Hygienegerechte Sensoren
Einführung zum Thema hygienegerechte Sensoren
Ein hygienegerechter Sensor ist ein Gerät, das die Temperatur, den Durchfluss oder Druck in einer Umgebung misst, in der sich Produkte für den menschlichen Verzehr befinden.
Eine der typischen Aufgabenstellungen bei der Messung von Parametern wie Temperatur, Durchfluss, Füllstand oder Druck in industriellen Umgebungen ist die Auswahl eines Aufnehmers, dessen Bauform eine optimale Kombination von Haltbarkeit und Lebensdauer in der vorgesehenen Betriebsumgebung bietet. Der erforderliche Messbereich und besondere Anforderungen an die Umgebungsbedingungen engen die Auswahl ein. Wenn die Messungen an Produkten erfolgen, die für den menschlichen Verbrauch bestimmt sind, sind weitere Anforderungen zu beachten. In diesem Bereich kann eine Verunreinigung des Produkts nicht nur Haftungsprobleme aufwerfen, sondern auch Menschen gefährden. Genau an diesem Punkt setzen die Hygiene-Standards 3-A an. Im Gegensatz zu anderen Normen erfüllen Geräte, die das 3-A-Symbol tragen, bestimmte Werkstoff-, Konstruktions- und Herstellungsanforderungen, die für die Reinigung und Prüfung der Geräte relevant sind.
Weitere Informationen über hygienegerechte Sensoren
Verhindern von Verunreinigung
ANWENDUNGEN FÜR HYGIENGERECHTE FÜHLER
- Molkereiprodukte: Milch, Käse, Joghurt, Speiseeis
- Nahrungsmittel: Sirup, Marmeladen, Saucen, Suppen, Öle
- Getränke: Softdrinks, Fruchtsaft, Bier, Wasser
- Pharmazeutische Produkte: Medikamente, Salben, Lösungen
- Kosmetik: Cremes, Lotionen, Lippenstift
Der Kasten zeigt einige typische Anwendungsgebiete, in denen zum Schutz der Endprodukte vor Verunreinigung hygienegerechte Sensoren eingesetzt werden. Wie diese Beispiele zeigen, stellen viele Produkte hohe Anforderungen an Sauberkeit bei der Produktion. Wir alle nutzen diese Produkte häufig und profitieren vom Einsatz hygienegerechter Sensoren. Vom Sicherheitsstandpunkt aus gesehen liegt der Schwerpunkt bei der Konstruktion hygienegerechter Sensoren neben der Funktionalität auf der Sterilisierung und Vermeidung von Produktverunreinigungen. Drei Schlüsselfaktoren tragen dazu bei, dieses Ziel zu erreichen: die freiliegenden Oberflächen des Sensors, die mechanische Konstruktion und die Installationsmethode, und die Möglichkeit zur gründlichen Reinigung des Sensors. Die folgenden Abschnitte betrachten diese Bereiche näher.
Die Sensoroberfläche
Verbrauchsgüter oder Produkte, die frei von Verunreinigungen sein müssen. Die 3-A-Normen schreiben für die Sensorflächen mit Produktkontakt verschiedene Eigenschaften vor. An diesen Flächen können Rückstände des Materials anhaften und zu einer Brutstätte für Mikroben werden, die dann den Prozess verunreinigen. Daher müssen die Oberflächen glatt, geschlossen, nicht-saugend und einfach zu reinigen sein. Weiterhin darf sie nicht mit dem Prozessmedium reagieren und den Prozess nicht kontaminieren. Auch die Korrosionsbeständigkeit spielt eine Rolle, da Korrosion zu Lochfraß führen kann, in dessen rauer Oberfläche sich Produktrückstände und Keime absetzen können.
