Gleichbleibende Qualität in industriellen Backwarenproduktionsprozessen

Implementierung von Optris-Infrarotlösungen für eine präzise Temperaturregelung während des Backvorgangs

Herausforderung

Die gleichmäßige Wärmeverteilung in der industriellen Teigproduktion ist schwierig zu erreichen und führt häufig zu ungleichmäßigem Backen, Texturabweichungen oder gebrochener Pasta. Manuelle Temperaturregelung erhöht das Risiko von Überhitzung oder unzureichender Trocknung, was Produktqualität, Haltbarkeit und Kundenzufriedenheit beeinträchtigt.

Lösung

Der Einsatz von Wärmebildtechnik ermöglicht eine Echtzeit-, automatisierte Überwachung und Steuerung der Ofentemperaturen und sorgt so für eine gleichmäßige Wärmeverteilung. Dadurch können Unregelmäßigkeiten im Back- oder Trocknungsprozess frühzeitig erkannt und durch SPS-gesteuerte Anpassungen sofort korrigiert werden, was das thermische Gleichgewicht über die gesamte Produktionslinie stabilisiert.

Vorteile

Gewährleistet gleichbleibende Teigqualität mit weniger Defekten wie Verbrennungen oder Rissen
Reduziert Ausschuss durch Minimierung von Fehlern infolge ungleichmäßiger Erwärmung
Senkt den Energieverbrauch durch präzise, automatisierte Temperaturregelung
Optimiert die Qualitätskontrolle durch Echtzeit-Thermodaten über die gesamte Linie hinweg
Erleichtert Systemintegration und Wartung innerhalb bestehender Produktionsanlagen

Herausforderungen bei der Erreichung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung in der Teigproduktion

Die industrielle Herstellung von Teig für Kekse und Pasta ist ein komplexer Prozess, der eine präzise Steuerung und Überwachung erfordert, um gleichbleibende Qualität und Effizienz zu gewährleisten. Nachdem die Zutaten gemischt und der Teig geknetet wurde, folgt der entscheidende Back- oder Trocknungsprozess in großen Industrieöfen. Dieser Schritt ist von zentraler Bedeutung, da er die endgültige Textur, Farbe und den Geschmack des Produkts bestimmt.

Der Kunde dieser Anwendung verfolgte das Ziel, genau diesen Heiz- und Trocknungsprozess zu optimieren und gleichzeitig eine Qualitätskontrolle des Teigs beim Austritt aus dem Ofen durchzuführen, um Endkunden Produkte von konstant hoher Qualität bieten zu können.

Ein entscheidender Faktor im Ofenprozess ist die gleichmäßige Wärmeverteilung. Um eine homogene Produktqualität sicherzustellen, muss der gesamte Teig gleichmäßig erhitzt werden. Eine ungleichmäßige Wärmeverteilung kann zu unerwünschten Ergebnissen führen, wie ungleichmäßiger Bräunung oder Texturunterschieden. Dies ist insbesondere in der Keksproduktion wichtig, wo ungleichmäßige Hitze zu verbrannten Rändern und einem rohen Inneren führen kann. In der Pasta-Produktion kann ungleichmäßiges Trocknen zu Rissen oder Brüchen führen, was sich negativ auf Haltbarkeit und Kochqualität auswirkt.

Der Kunde legte großen Wert auf die automatisierte Steuerung der Temperatur während des Ofenheizprozesses. Dieser Ansatz sollte Probleme wie unzureichende Feuchtigkeitskontrolle im Ofen oder Überhitzung durch fehlerhafte Kalibrierung deutlich reduzieren oder idealerweise vollständig vermeiden.

Herausforderungen bei der Erzielung einer gleichmäßigen Wärmeverteilung bei der Teigherstellung

Homogener Erwärmungsprozess dank Optris Xi 400 IR-Kamera

Homogener Heizprozess dank Optris Xi 400 Infrarotkamera

Zur Bewältigung der Herausforderungen in der Teigproduktion implementierte der Kunde die Optris Xi 400 Infrarotkamera – eine hochkompakte und robuste Industrie-Wärmebildkamera, die eine präzise Temperaturmessung über die gesamte Produktionslinie ermöglicht. Die Xi 400 verfügt über einen hochauflösenden Detektor mit 382 x 288 Pixeln und ermöglicht eine genaue Temperaturerfassung in einem weiten Messbereich von -20 °C bis 900 °C. Dieser Temperaturbereich ist besonders vorteilhaft für die Überwachung der unterschiedlichen Temperaturen, die während des Heiz- und Trocknungsprozesses des Teigs erforderlich sind. Das hervorragende Entfernung-zu-Punkt-Verhältnis der IR-Kamera von bis zu 390:1 stellt sicher, dass selbst kleinste Temperaturunterschiede entlang der Produktionslinie erkannt werden – ein entscheidender Faktor für die gleichbleibende Produktqualität.

