Getränke und Lebensmittel mit einem hohen Fruchtanteil liegen voll im Trend. Der Verbraucher schätzt neben dem gesundheitlichen Nutzen das besondere Geschmackserlebnis hoher Fruchtanteile. Ob Smoothies oder Joghurts mit Fruchteinlage - wenn der Durchfluss von Produkten mit einem hohen Feststoffanteil erfasst werden soll, geht es in Punkto Genauigkeit schnell ans Eingemachte, denn die Rohstoffkosten von Fruchtmark oder Gemüsepürees am Fertigprodukt sind überproportional hoch. Der Promag 55H ist ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, das gerade bei stark feststoffhaltigen und stückigen Produkten durch eine besonders hohe Messwertstabilität besticht.

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ermöglichte die Weiterentwicklung bestimmter Verarbeitungsverfahren und Technologien immer wieder Qualitätssprünge, die dem Verbraucherwunsch nach Produkten mit hohem Convenience-, Genuss- und Gesundheits-Charakter Rechnung tragen. Hier ist z. B. die Entwicklung von Erhitzungsverfahren zu nennen, die eine sehr schonende Haltbarmachung stückiger Lebensmittel ermöglichen. Die Produktstruktur von Obst und Gemüse und deren wertvolle Inhaltsstoffe bleiben dabei weitestgehend erhalten. Hinzu kommen Verpackungsverfahren (z. B. Kaltaseptik), die immer neue Kombinationen von flüssigen und pastösen Produkten mit stückigen Zutaten ermöglicht. Diese Trends lassen die Anzahl an Durchflussapplikationen, angefangen von der Verarbeitung pflanzlicher Rohware bis hin zu den Endprodukten, die diese Zutaten enthalten, stark anwachsen.

Herausforderung hygienisches Prozessumfeld

Die Durchflussmessung stark feststoffhaltiger Produkte ist kein neues Aufgabengebiet für Endress+Hauser. Auch in der Lebensmittelindustrie besteht diese Messaufgabe in der Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe schon lange. In Ermangelung geeigneter Durchflussgeräte am Markt griff man hier in der Vergangenheit auf Messgeräte ohne hygienisch zertifiziertes Design zurück. Mit dem Promag 55H steht nun ein branchenoptimierter Sensor für solche Applikationen zur Verfügung, der dank der Messrohrauskleidung mit einem metallgitterverstärkten PFA-Inliner CIP- und SIP-fähig und auch in Vakuumanwendungen, z. B. Saugbetrieb, einsetzbar ist. Der Promag 55H erfüllt alle hygienischen Anforderungen, vom Gehäuse bis zum produktberührenden Bereich. Das Gerät ist nach EHEDG und 3-A zertifiziert, alle Lebensmittel-kontaktmaterialien sind FDA-konform.
Damit beherrscht der Promag 55H alle Applikationen entlang der Lebensmittelverarbeitungskette, in denen stückige oder stark feststoffhaltige Produkte verarbeitet werden. Doch nicht nur der Hersteller erfüllt beim Einsatz hygienegerechter Anlagenkomponenten die entsprechenden lebensmittelrechtlichen Forderungen, auch der Maschinen- und Anlagenbauer wird durch die EU-Maschinen-Richtlinie 2006/42/EG ab dem 29. Dezember 2009 gezwungen, seine Anlagen gemäß den Anforderungen des Hygienic Designs auszuführen und in so genannte Hygiene-Klassen einzuteilen. Hier ist für den Benutzer ersichtlich, wie eine Anlage anwendungsspezifisch gereinigt werden muss. All diese Bedürfnisse deckt der Promag 55H lückenlos ab.

