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Ein Fall für Coriolis & Co

Hygienegerecht messen in der Fruchtsaftproduktion
Ein Fall für Coriolis & Co

Eckes-Granini hat als einer der ersten Getränkekonzerne bei der Abfüllung von Fruchtsäften die PET-Flasche eingesetzt. Im traditionsreichen Stammwerk Hennef-Bröl sind bei der hygienegerechten Durchfluss- und Füllstandmessung die High-End-Geräte Optimass, Optiflux, Batchflux und Optiwave erste Wahl.

Michael Amling, Hans-Peter Wiesener

Das Stammwerk in Hennef ist das größte Werk zur Herstellung von Fruchtsäften der Eckes-Granini in Deutschland. Ein großer Teil der Fruchtsaftherstellung erfolgt über Fruchtsaftkonzentrate, die bei Temperaturen von -4 bis +4 °C eine sehr hohe Viskosität besitzen. Das Konzentrat wird über gravimetrische Messungen aus Tankwagen oder Fässern in die Konzentratlagertanks überführt. Für die Messungen an den Stapeltanks wie auch bei der Ausmischung setzt Eckes-Granini auf den Coriolis-Durchflussmesser Optimass. Das High-End-Gerät ist aufgrund seines besonderen Geradrohrdesigns für die Messung des hochviskosen Konzentrats prädestiniert. Auch die Entleerung und Reinigung des Geräts ist durch das Einrohrdesign ebenso einfach wie problemlos.
Bei einem Betriebsdruck von bis zu 10 bar misst der Optimass aber nicht nur den Durchfluss sicher und zuverlässig. Auch der Brix-Wert wird kontinuierlich bestimmt. Dies geschieht über die Dichtemessung, die im direkten Bezug zum Brix-Wert des Fruchtsaftkonzentrats steht. Die Massemessung löst zunehmend die klassische Volumenmessung ab. Coriolis-Durchflussmesser ersetzen aber auch Waagen oder Kolben in Batchingprozessen. Mit dem Geradrohrdesign, der adaptiven Sensortechnologie (AST) und den entsprechenden hygienischen Anschlüssen und Zulassungen hat der Optimass typische Einschränkungen der Lebensmittelbranche überwunden und den Coriolis-Geräten diese Anwendungsmöglichkeiten erschlossen.
Designt für Lebensmittel
Die messstoffberührten Oberflächen des Optimass 7000 haben eine Rauigkeit von 0,8 µm oder optional sogar nur 0,5 µm; sämtliche Werkstoffe sind FDA-konform und werden in Übereinstimmung mit der Cenelec, Atex und FM gefertigt. Die Coriolis-Durchflussmesser sind CIP- und SIP-fähig bis 150 °C. Der Optimass 7000 kommt ohne Strömungsteiler aus, ist selbstentleerend und sterilisierbar. Neben vollverschweißten Tri-Clamp-/Tri-Clover-Anschlüssen ist auch ein vollverschweißter Aseptikflansch ohne interne Dichtungen verfügbar. Ein entscheidender Vorteil dieses Anschlusses ist das ausgeklügelte Dichtungssystem für die aseptischen Prozessanschlüsse nach DIN 11864-2. Damit werden selbst strengste Hygienevorschriften eingehalten. Das Optimass-Design erfüllt eine Vielzahl von Standards, darunter ASME Bioprocessing Equipment, EHEDG und 3A. Die medienberührten Teile sind in Titan, Edelstahl und Hastelloy lieferbar, was eine hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleistet. Mit dem Optimass können Durchflüsse von 10 bis 430 000 kg/h gemessen werden.
Füllstandmessung in den Stapeltanks
An den Stapeltanks sind nicht nur Masse-durchflussmessgeräte zu finden, sondern auch Füllstandmessgeräte. Die berührungslose Radarmessung mit Optiwave ermöglicht eine kontinuierliche Kontrolle der Stapeltanks. Hier wird das Konzentrat bei Temperaturen zwischen 3 und 5 °C je nach Bedarf zwischengelagert. Die genaue Füllstandmessung gewährleistet eine gute Inventarisierung des Lagers. Das 2-Leiter- Radar-Füllstandmessgerät erreicht dank 26-GHz-FMCW-Radartechnik, sehr großer Dynamik und hoher Bandbreite gute Auflösung, Genauigkeit und Applikationssicherheit. Die Inbetriebnahme von Optiwave erfolgt ganz unkompliziert durch den Quick-Setup-Assistenten. Der einheitliche Messumformer mit großem, grafischem Display ist über vier piezoelektrische Tasten von außen zu bedienen. Das Füllstandmessgerät ist Hart-fähig und wird einschließlich Pactware und DTM mit voller Funktionalität inklusive Datenaufzeichnung und Wiedergabe geliefert. Der Optiwave verfügt über eine Standardgenauigkeit von ±3 mm.
Dosierung von Prozesswasser in den Vorlagebehälter
