SAW-Durchflussmesser überwacht Rezepturen:

Zuverlässige Behälterreinigung bei hohen Hygieneanforderungen

Das speziell für die Reinigung von Containern und Behältern ganz unterschiedlicher Größe ausgelegte System überzeugt vor allem durch seine kompakte Bauweise. Alle für die Förderung und Aufbereitung des Reinigungswassers erforderlichen Komponenten sind in einem kompakten Edelstahlschaltschrank untergebracht. Bild: Fotostudio Schmidt (59929 Brilon)

Das speziell für die Reinigung von Containern und Behältern ganz unterschiedlicher Größe ausgelegte System überzeugt vor allem durch seine kompakte Bauweise. Alle für die Förderung und Aufbereitung des Reinigungswassers erforderlichen Komponenten sind in einem kompakten Edelstahlschaltschrank untergebracht. Bild: Fotostudio Schmidt (59929 Brilon)

Das speziell für die Reinigung von Containern und Behältern ganz unterschiedlicher Größe ausgelegte System überzeugt vor allem durch seine kompakte Bauweise. Alle für die Förderung und Aufbereitung des Reinigungswassers erforderlichen Komponenten sind in einem kompakten Edelstahlschaltschrank untergebracht.
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Fotostudio Schmidt (59929 Brilon)

In der Lebensmittel-, Getränke-, Genussmittel-, Pharma- oder Kosmetikindustrie sind Durchflussmessgeräte gefragt, die nicht nur mit hoher Präzision arbeiten, sondern auch hinsichtlich Hygiene und Reinigung anspruchsvolle Standards und gesetzliche Vorgaben erfüllen. Durchflussmessgeräte, die nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves) arbeiten, bieten dafür gute Voraussetzungen, zumal auch die für viele Prozesse notwendige Temperaturmessung bereits integriert ist. Wie praktisch das ist, belegt die im Folgenden beschriebene Anwendung aus der Pharmazie.

Bei der Arzneimittelherstellung ist Sorgfalt vonnöten, schließlich hängen Gesundheit und Leben von der richtigen Wirkstoffzusammensetzung und der Vermeidung von Kontaminationen mit unerwünschten Substanzen ab. Produktionsanlagen und Behälter sind deshalb in vorgeschriebenen Intervallen nach jedem Produktwechsel, in teilweise recht aufwändigen Prozessen, nach exakt vorgegebenen Rezepturen akribisch zu reinigen. Als Spezialist auf diesem Gebiet gilt schon seit vielen Jahren die L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH, die sich mit ihren Maschinen- und Anlagen für die pharmazeutische Industrie weltweit etabliert hat, angefangen vom Wiegen, Granulieren, Sieben und Mischen bis hin zum Filmcoating von Tabletten und den entsprechenden Reinigungsanlagen. Dazu gehört beispielsweise das Pharma Universal Reinigungssystem PUR. Dieses speziell für die Reinigung von Containern und Behältern ganz unterschiedlicher Größe ausgelegte System überzeugt vor allem durch seine kompakte Bauweise.

Alles passt in einen kompakten Edelstahlschaltschrank

Alle Komponenten für die Förderung und Aufbereitung des Reinigungswassers sind innerhalb eines Edelstahlschranks untergebracht. Dadurch findet die kompakte Einheit problemlos im Waschraum Platz; Waschprozesse laufen dann rezeptgesteuert ab und werden automatisch dokumentiert. Für die komfortable Vor-Ort-Bedienung sorgt ein Touchpanel direkt an der Anlage.

In den Rezepturen für die unterschiedlichen Reinigungsprozesse und -schritte ist das Mengenverhältnis von Wasser und den laugen- oder säurebasierten Reinigungsmitteln hinterlegt. Üblicherweise liegt das Mischungsverhältnis zwischen 1 und 3 %, wobei Reinigungslösungen aller pH-Stufen zum Einsatz kommen. Gleichzeitig sehen für viele Reinigungsschritte die Rezepturen auch bestimmte Temperaturwerte vor, damit der Prozess optimal ablaufen kann. Das heißt, zum einen muss in den PUR-Systemen die Wassermenge kontinuierlich erfasst werden, um die Reinigungsmittelpumpen entsprechend der Rezeptvorgaben zu regeln. Zum anderen muss auch die Temperatur gemessen und gegebenenfalls entsprechend nachgeregelt werden, um die in der Rezeptur vorgesehenen Mindest- oder Maximalwerte einzuhalten.

