In der Lebensmittelindustrie gehören die Brauereien und Molkereien zu den Vorreitern bei der Nutzung und in der Entwicklung von Trübungsmessungen. Qualitätssicherung, Kosten- und Prozessoptimierung, Umwelt- und Ressourcenverantwortung sind hierbei die treibenden Kräfte. Die Unternehmen wollen Rohstoffe effizient nutzen, den Verbrauch von Frischwasser und die Abwasserbehandlung minimieren und die Reinigungsprozesse optimieren, ohne die Produktqualität negativ zu beeinflussen.
Für diese Aufgaben werden häufig Trübungsgeräte eingesetzt, die nach dem Rückstreuprinzip arbeiten, also Lichtwellen in das Medium senden und den reflektierten Anteil für die Messung auswerten. Speziell bei hohen Trübungswerten wie zum Beispiel in Milch, Rahm oder Molke, aber auch bei der Aufbereitung von Hefe, ist das Rückstreuprinzip ein zuverlässiges Messverfahren. Die weithin bekannten Durchlicht-Sensoren, die auf dem Prinzip der Absorptionsmessung funktionieren, kommen bei den hohen Trübungswerten an ihre physikalischen Grenzen.
Immer höhere Anforderungen
Durch die immer weiter fortschreitende Optimierung der Prozesse werden auch die Anforderungen an die Messgeräte, im Speziellen an die Trübungsmessung zur Phasentrennung und Produktkontrolle, immer höher. Höchste Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messwerte sind selbstverständliche Forderungen. Gleichzeitig sollten Störeinflüsse durch mögliche Luftblasen im Prozess, Ablagerungen am Messfenster oder mechanischer Verschleiß möglichst ausgeschlossen werden.
Hygienische Prozesseinbindungen sind dabei genauso unabdingbar, wie eine einfache Bedienung und Integration in ein Prozessleitsystem. Wichtig ist auch, dass die eingesetzten Geräte über den gesamten Messbereich einfach überprüft werden können, um die einwandfreie Funktion nachweisen zu können. All dies sind legitime Anwenderforderungen, um eine sichere Prozessbeherrschung zu gewährleisten.
Messoptik durch Kugellinse
Die Firma Exner Process Equipment hat gemeinsam mit seinem Entwicklungs- und Vertriebspartner Seli Automatisierungstechnik einen neuen NIR-Rückstreusensor entwickelt, der die Marktanforderungen erfüllt. Der in der Lebensmittelbranche durch die Seli vertriebene Sensor STS 05 hat eine neue Messoptik erhalten. Die patentierte Kugellinse vereint direkt mehrere Vorteile. Bedingt durch die spezielle Linsenform wird direkt an der Grenzfläche zum Produkt gemessen, wodurch speziell bei hohen Trübungswerten Fehlmessungen durch eine Kombination aus Absorption und Reflektion ausgeschlossen werden.
Die Kugelform verhindert zudem starke Verwirbelungen an der Grenzfläche. Eine hohe Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit sind die Folge. An der Kugellinse können sich, im Gegensatz zu flachen Messfenstern, keine Luftblasen sammeln und damit die Messung verfälschen. Die aus höchst widerstandsfähigem Saphir hergestellte Linse ist unempfindlich gegenüber Abrasion und steht direkt im Messmedium, wodurch eine kontinuierliche Reinigung der Linse gewährleistet wird. Da eine Kugel gegenüber einer Scheibe, sehr viel druckstabiler ist, splittert die Optik auch bei extremen Druckschlägen nicht. Der Sensor ist damit für einen Einsatz direkt im Endprodukt geeignet.
Hygieneanforderungen werden erfüllt
Auch mit Blick auf die Hygieneanforderung in den angestrebten Prozessen hat die neuartige Kugellinse Vorteile gegenüber allen bisherigen Rückstreu-Messsystemen, die mit Messfenstern bestückt sind. Bei der Kugellinse gibt es keinen Rücksprung oder Spalt zwischen Optik und Gehäuse, in dem sich Ablagerungen bilden könnten. Keime, Bakterien und andere Mikroorganismen haben dadurch keine Chance.
Der Sensor ist außerdem CIP- und SIP-tauglich. Eingesetzt werden diese Sensoren bei der Steuerung von Separatoren, in Filteranlagen für die CIP-Reinigung, bei der Produktrückführung in der Milchverarbeitung, dem Hefemanagement in Brauereien und in der Überwachung der Produktqualität
Neue Wege gehen Exner und Seli in Bezug auf die Überprüfung des Sensors und damit der Rückführbarkeit der Messwerte. War bei den meisten bisher eingesetzten Trübungsmessgeräten nur eine unzuverlässige Ein-Punkt-Verifizierung im destillierten Wasser möglich, so stehen für den neuen STS 05 verschiedene Kalibriernormale mit definierten Trübungswerten über den gesamten Messbereich zur Verfügung.
Die Kalibriernormale sind in Aufsteckkappen integriert. Steckt man die Kappe auf den Sensor, kann dieser einfach überprüft und gegebenenfalls neu justiert werden. Dadurch kann die Verifizierung durch den Anwender einfach und reproduzierbar über den gesamten Messbereich durchgeführt werden. Eine Überprüfung der Sensoren mittels Trübungsstandards wie Formazin entfallen somit.
Einfache Vorortbedienung
Der Kompaktsensor STS 05 beinhaltet moderne Verstärkertechnologie und ist mit einem farbigen Touch-Display ausgestattet, dass eine deutliche Messwertanzeige und einfache Vorortbedienung ermöglicht. Die Prozessintegration erfolgt über einen analogen 0/4…20mA-Ausgang und zwei Schaltkontakte oder digital über den RS485-Modbus. Grundeinstellungen des Sensors können mit Hilfe einer Parametriersoftware am PC mittels USB-Schnittstelle einfach vorgenommen werden.
Auch das Kopieren von Parametrierdaten oder das „Klonen“ bestehender Sensoren ist so einfach möglich. Der Kompaktsensor STS 05 ermöglicht dem Anwender eindeutige Phasentrennungen während der CIP-Reinigung oder bestmögliches Hefemanagement in Brauprozessen. Durch seine einfache Bedienbarkeit, seiner Langzeitstabilität und den geringen Einstiegskosten, ist ein Return of Invest in wenigen Wochen garantiert.
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