Trübungsmessungen verbessern die Produktequalität in der Käseherstellung

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1 Milch Perspektiven in der Prozessanalytik 12 News INGOLD Leading Process Analytics Trübungsmessungen verbessern die Produktequalität in der Käseherstellung Anwendungen in der Käseherstellung verbessern Produktqualität und sparen Wasser. Die Installation einer Trübungsmessung wurde in drei Monaten amortisiert durch Wassereinsparung und Reduktion von Abfall. Das weltweit größte Werk für Schmelzkäse-Herstellung Glanbia Foods, Inc. ist ein Geschäftsbereich des in Kilkenny, Irland ansässigen Unternehmens Glanbia plc. Das Glanbia Foods-Werk in Gooding, Idaho, ist das weltweit größte Werk für die Herstellung von Schmelzkäse. Dieses Käse und Molke herstellende US-Unternehmen verarbeitet mehr als 4 Millionen kg Milch pro Tag und stellt daraus Schmelzkäse (wird in 227 kg- Fässer abgefüllt) im amerikanischen Stil sowie eine große Palette an Nahrungsmitteln auf Milchbasis her. Der Prozess Bereits in einem früheren Milch-Newsletter wurde beschrieben, wie das Unternehmen die glasfreie ph-elektrode InPro 3300 und den Leitfähigkeitssensor InPro 7108 einsetzt. Heute geht es um die Bestimmung von Milchfeststoffen in Wasser mittels Trübungsmessungen zur Optimierung der Käseherstellung. Trübungsmessung Gibt man einen einzigen Tropfen Milch in ein Glas Wasser, sieht man deutlich, dass optische Trübungssensoren die Milchinhaltsstoffe zuverlässig und genau anzeigen können. Dieses Prinzip wird in verschiedenen Phasen der Milchverarbeitung und Käseherstellung angewandt. Trübungsmessungen ermöglichen eine quantitative Bestimmung der enthaltenen Feststoffe. Auf diesen Werten basiert dann die Prozesssteuerung.

