O transmissor da linha de envase lê certo durante a produção. Depois vem o CIP com solução alcalina quente, a linha esfria e, na manhã seguinte, o zero está deslocado. Semanas depois, aparece resíduo de produto preso na rosca da tomada. Nenhum dos dois casos é "sensor ruim": são erros de especificação. Escolher um transmissor de pressão para a indústria de alimentos exige olhar para pontos que um projeto industrial comum deixa passar: a geometria da conexão, os ciclos de limpeza e esterilização, a temperatura que o instrumento enfrenta e o que acontece se a membrana romper.
O que o transmissor mede (e o que ele não mede)
Um transmissor de pressão converte a pressão do processo em um sinal padronizado, como 4…20 mA, 0…10 V ou uma saída digital RS485, que vai para o CLP ou para o supervisório. Ele mede pressão. É comum ler que o transmissor "detecta a temperatura" do alimento; isso está errado.
A confusão tem uma origem: vários modelos têm um sensor de temperatura interno. Na Série 35 X HT, por exemplo, há um sensor de temperatura independente integrado no chip de silício, que fornece a temperatura usada para corrigir a medição de pressão. Na Série 35 X HTC, o software PROG30 também mostra a temperatura da eletrônica, o que permite verificar se ela está abaixo de 120 °C. A temperatura do produto continua sendo medida por um sensor de temperatura dedicado.
Onde a pressão é medida numa planta de alimentos e bebidas
- Pasteurizadores e trocadores de placas: no regenerador, a prática é manter o lado do produto pasteurizado em pressão maior que o lado do produto cru, para que um eventual furo na placa vaze no sentido seguro. Isso se monitora por pressão diferencial ou por dois transmissores.
- Filtros e peneiras: a diferença de pressão entre entrada e saída indica a saturação do elemento filtrante antes que a vazão caia.
- Tanques e silos de líquidos: o nível é calculado pela coluna de líquido, na medição de nível por pressão hidrostática.
- Linhas de CIP: a pressão no avanço e no retorno confirma que a bomba de limpeza entrega o que o procedimento pressupõe.
- Autoclaves, retortas e esterilizadores: pressão registrada junto com a temperatura ao longo do ciclo.
Em utilidades sem contato com o produto, como ar comprimido ou vapor de aquecimento, um transmissor industrial comum costuma resolver. No vapor, ele vai montado com sifão (rabo de porco), para que o sensor receba condensado e não vapor quente. Nos pontos em contato com o produto, valem os critérios a seguir.
Conexão de processo: por que a membrana faceada importa
Em uma conexão roscada macho convencional, a membrana fica no fundo de um canal, e é ali que leite, molho, polpa ou xarope se acumulam. A solução de limpeza circula na tubulação, mas mal renova o líquido do canal. O resultado é resíduo, possível foco de contaminação e, com produtos viscosos, entupimento.
Na membrana faceada (também chamada de rente ou flush), a membrana fica no mesmo plano da conexão, sem cavidade na frente. A Série 23/25 da KELLER mostra bem a diferença: a Série 23 tem conexão de pressão macho; a Série 25 tem membrana faceada, com rosca G 1/2" ou G 3/4".
A instalação pesa tanto quanto o instrumento:
- Evite trechos mortos: uma tomada longa ou um "T" comprido cria a mesma cavidade que a membrana faceada tenta eliminar.
- Pense na drenagem: a posição de montagem deve permitir que o líquido de limpeza escoe, sem bolsões.
- Confira o padrão da planta: a 35 X HTT e a 35 X HTC têm rosca G 1/2" e a Série 25, G 1/2" ou G 3/4"; a 35 X HT usa uma porta de pressão própria, detalhada no desenho do datasheet. Nenhum desses datasheets cita conexão clamp ou certificação de projeto higiênico. Se a planta exige um tipo específico de conexão sanitária ou uma certificação, confirme com a equipe técnica antes de especificar.
CIP e SIP: o instrumento precisa sobreviver à limpeza
A limpeza no local (CIP) passa soluções alcalinas e ácidas quentes pela linha, seguidas de enxágue. A esterilização no local (SIP) usa vapor, em geral mais quente que o próprio processo. Para o transmissor, isso significa quatro desafios:
- Ataque químico às vedações: nas séries citadas, as partes molhadas padrão são aço inox 316L e vedação Viton. Confirme a compatibilidade da vedação com os químicos, as concentrações e o vapor do seu ciclo. As 35 X preveem outros materiais, óleos e roscas como opção.
- Choque térmico: a passagem de produto frio para solução quente e de volta desloca o zero de sensores mal compensados. Por isso a faixa de temperatura compensada precisa cobrir todo o ciclo, não só a produção.
- Temperatura da eletrônica: nas Séries 35 X HT e 35 X HTC, o meio pode estar mais quente, mas a eletrônica não deve passar de 120 °C. Isso define a montagem.
- Vácuo no resfriamento: depois do SIP, o vapor condensa e pode gerar vácuo na linha ou no tanque. Uma faixa que começa em -1 bar, ou pelo menos a confirmação de que o sensor tolera vácuo, evita surpresa.
Há ainda a lavagem externa. O grau de proteção padrão dessas séries é IP65. Como opção, o datasheet da 35 X HTC prevê IP67, e os da 35 X HT e da Série 25 preveem IP67 e IP68 (versão com cabo). Onde a lavagem externa é frequente, avalie a opção de maior proteção.
