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Klein, aber oho

Leitfähigkeitsmessung im prozess- und hygienegerechten Design
Klein, aber oho

Der induktive Leitfähigkeitssensor SLI03 überzeugt – wie erfolgreiche Installationen in Molkereien und Brauereien beweisen – durch seine kompakte Bauform, hohe Robustheit, ein hygienegerechtes Design, modulare Prozessanschlüsse und das easy-to-use-Bedienkonzept. Das besondere Doppeldichtungskonzept macht den Sensor zu einem hermetisch geschlossenen Messsystem mit einer außergewöhnlichen Verfügbarkeit und Lebensdauer.

Leitfähigkeitsmesssysteme werden eingesetzt, um verschiedene Phasen – z. B. Wasser, Laugen oder Säuren – über ihre unterschiedliche elektrische Konduktivität sicher zu detektieren und zu trennen. Mithilfe der Phasentrennung wollen die Anlagenbetreiber Produktionsprozesse und Reinigungszyklen optimieren, Produktverluste und die Abwasserbelastung reduzieren, die Anlagenproduktivität steigern und ein Höchstmaß an Betriebs- und Ausfallsicherheit erreichen. In der Betriebspraxis ist die Prozesssensorik in der Regel besonderen Bedingungen ausgesetzt, z. B. hohen Drücken, wechselnden Temperaturen und unterschiedlichen chemischen Eigenschaften der Medien. Das führte bislang immer wieder zu Problemen. Ist der eigentliche Sensortausch bereits nachteilig für die Verfügbarkeit der Anlagen, bemängeln viele Anwender zudem noch die „oftmals komplizierte Bedienung und Einstellung“ herkömmlicher Geräte.

