Optimierte Lagerhaltung spart Kosten

Egal ob es sich um Silos oder Bunker mit Feststoffen oder Flüssigkeiten in Tanks handelt – eine geeignete Messtechniklösung bringt schnell Klarheit über die aktuell verfügbare Menge. Dazu muss die Füllstandmenge kontinuierlich erfasst werden, was z. B. mit einfachen Grenzwertschaltern nicht zu realisieren ist. Daher hat in den vergangenen Jahren die Radartechnik immer weiter an Bedeutung gewonnen. Zwei Technologien haben sich hier durchgesetzt: die geführte Messung nach dem Time Domain Reflectometry-Prinzip (TDR) oder das Frequenz-modulierte Dauerstrichverfahren (Frequency Modulated Continuous Wave, kurz FMCW).

Beim TDR-Prinzip läuft ein diskontinuierliches Signal entlang einer Sonde, die in das Medium eintaucht. Elektromagnetische Impulse werden mit Lichtgeschwindigkeit ausgesandt, an der Produktoberfläche reflektiert und wieder im Messumformer empfangen. Da die Lichtgeschwindigkeit konstant und unabhängig von der Gaszusammensetzung im Behälter ist, benötigen TDR-Messgeräte keinerlei Kalibrierung. Außerdem gibt es keine beweglichen Teile und die Geräte sind somit wartungsfrei. Beim TDR-Prinzip haben Produktänderungen keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Beim FMCW-Prinzip wird ein Radarsignal über die Antenne abgestrahlt, an der Messstoffoberfläche reflektiert und nach einer Verzögerungszeit wieder empfangen. Im Unterschied zur „geführten“ Messung beim TDR-Prinzip ist die FMCW-Messung berührungslos. Je nach den hygienischen Anforderungen ist dies ein entscheidender Faktor bei der Auswahl eines geeigneten Messgeräts.

Doch es gilt noch mehr zu beachten: die besonderen Eigenschaften der gemessenen Medien sind auch für die modernen Radargeräte eine Herausforderung für die Messtechnik. Feststoffe wie Getreide oder Mehle zeichnen sich durch eine erhebliche Staubentwicklung aus, während Flüssigkeiten wie z. B. Bier aufschäumen können. Auch Kondensatbildung oder das Vorhandensein von Schichten kann bei der Füllstandmessung von flüssigen Produkten problematisch sein.

Krohne Messtechnik begleitet die Nahrungsmittelindustrie seit Jahrzehnten und bietet eine Reihe von Lösungen u. a. für die Füllstandmesstechnik an. Der Optiflex 1300 beispielsweise misst nach dem TDR-Prinzip und eignet sich für Feststoffe und Flüssigkeiten gleichermaßen. Er ist zudem in der Lage, Trennschichten in Flüssigkeiten zu erkennen und zu messen. Auch Schaumbildung auf der Oberfläche beeinflusst die Messung nicht. Ein weiteres Plus ist die im Vergleich zu früheren Radargeräten höhere Signaldynamik des Optiflex. Die Folge: Schärfere Pulse erlauben auch die Messung von dünneren Trennschichten. Sogar Störfaktoren wie stark bewegte Oberflächen oder Anhaftungen auf der Sonde bringen den Optiflex nicht aus der Ruhe.

Wie das in der Praxis aussieht, zeigt eine Anwendung bei der Carl Kühne KG, einem international operierenden Unternehmen im Feinkostbereich und eine der erfolgreichsten Premiummarken auf dem deutschen Lebensmittelmarkt. Neben der Produktion von Essig, Feinkost und Feinsaurem ist Kühne einer der führenden Senfproduzenten in Deutschland. Die verschiedenen Sorten – vom scharfen bis zum süßen Senf – werden hauptsächlich am Standort Straelen produziert. Die unterschiedlichen Senfkörnersorten werden hierzu gemischt, anschließend gemahlen und in verschiedenen Silos (Lager-, Sorten- und Tagessilos) gelagert. Für die 24 Silos suchte das Unternehmen ein verlässliches Silomanagement und eine reproduzierbare Tankkontrolle, um die Kosten bei den Vorratssilos zu optimieren. Es entschied sich für die Installation von Optiflex-Geräten, die den Füllstand der Senfkörner zuverlässig messen. Insgesamt sind dort 24 Messgeräte auf Silos installiert. Um eine lückenlose Überwachung der Gersten- und Malzsilobelegung zu erzielen, entschied sich auch die König-Brauerei für den kontinuierlichen Füllstandsensor Optiflex 1300. Ihre Hopfen- und Malzvorräte lagern in 23 quadratischen Zementsilos, die eine Höhe von 22 m besitzen und über ein Fassungsvermögen von 100 t verfügen. Überzeugt hat die Brauerei, dass die Füllstandmessgeräte gleich mehrere Vorzüge in einer kompakten Einheit vereinen. So wird der Messwert nicht durch Siloeinbauten wie Einsteighilfen und Stege beeinflusst. Mit dem geführten Radar von Krohne kann die Brauerei jetzt vorausschauend und damit kostengünstig ihre Rohstoffe bestellen. Das Ergebnis: Keine Dispositionsunsicherheit und keine Teilbefüllung, sondern eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Speichervolumens.

