Débitmètre de ketchup

La mesure du débit est essentielle pour garantir la qualité des aliments et des boissons, optimiser la production et assurer une précision maximale des mesures. Cependant, lorsque le fluide est épais et non newtonien, comme la sauce tomate (ketchup), la sauce barbecue ou la mayonnaise, les méthodes de mesure classiques ne sont pas toujours adaptées. Cet article aborde les difficultés spécifiques rencontrées lors de la mesure du débit de ketchup et explique pourquoi le débitmètre massique Coriolis constitue la solution optimale. Il décrit également son fonctionnement, ses principales caractéristiques et les critères essentiels à prendre en compte lors de son choix.

Les principaux problèmes liés à la mesure du débit de sauce tomate (ketchup)

Le ketchup n'est pas un fluide simple, et ses caractéristiques physiques spécifiques posent de nombreux obstacles à la mesure de son débit :

La mesure du débit de ketchup présente de nombreux obstacles

Propriétés des fluides non newtoniens et à viscosité élevée : la sauce tomate est un exemple courant de fluide non newtonien dont la viscosité varie en fonction du taux de cisaillement (débit ou pression de pompage). Épaisse à l’état statique, elle s’éclaircit lorsqu’on la pompe ou qu’on la remue (fluidification par cisaillement). Cette caractéristique rend les débitmètres volumétriques utilisant une viscosité constante pour la conversion, comme les débitmètres à turbine et à vortex, beaucoup moins précis.

La sauce est épaisse et contient des particules solides (comme des graines et des peaux de tomates) susceptibles d'entraîner une sédimentation, une obstruction ou un dépôt (sur les parois) à l'intérieur du débitmètre. C'est pourquoi un débitmètre à passage intégral est souvent nécessaire. D'autres débitmètres, comme les débitmètres à turbine, comportent des pièces mobiles qui ne conviennent pas à la mesure du débit de ketchup. Un débitmètre avec pièces mobiles internes non seulement nuit à la propreté du système, mais fausse également considérablement les mesures.

Le débitmètre à turbine comporte des pièces mobiles qui ne conviennent pas à la mesure du ketchup.

Sensibilité aux forces de cisaillement : Certains débitmètres, comme les débitmètres à engrenages ovales, peuvent générer d’importantes forces de cisaillement sur les fluides. Ceci peut modifier les propriétés physiques et la structure de la sauce tomate, et par conséquent le goût et la qualité du produit final.

Les débitmètres à engrenages ovales peuvent générer d'importantes forces de cisaillement sur le ketchup, ils ne sont donc pas adaptés.

Nous devons mesurer plus d'une chose : les processus de fabrication modernes doivent connaître le débit, mais ils doivent également pouvoir surveiller simultanément la densité (pour la gestion de la concentration) et la température, ce que les débitmètres traditionnels (tels que les débitmètres magnétiques, les débitmètres à vortex ou les débitmètres volumétriques) ne peuvent pas faire.

Le plus important, c'est que le débitmètre massique Coriolis fonctionne en mesurant directement l'essence.

Le débitmètre massique Coriolis fonctionne selon la deuxième loi de Newton. Sa fonction principale est de mesurer directement le débit massique au lieu de calculer indirectement le débit volumique.

La bobine d'excitation fait vibrer à haute fréquence les tubes de mesure situés à l'intérieur du capteur du débitmètre. On perçoit le ketchup circulant dans ces tubes vibrants comme des particules en mouvement. L'effet Coriolis explique que le fluide repousse le tube de mesure dans la direction opposée, ce qui provoque une légère torsion de celui-ci. Le capteur magnétoélectrique placé sur le tube de mesure détecte correctement cette distorsion de phase.

Caractéristiques de l'utilisation d'un débitmètre Coriolis pour mesurer le ketchup

Le débit massique est directement lié à la différence de phase aux deux extrémités du tube de mesure. Plus le débit est important, plus l'inversion de phase est marquée.

La densité du ketchup est directement liée à la fréquence des vibrations du tube de mesure. Cette fréquence diminue lorsque la densité du fluide à l'intérieur du tube augmente. Un débitmètre Coriolis peut donc également mesurer la densité du ketchup.

Mesure de la densité et de la température du ketchup par un seul capteur de débit

Une sonde RTD (détecteur de température à résistance) intégrée surveille la température en temps réel pour un ajustement automatique. Ainsi, les variations environnementales n'affectent pas la précision des mesures.

Cette théorie affirme que le débitmètre Coriolis peut lire immédiatement et correctement le débit massique du ketchup (en kg/h ou kg/min), sans avoir à faire face aux problèmes qui surviennent lors de la mesure du débit volumique en raison des variations de viscosité, de densité et de température.

Mesure directe du débit massique du ketchup

Pourquoi le débitmètre Coriolis est-il le meilleur moyen de mesurer la sauce tomate (ketchup) ?