Bei der Entwicklung des SLI03 hat Seli diese Faktoren berücksichtigt. Das Leitfähigkeitsmesssystem erfüllt die besonderen Praxisanforderungen in Molkereien, Brauereien und anderen Lebensmittelverarbeitungs- bzw. Getränkeabfüllanlagen, insbesondere in Verbindung mit Cleaning-in-Place-Verfahren (CIP). Es ist für möglichst lange, störungsfreie Standzeiten im rauen Einsatzumfeld ausgelegt.
Medienunabhängiges Wirkprinzip
Der SLI03 nutzt das induktive Wirkprinzip zur Messung der Leitfähigkeit bzw. der Konzentration flüssiger Medien und Gemische. Der Sensor arbeitet direkt im Prozesskanal, und verfügt über zwei Spulen – einen Oszillator und eine Empfängerspule, deren Primärwicklungen im Sensorkopf beide vom Messmedium umströmt werden. Der Sensor misst die Leitfähigkeit in Siemens pro cm oder die Konzentration in g/l. Im Gegensatz zu konduktiven Messsystemen kommen die Induktionsspulen mit dem Medium aber nicht in direkten Kontakt – wodurch mit dem SLI03 auch in konzentrierten Säuren oder Laugen gemessen werden kann. Über das Display des SLI03 können insgesamt 14 mögliche Grundmessbereiche für die Leitfähigkeitsmessung aufgerufen werden, weitere Messbereiche können optional über die Parametriersoftware Selisoft frei eingestellt werden. Die Reproduzierbarkeit der Leitfähigkeitsmessung beträgt <1 % vom Messwert, die Langzeitstabilität liegt bei +/-5 % vom Messbereichsendwert. Die Messwerte werden als 4…20 mA-Analogsignale ausgegeben.
Da die Leitfähigkeit eines Mediums auch von seiner Temperatur abhängt, hat der Hersteller eine sehr schnelle und zuverlässige Temperaturkompensation in den SLI03 integriert. Diese hilft, Ressourcen in Form von Produkt, Wasser, Abwasser und Reinigungsmitteln einzusparen und verkürzt sowohl die Reinigungsdauer als auch die Mischphasen. Durch ein oftmals annähernd lineares Temperaturverhalten, reicht für die Normierung der Leitfähigkeit auf die jeweilige Referenztemperatur der vom Sensor automatisch errechnete, lineare Temperaturkoeffizient als Maß der prozentualen Änderung aus. Bei Bedarf kann man aber auch mit einer nicht linearen Temperaturkompensation arbeiten. Sieben Grundmessbereiche stehen zur Wahl, weitere können mittels der Selisoft frei eingestellt werden. Die Auflösung der Temperaturmessung beträgt 0,1 °C; die Wiederholgenauigkeit ist mit 0,2 % vom Messbereichsendwert spezifiziert.
Bedienfreundlich und robust
Mit dem Merkmal „easy to use“ setzt der SLI03 den Wunsch nach möglichst einfacher Inbetriebnahme, Bedienung und Wartung um. Das Anzeige- und Bedien-Display sowie die drei Funktionstasten sind in dem Gehäusedeckel integriert. Per Knopfdruck gelangt der Anwender in ein komfortables Menü, kann darin Parameter aufrufen und Werte ändern oder bestätigen und darüber hinaus die Temperaturkompensation ganz einfach einlernen – und dies für bis zu vier unterschiedliche Medien.
Durch die kompakte Bauform ist der SLI03 aktuell wohl das kleinste Gerät seiner Art auf dem Markt. Der mechanische Aufbau ist mit Blick auf die anspruchsvollen Einsatzbedingungen sehr stabil ausgeführt. Gleichzeitig ermöglicht die Modularität von Gehäuse, Prozessanschluss und Sensorelement die technisch und wirtschaftlich effiziente Konfiguration des Sensors. Die Werkstoffauswahl garantiert größtmögliche Langlebigkeit und Hygienegerechtigkeit. So bestehen das Sensorgehäuse wie auch die Druckschraube und der Prozessanschluss aus Edelstahl 1.4305. Das Gehäuse ist zudem hygienegerecht ausgeführt: Es besitzt keinerlei Toträume oder Spalten, in denen sich Bakterien oder Mikroorganismen einnisten könnten. Die Sensorspitze besteht aus Peek (Polyetheretherketon) sowie dem extrem widerstandsfähigen Edelstahl 1.4404/AISI 316L. Das hochtemperaturfeste PEEK ist gegen fast alle organischen und anorganischen Chemikalien – Säuren, Laugen, Öle und Alkohole – beständig und überzeugt zudem durch eine hervorragende mechanische Festigkeit. Der kohlenstoffarme Edelstahl 1.4404/AISI 316L weist eine exzellente Beständigkeit gegen chlorhaltige Medien auf. Insgesamt sind sowohl die Sensorkonstruktion als auch die Materialauswahl entsprechend den Regeln der EHEDG auf das Umfeld der hygienischen Produktion ausgelegt. Die Zertifizierung ist in Vorbereitung – der SLI03 erfüllt die Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen.
Dichtigkeit bedeutet Langlebigkeit
Aufgrund der Erfahrungen zahlreicher Anwender hat Seli bei der Entwicklung des Leitfähigkeitsmesssystems SLI03 besonderen Wert auf die Dichtigkeit gelegt. Zum einen wird die Betauungsfläche durch das kompakte Sensorgehäuse minimiert. Darüber hinaus ist die integrierte, miniaturisierte Elektronik des Sensors komplett vergossen – was gleichermaßen vor Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung schützt. Hinzu kommt ein speziell dafür entwickeltes Doppeldichtungskonzept, das sich für den Einsatz im Nassbereich eignet. Wechselnde Belastungen, z. B. Temperaturschwankungen, verschiedenen Druckverhältnisse, Kälteschocks, künstliche Alterung sowie mechanische Schläge und Vibrationen werden laufend getestet.
Wie erfolgreich das Dichtungskonzept ist, beweisen Prüffeld und Praxis gleichermaßen. Der Hersteller setzt hochpräzise Helium-Leckagetestgeräte zur Dichtigkeitsprüfung ein, mit deren Hilfe selbst feinste Löcher und Poren in Wandungen und Gehäusematerialien nachgewiesen und quantitative Aussagen über Leckagen getroffen werden können. Die Leckrate der Sensoren ist bei 10 bis 8 mbar l/s spezifiziert – d. h. theoretisch bildet sich nur alle 83 h ein Luftbläschen. Diese außergewöhnliche Dichtigkeit bestätigt sich in Feldtests wie auch in konkreten Anlageninstallationen. Patrick Hilbert von der DMK Deutsches Milchkontor in Hohenwestedt, der SLI03-Sensoren in verschiedenen Bereichen einsetzt, berichtet von „einem zuverlässigen, ausfallfreien Betrieb“ sowie von „bislang unbekannter Dichtigkeit der Sensoren“ – und davon, dass er diese Leitfähigkeitsmesssysteme „künftig als Standard in die Betriebsmittelvorschrift aufnehmen möchte.“ Ähnlich positiv klingen die Aussagen aus dem Brauereiumfeld. Jan Dufour von der Holsten-Brauerei in Hamburg setzt SLI03-Sensoren in der Bierabfüllung ein und bestätigt: „Im Gegensatz zu bisher eingesetzten Messgeräten sind diese Sensoren jetzt fast ein Jahr ohne Probleme im Einsatz. Die Inbetriebnahme gestaltete sich sehr einfach, und durch die modularen Prozessanschlüsse konnten die Sensoren innerhalb von wenigen Minuten in die Anlage integriert werden.“ Torsten Friedrich von der Krombacher Brauerei bestätigt dem SLI03 „eine robuste und kompakte Bauweise, ein helles, gut ablesbares Display sowie eine einfache Bedienung ohne Handbuch.“
prozesstechnik-online.de/dei1114420
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