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Sistema de pesagem para torrefação

Soluções para o processo de torrefação e armazenamento de café.

Sistema de pesagem para torrefação

No setor do café, a pesagem é um componente essencial.
Os sistemas de pesagem estão presentes em todas as etapas da cadeia de fornecimento: do cultivo até a coleta do grão de café (café verde), passando pela torrefação, até a moagem e a embalagem.

A IMF é uma empresa italiana especializada no projeto e fabricação de torrefadores artesanais e industriais, e sistemas completos para a indústria do café.

Em colaboração com a IMF, criamos dois sistemas de pesagem para duas fases diferentes do beneficiamento do café: a torrefação e o armazenamento do café moído.

Indice

1- Monitoramento do peso em uma tremonha de carga e uma despedradora integrada a uma torrefadora artesanal.
Sensores monitoram o peso do café verde e do café torrado, aumentando a qualidade do processo e a eficiência geral da planta.

2- Pesagem de silos para o armazenamento do café moído.
Controle do peso do café moído dentro dos silos de armazenamento e transmissão dos dados ao software de gestão, para melhorar e manter sob controle a rastreabilidade do produto.

1- Monitoramento do peso em uma tremonha de carga e uma despedradora integrada a uma torrefadora artesanal.

A necessidade

Monitorar o peso do café verde que entra e do café torrado e resfriado que sai, para detectar com precisão a queda no peso dos grãos durante o processo de torrefação. O monitoramento preciso desses dados é essencial para garantir a repetibilidade do processo e a qualidade do produto final.

Durante a torrefação, o café sofre uma perda de peso significativa devido a dois fatores: a evaporação da água contida no grão verde e a perda de material orgânico, ou seja, as películas prateadas (silver skin) que se desprendem durante o processo. Esta queda, chamada de "perda de torra" ou "roast loss", normalmente varia entre 12% e 20% de peso inicial, dependendo da variedade dos grãos, da origem e do perfil de torrefação.

 O sistema de pesagem deve ser rápido e preciso, mas também deve ocupar pouco espaço e integrarse perfeitamente ao software de controle de produção desenvolvido pela IMF.

Nossa solução

Para os sistemas de pesagem na tremonha de carga e na despedradora usamos:

  • 7 cèlulas de carga de flexão FCOL;
  • 2 transmissores de peso TLS485;
  • 2 caixas CASTLTAST de policarbonato com teclado para o transmissor de peso TLS485.

Como funciona?

O processo de monitoramento ocorre em duas fases consecutivas, e as células de carga são instaladas em dois pontos diferentes do sistema:

  • 3 a montante da torrefadora, na tremonha de carga do café;
  • 4 a jusante do processo, na despedradora, para a fase de torrefação e resfriamento.
    São colocadas em placas elevadas e presas ao chassi com 2 parafusos M12. Ao mesmo tempo, cada célula de carga é conectada à despedradora com uma haste roscada.

As 3 células na tremonha de carga detectam o peso do café verde que entra e transmiten os dados para o PLC como um valor de refêrencia inicial.

Em seguida, os grãos de café so torrados e resfriados, e chegam à despedradora para a limpeza das impurezas.

A despedradora (ou "destoner") é uma máquina que desfruta a flutuação gravitacional com uma dupla função: o transporte dos grãos torrados da descarga do tanque de resfriamento para um reservatório elevado e, ao mesmo tempo, a limpeza das impurezas mais pesadas.

Graças ao fluxo de ar gerado pela máquina, os grãos leves sobem, enquanto a sujeira, que é mais pesada, cai por gravidade em um coletor especial.

Ao final do processo de limpeza, as 4 células de carga instaladas na despedradora detectam o novo peso do produto e o transferem para o transmissor de peso TLS485 que, por sua vez, envia os dados para o PLC controlado pelo software de gestão que pode, assim, monitorar se a mundança de peso antes e depois da torrefação está dentro dos parâmetros.

O software compara o valor do peso do café verde e do café torrado, e calcula a redução percentual.

O valor agregado

  • As células de carga FCOL são compactas e robustas, ideais para pesagem precisa e com alta velocidade de resposta. Medições rápidas e precisas são essenciais para o controle de qualidade, a rastrabilidade de produção e a transferência segura para o armazenamento.
  • O transmissor de peso TLS485 aplica um filtro digital que reduz os efeitos das oscilações mecânicas típicas das máquinas em movimento. Garante dados estáveis e precisos mesmo durante as fases de carga e descarga.
  • O transmissor de peso TLS485 integra perfeitamente as células de carga com o software de gestão, transferindo os dados e permitindo que o peso detectado seja exibido em dispositivos distantes da máquina. Isso transforma a despedradora em um ponto central para o monitoramento dos dados e aumenta a eficiência geral da planta.
  • Detectar e monitorar precisamente a queda de peso devido à torrefação significa verificar se o processo está correndo como esperado: dependendo da variedade, o grão de café contém mais ou menos água e material orgânico e, portanto, a queda de peso é diferente dependendo do tipo.

2- Pesagem de silos para o armazenamento do café moído.

A necessidade

Detectar o peso do café moído contido em cada silo, para monitorar a quantidade de carga na entrada e de descarga na saída.

O sistema deve operar em um ambiente de trabalho com atmosfera com risco de explosão com a classificação ATEX 2-22 e interagir com o software de gestão apropriado desenvolvido pela IMF.

Nossa solução

Para cada silo de seção circular, usamos:

  • 3 células de carga de flexão FCAX 500 com certificação ATEX;
  • 1 transmissor de peso TLM8 Profinet/IO;
  • 1 caixa CASTLM8I, versão X em aço inoxidável AISI 304 com certificação ATEX para o transmissor de peso TLM8.

Como funciona

As 3 células de carga são instaladas na parte inferior do silo e fixadas a uma estrutura de suporte em aço-carbono.

As células de carga detectam o peso do produto dentro do silo e transferem os dados para o transmissor de peso TLM8, instalado em uma caixa CASTLM8I próxima do sistema de pesagem.

O transmissor de peso transmite os dados através do bus de campo Profinet/IO para o PLC, que está localizado muito longe do sistema de pesagem. Por sua vez, o PLC interage com o software de gestão, que registra os dados para acompanhar todos os movimentos dos produtos na entrada e na saída.

O valor agregado

  • As células de carga FCAX, integradas ao software de gestão, são uma excelente alternativa à instalação de múltiplos sensores de nível rotativos para iniciar e parar a carga do produto: o sensor rotativo, na verdade, apenas indica o nível físico de enchimento do silo, enquanto a célula de carga monitora constantemente seu peso.
  • O transmissor de peso TLM8 apresenta diagnóstico integrado: monitora o status de conexão para cada canal individual e detecta quaisquer maus funcionamentos, erros ou falhas nas células de carga. Essas funções facilitam as operações de controle e gestão do processo.
  • O sistema integra perfeitamente as funções de pesagem na lógica do software desenvolvido pela IMF e controlado por PLC.
  • Os dados de pesagem registrados permitem melhorar a rastreabilidade do produto, de forma a identificar precocemente quaisquer problemas, garantir a sua qualidade e otimizar a logística.

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