Verfahrenstechnik 4/2022
Verfahrenstechnik 4/2022
Verfahrenstechnik 4/2022
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19098<br />
04<br />
April <strong>2022</strong><br />
www.verfahrenstechnik.de<br />
€ 12,50<br />
HÖCHSTE<br />
QUALITÄTSSTANDARDS<br />
Hersteller von Convenience-Food setzt<br />
auf SAP MES zur Produktionssteuerung
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EDITORIAL<br />
Zwischen Entsetzen<br />
und Normalität<br />
Der russische Angriffskrieg auf die Ukraine beschert uns seit Wochen entsetzliche<br />
Bilder von Krieg und Zerstörung, von Toten und Verletzten, von Flucht<br />
und Verzweiflung. Und doch dreht sich die Erde weiter, und doch gehen wir<br />
hierzulande recht normal unseren Geschäften nach. Sie lesen daher auch in<br />
dieser Ausgabe über Anwendungen der <strong>Verfahrenstechnik</strong>. Ein besonderer<br />
Schwerpunkt liegt auf Technologien für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie<br />
(Special S. 12 ff.). Auch der Titelbeitrag beschäftigt<br />
sich mit dieser Branche. Erfahren Sie, wie und<br />
„In Zeiten wie diesen<br />
sind keine seriösen<br />
Prognosen möglich.“<br />
warum ein Hersteller von Convenience-Food seine<br />
Produktion digitalisiert (S. 8 ff.).<br />
Doch abseits jener Normalität entstehen diese Zeilen<br />
am Tag, nachdem die Ermordung von Zivilisten in<br />
Butscha publik wurde. Längst hatte da schon unser<br />
Minister für Wirtschaft und Klimaschutz Robert Habeck die Frühwarnstufe des<br />
„Notfallplans Gas“ gestartet hat. Wie es weitergeht, bis diese Ausgabe in Ihren<br />
Händen liegt? Da wage ich keine Prognose – und fühle mich damit VCI-<br />
Hauptgeschäftsführer Wolfgang Große Entrup verbunden. Der musste<br />
unlängst erstmals in der Geschichte des Verbands erklären, keine<br />
Prognose zum Produktionsvolumen und zum Umsatz der Branche<br />
im laufenden Jahr abgeben zu können (S. 5, Zahlen, Daten, Fakten).<br />
Vorhersehbar ist indes, dass ein Stopp russischer Gaslieferungen<br />
dramatische Folgen hätte – weit über unsere Branchen hinaus,<br />
für die Gas gleichermaßen Energiequelle wie Rohstoff ist.<br />
Da er scheint ein Zitat, das dem Chemiker Justus von Liebig<br />
zugeschrieben wird, in einem anderen Licht: „Chemie ist<br />
nicht alles, aber ohne Chemie ist alles nichts.“<br />
Hoffen wir auf das Beste!<br />
Peter Reinhardt<br />
Chefredakteur<br />
p.reinhardt@vfmz.de
INHALT<br />
12 26 34<br />
Überlegen: Schwer zu benetzende,<br />
staubende oder klebende proteinhaltige<br />
Pulver agglomeratfrei dispergieren<br />
Überzeugend: Die durchdachte Druckluftstation<br />
hält den ökologischen Fußabdruck<br />
möglichst gering<br />
Übersichtlich: Digitale Zwillinge eignen<br />
sich für die Integration in Neubauprojekte<br />
ebenso wie für Bestandsanlagen<br />
AKTUELLES<br />
5 Personen, Märkte, Unternehmen<br />
6 Seminare, Tagungen, Kurse<br />
TITEL DIGITALISIERUNG<br />
8 Hersteller von Convenience-Food setzt auf<br />
SAP MES zur Produktionssteuerung<br />
SPECIAL<br />
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK<br />
12 Die Prozesszeit bei der Herstellung pflanzlicher<br />
Milchalternativen drastisch verkürzen<br />
14 Langsam drehende Mischwerkzeuge sorgen für ideale<br />
Mischgüten bei Getränkepulvern<br />
16 Individuelles Beölungssystem optimiert<br />
Pfannkuchenproduktion<br />
18 Traditionsbrauerei fördert hochviskose Konzentrate<br />
mit Fasspumpen<br />
20 Sichere Gefahrstofflagerung im Labor der<br />
Koblenzer Brauerei<br />
22 Tankreinigungsdüse deckt Schattenbereiche in<br />
Rohmilchsilos ab<br />
24 Produktinformationen<br />
MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />
32 Im Spannungsfeld von Versorgungssicherheit,<br />
Klimawandel und Wachstumszielen<br />
34 Prozessanlagen vernetzt planen und betreiben<br />
mit dem digitalen Zwilling<br />
36 Systemsteuerungsdiagramme führen alle Engineeringund<br />
Prozess-Informationen zusammen<br />
38 Produktinformationen<br />
BETRIEBSTECHNIK<br />
40 Produktinformationen<br />
RUBRIKEN<br />
3 Editorial<br />
40 Impressum<br />
42 <strong>Verfahrenstechnik</strong> im Alltag<br />
43 Vorschau<br />
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KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />
26 Druckluft versorgt Bioreaktoren mit Nährstoffen und<br />
Kohlendioxid<br />
28 Optische Überwachungssysteme profitieren von<br />
aufbereiteter Druckluft<br />
30 Produktinformationen<br />
TITELBILD<br />
IGZ,<br />
Falkenberg<br />
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BEILAGE<br />
Die aktuelle Ausgabe<br />
enthält eine Teilbeilage von<br />
MEORGA GmbH, Nalbach<br />
4 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
Zahlen, Daten, Fakten in Zeiten des Krieges in der Ukraine<br />
DER<br />
WELTMOTOR<br />
vom Antriebsdesigner<br />
Während in der Ukraine weiter der russische Angriffskrieg tobt, zeigen deutsche<br />
Unternehmen und Verbände Haltung. Und doch sind sie gezwungen, ihre Aufgaben<br />
weiter zu erfüllen. „Es fällt mir offen gestanden nicht leicht, heute über wirtschaftliche<br />
Zahlen und Fakten zur Lage der Branche zu sprechen“, sagte Wolfgang Große<br />
Entrup als Hauptgeschäftsführer des Verbands der Chemischen Industrie (VCI) auf<br />
der VCI-Wirtschaftspressekonferenz Mitte März. Deren Bedeutung relativiere sich<br />
mit Blick auf die Bilder und Nachrichten von Tod und Zerstörung durch die russische<br />
Invasion. Ganz ähnlich äußerte sich nur wenige Tage später Jürgen Nowicki,<br />
Sprecher der Arbeitsgemeinschaft Großanlagenbau (AGAB) im VDMA und zugleich<br />
CEO von Linde Engineering.<br />
Insgesamt erzielten die Branchen Chemie und Pharma trotz Pandemie und anderer<br />
Widrigkeiten eine beachtliche Bilanz für das Gesamtjahr 2021: Die Produktion stieg<br />
gegenüber dem Vorjahr um 5,3 Prozent, der Umsatz legte aufgrund kontinuierlich<br />
steigender Erzeugerpreise gar um 17,9 Prozent auf 225 Mrd. Euro zu. Derweil haben<br />
sich sämtliche Einschätzungen zur Entwicklung im laufenden Jahr überholt. „Ein<br />
Update der Prognose für das Gesamtjahr <strong>2022</strong> ist uns derzeit nicht möglich“, musste<br />
Große Entrup ein Novum in der Geschichte des VCI verkünden.<br />
Die wirtschaftlichen Verflechtungen der deutschen Chemie- und Pharmaindustrie<br />
mit den Kriegsparteien sind zwar überschaubar, aber nicht unerheblich: Russland<br />
und die Ukraine machen in Summe knapp 3 Prozent der deutschen Chemie- und<br />
Pharmaexporte aus. Das waren zuletzt gut 6,8 Mrd. Euro. Die Branche ist zudem mit<br />
Tochterunternehmen vor Ort aktiv. Auf die Region entfallen rund 2 Prozent ihrer<br />
Direktinvestitionen im Ausland. Die rund 70 Betriebe beschäftigten nach Schätzung<br />
des VCI vor Kriegsbeginn etwa 20.000 Personen.<br />
Die von den AGAB-Mitgliedern verbuchten Auftragseingänge für 2021 lagen mit<br />
21,2 Mrd. Euro um sprunghafte 78 Prozent über dem Vorjahresniveau. Vor allem<br />
Groß- und Megaaufträge aus Schwellenländern im Wert von mehr als 25 Mio. Euro<br />
sorgten für eine hohe Kapazitätsauslastung. Zugleich stiegen die Bestellungen für<br />
Industrieanlagen, die eine nachhaltige Produktion ermöglichen, sowie für Services.<br />
Die durch den Angriff Russlands auf die Ukraine eingetretene weltpolitische Zäsur<br />
und die auch vom Großanlagenbau unterstützten Sanktionspakete belasten jedoch<br />
die Erwartungen für das aktuelle Jahr. Nowicki: „Momentan berichten rund drei Viertel<br />
aller Großanlagenbauer von Unterbrechungen bei laufenden Projekten in Russland<br />
und der Ukraine sowie vom Ausfall wichtiger Lieferanten aus der Region.“<br />
Unterdessen haben sich laut Medienberichten zahlreiche Unternehmen zumindest<br />
teilweise aus Russland zurückgezogen. Darunter finden sich sowohl Engineering-<br />
Partner und Zulieferer wie Linde und Siemens als auch Größen der Chemie und<br />
Petrochemie wie BASF, BP, Dow und Total sowie Mischkonzerne wie 3M, Henkel und<br />
Procter & Gamble. Darüber hinaus haben auch namhafte Lebensmittel- und Getränkehersteller<br />
wie Carlsberg, Coca-Cola und Nestlé sowie exemplarisch für die Pharmaindustrie<br />
Abbott Labs, Merck und Pfizer Russland den Rücken gekehrt. (pr)<br />
Bild: ingusk – stock.adobe.com<br />
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AKTUELLES<br />
SEMINARE, TAGUNGEN, KURSE<br />
Veranstaltung Datum, Ort Anmeldung<br />
FORUM Nachhaltige Lebensmittelproduktion<br />
ONLINE-KURS Kosmetische und pharmazeutische<br />
Emulsionen<br />
JAHRESTREFFEN ProcessNet-Fachgruppen<br />
Fluid- und Hochdruckverfahrenstechnik<br />
SEMINAR Betriebssicherheitsverordnung<br />
(BetrSichV) in der Instandhaltung<br />
