Für perfekte Süßwaren

Bernd Schumacher

Verbraucher sind kritisch: Sie haben eine sehr genaue Vorstellung davon, wie der Inhalt einer Tüte mit Fruchtgummis oder das Schokoladentörtchen aus der Kühltheke zu schmecken hat. Eine Abweichung von diesem Geschmackserlebnis ist eine sinnliche Enttäuschung. Die Herstellung muss daher nach genau festgelegten Rezepturen erfolgen. Schon geringe Änderungen in der Zutatenmenge können einen anderen Geschmackseindruck verursachen. Die Dosierung von Zitronensäure, Aroma- und Farbstoffen muss also jederzeit reproduzierbar sein. Allerdings ist die Messung von Produkten mit einer geringen Leitfähigkeit, Lufteinschlüssen oder einer hohen Viskosität nicht einfach. Als Spezialisten für die Messung von schwierigen Produkten in der Süßwarenherstellung haben sich die Geradrohr-Coriolis-Durchflussmessgeräte und magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte (MID) bewährt. Zwei Beispiele zeigen, wie sie schwierige Messsituationen souverän bewältigen.

Fruchtgummis können je nach Sorte einen Anteil an süßem Schaum beinhalten oder sogar komplett aus Schaum bestehen, wie dies bei vielen Produkten der Mederer Süßwarenvertriebs GmbH aus Fürth der Fall ist. Dabei bestehen die Süßwaren, die unter dem Namen Trolli im Handel sind, aus mehreren Schichten. Typischerweise ist der untere Teil aus Schaumgummi und der obere aus Fruchtgummi. Als Basis wird in der Aufschlagmaschine zuerst der frische Schaum produziert und dann mit Luft versetzt. Anschließend erhält der Schaum über eine entsprechende Inline-Dosierung von verschiedenen Zusatzstoffen seinen Geschmack und seine Farbe. Danach verlässt der Schaum die Maschine und wird in einer Mogulanlage in die gewünschten Formen, z. B. Bärchen, Frösche oder Ringe gebracht und in ein Bett aus Maisstärke gegossen.

Damit der Schaum seinen gewünschten Geschmack und seine Farbe bekommt, werden pro Strang magnetisch-induktive und Coriolis-Massedurchflussmessgeräte von Krohne Messtechnik eingesetzt. So misst das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät Optiflux 6300 F den Volumenstrom des frischen, jetzt noch geschmacklosen Schaums aus der Aufschlagmaschine. Zu diesem Schaum werden simultan verschiedene Stoffe, nämlich die Farbe, Zitronensäure sowie Aromen hinzu-dosiert. Drei der Stoffe werden mit einem MID in kleinen Nennweiten gemessen. Ein Zusatzstoff, der nicht über eine ausreichende Leitfähigkeit verfügt, wird über ein kleines Coriolis-Durchflussmessgerät Optimass 3300 erfasst.

Die Betreiber entschieden sich für die Krohne-Messgeräte, weil der Optiflux 6300 selbst bei sehr luftbehafteten Produkten noch zuverlässig misst und erst bei einer Leitfähigkeit kleiner als 5 µS/cm an seine Grenzen stößt. Zu den Hauptmerkmalen des Messgeräts gehört das hygienische Dichtungskonzept des Messwertaufnehmers. Zwischen dem hygienischen Prozessanschluss und dem Durchflussmessgerät sitzt eine EPDM-Dichtung. Diese ist so konstruiert, dass sie sich bei einer erhöhten Temperatur nicht in das Messrohr, sondern in einen rückwärtigen Expansionsraum ausdehnt. Somit können sich an der Dichtung keine Ablagerungen bilden, die die Qualität des Mischproduktes gefährden. Durch den Einsatz der Dichtung wird an dieser Stelle zum Beispiel eine Aromaverschleppung bei Produktwechseln nahezu vollständig vermieden. Der Optiflux 6300 kann zudem eine Qualitätsprüfung des gemessenen Produktes übernehmen. Das Gerät bietet standardmäßig eine Applikations- und Gerätediagnose und kann beispielsweise die Leitfähigkeit des Mediums anzeigen und über die Stromausgänge oder den Bus ausgeben. Somit kann der Anwender bei Abweichungen von der zu erwartenden Durchschnitts-Leitfähigkeit einen Alarm erhalten. Bei der Leitfähigkeitsmessung wird der normale Durchflussmesszyklus alle 5 s unterbrochen. Stattdessen wird auf die Messelektroden eine definierte Spannung gegeben und der Stromfluss gemessen. In Abhängigkeit von der Größe der Elektrodenoberfläche und des Abstandes zueinander wird über den gemessenen Strom die Leitfähigkeit bestimmt. Die magnetisch-induktiven Optiflux-Durchflussmessgeräte sind in den Nennweiten DN 2,5 bis DN 150 mit allen branchenspezifischen Hygieneanschlüssen erhältlich. Somit ist auch bei großen Nennweiten DN 125 und DN 150 ein hygienischer Anschluss möglich. Obwohl die Messung von Schaum mit einem hohen Luftanteil verhältnismäßig schwierig ist, arbeiten die Durchflussmessgeräte zur vollsten Zufriedenheit des Kunden. Auch die Montage überzeugte: Aufgrund der schwierigen Einbausituation in der Dosieranlage wurden die Messsysteme in getrennter Ausführung geliefert. Die Messumformer wurden als 19“-Rack-Ausführung in einem separaten Schaltschrank untergebracht. Die Anbindung an die Steuerung erfolgte über eine Profibus-DP-Kommunikation. Obwohl 16 Messgeräte auf engstem Raum untergebracht werden mussten, bietet die Anlage ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit und Genauigkeit.

