Термопары и термометры сопротивления способствуют производству более качественной продукции, потому как они являются важным компонентом для оптимизации контроля температуры производственного процесса.
Очень полезно понимать технологию, лежащую в основе работы термопары или термометра сопротивления, и того, как они используются в технологическом. Подробнее об этом вы можете прочесть в нашей предыдущей статье «Контроль температуры технологического процесса с помощью термопар».
Крупнейшие отрасли обрабатывающей промышленности во всем мире и в России в частности — это нефтедобыча и нефтепереработка, сталелитейное производство, автомобилестроение, авиакосмическая промышленность, телекоммуникации, обработка полимеров, химическая промышленность, электроника, пищевая промышленность, производство товаров народного потребления и пиломатериалы. Термопары используются почти на всех этапах этих бесчисленных отраслей промышленности.
В этой статье мы рассмотрим сферы пищевой промышленности, которые управляются с помощью термопар и термометров сопротивления.
Хотя термопары часто можно найти в небольших коммерческих приборах ресторанного класса для небольшого объема продукции, они также используются в технологическом процессе производства продуктов питания. Типичное промышленное оборудование для приготовления пищи, в котором используются датчики температуры, включает печи, духовки, варочные котлы, подогреватели, фритюрницы, тостеры и грили.
Датчики температуры в пищевой промышленности должны обеспечивать постоянные и точные показания, чтобы гарантировать правильное приготовление, жарку или нагрев. Также использование термопар при приготовлении продуктов питания защищают пищу от пере- или недоваривания.
Помимо кухонного оборудования нередко можно встретить термопары в оборудовании для упаковки пищевых продуктов.
Фритюрницы содержат резервуар с маслом, в который опускаются проволочные корзины или через который протягивается проволочный конвейер. В большинстве систем используются электрические нагреватели - либо установленные снаружи, либо погруженные в резервуар. Термопара погружается в масло через стенку бака или подвешивается над ним. Иногда зонд прикрепляют к стенке сосуда для жарки, чтобы уменьшить повреждение.
Для кондитерских печей меньшего размера требуются простые контроллеры - обычно без указания типа. По мере увеличения размера камеры кондитерской печи функции контроллера обычно улучшаются. В более крупных системах кондитерских печей обычно используется природный газ из-за более низких эксплуатационных затрат, поэтому контроллеры для этих более крупных газовых систем будут либо дифференциального (зона нечувствительности), либо полностью пропорционального (4-20 мА) типа.
Отрасли пищевой промышленности для использования термометров сопротивления могут включать пивоварение, разлив, консервирование, пастеризацию и охлаждение.
Этот тип кухонного оборудования обычно состоит из емкости с внешней рубашкой, через которую проходит пар для нагрева содержимого котла. Датчик обычно вставляется внутрь для контакта с продукцией, но он также может быть прикреплен к внешней стороне емкости. Перемешивание технологической смеси в котле обеспечивает более равномерный нагрев и более стабильную температуру. Электрические нагреватели также можно использовать для обогрева паровых котлов или резервуаров. Обычно их устанавливают снаружи резервуара, вставляют сбоку или подвешивают сверху. Сухие керамические ТЭНы также часто применяются в паровых котлах и для нагрева жидкостей в пищевой промышленности. Для этого нагреватель помещается в колбу из нержавейки, которая будет гарантировать защиту нагревателя от воздействия жидкости и обеспечивать все санитарные нормы. Датчик температуры при этом помещается в технологическую смесь.
Производителям пищевых продуктов и некоторым производителям лекарств часто требуется большая холодильная камера для хранения продуктов перед отгрузкой. Этим системам обычно требуется только охлаждение (двухпозиционного типа), но они также могут использовать тепло в определенных точках. Датчики температуры в холодильных камерах помогают обеспечивать точный температурный контроль хранения продукции.
Плавильные печи для темперирования шоколада и автоматические системы нанесения глазури требуют более точного контроля температуры, чем большинство промышленных и пищевых процессов. Поскольку требуются допуски всего 0,3 ° C, обычно используется термометр сопротивления. Как правило, для этого типа локального нагрева лучше всего подходит контроль мощности нагревателей с помощью SCR или твердотельного реле.
В других областях рынка шоколада, помадки и конфет используются недорогие термостаты в плавильных и варочных котлах.
Во многих производственных процессах для изготовления пластмассовых изделий используются термопары и термометры сопротивления для точных измерений температуры.
Нагревательные туннельные печи с различными типами нагревателей используются для усадки пластиковой пленки вокруг пищевых пакетов. Датчик может размещаться либо в воздушном потоке, либо на нагревателе. Кроме того, нередко перед нагревательным туннелем размещается установка для наклеивания пленки. В этом оборудовании обычно используется контроллер или другое дешевое температурное устройство.