WEITERBILDUNG Arbeiten in Silos,<br />
Behältern und engen Räumen<br />
GRUNDSCHULUNG Gefahrgutbeauftragte:<br />
Erster Verkehrsträger Straße<br />
26.04.22,<br />
Bonn<br />
26.04.–04.05.22,<br />
online<br />
02./03.05.22,<br />
Frankfurt/M.<br />
03./04.05.22,<br />
online<br />
09.05.22,<br />
Frankfurt/M.<br />
09.05.–11.05.22,<br />
Dortmund<br />
TAGUNG 14. VDMA Kühlturmtagung 10.05.22,<br />
Frankfurt/M.<br />
MESSE All about automation 11./12.05.22,<br />
Düsseldorf<br />
SEMINAR Hygienemanagement 18.05.22,<br />
Dortmund<br />
WORKSHOP IO-Link live erleben 24.05.22,<br />
Friedrichshafen<br />
TAGUNG Gurtförderer und ihre Elemente 08./09.06.22,<br />
Essen<br />
FEI, Tel. 0228/3079699-7,<br />
www.fei-bonn.de<br />
GDCh, Tel. 069/7917-485,<br />
www.gdch.de/fortbildung<br />
Dechema, Tel. 069/7564-0,<br />
www.dechema.de<br />
VDI Wissensforum, Tel. 0211/6214-201,<br />
www.vdi-wissensforum.de<br />
Umweltinstitut Offenbach, Tel. 069/810679,<br />
www.umweltinstitut.de<br />
Dekra Akademie, Tel. 0711/7861-0,<br />
www.dekra-akademie.de<br />
VDMA, Tel. 069/6603-1468,<br />
www.vdma.org<br />
Easyfairs, Tel. 089/127165-0,<br />
www.easyfairs.com<br />
Umweltakademie Fresenius, Tel. 0231/75896-76,<br />
www.akademie-fresenius.de<br />
Profibus Nutzerorganisation, Tel. 0721/9658590,<br />
www.profibus.com<br />
Haus der Technik, Tel. 0201/1803-1,<br />
www.hdt.de<br />
4 Mrd. Euro für den<br />
Green Deal<br />
Rund 300 Projekte zum Schutz<br />
von Umwelt, Klima und Ressourcen<br />
hat das Umweltministerium<br />
Nordrhein-Westfalen<br />
von 2014 bis 2020 mit rund<br />
350 Mio. Euro über den „Europäischen<br />
Fonds für regionale<br />
Entwicklung“ (EFRE) gefördert.<br />
Aktuell bereitet das Land<br />
NRW für die neue Förderperiode<br />
2021 bis 2027 ein Multifondsprogramm<br />
mit einem<br />
Gesamtvolumen von über<br />
4 Mrd. Euro vor. Hiervon sollen<br />
auch die Förderangebote<br />
des Umweltministeriums profitieren,<br />
die u. a. in den Bereichen<br />
Klimaanpassung und<br />
Kreislaufwirtschaft weiter ausgebaut<br />
werden sollen.<br />
www.efre.nrw.de<br />
Fachmesse-Trio im Juni <strong>2022</strong> in Dortmund<br />
Nach coronabedingter Pause laden die Fachmessen „Solids“, „Recycling-Technik“<br />
und „Pumps & Valves“ am 22. und 23. Juni wieder zum<br />
persönlichen Austausch in Dortmund. Mitte März hatten bereits<br />
450 Aussteller den Sommertermin gebucht. „Mit den diesjährigen<br />
Schwerpunkten wie der Prozessautomation und der nachhaltigen<br />
Produktion treffen wir den Nerv der Zeit“, verspricht Messeleiterin<br />
Sandrina Schempp.<br />
Besucher finden darüber hinaus auch Anregungen und Lösungen zum<br />
Brand- und Explosionsschutz, zu digitaler Prozessoptimierung und vielen<br />
weiteren aktuellen Fragestellungen. Das Fachmesse-Trio bietet Besuchern wie Ausstellern die<br />
Möglichkeit, sich themenübergreifend auszutauschen. Auf mehreren Bühnen werden wissenschaftliche<br />
und praxisbezogene Vorträge für die Pumpen-, Schüttgut- und Recyclingtechnik gehalten.<br />
www.solids-dortmund.de<br />
Erfolgreiche MSR-Spezialmesse trotz Corona<br />
Als erste Branchenmesse des Jahres hat die MSR-Spezialmesse am 23. März in Frankfurt trotz<br />
Höchstständen bei den Corona-Zahlen wie gewohnt stattgefunden. Dabei musste der Veranstalter<br />
keine Abstriche bei der Zahl der Aussteller machen. „Wir haben einen festen Stamm an Ausstellern,<br />
die unser Regionalmessekonzept seit Jahren schätzen“, sagte<br />
Meorga-Geschäftsführer Hans-Josef Speicher im Gespräch<br />
mit „<strong>Verfahrenstechnik</strong>“. Mehr Aussteller als die üblichen 150<br />
bis 160 wolle man ohnehin nicht zulassen, sodass Besucher<br />
binnen vier Stunden alle relevanten Aussteller gesprochen<br />
haben können.<br />
Auch die Besucher scheinen sich nach Live-Begegnungen zu<br />
sehnen. Mehr als 800 Besucher sind in die Frankfurter Jahrhunderthalle<br />
gekommen. Über 1.100 Interessierte hatten sich<br />
vorregistriert, was laut Speicher „voll auf Höhe der Messen vor<br />
Corona liegt“. Das stimmt den Veranstalter optimistisch für die kommenden MSR-Spezialmessen<br />
am 18. Mai in Halle (Saale), am 14. September in Ludwigshafen und am 26. Oktober in Bochum. Der<br />
Besuch ist jeweils kostenlos. Ein Programm mit 36 Vorträgen begleitet die Ausstellungen. (pr)<br />
www.meorga.de<br />
KI steuert eine<br />
Chemieanlage<br />
Yokogawa Electric und JSR geben<br />
den erfolgreichen Abschluss<br />
eines Praxistests bekannt,<br />
bei dem 35 Tage infolge<br />
künstliche Intelligenz (KI) für<br />
den autonomen Betrieb einer<br />
Chemieanlage genutzt wurde.<br />
„Das ist eine Premiere weltweit“,<br />
schreiben die beiden<br />
Unternehmen dazu in einer<br />
Pressemitteilung. Der Test bestätige,<br />
dass KI mit bestärkendem<br />
Lernen in einer bestehenden<br />
Anlage auf sichere Weise<br />
genutzt werden könne. Ferner<br />
sei damit nachgewiesen, dass<br />
mit dieser Technologie Tätigkeiten<br />
gesteuert werden können,<br />
bei denen bisher manuelle<br />
Betätigungen von Steuerventilen<br />
auf Basis der<br />
Einschät zungen des Anlagenpersonals<br />
nötig waren.<br />
www.yokogawa.com<br />
6 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
ESG-Umfrage: Daten fürs Gemeinwohl nutzen<br />
Entscheidungsträger und Fachkräfte im produzierenden<br />
Gewerbe und in der chemischen Industrie<br />
stimmen überein: Ein ausgewogener<br />
Teil der im Tagesgeschäft genutzten Daten sollte<br />
für das Gemeinwohl eingesetzt werden. Zu<br />
diesem Ergebnis kommt die Studie „Limitless:<br />
The Positive Power of AI“ von Cloudera. Dafür<br />
hat das Unternehmen hinter der Enterprise Data<br />
Cloud rund 13.000 Personen weltweit befragt,<br />
darunter 1.200 in Deutschland.<br />
Demnach stellt heute rund ein Drittel der Entscheidungsträger in<br />
deutschen Unternehmen des produzierenden Gewerbes (37 Prozent)<br />
sowie der chemischen Industrie (29 Prozent) höhere Investitionen<br />
in Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (Environment,<br />
Social, Governance, ESG) vor die Entwicklung neuer<br />
Produkte und Dienstleistungen (26 Prozent, 21 Prozent) und die<br />
Aufrechterhaltung oder Steigerung ihrer Gewinne (13 Prozent,<br />
24 Prozent). Damit liegen diese Branchen deutlich vor dem<br />
Durchschnitt von 21 Prozent Zustimmung zu Investitionen in<br />
ESG. Daniel Metzger (Bild), Regional VP Central & Eastern Europe<br />
bei Cloudera, wertet das als deutliches Zeichen, „dass sich Gewinn<br />
und ESG nicht länger gegenseitig ausschließen“.<br />
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Domo produziert die fünfmillionste Tonne<br />
Caprolactam am Standort Leuna<br />
Als einer der weltweit führenden Hersteller von Polyamiden verkündete<br />
Domo Chemicals Mitte März die Lieferung von insgesamt<br />
fünf Millionen Tonnen Caprolactam durch den Standort<br />
Leuna. Diese Menge entspricht rund 225.000 Lkw-Ladungen. In<br />
Leuna wird seit 1942 Caprolactam produziert. Caprolactam wird<br />
vor allem zur Herstellung von Polyamid 6 benötigt und von Domo<br />
in einer integrierten Polymerisation weiterverarbeitet. „Über<br />
die letzten drei Jahrzehnte haben wir die Anlage für Caprolactam<br />
stets weiter ausgebaut und die Produktionsmengen gesteigert“,<br />
blickt Produktionsleiter Dr. Thomas Jende zurück. Heute liege der<br />
Fokus auf der Effizienzsteigerung und Energieeinsparung.<br />
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Neue Standortleiterin bei Bayer in Monheim<br />
Dr. Claudia Letmathe (50) ist seit 1. März<br />
neue Standortleiterin bei Bayer in Monheim.<br />
Die promovierte Ingenieurin hat damit die<br />
Nachfolge von Martin Zeller angetreten, der<br />
nach über 30 Jahren im Unternehmen Mitte<br />
des Jahres in den Ruhestand geht.<br />
Letmathe möchte insbesondere die Weiterentwicklung<br />
des Standortes vorantreiben<br />
und die Außenwirkung weiter stärken:<br />
„So wollen wir auch Nachwuchskräfte ansprechen“,<br />
sagt sie. Vom Standort Monheim<br />
wird das globale Agrargeschäft von Bayer gesteuert. Die<br />
Standortleitung schafft dafür den funktionalen Rahmen für<br />
circa 2.000 Bayer-Beschäftigte und rund 500 Beschäftigte<br />
anderer Unternehmen.<br />
www.bayer.de<br />
www.ruwac.de<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 7
TITEL I DIGITALISIERUNG<br />
Höchste<br />
Qualitätsstandards<br />
Hersteller von Convenience-Food setzt auf<br />
SAP MES zur Produktionssteuerung
DIGITALISIERUNG I TITEL<br />
Im Rahmen einer Digitalisierungsinitiative<br />
in der Produktion hat<br />
der Lebensmittelhersteller Hilcona<br />
