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Instrumentación: medición y control al servicio de la industria alimentaria

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Para cumplir con los cada vez más exigentes requisitos de calidad, higiene y seguridad, la industria alimentaria necesita contar con proveedores de equipos de instrumentación que le permitan controlar numerosas variables durante los procesos de la cadena productiva. Con medidores de temperatura, presión, caudales, gases y sondas, entre otros, se demuestra una tecnología puntera

Los diversos procesos de la industria alimentaria necesitan de una gran cantidad y variedad de aparatos de gran precisión y compleja tecnología. Estos instrumentos sirven de complemento a las maquinarias utilizadas durante la cadena de producción, sea cual sea la especialidad de la factoría que las utilice. Son necesarios por cuanto los requisitos legales y de higiene, cada vez más exigentes, necesitan ser llevados a la práctica a través de sistemas de control rigurosos.
Además, durante los procesos de cocción, enfriado o congelado de los alimentos, es indispensable conocer la temperatura estimada, para así calcular la duración exacta del proceso; la presión de los gases utilizados durante el llenado de bebidas o de la masa durante la extrusión; la velocidad de los caudales de los líquidos; las características de la calidad del aire en las salas donde se procesan las materias primas y la mezcla de gases usada en los procesos de sellado de envases con atmósfera protectora.
En fin, que el desarrollo de las maquinarias utilizadas durante todos estos procesos necesita, como contrapartida en la instrumentación, aparatos que puedan controlar con extrema precisión y permitan alertar cualquier variación que pudiese tener como resultado una inferior calidad de los productos.
Por otro lado, es necesario contar con sistemas que puedan regular adecuadamente la temperatura en el área de trabajo, oficinas o factorías, ya que de esto puede depender un correcto desenvolvimiento de las operaciones y el rendimiento del personal.
Las empresas especializadas en el diseño y fabricación de estos instrumentos destinan ingentes recursos en sus departamentos de Investigación y Desarrollo, con el fin de superar las cada vez más estrictas normas sanitarias y de seguridad y, con ello, seguir ofreciendo sistemas que sean precisos y adecuados para el sector, y que puedan ser utilizados sin barreras por los más diversos fabricantes. Porque, a la hora de tomar una decisión sobre cuál aparato adquirir, no solamente se toman en cuenta sus características, sino también su fiabilidad y versatilidad, así como su fácil acoplamiento con sistemas producidos por otras firmas.
Es por ello que, todos los años, se lanzan al mercado nuevas versiones de estos instrumentos, en una carrera sin fin cuya meta es la continua calidad ofrecida a sus clientes.

Para medir adecuadamente la temperatura de trabajo
La salud, el rendimiento y el bienestar de las personas en su lugar de trabajo dependen en gran medida de las condiciones ambientales a las que se exponen. La temperatura, la humedad, las corrientes de aire y el contenido de CO2 en el aire se deben ajustar para que resulten las ideales. Es por ello que se necesita medir y regular con precisión los parámetros de los sistemas de ventilación y aire acondicionado. Para este fin, empresas como Testo ofrecen una completa gama destinada a las más diversas mediciones.
En casi todos los edificios de oficinas, plantas de producción de alimentos o naves utilizadas para la distribución y el almacenaje, hay instalados sistemas de ventilación a gran escala. Para conseguir el confort de las personas, los sistemas se deben ajustar perfectamente, puesto que una circulación de aire insuficiente supone una disminución del bienestar y una circulación excesiva supone un gasto energético innecesario.
Con el fin de obtener las mejores condiciones, los siguientes parámetros son determinantes: velocidad del aire, presión diferencial entre salas, caída de presión a la altura del filtro, humedad y temperatura ambiente, y el contenido de CO2.
En principio, cualquier parámetro de medición se puede medir fielmente con instrumentos individuales. Pero también existen equipos portátiles multifunción con sondas conectables que son cómodos y sencillos de usar. En cualquier caso, no sólo importa cómo se realizan las mediciones, sino también dónde se realizan (hay unos sitios más adecuados que otros para cada parámetro de medición).
La tasa de circulación del aire es un factor decisivo en los sistemas de aire acondicionado, calculado a partir del caudal y del dimensionado de la sala. Para ello, la velocidad del aire se debe determinar como un parámetro de medición, que se debe ajustar de forma óptima mediante los deflectores. El Testo 417 tiene una sonda de molinete integrada que, en registros pequeños, mide la velocidad utilizando el cono de caudal; en registros grandes, los valores de velocidad se miden en la sección del conducto y luego se promedian.
La tecnología del aire acondicionado conduce al uso preferente de sondas de molinete o térmicas para medir velocidad. Las sondas térmicas son especialmente adecuadas para temperaturas hasta 70° C y velocidades bajas. Las sondas de molinete proporcionan resultados óptimos a velocidades de hasta 40 metros por segundo.
A temperaturas y velocidades elevadas, o cuando hay partículas en suspensión, el sistema apropiado es mediante un tubo Pitot. En cambio, la mejor solución para medir en rejillas de entrada o salida es un cono y una sonda de molinete acoplable: este sistema registra el caudal completo, sin que el operario tenga que realizar un cálculo de conversión basado en la velocidad y el área del conducto.

