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Druckmessumformer für CIP-Prozesse

Druckmessumformer unterstützt die Reinigung von Produktionsanlagen
Druckmessumformer für CIP-Prozesse

In der Getränkeindustrie zählt Cleaning in Place (CIP) zu den Standardreinigungsmethoden für Produktionsanlagen. Die präzise Druckmessung spielt bei diesem Prozess eine besondere Rolle. Der Druckmessumformer Jumo Taros S46 H ermöglicht eine präzise Messung des Drucks in hygienischen Bereichen und ist beispielsweise in Brauereien im Einsatz.

Grundlage für den CIP-Reinigungsprozess ist ein optimiertes Zusammenspiel der Faktoren Mechanik, Zeit und Chemie. Über
einen in die Anlagen integrierten Sprühkopf werden die Reinigungsmittel und Spüllösungen auf die Oberflächen der Anlagenkomponenten aufgetragen. Die Bewegung des Sprühkopfes sorgt dafür, dass die Reinigungslösungen alle Oberflächen komplett benetzen und somit reinigen.

Eine CIP-Anlage umfasst Konzentrattanks, Anwendertanks, Mess- und Dosiertechnik sowie einen Wärmetauscher. In einem Konzentrattank befindet sich Säure (z. B. 65%ige Salpetersäure), in einem weiteren Lauge (z. B. 55%ige Natronlauge). Beide Konzentrate werden in sogenannten Anwendertanks mit Wasser auf die Konzentration der Anwenderlösung (z. B. 2,5 % bei Natronlauge) eingestellt. Die Viskosität einer Lauge nimmt mit sinkender Temperatur zu – eine Eigenschaft, die beim Reinigungsprozess besonders im Winter hinderlich werden kann. Daher ist der Laugentank zur Temperaturerhaltung an einen Wärmetauscher angeschlossen. Des Weiteren gehören zur CIP-Anlage Tanks mit Spülwasser und – je nach Anwendung – jeweils einer mit Desinfektionsmittel (z. B. Peressigsäure), Reinstwasser oder die Möglichkeit einer abschließenden Dampfsterilisation.

Während der CIP-Reinigung müssen verschiedene Messgrößen überwacht werden. Neben der Leitfähigkeit, dem pH-Wert, der Temperatur und dem Durchfluss spielt auch der richtige Druck eine wichtige Rolle, um bestmögliche Reinigungsergebnisse zu garantieren.

Druckmessumformer werden an verschiedenen Stellen des CIP-Prozesses eingesetzt,
etwa um den Reinigungskreislauf im Hinblick auf Blockierungen und mögliche Undichtigkeiten zu überwachen. Auch der Vorlaufdruck entscheidet über eine effektive Reinigung. Der Druckmessumformer analysiert die Messwerte und stellt den Druck je nach Erfordernis auf den Sollwert des zu reinigenden Abschnittes ein. Zudem werden Druckmessumformer häufig zur Füllstandüberwachung in den CIP-Tanks angewandt.

Generell wird durch den optimalen Druck die Reinigungseffizienz der gesamten Anlage verbessert, da die Lösungen schneller zum Einsatzort gelangen oder dadurch ein physikalisches Element zur chemischen Reinigung hinzugefügt wird.

Anforderungen an die Messtechnik

Die eingesetzte Druckmesstechnik muss dabei besondere Anforderungen erfüllen. Die Gehäuse der eingesetzten Druckmessgeräte müssen aus Edelstahl sein und eine besonders glatte Oberfläche haben, um Anhaftungen zu verhindern. Jumo verwendet bei Sensoren für den Einsatz im Bereich Lebensmittelindustrie generell Edelstahl 316 L mit einer Oberflächenrauigkeit ≤ 0,8 µm. Die Konstruktion muss eine einfache Reinigung ermöglichen und auch resistent gegenüber aggressiven Reinigungsmitteln sein.

Bei Druckmessgeräten bilden Sensor und Messumformer immer eine Einheit. Als Drucksensoren dienen vorwiegend piezoresistive Sensoren. Damit lassen sich sehr gut die für die Lebensmittelindustrie typischen Messbereiche abdecken. Standardgeräte sind für den Einsatz bei Medientemperaturen zwischen –30 und +120 °C vorgesehen. Bei CIP- und sterilisierfähigen Anlagen stehen hygienische Prozessanschlüsse optional für Medientemperaturen bis 200 °C zur Verfügung.

Für den elektrischen Anschluss stehen je nach erforderlicher Schutzart verschiedene Lösungen zur Verfügung. Zur Einhaltung der Schutzart IP 65 genügt eine Leitungsdose nach DIN EN 17 5301. Um die Schutzart
IP 67 zu erfüllen, wird entweder ein Anschluss mit fester Anschlussleitung oder ein Rundstecker M12 verwendet.

Druckmessung in sensiblen Bereichen

Der Druckmessumformer Jumo Taros S46 H eignet sich für CIP- und SIP-Anwendungen, Sterilisatoren und Autoklaven sowie für alle hygienischen Druckmesseinsätze. Schutzarten von IP 65 bis IP 69 ermöglichen den Einsatz in allen Bereichen unabhängig von den Umgebungsbedingungen. Durch die Verwendung FDA-konformer Materialien und hygienischer Prozessanschlüsse (Clamp, Varivent, Jumo Peka) werden die Sicherheit und gute Reinigbarkeit garantiert.

Die werkseitig eingestellten Messbereiche liegen bei diesem Druckmessumformer zwischen 0 und 100 bar. Für spezielle Anwendungen wird eine autoklavierbare Version angeboten. Die Messstofftemperatur kann zwischen –40 und +125 °C betragen. Für maximal eine Stunde pro Tag darf sie sogar auf 140 °C steigen. Die Linearität und die Langzeitstabilität liegen jeweils bei 0,1 %. Die Gesamtgenauigkeit bei 20 °C beträgt maximal 0,25 % der Messspanne.

Die Nullpunktkorrektur kann mit einem Magneten durchgeführt werden, zum Beispiel nach dem Autoklaveprozess. So liefert der Druckmessumformer auch über einen langen Zeitraum zuverlässige Messwerte.

Jumo GmbH & Co. KG, Fulda


Autor: Michael Brosig

Pressesprecher,

Jumo

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