Käserei Wildberg – érzékelők a sajtüzemben
Miért támaszkodik egy svájci sajtüzem az ifm érzékelőire specialitásai előállítása során?
A wildbergi sajtgyártó üzem még a teljesen automatizált élelmiszergyártás idején is nagy szakértelmet és kézműves munkát alkalmaz a termelés során a sajtgyártás döntő fázisaiban.
Itt, a zürichi Oberlandban a kiválasztott helyi gazdák kiváló minőségű tejéből kifinomult receptekkel, többek között a sajt többéves érlelésével varázsolnak különleges ízélményt. A siker kulcsa a kifinomult automatizálás a háttérben: Különböző érzékelők segítik a számos folyamatparaméter lehető legpontosabb betartását. Csak ezáltal biztosítható az egyenletesen magas termékminőség.
Arról, hogy a wildbergi sajtgyártó üzem munkatársai értik mesterségüket, gyorsan megbizonyosodhatunk, amikor Roland Rüegg ügyvezető igazgatóval belépünk az új gyártócsarnokokba: Itt mindenki érti a dolgát, és mestere szakmájának; minden úgy fonódik, kapcsolódik egymáshoz, mint egy fogaskerék. A sajtpincékben a termékek és receptek hatalmas választéka tárul elénk: A portfólió az olyan népszerű specialitásoktól kezdve, mint az Emmentaler AOP és a mozzarella, egészen a vállalat saját találmányáig, a Cheebabig, azaz sajtos kebabig terjed. Ez utóbbi nagy népszerűségnek örvend a közeli és távolabbi vásárlók körében, amióta sor került az első kóstolókra a ház saját értékesítő standján.
A siker receptje: A legjobb minőség. A termelés 2021 tavasza óta folyik az új épületben: A sajtüzem folyamattechnikai szempontból a legmodernebb, a staedler automation AG által felszerelt sajtgyártó üzem. Az automatizálási szakértő vállalat székhelye mindössze néhány kilométerre található – berendezéseinek érzékelők általi felügyelete során az ifm automatizálási szakértő termékeire és megoldásaira támaszkodik.
Sajt és érzékelők
De mi köze van a hagyományos sajtgyártásnak az érzékelőkhöz? Nagyon sok, mert a sajtüzemben a gyártógépeket csak akkor lehet a minőséghez szükséges pontossággal vezérelni, ha maga a vezérlés is folyamatosan pontos folyamatparaméterekkel van ellátva.
Példa: A tejnek a szeparátorba való bevezetésétől kezdve a hőcserélőn keresztül a sajttömörítőig, a hőmérsékletet és a nyomást pontosan fenn kell tartani a tej megfelelő kezelése érdekében. De kezdjük az elején: A tejátvevő részlegen tárolótartályok találhatók, amelyekben a frissen szállított tej kerül hűtésre és keverésre. Itt töltésszint- és hőmérséklet-érzékelők ellenőrzik a tej megfelelő tárolását. A CIP-berendezés, amelyet a csővezetékek és tartályok rendszeres tisztítására használnak, szintén érzékelők felügyelete alatt áll: Például átfolyásérzékelők szabályozzák a vízmennyiséget az öblítési folyamatok során.
A lehető legjobb védelem a hőmérsékletre érzékeny folyamatokhoz
A hőmérséklet-érzékelők különösen az úgynevezett termizálásban mutatják meg erejüket. A nyers tej a kívánt sajtfajtától függően egy lemezes hőcserélőben kerül felmelegítésre, precízen és pontosan időzítve. A TA2502 típusú hőmérséklet-érzékelők párosával együttműködve határozzák meg a hőcserélő mindhárom szegmensében a belépő és kilépő hőmérsékletet, hogy a vezérlés pontos és azonnali beállításokat tudjon végezni a mindenkori utánkapcsolt hőcserélő szegmensekben.
Önellenőrző hőmérséklet-érzékelő
Az egész folyamatban kétségtelenül a TCC501 hőmérséklet-érzékelő látja el a legfelelősségteljesebb feladatot a hőcserélő forróntartási szakaszán, ahol a tej mikrobiológiai optimalizálása, ill. biztosítása a folyamat további részében a hőmérséklet hosszú távú fenntartásával történik.
