Als Handelsmarkenspezialist produziert die Molkerei Gropper GmbH & Co. KG Milchprodukte, Direktsäfte und Smoothies für Handelsunternehmen in ganz Europa. 1929 als regionale Molkerei gegründet, erweist sich Gropper heute als Mittelständler in der Lebensmittelindustrie mit Qualität und Innovation.
Mit einem Gesamtumsatz von 719 Millionen Euro und über 1400 Mitarbeitern an drei Standorten steht Gropper für ein stetiges Wachstum und einen kontinuierlichen Ausbau.
Dabei verbindet die Firma Gropper ihre ökonomischen und ökologischen Ziele und zeigt damit ein hohes Maß an verant-wortlichem unternehmerischen Handeln. Neben nachhaltigen Produkten steht auch der Einsatz von emissionsarmen Rohstoffen und Verpackungen im Focus. In der Produktion geht es vor Allem um Schutz von Ressourcen, Rohstoffen, Umwelt und Klima, Energiemanagement und dem effizienten Einsatz von Energie. Um diese Ziele besser zu erreichen, setzt Gropper unter anderem in verschiedensten Bereichen der Produktion auf den Einsatz von Analysenesstechnik des Hauses Seli.
DICHT UND LANGLEBIG
Der neue Leitfähigkeitssensor SLI03 überzeugt - wie erfolgreiche Installationen in der Molkerei Gropper beweisen - durch eine kompakte Bauform, hohe Robustheit, ein hygienegerechtes Design, modulare Prozessanschlüsse und das easy to use-Bedienkonzept. Das besondere Doppel-Dichtungs-Konzept macht den SLI03 zu einem hermetisch geschlossenen Messsystem mit einer außergewöhnlichen Verfügbarkeit und Lebensdauer.
Beim SLI03 handelt es sich um ein induktives Leitfähigkeits-Messsystem, dass die besonderen Praxisanforderungen in Molkereien, Brauereien und anderen Lebensmittelverarbeitungs- bzw. Getränkeabfüllanlagen berücksichtigt, insbesondere in Verbindung mit Cleaning in Place-Verfahren (CIP). Viele Merkmale unterstreichen die konsequente Auslegung für möglichst lange, störungsfreie Standzeiten im rauen Einsatzumfeld, so u. a. die Auswahl der Werkstoffe, das Hygiene-Design des Sensors, die modulare Prozessanschlusstechnologie, besondere konstruktive Maßnahmen und Prüfverfahren für bestmögliche Dichtigkeit sowie Schutzarten bis IP69K.
Einsatzumfeld stellt besondere Anforderungen
Eingesetzt werden Leitfähigkeits-Messsysteme, um verschiedene Phasen – z. B. Wasser, Laugen oder Säuren – über ihre unterschiedliche elektrische Konduktivität / Konzentration sicher zu detektieren und zu trennen. Mit Hilfe der Phasentrennung wollen die Anlagenbetreiber Produktionsprozesse und bei Reinigungszyklen die Wirksamkeit des Reinigungsmediums optimieren, Produktverluste und die Abwasserbelastung reduzieren, die Anlagenproduktivität steigern und ein Höchstmaß an Betriebs- und Ausfallsicherheit erreichen. In der Betriebspraxis sind Leitfähigkeits-Messsysteme – wie auch andere Prozess Sensorik – in der Regel besonderen Bedingungen ausgesetzt, z. B. hohen Drücken, wechselnden Temperaturen und unterschiedlichen chemischen Mediumseigenschaften. Das führte bislang immer wieder zu Performance-Problemen.
Anwender berichten von "undichten Sensoren, in denen sich Feuchtigkeit bildet", von "starken Belastungen für die Gehäuse- und Dichtungswerkstoffe", von "zahlreichen Ausfällen bei hohen oder stark schwankenden Prozess-bzw. Umgebungstemperaturen" und von der Notwendigkeit, "die Sensoren häufig austauschen zu müssen". Ist der eigentliche Sensortausch bereits nachteilig für die Verfügbarkeit der Anlagen, bemängeln viele Anwender zudem noch die "oftmals komplizierte Bedienung und Einstellung" der Geräte. Bei der Entwicklung des SLI03 hat Seli diese Faktoren berücksichtigt und eine Sensorlösung entwickelt, die diese Nachteile beseitigt – und den Wunsch nach perfekter Performance bei den Anwendungen erfüllt. Durch das sehr schnelle Ansprechverhalten der Geräte, werden Produktverluste und die Zeit der richtigen Prozessaussage optimiert. Hierdurch sind enorme Einsparmöglichkeiten gegeben.
Induktive Leitfähigkeitsmessung: Ideales – weil medienunabhängiges – Wirkprinizp
Der SLI03 nutzt das induktive Wirkprinzip zur Messung der Leitfähigkeit bzw. der Konzentration flüssiger Medien und Ge-mische. Der Sensor arbeitet in situ, d. h. direkt im Prozesskanal (Inline). Er verfügt über zwei Spulen – einen Oszillator(Sender) und eine Empfängerspule, deren Primärwicklungen im Sensorkopf beide vom Messmedium umströmt werden.