Sensores para humedad relativa

Los sistemas de aire acondicionado están equipados con filtros para prevenir que la suciedad del aire externo penetre en el interior de la sala. Debido a que los filtros se van ensuciando progresivamente, se deben efectuar controles periódicos para determinar si el filtro todavía es apto o si, por el contrario, debe reemplazarse.
La comprobación de este control se realizará a partir de la medición de la presión anterior y posterior al filtro, lo que resultaría en lo que se conoce como presión diferencial. Si el valor obtenido está por encima del valor de referencia, significa que el filtro está bloqueado y deberá cambiarse.
Igualmente, la regulación de la humedad relativa es importante en cualquier sala donde haya personas o materiales sensibles, como es el caso de alimentos. Una humedad ambiente baja se manifiesta en las personas en forma de irritación de las vías respiratorias o afonía, y causa sequedad y fisuras en alimentos y materiales. Una humedad elevada y una superficie fría pueden provocar la formación de condensación o, incluso, de moho.
Es importante determinar la humedad que entra en una sala a través del sistema de aire acondicionado: para ello, se mide la humedad del conducto con instrumentos portátiles especialmente adaptados a este tipo de medición. El pequeño instrumento Testo 610 mide simultáneamente la temperatura ambiente y la humedad relativa. Es ideal para las mediciones rápidas de las condiciones ambientales de las oficinas.
Para la medición de temperatura, la tarea de medición determina el tipo de instrumento adecuado y su manejo correcto. La temperatura del ambiente (el aire exterior que ingresa en el sistema refrigeración), de la impulsión (el aire que sale del sistema de aire acondicionado a la sala), del retorno (el aire extraído del recinto) y de la descarga (el aire que expulsa el sistema de aire acondicionado al exterior) son relevantes para el ajuste óptimo de un sistema de estas características. Además, se debe tomar la temperatura de aspiración y descarga del condensador para comprobar su rendimiento.
Para todas estas operaciones hay disponibles instrumentos portátiles de fácil manejo. Especialmente prácticos son los que pueden medir simultáneamente la temperatura ambiente y la temperatura superficial: de esta forma se mide el calor que emana de un radiador, un extractor o una ventana y se compara con la temperatura interior de la sala, como el caso del Testo 810, para la medición combinada de temperatura ambiente y superficial por infrarrojos. El valor diferencial entre ambas se muestra automáticamente.
Aunque la temperatura y la humedad de una sala sean las correctas, las personas todavía pueden sufrir incomodidad debido a corrientes de aire, por lo que resulta frecuente la medición de turbulencias en oficinas u otras salas con presencia habitual de personas. Para esta tarea de medición hay disponibles sondas especiales de confort térmico.
Gracias a la utilización de instrumentos multifunción y sondas adecuadas para cada tipo de medición, se pueden registrar fácilmente parámetros como la temperatura ambiente, la superficial, la humedad relativa, el caudal de aire, la presión absoluta, el contenido en dióxido de carbono y los saltos térmicos, entre otros. Por ejemplo, el Testo 435 determina todos los parámetros de medición relativos a la calidad del aire interior (temperatura, humedad, ppm, CO y CO2, velocidad, lux, transmitancia, etc.).

