Kapazitive Sensorik Füllstandsmessung: Was ist rot, klebrig und zähflüssig?

Die Ernährungsindustrie hat immer wieder mit anspruchsvollen Medien zu kämpfen. Die verwendete Sensorik muss dementsprechend ausgelegt sein.

Bild: iStock, omersukrugoksu / Video: UWT

04.12.2020

Peru baut über 250.000 t im Jahr davon an, hergestellt werden daraus unter anderem Pasten und Saucen: Die Rede ist von Tomaten. Ein lateinamerikanischer Hersteller verschiedener Lebensmittel suchte für das anspruchsvolle Medium Tomatenmark eine passende Füllstandssensorik.

Tomaten mussten ihren Weg über den Ozean zu uns finden, da sie ursprünglich aus Süd- und Mittelamerika stammen. Besonders die bekannten Wildformen aus den südamerikanischen Anden umfassen heute Teile Perus, Boliviens und Ecuadors.

Perus Tomatenexporte stiegen im vergangenen Jahr um rund 60 Prozent. Die Gesamtproduktion des Landes, die sich auf über 250.000 t pro Jahr beläuft, wird hauptsächlich im Wüstental von Ica, 250 km südlich von Lima angebaut. Die landwirtschaftlichen Bedingungen gehören aufgrund der schwierigen Wettereinflüsse zu den anspruchsvollsten in der Region.

Eines der führenden peruanischen Lebensmittelunternehmen suchte für die Produktionsanlagen seines Hauptsitzes in Lima nach einer smarten Ausstattung zur Modernisierung der Füllstandsmesstechnik. Seit seiner Gründung ist das Unternehmen an der Herstellung von Produkten auf Tomatenbasis wie Pasten, Saucen und Passatas sowie Mehlwaren beteiligt. Weitere Produktkategorien sind Süßigkeiten wie Toffee, Gummibärchen und Pralinen.

Den geeigneten Sensor finden

Insbesondere für eine kompatible Füllstandsmesslösung des zähflüssigen Tomatenmarks muss die Sensortechnologie eine zuverlässige Medienerkennung mit kurzer Reaktionszeit gewährleisten. Kapazitive Grenzstandmelder können in allen Tanktypen und -formen verwendet werden, unabhängig davon, ob die Behälter metallisch oder nichtmetallisch sind. Aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit, Kompaktheit und der Vielfalt der Ausleger eignen sie sich besonders für die unterschiedlichen Prozessanforderungen der Ernährungsindustrie.

Die Ingenieure von UWT organisierten gemeinsam mit dem lokalen Partner Sierra Servicios Industriales zunächst einige Tests zur Konfiguration des geeigneten Geräts. Sie entschieden sich schließlich für die Kapazitätssensoren der Reihe Capanivo CN 7000, die speziell für Anwendungen in verschiedenen Flüssigkeitsmessungen entwickelt wurden.

Der Prozessanschluss der Sensoren besteht aus Edelstahl und PPS-Sonde (Polyphenylensulfid), einem hygienischen Kunststoff, der chemisch mit aggressiven Anwendungen für den Reinigungsprozess kompatibel ist. Die Sonde ist nur 98 mm lang und erlaubt daher auch die Installation in beengten Platzverhältnissen.

Darüber hinaus besteht das IP68-Gehäuse aus Polyester und Polycarbonat, ist also umweltfreundlich und ordnungsgemäß abgedichtet. Eine der wichtigsten Eigenschaften war jedoch, dass der CN-7000-Sensor mit Zweileiterelektronik arbeitet und über eine „Tip Sensitivity“-Technologie verfügt. Das soll eine hohe Genauigkeit bei der Signalausgabe der sehr klebrigen Tomatenpaste gewährleisten.

In engen Tanks unterkommen

Das peruanische Lebensmittelunternehmen wollte das Tomatenmark bei einer Temperatur von 100 °C detektieren. Nachdem das Material zu Paste geworden ist und ein Großteil der Flüssigkeit verloren hat, erreicht es einen sehr niedrigen dielektrischen Wert (1,6 bis 2,0). Im Zuge des CIP-Prozesses, der bei Temperaturen von circa 90 °C abläuft, muss außerdem die chemische Beständigkeit der implementierten Komponenten langfristig gewährleistet werden.

Mit seinem kompakten Sondendesign begegnet der CN 7000 den räumlich begrenzten Tankabmessungen mit einer Messreichweite von 1,5 m. Der Füllstandssensor ließ sich zudem schnell und unkompliziert in die Prozessbehälter der Tomatenmarkherstellung einbauen.

Bei Berührung durch das Medium reagiert er auf die Kapazitätsänderung am Sondenarm, wodurch ein Signalausgang geschaltet wird. Mit seiner zuverlässigen Medienerkennung und kurzen Reaktionszeit trägt der Zweileiterschalter laut Hersteller zu einem reibungslosen Prozessablauf bei und ist universell einsetzbar.

„Der kapazitive Melder detektiert konstant zuverlässig den Füllstand des Tomatenmarks und arbeitet seit der Installation reibungslos in den Tanks“, heißt es in einem Kundenstatement aus Lima. „Das stellt eine erhebliche Erleichterung für unsere Produktionsleiter in der Sicherstellung einer gleichbleibend hohen Qualität unserer Endprodukte dar.“

Bildergalerie

  • Der Capanivo CN 7000 eignete sich aufgrund seines kompakten Aufbaus ideal für die beengten Tomatenmarktanks des Lebensmittelproduzenten.

    Der Capanivo CN 7000 eignete sich aufgrund seines kompakten Aufbaus ideal für die beengten Tomatenmarktanks des Lebensmittelproduzenten.

    Bild: UWT

  • Der kapazitive Grenzschalter ist seitlich am Tank montiert und stellt einen zuverlässigen Überfüllschutz sicher.

    Der kapazitive Grenzschalter ist seitlich am Tank montiert und stellt einen zuverlässigen Überfüllschutz sicher.

    Bild: UWT

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