Compensação de temperatura: leitura que não deriva
O sensor piezorresistivo de silício é sensível à temperatura: sem compensação, zero e sensibilidade mudam quando o processo esquenta ou esfria. Na família 30 da KELLER (que inclui a 35 X HT e a 35 X HTC), a compensação é matemática. O microprocessador lê o sinal do sensor e a temperatura e resolve um polinômio P(S,T) com coeficientes gravados em EEPROM na calibração de fábrica. Por isso a margem de erro do datasheet já inclui a influência da temperatura.
Exemplo: quanto vale o %FS na prática
A margem de erro é dada em % do fundo de escala (%FS). Para converter em unidade de pressão: erro = (%FS ÷ 100) × fundo de escala.
- 35 X HT em faixa de 3 bar, saída 4…20 mA, margem de erro de 0,2 %FS (20…120 °C): 0,002 × 3 bar = ±0,006 bar (±6 mbar) em toda essa faixa de temperatura. Pela saída digital RS485, o datasheet indica 0,15 %FS, porque não há a conversão para o sinal analógico.
- 35 X HTC em faixa de 10 bar, margem de erro de 0,5 %FS (20…300 °C): 0,005 × 10 bar = ±0,05 bar.
Num transmissor de 30 bar instalado numa linha de 2 bar, os mesmos 0,2 %FS viram ±0,06 bar, ou 3% da leitura. Superdimensionar a faixa "por segurança" desperdiça precisão.
Fluido de enchimento: a pergunta que ninguém faz até a membrana romper
Nos sensores piezorresistivos, a pressão chega ao chip de silício através de um óleo selado atrás da membrana. Na Série 35 X HTC, esse óleo fica em um capilar que funciona como espiral de refrigeração, o que permite que o meio chegue a 300 °C enquanto a eletrônica fica abaixo do seu limite.
Se a membrana for danificada (ferramenta na limpeza, produto abrasivo, sobrepressão), esse óleo vai para o produto. Por isso o fluido de enchimento faz parte da especificação para alimentos. O datasheet da Série 23/25 lista o azeite de oliva como opção de óleo de enchimento, ao lado do óleo fluorado (para oxigênio) e do óleo para baixa temperatura. Peça a opção adequada no orçamento.
Séries KELLER para avaliar
As três séries abaixo são pontos de partida, não uma recomendação fechada: a escolha depende do ponto de medição, do ciclo de limpeza e do padrão de conexão da planta. Dados dos datasheets KELLER:
| Série | Para que foi pensada | Temperatura | Precisão | Faixas e saídas |
|---|---|---|---|---|
| 35 X HT / HTT | Biorreatores e autoclaves; pode operar continuamente ou ser esterilizada, inclusive a eletrônica | Trabalho -20…150 °C; eletrônica máx. 120 °C | 0,15 %FS digital; 0,2 %FS analógica (20…120 °C), já com a influência da temperatura | Padrão de -1 a 30 bar; 4…20 mA, 0…10 V e RS485 |
| 35 X HTC | Biotecnologia e indústria de alimentos com meio muito quente | Meio 0…300 °C; eletrônica 0…120 °C | 0,5 %FS (20…300 °C), já com a influência da temperatura | Padrão de 3 a 1000 bar; 4…20 mA, 0…10 V e RS485 |
| Série 25 (família 23/25) | Membrana faceada, rosca G 1/2" ou G 3/4"; opção de enchimento com azeite de oliva | Faixa compensada -10…80 °C | ±0,2 %FS típ. / ±0,5 %FS máx. (linearidade + histerese + repetibilidade), mais os coeficientes de temperatura de zero e sensibilidade, à parte no datasheet | 0,2 a 1000 bar; 4…20 mA, 0…20 mA, 0…10 V |
A Série 25 atende pontos com produto em temperatura moderada. Onde há SIP com vapor, a faixa de temperatura dela não cobre o ciclo, e a 35 X HT ou a 35 X HTC são os pontos de partida. Para a 35 X HTC, o datasheet exige instalação na posição horizontal, para dissipar calor, e a espiral de refrigeração à temperatura ambiente.
Checklist antes de pedir o orçamento
- Faixa de pressão: operação normal, picos de partida de bomba e fechamento de válvula, e vácuo no resfriamento pós-SIP.
- Temperatura do meio: na produção, no CIP e no SIP.
- Temperatura no corpo do transmissor: perto de tanque quente, dentro de painel, ao sol.
- Conexão: membrana faceada nos pontos com produto; padrão de conexão exigido pela planta.
- Materiais: partes molhadas e vedação frente aos químicos de limpeza.
- Fluido de enchimento: compatível com alimento onde houver risco de contato.
- Grau de proteção: compatível com a rotina de lavagem externa.
- Sinal: 4…20 mA para o CLP, saída digital se quiser ler vários pontos em rede.
- Documentação: se o seu sistema de qualidade pede rastreabilidade, a Kelltech emite certificado de calibração rastreado, mediante solicitação; veja como funciona a calibração.
Tem um ponto de medição em linha de produto, CIP ou esterilização e quer saber qual configuração atende? Veja a linha de transmissores de pressão KELLER e fale com a equipe técnica da Kelltech, distribuidora oficial da KELLER no Brasil, com faixa, temperaturas do ciclo e tipo de conexão em mãos.
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