Blokkeren en vrijgeven onder controle – Inline ketchupmeting en teamwerk betalen zich uit

Verschillende productielocaties, verschillende productiemomenten, verschillende productieomstandigheden. En toch steeds weer dezelfde kwaliteit, want dat verwacht de consument: het proces van inline kwaliteitsbewaking van ketchup onder de loep.

Vlekkeloos proces

Elke partij ketchup vereist een nauwgezette meting van de consistentie voordat deze vrijgegeven kan worden. Inline viscositeitsmetingen maken het mogelijk om voortdurend kwaliteitscontroles uit te voeren tijdens de productie. Dit betekent dat er geen wachttijd is voor laboratoriumresultaten en het proces direct correct verloopt (‘right first time’), wat resulteert in een vlekkeloos proces zonder productverlies en aanzienlijke vermindering van onvoorziene kosten. We beschrijven een casus waarbij deze inline metingen zijn geïmplementeerd.

De uitgangssituatie: De producent streeft ernaar om in al zijn productiefaciliteiten ketchup van consistente kwaliteit te maken. Dit wordt bereikt door tijdens de productie hoge normen te stellen aan hygiëne en door strenge kwaliteitscontroles uit te voeren. Een van de belangrijkste kwaliteitscontroles is het meten van de consistentie van de ketchup. Daarom wordt er van elke batch een monster genomen. Dit monster wordt vervolgens gemeten in het laboratorium, voordat de batch wordt vrijgegeven. Als het product niet aan de specificaties voldoet, wordt de batch geblokkeerd.

De uitdaging

Net als vele andere zet ook deze producent zet voortdurend stappen in de richting van procesverbetering. Een van deze initiatieven behelst het streven naar een methode om de productkwaliteit niet batchgewijs maar voortdurend te monitoren. Daarvoor was men op zoek gegaan naar een geschikte inline viscositeitsmeter. Met deze geavanceerde technologie voor procesanalyse is het niet alleen mogelijk om laboratoriummetingen te vervangen, maar is het mogelijk om ononderbroken inline metingen uit te voeren.

Met enorme voordelen: Dankzij ononderbroken inline metingen is er voortdurend inzicht in het proces en de factoren die invloed hebben op dat proces. Er kan zo tijdig worden ingegrepen en snel worden gereageerd op variaties tijdens de productie. Deze betrouwbare realtime kwaliteitscontrole in realtime heeft een uitstekende correlatie met de laboratoriummethode en zorgt voor minder afgekeurde batches.

De oplossing

Ketchup is een vloeistof die vanwege de bestanddelen nogal complexe eigenschappen bezit. In de reologische terminologie – waarin stromingseigenschappen van materialen worden behandeld – wordt ketchup gedefinieerd als een niet-newtoniaanse thixotrope vloeistof. Dat wil zeggen dat de viscositeit verandert als de schuifspanning verandert, bijvoorbeeld bij stroming, of wanneer de vloeistof langere tijd onder gelijke schuifspanning staat. We komen dagelijks in aanraking met dit fenomeen, zoals wanneer we de fles goed moeten schudden om die smakelijke saus eruit te krijgen.

Bij niet-newtoniaanse vloeistoffen moeten specifieke afwegingen worden gemaakt, vooral als het gaat om correlatie met een bestaande methode. Want verschillende procesparameters hebben invloed op de viscositeit van de vloeistof. Het is noodzakelijk om een correlatie op te bouwen waarbij rekening wordt gehouden met de verschillende van invloed zijnde factoren zoals stroming, temperatuur, tijd, etc.
Er werd gekozen voor een oplossing van Endress+Hauser. Het was vanaf het begin af aan duidelijk dat dit een toepassing zou zijn waarbij de experts op dit vakgebied moesten samenwerken om het best mogelijke resultaat te bereiken. De kern van dit team bestond uit de procestechnologen en automatiseringsspecialisten van de producent samen met de digital solutions consultant en de procestechnoloog van Endress+Hauser.

Instrumenten

Endress+Hauser leverde een Promass I viscositeitsmeter en een Memograph RSG45, een systeem voor het verzamelen en berekenen van gegevens. Betrouwbaarheid en integriteit van gegevens is een absolute vereiste voordat er begonnen kan worden met het analyseren van het proces. Dit werd bereikt door de viscositeitsmeter te integreren in de procescontrole en de gegevens in te voeren in de Memograph. De procestechnologen stelden samen een onderzoeksplanning op: voordat er enige vorm van correlatie kan plaatsvinden moet vastgesteld zijn welke parameters verzameld moeten worden die invloed hebben op de viscositeit en zo ook de correlatie tussen lab- en procesmetingen beïnvloeden.

Daarom werd er afgesproken om diverse testprogramma’s uit te voeren om de vereiste inputfactor in de correlatie te ontwikkelen. Gedurende enkele maanden hadden de procestechnologen regelmatig overlegsessies om de kritieke gegevens te onderzoeken. Tijdens deze sessies zijn laboratorium- en procesgegevens geanalyseerd. De Heartbeat Technology garandeert permanente diagnose en verificatie van de viscositeitsmeter, zonder dat het proces onderbroken wordt. Bij dit project zorgt de permanente zelfdiagnose ervoor dat onbetrouwbare gegevens als gevolg van onvoorspelbare proceswijzigingen worden herkend. Een geautomatiseerd verificatieprotocol en trendherkenning voor voorspellend onderhoud maken het mogelijk het proces nog verder te optimaliseren.

Inmiddels wordt de oplossing met behulp van de verworven kennis in de productielijn van andere sauzen geïmplementeerd. De investering in deze kwaliteitscontrole kan binnen één jaar worden terugverdiend. De economische voordelen zijn divers en omvatten aspecten als grondstoffen, energie, arbeid en terugroepkosten – dit varieert natuurlijk per bedrijf.

Meer informatie bij Endress+Hauser