Állandó állapotellenőrzés
A TCC különlegessége: A hőmérséklet-érzékelő nemcsak nagyon pontosan mér, hanem a berendezés üzemeltetőinek azt a lehetőséget is kínálja, hogy esemény-specifikusan – és nem csak a következő tervezett kalibrálási időközben – reagálni tudjanak a drift-viselkedésre. A Calibration Check Technology révén a TCC felismeri saját kitérés-viselkedését. Az érzékelő ehhez a hőmérsékletértéket összehasonlítja az ugyanazon időpontban mért referenciaértékkel. Ha az eltérés a tűrésen kívül van - ez 0,5 és 3 K között állítható be -, akkor azt a TCC optikailag jelzi, és az IO-Link segítségével, ill. a diagnosztikai kimeneten keresztül jelentést küld a központi vezérlésbe. Ugyanez érvényes egy súlyos hiba esetén is. A TCC így csökkenti annak kockázatát, hogy a nem megfelelő gyártási hőmérséklet miatt teljes gyártási tételek vesznek el, különösen a friss termékek esetében.
Eseményspecifikus reakció a minőség biztosításáért
Az olyan gyártási folyamatoknál, ahol a termékek minősége szempontjából döntőek a pontos hőmérsékleti értékek, rendkívül fontos, hogy megbízhatóan hagyatkozzunk a mérési értékek pontosságára. Az inline kalibrálási folyamatnak köszönhetően a TCC ± 0,2 K pontosságot ér el a teljes mérési tartományban. Ezáltal ideális az ilyen hőmérséklet-érzékeny folyamatokban való alkalmazásra. A friss termékek mikrobiológiai folyamata így mindig megbízhatóan nyomon követhető.
1. kép: A különösen folyamatkritikus helyeken: Önellenőrző TCC hőmérséklet-érzékelő optikai állapotjelzéssel.
A fordított ozmózisos berendezés permeátum szakaszában mágneses-induktív átfolyásérzékelők figyelik és szabályozzák a savó koncentrációját.
A berendezés szíve: Lemezes hőcserélő a nyerstej pontos temperálásához.
Átlátható érzékelő-kommunikáció
Akár vizuálisan, akár digitálisan: A TCC az aktuális állapotot minden csatornán átláthatóan és félreérthetetlenül kommunikálja: Magán az érzékelőn zöld fény jelzi a hibátlan működést. A kék szín a tűréstartományon kívüli hőmérséklet-eltérésre utal. A piros súlyos zavart jelez, például valamelyik fő mérőelem kiesését. Ezen kívül a TCC az IO-Link segítségével automatikusan elmenti a kifogástalan dokumentációhoz szükséges releváns adatokat: Beépítés dátuma, üzemórák, hőmérséklet-hisztogram, naplófájlok az eseményüzenetekhez (üzemórák és esemény száma), valamint a kalibrálás ellenőrzési állapotához (üzemórák, hőmérsékletérték, eltérés értéke, limit és állapot).
Szimulációs mód: Már a telepítés előtt a biztos oldalon
Szoftveresen definiálható azon érték, melytől a TCC üzenetet küld. Szimulációs módban, ahol például szabadon megválasztható az érzékelő folyamathőmérséklete és referenciahőmérséklete, előre ellenőrizhető, hogy az érzékelőt megfelelően építették-e be a vezérlésbe. Ez a folyamatszimuláció teszi teljessé a TCC által kínált magas szintű védelmi tényezőt.
Robusztus kialakítás a hosszú élettartam érdekében
A teljesen hegesztett és tömített ház, valamint az új mérőhegy-kialakítás a TCC-t tartósan ellenállóvá teszi külső hatások, pl. nedvesség, termikus és mechanikus sokkokkal és rezgésekkel szemben.
