KHS: Alles aus einer Hand

Bernd Schumacher

Die KHS AG ist weltweit einer der führenden Hersteller von Abfüll- und Verpackungsmaschinen sowie prozesstechnischen Anlagen für die Getränke- und Lebensmittelindustrie.

Neustes KHS-Produkt aus dem Bereich prozesstechnische Anlagen ist die Innopro Paramix C. Diese vollautomatische Ausmischanlage mit horizontaler zweistufiger Vakuumentgasung kann dank ihrer Flexibilität für die Produktion von Fruchtsäften, Saftgetränken und die Karbonisierung von Mineralwasser verwendet werden. Die Drei-Komponenten-Mischanlage lässt sich bei Bedarf auch um eine vierte oder fünfte Komponente erweitern. Mit Innopro Paramix C lassen sich Softdrinks in einem großen Bereich ausmischen oder auch rückverdünnen. Optional können mit den Anlagen Fertiggetränke eingespeist, karbonisiert bzw. gekühlt werden. Auch für die Ausmischung bzw. Kühlung von Biermischgetränken sind die Innopro-Paramix-C-Anlagen geeignet.

Bei der Entwicklung der Innopro-Paramix-C-Anlagen verfolgten die KHS-Entwickler das Ziel, die Stillstandszeiten bei Produktwechseln zu verkürzen und gleichzeitig Produktverluste zu minimieren. Außerdem wollten sie den Automationsgrad der Maschinen erhöhen und ihren Platzbedarf reduzieren (passt nun in einen Standardseecontainer). Die Ausmischleistung der Anlage liegt zwischen 6000 und 72 000 l/h.

Auf den Innopro-Paramix-C-Anlagen sind die Durchflüsse unterschiedlicher Medien zu messen. Der Messtechnikhersteller Krohne ist Standardlieferant bei KHS und erhielt den Auftrag, die Anlage mit Messgeräten auszustatten. Folgende messtechnische Aufgaben sind zu bewältigen:

An die Durchflussmesstechnik für Inline-Ausmischanlagen werden hohe Anforderungen gestellt. Gerade beim An- und Abfahren gilt es, präzise das korrekte Mischungsverhältnis zu halten, um die Verluste von Sirup und Wasser möglichst gering zu halten. Standardmäßig können mit den Ausmischanlagen der Innopro-Paramix-C-Baureihe Mischverhältnisse von 1:3 bis 1:9 realisiert werden. Die Dosiergenauigkeit im ausgemischten Produkt ist besser als 0,03 °Brix (konstante Produktion).

Die Durchflussmessung des Sirups gehört zu den wichtigsten Messaufgaben, die auf einer Ausmischanlage zu realisieren sind. Das hat zwei Gründe: Der Sirup ist der teuerste Getränkegrundstoff und er trägt maßgeblich zum Geschmack des Mischgetränkes bei.

Bei der Sirupmessung nutzte man früher häufig magnetisch-induktive Messgeräte. Das hat sich geändert. Heute übernehmen Coriolis-Durchflussmessgeräte ihre Aufgabe. Sie bieten eine wesentlich bessere Genauigkeit bei der Bestimmung des Durchflusses. Darüber hinaus ermöglichen sie die Bestimmung der Sirupkonzentration in °Brix. Dadurch kann man das Mischungsverhältnis zwischen Wasser und Sirup bereits vor der Dosage exakt einstellen. Verdünnte Sirupphasen, die bei einem Produktwechsel vorkommen, können Dank der Coriolis-Durchflussmessung jetzt nahezu vollständig verwertet werden. Das Ergebnis ist ein deutlich geringerer Sirupverlust. Möglich ist eine jährliche Einsparung von bis zu 2200 l.

Coriolis-Geräte der Optimass-7300-Baureihe erfassen den Durchfluss von hochviskosem Sirup. Die Geräte im hygienischen Ein-Rohr-Design kommen ohne Strömungsteiler und Aufteilung in kleinere Messrohre aus. Außerdem ist das Messrohr gerade. Die Geräte haben einen sehr geringen Druckverlust und sind leerlauffähig. Dies ist gerade bei Anlagen mit häufigen Produktwechseln ein wichtiges Kriterium.

Das stille ausgemischte Produkt wird vor der Karbonisierung über ein magnetisch-induktives Messgerät erfasst; optional ist auch ein Massedurchflussmesssystem denkbar.