2 Trübungserkennung Bei zahlreichen Anwendungen werden Prozessleitungen mit Wasser gespült, um Milch oder Sahne zu entfernen oder folgen Milch und Sahne auf Wasser in den Leitungen. Es ist wichtig, zu wissen, was sich gerade in der Leitung befindet, um zu verhindern, dass dem Produkt weiteres Wasser beigegeben oder überschüssiges Wasser in die Kläranlage geleitet wird. Wenn Milch- oder Sahneprodukte mit Hilfe von Wasser aus den Leitungen gespült werden, stellt man mittels Trübungsmessung fest, wann ein Leitungsinhalt als Abwasser eingestuft werden kann und wann eine Rückgewinnung sinnvoll ist. Flüssigkeiten mit einem hohen Feststoffanteil werden einem Rückgewinnungsprozess zugeführt, um den Produktverlust zu minimieren. Kläranlagen berechnen Kosten oft auf Basis von CSB (chemischer Sauerstoffbedarf). Ein hoher Anteil an Milchfeststoffen führt zu einem hohen CSB-Wert bei Einleitung in die Kläranlage, wodurch dem Betrieb Kosten entstehen. Die Rückgewinnung des Produkts bedeutet also gleichzeitig eine Reduzierung der Wasserbehandlungskosten. Sobald der Trübungssensor festgestellt hat, dass die Leitung ausreichend mit Wasser gespült wurde, kann der Spülzyklus beendet werden, wodurch wertvolles Wasser gespart wird. Die Wiedergewinnung und Wiederverwertung von Wasser waren bei der Automatisierung des Spülzyklusses von großer Bedeutung. Die METTLER TOLEDO-Lösung In der Anlage werden zwei verschiedene Arten von Trübungssensoren verwendet. Die Messsonde InPro 8100, ein Trübungssensor mit Rückwärtsstreulicht- Technologie, ist für die Messung von hohen Anteilen an Schwebstoffen in Milch oder Sahne ideal geeignet. Die Messsonde InPro 8400 mit Vorwärtsstreulicht-Technologie erzielt bei der Messung niedriger Anteile an Milchprodukten in Wasser bessere Ergebnisse. Pro Sensortyp werden innerhalb des Werks je zwei Kreisläufe zur Erkennung von Trübungszuständen verwendet. Beide Typen entsprechen den strikten Hygienevorgaben des Molkereigewerbes und halten problemlos CIP-Zyklen, also der Reinigung vor Ort, stand. Vorteile der Trübungsüberwachung Wird die Trübung des Permeatstroms überwacht, können die Effizienz des Feststoff-Separators besser kontrolliert und die Betriebskosten des nachgelagerten Verdunsters minimiert werden. Die METTLER TOLEDO Trübungssensoren haben sich als widerstandsfähiger erwiesen als die zuvor verwendeten optischen Sensoren von Wettbewerbern, in deren Innerem es zu Problemen wie Kondensation oder Auslaufen von Flüssigkeit kam. InPro 8100 und InPro 8400 halten mühelos Prozessbedingungen mit Normaltemperaturen zwischen C und Höchsttemperaturen von 71 82,2 C stand. Rentabilitätsberechnungen in Bezug auf Wasserersparnis, niedrigere Abfallbehandlungskosten und eine verbesserte Produktrückgewinnung ergaben in der Regel eine Amortisation innerhalb von 3 Monaten. Diese Sensoren werden seit 2005 verwendet und benötigen nur einen minimalen Wartungsaufwand. Bei der Verwendung automatisierter Trübungsmesssysteme für die Steuerung von Prozessbedingungen verbessert sich die betriebliche Wirtschaftlichkeit nachweislich durch die Verringerung der Anforderungen an Spülwasser, die Reduzierung von Abfallstoffen und die Verringerung der Abwasserkosten. MTP01 Trübungssensor InPro / inpro8100 MTP02 Trübungssensor InPro / inpro8400 Herausgeber Mettler-Toledo AG Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Schweiz Milch Wasser Trübungssensor Sahne Prozess- / Entleerungsventil Zur Prozess- oder Wiedergewinnungsleitung Bilder S. 4: Nordmilch, Deutschland S. 5: Alpenhain, Deutschland Trübung Schwerpunktsbereiche Technische Änderungen vorbehalten. Mettler-Toledo AG 07/08 Gedruckt in der Schweiz. Zeit Abwasser Trübungserkennung 2 METTLER TOLEDO Milch News 12

3 Neue ph-elektroden bieten Hochleistung Zusätzliche Prozessverbesserung mit ISM-Technologie In vielerlei Hinsicht stehen ph-elektroden im Zentrum der Prozessqualität. Neue Lösungen für die Kalibrierung und Wartung bringen geringe Wartungskosten und Prozess-Stillstandzeiten mit sich und führen damit zu verringerten Betriebskosten. Eine logische Entwicklung Die Kompetenz von METTLER TOLEDO basiert auf vielen Jahren der Erfahrung im Bereich von industriellen Messsys temen. Durch die Entwicklung der bahnbrechenden ISM-Technologie kombiniert das Unternehmen nun diese jahrelange Erfahrung mit digitaler Technologie und Prozessleistung zu hochentwickelter Sensordiagnostik. Die digitale ISM-Lösung Die Besonderheit der neuen Linie von ISM ph-elektroden liegt darin, dass die Verarbeitung von Signalen nun im Elektrodenkopf selbst stattfindet. Die Digita lisierung von Signalen direkt im Messfühler selbst stellt eine logische Folge dar, da eine digitale Signalübertragung im Vergleich zu hochohmigen Signalen gegenüber elektrischen Störungen weit we ni ger anfällig ist. ISM bedeutet effiziente Wartung Abgesehen von der digitalen Signalübertragung führt jede ISM ph-elektrode außerdem fortlaufend einen «Gesundheits-Check» durch und überwacht online kritische Parameter wie den Bezugselektrodenwiderstand für ph. Dadurch wird der Nut zer über mögliche Verschmutzungen des Diaphragmas informiert und kann Ge gen maßnahmen ergreifen. Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie ISM die Prozesssteuerung verbessern kann. Weltweit hat die ISM-Technologie bereits ihren Nutzen in Hunderten von erfolgreichen Anwendungen bewiesen. isense Schlüsselfaktor für die Optimierung der ISM-Vorteile isense ermöglicht die Kalibrierung und Justierung von METTLER TOLEDO s digitalen ISM ph-elektroden und digitalen Sensoren zur Messung von gelöstem Sauerstoff unter Laborbedingungen. Derzeit sind folgende ph-elektroden mit ISM-Technologie für Milch und Molkereianwendungen erhältlich: InPro 3250 i InPro 2000 i InPro 3100 i InPro 3250 i isense ist eine sehr benutzerfreundliche und einzigartige Software. Einfach den Sensor via USB an den Computer anschließen. MTP03 ISM Technologie / ISM METTLER TOLEDO Milch News 12 3