G½ higiéniai területen való alkalmazásra engedélyezett nyomásérzékelő kis csővezetékekhez
A wildbergi sajtgyártó üzem másik fontos érzékelője a PM15 típusú nyomásérzékelő. A hőcserélőben lévő nyomásviszonyokat felügyeli azzal a céllal, hogy a már hőkezelt, azaz felmelegített, csíramentes tejben mindig magasabb legyen a nyomás, mint a hőcserélő lemez túloldalán, ahol friss tej vagy forró víz van. A hőcserélő lemez esetleges repedései esetén a túlnyomás miatt csak a tej tud távozni. Ezzel szemben a rendkívül érzékeny gyártási folyamatba nem kerülhet idegen közeg. Ha a hőcserélő lemezén lerakódások képződnek, és ezzel a nyomás az egyébként állandó áramlási sebesség mellett emelkedik, a nyomásérzékelő ezt a tényt láthatóvá teheti a vezérlés számára, így az ennek megfelelően átállítható, vagy karbantartási időköz kerülhet kezdeményezésre.
Megoldás ahigiénikus gyártóberendezések problémáira
Az új PM15 nyomásérzékelő egyedülálló, előlapba illeszkedő tömítőrendszerrel rendelkezik, amely teflont és PEEK-et tartalmaz. Ez elsőként teszi lehetővé a kis kerámia-kapacitív mérőcellák higiénikus integrálását kisebb csővezetékekbe DN25 mérettől. A G½-menetnek köszönhetően a beépítés nagy és drága adapter nélkül is elvégezhető. A higiéniai tanúsítvánnyal rendelkező, holtterektől mentes adaptáció megakadályozza a lerakódásokat és optimális tisztíthatóságot biztosít a CIP-folyamat során.
Karbantartást nem igénylő és robusztus
Az érzékelőt folyamat oldalon elasztomer tömítés nélkül tervezték, és ezáltal karbantartást nem igényel. Az előlapba illeszkedő, robusztus kerámia mérőcella hosszú távon rendkívül stabil és ellenáll a nyomás- és vákuumlöketeknek, valamint a koptató anyagok hatásainak. Ez egy úgynevezett „száraz mérési elvet” jelent, mivel nem kerül alkalmazásra nyomásközvetítő folyadék, és így kiküszöbölhető a kritikus folyadékok közegbe jutásának kockázata. Az érzékelő ezért gyakorlatilag kopásmentes. Ellenáll akár 150 °C-os közeghőmérsékleteknek (max. 1 óra), ami lehetővé teszi a gőztisztítást. Az EHEDG-tanúsítvány, az FDA-jóváhagyás és a 3A-szabvány megerősíti a higiéniai folyamatokra való alkalmasságát.
1. kép: Kompakt és higiénikus területre alkalmas: PM15 sorozatú nyomásérzékelő előlapba illeszkedő kerámia mérőcellával. 2. kép: Ideális kis névleges átmérőkhöz: PM15 sorozatú nyomásérzékelő G½ folyamatcsatlakozóval a fordított ozmózisos berendezés beadagolójában.
Plusz teljesítmény az IO-Linknek köszönhetően
Mint szinte minden ifm-érzékelő, a PM15 is rendelkezik IO-Link funkcióval. A klasszikus analóg jel (4...20 mA) mellett a folyamatérték veszteség nélkül digitálisan is továbbítható.
Az IO-Link viszont még ennél is többet kínál: Az érzékelő hőmérséklet-érzékelővel is rendelkezik, amelynek értékét a felhasználó az IO-Linken keresztül hívhatja le.
Előnyük: Nem kritikus alkalmazásoknál ez a nem invazív hőmérséklet-mérés „mellesleg” nagyobb átláthatóságot és biztonságot biztosít a berendezésben – ezáltal anyag- és szerelési költségek takaríthatók meg. Az IO-Link további kényelmi funkciói közé tartozik a nullpont-kalibrálás és a mérési tartományok skálázása.
A staedler automation AG megvalósította a sajtgyártó üzem folyamattechnikai vezérlését. Minden folyamatérték megtekinthető a vezérlőrendszeren.
Összegzés
Így az automatikus folyamatfelügyeletnek köszönhetően a wildbergi sajtgyártó üzem az egyes sajtkülönlegességek előállítására koncentrálhat, miközben az ehhez szükséges berendezések megbízhatóan és pontosan teljesítik feladatukat. A testre szabott, kifinomult érzékelők biztosítják a termelés egyszerű és megbízható felügyeletét, még a különleges kihívásokkal teli helyeken is.