Im Oszillator fließt ein Wechselstrom und erzeugt in seinem Umfeld ein Magnetfeld, dass den zur Messung notwendigen Stromfluss in das Messmedium induziert. Der fließende Strom bzw. die enthaltenen Ionen erzeugen in der Empfängerspule einen elektrischen Strom, der sich hinsichtlich Stärke und Spannung vom ursprünglichen Erregerstrom unterscheidet. Diese Abweichung wird im Messumformer des SLI03 elektronisch zur Bestimmung der Leitfähigkeit des Mediums genutzt, d. h. der Sensor misst die Leitfähigkeit in Siemens pro Zentimeter oder die Konzentration in Prozent. Im Gegensatz zu konduktiven Messsystemen kommen die Induktionsspulen mit dem Medium aber nicht in direkten Kontakt – wodurch mit dem SLI03 auch in konzentrierten Säuren oder Laugen gemessen werden kann. Über das Display des SLI03 können insgesamt 14 mögliche Grundmessbereiche für die Leitfähigkeits-messung aufgerufen werden. Die optionale Parametriersoftware SELISOFT bietet zudem die Möglichkeit, weitere Messbereiche frei einzustellen. Die Reproduzierbarkeit der Leitfähigkeitsmessung beträgt < 1 % vom Messwert, die Langzeitstabilität liegt bei +/-5 % vom Messbereichsendwert. Die Messwerte werden als 4...20 mA-Analogsignale ausgegeben.
Integrierte schnellste Temperaturkompensation gewährleistet präzise Messwerte
Da die Leitfähigkeit eines Mediums sehr stark von seiner Temperatur abhängt, hat Seli in den SLI03 eine äußerst schnelle und zuverlässige Temperaturkompensation integriert. Werksseitig ist der Sensor für wässrige Medien mit einer Referenztemperatur von 25 °C eingestellt. Diese kann vom Anwender bei Bedarf entsprechend angepasst werden. Da viele Medien über einen großen Temperaturbereich ein annähernd lineares Temperaturverhalten zeigen, reicht für die Normierung der Leitfähigkeit auf die jeweilige Referenztemperatur der vom Sensor automatisch errechnete, lineare Temperaturkoeffizient als Maß der prozentualen Änderung der Leitfähigkeit pro Kelvin aus. Bei Bedarf kann aber auch mit einer nicht linearen Temperaturkompensation, z. B. als Polynom 4. Ordnung, gearbeitet werden. Auch für die Temperatur bietet der SLI03 die Möglichkeit, zwischen sieben verschiedenen Grundmess-bereichen zu wählen oder aber mit Hilfe von SELISOFT andere Messbereiche frei einzustellen.
Die Auflösung der Temperaturmessung beträgt 0,1 °C; die Wiederholgenauigkeit ist mit 0,2 % vom Messbereichsendwert spezifiziert.
Kompakte, robuste und hygienegerechte Ausführung
Der SLI03 bietet eine kompakte, platzsparende und handhabungsfreundliche Bauform – und ist aktuell wohl das kleinste Gerät seiner Art auf dem Markt. Der mechanische Aufbau ist mit Blick auf die anspruchsvollen Einsatzbedingungen sehr stabil ausgeführt. Gleichzeitig ermöglicht die Modularität von Gehäuse, Prozessanschluss und Sensorelement die technisch und wirtschaftlich effiziente Konfiguration des Sensors für eine hohe Bandbreite von Anwendungslösungen. Die Werkstoffauswahl orientiert sich am Wunsch größtmöglicher Langlebigkeit und Hygienegerechtigkeit. So bestehen das Sensorgehäuse wie auch die Druckschraube und der Prozessanschluss aus Edelstahl 1.4305, der erhöhte Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit erfüllt. Das Gehäuse ist zudem konsequent hygienegerecht ausgeführt: Es besitzt keinerlei Toträume oder Spalten, in denen sich Bakterien oder Mikroorganismen einnisten könnten.
Beim Reinigen bzw. Desinfizieren einer Anlage gewährleisten die glatten, abgerundeten Kanten sowie die leicht reinigbare Geometrie des Sensors, dass Reinigungs- und Desinfektionsmittel nach dem Einwirken optimal ablaufen und sich keine Rückstandsnester bilden können. Die Sensorspitze besteht aus PEEK (für: Polyetheretherketon) sowie dem extrem widerstandsfähigen Edelstahl 1.4404 / AISI 316L. Das hochtemperaturfeste PEEK ist gegen fast alle organischen und anorganischen Chemikalien – Säuren, Laugen, Öle und Alkohole – beständig und überzeugt zudem durch eine hervorragende mechanische Festigkeit. Der kohlenstoffarme Edelstahl 1.4404 / AISI 316L weist eine exzellente Beständigkeit auf gegen chlorhaltige Medien wie z. B. Desinfektionsmittel auf Hypochlorit –Basis oder chloralkalische Reiniger, deren oxidative Komponente verstärkt auf Materialien einwirkt.