Entscheidet sich der Anwender für eine berührungslose Füllstandmessung, kann er zwischen zwei Spezialisten auswählen: der Optiwave 7300 misst berührungslos nach dem FMCW-Prinzip und wurde für flüssige Produkte entwickelt. Sein Pendant für Feststoffe ist der Optiwave 6300, der mit einer nicht anhaftenden Tropfenantenne eine kontinuierliche Erfassung von Füllstand und Volumen auch in staubigen Atmosphären bietet. Damit ist das Gerät geradezu prädestiniert für anspruchsvolle Umgebungen, wie sie z. B. in Brauereien oder bei der Herstellung von Säften und Schokolade gefordert sind. Berührungslos und kontinuierlich erfasst der Optiwave 6300 die Füllstände und das Volumen von Feststoffen wie Mehl, Zucker, Reis oder Malz, sei es als Pulver oder Granulat. Die Messung ist unabhängig von Druck, Temperatur und Dichte im Behälter. Für die hohe Messgenauigkeit sorgt eine speziell entwickelte, tropfenförmige Antenne, die auch die typisch unebenen Oberflächen in Silos erkennt. Dank der großen Dynamik des Gerätes, dem hohen Wirkungsgrad der Antenne sowie dem FMCW-Verfahren ist keine besondere Vorrichtung nötig, um die Antenne auszurichten. Die Installation gestaltet sich also denkbar einfach. Staub oder Ablagerungen beeinflussen die Messungen nicht, da die Oberfläche der Tropfenantenne anhaftungsneutral ist. Dank einer breiten Auswahl an Werkstoffen, Antennengrößen und -materialien steht für die unterschiedlichsten Schüttgüter und Umgebungsbedingungen das richtige Messgerät zur Verfügung. Die Tropfenantenne mit ellipsoidaler Form ist in den Nennweiten DN 80 (Werkstoff: PP oder PTFE) und DN 150 (Werkstoff: PP) erhältlich. Die Edelstahlvariante steht in den Nennweiten DN 40 bis DN 150 zur Verfügung. Ausgestattet mit der DN 80-Tropfenantenne, misst bereits die Basisvariante des Optiwave 6300 bis zu 30 m weit; je nach Variante lässt sich das Gerät bis zu einer Höhe von 80 m zuverlässig einsetzen.

Das Radar-Füllstandmessgerät Optiwave 7300 liefert stabilere Messergebnisse als Pulsradar und eignet sich sehr gut für bewegte Prozessbedingungen. Selbst bei schwierigen Anforderungen liefert das Gerät noch zuverlässige Ergebnisse. Auch hier stehen verschiedene Antennenvarianten bereit. Für die Lebensmittelindustrie bietet sich besonders die hygienische Antenne an, bei der alle medienberührten Teile aus hygienischem Kunststoff gefertigt sind. So kommt der Messgerätetyp zum Beispiel bei der kontinuierlichen Füllstandkontrolle von Stapeltanks für Fruchtsaftkonzentrate zum Einsatz. In den Stapeltanks wird das Konzentrat bei Temperaturen zwischen 3 und 5 °C je nach Bedarf zwischengelagert. Die genaue Füllstandmessung gewährleistet zudem die genauen Daten für eine optimale Inventur des Lagers.

Halle A4, Stand 312

Online-Info www.dei.de/0909402