Automatisierung

Hygienische Messtechnik in der Getränkeindustrie

27.11.2014 -

Um Getränke auf qualitativ hohem Standard zu produzieren, gelten für die Produktion strenge Hygienevorschriften. Eine Kontamination durch unerwünschte Mikroorganismen bedeutet erhebliche Qualitätseinbußen und kann bis hin zur Gesundheitsgefährdung für den Verbraucher führen. Daher ist auch für Sensoren in der Getränkeproduktion ein spezielles hygienisches Design gefordert.


Temperatur, Druck und Leitfähigkeit sind häufig erfasste Messgrößen bei der Getränkeherstellung. Sie müssen in vielen Prozessen überwacht und geregelt werden, um eine gleichbleibende Produktqualität sicherzustellen. Allerdings werden in den einzelnen Bereichen der Getränkeproduktion unterschiedliche Anforderungen an die zur Messung benötigten Temperaturfühler und Druckmess­umformer gestellt.
Für Messgeräte in der Lebensmittelindustrie gelten zum Beispiel in Bezug auf die Materialien, aus denen sie bestehen, besondere Anforderungen. Die Werkstoffe müssen, wenn die aus ihnen gefertigten Teile in direkten Kontakt mit Lebensmitteln kommen, gesundheitlich unbedenklich sein. Hierzu gibt es spezielle Verordnungen und Standards wie etwa die EU-Rahmenverordnung für Bedarfsgegenstände („Verordnung [EG] Nr. 1935/2004 ... über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen ...") oder die „Verordnung EG Nr. 2023/2006 ... über gute Herstellungspraxis für Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen", die Vorgaben der EHEDG, der 3A und der FDA. Jumo verwendet beispielsweise für Sensoren in der Getränkeindustrie generell Edelstahl 316 L mit einer Oberflächenrauigkeit von ≤ 0,8 µm. Wird für Sensoren Kunststoff benötigt, wie zum Beispiel für die induktiven Leitfähigkeitsmesszellen, kommt FDA-konformes PEEK zum Einsatz. Sind Dichtungen gefragt, wird auch hier FDA-konformes Material eingesetzt.
Bestimmte Anforderungen gelten auch für die Verbindung des Sensors mit der Produktionsanlage, dem so genannten Prozessanschluss - vor allem in Hinblick auf dessen Reinigbarkeit: Wenn sich der Prozessanschluss nicht gut säubern lässt, können zurückbleibende Verschmutzungen die nachfolgende Charge verunreinigen. Wichtig für eine gute Reinigung ist neben der Auswahl des richtigen Anschlusses auch dessen korrekter Einbau. Hierzu gibt es ebenfalls Verordnungen und Standards, erarbeitet unter anderem von der EHEDG.
Für verschiedene Sensoren bietet Jumo ein EHEDG-zertifiziertes Adaptersystem an, das die Anforderungen der Getränkeindustrie erfüllt. Das modulare Adaptersystem ist für zahlreiche Messgeräte anwendbar und bietet ein breites Spektrum an Prozess-Anschlussadaptern, wie zum Beispiel Varivent, Clamp, aseptische Verschraubung, Einschweißmuffe und Orbitaleinschweißmuffe. Das Messgerät ist dabei unbegrenzt oft montier- und demontierbar. Durch die aufwandsreduzierte Montage-, Reinigungs- und Reparaturprozesse werden Stillstandzeiten einer Anlage sowie dadurch anfallenden Kosten auf ein Minimum gesenkt.