4 M400 Transmitterserie M400 der vielseitige Transmitter für hoch entwickelte Prozessmessung Der neue multifunktionale Transmitter M400 für anspruchsvolle Anwendungen bietet ISM-Technologie mit dem einzigartigen dynamischen Verschleiß-Indikator (DLI «Dynamic Lifetime Indicator») und kommuniziert mit ph / Redox-, Sauerstoff- und Leitfähigkeitssensoren (wahlweise mit oder ohne ISM-Technologie). M400 der umfassende Transmitter für mehr Flexibilität Vereinfachen Sie Ihre Lagerkomplexität mit dem vielseitigen M400: Der M400 ist ein Einkanal-Gerät zur Multiparameter-Messung Um die verschiedensten Prozessanforderungen zu erfüllen, ist der M400 in drei Ausführungen erhältlich: Der M400 ist kompatibel zu digitalen und analogen Sensoren, sodass für jede Applikation der richtige Sensor eingesetzt wird Durch ISM-Technologie Statusinformationen in Echtzeit ISM vereinfacht die Bedienung von Prozessanalysesystemen von der Erstinstallation über die Wartung bis hin zum Sensorwechsel ganz erheblich. Die ISM-Technologie kann auf alle Messparameter angewendet werden, die bei der Prozessanalyse eine entscheidende Rolle spielen. Die in Echtzeit vom ISM-Sensor gelieferten Statusinformationen erlauben eine vorbeugende Instandhaltung: Der dynamische Verschleiß-Indikator (DLI) informiert Sie, wie lange die Messung noch hält Der adaptive Kalibriertimer (ACT) informiert Sie, wann die nächste Kalibrierung fällig ist. Sie können mit dem integriertem CIP / SIP-Zähler und dem Kalibrierprotokoll die Historie des Sensors zurückverfolgen «Plug and Measure»-Funktion zur sofortigen Betriebsbereitschaft minimiert Wartungskosten Dank «Plug and Measure» kann innerhalb von Sekunden mit Messen begonnen werden: Keine Installationsprobleme dank vereinfachter Inbetriebnahme Aktuelle Kalibrierdaten werden in ISM- Sensoren gespeichert und direkt an den Transmitter übertragen Hohe Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Prozessanwe n- dungen Der Transmitter M400 ist dank seiner außerordentlichen Zuverlässigkeit und fortschrittlichen ISM-Funktionen die Ideallösung für komplizierte Anwendungen in der Milch- & Molkerei-, Lebensmittel- & Getränke-, sowie in der Pharmaindustrie. Da der M400 sowohl Daten analoger Sensoren wie auch Daten der innovativen ISM-Sensoren («Intelligent Sensor Management») empfangen kann, ist größtmögliche Flexibilität gewährleistet. Die neue isense Asset Suite für ph und O2 (ab Q4 / 2008 erhältlich) bietet zusätzlich eine einfache Kalibrierung der Sensoren im QS-Labor und eine lückenlose Dokumentation der Sensoren über die gesamte Lebensdauer. MTP04 Transmitter M400 / m400 Der M400 Transmitter ist kompatibel mit ISM-Elektroden und -Sensoren. Mit der isense Asset Suite betreiben Sie Ihre ISM-Sensoren während des gesamten Lebenszyklus mit maximaler Leistung. METTLER TOLEDO Milch News 12 4