ein zukunftsfähiges Manufacturing<br />
Execution System (MES)<br />
eingeführt. Verschiedene Insellösungen<br />
wurden abgelöst und die<br />
Systemlandschaft vereinheitlicht.<br />
Dank Know-how-Transfer durch<br />
das beteiligte SAP-Projekthaus IGZ<br />
kann das System nun nahezu<br />
eigenständig weiter ausgerollt<br />
und angepasst werden.<br />
Mit der Einführung eines Manufacturing<br />
Execution System (MES) hat die<br />
Hilcona AG als Lebensmittelhersteller im<br />
Bereich Frische-Convenience unternehmensweit<br />
einen neuen Standard für alle<br />
Herstellungsprozesse und Standorte geschaffen.<br />
Ohne jeglichen Papiereinsatz ermöglicht<br />
die durchgängige Digitalisierung<br />
seither ein lückenloses Monitoring sowie<br />
die Online-Rückverfolgbarkeit und -Dokumentation<br />
der Produktentstehung aller<br />
Produktionsprozesse in Echtzeit.<br />
1935 als Konservenfabrik gegründet, ist<br />
Hilcona mit seinen rund 2.000 Mitarbeitenden<br />
seit 2017 Teil der Bell Food Group.<br />
Das Produktspektrum umfasst unter anderem<br />
Pasta und Saucen, Tiefkühlkost,<br />
Fertiggerichte, vegane und vegetarische<br />
Alternativprodukte sowie Konserven und<br />
Sandwiches. Produziert wird am Hauptsitz<br />
in Schaan im Fürstentum Liechtenstein, in<br />
den Schweizer Orten Orbe und Landquart<br />
sowie im deutschen Bad Wünnenberg.<br />
Gewachsene Strukturen<br />
haben zunehmend limitiert<br />
Angesichts steigender Nachfrage nach frischen<br />
Convenience-Waren unterlag die<br />
Produktion einem täglichen Stresstest. Das<br />
lag in erster Linie an einer Vielzahl unterschiedlicher<br />
Softwarelösungen und war<br />
langfristig nicht mehr abzufangen. Es existierte<br />
kein flächendeckendes, einheitliches<br />
MES für alle Bereiche, die papierbasierte<br />
Auftragsabwicklung war fehleranfällig und<br />
Rückmeldungen erfolgten stets zeitversetzt.<br />
Zudem mangelte es an Transparenz<br />
bei der Verwaltung der Bestände. Eine<br />
durchgängige Rückverfolgbarkeit war nur<br />
mit hohem manuellem Aufwand gewährleistet.<br />
Mit einem Alter von mehr als<br />
15 Jahren hatten die proprietären Systeme<br />
zudem den gesetzten End-of-Life-Status<br />
erreicht. Ferner konnten notwendige Anpassungen<br />
und Erweiterungen der bestehenden<br />
Lösung nicht in Eigenregie durch-<br />
geführt werden. Zu groß war den Verantwortlichen<br />
die Abhängigkeit von externen<br />
Partnern.<br />
Standardisiertes MES für alle<br />
Prozesse und Standorte<br />
Es bestand also großer Handlungsdruck.<br />
„Wir haben 2017 gemeinsam mit der IGZ,<br />
dem SAP-Projekthaus für Produktion, begonnen,<br />
die Implementierung von SAP<br />
MII vorzubereiten“, berichtet Hilcona-<br />
Projektleiter Martin Steiner. Bei der geplanten<br />
Einführung eines einheitlichen,<br />
standardisierten MES stand neben der Ablösung<br />
der veralteten Subsysteme der Umstieg<br />
von papiergeführter auf eine softwarebasierte,<br />
automatisierte Produktionssteuerung<br />
im Fokus. Angestrebt wurden<br />
eine harmonisierte Systemlandschaft, in<br />
Verbindung mit deutlichen Qualitäts- und<br />
Effektivitätssteigerungen – unter anderem<br />
durch Online-Prozessverriegelung und<br />
-kontrolle. Das zu implementierende MES<br />
sollte ein bereichsübergreifendes Echtzeit-Monitoring<br />
und die Anbindung und<br />
Visualisierung von Maschinenzuständen<br />
01 Die MES-gestützte Überwachung von<br />
Verwiegetoleranzen und Chargeneigenschaften<br />
sichert die Produktqualität<br />
02 Dank SAP MES gelingen auch bei sehr<br />
kleinen Losgrößen dynamische Auftragswechsel<br />
mit kurzen Rüstzeiten<br />
01 02<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 9
TITEL I DIGITALISIERUNG<br />
03 SAP MES überträgt die aktuellen Einstell- und Maschinenparameter<br />
auf die Produktionsanlagen<br />
ermöglichen, um einheitliche Kennzahlen<br />
(KPI und OEE) für alle Werke zu etablieren.<br />
Ziel war auch, bereichs- und standortübergreifend<br />
kontinuierlich Verbesserungspotenziale<br />
identifizieren und erschließen<br />
zu können.<br />
MES-Pilot als Wegbereiter<br />
Auf Basis der durch IGZ durchgeführten<br />
Einsatzanalyse, die als Entscheidungsgrundlage<br />
dafür diente, das ambitionierte<br />
Projekt gemeinsam anzugehen, wurde die<br />
SAP-MES-Einführung in Schaan und Orbe<br />
konzeptioniert. Nach Abschluss des gemeinsam<br />
erarbeiteten Migrationskonzepts<br />
auf Basis eines Phasenmodells fiel<br />
im dritten Quartal 2018 der Startschuss<br />
zur Implementierung von SAP MII (Manufacturing<br />
Integration and Intelligence) für<br />
einen Piloten in der Füllungsherstellung<br />
in Schaan. Dort werden verschiedene<br />
Rohstoffe wie Spinat, Käse und Pesto für<br />
die weitere Verarbeitung bereitgestellt.<br />
Grundlage war ein MES-Basis-Template<br />
für die Batchfertigung. Einen Schwerpunkt<br />
bildete neben der Ablösung des bestehenden<br />
Verwiegungssystems die Waagen-Integration<br />
mittels der IGZ-Best-<br />
Practice-Lösung „Weighing + Dispensing“<br />
sowie eine umfassende ERP-Integration.<br />
Weiterhin kamen für die Online-SAP-<br />
MES-Auftragsdurchführung und -Steuerung<br />
das IGZ-Best-Practice „Flow + Pack“<br />
für eine bestmögliche Prozessintegration<br />
zum Einsatz. Dank der Integration produktionsrelevanter<br />
Dokumente wie Herstell-,<br />
Rüst- und Reinigungsanweisungen<br />
sind die papierlose Auftragsabwicklung<br />
und Dokumentation heute täglich gelebter<br />
Standard bei Hilcona. Das IGZ-Best-<br />
Practice „Order Cockpit“ optimiert die<br />
Auftragsfeinsteuerung, inklusive Rüstund<br />
Reinigungssteuerung und ermöglicht<br />
kurzfristig auf unvorhergesehene Ereignisse<br />
während der Produktion zu reagieren.<br />
Mittels mobiler SAP-MES-Interfaces<br />
wurde darüber hinaus eine optimierte<br />
Nachschubapplikation und Bestandsführung<br />
realisiert. Dem SAP MES obliegen<br />
zudem das Monitoring und die Versorgung<br />
der Fertigung mit Rohmaterialen.<br />
Roll-outs auf weitere Bereiche<br />
und zusätzliche Standorte<br />
SAP MES sichert höchste Qualitätsstandards<br />
in der Lebensmittelindustrie<br />
Anfang 2020 startete dann der Roll-out des<br />
Piloten auf weitere Abteilungen in Schaan<br />
sowie auf den Produktionsstandort Orbe.<br />
Auf Grundlage des vorhandenen SAP-<br />
MES-Basis-Templates wurden dediziert<br />
Funktionen erweitert, zum Beispiel wurde<br />
die Usability des MES-Systems weiter verbessert<br />
– unter anderem für die Abteilungen<br />
Präparation und Teigherstellung sowie<br />
für die Gewürzaufbereitung.<br />
Im nächsten Schritt wurde das Basis-<br />
Template für die Fließfertigungsprozesse<br />
für Frische-Pasta in Schaan erweitert. Der<br />
vorhandene Non-SAP-Leitstand konnte<br />
als eine der ersten Maßnahmen abgelöst<br />
werden. Durch den SAP-MII-Leitstand<br />
sind heute sämtliche Anlagen und Maschinen<br />
wie Prozesswagen, Primär- und<br />
Sekundärauszeichner sowie weitere Teilanlagen<br />
innerhalb des Fließfertigungsprozesses<br />
vereinheitlicht. Das IGZ-Best-<br />
Practice „Fill + Pack“ diente hier als Projektbeschleuniger.<br />
Über die hochdynamische<br />
Maschinenintegration wurde eine<br />
Visualisierung der Anlagenverfügbarkeit<br />
mittels Leitstand bis zum Zustand einer<br />
jeden einzelnen Maschine umgesetzt.<br />
Derzeit betrifft das rund 120 Maschinen,<br />
darunter Checkweigher, Metalldetektoren<br />
und Sterilisationseinheiten. Perspektivisch<br />
peilt Hilcona an, etwa 200 Maschinen<br />
einzubinden. Entsprechend groß ist<br />
die Anzahl an Arbeitsplätzen und bereichsspezifischen<br />
Stammdaten.<br />
Dank SAP MES werden in Schaan nun<br />
auch Prozessparameter wie Drehzahl,<br />
Temperatur und Programme bereitgestellt.<br />
Parallel dazu werden die Rückmeldungen<br />
zu Prozesswerten auf Basis durchgeführter<br />
Aufträge online in Echtzeit erzeugt.<br />
Das können Gutmengen, Ausschuss<br />
und/oder Ist-Zeiten sein. Dank Schaffung<br />
einer durchgängig bereinigten und komplettierten<br />
Datengrundlage ist Hilcona darüber<br />
hinaus bereits heute in der Lage, die<br />
KPI- und OEE-Ermittlung nach Weihenstephaner<br />
Standard inklusive Auswertung<br />
und Monitoring sowie Reporting via IGZ-<br />
Best-Practice „OEE 4.0“ zu nutzen – bereichs-<br />
und standortübergreifend. Der<br />
Weihenstephaner Standard wurde von einem<br />
Arbeitskreis, bestehend aus Maschinenbauern,<br />
Anlagenlieferanten, IT-Systemhäusern<br />
unter Führung der Technischen<br />
Universität München (TUM) am<br />
Lehrstuhl für Lebensmittelverpackungstechnik<br />
in Weihenstephan entwickelt.<br />
