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Temperaturmesstechnik standardisiert

01  Der Spezialist von Endress+Hauser für die Food-Branche: Die modularen Thermometer „iTherm“ im hygienegerechten Design

01  Der Spezialist von Endress+Hauser für die Food-Branche: Die modularen Thermometer „iTherm“ im hygienegerechten Design

02  Einsatz in hygienischen und aseptischen Anwendungen der Lebensmittel- und Life-Sciences-­Industrie: „iTherm TM411“

02  Einsatz in hygienischen und aseptischen Anwendungen der Lebensmittel- und Life-Sciences-­Industrie: „iTherm TM411“

03  Konsequent eingesetzt, ergeben sich auf der einen Seite Einsparungen bei den Wartungskosten und Stillstandzeiten und auf der anderen eine verbesserte Produktqualität, Prozesseffizienz sowie -sicherheit

03  Konsequent eingesetzt, ergeben sich auf der einen Seite Einsparungen bei den Wartungskosten und Stillstandzeiten und auf der anderen eine verbesserte Produktqualität, Prozesseffizienz sowie -sicherheit

Optimale Prozesstemperaturen bilden die Basis bei der Herstellung hochwertiger Milchprodukte. Abweichende Werte lassen biomechanische Prozesse zu langsam oder zu schnell ablaufen. Die Temperaturmessung ist somit sowohl sicherheits- als auch qualitätsrelevant. Welche Kostenoptimierungspotenziale die Standardisierung der Temperaturmesstechnik bringt, zeigt das Beispiel des DMK (Deutsches Milchkontor) in Hohenwestedt.

Die DMK Deutsches Milchkontor GmbH gilt als das größte deutsche Molkereiunternehmen. Es beschäftigt an 28 Standorten in zehn Bundesländern rund 7 150 Mitarbeiter. Das aus der Fusion von Humana und Nordmilch entstandene Unternehmen verarbeitet jährlich rund 6,7 Mrd. l Milch, die von rund 9 400 aktiven Milcherzeugern angeliefert und zu hochwertigen Produkten verarbeitet wird. Dabei durchläuft jeder einzelne Liter Milch einen Erhitzungsprozess, bei dem gesetzlich vorgeschriebene Temperaturgrenzen eingehalten werden müssen. Als Problematik am Standort Hohenwe­stedt ergab sich, dass dort circa 30 verschiedene Varianten von Temperaturmesstechnik eingesetzt wurden. Für die Instandhaltung war es somit schwierig, in kurzer Zeit auf Störungen zu reagieren.
Der Lösungsweg führte über die Standardisierung der Temperaturmesstechnik. Dabei fiel die Wahl auf Messtechnik von Endress+Hauser. „Der Temperaturfühler bringt alle von uns gewünschten Funktionen mit“, begründet
Patrick Hilbert, Leiter Instandhaltung Elektrotechnik am Standort Hohenwestedt der DMK, die Entscheidung. Gemeint ist damit zum einen die Standardisierung, das heißt: Es gibt nur noch einen Temperaturfühler und verschiedene Prozessadapter, die vor Ort auf die Bedürfnisse der Anlage hin zusammengebaut werden können. „Ein weiteres Kriterium ist die kurze Ansprechzeit des Temperaturfühlers (t90 = 0,75 s), weil es bei Milcherhitzungsanlagen auf sehr geringe Temperaturabweichungen im Bereich von 0,1 °C ankommt“, sagt P. Hilbert weiter.

