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Krohne: Coriolis-Masse-Durchflussmessgeräte optimieren die Produktion von Fleischalternativen

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Prozesse in der Lebensmittelindustrie
Coriolis-Masse-Durchflussmessgeräte optimieren die Produktion von Fleischalternativen

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Pflanzliche Fleischersatzprodukte erleben seit Jahren einen anhaltenden Boom. Hersteller suchen daher Stellschrauben für mehr Effizienz. Die Umstellung auf eine automatisierte und unterbrechungsfreie Produktion steigert Kapazitäten bei gleichzeitig sinkenden Kosten. Damit verbunden ist häufig eine Umstellung auf eine kontinuierliche Inline-Massemessung mittels eines Coriolis-Masse-Durchflussmessgeräts. Neben der Wiegung der pastösen Gemische in den Extrusionsprozessen bietet diese Technologie weitere Vorteile für die Produzenten.

Der Trend zum Vegetarismus ist ungebrochen, und die Auswahl an Fleischalternativen wächst stetig. Vor allem der Bereich der Convenience-Produkte verzeichnet steigende Nachfrage. Ob Soja, Erbsen oder Seitan – Lebensmittelhersteller nutzen die unterschiedlichsten Proteinquellen, um Fleischprodukte geschmacklich und texturbezogen, also mit dem richtigen „Bite Feel“, nachzuempfinden.

Diese gezielte Produktgestaltung wird durch verschiedene Extrusionsprozesse erreicht. Verschiedene Hersteller haben hier nach Optimierungsmöglichkeiten gesucht und umgestaltet, um ihre eigenen Prozesse zu verbessern. Sie stellen vom herkömmlichen, unterbrechungsgesteuerten Batch/Chargen-getakteten und auf absolute Werte gesteuerten Ablauf auf eine kontinuierliche verhältnismäßige Inline-Produktion um: Anstelle von aufwendigen (händischen) Verwiege- und Vermengprozessen werden die benötigten Zutaten dann kontinuierlich inline in die Rohrleitung gegeben. Das Inline-Verfahren eignet sich nicht nur für Großproduktionen, sondern ist auch bestens für die wirtschaftliche Kleinmengenproduktion geeignet, da eine stufenlose Produktionssteigerung im Rahmen der maximalen Kapazität möglich ist.

Diese Umstellung erfordert die Möglichkeit das Produktgemisch inline wiegen zu können, um die Masse an einem oder mehreren Punkten im Prozess bestimmen zu können. Hierzu werden Coriolis Masse-Durchflussmessgeräte verwendet, die sowohl Masse- als auch Volumendurchfluss sowie Dichte äußerst präzise messen können. Zusammen mit verschiedenen Fleischersatz-Produzenten hat Krohne bereits etliche Applikationen auf diese Art ertüchtigt und z. B. Waagen durch Coriolis-Geräte aus der Optimass Serie ersetzt, die an beliebigen Stellen im Prozess einsetzbar sind. Aufgrund der Verbindung aus anspruchslosem und unkompliziertem Einbau bei gleichzeitig hochpräziser Messung wird die Coriolis-Technologie auch als Schlüsseltechnologie beim Design neuer oder der Optimierung vorhandener Prozesse in der Lebensmittelindustrie bezeichnet.

Das Besondere an diesen Anwendungen ist die Zusammensetzung der Produkte: die Leitungen fördern hier sowohl Feststoffe wie Faserstücke gemischt mit Flüssigkeit sowie Gas- oder Lufteinschlüssen. Für die Coriolis-Durchflussmessung bedeutet diese Zusammensetzung eine besonders anspruchsvolle Messaufgabe. Denn die Messung, die eigentlich über ein in kontrollierte Schwingungen versetztes einzelnes Messrohr (oder zweier Messrohre) funktioniert, wird durch die Zweiphasenströmungen beeinflusst: die Gas- oder Lufteinschlüsse dämpfen die Schwingungen und das Gerät liefert dementsprechend einen falschen Messwert. Im schlechtesten Fall „verliert“ das Gerät das Schwingungssignal und geht in den Anlauf. Für diese Zeit fehlt der Messwert in der Steuerung und zwingt den Prozess ggf. zum Anhalten.

Krohne hat dieses Problem bereits vor 8 Jahren erkannt und als Lösung die Entrained Gas Management Technologie EGM vorgestellt: über eine synthetische, ständig angepasste Schwingungserregung erhalten die Optimass Geräte stets den Betrieb aufrecht und sind in der Lage, die Gas- oder Lufteinschlüsse zu erkennen und zu melden.

Die entscheidende Frage ist jedoch welche Messgenauigkeit in diesem Zustand vorliegt: das Unternehmen hat hierzu zahlreiche Tests auf Prüfständen und in realen Applikationen gegen Waagen gefahren, und es zeigt sich, dass die Optimass Geräte meist bereits ohne händische Justage eine kontinuierliche und wiederholbare Massedurchfluss- oder Dichtemessung bieten. Mit einer individuellen Anpassung an den Prozess kann das Ergebnis meist noch verbessert werden, sodass trotz Gas- oder Lufteinschlüssen die Produktmasse genau gemessen werden kann und eine zuverlässigere Sicherung der Toleranzen in der Fleischersatz-Produktion gewährleistet wird. Sogar die Möglichkeit der Messung des prozentualen Anteils an homogen eingeschlagener Luft in einem Produkt ist gegeben.

Krohne bietet die Entrained Gas Management Technologie EGM für alle Optimass Coriolis-Masse-Durchflussmessgeräte an. Im Portfolio finden sich neben Einzel- oder Doppel-Geradrohr-Designs eine Reihe verschiedener Messrohrgeometrien mit allen gängigen Rohrnennweiten für eine optimale Anpassung an die jeweilige Applikation.

Für Interessierte bietet Krohne als weiterführende Information das mit der d e i aufgezeichnete Webinar „Massedurchflussmessung von pastösen Fleischersatzprodukten als Schlüsseltechnologie“ an.

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