Mannlos fertigen und<br />
begleitend prüfen<br />
Anfang 2021 erfolgte unter anderem der<br />
Roll-out der Fließfertigung in Orbe (Sand-<br />
10 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
DIGITALISIERUNG I TITEL<br />
wich und Frisch-Pizza) sowie in weiteren<br />
Abteilungen am Standort Schaan. Zudem<br />
wurden die Basis-Templates für Batchund<br />
Fließfertigung erweitert. Insbesondere<br />
standen produktionsbegleitende<br />
Qualitätsprüfungen mittels QM-Funktionen<br />
im SAP MES im Fokus der erfolgreichen<br />
Einführung. Da diese im Non-SAP-<br />
ERP-System nicht vorhanden waren beziehungsweise<br />
nicht genutzt wurden, übernimmt<br />
das SAP MES heute eigentliche<br />
ERP-Applikationen wie die Prüfplanung,<br />
-erfassung und -auswertung. Zudem wurde<br />
das Maschinenintegrationskonzept um<br />
eine mannlose Fertigung erweitert beziehungsweise<br />
vorbereitet, das heißt, Maschinen<br />
und MES agieren interaktiv ohne Eingriffe<br />
von Mitarbeitenden. Darüber hinaus<br />
konnten spezifische Prozessanforderungen<br />
integriert werden, zum Beispiel Hygienisierung,<br />
Wellenbildung zur Produktionsversorgung,<br />
Dekantieren und vieles mehr.<br />
Im Rahmen der engen Zusammenarbeit<br />
fand ein stetiger Know-how-Transfer von<br />
IGZ in das SAP-MES-Kernteam von<br />
Hil cona statt. Dank dieses Train-the-Trainer-Prinzips<br />
konnten die bereichsspezifischen<br />
Key-User sukzessiv eigenes Wissen<br />
aufbauen, um zukünftig weitere Anpassungen<br />
und Roll-outs auf Basis der verfügbaren<br />
Templates weitestgehend in Eigenregie<br />
vornehmen zu können. Das verschafft<br />
Hilcona ein hohes Maß an Flexibilität,<br />
um das System beispielsweise selbst<br />
anzupassen. Die Abhängigkeit von externen<br />
Partnern konnte so stark reduziert<br />
werden. Parallel erfolgte durch die<br />
Hilcona-Experten der Aufbau<br />
von ERP-Stammdaten<br />
in Anlehnung an die<br />
Roll-out-Geschwindigkeit.<br />
Eventuelle Risiken<br />
bei der Einführung des<br />
SAP MES können damit<br />
weiter minimiert und der<br />
strategische Roll-out sicherer<br />
gestaltet werden.<br />
Effizienz und Ergonomie<br />
gesteigert<br />
Die Online-Benutzerführung<br />
garantiert Prozesssicherheit,<br />
und durch die Automatisierung<br />
tendieren manuelle Dateneingaben gegen<br />
Null. Das SAP MES sorgt bei Hilcona zudem<br />
für einen bedarfsgerechten Produktionsnachschub<br />
und für Rückverfolgbarkeit bis<br />
auf die Ebene von Einzelgebinden. Die papierlose<br />
Produktion und herstellungsbegleitende<br />
Prüfungen sichern dabei die Qualität<br />
der hergestellten Lebensmittel. Die Abkehr<br />
von stationären Dialogen hin zu mobilen<br />
Anwendungen hat darüber hinaus die<br />
Arbeitsergonomie und -effizienz spürbar<br />
und messbar gesteigert.<br />
Eigenständig in die Zukunft<br />
Durch die Implementierung von SAP MII<br />
in der Produktion profitiert Hilcona von einer<br />
offenen, skalierbaren Systemlandschaft.<br />
Ein hohes Maß an Unabhängigkeit<br />
ist dabei sichergestellt. Als Folge des<br />
„Dank der skalierbaren<br />
Anlagenintegration<br />
können die Bediener ihre<br />
Maschinen heute eigenständig<br />
konfigurieren.<br />
Der Einsatz mobiler<br />
Technologien ermöglicht<br />
zudem zahlreiche neue<br />
Perspektiven für die<br />
Zukunft.“<br />
Martin Steiner,<br />
Projektleiter, Hilcona AG<br />
Know-how-Transfers durch IGZ kann weitestgehend<br />
eigenständig agiert werden,<br />
zum Beispiel bei den anstehenden Rollouts<br />
in den Werken Landquart und Bad<br />
Wünnenberg. „Durch die Digitalisierung<br />
der Produktion mittels SAP MES können<br />
wir flexibel auf die sich ändernden Marktanforderungen<br />
reagieren. Wir sind sehr<br />
gut für die Zukunft gerüstet“, bilanziert Hilcona-Projektleiter<br />
Steiner. IGZ sei nicht<br />
nur ein erfahrener Partner für SAP MII,<br />
sondern auch ein zuverlässiger Logistikexperte.<br />
Davon profitieren könne Hilcona<br />
bei der geplanten Zusammenführung der<br />
Produktionslogistik mit SAP EWM (SAP Extended<br />
Warehouse Management) und der<br />
SAP-MES-basierten Fertigungssteuerung.<br />
Fotos: IGZ<br />
www.igz.com/sap-manufacturing<br />
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Mi(l)ch<br />
sticht der Hafer<br />
Die Prozesszeit bei der Herstellung pflanzlicher<br />
Milchalternativen drastisch verkürzen<br />
Für einen Hersteller von Haferdrinks<br />
hat der Dispergier- und<br />
Mischtechnik-Spezialist Ystral<br />
zwei Prozessanlagen realisiert.<br />
Darin werden pflanzliche Proteine<br />
vollständig aufgeschlossen.<br />
Zugleich werden Stärken im<br />
erforderlichen Maße abgebaut<br />
sowie Agglomerate und Schaum<br />
vermieden. Die Prozesszeit gegenüber<br />
konventionellen Mischverfahren<br />
wurde deutlich reduziert.<br />
Vom Nischenprodukt im Bioladen haben<br />
es Milchalternativen auf pflanzlicher<br />
Basis längst in das Dauersortiment<br />
der Discounter geschafft – und die Bandbreite<br />
der veganen Ersatzprodukte ist<br />
groß: Neben Hafer-, Soja-, Reis-, Kokosoder<br />
Mandeldrinks finden sich im Regal<br />
immer häufiger auch Milchalternativen<br />
auf Basis von Erbsen, Linsen, Adzuki,<br />
Fava, Cashews oder Erdnüssen. Der Begriff<br />
„Milch“ darf für diese Getränke seit 2017<br />
offiziell nicht mehr verwendet werden.<br />
Werden Proteinpulver von Samen, Getreiden,<br />
Nüssen oder Hülsenfrüchten in<br />
Wasser eingearbeitet, neigen sie zum Verkleistern,<br />
Verkleben und Schäumen. Entscheidend<br />
ist, dass im Pulver vorhandene<br />
Agglomerate sofort beim Eintrag in das<br />
Wasser vollständig zerkleinert sowie die<br />
Bildung neuer Agglomerate von vornherein<br />
vermieden werden. Denn andernfalls<br />
müssen diese Agglomerate später<br />
durch langes Rühren und aufwändiges<br />
Nachdispergieren abgebaut werden – mit<br />
negativen Folgen für die Produktqualität,<br />
weil auf diese Weise bereits entfaltete Proteinstrukturen<br />
zerstört werden.<br />
Auch hinsichtlich der im Pulver enthaltenen<br />
Stärke ist eine Vermeidung von<br />
Agglomeraten von großer Bedeutung. Der<br />
Stärkeabbau erfolgt meist durch Enzyme,<br />
gelegentlich auch durch Säuren. Werden<br />
die Pulverpartikel bereits vor dem Flüssigkeitseintrag<br />
vereinzelt und während des<br />
Pulvereintrags stark dispergiert, wird der<br />
enzymatische Abbau der Stärke unterstützt<br />
und damit beschleunigt.<br />
Bei konventionellen Rührwerken, Injektoren<br />
oder Inline-Blendern kommen die<br />
Partikel jedoch immer als kompakte<br />
Schüttung mit der Flüssigkeit in Kontakt.<br />
Das führt zu stabilen, teilbenetzten Agglo-<br />
meraten, die nur noch schwer abgebaut<br />
werden können. Nachdispergieren kostet<br />
dann nicht nur sehr viel Zeit und Energie,<br />
auf diese Weise wird auch die im Proteinpulver<br />
enthaltene Luft zu unerwünschtem<br />
Mikroschaum dispergiert. Schaum und<br />
Agglomerate bereiten Probleme im Wärmeübertrager.<br />
Ein Großteil der nicht ausreichend<br />
aufgeschlossenen Proteine wird<br />
am Ende ungenutzt abfiltriert.<br />
Vakuumexpansion separiert<br />
die Pulverpartikel<br />
Im Gegensatz zu diesen konventionellen<br />
Mischverfahren nutzt die Inline-Dispergiermaschine<br />
Conti-TDS von Ystral zur Separierung<br />
der Pulverpartikel das Prinzip<br />
der Vakuumexpansion: Hierbei wird die<br />
im Pulver enthaltene Luft um ein Vielfaches<br />
expandiert, wodurch sich die Abstände<br />
zwischen den Partikeln stark vergrößern.<br />
Pulver und Flüssigkeit kommen bei<br />
der Conti-TDS erst in der Benetzungskammer<br />
miteinander in Kontakt – unter maximalem<br />
Vakuum und maximaler Turbulenz.<br />
In der Dispergierzone haben die Pul-<br />
Autor: Dr.-Ing. Hans-Joachim Jacob, Senior<br />
Expert Process and Applications, Ystral GmbH,<br />
Ballrechten-Dottingen<br />
12 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I SPECIAL<br />
01<br />
02<br />
01 Mit der Conti-TDS können auch schwer zu<br />
benetzende, staubende oder klebende<br />
proteinhaltige Pulver agglomeratfrei<br />
dispergiert werden<br />
02 Die Dispergiermaschine Z-Inline wird<br />
eingesetzt, wenn die Proteine eine intensivere<br />
Dispergierung erfordern<br />
03<br />
Mischprozess bereits beendet, wenn der<br />
große Prozessbehälter vollständig gefüllt<br />
ist. Die jetzt beginnende Prozesszeit für<br />
Pulvereintrag und Dispergierung wollte<br />
der Anwender von zwei Stunden auf eine<br />
Stunde verkürzen. Tatsächlich ist der Prozess<br />
jetzt bereits abgeschlossen.<br />
03 Der Ystral Leitstrahlmischer erzielt eine<br />