Insgesamt sind sowohl die Sensorkonstruktion als auch die Materialauswahl entsprechend den Regeln der EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group) konsequent auf das Umfeld der hygienischen Produktion ausgelegt. Die Zertifizierung ist in Vorbereitung – die Verordnung (EG) Nr. 1935/2004 über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen, wird vom SLI03 erfüllt.
Dichtigkeit bedeutet Langlebigkeit
Aufgrund der Erfahrungen zahlreicher Anwender hat Seli bei der Entwicklung des neuen Leitfähigkeit-Messsystems SLI03 besonderen Wert auf das Merkmal Dichtigkeit gelegt. Dies kommt zum einen durch das minimierte Volumen des Sensorgehäuses zum Ausdruck, durch das die potenzielle Betauungsfläche reduziert wird. Darüber hinaus ist die integrierte, miniaturisierte Elektronik des Sensors komplett vergossen – was gleichermaßen vor Feuchtigkeit und mechanischer Beschädigung schützt. Schließlich hat Seli ein spezielles Doppel-Dichtungskonzept entwickelt, das sich für den Einsatz im Nassbereich der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaherstellung eignet und durch ständige Testzyklen mit wechselnden Belastungen, z. B. Temperaturschwankungen, verschiedenen Druckverhältnissen, Kälteschocks, künstlicher Alterung sowie mechanischen Schlägen und Vibrationen kontinuierlich verbessert wird.
Hermetisch dicht – bestätigt durch Heliumprüfungen
Wie erfolgreich das Dichtungskonzept ist, beweisen Prüffeld und Praxis gleichermaßen. Um den SLI03, aber auch die Prozessarmaturen und Trübungssensoren des Produktprogramms, auf Leckage und Dichtigkeit zu untersuchen, setzt Seli hochpräzise Helium-Leckage-Testgeräte zur Dichtigkeitsprüfung ein. Durch die Detektion des Prüfgases Helium, mit dem der Sensor je nach Messablauf von außen oder von innen beaufschlagt wird, können selbst feinste Löcher und Poren in Wandungen und Gehäusematerialien nachgewiesen und quantitative Aussagen über Leckagen bzw. Undichtigkeiten getroffen werden. Im Gegensatz zu hydrostatischen Verfahren – Stichwort "Wasserschlauch-Methode" – ist die Heliumprüfung wesentlich genauer: Bildet sich bei der Wasserprüfung alle 30 Sekunden ein Luftbläschen am Prüfling, entspricht dies einer Leckrate von 10-4 mbar l/s. Im Vergleich dazu erreicht Seli dramatisch bessere Dichtigkeitswerte: Das Standardprüfkriterium ist auf eine Leckrate von 10-8 mbar l/s spezifiziert – d. h. theoretisch bildet sich nur alle 83 (!) Stunden ein Luftbläschen.
Positives Statement der Molkerei Gropper
Diese außergewöhnliche Dichtigkeit bestätigte sich in Feldtests wie auch in konkreten Anlageninstallationen. Herr Bernd Oefele von der Molkerei Gropper setzt die SLI03-Sensoren in den Reinigungsanlagen und zur Überwachung des Kühlturmwassers ein. Er berichtet von "einem zuverlässigen, ausfallfreien Betrieb" – und davon, dass er diese Leitfähigkeits-Messsysteme als Standard in die Betriebsmittelvorschrift aufgenommen hat.
Die Inbetriebnahme gestaltete sich sehr einfach, und durch die modularen Prozessanschlüsse konnten die Sensoren innerhalb von wenigen Minuten in die Anlage integriert werden. Eine robuste und kompakte Bauweise, ein helles, gut ablesbares Display sowie eine einfache Bedienung ohne Handbuch hilft dem gesamten Team bei der Inbetriebnahme der Geräte und spart Zeit.
Besonders hervorzuheben ist das Leiterschleifenset, mit dem die Geräte hardwaretechnisch überprüft werden und über die kostenlose seli-Software (selisoft) dokumentiert werden können. Desweiteren ist über die einfache integrierte TK-Wert- Ermittlung und Berechnung eine schnelle Inbetriebnahme und genaueste Messmethode ohne Abweichung möglich.
Modularität, Bedienung, Dichtigkeit, Hygiene Design – das Leitfähigkeitsmesssystem SLI03 geht in vielerlei Hinsicht einen neuen Weg. Und setzt gerade bei den Themen Einsparung von Ressourcen und Rohstoffen, Umwelt und Klima, Energiemanagement und dem effizienten Einsatz von Energie neue Maßstäbe!
Diese sehr innovativen Ideen sind mittlerweile in alle neu entwickelten Systeme von Seli integriert und umgesetzt worden. Die positiven Betriebserfahrungen bei Anwendern in der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie lassen erahnen, dass sich dieser Weg zu einer Überholspur entwickeln könnte...