Kostenreduzierung in vielen Bereichen
Die modularen „iTherm“-Thermometer von Endress+Hauser entsprechen mit ihrem hygiene­gerechten Design zugleich den Anforderungen der Lebensmittelindustrie (Bild 1 und 2). In Hohenwestedt kommen die Vorzüge der „iTherm“-Quick-Sens- und -Quick-Neck-Technologien zum Tragen. Quick-Sens steht für schnelle Ansprechzeiten und hochpräzise Temperaturmessung, auch in Schutzrohren. Damit lassen sich die Prozesssicherheit steigern und Kosten sparen. Zu den weiteren herausragenden Eigenschaften zählen die kurze Eintauchtiefe (25 mm) mit hoher Reproduzierbarkeit sowie Robustheit bei Belastungen >60 g und damit eine lange Lebensdauer. Die „iTherm“-Quick-Neck-Technologie ist geprägt vom teilbaren Halsrohr. Dabei ergeben sich durch ihre einfache werkzeuglose Kalibrierbarkeit Zeit- und Kosteneinsparungen bei häufig zu kalibrierenden Messstellen. Verdrahtungsfehler werden vermieden; die Schutzklasse IP69K wird eingehalten.
Für den DMK-Standort im hohen Norden hat sich die Standardisierung der Temperaturmesstechnik laut Instandhaltungsleiter P. Hilbert gelohnt: „Die Vorteile, die wir da­raus gezogen haben, sind zum einen eine deutliche Kostenreduzierung bei der Prüfmittelüberwachung durch unsere Mitarbeiter. So haben wir die Zeit für eine Prüfung, die zuvor 60 Minuten dauerte, auf rund 45 Minuten reduzieren können.“ In Summe spart das DMK also 25 Arbeitsstunden bei einer Anzahl von hundert zu prüfenden Messstellen in einer Anlage ein. Ein weiterer Vorteil laut P. Hilbert ist die Standardisierung im Materiallager. So können die Mitarbeiter auf einen standardisierten Temperaturfühler zurückgreifen und bei Störungen schneller reagieren.

Langzeitstabilität von Temperatursensoren verlängert Kalibrierzyklen
Um qualitativ hochwertige Herstellungsprozesse sicherzustellen, ist eine hohe Präzision der Temperaturmesstechnik wesentlich. Deshalb werden die Messgeräte in der Praxis jährlich kali­briert. Aufgrund des speziellen Sensordesigns und der automatisierten Fertigung wurde die Langzeitstabilität der Mess­einsätze von „iTherm“-Quick-Sens und -Strong-Sens weiter optimiert. Den Nachweis haben Tests im Labor gebracht. Hier wurden die gebräuchlichen Prozessbedingungen der Lebensmittel-/Getränke- sowie der Life-Sciences-Industrie simuliert: Rund 2 000 Stunden wurden die Sensoren zyklisch getestet und kalibriert. Der Ablauf eines Zyklus dauert rund fünfeinhalb Stunden und beginnt mit einem fiktiven Herstellungsprozess bei 40 °C. Nach ­ ­einer Stunde bei 40 °C wird eine CIP-Reinigung (Cleaning-in-Place) bei ca. 65 °C für eine Stunde simuliert und ­anschließend wieder auf Prozesstemperatur heruntergekühlt. Darauf folgt nach rund einer Stunde bei Prozesstemperatur eine Simulation der SIP-Reinigung (Sterilisation-in-Place) bei 135 °C, die ebenfalls eine Stunde dauert.
In einer Fermentationsanlage, die zwei bis drei Mal pro Woche sterilisiert wird und 24/7/365 in Betrieb ist, werden in der Testzeit von 2 000 Stunden etwa 377 Zyklen durchlaufen. Dies entspricht einer Einsatzzeit von zweieinhalb Jahren. Alle drei getesteten Sensortypen erbrachten über die gesamte Testdauer stets die Klasse AA (≤ ±0,1 K bei 0 °C). Daraus geht hervor, dass unter Prozessbedingungen (40 °C/65 °C/135 °C) keine systematische Drift vorliegt. Dies wird auch in der Herstellererklärung bestätigt.
Durch den Einsatz von Endress+Hauser-„iTherm“-Quick-Sens und -Strong-Sens lassen sich Kalibrierzyklen deutlich verlängern. So ergibt sich, ausgehend von 120 € Kalibrierkosten pro Messstelle und 500 zu kalibrierenden Thermometern, durch die Halbierung des Kalibrieraufwands eine Kostenersparnis von rund 30 000 € pro Jahr.

Fazit
Durch die Standardisierung der Temperaturmesstechnik und die Entscheidung, Produkte von Endress+Hauser einzusetzen, konnte das DMK in vielen verschiedenen Bereichen Einsparpotenziale heben (Bild 3). Daraus resultiert große Zufriedenheit auf allen Seiten.(ih)

Tabelle: Übersicht über die Einsparungen beim DMK

Giovanni Colucci ist Marketing Manager Temperatur bei Endress+Hauser in Weil am Rhein. giovanni.colucci@de.endress.com