Hitzebehandlungen gehören zu den Standard-Grundoperationen bei der Produktion von Nahrungsmitteln. Die wesentlichen Operationen sind dabei das Garen, Pasteurisieren und Sterilisieren. Mit den Bildschirmschreibern der ScreenMaster-Reihe steht eine Prozessinstrumentierung zur Verfügung, deren Einsatz eine zuverlässige und hochgenaue Überwachung dieser Prozessschritte gewährleistet.
Wolfgang Stüber
Unter Garen versteht man das Erhitzen von Nahrungsmitteln, um diese genussfertig zu machen. Dabei soll sich einerseits eine gewünschte und vom Verbraucher akzeptierte, vordefinierte Textur einstellen, andererseits sollen Nährstoffe und Vitamine geschont werden. Das Resultat wird im Wesentlichen durch die Höhe der einwirkenden Temperatur und durch deren Einwirkdauer bestimmt. Um von Charge zu Charge gleiche Ergebnisse zu erzielen, wird heute die Hitzebehandlung von intelligenten Regeleinrichtungen geführt und aus Qualitätsnachweisgründen dokumentiert.
Mit der Pasteurisierung wird eine befristete Lagerdauer angestrebt, bei der eine teilweise Inaktivierung der Mikroorganismen genügt. Mit der Sterilisation soll eine vollständige Inaktivierung der vegetativen Keime und der Sporen erreicht werden.
Um den Effekt einer Hitzebehandlung beurteilen zu können, der sowohl von der Höhe der Temperatur als auch von deren Einwirkdauer abhängt, wurden Kennwerte entwickelt wie der Kochwert (C-Wert), Pasteurisationswert (P-Wert), Sterilisationswert (F-Wert) und als Besonderheit bei der Pasteurisierung in der Brauereiindustrie die Pasteurisierungseinheit (PE-Wert).
Da Pasteurisierung und Sterilisation in der Regel als kritische Punkte im Fertigungsprozess definiert sind, ergibt sich daraus meist auch die Erfordernis, den ordnungsgemäßen Ablauf dieser Produktionsschritte zu dokumentieren. Die Bildschirmschreiber Screenmaster SM500F und Screenmaster SM2000 können mithilfe ihrer implementierten mathematischen Funktionalität diese Kennwerte direkt berechnen und dokumentieren. In einem Durchlaufverfahren, wie es bei der Pasteurisierung von Bier nach Pasteurisierungseinheiten üblich ist, kann der Schreiber die Einwirkzeit ebenfalls aus dem Volumen des Heißhalters und des aufgeschalteten aktuellen Durchflusses errechnen. Bei der Sterilisation im Chargenbetrieb in einem Autoklaven wird z. B. der F(t) – Wert nach F(t) = F(t-1)+10(T-RT)/z/60 integriert und es werden dabei Auf- und Abheizzyklen während des Prozesses mit berücksichtigt.
Der Bildschirmschreiber Screenmaster 2000 lässt sich neben Analogeingängen und Binär-Ein-/Ausgängen ebenfalls mit zwei Analogausgängen ausrüsten. Damit kann er nicht nur als Registriergerät fungieren, sondern gleichzeitig, z. B. bei einer PE-Regelung, als Istwertrechner den aktuellen PE-Wert als Regelgröße an einen nachgeschalteten Regler weitergeben. Zusätzliche Rechengeräte oder frei programmierbare Regler werden dadurch überflüssig.
Die Schreiber SM1000 und 2000 wurden ebenfalls für die Anwendung an Milchpasteurisierungsanlagen gemäß der bisherigen MVO-Richtlinie zugelassen. Hierfür steht die fertige Konfiguration dem Anwender zur Verfügung.
Bei den Schreibern SM1000, SM2000 und SM3000 lassen sich die Daten und die Produkthistorie neben der kontinuierlichen Aufzeichnung nach Uhrzeit und Datum auch in Chargendateien ablegen. Eine Charge lässt sich sowohl durch einen Bediener als auch durch ein Ereignis über eine Binärinformation starten. Die Generierung einer eindeutigen Chargennummer kann automatisch erfolgen. Auch die spätere Datenauswertung im sogenannten DataManager erfolgt dann über diese Chargenkennzeichnung
Montagemöglichkeiten
Der SM500F ist ein Bildschirmschreiber im Feldgehäuse. Sein spezielles Gehäuse ermöglicht die Gerätemontage an der Wand, an Rohren und in Schalttafeln. Das Gehäuse ist nach den beiden Schutzarten IP 66 und NEMA 4X strahlwassergeschützt. Bei Schalttafelmontage ist eine Tiefe hinter der Tafel von nur 67 mm erforderlich. Das Gerät verfügt über acht Aufzeichnungskanäle. Bis zu vier Analog-/Digitaleingänge können am SM500F aufgeschaltet und einem Software-Aufzeichnungskanal zugewiesen werden. Die übrigen Softwareaufzeichnungskanäle können zum Protokollieren von intern gebildeten virtuellen Größen genutzt werden.
Die Prozessdaten werden dem Bediener vor Ort in verschiedenen Darstellungen grafisch veranschaulicht, beispielsweise als Wasserfalldiagramm, Balkendiagramm oder als Digitalansicht. Zusätzlich werden Prozessdaten sicher auf der wechselbaren Speicherkarte archiviert. Die Ethernet-Kommunikation ermöglicht eine bequeme Fernüberwachung des Prozesses und den Zugriff auf die aufgezeichneten Daten.
Die gesamte Bedienung und Konfiguration erfolgt über intuitive Menüs im Look-and-Feel gängiger Betriebssystemoberflächen. Die Konfiguration kann direkt am Gerät oder auch über einen Emulator am PC erfolgen und ist denkbar einfach. Sowohl mathematische als auch boolesche Beziehungen können über Eingabemasken als Formel eingegeben werden. Es können dabei Eingänge, Konstanten und virtuelle Größen beliebig miteinander verknüpft werden. Die Konfiguration und Daten lassen sich über Hardwareschalter, Passwort oder einer Kombination aus beidem vor unerlaubtem Zugriff oder Manipulation schützen. Die Schreiber SM1000, SM2000 und SM3000 sind Geräte für Schalttafeleinbau und komplettieren die Familie der papierlosen Schreiber. Sie sind je nach Anforderung durch ihr modulares Konzept in der Hardware und auch der Softwarefunktionalität skalierbar und so optimal an ihre Aufgabe anpassbar. Die Schreiber SM1000 und SM2000 können auf 12 Aufzeichnungskanälen bis zu 12 Analogeingänge, Binäreingänge oder virtuelle Größen erfassen, der SM3000 kann bis zu 36 Analogeingänge oder andere Größen registrieren.
Daten offline analysieren
Mit der DataManager-Software von ABB können die auf einer Wechselspeicherkarte aufgezeichneten, archivierten Prozessdaten und Verlaufsprotokolle problemlos eingesehen und ausgewertet werden. Diagrammfunktionen geben eine einfache Übersicht. Die Datenbankverwaltung der Dateien über DataManager ermöglicht langfristig ein einfaches und sicheres Speichern und Abrufen der historischen Daten. Alarm- und Ereignislisten vervollständigen die Datenaufzeichnungen. Die Gültigkeit aller Dateien wird vom DataManager bei jedem Speicher- und Abrufvorgang geprüft. Dadurch ist maximale Datenintegrität gewährleistet.
Halle 4, Stand 420
dei 427
Bildschirmschreiber SM
Bildschirmspeicher SM500F
Datenauswertesoftware DataManager
SPS/IPC/DRIVES 2008
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