Einsparpotenziale erkennen

Christian Gutknecht, Tim Schrodt

Die Erfassung des Wasserverbrauchs beginnt an der Einspeisung zum Werksgelände mit dem Wasserzähler des Versorgers. Jedoch genügen diese Verbrauchsdaten als alleinige Informationsquelle selten zum Auffinden von Einsparpotenzialen im Betrieb. Dabei könnte der Frischwasserverbrauch um 20 bis 30 % reduziert werden. Besonders der Reinigungsbetrieb der Schlacht- und Zerlegeanlagen bietet oftmals Optimierungspotenziale, da hier der Verbrauch vom bewussten Umgang mit Wasser abhängig ist. Doch nur was gemessen wird, kann dem Reinigungspersonal bewusst gemacht werden. Die frühzeitige Entdeckung von Leckagen im Kühlwassersystem oder an der Kistenwaschanlage wird ebenfalls nur durch eine Verbrauchsüberwachung möglich. Hier hat sich in der Fleischwirtschaft das magnetisch-induktive Durchflussmesssystem Proline Promag W als Wasserzähler bestens bewährt. Neben der einfachen Installation und Inbetriebnahme benötigt das Messprinzip keine mechanischen Teile, ist also absolut robust und unempfindlich gegen Verkalkungen. In Kombination mit einem Temperatursensor der Reihe Omnigrad M und dem Energiemanager RMS621 können zusätzlich die verbrauchten Wärmemengen für Heizung, CIP und Brühturm erfasst werden.

Die Möglichkeit zur nachträglichen Anbringung einer Durchflussmessung, zum Beispiel auch an schwer zugänglichen Stellen, bieten die Clamp-On-Ultraschallsensoren Prosonic Flow W. In Leitungen von DN 50 bis 4000 kann somit einfach und preisgünstig eine Wasserverbrauchsmessung durch Aufschnallen der Sensoren erfolgen.

Hat das Wasser seinen Einsatzzweck erfüllt, so ist es durch eine hohe organische Schmutzfracht belastet, die hauptsächlich aus Blut, Fett, Haaren, Borsten, Fäkalien und den Feststoffen des Magen- und Darminhaltes besteht. 95 % der Betriebe leiten ihr Abwasser nach entsprechender Vorbehandlung in eine kommunale Kläranlage ein (Indirekteinleiter), die übrigen 5% der Betriebe bereiten es in der hauseigenen Kläranlage auf. Doch schon durch eine effiziente Vorreinigung können die Gesamtkosten für die Abwasserentsorgung erheblich reduziert werden.

In der Regel bereiten die Schlachthöfe ihr Abwasser mit einer betriebseigenen Flotationsanlage auf, sodass es anschließend indirekt eingeleitet werden kann. Dabei werden emulgierte und dispergierte Schmutzstoffe durch geeignete Fällungsmittel entstabilisiert, sodass sie ausfallen und sich durch Zugabe eines Flockungsmittels zu losen Flocken zusammenschließen. Um diese anschließend aus dem Abwasser zu entfernen, wird Luft feinperlig in das Flotationsbecken eingeblasen, sodass sich die Luftbläschen an die Schmutzflocken anheften und diese zur Oberfläche aufschwimmen lassen. Der pH-Wert spielt bei diesen komplexen Vorgängen eine wichtige Rolle und muss daher fortlaufend kontrolliert werden. Auch schreibt die Abwasserverordnung vor, dass nur Abwässer in einem pH-Bereich von 6,5 bis 9,5 eingeleitet werden dürfen. Zur Kontrolle und Steuerung kommen dabei besonders verschmutzungs- und feuchtigkeitsunempfindliche pH-Messsysteme zum Einsatz.

