Die Milchwirtschaft ist ein schnell wachsender Markt in Saudi-Arabien. Zum einen ist die Nachfrage aus der Bevölkerung hoch, zum anderen strebt das Königreich die Selbstversorgung an. Bisher wird ein großer Teil an Milchprodukten importiert. Um größere Mengen vor Ort zu produzieren, ohne die Qualität zu beeinträchtigen, müssen die dortigen Molkereien neue Wege finden.
Eines der bekanntesten Unternehmen im Königreich, The National Food Industries Company, produziert unter dem Markennamen Luna in ihrer größten Verarbeitungs- und Verpackungsstätte in Jeddah verschiedenste Milchprodukte. Die Fabrik gehört zu den größten integrierten Lebensmittelproduktionen im Nahen Osten mit hochmodernen Anlagen, die eine Vielzahl von Konservenprodukten wie Foul Medames (ein im gesamten arabischen Raum verbreitetes Gericht) und Milchprodukte, wie Kondensmilch, sterilisierte Sahne, Milchpulver, aber auch Käse, verarbeiten und verpacken. Damit wird nicht nur der Inlandsmarkt versorgt, sondern auch die Nachbarländer. Mit der ständig steigenden Nachfrage nach diesen Produkten wuchs die Produktionskapazität und es wurden eine Vielzahl neuer Maschinen und Anlagen installiert.
Die große Vielfalt und die hohen Mengen an verarbeiteten Lebensmitteln, die täglich in Jeddah hergestellt werden, erfordern eine vollständige Kontrolle aller Prozesse. Aber auch die hohen Außentemperaturen fordern ihren Tribut, sodass jeder Prozessschritt genauestens überwacht wird. Dies gelingt mit qualifiziertem Betriebspersonal, einem ausgeklügelten computergestützten Betrieb und einer sorgfältigen Prüfung aller Produktionsstufen durch die Qualitätskontrolle. Nun geht das Werk einen Schritt weiter und will im Sinne von Industrie 4.0 automatisierte Prozesse und kontinuierliche moderne Technologien in den Produktionsstraßen implementieren.
Käselinie läuft wie am Schnürchen
Ein großes Automatisierungsprojekt ist die Errichtung einer vollautomatischen Abfüllanlage für die Produktion von Cheddar-Blöcken. Der bekannte Cheddar-Käse in Ziegelsteinform wird in einer hochmodernen Anlage mit einer Produktionskapazität von 21 Tonnen pro Tag hergestellt. „Um eine so große Menge an Käseblöcken herzustellen, muss die Käselinie perfekt laufen und rund um die Uhr kontrolliert werden“, so Alexander Varghese, Leiter der Elektroabteilung des Luna-Werks. „Dies gilt insbesondere für die letzte Stufe der Kette, die Verpackung.“ Pro Tag werden dort 18.000 Blöcke abgefüllt. Dafür durchläuft der geschmolzene Käse einen trichterförmigen Behälter, der den Käse in den endgültigen Plastikbeutel gießt, um schließlich in den Markenkarton verpackt zu werden.
Der Behälter wird derzeit chargenweise befüllt. Um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten, wird das Volumen des Käses im gerührten Trichter über einen von Vega installierten Radar-Füllstandsensor Vegapuls gemessen. Der Radar-Füllstandsensor misst den Füllstand des Käses zuverlässig, unabhängig von Ablagerungen oder dem Rührwerk. So erhält der Bediener genaue Informationen über die Käsemenge im Trichter. „Im Augenblick begleiten wir den Prozess noch, der Vegapuls wird also bisher nur als Anzeige genutzt, aber im nächsten Schritt werden wir uns bei der Steuerung der Befüllung des Behälters vollständig auf den Sensor verlassen“, so Varghese. „Auf diese Weise sind wir in der Lage, den Fluss des Käses aus dem Chargenkocher zu optimieren und das Produkt an verschiedene Abfülllinien zu verteilen.
Ablagerungen haben keine Chance
Bis die Anlage optimal lief, waren einige Herausforderungen rund um die Messung des Käses zu meistern. „Laser, Fotozellen oder konduktive Sonden fielen aufgrund der anspruchsvollen Art des Prozesses häufig aus. Dämpfe, Kondensate, Ablagerungen durch Spritzer und die Bewegung des Rührwerks erzeugten falsche Signale und führten zu ungenauen Messungen“, beschreibt Varghese die Schwierigkeiten.
Man entschied sich dafür, es mit einem Vegapuls zu versuchen, der berührungslos arbeitet und mit 80 GHz arbeitet. Der Radar-Füllstandsensor lässt sich von Schaum, turbulenten Oberflächen, Anhaftungen und Kondensat nicht beeindrucken. Auch durch seine Zuverlässigkeit hat er sich einen Namen gemacht. Heute arbeiten weltweit mehr als eine Million Radarsensoren von Vega in unterschiedlichsten Anwendungen. Insbesondere im Lebensmittelbereich überzeugt das berührungslose Messverfahren, da Verunreinigungen vermieden und damit die Qualität des Endproduktes nicht beeinträchtigt wird. Zum einen eignen sich Radarfüllstandmessgeräte prinzipiell gut für hygienisch anspruchsvolle Anwendungen, weil sie berührungslos messen. Dadurch kann der Füllstand im Käsebehälter quasi aus der Ferne gemessen werden. Zum anderen sind auch die Werkstoffe des Sensors auf die Anforderungen im Lebensmittelbereich abgestimmt.
Auch die Genauigkeit überzeugte Varghese. Dies liegt vor allem am geringen Öffnungswinkel von drei Grad. Der Sensor misst – dank des schmalen Messstrahls – innerhalb eines sehr schmalen Radius. Auch die Rührwerke in dem Tank führten bei den anderen Sensoren gerne mal zu Störechos, der Messstrahl des Vega-Sensors gleitet jedoch am Rührwerk einfach vorbei. Die höhere Dynamik des Vegapuls führt zudem nicht nur zu einem genaueren sondern auch zu einem zuverlässigeren Signal. Dank innovativer Mikrowellenkomponenten können selbst kleinste Reflexionssignale noch erfasst werden. In kürzester Zeit stehen verlässliche Messwerte zur Verfügung.
Das kontinuierlich messende Verfahren lässt sich unkompliziert installieren sowie schnell in Betrieb nehmen. Durch den sehr schmalen Messstrahl lässt sich der Sensor einfach auf vorhandene Stutzen aufsetzen, sodass Vorbereitungen für einen Probelauf gering sind. Installiert war das neue Gerät dank Bluetooth und der intuitiven Bedienstruktur schnell. Damit werden Parametrierung, Anzeige und Diagnose erheblich erleichtert. Über die Eingabe der Seriennummer lassen sich zudem alle relevanten Informationen zu dem Vega-Gerät abrufen. Dies erleichtert spätere Wartungsaufgaben.
Nach mehreren erfolgreichen Einsätzen des Vegapuls – so kommt dieser auch in der Produktion von Tomatenmark und in den unterirdischen Auffangbecken von heißem dampfendem Wasser aus dem CIP-Prozess zum Einsatz – wird National Food Industries Company in anstehenden Projekten ebenfalls auf Radartechnologie setzen. Näher ins Auge gefasst wurden bereits Anwendungen für Kraftstoffe, Milchpulver, Rohmilch und Abwasser. Man ist zuversichtlich, dass sich auch dort komplexe Füllstandsmessungen mit der Radarmesstechnik lösen lassen.
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