Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Liquipoint FTW33 pro detekci polohy hladiny v potravinářství

Silné nánosy, měnící se vlastnosti média nebo potrubí s malým průměrem – s pomocí zabudovaného, čelně lícovaného vodivostního hladinového spínače Liquipoint FTW33 je bezpečná signalizace minimální nebo maximální polohy hladiny hračkou. Čištění snímače je usnadněno použitím odolných materiálů a přesným čelním lícováním. Aktivní kompenzace nánosů umožňuje snímač použít v silně lepivých médiích. Detekce limitních poloh hladiny je bezpečná a spolehlivá ve všech zásobnících typických pro potravinářství, míchaných nebo skladovacích, stejně jako v úzkých potrubích.

 
Spínače pro detekci limitních poloh hladiny v různých úlohách nabízí společnost Endress+Hauser od svého založení v roce 1953. Velkým krokem kupředu byl vynález vibračních spínačů v roce 1968. Jejich měřicí princip, poprvé v praxi použitý právě firmou Endress+Hauser, je dodnes uznáván jako nejuniverzálnější měřicí princip pro limitní hladinové spínače. Vibrační spínače pro detekci polohy hladiny kapalin Liquiphant se osvědčily ve více než čtyřech milionech instalací. Ale omezení jejich použití stále trvá: jakmile se zablokuje vidlička spínače např. kouskem ovoce nebo velmi silným nánosem, může docházet k falešnému spínání.
 

Vodivostní hladinový spínač Liquipoint FTW33

V kompletním sortimentu přístrojů Endress+Hauser pro potravinářský průmysl jsou snímače založené na různých fyzikálních principech a vhodné pro každou úlohu. Nejmladším zástupcem v široké nabídce je nový vodivostní hladinový spínač Liquipoint FTW33 (obr. 1), který jednoduše a spolehlivě detekuje limitní polohy hladiny v podstatě ve všech kapalinách, i v těch s minimální vodivostí (1 až 100 μS/cm). Limitní polohy hladiny je přitom možné detekovat ve všech zásobnících typických pro potravinářství, míchaných nebo skladovacích, a také v úzkých potrubích.
 
Princip činnosti spínače Liquipoint FTW33 je jednoduchý: na provozní elektrodu je přiváděno střídavé napětí. Jakmile vodivá kapalina elektrodu zaplaví, začne protékat proud a Liquipoint FTW33 sepne. Vliv vodivých nánosů je aktivně kompenzován, takže snímač spolehlivě detekuje i lepivá vodivá média, např. hořčici, majonézu, marmeládu, ovocné dřeně, jogurty nebo různé nápoje. Výstup spínače Liquipoint FTW33 (tranzistorový 3 V DC, PNP) lze přímo připojit do řídicí jednotky (např. PLC). Další vyhodnocovací zařízení nejsou třeba.
 
Podobně jako přítomnost kapaliny detekuje spínač i kompaktní vodivou pěnu. Při montáži je pouze třeba dát pozor na to, aby byl spínač do nádrže nebo potrubí namontován vodorovně a nebo šikmo, protože při svislé montáži může být měření narušováno neúplným zakrytím senzoru či vzduchovými bublinami.
 
Čelní lícování senzoru splňuje vysoké požadavky na hygienu a spolu s použitím odolných materiálů vede k výraznému usnadnění čištění postupy CIP a SIP. Dokonce je možné použít čisticí ježek (mechanický nástroj protahovaný potrubím).
 
V potrubí pak nezůstávají zbytky produktu a čištění je výrazně jednodušší a rychlejší. Také robustní pouzdro z korozivzdorné oceli je navrženo speciálně pro potravinářský průmysl. Jedna z variant spínače s konektorem M12 je i s krytím IP69K (vhodná pro mytí tlakovou vodou). Spínač má certifikáty EHEDG a 3-A.
 
Další velkou výhodou oproti jiným metodám měření je to, že snímač pracuje spolehlivě i při měnících se vlastnostech média a není třeba žádné nastavování. Myšlenka plug & play, u snímačů vyjádřená heslem „zabuduj ho a zapomeň na něj“, je zde realizována automatickým nastavením měření na aktuální médium.
 