Le débitmètre Coriolis possède de nombreuses caractéristiques intéressantes qui permettent de résoudre les problèmes de mesure de la sauce tomate :

Mesure directe du débit massique, insensible aux variations des propriétés physiques. Quelle que soit la variation de viscosité de la sauce tomate sous l'effet du cisaillement, sa qualité reste inchangée. Le débitmètre Coriolis mesure directement la masse ; ainsi, les variations de viscosité et de température du ketchup n'affectent pas la précision de la mesure. La précision est de ± 0,1 % à ± 0,5 %.

Un simple tuyau droit ou un tuyau coudé de grand diamètre peut être utilisé pour les liquides comme la sauce tomate. Le flux est continu, évitant ainsi tout risque d'obstruction. Fabriqué avec des matériaux de qualité hygiénique, le tuyau droit est dépourvu d'obstructions, de zones mortes et de pièces mobiles, ce qui garantit un écoulement régulier et réduit les risques de blocage et d'accumulation sur les parois. Il répond également aux normes rigoureuses de stérilisation en place (SEP) et de nettoyage en place (NEP).

Débitmètre hygiénique pour la mesure du débit de sauce tomate

La possibilité de paramétrer plusieurs éléments simultanément le rend extrêmement polyvalent pour la production de sauce tomate. Il peut fournir en une seule fois les valeurs du débit massique, de la densité et de la température. Ceci est très important pour la fabrication de sauce tomate, par exemple :

Surveiller la densité de la sauce en temps réel pour voir son épaisseur et sa teneur en matières solides (° Brix).

Surveillez attentivement la courbe de température pendant la procédure de stérilisation.

Utilisez un processus de lotissement et de remplissage basé sur la qualité pour garantir que tous les produits d'un même lot soient identiques.

Aucune interférence avec le champ d'écoulement, ce qui préserve les propriétés du produit : la conception douce du canal d'écoulement réduit la contrainte de cisaillement du fluide, ce qui empêche les qualités physiques de la sauce tomate d'être endommagées par un cisaillement excessif et préserve la saveur et la texture originales du produit.

Comment choisir le débitmètre massique adapté au ketchup ?

Pour choisir le débitmètre Coriolis adapté à la sauce tomate, il faut prêter attention aux détails techniques suivants :

Dimensionnement du capteur de débit et de la plage de mesure : Le débit de la sauce tomate étant faible, il est essentiel de choisir un capteur de débit massique adapté afin de garantir que le débit se situe dans la plage de fonctionnement optimale du débitmètre, généralement comprise entre 20 % et 80 % de sa plage maximale. Ceci permet d'éviter qu'une large ouverture n'entraîne une perte de précision à faible débit. Le débit de la sauce tomate est généralement inférieur à celui de liquides courants tels que l'eau ou le carburant, car sa fluidité est bien moindre.

Le tableau ci-dessous répertorie la plage de débit massique du ketchup avec les tailles de capteurs de débit massique correspondantes.

Sortie et communications du débitmètre de ketchup : sortie analogique 4-20 mA ou sortie de fréquence ou d’impulsions : utilisée pour connecter des systèmes PLC ou DCS afin qu’ils puissent envoyer des signaux principaux.

Les protocoles de communication numérique HART/PROFIBUS-PA/Modbus RTU et autres sont utilisés pour envoyer tous les paramètres (débit, densité, température, concentration) et configurer et diagnostiquer les appareils à distance ou depuis d'autres endroits.

Diverses sorties et une communication numérique du débitmètre massique de ketchup permettent la connexion à un automate programmable ou à un système de contrôle-commande distribué.

Débitmètre hygiénique : assurez-vous que le capteur de débit réponde aux critères de conception hygiéniques des industries agroalimentaires. Vérifiez notamment que les pièces en contact avec le fluide sont en acier inoxydable, que la surface du capteur est extrêmement lisse et que le raccordement au process est sanitaire.

Conception d'un débitmètre hygiénique pour le ketchup

Choisissez le niveau de protection IP approprié (comme IP67) et la certification antidéflagrante (comme un débitmètre certifié ATEX) en fonction de l'endroit où l'appareil sera installé dans l'usine.

Le débitmètre massique Coriolis de la série SH, disponible sur silverinstruments.com, est la solution idéale pour mesurer les fluides complexes comme la sauce tomate (ketchup) dans l'industrie agroalimentaire moderne, où efficacité, précision et intelligence sont essentielles. Grâce à son principe de mesure directe du débit massique, il est très polyvalent et extrêmement fiable. Il permet non seulement d'obtenir des mesures précises, mais constitue également un atout majeur pour améliorer la qualité des produits, optimiser les processus de fabrication et réduire les coûts. L'acquisition d'un débitmètre Coriolis performant sur silverinstruments.com représente un choix judicieux pour une meilleure gestion de la production.