Auch bei der Herstellung einer Schokoladenmischung bei einem großen französischen Lebensmittelhersteller kommen Krohne-Messgeräte zum Einsatz. Die Schokoladenmischung wird vor allem zu Tiefkühlkuchen weiterverarbeitet. Im Vorfeld mussten die Messgeräte umfangreiche Tests mit Schokolade und Glukosesirup bestehen. Heute sind in dem Unternehmen insgesamt sechs Coriolis-Massedurchflussmessgeräte der Baureihe Optimass 7300 mit Titan-Messrohr im Einsatz. Sie messen flüssige weiße und dunkle Schokolade. Durch ihr einzelnes gerades Messrohr ohne Strömungsteiler und Einbauten sind die Geräte leicht zu reinigen und somit sehr gut für hygienische Anwendungen wie sie in der Lebensmittelindustrie typisch sind, geeignet. Darüber hinaus haben weder Schwingungen der Rohrleitung noch Änderungen der Umgebungs- oder Medientemperatur einen Einfluss auf das Messergebnis. Dieses ist auf eine Kalibrierung bei drei unterschiedlichen Temperaturen zurückzuführen, bei der die Daten für die integrierte Temperaturkompensation erfasst werden.

Das Coriolis-Messprinzip zeichnet sich durch Robustheit sowie hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit auch bei anspruchsvollen Produkten aus. Ferner ist es unempfindlich gegenüber Gaseinschlüssen und Feststoffen. Bei dem französischen Hersteller fließen rund 1400 kg/h Schokolade durch die Rohrleitungen. Der Druck des nichtleitenden Produktes beträgt 10 bar, die Temperatur 55 °Celsius. Trotz der hohen Temperaturen und des Druckes hat die Schokolade immer noch eine hohe Viskosität von 150 mPas. Letztere meistern die Optimass-Geräte problemlos, denn sie sind für hochviskose, kristallisierende oder scherempfindliche Produkte geeignet.

Diese Vorteile überzeugten die Betreiber der Süßwarenfabrik. Nun ersetzen die Optimass-7300-Geräte eine Dosierpumpe. Im Unterschied zur Pumpe arbeiten die Coriolis-Massedurchflussmessgeräte trotz des geringen Durchflusses sehr genau. Das sehr gute Verhältnis zwischen hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei gleichzeitig geringem Druckverlust durch das Messgerät waren ausschlaggebend für die Entscheidung zugunsten von Krohne.

Die Geradrohrkonstruktion hält den Temperaturverlust der Schokolade in Grenzen. Dadurch bleibt sie – ohne zusätzlichen Heizmantel – flüssig und die Gefahr einer Verstopfung des Messrohrs besteht nicht. Neben den Messgeräten lieferte Krohne auch die benötigten hygienischen Anschlüsse. Ein weiterer Pluspunkt ist die einfache Installation der Optimass-Geräte. So gibt es so gut wie keine Einschränkungen beim Einbau. Die Geräte können als Bestandteil der Rohrleitung installiert und direkt am Gehäuse abgestützt werden. Die Geräte lassen sich ohne gerade Einlaufstrecke praktisch überall einbauen – ein Umstand, der vor allem bei Installationen in bestehenden Anlagen interessant ist, wo häufig räumlich enge Verhältnisse herrschen.

Online-Info www.dei.de/0910447