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Die Lebensmittelindustrie ist ein anspruchsvoller Sektor, in dem Präzision, Effizienz und Hygiene von größter Bedeutung sind. In diesem Zusammenhang spielen Durchflussmesser eine zentrale Rolle, da sie zur genauen Überwachung und Steuerung von Flüssigkeiten und Gasen in verschiedenen Produktionsprozessen beitragen. Von der Abfüllung von Getränken bis hin zur Kontrolle von Reinigungsprozessen – Durchflussmesser helfen, die Qualität und Sicherheit der Lebensmittelproduktion sicherzustellen. Dieser Artikel beleuchtet, wie Durchflussmesser in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden, welche Technologien verwendet werden und welche Vorteile sie bieten.
Überblick über die Bedeutung der Durchflussmessung in der Lebensmittelindustrie
Durchflussmesser sind essenziell für die Überwachung und Steuerung von Flüssigkeiten und Gasen in industriellen Prozessen. In der Lebensmittelindustrie umfasst dies die Überwachung von Wasser, Milch, Säften, Öl, Soßen und vielen weiteren flüssigen Produkten, die während der Produktion transportiert, gemischt und verarbeitet werden. Außerdem werden Gase wie CO₂ für die Karbonisierung von Getränken eingesetzt oder Dampf für die Sterilisation genutzt. Um diese Prozesse genau zu überwachen, kommen verschiedene Arten von Durchflussmessern zum Einsatz, die für die jeweiligen Anforderungen der Lebensmittelindustrie optimiert sind.
Zu den wichtigsten Faktoren, die in der Lebensmittelproduktion durch Durchflussmesser überwacht werden, gehören:
- Exakte Dosierung: Um die Qualität und Konsistenz der Produkte sicherzustellen, müssen Zutaten präzise gemessen und zugeführt werden.
- Prozesskontrolle: Durchflussmesser helfen dabei, Prozesse wie das Pasteurisieren oder das Homogenisieren exakt zu überwachen.
- Sicherheit: Sie tragen zur Überwachung von Reinigungs- und Sterilisationsprozessen bei, um sicherzustellen, dass alle Hygienevorschriften eingehalten werden.
Technologische Lösungen für die Durchflussmessung
In der Lebensmittelindustrie werden verschiedene Technologien der Durchflussmessung verwendet. Die Wahl der richtigen Technologie hängt von den spezifischen Anforderungen des Produkts und des Prozesses ab. Die gängigsten Technologien sind:
a. Magnetisch-induktive Durchflussmesser
Diese Art von Durchflussmessern ist besonders in der Lebensmittelindustrie verbreitet, da sie keine beweglichen Teile enthält und daher besonders hygienisch und wartungsarm ist. Der magnetisch-induktive Durchflussmesser nutzt das Prinzip der elektromagnetischen Induktion, um den Durchfluss eines leitfähigen Mediums zu messen. Dabei wird ein Magnetfeld erzeugt, das eine Spannung in der durchfließenden Flüssigkeit induziert. Diese Spannung ist proportional zur Geschwindigkeit des Mediums und kann zur Berechnung des Volumenstroms verwendet werden.
Vorteile für die Lebensmittelindustrie:
- Hygienisches Design ohne bewegliche Teile, das leicht zu reinigen ist.
- Geeignet für leitfähige Flüssigkeiten wie Milch, Säfte und Wasser.
- Hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit.
b. Ultraschall-Durchflussmesser
Ultraschall-Durchflussmesser arbeiten, indem sie Schallwellen durch das Medium senden und die Zeit messen, die diese Wellen benötigen, um von einem Sensor zum anderen zu gelangen. Je nach Strömungsgeschwindigkeit wird die Laufzeit der Schallwellen beeinflusst, und daraus kann die Durchflussmenge berechnet werden. Diese Technologie eignet sich besonders für Flüssigkeiten mit niedriger bis mittlerer Viskosität und kann auch für nicht-leitende Flüssigkeiten wie Öle oder Reinigungsmittel verwendet werden.
Vorteile für die Lebensmittelindustrie:
- Berührungslose Messung, daher besonders hygienisch.
- Keine beweglichen Teile, die den Fluss des Mediums beeinträchtigen könnten.
