Anlagenbau & Prozesstechnik

Wenn es mal wieder eng hergeht

Durchflussmessstellen in Prozess Skids in hygienischen Anwendungen

03.02.2016 -

In Life Science undLebensmittelindustrie ist neben der Gerätegröße bsonders die Hygiene entscheidender Faktorfür optimales Gerätedesign.

Anlagenbau beschleunigen, time-to-market verkürzen, Platz und Kosten reduzieren – die Gründe für modularen Anlagenbau sind vielfältig. Für zahlreiche Teilaufgaben in Produktionsprozessen kommen sogenannte Prozess Skids schon zum Einsatz – also Anlagenkomponenten, die für die jeweilige Teilaufgabe konstruiert und optimiert sind. Dabei ist die Bandbreite groß: typische Prozess Skids sind Abfüllanlagen, Separatoren, Ausmischanlagen, CIP-Anlagen, Filtrations- und Wasseraufbereitungsanlagen. Die Anforderungsliste für die Hersteller dieser Anlagenteile ist lang. Je nach Einsatzbereich sind umfangreiche Industrieanforderungen zu erfüllen, z. B. zum Gerätedesign oder zur Messperformance.
In der Pharma- und Lebensmittel-Industrie hängt die Messlatte für hygienische Anforderungen besonders hoch. Einen möglichst wartungsfreien und langzeitstabilen Messbetrieb gilt es ebenso sicher zu stellen wie eine hohe Qualität des Endproduktes. Garanten dafür sind das normenkonforme und optimierte Industrie-Design der Geräte sowie besonders robuste und bewährte Messtechnologien.

Die Gerätehersteller sind gefordert
Messgerätehersteller reagieren auf die Anforderungen im hygienischen Skid-Building idealerweise mit einer umfangreichen und aufeinander abgestimmten Produktpalette. Die Einheitlichkeit und Durchgängigkeit der Gerätekonzepte spielt dabei eine große Rolle. Denn zueinander passende Gerätekonzepte vereinheitlichen die Software, die Schnittstellen und das Daten­management und erleichtern dadurch die Bedienung der Messinstrumente und die System­integration. Modularer Aufbau flexibilisiert das gesamte Konzept. Einzelne Komponenten passen gleichermaßen für alle Gerätetypen. Dadurch werden Lagerkosten und der Schulungsaufwand reduziert und eine reibungslose Geräteintegration gewährleistet. Gleichzeitig erhöht das einheitliche Bedienkonzept die Sicherheit der Anlage bei der Inbetriebnahme und der Wartung.
Neue Messaufnehmer-Designs müssen durch Kompaktheit überzeugen – dies ist dem Trend zu immer kleineren, platzsparenden Prozess Skids geschuldet – und gleichzeitig die Anforderungen derzeit gültiger Hygiene-­Regularien erfüllen. Die neuesten hygienischen Standards, Verordungen und Regularien (VO 1935; ASME-BPE, FDA, USP Class VI sowie 3A und EHDG ) müssen bei der Entwicklung umgesetzt werden. Hierzu gehören auch totraumfreie Dichtungskonzepte, glasfreie Gehäuseabdeckungen, diffusionsdichte Materia­lien und die sichergestellte Leerlauffähigkeit der Prozesssensoren.
Außerdem bieten zahlreiche Firmen ihre Prozess Skids international an. Gerade hier müssen sich Messsysteme mit hoher Zuverlässigkeit und Qualität beweisen, da jeder Service-Einsatz beim internationalen Kunden hohe Kosten nach sich zieht.

Durch Skids wollen Kunden Kosten ­reduzieren
Downsizing ist die Antwort von Endress+Hauser auf die Frage, wie sich der Messgeräte-­Hersteller auf den immer lauter werdenden Kundenwunsch nach einfachen und kompakten Prozess Skids einstellt. Mit Modularität und Flexibilität durch Skids wollen die Kunden Kosten reduzieren. Mit entsprechend abgestimmten Gerätelinien geht der Hersteller aus Weil am Rhein auf diesen Wunsch ein und folgt natürlich allen Richtlinien, die es besonders im Umfeld von Life Science und der Lebensmittelindustrie zu beachten gilt.
Die Durchfluss-Messgeräte-Linie Proline 100 kombiniert die praxisbewährten Durchflussmessaufnehmer für die Coriolis- (Promass) und magnetisch-induktive Durchflussmessung (Promag) mit einem hochkompakten Messumformerkonzept in optimiertem, hygienischem Design. Dabei sind z. B. bei Promass 100 Genauigkeiten von 0,05 % v. MW für Flüssigkeiten und 0,35 % für Gase, im Nennweitenbereich von DN1…DN350 realisierbar. Auch die Inline-Viskositätsmessung von Promass I 100, als zusätzlicher Qualitätsparameter, kann somit einfach und flexibel in Prozess Skids integriert werden. Promag 100 bietet mit der integrierten Temperatur- und Leitfähigkeitsmessung eine neue Multivariabilität bei der Überwachung von Produktionsströmen und CIP-Kreisläufen.