Manómetro de membrana
El nuevo manómetro de membrana de Wika es un diseño específico para la medida de presión en procesos sensibles, por ejemplo en procesos estériles. Al contrario de los separadores, este manómetro funciona con una cámara de medida seca que previene la fuga de líquido de transmisión en caso de una rotura de la membrana. Como consecuencia, este modelo PG43SA mejora la seguridad de los procesos.
Además, la construcción con membrana aflorante es óptima para realizar la limpieza ya que en el conector de 316L no se adhieren sustancias residuales. El instrumento completo puede someterse a una esterilización de vapor a 134º C (autoclave).
El diseño compacto del nuevo manómetro, disponible en los diámetros nominales 40 y 63, permite como resultado de su conexión Tri-Clamp un montaje en espacios reducidos. El instrumento es adecuado para medios gaseosos, líquidos y viscosos hasta una temperatura máxima de 150º C, y también para medios agresivos.

Medidoras de temperatura
Los procesos estériles de la industria alimentaria y farmacéutica deben descartar al máximo los riesgos de higiene. Los termómetros, como es el caso del Wika TR 22,  son de construcción especial con conexiones asépticas, que facilitan la calibración en línea y están fabricados provistos de materiales especiales de óptima rugosidad de superficie. Un factor de máxima importancia es la adaptación al proceso, que puede constituir un punto débil en la cadena de medición.
La temperatura es la magnitud física más importante en la industria de procesos, aparte del tiempo. En la mayoría de las reacciones y refinamiento de productos ocupa un papel central, y es un factor importante en la regulación de procesos automatizados. En este ámbito, sobre todo en relación con aplicaciones estériles, la instrumentación tiene que cumplir una amplia serie de requisitos y forma parte esencial de la gestión de calidad.
Un termómetro eléctrico, como el que presenta Wika, consiste en tres componentes modulares. La vaina, el cabezal y la unidad de medida. La primera sirve para la adaptar el termómetro o la unidad a las condiciones adversas de la aplicación. La conexión aséptica permite el acoplamiento de la vaina en tubería o depósitos y, con el roscado giratorio, puede desmontarse el cabezal o dirigirlo hacia la dirección deseada.
Las construcciones combinadas con termorresistencia, compuestos de un sensor y un transmisor, permiten la extracción de la unidad de medida completa con cabezal incluido. Este procedimiento ofrece la posibilidad de calibrar el instrumento in situ sin interrumpir la conexión eléctrica. Con ello, el usuario previene el riesgo higiénico que pueda surgir debido a la apertura del proceso.
Las vainas se montan en la tubería o en depósitos mediante un acoplamiento previamente soldado. Para realizar la conexión óptima, existen una gran variedad de fittings, como por ejemplo conexiones lecheras y conexiones clamp integradas en la tubería mediante una unión en T.

Caudalímetros Vortex
La Serie VTX 2 de Bopp & Reuther, representada en España por Mabeconta, incluye los nuevos contadores-medidores de turbulencias para la medida de líquidos, gases y vapor. Con un sensor muy robusto y de larga duración, la línea destaca por su gran precisión, con un error de medición de ± 0,8% en gases y vapores y de ± 0,5% en líquidos. Este instrumento tiene excelentes características metrológicas, es insensible a pulsaciones, golpes de presión y temperatura, por lo que puede ser utilizado en áreas donde hace mucho calor. Su robustez le permite soportar cargas grandes, está libre de mantenimiento y cuenta con una electrónica inteligente, con palpador piezoelectrónico y sin membranas.
Posee una alta flexibilidad de uso y, como se le cambia el sensor, no es necesario recalibrarlo. Cuenta también con una compensación extraordinaria de vibraciones y transmisor de fácil manejo con rápida elaboración de señales y diagnósis.
El aparato tiene una elaboración de señal auto-adaptiva digital, técnica de dos hilos y tres señales independientes utilizables al mismo tiempo (analógico, digital y de impulsos). Fabricados en acero inoxidable, son aptos para temperaturas desde -40° C hasta +300° C.
Tiene una indicación local de 8 dígitos con pulsadores y es de fácil manejo mediante software. Está disponible en tamaños de DN 15 hasta DN 300, para caudales desde 2 m3/h hasta 20.000 m3/h en gases/vapor, y desde 0,4 m3/h hasta 2.500 m3/h en líquidos. Para diámetros superiores a DN 300 se puede solicitar bajo demanda.