5 Glaslose ph-messung in der Milchverarbeitung Glasfreie ph-messung in der Milchverarbeitung Die glasfreie ph-elektrode InPro 3300 von METTLER TOLEDO kombiniert höchsten Messkomfort mit maximaler Sicherheit und Zuverlässigkeit. Innovative Sensortechnologie ohne Glasbruchgefahr Die ph-elektrode InPro 3300 besitzt im Gegensatz zur klassischen Glaselektrode keine Komponenten aus Glas. Die Messfunktion übernimmt anstelle der Glasmembran ein Mikrochip (ISFET = ionenselektiver Feldeffekt-Transistor), dessen elektrisches Signal vom ph-wert des Messmediums abhängt. Hygienisches Design Alle medienberührten Materialien der Elektrode sind lebensmittelkonform (Kunststoffschaft aus PEEK, Dichtringe aus EPDM) und von der FDA («Food and Drug Administration») für Anwendungen in der Lebensmittelproduktion zugelassen. Die Elektrode selbst kann mit Heißdampf bis 130 C sterilisert werden, darf jedoch nicht heißer Lauge ausgesetzt werden, da sonst die ionenselektive Schicht zerstört wird. Während des CIP Prozesses («Cleaning in Place») wird die Elektrode mit einer Wechselarmatur in Wartungsposition gebracht, wo sie in der Spülkammer mit milderen Reingungsmitteln behandelt und anschließend vor dem erneutem Einsatz sterilisiert werden kann. Reproduzierbare Messung Die Vergleichbarkeit der Messergebnisse des InPro 3300 mit der Labormessung ist sehr gut. Die Abweichungen betragen lediglich 0,05 bis 0,1 ph-einheiten, sind aber konstant und reproduzierbar. Einsatz Qualitäts- und Prozesskontrolle Überwachung des Reifeprozesses bei der Joghurt-Herstellung ph-kontrolle vor der Abfüllung ultrahocherhitzter Milch Ergebnis Mit ISFET-Elektroden lassen sich gefahrlos, zuverlässig und reproduzierbar die ph- Werte in der Lebensmittelproduktion messen, ohne dass ein Glasbruch befürchtet werden muss. Die Technologie und das Design des InPro 3300 von METTLER TOLEDO sind voll in das HACCP-Konzept integrierbar und damit lebensmitteltauglich. MTP05 glasfreie ph-elektrode InPro / inpro3300 Glasfreie ph-elektrode InPro METTLER TOLEDO Milch News 12

6 ProTalk 2008 Neue Veranstaltungen von METTLER TOLEDO Unsere Seminare und Veranstaltungen zeichnen sich seit mehr als 10 Jahren durch aktuelle Themen und fundiertes Know-how für die Prozessanalytik aus. Auch im zweiten Halbjahr 2008 bieten wir Ihnen ein breit gefächertes Programm für Ihre berufliche Weiterbildung an. Erhalten Sie die wichtigsten Grundlagen der Mess- und Regeltechnik. Erfahren Sie mehr über unsere Veranstaltungen: Intensiv-Workshops Theoretische und praktische Vertiefung in die jeweilige Messtechnik Sauerstoffmessung (Gießen) Vor-Ort-Seminare Interessieren sich mehrere Mitarbeiter und Kollegen für ein bestimmtes Schulungsthema? Stellen Sie Ihre Schulung individuell zusammen! Anwendertrainings Praktische Einblicke in die Messungen live an den Geräten ph-messung (Gießen) Sauerstoffmessung (Gießen) MTP06 ProTalk Programm / ProTalk Mettler-Toledo GmbH Prozessanalytik Ockerweg 3, D Gießen Tel Fax Mettler-Toledo Ges. m. b. H. Südrandstraße 17, A-1230 Wien Tel Fax Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH Im Langacher, Postfach CH-8606 Greifensee Tel Fax Besuchen Sie uns im Internet

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