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VEGAPULS 64 gibt Sicherheit im Kristallisationsprozess in der Zuckerherstellung

Einer der beiden Kristallisatoren bei RCL Foods, bei dem VEGA Messtechnik zum Einsatz kommt.

Rund 175 Mio. Tonnen Zucker werden laut dem amerikanischen Agrarministerium jährlich produziert. Zwei Drittel des durchschnittlichen Jahresverbrauchs werden industriell in Getränken, Backwaren, Brotaufstrichen und Milchprodukten verarbeitet. Die südafrikanische RCL FOODS SUGAR AND MILLING (PTY) LTD ist Spezialist für verschiedenste Zuckerprodukte. Sie stellt, u. a. braunen und raffinierten Kristallzucker her. Für die Herstellung der verschiedenen Zuckersorten benötigt man vor allem ein gutes Timing, aber auch robuste Komponenten. Zunächst wird Zuckerrohr gemahlen, bevor im nächsten Schritt Zuckersirup und Kristalle durch verschiedene Prozesse extrahiert werden. In der anschließenden Verdampfungsstation wird dem Dicksaft immer weiter Wasser entzogen, bis eine genau festgelegte Zuckerkonzentration erreicht ist. Im Kristallisator werden feinste Zuckerkristalle zugeführt, die den Kristallisationsprozess auslösen. Durch immer weiteren Wasserentzug wachsen die Kristalle bis zu einer exakt definierten Größe. Anschließend werden Saft und Kristalle in einer Zentrifuge getrennt. Die unterschiedlichen Zuckervarianten werden dann gelagert, verpackt und stehen zum Verkauf bereit.
Bei der Kristallisation geht es naturgemäß heiß her. Hohe Prozess- und Produkttemperaturen von bis zu 100 °C sind ebenso Alltag wie Dampf und Kondensation. In dem Anlagenteil, in dem auch Messtechnik von VEGA zum Einsatz kommt, wird der Saft unter Vakuum bei 64 °C gekocht. Der Unterdruck macht es möglich, dass das Wasser bereits zwischen 65 und 80 °C verdampft und der Zucker bei diesen Temperaturen nicht karamellisiert und dunkel wird. Anschließend wird die Masse zur Kristallisation weitergeleitet. In der Anlage von RCL FOODS stehen zwei Kristallisatoren zur Verfügung. Die Herausforderung liegt darin, dass der gesamte Inhalt aus dem Kochvorgang in einen der beiden Kristallisatoren umgefüllt werden muss. Dafür muss der Füllstand des jeweiligen Kristallisators unter 15 Prozent liegen, da es sonst zur Überfüllung kommen könnte. Bei einer Überfüllung könnten Personen durch die heiße Flüssigkeit verletzt werden.
Wird dagegen ein zu hoher Füllstand angezeigt, wird eine Verriegelung in der Steuerung angestoßen und die Befüllung erst gar nicht gestartet. Dies wiederum hätte unter Umständen zur Folge, dass die komplette Charge verworfen werden muss. Zucker ist sehr empfindlich: Wenn die Prozessbedingungen, also Verweildauer und Temperatur, nicht genau eingehalten werden, hat dies Auswirkungen auf die Produkteigenschaften. Durch beide Szenarien entstehen hohe Ausfallzeiten und Produktionsverluste. Messgeräte müssen also besonders robust sein und absolut zuverlässig arbeiten.

Der Probelauf mit dem Radarfüllstandmessgerät VEGAPULS 64 verlief völlig unproblematisch, da er sich einfach auf vorhandene Messstutzen montieren ließ.

Bisher kamen in den Zuckerkristallisatoren ebenfalls Radarfüllstandmessgeräte zum Einsatz, die jedoch immer wieder mit prozessspezifischen Herausforderungen zu kämpfen hatten. Der Kristallisator besitzt einen Rührer, der verhindern soll, dass sich Kristalle am Boden des Behälters bilden. Dieser allein verursacht bereits Störsignale. Der Behälter wird regelmäßig mit Dampf gereinigt, da sich ansonsten Zuckerkristalle sowohl an den Behälterwänden als auch an den Rührern absetzen würden. Diese können hart wie Zement werden. Dafür befinden sich am Boden Ventile, die geöffnet werden, um den heißen Dampf einströmen zu lassen. Für die Messgeräte ist dies ein erster Härtetest, da diese direkt mit dem heißen Dampf in Berührung kommen. VEGA schlug vor, versuchsweise in einem der beiden Kristallisatoren einen VEGAPULS 64 mit einem 40 mm-Prozessanschluss zu installieren. Nachdem man bei den verschiedenen Testszenarien die eindeutigen Echokurven des neuen Geräts sah, entschied sich RCL FOODS schnell für den VEGAPULS 64, der seitdem kontinuierlich Füllstandwerte liefert.

Der VEGAPULS 64 in der Flanschausführung liefert auch in dem rauen Produktionsumfeld bei RCL Foods zuverlässige und genaue Füllstandmesswerte.

Mit dem Radarsensor waren viele Probleme auf einen Schlag gelöst. Seine Kalrez-Dichtung verhindert einen Feuchtigkeitseintritt am Prozessanschluss. Außerdem führte der schmale Abstrahlwinkel des VEGAPULS 64 dazu, dass der Radarstrahl an den Zuckeranhaftungen einfach vorbeigleitet. Dies gelang, weil bei dem Sensor die Messfrequenz bei 80 GHz liegt (bisher 26 GHz). Damit konnte der Abstrahlwinkel erheblich reduziert werden. Auch die aggressiven Prozessbedingungen stören das Messgerät nicht weiter. Störsignale gibt es so gut wie keine mehr.
RCL FOODS arbeitet schon seit mehr als einem Jahrzehnt mit VEGA zusammen und schätzt das südafrikanische Tochterunternehmen vor allem wegen dem herausragenden Service. Auch die Zuverlässigkeit und die hohe Qualität der Geräte sind aus Sicht des Unternehmens konkurrenzlos. Für die Techniker und Prozessbediener der Kristallisatoren in dem südafrikanischen Unternehmen hat sich die Sicherheit in diesem Anlagenteil durch die Füllstandmessung erheblich erhöht. Die Füllstandmessung arbeitet seit Beginn wartungsfrei.
VEGAPULS 64

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