Die Optris Xi 400 IR-Kamera ist über serielle Kommunikation nahtlos in das SPS-System des Kunden integriert, wodurch die Steuerungseinheit Echtzeit-Temperaturdaten empfängt und die Wärmeverteilung im Ofen entsprechend anpasst. Die Kamera arbeitet mit einer Bildfrequenz von 80 Hz, was ideal für die Überwachung der schnellen thermischen Prozesse in der Teigproduktion ist. Dieser kontinuierliche Datenstrom ermöglicht es der SPS, die gewünschte Temperatur während des gesamten Back- oder Trocknungsprozesses aufrechtzuerhalten und Probleme wie Überhitzung oder ungleichmäßiges Garen zu vermeiden. Die motorisierte Fokussierung der Xi 400 stellt sicher, dass die Kamera auch bei wechselnden Bedingungen scharfe Bilder liefert – ein klarer Vorteil in dynamischen Produktionsumgebungen.

Zur weiteren Optimierung kann die Optris Xi 400 mit einer Luftspüleinheit ausgestattet werden, um Staub oder andere Verunreinigungen von der Optik fernzuhalten. Diese Funktion, kombiniert mit dem robusten Gehäuse (Schutzklasse IP67), minimiert den Wartungsaufwand erheblich und sorgt für einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb über lange Produktionszyklen hinweg.

Betriebliche Effizienz und Kosteneinsparungen durch automatisierte Temperaturregelung

Die Implementierung der Optris Xi 400 Infrarotkamera hat zu deutlichen Verbesserungen im Teigproduktionsprozess geführt und die Produktqualität sowie Konsistenz erheblich gesteigert. Durch die Fähigkeit, die Temperatur über die gesamte Produktionslinie zu überwachen, konnte der Kunde ein gleichmäßiges Backen und Trocknen erzielen und somit Defekte wie verbrannte Ränder oder gebrochene Pasta deutlich reduzieren. Die präzisen Temperaturmessungen der Xi 400 gewährleisten, dass jedes Produkt die gewünschten Qualitätsstandards erfüllt – was zu gleichbleibend hochwertigen Ergebnissen und zufriedenen Endkunden führt.

Die thermische Empfindlichkeit der Kamera von 50 mK ermöglicht die Erkennung selbst kleinster Temperaturdifferenzen – ein entscheidender Vorteil, um Unregelmäßigkeiten im Heizprozess frühzeitig zu erkennen und zu korrigieren.

Ein wesentlicher Vorteil der Optris Xi 400 Lösung liegt in ihrer Fähigkeit, das vollständige Temperaturprofil mit nur einem Sensor zu erfassen. Dadurch entfällt der Einsatz mehrerer Pyrometer entlang der Produktionslinie. Dies reduziert nicht nur potenzielle Messfehler, sondern vereinfacht auch den Überwachungsprozess und erleichtert die Sicherstellung einer gleichmäßigen Teigverarbeitung.

Die Integration der Optris Xi 400 in das SPS-System hat die Temperatursteuerung automatisiert und optimiert, sodass automatische Anpassungen auf Basis von Echtzeitdaten erfolgen können. Dies hat zu erheblichen Effizienzsteigerungen geführt – einschließlich reduziertem Energieverbrauch und geringerem Ausschuss durch fehlerhafte Produkte.

Die kompakte Bauweise der Infrarotkamera (Ø 36 mm x 100 mm) und ihr geringes Gewicht (ca. 220 g) ermöglichen eine einfache Installation und Integration in bestehende Produktionslinien, was Installations- und Wartungskosten zusätzlich senkt. Ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Umgebungstemperaturen von 0 °C bis 50 °C und ihre Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen industriellen Bedingungen machen sie zur idealen Lösung für Hersteller in der Lebensmittelindustrie.

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