Durchfluss anklemmen statt Leitung öffnen: Bier, Saft, Rahm, Wasser und Kühlmedium in Lebensmittel- und Getränkebetrieben messen

Eine Produktleitung in einer Brauerei oder einer Molkerei wird ungern geöffnet. Jeder Eingriff bedeutet Stillstand, eine neue Dichtstelle und eine Reinigung danach. Wer den Durchfluss von Wasser, Bier, Saft, Rahm oder Kühlmedium wissen will, fragt deshalb zuerst, ob es auch von außen geht. Dieser Beitrag richtet sich an Prozess- und Instandhaltungsingenieure, an Filtrations- und Abfülltechniker und an Maschinenbauer, die Filter- und Prozessanlagen für Lebensmittelhersteller liefern. Er folgt dem Medium: Wasser am Brunnen und im Sudhaus, Produkt vor Filter, Füller und Tank, dann Grenzen, Temperatur und das mobile Messen vor dem festen Einbau. Die Beispiele sind dokumentierte Anwendungen; eine laufende Messstelle ist nicht darunter. Dosierstrecken und Reinigungskreise behandelt ein eigener Beitrag dieser Reihe.

Wichtige Punkte im Überblick

Eine angeklemmte Messung tritt meist dort hinzu, wo bisher nicht gemessen wird oder der Durchfluss nur aus der Pumpensteuerung abgeleitet ist, und vorhandene Geräte in der Leitung bleiben, wo sie sind.
Laut Anleitung darf der Anklemmbare Durchflusssensor der Modellreihe FD-R nicht als geeichtes Messgerät im geschäftlichen Verkehr dienen, gefragt sind in den Anwendungen Überwachung, Zählimpulse und Fehlersuche.
Ein anklemmbarer Sensor hat je Rohrgröße einen Höchstdurchfluss, und liegt der erwartete Durchfluss darüber, ist die Messstelle vor der Auswahl zu prüfen.
Für heiße Medien und heiße Reinigung gibt die Ausführung den Rahmen vor: Das Standardmodell des Anklemmbaren Durchflusssensors der Modellreihe FD-H arbeitet bis 85 °C Rohroberflächentemperatur, die Hochtemperaturausführung bis 180 °C.
Ein magnetisch-induktives Verfahren setzt Leitfähigkeit voraus und passt deshalb nicht zu vollentsalztem Wasser, für das eine angeklemmte Messung in Frage kommt.

Von außen messen: was eine angeklemmte Messung ersetzt und was nicht

Ein anklemmbarer Sensor wird außen auf Rohr oder Schlauch gesetzt und misst durch die Wand. Das Medium wird nicht berührt, die Leitung nicht aufgetrennt, und der Sensor lässt sich an eine andere Stelle umsetzen. In vielen Betrieben ist bereits Messtechnik vorhanden, magnetisch-induktive Geräte und Coriolis-Messer an Molkereianlagen, Flügelräder und einfache Klappen. Eine angeklemmte Messung tritt meist dort hinzu, wo bisher gar nicht gemessen wird oder wo der Wert nur aus der Pumpensteuerung abgeleitet ist.

Was sie nicht ersetzt, sagen die Unterlagen deutlich. Laut Anleitung ist der Anklemmbare Durchflusssensor der Modellreihe FD-R nicht nach den Sicherheitsvorschriften für Lebensmittel ausgelegt und darf nicht als geeichtes Messgerät im geschäftlichen Verkehr dienen. Das deckt sich mit den Anwendungen, in denen Überwachung, Zählimpulse und Fehlersuche gefragt sind und eine ausreichende Genauigkeit genügt. Ein Anbieter aus der Bierfiltration sieht es ebenso: kein Ersatz für geeichte Modelle, für die eigene Durchflussmessung aber gut geeignet.

Brunnen, Mischwasser und Kühlkreis: Wasser zählen und überwachen

Ein erster Fall betrifft Wasser. Für eine Mischwasserleitung im Sudhaus einer Brauerei, Edelstahl in DN40, sollen 90 bis 110 hl/h gemessen werden, mit Zählimpuls und 4-20-mA-Signal. Rechnerisch entsprechen 90 bis 110 hl/h rund 150 bis 183 l/min. Die Modellreihe FD-R deckt DN40 bis DN200 ab, das sind etwa 44 bis 220 mm Außendurchmesser, bei Medientemperaturen von -20 bis +120 °C.

