Mit Schweizer Präzision

Ali Cökmez

Arla ist weltweit durch vielerlei Milchprodukte bekannt. Hinter der Dachmarke steht die Arla-Foods-Gruppe, die im Frühjahr 2000 durch die Fusion des dänischen Unternehmens MD Foods mit der schwedischen Arla-Gruppe entstanden ist. Mit einer jährlichen Milcherfassung von rund 8,5 Mrd. Litern und einem Umsatz von etwa 6 Mrd. Euro ist Arla Foods Europas größter Molkereikonzern. Um höchste Qualität bei der Herstellung seiner Produkte zu gewährleisten, stellt das Unternehmen auch an die Messgeräte höchste Ansprüche. Für eine rationelle und flexible Milchverarbeitung spielt die Prozesskontrolle eine wichtige Rolle. Bei der Messung von Druck, Temperatur und Füllstand verlässt sich Arla schon seit mehr als 15 Jahren auf die Produkte des Schweizer Unternehmens Baumer. 2003 wurde der Hersteller durch ein offizielles Abkommen zum bevorzugten Messtechnik-Lieferanten gewählt.

In Slagelse auf der Insel Seeland befindet sich eine der 40 dänischen Produktionsstätten von Arla Foods. 400 Mitarbeiter sind dort beschäftigt. Mit einer jährlichen Verarbeitung von 245 Mio. Litern Milch ist dies nicht nur die größte dänische Molkerei für Frischmilch, Butter, Joghurt und Desserts, sondern auch eine der größten Molkereien für Biomilchprodukte.

Beim Ausbau des Produktionsstandortes in Slagelse 2007 wurde eine größere CIP-Anlage installiert. Arla Foods entschied sich für den Einsatz der LSM-Füllstandmessgeräte in der neuen Reinigungseinheit. Bereits in den Jahren zuvor wurden ältere Füllstandmessgeräte im Defektfall gegen Baumer-Instrumente ausgetauscht. „Wir möchten einen einheitlichen Standard in der gesamten Anlage schaffen. Mit den Sensoren von Baumer haben wir die besten Erfahrungen in Bezug auf Lebensdauer und Qualität gemacht. So werden wir auch nach und nach die anderen Messgeräte ersetzen“, erklärt Michael Olsen, der als Leiter der Abteilung Electrical Division für die Instandhaltung der Anlage zuständig ist.

Unabhängig von der Größe und Art des Behälters (offen oder geschlossen) oder der Art der Reinigung (manuell oder CIP) muss die Einhaltung der höchsten Standards für Lebensmittelsicherheit in der gesamten Anlage gewährleistet sein. Dazu dürfen nur FDA-zugelassene Materialen verwendet werden. Zugleich muss eine einfache Reinigung der Geräte möglich sein. Der in der neuen CIP-Anlage eingesetzte Füllstandschalter LSM 020.1 wird in Slagelse auch in anderen Produktionsprozessen, zum Beispiel in der Abfüllanlage, verwendet. Er ist ein hygienegerechtes Messgerät, das mit verschiedenen 3A-gerechten Prozessanschlüssen erhältlich ist und die FDA- wie auch die EHEDG-Richtlinien in Bezug auf Konstruktion, Werkstoff und Ausführung erfüllt.

Der LSM eignet sich besonders gut für CIP- und SIP-Messungen und ist praktisch wartungsfrei, da er keine beweglichen Teile hat und die Elektronik komplett integriert ist. Alle Bauteile des Sensors, die mit aggressiven Substanzen in Berührung kommen, sind aus säurebeständigem Edelstahl oder aus PEEK-Kunststoff gefertigt. Er kann den Füllstand von Flüssigkeiten, dickflüssigen Stoffen und sogar von einigen trockenen Stoffen messen. Eine Schaum-, Blasen- oder Klumpenbildung sowie Vibrationen und Verwirbelung beeinträchtigen die Leistung des Messgerätes nicht. Auch die Einbaulage des Geräts spielt keine Rolle. Eine LED-Anzeige leuchtet, wenn eine Flüssigkeit detektiert wird. Präzise Messungen sind möglich, ohne dass der Einschaltpunkt kalibriert werden muss. Die Prozesstemperatur kann zwischen -20 und 85 °C liegen.

Für Füllstandsmessungen an metallenen Behältern sendet der LSM elektromagnetische Wellen aus, deren Reflexion dann durch die Wand des Behältnisses gemessen wird. Erreicht das Medium die Spitze des Sensors, verändert sich die Reflexion des elektromagnetischen Feldes abhängig vom dielektrischen Wert des Mediums. Der LSM misst diese Veränderung wiederum durch die Wand des Behälters und der Schalter öffnet oder schließt sich entsprechend. Der Schaltzustand kann als normal offen oder normal geschlossen programmiert werden, eine Steckbrücke (Jumper) innerhalb der Elektronik ermöglicht die Einstellung der Empfindlichkeit und der Reaktionszeit.

Einige Prozesse erfordern jedoch die genaue Erfassung des Tankinhalts, beispielsweise wenn Beimischungen oder Dosierungen von Flüssigkeiten vorgenommen werden sollen oder aber Feinregelungen, Verbrauchs- oder Verlustkontrollen notwendig sind. Bei einer kontinuierlichen Messung wird die Höhe des Füllstands über ein analoges Ausgangssignal erfasst, was eine genauere Wiedergabe eines Tankinhalts ermöglicht. Dies ist bei Arla beim Pasteurisierungsprozess notwendig. In einem 100-Liter-Tank wird der Füllstand kontinuierlich mithilfe des Sensors LSP 050.1 erfasst.

Der Füllstandsensor LSP 05x kann bei allen Medien eingesetzt werden, die eine minimale Leitfähigkeit von 1 mS/cm aufweisen. Das Messprinzip basiert auf einem niederohmigen Messstab, der in eine leitende Flüssigkeit taucht und einen hochfrequenten Strom zur Behälterwand sendet. Der Spannungsabfall zwischen dem Messstab und der Tankwand wird im Verhältnis des eingetauchten Stabteils zur Gesamtlänge gemessen. Die Ausgangsspannung ist proportional zum Füllstand im Behälter. Das Ausgangssignal von 4 bis 20 mA gibt somit den präzisen Füllstand im Tank an.

Der Sensor lässt sich auch bei stark pastösen oder anhaftenden Substanzen wie Joghurt oder Milchreisprodukte einsetzen. Er bietet große Vorteile in druckdichten Behältern, in denen die Füllstandsmessung üblicherweise mit teureren Instrumenten wie Kraftmesszellen oder Differenzial-Druckmessumformern erfolgt. Medienseitig sind ein Druck von 16 bar und eine Dauertemperatur von -20 bis 140 °C möglich. Aufgrund der hohen Temperaturgrenze kann das Gerät auch für CIP- und SIP-Messungen eingesetzt werden. Alle Medium-berührenden Teile sind aus korrosionsbeständigem Edelstahl oder PEEK gefertigt. Mithilfe des Teach-in-Verfahrens können minimale und maximale Füllstände mit einer beliebigen Messspanne ab 50 mm eingestellt werden. Die maximale Stablänge beträgt 3 m. Die ausgezeichnete Messgenauigkeit von ±0,1 % der jeweiligen Stablänge und die kurze Ansprechzeit von Tm=10 ms ermöglichen eine genaue Kontrolle des Füllstands. Eine abgesicherte Spannungsversorgung von 18 bis 36 VDC bei 200 mA garantiert den sicheren Betrieb.

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