hohe Umwälzleistung und eine vollständige<br />
homogene Durchmischung des<br />
Behälterinhaltes<br />
verpartikel den größtmöglichen Abstand<br />
zueinander und können so vollständig<br />
einzeln benetzt und dispergiert werden.<br />
Durch die intensive Dispergierung werden<br />
im Vergleich zu konventionellen Verfahren<br />
deutlich weniger Enzyme für den<br />
Abbau der Stärke benötigt. Die zuvor im<br />
Pulver enthaltene Luft wird durch die Zentrifugalwirkung<br />
des schnell laufenden Rotors<br />
von der wesentlich schwereren Dispersion<br />
abgetrennt und koalesziert zu großen<br />
Luftblasen, die im Prozessbehälter<br />
leicht entweichen können. Auf diese<br />
Weise wird der bei der Proteinverarbeitung<br />
normalerweise auftretende Schaum<br />
nahezu vollständig vermieden.<br />
Prozesse spezifisch anpassen<br />
Je nach Pulvertyp gibt es einige Besonderheiten<br />
zu beachten. Für die Verarbeitung<br />
von Hafermehl – wie auch bei Soja oder<br />
Reis – reicht die Dispergierung mit einer<br />
inline betriebenen Conti-TDS aus. Andere<br />
proteinhaltige Pulver – wie etwa Kokosoder<br />
einige Erbsenmehle – erfordern eine<br />
zusätzliche Dispergierung unter hoher<br />
Scherung, um das Produkt vollständig aufzuschließen.<br />
In diesen Fällen setzt Ystral<br />
zusätzlich zur Conti-TDS einen Z-Inline-<br />
Dispergierer ein, der das Proteinpulver<br />
nachdispergiert, während über die Conti-<br />
Agglomerate müssen bereits beim Eintrag des<br />
Proteinpulvers vermieden werden<br />
Hochkonzentrierte Vormischung<br />
verkürzt die Prozesszeit<br />
Die Prozessoptionen zur Pulververarbeitung<br />
sind bei den Misch- und Dispergiermaschinen<br />
von Ystral vielfältig. So können<br />
etwa allergene und nicht-allergene Pulver<br />
auf vollständig getrennten Wegen eingesaugt<br />
und in getrennten Flüssigkeitskreisläufen<br />
verarbeitet werden. Eine Conti-TDS<br />
kann einfach in bestehende Prozessanlagen<br />
integriert und mit mehreren Prozessbehältern<br />
oder Lagertanks verrohrt werden.<br />
Der Dispergierer kann zudem entweder<br />
inline oder im Kreislauf an großen<br />
Prozessbehältern betrieben werden. Oder<br />
er kann in einem kleinen Batch eine hochkonzentrierte<br />
Vormischung erzeugen, die<br />
anschließend in den Hauptprozessbehältern<br />
verdünnt wird.<br />
Die letztgenannte Option kommt bei einem<br />
Hersteller von Haferdrinks zum Einsatz,<br />
für den Ystral zwei komplette Prozessanlagen<br />
realisiert hat. Die Pulver werden<br />
dabei über insgesamt drei Sackaufgaben<br />
und zwei Big-Bag-Stationen zugeführt.<br />
In einem kleinen Prozessbehälter mit einem<br />
Fassungsvermögen von 6.500 l wird<br />
mit der im Kreislauf angeschlossenen<br />
Ystral Conti-TDS eine hochkonzentrierte<br />
Pulverdispersion hergestellt. Das dauert<br />
etwa 15 min. Diese Lösung wird anschließend<br />
in einen 60.000 l fassenden Hauptprozessbehälter<br />
gepumpt, noch während<br />
dieser mit Wasser befüllt wird.<br />
Sowohl im kleinen als auch im großen<br />
Prozessbehälter ist dabei ein Ystral-Leitstrahlmischer<br />
verbaut, der den gesamten<br />
Behälterinhalt permanent homogen<br />
durchmischt. Somit ist der gesamte<br />
TDS zeitgleich der gesamte Pulvereintrag<br />
erfolgt. Der Z-Inline-Dispergierer kann<br />
dabei entweder parallel in einem separaten<br />
Kreislauf oder in Reihe mit der Conti-<br />
TDS betrieben werden.<br />
Eine Erweiterung der Anlage ist problemlos<br />
möglich, da die Konzentrat-Herstellung<br />
mit beliebig vielen großen Prozessbehältern<br />
betrieben werden kann.<br />
Bilder: Ystral, Frederico di Campo – stock.adobe.com<br />
www.ystral.de<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 13
Gut gelöst<br />
Langsam drehende Mischwerkzeuge sorgen für ideale Mischgüten bei Getränkepulvern<br />
Instantgetränkepulver sind im<br />
Trockenzustand gut lagerbar.<br />
Sobald sie mit Wasser oder Milch<br />
vermischt werden, entsteht<br />
schnell und unkompliziert ein<br />
Kalt- oder Heißgetränk. Doch was<br />
in der Zubereitung anspruchslos<br />
ist, erfordert bei der industriellen<br />
Herstellung eine ausgefeilte<br />
Mischtechnik. Nur so lassen sich<br />
die gewünschten Eigenschaften<br />
einstellen.<br />
Auch wenn es uns oft nicht bewusst ist,<br />
Instantgetränke begegnen uns täglich<br />
in verschiedensten Formen. Trinkbrause<br />
im Beutel, Brausetabletten in Röhrchen,<br />
Medikamente als Direkt-Granulat zur Auflösung<br />
auf der Zunge oder Cappuccino in<br />
der Kapsel – das Pulver wird im Trinkwasser<br />
verteilt und umgehend steht ein Getränk<br />
zur Verfügung. Obwohl das Instantpulver<br />
auf den ersten Blick wie ein gewöhnliches,<br />
zuckriges Massenerzeugnis<br />
anmutet, ist es nicht trivial, die Eigenschaften<br />
wie Bioverfügbarkeit, Mundgefühl<br />
und Aroma zu vereinigen.<br />
Wenngleich der Ursprung des Instantgetränks<br />
im 20. Jahrhundert liegt, ist der<br />
Kerngedanke uralt, nämlich die Haltbarmachung<br />
durch Wasserentzug. Sprühgetrocknet<br />
oder als gefriergetrocknetes Granulat<br />
kann man beispielsweise Kaffee länger<br />
lagern. Heute gibt es verschiedenste<br />
Instant-Kaffeemischgetränke. Aber sie<br />
müssen sorgfältig und schonend hergestellt<br />
werden. Ein Cappuccino-Mixgetränk<br />
besteht aus vielen Komponenten. Da ist<br />
der Zucker, der zuvor fein gemahlen und<br />
agglomeriert wurde, das Milch-Sahnepulvergemisch<br />
– beides sprühgetrocknet und<br />
agglomeriert, der lösliche Kaffee und verschiedene<br />
Aromen. Eine Zusammenstellung<br />
besonders empfindlicher Güter, die<br />
genau zu vermischen sind.<br />
Amixon bietet für die Getränkepulverherstellung<br />
wahlweise Hochleistungs-<br />
Doppelwellenmischer oder Koneslid-<br />
Mischer an. So kann ein Mischvorgang sogar<br />
optimiert werden, wenn der Produzent<br />
beispielsweise wünscht, dass beim<br />
Aufgießen des Wassers der Cappuccino<br />
schneeweiße und dunkelbraune Schaumbläschen<br />
aufweisen soll und ein Verrühren<br />
in der Tasse nahezu unnötig wird.<br />
14 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I SPECIAL<br />
Hauptzutat Zucker …<br />
In Fachkreisen ist bekannt, dass die Bioverfügbarkeit<br />
von Zutaten nur dann erhalten<br />
bleibt, wenn der Mischvorgang scherungsarm<br />
erfolgt. Amorphe Partikelstrukturen<br />
aus der Sprühgranulation sollen<br />
nicht durch Druck und Reibung nachkristallisieren.<br />
Jeglicher Scherstress beim Mischen<br />
sollte unterbleiben.<br />
Instantgetränkepulver bestehen aus agglomerierten<br />
Einzelkomponenten – manche<br />
davon liegen in verkapselter Form vor.<br />
Auch sie sind empfindlich gegen Abrieb.<br />
Stäube, die entstehen, indem die Mischgutpartikel<br />
aneinander reiben und verrunden,<br />
verändern nicht nur den Geschmack.<br />
Der Feinanteil sammelt sich am<br />
Boden der Verpackung an und vermittelt<br />
den Eindruck, als handele es sich um einen<br />
niederwertigen Reststoff. Darüber hinaus<br />
neigt der Staub zum Aufschwimmen<br />
auf der Flüssigkeit und erschwert das Niedersinken.<br />
Im ungünstigsten Fall wird die<br />
Staubfraktion vom Pulver umschlossen<br />
und bildet Klumpen, die nur schwer aufzulösen<br />
sind. Das Problem kann nur gelöst<br />
werden, indem der Mischer schnell<br />
ideale Mischgüten erzielt, und zwar mit<br />
langsam drehenden Mischwerkzeugen<br />
und minimalem Energieeintrag. Mit der<br />
Pulverrezeptur werden andere produktspezifische<br />
Eigenschaften definiert,<br />
wie Trübung, Textur, Viskosität, Mundgefühl<br />
und Färbung.<br />
… oder Milchpulver<br />
Bei den trockenmilchbasierten Flüssignährmitteln<br />
ist die Kette der vorgeschalteten<br />
Produktionsschritte zumeist<br />
länger als bei den zuckerbasierten Erfrischungsgetränken.<br />
Milch wird mit unterschiedlichen<br />
Nährstoffen und Früchtederivaten<br />
vermischt, bevor sie via<br />
Sprühtrocknung zu einem nahrhaften Pulver<br />
wird. Ein typisches Instantpulver liegt<br />
aber nur dann vor, wenn es sich beim Zufügen<br />
von Wasser erwartungsgemäß verhält.<br />
Es muss eine gute Instantlöslichkeit<br />
besitzen. Dieser Vorgang des schnellen,<br />
vollständigen Benetzens ist nicht trivial,<br />
denn die im Pulver befindliche Luft muss<br />
in dem Maße aus der Schüttung entweichen,<br />
wie das Pulver den Flüssigkeitsspiegel<br />
passiert und niedersinkt.<br />
Koneslid-Mischer mit sekundenschneller Restlosentleerung<br />
Das Ziel ist, ideale Mischgüten in kurzer Zeit<br />
und mit geringem Energieeintrag herzustellen<br />
Die Löslichkeit, das Sinkverhalten und die<br />
Dispergierbarkeit des Pulvers in der Flüssigphase<br />