Messgenauigkeit für schwierige Praxisbedingungen

Durch hohe und gestiegene Rohstoffpreise suchen viele Hersteller nach Einsparpotentialen. Eine Durchflussmessung, die es mit einer Genauigkeit von ± 0,2 % vom Messwert (bzw. ± 2 mm/s) ermöglicht, Volumenströme exakt zu erfassen oder zu dosieren, ist der Türöffner zu Produkt- und Zusatzstoffeinsparungen. Bei Feststoffgehalten von bis zu 35 % keine leichte Aufgabe. Diese hohe Genauigkeit wird durch optimale Signalaufbereitung des Rohmesswertes und mit Hilfe von digitaler Prozessortechnik möglich. Dabei muss die Elektronik so konzipiert werden, dass sie Signalrauschen aus Störeinflüssen des Betriebs erkennt und vom Nutzsignal trennt. Bei der Förderung von feststoffhaltigen Medien werden diese durch Lufteinschlüsse, starke Druck- oder Temperaturschwankungen, hervorgerufen. Stückige Produkte müssen häufig schonend bei niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten (bis zu 0,2 m/s) gefördert werden, manche eingesetzten Pumpentypen fördern stark pulsierend. Zudem enthalten Maischen aus Früchten nach dem Zerkleinerungsprozess noch erhebliche Anteile Luft. All diese die Genauigkeit beeinflussenden Faktoren werden in der Messwertverarbeitung zuverlässig eliminiert.
Auch in Applikationen, in denen der Durchfluss von Produkten mit einer besonders niedrigen elektrischen Leitfähigkeit zu messen ist, bietet der Promag 55H viele Möglichkeiten. Fruchtzubereitungen, die Zitrusfrüchte enthalten, können diese Eigenschaften aufweisen. Hier kann die Leitfähigkeit teilweise unter 5 µS/cm liegen, herkömmliche magnetisch-induktive Durchflussmesssysteme scheitern an dieser Herausforderung. Die Genauigkeitsangaben besitzen auch über den üblichen Temperaturbereich der Produktverarbeitung hinaus bis zu 130°C ihre Gültigkeit - ein weiterer Pluspunkt bezüglich der Prozessstabilität des Promag 55H.

Anwendungsoptimierte Durchflussmessung

Feststoffhaltige oder stückige Lebensmittel und Getränke sind in ihrer Zusammensetzung sehr unterschiedlich. Um in jeder Applikation den Promag 55H optimal einzusetzen, ist die Auswahl der richtigen Messelektrode für das Messgerät von entscheidender Bedeutung. Neben der Standard-Knopf-Elektrode steht für fetthaltige Produkte eine Spitzelektrode zur Verfügung. Diese Elektrodenform verhindert einen Fettfilm auf der Messelektrode, der zu einem Ausfall der Messung führen würde. Auch für Produkte, die Zucker in kristalliner Form in hoher Konzentration enthalten, empfiehlt sich diese Wahl. Für Maischen, Püree oder Mark aus Früchten und Gemüse sollte es die Bügel-Elektrode sein.
Hinsichtlich des Einbaus gelten die allgemein für magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte üblichen Regeln, eine breite Palette der im Lebensmittelbereich üblichen Prozessanschlüsse ist verfügbar. Die Nennweiten werden bis DN 100 abgedeckt, womit auch große Durchflussmengen bis zu 4.700 l/min hochgenau gemessen werden können.
Zusätzliche Optionen wie die Batching-Software machen den Promag 55H zum Allrounder in einfachen Dosieranwendungen. Alle Promag-Durchflussmessgeräte sind nach ISO/IEC 17025 kalibriert. In qualitätsrelevanten Messstellen kann damit der Nachweis zur Qualitätssicherung des Produktionsprozesses erbracht werden. Solch eine Kalibrierung kann auch in vom Kunden gewünschten Intervallen durch unseren akkreditierten Service Vor-Ort im Betrieb erfolgen. Für den Anwender besteht die Möglichkeit zur regelmäßigen Verifizierung der Messstelle mit dem Prüftool Fieldcheck.

Fazit

Mit dem Promag 55H werden sämtliche Anforderungen, die an ein Durchfluss-Messsystem bei der Verarbeitung von feststoffhaltigen Lebensmitteln und Getränken herangetragen werden, vollumfänglich gelöst. Angefangen von der hygienischen Geräteausführung über den prozessstabilen und sicheren Messbetrieb bis hin zur Verifikation / Prüfung ohne Geräteausbau. Damit steht ein Gerät zur Verfügung, das Dank der hohen Messgenauigkeit, sowohl bei der Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe als auch bei Endprodukten mit stückigen Zutaten, Sparpotentiale bietet. Die genaue Erfassung oder Dosierung dieser Medien ist die Basis jeder wirtschaftlichen Kalkulation und jedes qualitätsorientierten Produzierens.

Anwendungsgebiete:

• Joghurt mit Fruchtstücken / Körner
• Fruchtmark, -püree (Kokos, Mango, Banane)
• Fruchtmaischen (Saftherstellung)
• Gemüsebreie (Spinat)
• Marmeladen
• Glukosesirup, Flüssigzucker
• Teige
• Suppen, Saucen, Toppings
• Desserts
• Käsebruch
• Molkekonzentrat

Autor: Tim Schrodt