Los correctores instantáneos portátiles entregan en segundos lecturas de humedad.
Por Del Williams
En industrias que producen polvos y sólidos en volumen, controlar el contenido de humedad tiene impacto en el precio de compra, los costos de envío, el manejo de materiales y, quizás lo más importante, en la calidad del producto final.
Al procesar sólidos secos en volumen tales como ingredientes de alimentos, productos químicos, productos farmacéuticos, pigmentos y minerales, la cantidad de humedad en el producto puede tener una amplia gama de efectos. La calidad de un producto, así como las transacciones basadas en el peso, pueden verse afectadas negativamente por contenidos de humedad inadecuados. Es más, el cumplimiento de los requisitos legales, presentes en muchas industrias, es un factor determinante que influye en una empresa para medir el contenido de humedad.
Sin embargo, hasta hace poco, realizar pruebas frecuentes de contenido de humedad a lo largo del proceso o en el campo era difícil. En muchos casos, la principal barrera ha sido la experiencia y el tiempo necesarios para llevar a cabo dichas pruebas. A menudo, los sofisticados dispositivos de medición de la humedad deben ser operados por personal capacitado que puede calibrar adecuadamente el equipo. Muchos también requieren una preparación y eliminación meticulosa de la muestra. Afortunadamente, ahora hay dispositivos portátiles que permiten a todos tomar medidas de humedad con calidad de laboratorio. Estas opciones de “enfocar y medir” permiten tomar lecturas de humedad rápidamente en cualquier etapa del proceso, así como en los muelles de carga, en camiones, con los proveedores o en contenedores, tanques o recipientes.
Al simplificar el proceso, los productores de polvo y sólidos en volumen pueden aumentar la calidad de sus productos desde la recepción y formulación de la materia prima hasta la fabricación y distribución del producto final.
Múltiples Beneficios de las Lecturas de Humedad
Aunque las razones para medir el contenido de humedad de los polvos y los sólidos por volumen pueden variar, la motivación principal es mejorar la calidad del producto y el resultado final. El monitoreo del contenido de humedad en todas las etapas de producción asegura un procesamiento más eficiente. Desde la medición de los materiales iniciales hasta la medición a mitad de proceso, se garantizará la optimización de los recursos de la planta y la calidad del producto.
Un ejemplo es la prolongación de la vida útil de los polvos en particular en los ingredientes alimenticios. Cuando el contenido de humedad es demasiado alto, puede desarrollarse moho; cuando es demasiado bajo, el producto puede volverse obsoleto y el sabor puede ser diferente al ideal. Establecer el contenido de humedad también es muy importante cuando se mezclan dos sustancias juntas. Si la mezcla no se realiza con los niveles de humedad adecuados, la forma en que los dos productos reaccionan puede verse afectada. Esto incluye cualquier reacción química que pueda tener lugar, la forma en que se mezclan las dos sustancias, o la cantidad en que una sustancia se disuelve en otra.
También es importante conocer el contenido de humedad preciso en cualquier materia prima antes de comenzar el proceso de fabricación. De lo contrario, el tiempo del producto en la secadora, la temperatura del secador, la velocidad de la cinta transportadora y muchos otros factores deben modificarse cada vez que se introduce una nueva orden de envío de producto. Otro beneficio de la medición de humedad frecuente es para productos vendidos en base a contenido de humedad regulado. Los porcentajes prescritos se deben conocer para cumplir con estas especificaciones. En ciertas industrias, se pueden imponer fuertes multas, mientras que en otras, el organismo o producto no será aceptado por la agencia reguladora. Estas industrias incluyen fabricantes de yeso y farmacéuticos, entre otros.
Incluso puede haber repercusiones legales, si el contenido de humedad aceptable de un producto se decide antes de la compra o el envío. Se pueden cobrar tarifas a las compañías que no realizan envíos con el nivel de humedad acordado o el producto puede ser rechazado directamente. Finalmente, dado que el contenido de humedad contribuye significativamente al peso de dichos materiales, el secado adecuado de una sustancia a límites aceptables antes de su transportación puede reducir drásticamente los costos de envío y desecho.
Simplificando la Medición de la Humedad
Aunque las técnicas tradicionales de medición de humedad en laboratorio y en línea son útiles en los entornos correctos, carecen de la simplicidad y la flexibilidad necesarias para realizar controles frecuentes.
