Käserei Wildberg – Sensorer på ostefabrikken
Hvorfor et schweizisk ostemejeri sætter sin lid til sensorer fra ifm til produktion af dets specialiteter
Selv i tider med fuldautomatisk fødevareproduktion benytter ostemejeriet Käserei Wildberg sig stadig i høj grad af ekspertviden og faglig dygtighed i de afgørende faser af osteproduktion.
Her i Zürcher Oberland bliver en udsøgt smagsoplevelse fremtryllet af mælk af høj kvalitet leveret af udvalgte landmænd i området og ved brug af avancerede opskrifter inklusiv ostemodningsprocesser, der tager adskillige år. Nøglen til succes er avanceret automatisering i baggrunden: En lang række sensorer hjælper med at sikre, at de utallige procesparametre overholdes præcist. Dette er den eneste måde at sikre en ensartet høj produktkvalitet.
Når man træder ind i de nye produktionshaller sammen med administrerende direktør Roland Rüegg, indser man hurtigt, at personalet hos Wildberger Käsemanufaktur forstår deres håndværk: alle her ved, hvad de har med at gøre og er mestre i deres fag. Alle processer kører som smurt. Ostekældrene afslører det enorme udvalg af produkter og opskrifter. Porteføljen omfatter både populære specialiteter som Emmentaler AOP og mozzarella og virksomhedens egen opfindelse, Cheebab, en ostekebab.
Sidstnævnte er blevet meget populær hos kunder fra nær og fjern siden de første smagninger i in-house salgsstanden. Opskriften på succes: højeste kvalitet. Produktionen har kørt i den nye bygning siden foråret 2021. Ostemejeriet er udstyret med avanceret procesteknologi fra staedler automation AG. Automatiseringsspecialisten er beliggende blot et par kilometer væk og sætter sin lid til produkter og løsninger fra ifm til anlægsovervågning med sensorer.
Ost og sensorer
Men hvad har traditionel osteproduktion at gøre med sensorer? En masse, fordi produktionsmaskinerne på ostemejeriet kun kan styres med den præcision, der kræves for at sikre den nødvendige kvalitet, hvis selve styresystemet forsynes med procesparametre, der konstant er præcise.
Eksempel: Især skal temperatur og tryk holdes præcise på et specifikt niveau, lige fra mælken tilføres separatoren via varmeveksleren til ostemageren for at kunne behandle mælken på passende vis. Men lad os starte ved begyndelsen: Den leverede friske mælk afkøles og omrøres i lagertankene i mælkemodtagelsesområdet. Her overvåger niveau- og temperatursensorer, om mælken lagres korrekt. CIP-systemet, der anvendes til regelmæssig rengøring af rørsystemet og tankene, overvåges også af sensorer. Flowsensorer, for eksempel, kontrollerer vandmængderne under skylleprocesserne.
Maksimal driftssikkerhed til temperaturkritiske processer
Under termaliseringsprocessen viser især temperatursensorer deres stærke sider. Alt efter ostetypen bliver råmælken opvarmet i en pladevarmeveksler på en præcis og nøjagtig tidsbestemt måde. Parrede TA2502-temperatursensorer detekterer indløbs- og udløbstemperaturen i hver af varmevekslernes tre segmenter for at kunne styre systemet til præcis og omgående justering af temperaturen i de pågældende nedstrøms varmevekslersegmenter.
Selv-overvågende temperatur sensor
TCC501-temperatursensoren bærer uden tvivl det største ansvar i hele processen og er placeret ved varmevekslerens varmetilbageholdelsessektion, hvor mælken bliver mikrobiologisk optimeret og på sikker vis forberedt til yderligere behandling ved at bibeholde temperaturen over tid.
Permanent statustjek
TCC- særlig egenskab: Temperatursensoren måler ikke kun med stor nøjagtighed, den giver også anlægsoperatører mulighed for at reagere på afvigelser på et hændelsesrelateret grundlag - og ikke kun ved det næste planlagte kalibreringsinterval. Takket være kalibrerings check teknologien kontrollerer TCC dens egen drift-reaktion permanent. Sensoren sammenligner temperaturværdien med referenceværdien, der måles samtidig. Hvis afvigelsen er uden for toleranceområdet, som kan indstilles mellem 0,5 og 3 K, leverer TCC et optisk signal og sender en meddelelse til en central styreenhed via IO-Link og det diagnostiske output. Det samme gælder i tilfælde af alvorlige fejl. TCC reducerer dermed risikoen for at miste hele produktions-batche på grund af ukorrekte produktionstemperaturer, især i tilfælde af friske produkter.
Kvalitetssikring takket være hændelsesrelaterede tiltag
Særligt når det gælder produktionsprocesser, hvor præcise temperaturværdier er afgørende for produktkvaliteten, er det vigtigt, at de målte værdier er absolut præcise. Takket være inline-kalibreringsprocessen opnår TCC en præcision på ± 0,2 K i hele måleområdet. Dette gør den velegnet til brug i disse temperaturfølsomme processer. Friske produkters mikrobiologiske proces bliver dermed altid overvåget pålideligt.
Billede 1: Til særligt proceskritiske steder: selv-overvågende TCC-temperatursensor med visuelt statusdisplay.
Magnetisk induktive flowsensorer i omvendt osmose-systemernes permeatfase overvåger og kontrollerer vallens koncentration.