Para la correcta medición del NOx

Eco Physics, representada en España por Instrumentación Analítica, dispone de la línea Supreme de detectores por quimiluminiscencia (CLD) con todas las características que los investigadores exigen para poder concentrarse en sus experimentos, mientras la herramienta mide en continuo y automáticamente la cantidad de NOx.
El equipo cuenta con un tiempo de respuesta inmediato, una alta sensibilidad para todas las necesidades de monitorización en cualquier ambiente de fondo (desde unas pocas ppb hasta 10 ppt), con compensación automática del cero químico, con selectividad, linealidad, etc.
El instrumento presenta un diseño compacto y requiere menos espacio en los bastidores. Con su panel frontal inclinable y ajustable, la legibilidad de la información visualizada se ha mejorado ampliamente. Las primeras unidades se verificaron en una localidad remota durante más de un año y se comprobó que alcanzaba las características.

Refractómetro para medir la sacarosa

El Refractómetro Digital HI 96801 es un equipo portátil resistente, impermeable que cuenta con los años de experiencia de Hanna Instruments como fabricante de instrumentos analíticos.
El HI 96801 es un instrumento óptico que emplea las mediciones del índice de refracción para desplegar el contenido de azúcar en muestras de frutas. Las mediciones del índice de refracción son simples y rápidas. Las muestras son medidas después de haber hecho una calibración simple, realizada por el usuario con agua desionizada o destilada. En segundos, el instrumento mide el índice de refracción de la muestra y lo convierte en unidades Brix de porcentaje de concentración. Este refractómetro digital, por tanto, elimina la incertidumbre asociada con los refractores mecánicos y es portátil para efectuar mediciones en terreno.
Por otro lado, esta compañía tiene un instrumento para medir la radiación infrarroja emitida por cualquier objeto, que depende de su temperatura. El HI99551-10 es un termómetro basado en la tecnología de radiación infrarroja que mide en un rango de 20.0 a 199.9º C. La ventaja principal de la termometría infrarroja es la naturaleza no intrusiva de las mediciones. Esto es especialmente atractivo en la industria alimentaría dado que se traduce en ahorro al dejar el producto intacto, especialmente aquellos que están sellados o pre-envasados.
El Hi 99556 es un termómetro que combina la respuesta instantánea de un medidor de infrarrojos con la precisión de uno de sonda, por lo que no es necesario llevar dos termómetros cuando se necesite comprobar la temperatura de los alimentos. El sensor de infrarrojos está incorporado en la parte superior de la carcasa: basta con conectarlo y orientarlo hacia el producto que se desea medir para que la lectura aparezca en la pantalla.

Caudalímetros ultrasónicos
Los nuevos caudalímetros ultrasónicos no invasivos portátiles Flexim F601 y G601, distribuidos en España por Lana Sarrate,  están diseñados para la medición de caudal de líquidos y gases. Las características más importantes de ambos instrumentos es que permiten una medición exacta de caudales bi-direccionales, muy cambiantes, de forma no invasiva, usando el método clamp-on, o tiempo de tránsito. El F601 mide caudales de líquidos y el G601 de gases.
Este nuevo portátil incluye dos canales de medida, data-logger y varias opciones de entradas y salidas. Reconocen y cargan automáticamente los datos de calibración de los sensores de caudal. Como especificación de serie, cuentan con una gestión de la batería para conocer en todo momento la carga de la misma y optimizar así las recargas. La duración de la pila es de 14 horas.
Igualmente, tienen el sistema HybridTrek, que permite el cambio automático entre el método de tiempo de tránsito, y el método NoiseTrek, para la medición en medios con muchos sólidos en suspensión o presencia de burbujas de gas. Además, cuentan con la opción de entradas de temperatura para medir el caudal energético de forma muy precisa.

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