müssen der Konsumentenerwartung<br />
entsprechen. Entsprechende Dispergier-<br />
und Löslichkeitskinetik kann ein<br />
sprühgetrocknetes Pulver in der Regel nur<br />
dann erfüllen, wenn es in einem Fließbett<br />
agglomeriert und konditioniert wird. Das<br />
gilt insbesondere für Instant-Trinkschokolade.<br />
Der Kakao würde sich normalerweise<br />
nicht im Wasser verteilen. Wird er aber<br />
mit Zucker und Trockenmilchderivaten<br />
unter Hinzufügung kleiner gleichverteilter<br />
Lecithin-Additive agglomeriert, entsteht<br />
ein gut lösliches Pulver.<br />
Restlos entleerbar<br />
An dieser Stelle seien noch zwei herstellungsbedingte<br />
Qualitätsmerkmale angesprochen:<br />
Hygiene und Nachverfolgbarkeit<br />
bei bestmöglicher Chargentreue. Gestatten<br />
wir uns die Annahme, man würde<br />
über eine Mischanlage verfügen, die sich<br />
zu 100 % selbsttätig entleert, dann wäre<br />
jegliche Reinigung überflüssig. Das ist<br />
zwar in der Praxis kaum erreichbar, aber<br />
es gibt Möglichkeiten, die diesem Ziel innerhalb<br />
weniger Sekunden sehr nahekommen.<br />
Der zuvor dargestellte Koneslid-<br />
Chargenmischer von Amixon wurde speziell<br />
für die Restlosentleerung entwickelt.<br />
Egal ob Endanwender mit Spülchargen<br />
operieren oder ob sie explizit eine Trocken-<br />
oder Nassreinigung durchführen,<br />
die ergonomische Erreichbarkeit aller relevanten<br />
Anlagenteile ist wichtig. Müssen<br />
automatische Nassreinigungen (Washingin-Place)<br />
mehrmals täglich stattfinden,<br />
um etwa Halal-Anforderungen zu erfüllen,<br />
dann ist es umso wichtiger, dass die<br />
Misch anlage schnell und sicher trocknet.<br />
Die Reinigungsprozeduren sind identisch,<br />
wenn auf derselben Mischanlage Non<br />
Allergene und allergenbehaftete Güter<br />
produziert werden.<br />
Durch geschicktes Inertisieren kann<br />
der ungewollten Oxidation des Instantgetränkepulvers<br />
entgegengewirkt werden:<br />
Apparate von Amixon sind nicht nur dauerhaft<br />
gasdicht, sondern auch druck- und<br />
vakuumfest. So kann während des<br />
Mischens Vakuum von –950 mbar angelegt<br />
werden, um die Umgebungsluft/Sauerstoff<br />
aus dem Pulver zu entfernen. Anschließend<br />
wird der atmosphärische<br />
Druck im Mischer wiederhergestellt, indem<br />
Stickstoff-Kohlensäure-Gasgemische<br />
eingetragen werden.<br />
Fotos: Amixon, Heike Rau – stock.adobe.com<br />
www.amixon.com<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 15
SPECIAL I<br />
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK<br />
Fein gesprüht<br />
Individuelles Beölungssystem verbessert<br />
Pfannkuchenproduktion<br />
Pfannkuchen lassen sich nicht nur in der heimischen Küche backen,<br />
sondern auch großindustriell produzieren. Die Beölung der<br />
Prozessflächen verhindert dabei ein Anbacken. Der Lebensmittelhersteller<br />
Apetito investierte jüngst in maßgeschneiderte<br />
Sprühbeölungssysteme für den Trennmittelauftrag an zwei Backlinien.<br />
Das Unternehmen spart dadurch nicht nur Ressourcen ein, sondern<br />
vereinfacht auch die Reinigung und Wartung der Anlagen.<br />
Kürzere Abstände bei Produktneuentwicklungen,<br />
wachsende Nachhaltigkeitsanforderungen<br />
in der Produktion:<br />
Der Markt für Convenience-Food ist heute<br />
so dynamisch wie nie zuvor. Flexibilität<br />
und Effizienz sind Schlüsselelemente für<br />
die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller.<br />
Die Apetito Convenience GmbH ist einer<br />
der führenden Anbieter auf diesem Gebiet.<br />
In Hilter am Teutoburger Wald stellt<br />
sie täglich hunderte unterschiedliche Sorten<br />
von Convenience-Produkten her. Die<br />
jüngste Maßnahme zur Prozessoptimierung<br />
betrifft die Pfannkuchenlinien und<br />
die dort eingesetzte Beölungsanlage.<br />
Durch den Einsatz der bestehenden<br />
Beölungsanlage entstand eine starke Nebelbildung<br />
(Overspray). „Die alten Düsen<br />
des Druckluftsystems haben beim Dosiervorgang<br />
die unmittelbare Umgebung<br />
mit dem eingesetzten Pflanzenfett extrem<br />
Die umgebaute Anlage<br />
verbraucht 15 Prozent<br />
weniger Trennmittel<br />
vernebelt“, berichtet Felix Deibert, Projektmanager<br />
bei Apetito. Dieser Fettnebel<br />
musste deshalb permanent über eine Anlage<br />
abgesaugt und die Abluft abgereinigt<br />
werden, ehe sie über das Dach in die Umgebungsluft<br />
entweichen konnte. „Das abgesaugte<br />
Öl steht dem Prozess nicht mehr<br />
zur Verfügung – das kostet Geld“, sagt<br />
Deibert.<br />
Durch diese Vernebelung entstand nicht<br />
nur ein Verlust an Pflanzenöl, es belastete<br />
auch die Abluftfilter der Absauganlage.<br />
Zudem war die Maschine fest verbaut, was<br />
die Wartung und Reinigung aufwändig gestaltete.<br />
Die zentralen Anforderungen an<br />
die neue Beölungsanlage waren deshalb<br />
klar definiert: ein nebelarmes und präzises<br />
Sprühbild, kompakte Bauweise, bessere<br />
Service- und Reinigungsfreundlichkeit.<br />
Den Zuschlag erhielt Technotrans, das<br />
eine exakt auf die Bedürfnisse von<br />
Apetito angepasste Sonderkonstruktion<br />
auf Basis seiner Spray-Xact-Baureihe<br />
entwickelte. „Vorteilhaft waren die speziell<br />
auf das Food-Segment zugeschnittenen<br />
Lösungen. Denn wir benötigen für<br />
unsere Lebensmittel entsprechende<br />
Konformitäten“, betont Deibert. Durch<br />
den Einsatz druckluftfreier, hochfrequenter<br />
Ventile in der Lösung verhindert<br />
Apetito die Nebelbildung und erzielt ein<br />
besonders feines, homogenes Sprühbild<br />
auf den Backformen.<br />
Das Öl lässt sich präzise und fein<br />
in den Pfannen verteilen<br />
Die intelligenten Ventile sorgen mittels<br />
Temperatursteuerung für eine optimale<br />
Viskosität des aufzutragenden Trennmittels.<br />
Der dadurch deutlich präzisere und<br />
feinere Ölauftrag im Vergleich zum alten<br />
System wirke sich auch positiv auf die eingesetzte<br />
Pflanzenölmenge aus: Pro Pfanne<br />
werden circa 0,53 g Trennmittel aufgetragen,<br />
was sich in einer Schicht auf rund<br />
5 kg summiert. „Mit der neuen Lösung er-<br />
16 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I SPECIAL<br />
01<br />
reichen wir eine Trennmittel-Ersparnis<br />
von rund 15 Prozent gegenüber unserer<br />
bisherigen Maschine. Über das gesamte<br />
Jahr gerechnet erzeugt das eine spürbare<br />
Kostenreduzierung“, erklärt Deibert.<br />
Das Besondere ist zudem die Tatsache,<br />
dass es sich um eine platzsparende Maßanfertigung<br />
handelt. In unmittelbarer<br />
Nähe zu den Öfen befindet sich ein Transportbereich,<br />
sodass nur wenig Raum für<br />
eine Beölungsanlage zur Verfügung steht.<br />
Reinhard Skricek, Sales Manager bei<br />
Technotrans und Verantwortlicher für das<br />
Projekt, beschreibt, wie diese Herausforderung<br />
gelöst wurde: „Während sich der<br />
schlanke Sprühbalken mit seiner Düsenleiste<br />
über den Backformen befindet, ist<br />
die gesamte Peripherie der Anlage inklusive<br />
eines speziellen tiefer gesetzten Edelstahltanks<br />
auf einem Rollwagen montiert,<br />
der unter den Maschinenfuß gefahren<br />
wird. An der Maschinenwand selbst sind<br />
lediglich das Bediendisplay und der<br />
Schaltschrank für die Elektrotechnik<br />
sichtbar.“ Der niveautechnisch überwachte<br />
Tank ist seitlich über einen Trichter befüllbar,<br />
ohne dass der Rollwagen dafür bewegt<br />
werden muss.<br />
Neben der daraus resultierenden Platzersparnis<br />
profitiert Apetito von einer einfachen<br />
Reinigung und Wartung: Der mobile<br />
Rollwagen mitsamt Düsenleiste ist mit<br />
wenigen Handgriffen aus der Maschine<br />
herausnehmbar und kann nach Abschluss<br />
des Reinigungsprozesses wieder in die<br />
Backlinie eingefahren werden – Arretierungen<br />
sorgen dafür, dass er sich immer<br />
exakt an der vorgesehen Position befindet.<br />
„Das Display ist zusätzlich durch ein Edelstahlgehäuse<br />
vor Wasserstrahlen aus<br />
Hochdruckreinigern geschützt und alle zu<br />
wartenden Bauteile sind leicht zugänglich“,<br />
sagt Skricek. Zum Vergleich: Das alte,<br />
02<br />
01 Das System verfügt<br />
über druckluftfreie,<br />
hochfrequente Ventile,<br />
sodass eine Nebelbildung<br />
verhindert und ein<br />
homogenes Sprühbild<br />
auf den Backformen<br />
realisiert wird<br />
02 Das mobile Sprühsystem<br />
eignet sich<br />
für einen präzisen und<br />
wirtschaftlichen Medienauftrag<br />
in der Lebensmittelherstellung<br />
fest verbaute System verfügte aufgrund des<br />
Einsatzes von Druckluft unter anderem<br />
über einen notwendigen Verfahrmechanismus,<br />
um für den Trennmittelauftrag<br />