Das richtige Verhältnis von Fruchtsaftkonzentrat, Wasser, Zucker und Additiven bestimmt in hohem Maße den Geschmack, die Optik und die Qualität eines Nektars oder fruchtsafthaltigen Getränkes. Die Dosierung der richtigen Wassermenge in den Vorlagebehälter der Zuckerlösestation ist aber nicht nur deshalb von großer Bedeutung. Das exakte Verhältnis von Wasservorlage und Zuckermenge ist ebenso für den späteren Brix-Wert des fertigen Zuckersirups maßgeblich, der für die Herstellung von Fruchtsaft und Softdrinks benötigt wird. Der magnetisch-induktive Durchflussmesser Optiflux 6300 zeigt hier seine Stärken und gewährleistet die exakte Dosierung der richtigen Wassermenge. Mit umfassenden Diagnosefunktionen kontrolliert der Optiflux in regelmäßigen Abständen die Funktion des Messwertaufnehmers und der Elektronik. Darüber hinaus werden über die eingebaute Applikationsdiagnose Zustände wie zum Beispiel Teilfüllung, geringe Leitfähigkeit oder Beschädigung der Auskleidung diagnostiziert.
Das Edelstahldesign des Optiflux 6000 ist auf Hygiene und Keimfreiheit ausgerichtet. Ein besonderes Dichtungskonzept verhindert, dass sich die Dichtung ins Messrohr ausdehnt. Der FDA-zugelassene und 3A- zertifizierte Durchflussmesser ist für alle SIP- und CIP-Prozesse geeignet und mit allen branchenspezifischen Prozessanschlüssen und Einbaulängen erhältlich. Krohne hat das Durchflussmessgerät gemeinsam mit der EHEDG und Anwendern aus der Ernährungsindustrie entwickelt. Die Auswerteelektronik beinhaltet standardmäßig eine Applikations- und Gerätediagnose, die dem Anwender hilft, das Gerät korrekt einzubauen und zu verwenden.
Einsatz bei Mischprozessen und in der Pasteurisationsanlage
Die batchweise Herstellung von Fruchtsäften und Getränken ist ebenfalls ein großer Trend. Hierbei unterscheidet man grundsätzlich drei verschiedene Saftklassen: 100%iger Fruchtsaft darf ausschließlich aus Fruchtsaftkonzentrat und Wasser bestehen. Die Zugabe von Zuckersirup ist hierbei nicht erlaubt. Dagegen darf Fruchtnektar einen Zuckersirupanteil von 25 % besitzen – bei fruchthaltigen Getränken darf dieser Anteil sogar 50 % betragen. Entsprechend diesen Verhältnissen werden Zuckersirup, Fruchtkonzentrat und Wasser zusammengemischt. Auch hier gilt: Ein klarer Fall für Optiflux. Der Durchflussmesser übernimmt die Dosierung der richtigen Wassermenge in den Ausmischtank der Fruchtsaftanlage. Um den Fruchtsaft haltbar zu machen, wird dieser in einem Wärmetauscher bei Temperaturen von 75 bis 95 °C erhitzt. Die genaue Temperatur hängt von der jeweiligen Saftsorte ab. Zur Sicherstellung der Pasteurisation muss diese Temperatur für ca. 15 bis 30 s gehalten werden. Erst danach ist der Saft haltbar. Für die Überwachung der Durchflussmenge am Plattenwärmetauscher der Pasteuranlage sorgt ebenfalls ein Optiflux 6300. Seine PFA-Auskleidung wird durch ein dahinter liegendes Edelstahlgitter in Form gehalten; damit sind auch bei hohen Betriebstemperaturen präzise und reproduzierbare Ergebnisse gewährleistet.
Abfüllen von Säften
Im Anschluss an die Pasteurisation wird der Saft bei Eckes-Granini mit einer KHS-ACF-Anlage kalt abgefüllt. Die ACF-Abfüllung ist zum einen besonders produktschonend, was sich im Geschmack des Saftes widerspiegelt. Auf der anderen Seite stellt die Kaltabfüllung hohe hygienische Anforderungen an die beteiligten Geräte innerhalb der Abfüllanlage. Die Verantwortlichen von Eckes-Granini Deutschland vertrauen in diesem besonders sensiblen Bereich auf die Dienste des Durchflussmessers Batchflux. Das kompakte Gerät wurde eigens zur exakten Abfüllung und Dosierung von Getränken jedweder Art entwickelt. Durch seine hohe Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit konnte sich der Batchflux bereits in vielen Rundfüllern zum Befüllen dünnwandiger, leichter PET-Flaschen in verschiedenen Größen auszeichnen. Die hohe Reproduzierbarkeit ist vor allem der keramischen Auskleidung zu verdanken, die trotz häufiger Innenreinigungen bei Temperaturen von mehr als 130 °C formstabil und vakuumfest bleibt.
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