Mit 80 GHz in der Fritteuse präzise und effektiv messen

Ein weltweit führender britischer Hersteller von Fertiggerichten und Getränken hat eine neue innovative Lösung gefunden, einen wesentlichen Teil bei der Herstellung von Tortillachips zu optimieren.

Neue Methoden zur Verbesserung von Konsistenz und Qualität in der Lebensmittelindustrie zu finden stellt stets eine Herausforderung dar. Die Schlüsselanwendungen bei der Herstellung von Chips sind die Fritteusen. Bei diesen ist ein perfekt aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel aus Temperatur, Frittierzeit und Füllstand des Öls erforderlich, um höchste und gleichbleibende Produktqualität zu erzielen. Zusätzlich führen schon kleine Verbesserungen zu Energieeinsparungen.

Radarmesstechnik von VEGA wird an dem Standort des Herstellers bereits für die Überwachung des Kochprozesses eingesetzt, beim Weichkochen von rohem Mais in Kesseln und der Verarbeitung und Formung der bekannten, dreieckigen Tortillachips. Das Frittieren der Chips erfordert Präzision, damit genau die knusprige Konsistenz entsteht, für die die Tortillas so bekannt sind. Dazu werden sie in Pflanzenöl in einer Fritteuse frittiert. Zunächst werden die Tortillachips an einem Ende über ein Förderband zugeführt, schwimmen dann durch zirkulierendes heißes Öl und werden am anderen Ende über ein weiteres Förderband wieder ausgeschleust. Anschließend durchlaufen sie eine Qualitätskontrolle, werden gewürzt und direkt verpackt, um ihre Frische zu bewahren. Die Qualität der Chips wird über ein komplexe Kombination aus Frittierzeit, Temperatur, Zirkulation und Ölmenge gewährleistet. Beim Frittieren jedes einzelnen Tortillachips wird eine geringe Menge Öl verbraucht. Dafür müssen Füllstand und Temperatur geregelt und das Nachfüllen des Öls konstant und minutiös gesteuert werden.

Künftig sollen alle Fritteusen im Werk des Tortilla-Chips-Herstellers mit den 80 GHz-Radarsensoren ausgestattet werden.

Die Fritteuse arbeitet bei einer Idealtemperatur von 186° C. Es kann zu Ablagerungen von Öl und anderen Fremdstoffen kommen. Die Dichte und dielektrischen Eigenschaften des Öls ändern sich über Temperatur und Verunreinigung. Die Füllstandmesstechnik muss idealerweise ohne bewegliche Teile auskommen, da diese durch Verunreinigungen und Ablagerungen beeinträchtigt werden können. Zusätzlich muss eine regelmäßige Reinigung sehr leicht möglich sein. Der Ölfüllstand der Fritteuse wird in einen komplexen PID-Algorithmus (Regelkreis) eingespeist, der Öltemperatur und -menge konstant hält. Exaktes Messen ist essentiell: Zu viel oder zu wenig Öl verursachen unerwünschte Temperaturschwankungen. Je genauer die Messwerte, desto besser und konstanter funktioniert auch der Prozess.

Der Füllstandmessbereich beträgt 220 mm. Die Messung erfolgt in einem kleinen Bezugsgefäß seitlich der großen Backwanne der Fritteuse. Jeder Millimeter steht für 100 l Öl. Dabei muss der gesamte Füllbereich gemessen werden, sowohl beim Einfüllen und Erhitzen des Öls, als auch während des Vollbetriebs. Für optimale Effizienz und maximale Sicherheit wird die Wärmezufuhr in der Fritteuse permanent geregelt.

Der installierte Radarsensor VEGAPULS 64 erkennt den Füllstand des Öls millimetergenau ohne jegliche Auswirkungen durch dielektrische Veränderungen.

Zu Beginn versuchten die Ingenieure eine Füllstandmessung mittels eines geführten Radarsensors. Jedoch erkannten die Techniker physikalische Leistungsbeschränkungen bei diesem Messprinzip beim Einsatz in kleinen Behältern mit schlecht reflektierenden Medien (ölbasierten Produkten). Öl beispielsweise reflektiert schlecht und eine präzise Messung ist nur im mittleren Bereich dieser kurzen Sondenlänge möglich. Erfolgreicher arbeitete ein kapazitiver Sensor, der an der gleichen Position eingebaut wurde. Er erkannte das Öl über den gesamten Messbereich. Da aber beim Erhitzen des Öls und Frittieren der Tortillas sich die dielektrischen Eigenschaften des Öls verändern, kam es zu Messungenauigkeiten. Die Servicefachkräfte vor Ort wünschten sich jedoch eine noch präzisere Lösung.

Durch die bessere Steuerung, optimiert der VEGAPULS 64 die Energie- und Ölzufuhr bei der Herstellung der Tortilla-Chips.

Schließlich wurde der VEGAPULS 64 installiert und in Betrieb genommen. Er erkannte den Füllstand des Öls millimetergenau ohne jegliche Auswirkungen durch dielektrische Veränderungen. Die einzigartige Fokussierung ermöglichte sogar die punktgenaue Messung des Füllstands in dem kleinen Bezugsgefäß über den gesamten Messbereich ohne Störungen durch seitliche Anbindungen oder dielektrische Veränderungen.
Dank der Konsistenz und besseren Steuerung des VEGAPULS 64 wurden Energie- und Ölzufuhr im Werk noch weiter optimiert. Dies führte nicht nur zu einer besseren Produktqualität, sondern war auch umweltschonender. Das Unternehmen möchte die Radarsensoren mit der hohen 80 GHz-Signalfrequenz nun bei allen Fritteusen am Standort einsetzen.

VEGAPULS 64

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Produktname	VEGAPULS 6X
Seriennummer	31979683
eID	DE27963843
Bestellnummer	PS6X - 222 BQP
Artikelcode	PS31.XXWXNNQHB

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