Ein Sensor misst Durchfluss und Temperatur

Das komplett aus Edelstahl gefertigte Durchflussmessgerät arbeitet nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves). Es misst den Volumendurchfluss mit einer Genauigkeit von 0,4 % des Messwerts. Die Temperatur wird gleichzeitig mit einer Genauigkeit von ≤1 °C gemessen. Bild: L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH

Das komplett aus Edelstahl gefertigte Durchflussmessgerät arbeitet nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves). Es misst den Volumendurchfluss mit einer Genauigkeit von 0,4 % des Messwerts. Die Temperatur wird gleichzeitig mit einer Genauigkeit von ≤1 °C gemessen.
Bild: L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH

Hier gelang es, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen, denn beide Aufgaben können die FLOWave-Durchflussmesser Typ 8098 von Bürkert übernehmen. Sie arbeiten nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves), nutzen also Oberflächenwellen zur Messung (vgl. Technikkasten). Außerdem haben sie bereits einen Temperatursensor integriert. In den PUR-Systemen lässt sich dadurch ein Sensor einsparen. Diese Einsparung kommt nicht nur den kompakten Abmessungen der Anlage zugute, sondern reduziert auch die Teilevielfalt. Dies wiederum führt zum schnellen Erreichen der Hygieneanforderungen, weil ein Gerät weniger in die Reinigungszyklen einbezogen werden muss.

Mittlerweile konnte sich der westfälische Maschinenbauer L.B. Bohle im praktischen Einsatz von zahlreichen Vorteilen dieser Durchflussmesser überzeugen: Das SAW-Verfahren ist für den Hygiene-Einsatz bestens geeignet, weil es keinerlei Einbauten oder Verengungen und damit auch keine Toträume im Messrohr gibt. Zudem findet die Messung ohne jeden Kontakt zwischen Sensorelementen und Medium statt. Es entstehen weder Fluideinwirkungen auf die Sensorelemente noch sind Verunreinigungen des Mediums durch diese möglich. Das ist hygienisch und erleichtert die Reinigung (Hygienic Design). Da sich das Messrohr strömungstechnisch nicht von jedem anderen geraden Rohrstück der Anlage unterscheidet, gibt es auch keinen Druckabfall. Die Messung funktioniert bei stehenden Flüssigkeiten ebenso wie bei schneller Strömung oder Strömungswechseln.

Die kompakte Größe und das geringe Gewicht ermöglichen zudem eine unkomplizierte Installation im Schaltschrank. Die Einbaulage ist beliebig, dadurch lässt sich das Display gut ablesen und der Durchflussmesser ist bei der Inbetriebnahme für die Konfiguration gut zugänglich. Bild: L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH

Die kompakte Größe und das geringe Gewicht ermöglichen zudem eine unkomplizierte Installation im Schaltschrank. Die Einbaulage ist beliebig, dadurch lässt sich das Display gut ablesen und der Durchflussmesser ist bei der Inbetriebnahme für die Konfiguration gut zugänglich.
Bild: L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH

Die kompakte Größe und das geringe Gewicht ermöglichen zudem eine unkomplizierte Installation im Schaltschrank. Bei einer Nennweite von 50 mm wiegt FLOWave beispielsweise nur rund 3,5 Kilogramm und kann leicht von einer Person montiert oder ausgetauscht werden. Die Einbaulage ist beliebig, so dass sich das Display gut lesbar justieren lässt und der Durchflussmesser bei der Inbetriebnahme für die Konfiguration gut zugänglich ist. Im laufenden Betrieb verbraucht der Durchflussmesser deutlich weniger Energie als beispielsweise Coriolis-Durchflussmesser, die obendrein meist auch deutlich größer gebaut sind. Außerdem sind keine Wartungsarbeiten notwendig, was die Betriebskosten bei den Anwendern der PUR-Systemen deutlich reduziert.

Genau und zukunftssicher

Das komplett aus Edelstahl gefertigte Durchflussmessgerät misst den Volumendurchfluss mit einer Genauigkeit von 0,4 % des Messwerts. Die Temperatur wird gleichzeitig mit einer Genauigkeit von ≤1 °C gemessen. Je nach Nennweite liegt der Nenndruck bei bis zu 40 bar. Der Temperaturbereich ist so ausgelegt, dass sowohl CIP- als auch SIP-Reinigungsverfahren durchgeführt werden können. Das Messgerät wird in den Rohrnennweiten DN15, DN25, DN40 sowie DN50 mit Rohren und Clamp-Anschlüssen nach ASME, ISO und SMS angeboten und kann prinzipiell auch ohne Display genutzt werden.

Neben der Messung von Volumendurchfluss und Temperatur kann FLOWave weitere Messwerte, wie Dichtefaktor (zur Liquiderkennung) und akustischer Übertragungsfaktor (zur Gasblasenerkennung), ermitteln. An Letzterem ist auch L.B. Bohle interessiert, um den Reinigungsprozess zukünftig noch weiter zu optimieren.