In einer anderen Brauerei soll der Durchfluss von Bier und Kühlflüssigkeit erfasst werden. Ein Betrieb will nach einer Umstellung von Dampf auf Wasser den Abwasserdurchfluss erfassen. In der Futterzubereitung einer Tiernahrungsproduktion fließen zwischen etwa 0,15 und 10 l/min Wasser. Für solche kleinen Mengen ist der Anklemmbare Durchflusssensor der Modellreihe FD-X ausgelegt, dessen kleinster Momentandurchfluss bei 0,1 ml/min liegt; seine Schutzart ist IP68G.

Bier, Saft und Rahm: Produktdurchfluss vor Füller, Filter und Tank

Ein Anbieter von Bierfiltration, der zahlreiche Brauereien beliefert, will den Durchfluss am Schlauch erfassen und wünscht 10 m Kabel. Für Schläuche kommt die Schlauchausführung des Anklemmbaren Durchflusssensors der Modellreihe FD-H in Frage, die an weichen Kunststoffrohren und allen Schläuchen bis 100 °C arbeitet.

In einer Saftlinie fließt das Produkt nach dem UHT-Wärmetauscher zum Füller. Der Durchfluss dorthin wird heute nur aus der Pumpensteuerung abgeleitet, gereinigt wird mit etwa 85 °C. Das Standardmodell der Modellreihe FD-H arbeitet bis 85 °C Rohroberflächentemperatur, die Reinigung liegt damit rechnerisch genau an der Grenze. Mehr Spielraum bietet die Hochtemperaturausführung der Modellreihe FD-H bis 180 °C, deren Anzeigeeinheit oberhalb von 140 °C abgesetzt wird.

Ein Hersteller von Käsearomen für Schmelzkäse pumpt Rahm von Tank zu Tank und will diesen Durchfluss erfassen. Bei allen drei Produkten zählt, dass die Leitung zu bleibt und im Produktbereich keine neue Dichtstelle entsteht.

Heiß, mit Blasen, schwach leitend: Grenzen von Rohr, Medium und Messprinzip

Ein anklemmbarer Sensor hat je Rohrgröße einen Höchstdurchfluss. Ein Technik- und Maschinenlieferant für Brauereien will Wasser oder 1- bis 2-prozentige Lauge auf DN32 und DN50 messen sowie 400 l/min über eine Leitung von 30 mm. Die Modellreihe FD-H nennt als Nenndurchfluss 200 l/min für die 1-Zoll-Ausführung und 300 l/min für 1 1/4 Zoll, eine Schlauchausführung für größere Durchmesser 500 l/min. Ob eine davon zu der 30-mm-Leitung passt, ist damit nicht beantwortet, sondern erst zu prüfen.

Die Modellreihe FD-H misst an Metall- und Hartkunststoffrohren. Für größere Leitungen gibt es die Modellreihe FD-R: Ein Betrieb, der mit Alkohol und Zucker abfüllt, will an drei Punkten messen, darunter an einer Zentralleitung mit rund 114 mm Außendurchmesser. Ein Betrieb, der tierische Nebenprodukte zu Ölen und Futterrohstoffen verarbeitet, will einen Feststoffbrei in DN20 bis DN100 bei Dampf bis rund 100 °C messen. Blasen im Medium und ein Brei mit Feststoffanteil sind Anforderungen, die ein Test am realen Rohr klären muss.

Schwache Leitfähigkeit ist eine Grenze des Messprinzips, nicht des Mediums. Ein magnetisch-induktives Verfahren setzt Leitfähigkeit voraus und passt deshalb nicht zu vollentsalztem Wasser oder Umkehrosmosewasser. Für vollentsalztes Wasser in einer Filtrationsmaschine, die auch an Lebensmittelhersteller geht, kommt deshalb eine angeklemmte Messung mit 10 m Kabel in Frage.