Endress+Hauser bietet mit der Memosens-Technologie die passende Lösung für diese Applikation. Diese Technologie macht die Datenübertragung absolut sicher, indem sie den Messwert im Sensor digitalisiert und induktiv, also ohne kontaktierende und damit feuchtigkeitsempfindliche Steckverbindungen, zum Messumformer transferiert. Das heißt, weder Wasser, Fett noch Schmutz können die Messwertübertragung negativ beeinflussen. Gleiches gilt für EMV-Störpotenziale. Memosens macht die pH-Elektrode zum digitalen Sensor mit integriertem Datenspeicher. pH-Sensoren, die mit dieser Technologie ausgestattet sind, speichern die aktuellen Kalibrierdaten und weitere, für die vorausschauende Wartung nutzbare Informationen wie Betriebsstunden, maximale und minimale pH-Werte, maximale und minimale Temperatur. Die Kalibrierdaten werden bei Anbindung des Sensors automatisch an den Messumformer übermittelt und zur Berechnung des aktuellen pH-Werts verwendet. Außerdem führt die digitale Messwertübertragung automatisch zu einer Fehlermeldung, wenn der Signalfluss zwischen Sensor und Messumformer unterbrochen ist. Und dies unabhängig davon, ob die Funktionsbeeinträchtigung am Sensor oder am Messkabel vorliegt. Dadurch wird die Verfügbarkeit der Messstelle erheblich erhöht und sichergestellt. Gemäß Abwasserverordnung Anhang 10 müssen Betreiber von Abwasseraufbereitungsanlagen in der Fleischwirtschaft bei einer Schadstofffracht > 10 kg BSB5 pro Woche neben dem pH-Wert vor der Einleitung in ein Gewässer (Direkteinleiter) noch weitere Parameter (BSB5, CSB, NH4-N, Nges, Pges) bestimmen, die mit entsprechenden Grenzwerten versehen sind. Um diese Parameter im Labor korrekt ermitteln zu können, gilt der Probennahme ein besonderes Augenmerk. Entsprechende Systeme, die eine diskontinuierliche Probennahme erlauben, müssen dem Labor entweder eine „qualifizierte Stichprobe“ oder eine „2-Stunden-Mischprobe“ zur Verfügung stellen.

Mit der Probennehmerstation ASP2000 bietet Endress+Hauser hierfür eine zuverlässige Lösung an, die bei Bedarf zur kompletten Analysestation für pH, Trübung, Sauerstoff und Leitfähigkeit inklusive Messwertaufzeichnung ausgebaut werden kann. Mithilfe dieser stationären Probennehmerstation für kommunale und industrielle Kläranlagen können Proben vollautomatisch zeit-, mengen- oder durchflussproportional genommen werden. Die ASP2000-Station ist als Peristaltik- und Vakuumsystem erhältlich.

Beim Peristaltiksystem erfolgt das Ansaugen und Dosieren des Mediums mittels einer Schlauchpumpe. Ein spezieller Drucksensor überwacht den Befüllvorgang der Probennahmeflaschen kontinuierlich. Ist der Fluss des Mediums unterbrochen, wird sofort ein Alarm ausgegeben. Beim Vakuumsystem übernimmt eine Vakuum-Membranpumpe das Ansaugen und Dosieren.

Neben einem 30-l- und 60-l-Sammelbehälter stehen verschiedene Flaschenverteilungen zur Verfügung. Ein Austausch oder Wechsel der Verteilungsvarianten ist dabei einfach und ohne Werkzeug möglich. Die ASP-Station 2000 erlaubt eine flexible Konfiguration der Probenverteilung. Für die Haupt-, Umschalt- und Ereignisprogramme können Einzelflaschen und Flaschengruppen frei definiert werden. Einzelflaschen befinden sich dabei in zwei getrennten Flaschenkörben. Griffschalen an den Flaschenkörben ermöglichen einen leichten und praktischen Transport.

Die Probenflaschen befinden sich im Nassraum des Probenehmers. Die Temperatur der Proben kann direkt an der Steuerung von 2 bis 20 °C eingestellt werden (Werkseinstellung +4 °C). Die aktuelle Probentemperatur wird an der Steuerung angezeigt und im internen Data-Logger aufgezeichnet. Der Verdampfer und die Abtauheizung sind, geschützt vor Korrosion und Beschädigung, hinter der Innenschale in die PU-Isolierung eingeschäumt. Alle medienführenden Teile (z. B. Drehhahn, Dosiersystem, Verteilerwannen) können leicht und ohne Werkzeug zerlegt und gereinigt werden. Für eine einfache und effektive Reinigung ist der gesamte Probenraum mit einer nahtlosen Kunststoff-Innenschale ausgekleidet. Folgende Vorteile kennzeichnen die Probennehmerstation ASP2000:

Abschließend empfiehlt sich eine Durchflussmessung am Auslauf der Abwasservorbehandlungsanlage mit dem bereits vorgestellten Proline Promag W. Somit wird die eingeleitete Abwassermenge mit einer Genauigkeit von 0,5% ermittelt, was die Abwassergebührenabrechnung nachvollziehbar macht.

Fazit: Im Wasser- und Abwasserbereich der Fleischwirtschaft finden sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für ausfallsichere Messtechnik, um die Kostenverursacher Frisch- und Abwasser effektiv zu überwachen und Einsparpotenziale aufzudecken.

Proline Promag W dei 462

Energiemanager RMS621 dei 463

Prosonic Flow W dei 464

Memosens-Technologie dei 465

Probennehmerstation ASP2000 dei 466

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TerraTec 2009