Wählen Sie den idealen hygienegerechten Sensor für Ihre Anwendung
Unten findet sich eine Übersicht über die häufigsten Arten von hygienegerechten Sensoren zur Regelung von Temperatur, Druck, Durchfluss und Pegel. OMEGA™ bietet eine umfassende Produktlinie von hygienegerechten Sensoren, zertifiziert durch die 3-A-Sanitary Standards Inc. Zur Veranschaulichung verwenden wir Beispiele aus verschiedenen Produktlinien. Einige dieser Produkte von OMEGA verfügen auch über Drahtlos-Technologie, die je nach Anwendung die Installation und Wartung des Sensors erheblich vereinfachen kann.
Temperaturfühler
Eine der einfachsten und preiswertesten Vorrichtungen zur Temperaturmessung nach 3-A-Standard ist das klassische analoge Thermometer mit Skala. Diese Thermometer lassen sich jedoch nur in Anwendungen einsetzen, wo eine einfache Überwachung ohne hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Dokumentation ausreicht. Der genaueste und am häufigsten für die Temperaturregelung eingesetzte Fühlertyp ist der Widerstandsfühler (auch RTD, Widerstandstemperaturfühler – die Abbildung links zeigt das Modell PRS-3-100-A-H-0600-D1-NB9W). Hygienegerechte Fühler nach 3-A-Standard können entweder direkt in den Prozess eingebaut oder in einem Schutzrohr eingesetzt werden, das einen mechanischen Schutz bietet und einen einfachen Austausch des Fühlers ermöglicht. Direkt einsetzbare Widerstandsfühler können je nach erforderlicher Ansprechzeit und Medienbedingungen einen geraden oder nach unten verjüngten Mantel haben. Alle medienberührten Flächen bestehen aus Edelstahl 316L und sind hoch poliert, um die 3-A-Anforderungen zu erfüllen. Außer den üblichen Anschlussköpfen werden die Sensoren auch mit M12-Anschlüssen, integriertem Anschlusskabel oder Drahtlos-Funktionalität angeboten.
Drucktransmitter
Der links abgebildete Artikel ist ein Drucktransmitter für 3-A-Hygieneanwendungen. Typische Anwendungsbereiche für diese Aufnehmer sind Nahrungsmittelverarbeitung, Pharmazeutik und Biotechnologie. Die Bauart besteht vollständig aus Edelstahl mit einer elektropolierten Oberfläche. Diese Einheit ist auf den CIP-Betrieb ausgelegt. Der eigentliche Aufnehmer ist in Dünnfilmtechnologie ausgeführt, die für ihre Zuverlässigkeit und Genauigkeit bekannt ist. Sie sind gegen NIST-Prüfmittel kalibriert. Seine schnelle Ansprechzeit von 5 ms ermöglicht eine genauere Regelung der Prozesse. Der Messwert wird als 1 bis 5 V DC- oder 4 bis 20 mA-Signal ausgegeben.
Turbinen-Durchflussmesser
Turbinen-Durchflussmesser für hygienegerechte Anwendungen, wie der FTB400A, werden bei der Verarbeitung von Getränken und anderen Flüssigkeiten eingesetzt. Sie finden sich auch in der Pasteurisierung und eignen sich für dickflüssigere Produkte wie Ketchup und Schokolade. Die Einheiten sind in Größen mit einer Nennweite von DN 8 bis DN 80 verfügbar. Diese Sensorart deckt Durchflussbereiche von wenigen Millilitern bis zu hunderten von Litern pro Minute ab. Konstruktion und Werkstoffe sind für die CIP-Reinigung geeignet.
Durchflussmesser und Strömungswächter
Der Durchflussmesser und Strömungswächter FSW-9000 überwacht die Produktströmungsgeschwindigkeit unter Ausnutzung des Prinzips der thermischen Dispersion, indem er die Temperaturdifferenz zwischen einem beheizten und einem unbeheizten, im Produktstrom angeordneten Widerstandsfühler auswertet. Neben einem Analogausgang für den Durchfluss verfügt der Strömungswächter auch über einen einstellbaren Sollwert, dessen Erreichen an nachgeschaltete Geräte oder einen Bediener gemeldet wird. Wenn kein Durchfluss-Messwert benötigt wird, reicht ein einfacher Strömungswächter zum Melden eines vorgegebenen Sollwerts.