zwischen zwei Backformreihen vor- und<br />
zurückzufahren. Eine lebensmittelkonforme<br />
Reinigung und regelmäßige Wartung<br />
waren deshalb deutlich schwieriger.<br />
Fotos: Technotrans, Apetito<br />
www.technotrans.de<br />
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SPECIAL I LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK<br />
Wie kommt der Saft ins Radler?<br />
Traditionsbrauerei fördert hochviskose Konzentrate mit Fasspumpen<br />
Bier zu brauen, ist wohl eine der ältesten Getränkeherstellungsmethoden.<br />
Doch neue Sorten erfordern auch neue Produktionsmittel.<br />
Mit tragbaren Fasspumpen dosiert die Rothaus-Brauerei schwer<br />
förderbare Rohstoffe wie hochviskose Saftkonzentrate unter<br />
hygienisch einwandfreien Bedingungen.<br />
Zahlreiche Schritte sind erforderlich, bis<br />
aus Getreide des Deutschen liebstes Alkoholgetränk<br />
wird. Daher wurde die Brauwirtschaft<br />
schon früh zum Treiber der<br />
Technik. Heute wird Bier in immer größerer<br />
Vielfalt hergestellt. Neben den traditionellen<br />
Sorten finden auch Biermischgetränke<br />
immer mehr Liebhaber. So auch in der traditionellen<br />
Badischen Staatsbrauerei Rothaus,<br />
wo die Erfinder der „Tannenzäpfle“-<br />
Flasche unlängst ein neues alkoholfreies<br />
Radler entwickelt haben.<br />
Viskose Konzentrate pumpen<br />
Radler setzen sich in der Regel aus Bier<br />
und Limonade zusammen. Für sein neues<br />
„Natur-Radler 0,0“ verwendet Rothaus nur<br />
natürliche Fruchtsaftkonzentrate. Diese<br />
werden in Fässern oder Kartons mit Inlay<br />
angeliefert und sind vom Filterkeller über<br />
zwei Stockwerke zur Produktionslinie zu<br />
fördern, was besondere Pumpeneigenschaften<br />
erfordert. Denn die Zuckerkonzentration<br />
der Fruchtsaftkonzentrate liegt<br />
bei circa 70 °Brix. Die Viskosität ist dem<br />
entsprechend vergleichsweise hoch. Um<br />
das Konzentrat aus dem Fass durch die<br />
rund 10 m hohen Steigleitungen zu fördern,<br />
ist daher ein hoher Pumpendruck<br />
nötig. Darüber hinaus müssen die Pumpen<br />
lebensmittelecht aufgebaut und leicht<br />
zu reinigen sein. Forderungen, die nach<br />
Einschätzung der Verantwortlichen bei<br />
Rothaus nicht jedes Pumpenkonzept zuverlässig<br />
erfüllt.<br />
Laborleiter Hans-Joachim Schuldt berichtet:<br />
„Unsere Wahl fiel daher auf die Exzenterschneckenpumpe<br />
F 560 S von Flux,<br />
die für den Einsatz im Pharma-, Foodund<br />
Kosmetik-Bereich konzipiert wurde.“<br />
Um Konzentrat aus<br />
Fässern und Kartons<br />
durch zehn Meter<br />
hohe Steigleitungen<br />
zu fördern, ist ein<br />
hoher Druck nötig
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I SPECIAL<br />
02<br />
01<br />
Bei deren Pumpenkonzept wird ein schneckenförmiger<br />
Rotor exzentrisch in einem<br />
als Gegenstück geformten Stator geführt.<br />
So entstehen bei der Drehung in sich geschlossene<br />
Hohlräume, in denen das Medium<br />
besonders schonend und pulsationsarm<br />
kontinuierlich nach oben gefördert<br />
wird. Saugseitig wird die Pumpe<br />
durch die Exzenterschnecke automatisch<br />
abgedichtet, und das Medium fließt ohne<br />
weitere Abdichtung zwischen Rohrwand<br />
und Antriebswelle nach oben. Die Pumpe<br />
kann je nach Motor Medien mit einer Viskosität<br />
bis 80.000 mPas mit Förderströmen<br />
bis 50 l/min bei bis zu 8 bar Druck fördern.<br />
„Das ermöglicht unabhängig von der Motordrehzahl<br />
einen hohen Druckaufbau.<br />
Die Pumpe ist daher ideal für den Anschluss<br />
an unsere langen Steigleitungen“,<br />
sagt Schuldt.<br />
Bei Rothaus ist dafür ein 700-W-Kollektor-Antrieb<br />
in Schutzart IP55 im Einsatz. Je<br />
nach Anforderungen kann jedoch auch ein<br />
Drehstrommotor, ein Motor in Ex-Ausführung<br />
oder ein Druckluftmotor auf das Pumpenrohr<br />
aufgesetzt werden. Lebens mittel -<br />
Der schneckenförmige Rotor wird exzentrisch<br />
in einem als Gegenstück geformten Stator geführt<br />
echte Komponenten wie Edelstahl und<br />
Teflon für produktberührende Teile erlauben<br />
auch bei schwer zu fördernden Medien<br />
einen langen, störungs- und abriebfreien<br />
Betrieb. Die Pumpen gibt es je nach Bedarf<br />
mit Ex-, Food-, 3A- oder FDA-Zertifikat.<br />
„Wegen der mit heißer Natronlauge<br />
durchgeführten Inline-Reinigung ist es für<br />
uns besonders wichtig, dass sich Antriebswelle,<br />
Stator und Rotor leicht ausbauen<br />
und bei Bedarf separat manuell reinigen<br />
lassen“, berichtet der Laborleiter. Dichtungen,<br />
die beim Ausbau das Ziehen von Exzenterschnecke<br />
oder Antriebswelle behindern,<br />
gibt es nicht. Auch ließen sich die<br />
Pumpen gut von Fass zu Fass umsetzen.<br />
Reinigungsmittel fördern<br />
und dosieren<br />
Um neben Saftkonzentrat auch kleinere<br />
Mengen dünnflüssiger Medien wie Reinigungsmittel<br />
zu fördern und zu dosieren,<br />
sind bei Rothaus zudem Flux-Fasspumpen<br />
vom Typ F 430 im Einsatz. Die mobilen<br />
Pumpen mit Gleitringdichtung lassen sich<br />
01 Die Pumpen gibt es je nach Einsatzanforderung<br />
mit Ex-, Food-, 3A- oder FDA-Zertifikat<br />
02 Die Exzenterschnecke läuft in einem als<br />
Gegenstück geformten Stator; bei der<br />
Drehung entstehen in sich geschlossene<br />
Hohlräume, in denen das Medium besonders<br />
schonend und pulsationsarm kontinuierlich<br />
gefördert wird<br />
ebenfalls leicht umsetzen, um Konzentrate<br />
und Lösungen verschiedener Reinigungs-<br />
oder Desinfektionsmittel aus beliebigen<br />
Gebinden zu entnehmen. Dank der<br />
Gleitringdichtung sind häufige Medienwechsel<br />
kein Problem. Ein sicheres und<br />
rückstandloses Spülen des Pumpenrohrs<br />
ist dadurch einfach und schnell möglich.<br />
Sie passen durch ihr schlankes Förderrohr<br />
mit 40 bis 50 mm Durchmesser auch in<br />
enge Behälter- und Fassöffnungen. Mit<br />
Förderraten bis 240 l/min und Drücken<br />
bis 30 m Wassersäule, die sich durch Motoren<br />
mit einstellbarer Drehzahl einfach<br />
regulieren lassen, können sie eine Vielzahl<br />
von Aufgaben erfüllen. Der Einsatzbereich<br />
reicht vom Entnehmen der konzentrierten<br />
Reinigungsmittel bis zur Förderung der<br />
gebrauchsfertigen Lösung.<br />
Fotos: Rothaus, Flux Geräte<br />
www.flux-pumpen.de<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 19
Schnelle Entnahme<br />
Sichere Gefahrstofflagerung im Labor der Koblenzer Brauerei<br />
Das Qualitätsmanagement der<br />
Koblenzer Brauerei setzt bei der<br />
chemisch-technischen Untersuchung<br />
ihrer Biere Gefahrstoffe<br />
ein. Um diese sicher zu lagern,<br />
entschied sich das 300 Jahre alte<br />
Traditionsunternehmen für einen<br />
dezentralen Sicherheitsschrank<br />
der neuesten Generation.<br />
Hopfen und Malz, Hefe und Wasser –<br />
mehr braucht es bei der Koblenzer<br />
Brauerei nicht, um jährlich 350.000 Hektoliter<br />
Bier zu brauen. In der Qualitätssicherung<br />
des Mittelständlers kommen jedoch<br />
weitere Stoffe zum Einsatz: Dort wird das<br />
Bier physikalisch, chemisch, mikrobiologisch<br />
und sensorisch analysiert. Hierfür<br />
auch im Lagerkeller und bei der Flaschenabfüllung<br />
werden mikrobiologisch zu untersuchende<br />
Proben genommen. Insgesamt<br />
wandern täglich bis zu 100 Bierproben<br />
in die Qualitätssicherung.<br />
Lagert man Gefahrstoffe zusammen,<br />
können diese unter bestimmten Bedingungen<br />
miteinander reagieren. Deshalb<br />
müssen hier Besonderheiten berücksichtigt<br />
werden, die für das Aufbewahren von<br />
Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern<br />
(TRGS 510) gelten. Die Koblenzer<br />
Brauerei verwendet in Zusammenhang<br />
mit der Probenentnahme unter anderem<br />
einen brennbaren – und damit ebenfalls<br />
in den Gefahrstoffschrank gehörenden<br />
Stoff – nämlich vergällten Alkohol. Er<br />
kommt in 30-Liter-Kanistern, wird in<br />
kleinere Gebinde umgefüllt und dient<br />
beispielsweise der Desinfektion von<br />
Probe entnahmestellen.<br />
Beim Umgang mit den Gefahrstoffen ist<br />
die Umsetzung der aus der Gefährdungsbeurteilung<br />
abgeleiteten Maßnahmen elesind<br />
für bestimmte Untersuchungen<br />
regelmäßig entnommener Proben chemische<br />
Stoffe wie beispielsweise o-Phenylendiamin<br />
nötig, die gefährliche oder schädliche<br />
Eigenschaften für Mensch und Umwelt<br />
besitzen.<br />
Das Reagenz o-Phenylendiamin wird<br />
verwendet, um Diacetyl zu bestimmen –<br />
ein vor allem aus geschmacklichen Gründen<br />
unerwünschtes Nebenprodukt des<br />
Gärprozesses. O-Phenylendiamin kann<br />
beim Einatmen, Verschlucken oder bei<br />
der Aufnahme über die Haut zu Gesundheitsschäden<br />