- Kann bei hohen hygienischen Anforderungen oder bei empfindlichen Flüssigkeiten wie Sahne eingesetzt werden.
c. Coriolis-Durchflussmesser
Der Coriolis-Durchflussmesser nutzt das Coriolis-Prinzip, um den Massenstrom einer Flüssigkeit oder eines Gases zu messen. Dabei wird das Medium durch ein Rohr geleitet, das in Schwingung versetzt wird. Die Massendurchflussrate verändert die Schwingung des Rohres, und diese Änderung wird zur Berechnung des Massenstroms verwendet. Diese Technologie ist besonders genau und wird häufig für zähflüssige oder komplexe Flüssigkeiten wie Sirup oder Öl verwendet.
Vorteile für die Lebensmittelindustrie:
- Hohe Messgenauigkeit, insbesondere bei zähflüssigen Medien.
- Kann sowohl Masse als auch Dichte des Mediums erfassen, was zusätzliche Prozessinformationen liefert.
- Ideal für hochwertige oder viskose Flüssigkeiten, bei denen Präzision entscheidend ist.
d. Turbinen-Durchflussmesser
Turbinen-Durchflussmesser messen den Volumenstrom, indem sie die Rotation einer Turbine innerhalb des Messrohrs erfassen. Die Geschwindigkeit der Turbinenrotation ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit. Diese Technologie ist jedoch nicht für alle Anwendungen geeignet, da sie bewegliche Teile enthält, die Verschleiß oder Hygienerisiken bergen können.
Vorteile für die Lebensmittelindustrie:
- Kostengünstig und einfach zu installieren.
- Geeignet für klare Flüssigkeiten wie Wasser oder leicht viskose Flüssigkeiten.
Anwendungen von Durchflussmessern in der Lebensmittelindustrie
Durchflussmesser kommen in vielen verschiedenen Bereichen der Lebensmittelproduktion zum Einsatz. Einige der häufigsten Anwendungen sind:
a. Dosierung und Abfüllung
Bei der Herstellung von Getränken, Soßen oder flüssigen Nahrungsmitteln ist es entscheidend, dass Zutaten in exakten Mengen zugeführt werden. Durchflussmesser gewährleisten eine präzise Dosierung, was zu einer gleichbleibenden Qualität der Produkte führt. In der Abfüllindustrie kommen Durchflussmesser ebenfalls zum Einsatz, um sicherzustellen, dass jede Flasche oder Verpackung die genaue Menge an Produkt enthält.
b. Überwachung von Reinigungsprozessen
In der Lebensmittelindustrie ist Hygiene von größter Bedeutung. Um sicherzustellen, dass Produktionsanlagen sauber und frei von Kontaminationen sind, werden regelmäßig Reinigungsprozesse durchgeführt. Durchflussmesser spielen hier eine wichtige Rolle, da sie die Menge und Geschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeiten überwachen. Diese Kontrolle ist entscheidend, um sicherzustellen, dass alle Bereiche der Anlage ordnungsgemäß gereinigt und sterilisiert werden.
c. Wassermanagement
Wasser wird in vielen Prozessen der Lebensmittelproduktion benötigt, von der Reinigung bis zur eigentlichen Herstellung der Produkte. Durchflussmesser helfen dabei, den Wasserverbrauch genau zu überwachen und zu kontrollieren, um einerseits Kosten zu sparen und andererseits die Nachhaltigkeit der Produktion zu fördern.
d. Prozesskontrolle bei der Pasteurisierung
Pasteurisierung ist ein kritischer Prozess in der Lebensmittelindustrie, insbesondere bei der Herstellung von Milchprodukten, Säften und Konserven. Durchflussmesser überwachen den Durchfluss der Produkte durch den Pasteurisator und stellen sicher, dass sie die erforderliche Zeit bei der richtigen Temperatur verbringen, um Mikroorganismen abzutöten, ohne die Qualität des Produkts zu beeinträchtigen.
e. Karbonisierung von Getränken
Bei der Herstellung von kohlensäurehaltigen Getränken wie Limonaden und Bier wird Kohlendioxid (CO₂) in die Flüssigkeit eingeleitet. Durchflussmesser messen und kontrollieren den CO₂-Fluss, um sicherzustellen, dass das Getränk die richtige Menge an Kohlensäure enthält. Eine genaue Steuerung des CO₂-Gehalts ist entscheidend für den Geschmack und die Haltbarkeit des Produkts.