Kompakte Messumformergehäuse
Speziell für die hohen hygienischen Anforderungen in der Lebensmittelverarbeitung wurden die bewährten Sensoren für die Coriolis- und magnetisch-induktive Durchflussmessung weiter optimiert und durch die hochkompakten Messumformer der Proline 100 ergänzt. Geringe Gehäusegröße, reduziertes Gewicht sowie verbessertes hygienische Design zeichnen diese Gerätelinie aus. Die bis zu 31 % reduzierte Baugröße berücksichtigt den immer lauter werdenden Kundenwunsch nach kleineren Anlagen, auf denen der Platz gleichzeitig immer teurer wird. Zudem sind die Geräte bis zu 66 % leichter, was das Handling vereinfacht und die Transportkosten reduziert. Angepasste Druckstufen an die geltenden Rohrleitungsnormen und Nennweiten bis DN150 der magnetisch-induktiven Durchfluss-Messgeräte in hygienischem Design erweitern den Einsatzbereich.
Das robuste Messumformergehäuse in hygienischem Edelstahldesign oder aus Aluminium ist in zwei unterschiedlich kompakten (Ø135 mm und 110 mm) Bauformen verfügbar. Die kleinere Gehäusevariante ist mit Steckeranschluss (M12×1) ausgerüstet. Das ermöglicht die einfache Montage und den schnellen Geräteanschluss.
„Modularität? – Sicher! Aber Hygiene hat in der Lebensmittelproduktion oberste Priorität. Die Umsetzung der Geräte-Entwicklungen für Skids berücksichtigt die aktuellen Hygienestandards und Regularien nach EHEDG, FDA, 3A und USP Class VI. Das gewährleistet eine hohe Produktsicherheit im Prozess. Die höchste Schutzart für die Edelstahlgehäuse, speziell im Lebensmittelbereich IP69K, garantiert absolute Dichtheit gegen Wasser – auch während intensiver Reinigungsprozesse unter Hochdruck oder mit Dampfstrahlern. Alle Geräte sind CIP reinigbar und SIP sterilisierbar.
Der integrierte Webserver (siehe Infobox) ermöglicht eine komfortable Gerätekonfiguration im Feld sowie die zeitsparende Bedienung ohne zusätzliche Werkzeuge oder Softwaretools. Die Inbetriebnahme der Geräte erfolgt einfach und schnell über handelsübliche Webbrowser wie Internet Explorer oder Firefox. Vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten (Hart, Profibus DP, Modbus RS485 oder Ethernet/IP) sichern die nahtlose Integration in Prozessleit- und Asset-Management-Systeme.
Alle Geräte verfügen über einen HistoROM Datenspeicher. Der sichert einen automatischen Datentransfer bei Elektronik-Tausch und speichert alle Daten der Gerätehistorie im Event-Logbuch. Die weitreichende permanente Selbstdiagnose und die eindeutige Fehlerkategorisierung sichern eine hohe Messstellenverfügbarkeit und maximale Prozesssicherheit.

Variables Coriolis-Durchflussmessgerät
Das variable Coriolis-Durchflussmessgerät Promass 100 unterstützt die Regelung und Überwachung einzelner Prozesseinheiten zur Beheizung, Kühlung, Destillation, Fermentation (Bioreaktoren), Produktfiltration, Phasentrennung, Inline-Reinigung sowie Abfüllung und Dosierung. Die gesamte Bandbreite der Sensoren ist im neuen Design erhältlich. Promass ermöglicht das gleichzeitige Erfassen von Masse- und Volumenfluss, Dichte, Konzentration, Temperatur und Viskosität – mit höchster Messgenauigkeit (0,05 % v. MW) und Langzeitstabilität auch in der Praxis. Für sterile Prozesse sind elek­tropolierte Messaufnehmer optional erhältlich. Das Einrohrsystem ermöglicht vollständiges Leerlaufen und ist einfach zu reinigen. Medienberührende Teile sind aus 1.4435/316L optional mit einem Delta-Ferrit-Gehalt <1%.

Magnetisch-induktives Durchfluss­messgerät
Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät Promag H 100 ermöglicht die exakte Messung (0,2 % v. MW) von elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten ab einer Mindestleitfähigkeit von >5 μS/cm. Nennweiten von DN2…DN150 und Druckstufen bis PN40 sind im hochkompakten hygienischen Design erhältlich. Nennenswert reduziert wurden die Baugröße der Messaufnehmer (bis zu 31 %), das Gewicht (bis 66 %) und die Einbaulänge durch besondere kurze Prozessanschlüsse. Die Rückwärtskompatibilität zur installierten Basis ist zu 100 % gegeben, der Messaufnehmer kann also problemlos in bestehende Anlagen eingebaut werden. Das Dichtungskonzept wurde nach aktuellen An­forderungen der EHEDG überarbeitet. Zusätzlich verfügt der Promag 100 über eine integrierte Temperatur- und Leitfähigkeitsmessung. Diese Multivariabilität von Promag H erlaubt dank temperaturkompensierter Leitfähigkeitsmessung eine einfache Prozess und CIP-Überwachung.

Unkomplizierte Nachvalidierung
Speziell für die Validierung in der pharmazeutischen Industrie besteht mit der Einführung von Promass 100 und Promag 100 die Möglichkeit, die Geräte-Softwareversion der in der Anlage bereits eingesetzten und validierten Geräte im Standardbestellcode auszuwählen und damit festzuschreiben. Der bislang notwendige Nachvalidierungsaufwand bei etwaigen Softwareänderungen entfällt somit ganz.

Fazit
Messgerätehersteller wie Endress+Hauser stellen sich auf die besonderen Anforderungen des Skid Building ein. In Life Science und Lebensmittelindustrie ist neben der Gerätegröße besonders die Hygiene entscheidender Faktor für optimales Gerätedesign. Hier kombinieren Promass und Promag 100 ihre Eigenschaften für die optimale Ausrüstung von Durchflussmessstellen in Prozess-Skids in hygienischen Anwendungen. Die Integration in bereits bestehende Systeme ist unkompliziert, so dass schon kurz nach Markteinführung bestehende Systeme mit den neuen Geräten ausgerüstet werden konnten. Dazu zählen Misch- und Dosiereinheiten, aber auch Filtrationsskids oder Milcherhitzungsanlagen. Mit Sicherheit werden noch zahlreiche weitere Einsa

Kontakt

Endress+Hauser AG

Kägenstrasse 2
4153 Reinach
Schweiz

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