in questo impianto la cooperativa ha ottenuto una riduzione dei costi a sei cifre. In più, ha evitato maggiorazioni, ridotto la perdita di materiali e ottimizzato le proprie procedure operative. Disporre di un sistema di monitoraggio più accurato che consenta ai team di sapere dove si verificano le interruzioni del processo ha permesso alla cooperativa di risolvere le problematiche nella produzione di alimenti e bevande.

La cooperativa riconosce che la sostenibilità dei propri impianti di produzione è direttamente correlata alle pratiche di trattamento delle acque reflue implementate. Poiché è necessario rilevare velocemente eventuali concentrazioni elevate di sostanze organiche per consentire il corretto funzionamento del sistema di trattamento delle acque, il rifrattometro Vaisala è ideale per monitorare e trattare i flussi effluenti presso l'impianto di produzione prima dello scarico.

Inviando avvisi in presenza di elevati livelli di concentrazione delle sostanze organiche in entrata, il rifrattometro Vaisala aiuta le aziende a migliorare l'efficienza dei processi, utilizzare le risorse in modo più sostenibile e ottimizzare la capacità mantenendo alta la qualità, riducendo gli sprechi ed eliminando le interruzioni non pianificate, con tutti i costi che ne conseguono.