Füllstandüberwachung
In Prozessen mit Fässern oder anderen großen Behältern lässt sich der Füllstand gut mit kontaktlos arbeitenden Sensoren messen. Sie ersetzen kapazitive Aufnehmer oder Schwimmer, die zur Messung in das Produkt eingetaucht sein müssen. Der links gezeigte LVU1500 ist ein Ultraschall-Niveautransmitter. Dieses Gerät strahlt Ultraschallimpulse ab, die an der Trennschicht zwischen Luft und Medium reflektiert werden und so eine Messung des Füllstands ermöglichen. Falls eine Ultraschallmessung aufgrund von Schaum, Staub oder Dampf ausscheidet, lässt sich ein Radar-basierter Niveautransmitter wie der in Abbildung LVRD500 gezeigt einsetzen.
Drahtlose Anbindung
Eine drahtlose Übertragung der Messwerte bietet auch in hygienegerechten Anwendungen erhebliche Vorteile. OMEGA bietet eine umfangreiche Auswahl von Drahtlos-Produkten, die Installation und Wartung vereinfachen und mit Auswerte- und Steuersoftware die Überwachung und Regelfähigkeit von Prozessen optimieren. Der UWRTD-NB9W ist ein drahtloses Widerstandsfühlersystem, das seine Messwerte an einen Empfänger sendet. Die dazugehörige Software dieses 48-kanaligen Empfängers zeichnet die Daten auf und stellt die entsprechenden Prozesssignale bereit.
Häufig gestellte Fragen
Konstruktion und Installation
Die mechanische Konfiguration des Aufnehmers bietet dort, wo Flächen dem Produkt ausgesetzt sind, Ansatzpunkte für die Verunreinigung des Produkts. Um die 3-A-Anforderungen zu erfüllen, müssen Sensoren aus korrosionsbeständigen Werkstoffen bestehen, in einem zugelassenen Verfahren montiert und so konstruiert sein, dass sie keine Ansatzflächen für Rückstände und damit für das Wachstum von Mikroben aufweisen. Durch die Einbauart sollten keine oder möglichst wenige Stagnationszonen in den Medienleitungen vorhanden sein, an denen sich das Produkt absetzen oder nach dem Leeren des Systems verbleiben kann. Insbesondere bei klebrigen oder hoch viskosen Produkten sind diese Bereiche schwierig zu reinigen. Versetzte Leitungen und T-Stücke, die zur Installation eines Sensors erforderlich sind, können zu derartigen Stagnationszonen führen.
Reinigungsfähigkeit
Aus Gründen der Effizienz sollte zwischen den Produktionszyklen eine Reinigung des Systems möglich sein, ohne die Sensoren auszubauen. Dieses Reinigungsverfahren, bei der die Sensoren an ihrem Platz bleiben, wird als „Clean in Place“ oder kurz CIP bezeichnet. Eine manuelle Reinigung und Prüfung erhöht die Kosten und verlängert die produktionsfreie Zeit zwischen Chargen und ist daher unerwünscht. Weiterhin bedeutet die Handhabung bei der manuellen Reinigung ein erhöhtes Risiko für Verunreinigungen des Systems.
Auch wenn wir uns im Alltag nicht immer darüber bewusst sind, profitiert jeder Verbraucher, der isst, trinkt, Medikamente einnimmt oder Kosmetikprodukte verwendet, von der spezialisierten Sensor- und Messtechnik, die bei der Herstellung dieser Produkte eingesetzt wird. Mit einer Kombination unserer Erfahrung in der Entwicklung und Konstruktion von Sensoren, neuer Technologien und kompetentem Support ist OMEGA ein führender Anbieter von Messprodukten für hygienegerechte Sensoranwendungen, die ein optimales Ergebnis in diesen kritischen und wichtigen Prozessen sicherstellen.
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