Durchfluss und Temperatur an einem Messpunkt

Oft soll dieselbe Stelle zwei Werte liefern. Das Standardmodell der Modellreihe FD-H hat einen integrierten Temperatursensor, die Modellreihe FD-R überwacht die Temperatur ebenfalls. In einer Nassfutterproduktion sollen an einer 3/4-Zoll-Metallleitung Wasserdurchfluss und Temperatur bei etwa 90 °C erfasst werden. Rechnerisch liegen 90 °C über den 85 °C des Standardmodells, sodass die Hochtemperaturausführung der Modellreihe FD-H die naheliegende Wahl ist.

Ein Getränkeabfüller hat seine Anforderungen als Liste vorgelegt: bis 5 l/min, 0 bis 30 °C, eine Genauigkeit unter 1 % und dazu ein Druckbereich von 1 bis 5 bar. Die Filtrationsmaschine mit vollentsalztem Wasser nennt eine zweite Anwendung mit hoher Temperatur, für die dieselbe Frage gilt.

Mobil messen und USB-Export: Messdaten sammeln, bevor fest eingebaut wird

Weil nichts aufgetrennt wird, taugt die angeklemmte Messung auch als Werkzeug auf Zeit. In einer Filtrationsabteilung wurde ein Sensor außen auf ein Metallrohr gesetzt, und der Test fiel positiv aus. Auch ein Pumpeninstallateur für Lebensmittel- und Pharmabetriebe hat die Modellreihe FD-H erprobt, mit gutem Ergebnis.

In einem anderen Betrieb soll die Modellreihe FD-R in DN80 oder DN100 mobil messen. Ein Brauereibetrieb will am Brunnen, DN50, mobil messen und per USB auswerten. Die Modellreihe FD-H speichert Messdaten ein Jahr lang und gibt sie per USB aus. So entsteht erst ein belegter Verlauf, und danach wird entschieden, wo ein fester Messpunkt hingehört.

Häufige Fragen

F An welchen Rohren und Schläuchen lässt sich der Durchfluss anklemmen?

Die Modellreihe FD-H misst an Metall- und Hartkunststoffrohren, ihre Schlauchausführung an weichen Kunststoffrohren und allen Schläuchen bis 100 °C. Für DN40 bis DN200, etwa 44 bis 220 mm Außendurchmesser, ist die Modellreihe FD-R ausgelegt. Sehr kleine Mengen ab 0,1 ml/min erfasst die Modellreihe FD-X.

F Wie viel Durchfluss schafft ein anklemmbarer Sensor je Rohrgröße?

Die Grenze hängt von der Ausführung ab. Die Modellreihe FD-H nennt 200 l/min für 1 Zoll, 300 l/min für 1 1/4 Zoll und 500 l/min für eine Schlauchausführung größeren Durchmessers. Liegt der erwartete Durchfluss darüber, ist die Messstelle vor der Auswahl zu prüfen.

F Ersetzt eine angeklemmte Messung die vorhandene Messtechnik?

In den dokumentierten Anwendungen tritt sie meist hinzu: dort, wo bisher nicht gemessen wird, wo der Wert nur aus der Pumpensteuerung stammt oder wo vorübergehend gemessen werden soll. Vorhandene Geräte in der Leitung bleiben, wo sie sind. Eine geeichte Messung für den geschäftlichen Verkehr ist ausdrücklich nicht das Ziel.

F Liefert der Sensor auch die Temperatur des Mediums?

Das Standardmodell der Modellreihe FD-H hat einen integrierten Temperatursensor und arbeitet bis 85 °C Rohroberflächentemperatur. Darüber reicht die Hochtemperaturausführung bis 180 °C. Die Modellreihe FD-R überwacht die Temperatur ebenfalls, bei Medien von -20 bis +120 °C.

F Wie lange speichert der Sensor Messdaten für eine Auswertung?

Die Modellreihe FD-H speichert Messdaten ein Jahr lang und exportiert sie per USB. Damit lässt sich ein Messpunkt zunächst mobil belegen und erst danach fest einplanen.

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