Liquipoint FTW33 je už ve standardní verzi vybaven přepínáním funkčních režimů. Přepnout mezi režimy je možné pomocí magnetu, jenž je součástí dodávky a který se přidrží na značce na štítku přístroje. Přístroj tím lze optimálně přizpůsobit různým provozním podmínkám. Dále lze pomocí magnetu jednoduše a rychle spustit funkční test spínače. Tak je možné zvýšit funkční bezpečnost zařízení. Stav sepnutí je signalizován také přímo na spínači prostřednictvím několikabarevné LED. Rozměrově malé provedení dovoluje zabudování do obtížně přístupných nebo stísněných prostor. Při použití jako ochrana čerpadel čelní lícování zajistí úplné vyprázdnění potrubí a tím i úsporu nákladů.
 
Pro jednoduché připojení do zařízení je na výběr několik typů mechanických připojení: trubkové závitové G ½", G ¾" a G 1", adaptér pro metrický závit M 24, clamp 1" nebo 2" a mlékárenské šroubení DN 25 nebo DN 40 podle DIN 11851.
 
Liquipoint FTW33 má možnost zpoždění sepnutí o 1,5 s (na přání 0,3 s a 5 s) a lze jej používat v rozsahu provozních teplot –20 až +100 °C (+150 °C po dobu 1 h).
 

Spínače Liquipoint FTW33 ve firmě Theo Müller

Výhody nového spínače Liquipoint FTW33 ocenili i ve firmě Theo Müller v Německu. Jednou ze společností tohoto koncernu je mlékárna Alois Müller, která tento snímač již několik měsíců úspěšně používá ve svých tancích.
 
Alois Müller je moderní velkokapacitní mlékárna, která mléko zpracovává na různé produkty, z nichž mnohé jsou známy i v Česku: jogurty, mléčnou rýži nebo ochucené mléčné nápoje značky Müller lze najít v téměř každé prodejně potravin.
 
Jedním z technických požadavků, který všechny mlékárny znají, je spolehlivá detekce vyprázdnění tanků, v nichž jsou míchány nebo skladovány různé produkty: jogurty, jogurtové nápoje, dezerty, mléčná rýže, ochucené mléčné nápoje nebo nápoje ze syrovátky. Dříve bylo často nutné spínače pracující zpravidla na kapacitním nebo mikrovlnném principu při každé změně produktu znovu nastavovat.
 
Typickým příkladem hlídání vyprázdnění s nutností spínače často nastavovat jsou tanky s ovocnou složkou, která je přimíchávána do jogurtů. Pro přechod z jedné složky na druhou se kontejner vyprazdňuje pomocí dusíku, aby po vyprázdnění mohlo být potrubí přepnuto na jiný, plný kontejner.
 
Pro optimální provoz je kromě měření průtoku a teploty sterilizace rozhodující také spolehlivé hlídání vyprázdnění tanku.
 
Při špatné funkci tohoto hlídání zjistí řídicí systém vyprázdnění kontejneru až při poklesu průtoku, což s sebou nese průnik dusíku do potrubí. Jelikož různá a obvykle velmi viskózní média přimíchaný dusík obtížně uvolňují, může být měření průtoku chybné, a tudíž může být chybné i dávkování. Takový jogurt potom nemůže být dodán spotřebitelům. Znamená to, že i pouhá detekce minimální polohy hladiny má přímý vliv na správný podíl ovocné složky v jogurtu. Problémem je, že podle druhu ovocné složky se mění také elektrická vodivost, dielektrická konstanta, viskozita i lepivost. Proto spínače pracující na jiných fyzikálních principech mají s tímto měřením problémy. Ale Liquipoint zde pracuje zcela spolehlivě.
 

Závěr

Společnost Endress+Hauser již dlouhá léta vyrábí měřicí techniku, která splňuje nejvyšší požadavky na spolehlivost, bezpečnost a hygienu v potravinářském průmyslu. Výrobní program zahrnuje všechny odpovídající měřicí principy a mnoho běžně používaných mechanických připojení. Konstrukce, použité materiály a úprava povrchu odpovídají přísným mezinárodním požadavkům v potravinářství. Měřicí technika vynikající svou spolehlivostí a vybavením a vycházející
z bohatých zkušeností je používána i v biotechnologiích a farmacii. Snímače splňují požadavky EHEDG nebo 3-A a různých národních norem. Nejenže umožňují optimální provoz, ale bez omezení snesou i čištění CIP a SIP.
 
Obr. 1. Liquipoint FTW33 s celosvařeným pouzdrem z korozivzdorné oceli