Жесткие пластиковые защитные покрытия формируются с помощью вакуум-формовочных машин, которым требуется источник тепла для размягчения пластиковой пленки, прежде чем вакуум «вытянет» ее к форме и сформирует окончательную форму.
Прессы с подогревом также используются для формирования блистерной упаковки. Продукция размещается на карточках, обычно картонных, накрытых «пластиковым пузырем», помещается в пресс и запечатывается. Пресс может использовать или не использовать тепло. Везде, где в системе есть нагретая поверхность, на этой поверхности или внутри нее будет располагаться термопара для измерения температуры.
При термоформовании структурированная пена и полиэтиленовая пленка нагреваются и прессуются в пресс-формы, которые используются для упаковки пищевых продуктов. Этот тип упаковки распространен в картонных коробках для яиц и контейнерах для фаст-фуда. Тепло используется в секции предварительного нагрева и может быть использовано на самой форме. Везде, где в процессе используется тепло, термопара используется для измерения температуры и подачи этих показаний в контур управления технологическим процессом.
Эти универсальные упаковочные машины хорошо адаптированы для пищевых продуктов, упакованных в пластиковую пленку. Такие обычно твердые изделия - пирожные, блоки сыра, замороженные продукты и т.п. - можно перемещать по горизонтальному конвейеру без разделения. Тепло требуется в двух местах:
Контактные кольца обычно используются на машинах для формования, наполнения и запечатывания для вывода питания, а также выводов датчика или термопары из вращающихся уплотняющих стержней.
Термометры сопротивления и термопары упоминаются в нескольких примерах применения датчиков температуры для пищевой промышленности, поэтому, возможно, важно различать различия между ними.
Термометры сопротивления для пищевой промышленности приобретают все большую популярность, поскольку они обеспечивают точные показания для узких диапазонов температур и обеспечивают стабильность в течение длительных периодов времени. Термометры сопротивления подходят для использования в корзинах фритюрниц, а также в устройствах для приготовления пищи на гриле и сковороде. ТС часто закрывают для защиты при использовании под водой, например, во фритюрницах и водонепроницаемых перегородках для специальных коммерческих духовок. Обычно для герметизации термометров сопротивления в пищевой промышленности используются компрессионные фитинги и резьбовые переходы для обеспечения гибкости подключения. Как и в случае с защитной гильзой, закрытие ТС может обеспечить точные показания температуры в средах, где важно предотвращение контакта жидкости и масла с датчиком. Другие области применения термометров сопротивления для пищевой промышленности - пивоварение, розлив, консервирование, пастеризация и охлаждение.
Термометр сопротивления также подходят для измерения относительно низких температур. Обычно термометры сопротивления с более низким температурным спектром используются для охлаждения и замораживания легко портящихся продуктов, таких как мясо, рыба и курица. ТС подходят для холодных сред, которые требуют жесткого контроля температуры, точных измерений и стабильных показаний в течение длительного времени. Некоторые конкретные области применения ТС для пищевой промышленности - это рефрижераторный транспорт, в том числе контейнеры или трейлеры, перевозящие скоропортящиеся продукты, и торговые автоматы, охлаждающие продукты.
Этот сегмент продовольственного рынка включает упаковочные продукты, такие как картофельные чипсы, шоколадные батончики и крендели. Большую часть этого рынка составляют фасовочные машины двух форматов - горизонтального и вертикального форм-факторов - и в обоих используются одинаковые методы запечатывания. К ним относятся задний шов, который закрывает концы упаковки и отделяет ее от следующей упаковки. Твердые закуски, такие как шоколадные батончики и отдельные упаковки крекеров, запаиваются на горизонтальной машине. В горизонтальных фасовочных машинах используются вращающиеся уплотняющие стержни с выводом датчика и силовых проводов через контактные кольца.
Продукты, которые продаются по объему, обычно упаковываются в вертикальной фасовочной машине FFS. Вертикальный формат использует силу тяжести для втягивания продукта в упаковку. Вертикальные машины используют фиксированные планки для запечатывания заднего и торцевого швов, которые закрывают, тянут пакет вниз, открывают, поднимают и снова закрывают.
Термометры сопротивления хорошо подходят для холодных сред, которые требуют жесткого контроля температуры, точных измерений и стабильных показаний в течение длительных периодов времени.
Независимо от формата, датчики температуры и нагреватели размещаются в уплотняющих стержнях. Более сложные модели машин объединяют все функции машины в один микропроцессор с экраном для отображения показаний, настроек и меню. Даже в таких системах для измерения показаний температуры используются термопары или датчики ТС.
Печи для пиццы могут варьироваться от конвейерных систем до печей периодического действия и могут использовать различные виды топлива для обогрева. Обычно все используют термопару типа J и простой контроллер для поддержания температуры.
Возврат к списку