Anlæggets hjerte: pladevarmeveksler til præcis temperaturkontrol af råmælken.
Transparent sensorkommunikation
Visuel og digital visning: TCC meddeler dermed den aktuelle status gennemsigtigt og utvetydigt på enhver vis: Hvis lysdioden på sensoren er grøn, fungerer enheden driftssikkert. Blå viser en temperaturafvigelse uden for toleranceområdet. Rød indikerer en alvorlig driftsforstyrrelse som f.eks. en fejl i hovedmålingelementet. Derudover lagrer TCC automatisk alle data, der kræves til sammenhængende dokumentation via IO-Link: installationsdato, driftstimer, temperaturhistogram samt logbøger om hændelsesmeddelelser (driftstimer og hændelsesnummer) og kalibreringskontrollens status (driftstimer, temperaturværdi, drift-værdi, grænse og status).
Simuleringstilstand: garanteret driftssikkerhed, selv før installationen
Værdien, som TCC skaber en meddelelse ud fra, kan defineres via softwaren. I simuleringstilstanden kan bl.a. procestemperaturen og referencetemperaturen vælges frit for at kontrollere, om sensoren er integreret korrekt i styreenheden. Denne processimulering kompletterer det høje driftssikkerhedsniveau, som TCC giver.
Robust design til lang tids brug
Takket være dens fuldsvejsede og tætnede hus og et nyt måleprobe design, tåler TCC permanente eksterne påvirkninger som fugt, termiske og mekaniske stød og vibrationer.
G½-tryksensor med hygiejnegodkendelse til små rørledninger
En anden vigtig sensor for Wildberg ostemejeriet er PM15-tryksensoren. Denne sensor overvåger trykforholdene i varmeveksleren med henblik på altid at sikre, at trykkene i den termiserede (dvs. opvarmede) aseptiske mælk er højere end på den modsatte side af varmevekslerpladen, hvor der hverken er frisk mælk eller varmt vand. I tilfælde af mulige revner i varmevekslerpladen er det kun mælken, der kan slippe ud på grund af overtrykket. Så dermed kan ingen fremmedlegemer komme ind i den meget følsomme produktionsproces. Hvis der dannes aflejringer på varmevekslerpladen, der medfører, at trykket stiger ved en ellers konstant flowhastighed, kan tryksensoren gøre denne omstændighed gennemsigtig for styreenheden, så den kan justeres i overensstemmelse dermed, eller et vedligeholdelsesinterval kan indledes.
Ideel løsning til hygiejniske produktionsanlæg
Den nye PM15-tryksensor har et unikt flugtende tætningssystem med Teflon and PEEK. Dette giver for første gang mulighed for hygiejnisk integration af små keramiske kapacitive måleceller i små rørledninger fra DN25. Takket være det minimerede G 1/2-gevind er installation mulig uden dyre adaptere. Tilpasningen er certificeret til aseptiske anvendelsesformål og har ingen døde områder for at forhindre aflejringer og sikre en optimal rengøring i CIP-processen.
Vedligeholdelsesfri og robust
Sensoren er dermed konstrueret uden elastomerpakning på processiden og er derfor vedligeholdelsesfri. Den flugtende, robuste keramiske målecelle er ekstrem stabil på langt sigt og modstår tryk- og vakuumpåvirkninger og virkninger fra slibemidler. Det er et ”tørt måleprincip”, fordi der ikke anvendes trykoverførselsvæske, hvilket dermed eliminerer risikoen for, at kritiske væsker slippes ind i mediet. Sensoren er dermed praktisk talt slitagefri. Den kan modstå mediumtemperaturer på op til 150 °C (maks. 1 time), som giver mulighed for damprensning. EHEDG-certifikatet, FDA-godkendelsen og 3A-standarden bekræfter dens egnethed til hygiejniske processer.
Billede 1:Kompakt og hygiejnisk: PM15-seriens tryksensor med flugtende keramisk målecelle. Billede 2: Perfekt til små nominelle bredder: PM15-seriens tryksensor med G1/2-procestilslutning i omvendt osmose-systemets tilførsel.
Forbedret ydeevne takket være IO-Link
Lige som næsten alle ifm-sensorer har PM15 også IO-Link. Ud over det klassiske analoge signal (4...20 mA) kan procesværdien overføres digitalt uden tab.
Men IO-Link har endnu mere at byde på: Sensoren har også en temperatursonde, hvis værdi brugeren kan hente via IO-Link.
Fordel: Til ikke-kritiske anvendelsesformål kan denne non-invasive temperaturmåling anvendes til at opnå mere gennemsigtighed og sikkerhed i systemet "by the way" - dette sparer materiale- og installationsomkostninger. Andre af IO-Link’s praktiske features er nulpunktkalibrering og skalering af måleområder.
Virksomheden staedler automation AG har implementeret denne processtyring på ostemejeriet. Alle procesværdier kan blive vist på styresystemet.
Konklusion
Ikke på trods af, men på grund af den automatiske procesovervågning er det muligt for Wildberg ostemejeriet at koncentrere sig om produktionen af individuelle ostespecialiteter, mens det påkrævede udstyr udfører dets opgave pålideligt og præcist. Præcist konstrueret sensorteknologi sikrer nem og pålidelig overvågning af produktionen, selv på steder med særlige udfordringer.
