Industrielle Automation 5/2015

SENSORIK UND MESSTECHNIK
Purer
Schokoladengenuss
Präzise Temperatursensoren für den Warm- und Kaltbereich
sichern die sensible Schokoladenproduktion
Jürgen Lukas
Seidiger Glanz und ein knackiger
Bruch – so muss Schokolade sein.
Doch bevor die Tafeln soweit sind,
durchlaufen sie einen sensiblen,
vollständig automatisierten
Herstellungsprozess, bei dem
die Sensoren eine zentrale Rolle
spielen. Sie überwachen die
Temperatur sowohl in warmen
als auch in kalten Produktionsbereichen
und schlagen bei
kleinsten Abweichungen Alarm.
Jürgen Lukas ist Redakteur bei der ifm electronic
gmbh in Essen
In Köln, in Sichtweite des Doms auf einer
kleinen Insel am Ufer des Rheins gelegen,
demonstriert das Schokoladenmuseum den
Erschaffungsweg von der Kakaobohne bis
zu den fertigen, in geschmackkonservierende
Alufolie gehüllten und meist bunt verpackten
Tafeln. Höhepunkt ist dabei die
vollständig automatische Produktion in einer
Mini-Fertigungsstraße. 80 000 Täfelchen täglich
werden so hier sechs Tage die Woche,
bei gleichzeitig neugieriger Begutachtung
durch die Besucherströme, erzeugt. Eine
Störung dieses automatisierten Ablaufs
hätte fatale Folgen. Seit Juli 2006 unterstützt
ifm electronic mit moderner Sensorik das
Museum. Neben Temperatursensoren unterstützen
noch Schwingungs-, Zylinder-und
Drucksensoren des Essener Unternehmens
diesen empfindlichen Vorgang.
Exakte Temperierung sichert
den Schokoladenfluss
Nach der Vorverarbeitung wie Rösten und
Mahlen wird die braune Schokoladenmasse
in einem dreiwandigen Vorratstank zwischengelagert.
Über eine doppelwandige,
mit einer Begleitheizung ausgestattete
Rohrleitung wird die flüssige Schokoladenmasse
zur Weiterverarbeitung gepumpt.
Die Temperatur im Heizwasserkreislauf
der Begleitheizung,
die die optimale
Fließfähigkeit sicherstellt,
muss konstant bei 50 - 51 °C liegen.
Falls die Temperierung nicht genauestens
stimmt, kristallisiert die Schokoladenmasse
und verstopft die Rohre.
Daraufhin muss die gesamte Produktion
gestoppt und der betroffene Teil des Systems
komplett gereinigt werden. Es entstehen
nicht unerhebliche Kosten, denn
dieser Vorgang ist aufwendig und zeitintensiv.
Hier leisten die Temperatursensoren
der Baureihe TN wertvolle Dienste und
überwachen präzise die Temperatur des
Heizkreislaufs.
Alarm bei kleinsten
Abweichungen
Die Temperatursensoren basieren auf einem
Pt-100- oder Pt-1000-Widerstandselement.
Dieses wandelt die Messgröße Temperatur
durch Widerstandsänderung in ein elektrisches
Analogsignal um. Ein Mikroprozessor
steuert die Auswertung des elektrischen
Signals. Die aktuelle Systemtemperatur
wird mittels LED-Display direkt an der Auswerteelektronik
angezeigt. Sowohl Mikroprozessor
als auch Anzeige erleichtern
wesentlich die Handhabung. Mithilfe der
Programmiertasten kann der Anwender die
Werte für die Schaltpunkte, Hysterese und
Messfenster auch ohne anliegende Systemtemperatur
einstellen. Das vereinfacht die
Installation und Inbetriebnahme.
Von den Vorratstanks wird die Schokoladenmasse
zur Temperiermaschine geleitet,
die aus mehreren Wärmekammern besteht.
Durch diese Kammern wird die Schokolade
von unten nach oben gepumpt. Dabei wird
eine genau festgelegte Temperaturkurve
durchlaufen. Die Temperaturen sind
rezepturabhängig und werden von der
Temperiermaschine auf ein zehntel Grad
genau gesteuert. Dadurch wird sichergestellt,
dass die Schokolade nach der Endverarbeitung
einen seidigen Glanz und
einen knackigen Bruch hat. Diese genaue
Temperatur wird von einem ifm TN2531
überwacht und schlägt Alarm, wenn sie
um 0,5 °C abweicht.
Warm und kalt – gießen
und verpacken
Als nächster Produktionsschritt erfolgt das
Gießen der flüssigen, aromatisch duftenden
Schokolade in die entsprechenden Tafel-
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