Vorteile von Durchflussmessern in der Lebensmittelindustrie
Durchflussmesser bieten der Lebensmittelindustrie eine Reihe von Vorteilen, die sowohl die Qualität der Produkte als auch die Effizienz der Produktionsprozesse verbessern:
a. Präzision und Konsistenz
Durchflussmesser sorgen dafür, dass die Zutaten in den richtigen Mengen zugeführt werden und die Produktionsprozesse gleichbleibend verlaufen. Dies führt zu einer hohen Produktqualität und einer gleichbleibenden Konsistenz, was in der Lebensmittelindustrie von entscheidender Bedeutung ist.
b. Hygiene
Durch den Einsatz von Durchflussmessern, die keine beweglichen Teile haben, wie z. B. magnetisch-induktive oder Ultraschall-Durchflussmesser, kann die Hygiene in der Produktion gewährleistet werden. Diese Geräte sind leicht zu reinigen und zu sterilisieren und erfüllen die hohen hygienischen Anforderungen der Lebensmittelindustrie.
c. Kosteneffizienz
Durch die genaue Überwachung des Durchflusses von Flüssigkeiten und Gasen können Produktionsprozesse optimiert und unnötiger Verbrauch von Ressourcen wie Wasser oder Rohstoffen reduziert werden. Dies führt zu Kosteneinsparungen und trägt zur Effizienzsteigerung bei.
d. Nachhaltigkeit
Die Lebensmittelindustrie steht unter zunehmendem Druck, nachhaltiger zu arbeiten. Durchflussmesser tragen dazu bei, den Einsatz von Wasser und Energie zu optimieren, Abfälle zu minimieren und die Gesamteffizienz der Produktion zu verbessern. Dies ist ein wichtiger Schritt hin zu einer umweltfreundlicheren und ressourcenschonenden Produktion.
e. Prozesssicherheit
Durchflussmesser tragen zur Sicherheit der Prozesse bei, indem sie eine genaue Kontrolle und Überwachung der Produktionsschritte ermöglichen. Dies ist besonders wichtig in kritischen Prozessen wie der Pasteurisierung oder der Sterilisation, wo die genaue Einhaltung von Zeit- und Temperaturvorgaben entscheidend ist.
Herausforderungen bei der Implementierung von Durchflussmessern
Trotz ihrer vielen Vorteile stehen Unternehmen in der Lebensmittelindustrie auch vor Herausforderungen bei der Implementierung von Durchflussmessern. Einige der wichtigsten Herausforderungen sind:
- Auswahl der richtigen Technologie: Nicht alle Durchflussmesser eignen sich für alle Anwendungen. Die Wahl des richtigen Messgeräts hängt von der Art des Mediums, den hygienischen Anforderungen und den Prozessbedingungen ab.
- Wartung und Kalibrierung: Auch wenn moderne Durchflussmesser oft wartungsarm sind, müssen sie regelmäßig kalibriert werden, um eine langfristige Genauigkeit zu gewährleisten.
- Integration in bestehende Systeme: In vielen Produktionsanlagen müssen Durchflussmesser in bestehende Automatisierungssysteme integriert werden, was technische und organisatorische Herausforderungen mit sich bringen kann.
Fazit
Durchflussmesser spielen eine unverzichtbare Rolle in der Lebensmittelindustrie. Sie tragen dazu bei, Produktionsprozesse zu optimieren, die Qualität der Produkte sicherzustellen und die Effizienz zu steigern. Dank moderner Technologien wie magnetisch-induktiven, Ultraschall- und Coriolis-Durchflussmessern können Lebensmittelhersteller hygienische, präzise und zuverlässige Messungen durchführen, die den hohen Anforderungen der Branche gerecht werden. Trotz der Herausforderungen bei der Implementierung bieten Durchflussmesser erhebliche Vorteile, die letztlich zu einer verbesserten Produktqualität, Kosteneinsparungen und einer nachhaltigeren Produktion führen.