Innovativer Durchflussmesser nutzt SAW-Technologie
Die Surface Acoustic Wave-Technologie (SAW) nutzt für die Durchflussmessung eine Wellenausbreitung, wie sie bei seismischen Aktivitäten (z.B. Erdbeben) auftritt. Der Hauptteil des Sensors besteht aus einem Messrohr, auf dessen Oberfläche Interdigitalwandler angeordnet sind, die elektrisch angeregt die Wellenausbreitung starten. Die FLOWave-Technologie funktioniert mit vier Interdigitalwandlern, die jeweils als Sender und Empfänger operieren können. Ist einer als Sender aktiv, arbeiten die beiden am weitesten entfernten als Empfänger. Die an der Rohroberfläche generierten Oberflächenwellen koppeln auch in die Flüssigkeit aus. Der Auskopplungswinkel ist abhängig von der Flüssigkeit bzw. der Geschwindigkeit der sich in ihr ausbreitenden Welle. Auf der anderen Seite des Messrohrs koppeln die Wellen wieder in das Messrohr ein und laufen zum nächsten Interdigitalwandler. So führt die Anregung jedes Interdigitalwandlers zu einer Folge von Empfangssignalen an zwei anderen. Zwei Interdigitalwandler senden in Durchflussrichtung, zwei dazu entgegengesetzt. Der Volumendurchfluss ist proportional zur Zeitdifferenz der Dauer der Wellenausbreitung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Besonders bemerkenswert ist dabei, dass Messwerte ermittelt werden können, die sich aus einmaligem bis mehrmaligem Durchlaufen der Flüssigkeit sowie dem Vergleich aller Empfangssignale ergeben. Mit der entsprechenden mathematischen Auswertung liefern sie Informationen zum Fluid.

Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter: https://www.buerkert.de/de/type/8098

Über L.B. Bohle
Lorenz Bohle gründete 1981 die L.B. Bohle Maschinen + Verfahren GmbH. Von Beginn an stellte er sein Unternehmen auf eine gesunde Basis. So wuchs das Unternehmen zu einem führenden Spezialmaschinenbauer für die Pharmaindustrie und ist bis heute ein unabhängiger Mittelständler mit Stammsitz im westfälischen Enningerlohr, der für seine Kunden weltweit im Einsatz ist. Der westfälische Maschinenbauer hat sich als global anerkannte Marke etabliert. Die Exportquote liegt heute bei 80 Prozent. Das Serviceteam unterstützt die Kunden bei der Aufstellung und Inbetriebnahme der Anlagen oder managt den kompletten Aufbau und den Produktionsstart, egal auf welchem Kontinent. Jährliche Routinewartungen und Kalibrierungen werden vom Bohle-Team ebenfalls sachkundig erledigt.

Weitere Informationen unter: www.lbbohle.de

Über Bürkert Fluid Control Systems
Bürkert Fluid Control Systems ist ein weltweit führender Hersteller von Mess-, Steuer- und Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase. Lösungen von Bürkert kommen in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen zum Einsatz – das Spektrum reicht von Brauereien und Laboren bis zur Medizin-, Bio- und Raumfahrttechnik. Mit einem Portfolio von über 30.000 Produkten deckt Bürkert als einziger Anbieter alle Komponenten des Fluid Control-Regelkreises aus Messen, Steuern und Regeln ab: von Magnetventilen über Prozess- und Analyseventile bis zu pneumatischen Aktoren und Sensoren. Das Unternehmen mit Stammsitz im süddeutschen Ingelfingen verfügt über ein weit gespanntes Vertriebsnetz in 36 Ländern und beschäftigt weltweit mehr als 2.800 Mitarbeiter. In fünf Systemhäusern in Deutschland, China und den USA sowie vier Forschungs- und Entwicklungszentren entwickelt Bürkert kontinuierlich kundenspezifische Systemlösungen und innovative Produkte. Ergänzt wird die Produktpalette mit dem umfassenden Serviceangebot BürkertPlus, das Kunden während des kompletten Produktlebenszyklus begleitet.

Weitere Informationen unter:

www.buerkert.de
www.facebook.com/Buerkert.Fluidtechnik
www.twitter.com/buerkertfluid

Titelbild: Fotostudio Schmidt (59929 Brilon)

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Martin Schramm

Field Segment Manager Key-Applikation Sensoren und Sensorsysteme bei Bürkert Fluid Control Systems

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Thomas Klinger

Area Sales Manager bei Bürkert Fluid Control Systems

Marco Antoni

Marco Antoni

Der Diplom-Physiker arbeitet seit Juni 2015 beim Redaktionsbüro Stutensee. Kontakt können Sie via Xing, Twitter und Facebook aufnehmen.

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