Una prueba común es la pérdida por secado, que mide el cambio total de peso del material después del secado. Sin embargo, tales pruebas generalmente requieren que se prepare una muestra y se devuelva al laboratorio. La prueba tarda de 15 minutos a varias horas en realizarse, lo que significa demasiado tiempo cuando se requieren mediciones más inmediatas y, por otra parte, también se requiere que la muestra sea alterada o destruida. Como resultado, métodos de prueba secundarios son usados generalmente para entregar resultados más rápidos. Este tipo de prueba utiliza un método indirecto y una conversión única para lograr resultados precisos. Las técnicas de medición secundarias son aceptadas rutinariamente como equivalentes al método estándar dorado. Ejemplos de ello son los velocímetros, los termómetros infrarrojos y líquidos comunes, así como la mayoría de los manómetros.
Si hay una desventaja, es que el instrumento primero debe calibrarse para garantizar resultados precisos. En algunos casos, la calibración solo puede ser realizada por personal capacitado familiarizado con el equipo.
En respuesta, los innovadores de la industria han desarrollado un enfoque simplificado que permite que incluso el personal menos capacitado tome lecturas portátiles e instantáneas de la humedad del producto en polvo a granel según sea necesario.
El enfoque involucra medidores de humedad que utilizan luz infrarroja cercana (NIR por sus siglas en inglés), un método de medición secundario sin contacto de alta precisión que puede proporcionar lecturas de humedad inmediatas y de calidad de laboratorio.
“Los medidores de humedad NIR permiten una medición instantánea muy precisa de sólidos y líquidos sin contacto o preparación de muestras, por lo que no hay contaminación en los modelos manuales y en línea”, dijo John Bogart, director general de Kett US, fabricante de una gama completa correctores de humedad y composición orgánica. “Una vez que el medidor ha sido calibrado contra el laboratorio o el estándar de producción, la calibración se almacena en el dispositivo por lo que no se requiere calibración en el campo. Las mediciones son completamente trazables al método de medición original”.
Además, dado que el proceso no es destructivo, las muestras permanecen inalteradas, por lo que pueden usarse para pruebas adicionales o volver a introducirse en el flujo de productos.
“Los medidores de humedad NIR siguen el principio de que el agua absorbe ciertas longitudes de onda de luz”, comentó Bogart. “El medidor refleja la luz de la muestra, mide cuánta luz se ha absorbido y el resultado se convierte automáticamente en una lectura de contenido de humedad”.
A diferencia del equipo de laboratorio complejo, el equipo NIR portátil está diseñado para facilitar su uso. Por ejemplo, con el Medidor Portátil Instantáneo de Humedad KJT130 de Kett, el usuario simplemente apunta el instrumento al producto y el contenido de humedad se muestra instantáneamente en una pantalla digital, con resultados precisos del 0,01 por ciento en un rango de medición del 0 al 100 por ciento.
Debido a que no se requiere contacto directo o alteración de la muestra, la variación del tamaño de partícula y las texturas inusuales no son un problema. Esto puede ser importante cuando se utiliza con una gama de materiales en polvo y sólidos por volumen en diferentes entornos.
Para facilitar el uso, la unidad es operada mediante comandos de menú fáciles de usar. La unidad, que es del tamaño de una videocámara, está diseñada para controles frecuentes cuando sea necesario, tanto en productos estacionarios como móviles (línea de proceso). La unidad, que es del tamaño de una videocámara, está diseñada para realizar controles frecuentes cuando se requieran, tanto en productos estacionarios como móviles (línea de proceso). Los datos de medición de humedad pueden almacenarse en el instrumento, descargarse continuamente o registrarse manualmente.
“El objetivo es que cualquier persona del staff pueda usar con éxito el medidor de humedad donde quiera que se necesite, con una capacitación mínima”, dijo Bogart. “Esto permite tener la certeza de que lo que los procesadores de polvo y sólidos a granel están produciendo se está llevando a cabo con la más alta calidad.
“La clave es poder realizar de manera rentable (costo-eficiencia) todas las pruebas que sean necesarias, con total confianza en los resultados, todas y cada una de las veces que sea necesario”, agrega Bogart.
Del Williams es un escritor técnico basado en Torrance, California.
Marzo-Abril de 2018