Der Anwendungsbereich für die Ovalradzähler der Familie Flowal Plus liegt in der einfachen, zuverlässigen und wirtschaftlichen Messung von Volumen bzw. Volumendurchflüssen. Sie sind besonders robust konzipiert und vereinigen jahrzehntelange Erfahrung mit modernsten Technologien. Diese werden in den verschiedensten Industriebranchen eingesetzt wie z.B. Maschinenbau, Anlagenbau, Lebensmittelindustrie, Halbleiterindustrie, Umweltindustrie, Automobilindustrie, etc. Durch die verfügbaren Werkstoff-Kombinationen ist diese Baureihe auch für die Messung von aggressiven bzw. korrosiven Medien geeignet. Ovalradzähler der Familie Flowal Plus bestehen aus folgenden Komponenten:
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Bedienungsanleitung |
- Flexible und einzigartige Prozessanschluss Lösungen mit Lebensmittel Zulassungen
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- SITRANS FM Portfolio – unsere durchgängige Plattform ermöglicht die flexible Nutzung des Messumformers MAG 5000/6000 für alle Produkte (MAG 5100/3100/1100): • Einzigartige SensorProm-Technologie – speichert kritische, sensorspezifische Daten und gibt diese an den Messumformer weiter. Dies ermöglicht eine einfache, flexible Inbetriebnahme des Sensors. • Plug&Play - ermöglicht einfachen Austausch und Inbetriebnahme des Messumformers vor Ort in nur wenigen Minuten • „Hot swapable“ – Im Betrieb austauschbar • Montageflexibilität - Kompakter oder getrennter Einbau möglich • Die validierte Kalibrierung gewährleistet eine genaue Durchflussmessung. Jeder Siemens Durchflussmesser wird in Einrichtungen kalibriert, die individuell nach ISO / IEC 17025 akkreditiert sind. • Service und Diagnose - Ausgelegt für MAG-Verifikation vor Ort mit rückführbarer Zertifizierung. Regelmäßige Kalibrierung des SITRANS FM Verifikators sichert die Genauigkeit im Feld.
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Bedienungsanleitung |
- SITRANS FCS100 Sensor + SITRANS FCT020/FCT040 Messumformer = Durchflussmesssystem SITRANS FC120/FC140
- SITRANS FCS100-Sensoren werden immer über ein Verbindungskabel mit einem externen Messumformer verbunden
- Starke Signal-Rausch-Charakteristik, robust gegen Prozesse und äußere Einflüsse
- Dosierfunktion mit Leckageerkennung und Chargenkontrolle für präzise Dosierung
- Genaue Dichtemessung und bis zu vier Fraktions-(Konzentrations-)Messungen
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- SITRANS FCS500 Sensor + SITRANS FCT020/FCT040 Messumformer = Durchflussmesssystem SITRANS FC520/FC540
- SITRANS FCS500-Sensoren können mit Kompakt- oder Fernmessumformern kombiniert werden
- Predictive Maintenance dank Tube health check
- Viskositätsfunktion und Fähigkeit zur Verwaltung hochviskoser Prozessflüssigkeiten
- Genaue Dichtemessung und bis zu vier Fraktions-(Konzentrations-)Messungen
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- SITRANS FCS600 Sensor + SITRANS FCT020/FCT040 Messumformer = Durchflussmesssystem SITRANS FC120/FC640
- SITRANS FCS600-Sensoren können mit Kompakt- oder Fernmessumformern kombiniert werden
- Hervorragende Belüftungshandhabung und erweiterte Diagnosefunktionalität
- Berechnungsfunktionen für den Gasporenanteil und den Nettoölgehalt liefern Ergebnisse in Mehrphasenanwendungen
- Dynamischer Druckausgleich bis 700 bar
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- SITRANS FCS700-Sensoren können mit Kompakt- oder Fernmessumformern kombiniert werden
- Nenndurchflussmengen von 250.000 kg/h bis 900.000 kg/h
- Berechnungsfunktionen für den Gasporenanteil und den Nettoölgehalt liefern Ergebnisse in Mehrphasenanwendungen
- Hochleistungs-Röhrentreiber für zuverlässige Messungen bei Anwendungen mit hoher Dämpfung
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- Der wohl kompakteste Doppelkurven-Coriolis-Durchflusssensor
- Nenngrößen von DN1 bis DN8
- Anschlüsse: Flansch, Gewinde oder Hygieneklemme
- Installation in engen Räumen ohne Einlass- und Auslassbeschränkungen
- Passende Größen für Pilotanlagen, Forschungs- und Entwicklungslabore und hochwertige Flüssigkeitsadditive