Krohne bietet für den Food- und Pharmabereich die magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte Optiflux 6300 an, die gemeinsam mit EHEDG-Experten und Kunden aus den o. g. Branchen entwickelt wurden. Ein spezielles Dichtungskonzept verhindert, dass sich die Dichtung bei der CIP-Reinigung ins Messrohr ausdehnen kann. Das würde zu Messfehlern führen. Die Optiflux-6300-Geräte sind in den Nennweiten DN 2,5 bis DN 150 und mit allen branchenüblichen Prozessanschlüssen erhältlich. Das heißt: Auch für den Bereich großer Nennweiten zwischen DN 125 und DN 150 – also für Ausmischanlagen mit sehr hoher Leistung – stehen nun hygienische Messgeräte zur Verfügung.

Die magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte Optiflux 6300 sind für eine maximale Arbeitstemperatur von 180 °C ausgelegt. In den CIP-/SIP-fähigen Geräten kommen ausschließlich FDA-konforme Materialien zum Einsatz. Sie sind EHEDG- und 3A-zertifiziert.

Die Durchflussmessgeräte sind mit dem Messumformer IFC 300 ausgestattet. Er beinhaltet standardmäßig eine Applikations- und Gerätediagnose. Letztere unterstützen die Anwender bei der korrekten Montage und Inbetriebnahme der Geräte. Beispielsweise kann die Elektronik die gemessene Leitfähigkeit anzeigen und auch über die Stromausgänge oder den Bus ausgeben. Darüber hinaus prüft und informiert der Messumformer über den Betriebszustand der Geräte. Dies ist hilfreich bei der Erkennung von Geräteproblemen und für eine vorausschauende Wartung bzw. Instandhaltung.

Bei der Karbonisierung der ausgemischten Getränke ist ein gleichmäßiger CO2-Eintrag in das flüssige Produkt wichtig. Deshalb muss in der Innopro Paramix C auch der CO2-Durchfluss erfasst werden. Hierzu dienen Coriolis-Masse-Durchflussmesser der Baureihe Optimass 8300. Diese Geräte garantieren – unabhängig von Druck und Temperatur – eine hohe Messgenauigkeit und somit einen gleichmäßigen Eintrag von CO2 in die ausgemischten Getränke.

Das CO2 gelangt über eine Karbonisierdüse in das Produkt. Die Düse stellt einen gleichmäßigen Gaseintrag sicher und sorgt damit gleichzeitig für eine geringe Schaumbildung beim Abfüllen. Der Karbonisierungsbereich liegt standardmäßig zwischen 2 und 9 g CO2 pro Liter. Die Regelgenauigkeit im kontinuierlichen Betrieb liegt bei ±0,05 Vol-%. Genau an diesem Punkt kommen die Vorteile der Optimass-8300-Baureihe zum Tragen: Die Doppelrohrschleifengeräte erfassen selbst kleine Gas-Massendurchflüsse exakt und bieten ein sehr großes Messbereichsverhältnis.

Der zugehörige Messumformer MFC 300 kann konventionell mit der SPS kommunizieren. Alternativ ist eine Kommunikation über Profibus DP oder Modbus möglich. Der MFC 300 passt auf alle Krohne-Massedurchfluss-Messwertaufnehmer. Die zweigeteilte Architektur der Massedurchflussgeräte garantiert maximale Sicherheit und eine redundante Sicherung der Kalibrierparameter, falls eine Störung auftreten sollte. Das heißt: Nach dem Austausch eines defekten Geräts ist keine Neuprogrammierung notwendig.

Zur Qualitätssicherung bietet KHS optional eine CO2-Bestimmung im ausgemischten Produkt an. Um eine ordnungsgemäße Messung zu gewährleisten, muss durch die Messeinheit eine Probemenge von ca. 300 l/h fließen. Zur Kontrolle dieses Durchflusses setzt KHS ein Schwebekörper-Durchflussmessgerät H 250 ein.

Das fertige, karbonisierte Getränk wird in einem Puffertank zwischengelagert, der mit CO2 beaufschlagt ist. Stille Produkte lagern unter Stickstoff oder Sterilluft. Abschließend werden die Getränke in Getränkedosen, PET- oder Glasflaschen abgefüllt. Auch in den KHS-Abfüllmaschinen kommen Krohne-Messgeräte zum Einsatz, beispielsweise die Batchflux-Durchflussmesser, die speziell für den Einsatz in Füllmaschinen entwickelt wurden.

Halle 7, Stand C13

Online-Info www.dei.de/0410430