Temperatursensoren
In der Getränkeindustrie haben sich Widerstandsthermometer mit Pt100-Messsensoren etabliert. Die Vorteile der Geräte liegen in ihrer hohen Beständigkeit und der guten Reproduzierbarkeit der elektrischen Eigenschaften. Für die Elektronik werden in der Regel Edelstahlköpfe mit Schutzart IP67 verwendet. Für die unterschiedlichen Einsatzbereiche stehen verschiedene Geräte zur Verfügung. Für Messstellen, die schwer zugänglich sind und nicht viel Platz für das Messgerät bieten, eignet sich der Jumo Dtrans T 100. Dieser ist mit allen gängigen Prozessanschlüssen erhältlich und kann bei Bedarf mit oder ohne Messumformer eingesetzt werden.
Wenn Anwender beispielsweise in einem Milchkühltank die Temperatur messen, sich diese direkt vor Ort anzeigen und gleichzeitig bei Temperaturüberschreitung eine Kühlung anschalten möchten, ist der Temperaturschalter Jumo Delos T ein mögliches Gerät. Die beleuchtete Temperaturanzeige kann beliebig gedreht werden, sodass der Delos T auch über Kopf eingebaut werden kann. Im Alarmfall schaltet die beleuchtete Temperaturanzeige von bernsteinfaben auf rot.


Drucksensoren
Bei Druckmessgeräten bilden Sensor und Messumformer immer eine Einheit. Als Drucksensoren werden vorwiegend piezoresistive Sensoren verwendet, mit denen sich die für die Lebensmittelindustrie typischen Messbereiche (0 ... 100 mbar bis 0 ... 25 bar) abdecken lassen. Standardgeräte sind für den Einsatz bei Medientemperaturen zwischen -30 und +120 °C vorgesehen. Bei CIP-Anlagen und sterilisierfähigen Anlagen stehen hygienische Prozessanschlüsse optional für Medientemperaturen bis 200 °C zur Verfügung. Die Genauigkeit von Druckmessumformern wird im Wesentlichen durch deren Kennlinien­abweichung und die Mediumstemperatur bestimmt. Für den elektrischen Anschluss stehen je nach erforderlicher Schutzart verschiedene Lösungen zur Verfügung. Zur Einhaltung der Schutzart IP65 genügt eine Leitungsdose nach DIN EN 17 5301. Um die Schutzart IP67 zu erfüllen, wird entweder ein Anschluss mit fester Anschlussleitung oder ein M12- Rundstecker verwendet.


Leitfähigkeitssensoren
Bei der Reinigung der Produktionsanlagen in der Getränkeindustrie ist vor allem die induktive Leitfähigkeitsmessung von Bedeutung. Gerade in der heutigen Zeit, wo in diesem Bereich fast ausschließlich über Cleaning in Place (CIP) gereinigt wird, hat sich diese Messmethode bewährt: In CIP-Anlagen wird über die Leitfähigkeit zum einen die Konzentration der zur Anlagenreinigung verwendeten Lauge oder Säure eingestellt, zum anderen wird die Phasentrennung zwischen Lauge, Säure und Wasser während und nach der Reinigung über die Leitfähigkeit gesteuert.
Für diese Messung und die Leitfähigkeitsmessung in Produktionsanlagen eignet sich der Leitfähigkeitssensor Jumo tecLine Ci mit einem integrierten, schnell ansprechenden Temperaturfühler. Dieser erfasst neben der Leitfähigkeit auch gleichzeitig die Prozesstemperatur. Der Gesamtaufbau des Sensors folgt den Vorgaben der EHEDG. Die fugen- und spaltenfreie Gestaltung und die hohe Oberflächengüte erfüllen hohe Ansprüche für aseptische Prozesse. Das Körpermaterial besteht aus FDA konformem PEEK (Poly-Ether-Ether-Keton) in lebensmittelzugelassener Qualität. Bestimmte Ausführungen können mit EHEDG-Zertifikat geliefert werden.
Der Sensor ist vornehmlich für die Anwendung in Anlagen der Getränke- und Lebensmittelindustrie konzipiert. Durch das induktive Messverfahren ist der Sensor im Gegensatz zur konduktiven Messmethode praktisch wartungsfrei, Ablagerungen und Fett- oder Ölfilme auf der Sensoroberfläche haben keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Kontakt

Jumo GmbH & Co. KG

Moritz-Juchheim-Straße 1
36039 Fulda
Deutschland

+49 661 6003 0

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