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- Doppelt gebogene AISI 316L-Edelstahlrohre mit polierter Option
- Nenngrößen von DN10 bis DN80
- Anschlüsse: Flansch, Gewinde oder eine Auswahl an Hygieneanschlüssen
- Hygienezulassungen für den Lebensmittel-, Getränke- und Pharmabereich
- Vielseitige Lösung mit hervorragendem Regelbereich und geringem Druckverlust
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- Doppelt gebogene Rohre aus AISI 316L oder Alloy 22 mit optimaler Entkopplung von äußeren Einflüssen
- Nenngrößen von DN2 bis DN65
- Anschlüsse: Flansch, Gewinde oder Hochdruckautoklav
- Temperaturen von -196 °C (für kryogene Flüssigkeiten) bis +350 °C
- Isolierungs- und Begleitheizungsoptionen für viskose und geschmolzene Flüssigkeiten
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- Doppelt gebogene Rohre aus AISI 316L oder Alloy 22 mit optimaler Entkopplung von äußeren Einflüssen
- Nenngrößen von DN100 bis DN200
- Anschluss: Flansch
- Energieeffizientes Design mit geringem Druckverlust, kurzen Rohrwegen und großem Rohrdurchmesser
- Hochleistungs-Röhrentreiber für zuverlässige Messungen bei Anwendungen mit hoher Dämpfung
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- Mehrsprachiger Assistent für einfache Einrichtung und Anleitung durch die Hauptkonfiguration
- Event Management als einzigartige und nützliche Unterstützung, um den Prozess effektiv und sicher durchzuführen
- Datenmobilität durch microSD-Karte zur einfachen Übertragung auf andere Geräte zur schnellen Einrichtung oder auf den PC für detaillierte Prozessanalysen oder Fernwartung
- Größte Auswahl an I/O-Kombinationen auf dem Markt für die flexibelste Anpassung an die vorhandene Systemperipherie
- Universelles Netzteil zur Installation des Geräts überall auf der Welt
- Hart, Modbus-Kommunikation
- NAMUR NE95-Konformität, SIL 2- und SIL 3-Konformität
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- Patentierte Tube Integrity-Funktion und Total Health Check für die Inline-Messgerätverifizierung ohne Störung laufender Messungen
- Features on Demand zur einfachen Erweiterung von Sonderfunktionen per Software-Aktivierungsschlüssel
- Dosierfunktion und Viskositätsfunktion
- Dynamische Druckkompensation für gleichbleibend genaue und stabile Messungen auch bei erheblichen Schwankungen des Betriebsdrucks
- Inline-Konzentrationsmessung
- Integrierte Nettoölberechnung gem. API-Standard
- Hart-, Modbus-, Profibus-PA-Kommunikation
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Mit dem digitalen Coriolis-Durchflussmessgerät SITRANS FC310 können Sie mehr Messgeräte auf engstem Raum unterbringen und das ohne Verzicht auf höchste Leistung. Das All-in-one-Design des FC310 steht für mühelose Installation, einfache Integration in Ihr Prozessleitsystem und optimale Kosteneffizienz, weil Sie nur für das zahlen, was Sie wirklich brauchen. Das komplette System ist für Standard- und Hygiene-Anwendungen erhältlich. Das Durchflussmessgerät FC310 besteht aus einem Messaufnehmer SITRANS FCS300 und einem Messumformer SITRANS FCT010.
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- Direkte Integration – Einbindbar in DCS-Automatisierungssysteme über Profibus 4.0, Modbus, HART 7.2 oder als eigenständige Lösung
- Platzsparend – Kompaktes Messaufnehmerdesign mit Getrenntmontage als Option ermöglicht Flexibilität bei der Wahl eines geeigneten Einbauortes für den Messumformer
- Alle Informationen zur Hand– Umfassende mobile Speicherfunktionen (SensorFlash® microSD-Karte) - Kalibrierzertifikate - Druck- und Materialprüfzeugnisse (laut Bestellung) - Dauerhafte Sicherung von Prozessdaten - Übertragen der benutzerspezifischen Konfiguration an andere Durchflussmessgeräte - Datenaufzeichnungsfunktion
- Hygiene-Zulassung – Messaufnehmer in Hygiene-Ausführung nach EHEDG für die Größen DN 25-80; extern reinigungsfähig; Anschlüsse
- Weltweites Servicenetz – Support durch unsere Experten, wann und wo auch immer Sie ihn brauchen
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