führen. Möglich ist außerdem,<br />
dass sich explosionsfähige Staub-<br />
Luft-Gemische bilden.<br />
Ein weiterer Gefahrstoff in der Koblenzer<br />
Brauerei heißt Iso-Octan. Er ist leicht<br />
entzündlich, schädlich beim Einatmen<br />
und bei der Freisetzung in der Umwelt.<br />
Dieses Reagenz wird verwendet, um zu<br />
bestimmen, wie bitter ein Bier sein darf.<br />
Das richtet sich nach dem Biertyp und<br />
wird in Bittereinheiten gemessen. Aber<br />
20 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I SPECIAL<br />
mentar. Im Fokus stehen dabei allerdings<br />
nicht nur der sichere Umgang, sondern<br />
auch die sichere Lagerung dieser Stoffe.<br />
Dezentrale Lagerung spart Zeit<br />
Die Sicherheitsmaßstäbe, um Menschen<br />
und Umwelt zu schützen, sind in Deutschland<br />
hoch und für die Lagerung von Gefahrstoffen<br />
spezifisch geregelt. Ob ein Betrieb<br />
sich entscheidet, die sichere Lagerung<br />
von Gefahrstoffen zentral (Lagerung<br />
der Gefahrstoffe an einem fest definierten<br />
Ort im Gebäude oder Außenbereich) oder<br />
dezen-tral (Lagerung der Gefahrstoffe in<br />
Sicherheitsschränken direkt am Arbeitsplatz)<br />
umzusetzen, hängt von unterschiedlichen<br />
Kriterien wie individuellen Anforderungen,<br />
räumlichen Voraussetzungen<br />
und bau lichen Gegebenheiten ab.<br />
Aufschluss darüber gibt eine Bedarfsanalyse:<br />
Wie oft und in welchen Mengen<br />
werden die Stoffe gebraucht und wie viel<br />
muss auf Vorrat gelagert werden? Ist es<br />
vorstellbar, den Weg in ein separates<br />
Außenlager zurückzulegen, um die am<br />
Arbeitsplatz benötigten Substanzen oder<br />
Stoffe mit Gefährdungspotenzial zu holen<br />
und nach Verwendung zurück in das<br />
sichere Lager zu bringen?<br />
In der Koblenzer Brauerei werden die<br />
chemischen Stoffe dezentral gelagert. Der<br />
Asecos-Gefahrstoffschrank der S-Line ermöglicht<br />
es, diese sicher und in der Nähe<br />
des Arbeitsplatzes aufzubewahren, um so<br />
schnell und unkompliziert auf sie zugreifen<br />
zu können. Das spart nicht nur Zeit,<br />
sondern ist durch die kurzen Wege auch<br />
sicherer. Durch die 90-minütige Feuerwiderstandskraft<br />
des Schrankes bleibt der<br />
Inhalt auch im Notfall sicher verschlossen.<br />
Der Gefahrstoffschrank steht in der Nähe des<br />
Arbeitsplatzes und sorgt für kurze Wege<br />
Gemäß ArbStättV § 4 (3) müssen sicherheitstechnische<br />
Anlagen in regelmäßigen<br />
Abständen durch eine befähigte Person<br />
sachgerecht gewartet und auf ihre Funktionsfähigkeit<br />
geprüft werden. Diese<br />
Überprüfung übernehmen regelmäßig die<br />
Experten von Asecos.<br />
Fotos: Asecos<br />
www.asecos.com<br />
Sicherer Umgang mit Gefahrstoffen<br />
■ Informieren Sie sich genau über die Gefahrstoffe, mit denen Sie arbeiten.<br />
■ Tragen Sie stets die beim Umgang mit Gefahrstoffen notwendige persönliche<br />
Schutzausrüstung (z. B. Schutzbrille, Schutzhandschuhe).<br />
■ Informieren Sie sich darüber, ob und – wenn ja – wie die von Ihnen verwendeten<br />
Gefahrstoffe mit anderen Stoffen reagieren.<br />
■ Informieren Sie sich über die Symbole zur Kennzeichnung von Gefahrstoffen und<br />
deren Bedeutung.<br />
■ Achten Sie beim Umgang mit Gefahrstoffen auf evtl. entstehende Ex-Zonen.<br />
■ Haben Sie stets die notwendigen Gesetze, Verordnungen und Regeln zur<br />
Gefahrstofflagerung präsent:<br />
– Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS)<br />
– Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV)<br />
– Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)<br />
– Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)<br />
– Chemikaliengesetz (ChemG)<br />
– Sicheres Arbeiten in Laboratorien (BGI 850-0)<br />
– Technische Regeln für Gase (TRG)<br />
– Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS)<br />
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Saubere Silos<br />
Tankreinigungsdüse deckt Schattenbereiche in Rohmilchsilos ab<br />
Eine große skandinavische<br />
Molkerei suchte nach einer<br />
zuverlässigen Lösung für die<br />
Reinigung von zwei 30 m hohen<br />
Rohmilchsilos mit unten installierten<br />
Rührwerken. Die Wahl fiel<br />
auf die neue Tankreinigungsdüse<br />
Plus-Clean von Alfa Laval. Diese<br />
erreicht nicht nur eine Reinigungsabdeckung<br />
von 100 Prozent,<br />
sondern senkt zugleich den<br />
Wasser- und Reinigungsmittelverbrauch<br />
um bis zu 80 Prozent.<br />
Autor: Stefan Riggert, Vertriebsleiter Komponenten<br />
Food & Water, Alfa Laval Mid Europe, Glinde<br />
Keine Kompromisse bei der Hygiene.<br />
Das war das Motto der Verantwortlichen<br />
einer skandinavischen Molkerei.<br />
Lange Zeit wurden dort herkömmliche<br />
Tankreinigungsgeräte verwendet, die vollständig<br />
in das Produkt eintauchten. Doch<br />
das hatte so seine Probleme. Denn diese<br />
„Plus-Clean ermöglicht die vollständige Tankreinigung<br />
und spart spürbar Kosten sowie Ressourcen.“<br />
Systeme konnten weder vollständig entleert<br />
werden, noch waren sie selbstreinigend,<br />
sodass es zu Verstopfungen und<br />
neuen Schattenbereichen kommen konnte.<br />
Zudem mussten die Geräte mit hohen<br />
Durchflussraten betrieben werden, was einen<br />
enormen Verbrauch von Wasser und<br />
Reinigungsmittel bedeutete. Nicht zuletzt<br />
musste zur Wartung ein Servicetechniker<br />
in die Tanks einsteigen.<br />
Schattenbereiche nach dem<br />
Muster einers Fächers reinigen<br />
Bent Larsen, Vorstandsvorsitzender der Beritech Group<br />
Um diese Probleme auf einen Streich zu<br />
lösen, empfahl der beauftragte Tank- und<br />
Anlagenbauer Beritech, die von oben<br />
montierten Tankreinigungslösungen mit<br />
der neuen Reinigungsdüse Plus-Clean von<br />
Alfa Laval zu kombinieren, die bündig in<br />
die Tankwand oder den Boden integriert<br />
wird. In anderen Unternehmen der Lebensmittel-,<br />
Pharma- und Körperpflegeindustrie<br />
ergänzt sie bereits erfolgreich primäre<br />
Tankreinigungsgeräte wie rotierende<br />
Sprühkugeln und Jetreiniger. Nach der Aktivierung<br />
durch das Reinigungsmedium oder<br />
wahlweise einen Luftantrieb entfernt die<br />
22 VERFAHRENSTECHNIK 04/<strong>2022</strong> www.verfahrenstechnik.de
LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I SPECIAL<br />
Die neue Reinigungsdüse Plus-Clean von Alfa Laval kann bündig in die Tankwand oder den Boden integriert werden<br />
Reinigungsdüse in einem fächerförmigen<br />
Muster alle Verschmutzungen in typischen<br />
Schattenbereichen unterhalb von Rührwerksflügeln,<br />
Heiz- oder Kühlschlangen<br />
und Anschlüssen, die von oben montierte<br />
Tankreinigungsgeräte mit ihrem Strahl<br />
nicht direkt erreichen. Das ist vor allem ein<br />
Gewinn für die Lebensmittelsicherheit.<br />
Keine Verunreinigungen oder<br />
Biofilme auf dem Rührwerk<br />
Um die hygienischen Prozessbedingungen<br />
nach der Tankreinigung zu validieren,<br />
führte die Molkerei Abstrichtests durch.<br />
Diese bestätigten, dass sich nach der kontrollierten<br />
und wiederholten Drehung der<br />
Rührwerkswellen und der Rührflügel keine<br />
Verunreinigungen oder Biofilme auf<br />
den Unterseiten der Rührwerksflügel befanden.<br />
Nach Abschluss des Reinigungszyklus<br />
bringt ein integrierter Antrieb den<br />
Kolben wieder in seine ursprüngliche Position,<br />
sodass die Reinigungsvorrichtung<br />
sicher geschlossen und abgedichtet ist.<br />
Zudem hat Plus-Clean durch die Integration<br />
in die Wand oder den Boden keine beweglichen<br />
Teile im Tank, sodass sämtliche<br />
Wartungsaktivitäten außerhalb der Silos<br />
stattfinden.<br />
Dank des direkten Sprühstrahls benötigt<br />
Plus-Clean lediglich zwei Minuten<br />
während des CIP-Hauptreinigungszyklus<br />
(Cleaning-in-Place), um alle Verunreinigungen<br />
unterhalb der Rührwerksflügel zu<br />
entfernen. Die Flügel drehen sich in dieser<br />
Zeit mit 40 Prozent der regulären Betriebsgeschwindigkeit.<br />
Die sorgfältige Abstimmung<br />
des Betriebsdrucks und der<br />
Durchflussraten reduziert dabei den Wasser-<br />
und Reinigungsmittelverbrauch um<br />
bis zu 80 Prozent gegenüber herkömmlichen<br />
Tankreinigungsgeräten – und das<br />
seit mehr als tausend Durchläufen.<br />
Fotos: Alfa Laval, endostock – stock.adobe.com<br />
www.alfalaval.de
SPECIAL I LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK<br />
Anuga Foodtec: Analytik erhöht Lebensmittelsicherheit<br />
Wie lässt sich die Sicherheit von<br />
Lebensmitteln angesichts von internationalen<br />
Handelsketten und dem<br />
gleichzeitig wachsenden Bedürfnis<br />
nach Transparenz bei Herkunft und<br />
Verarbeitung garantieren? Diese Frage<br />
ist eines der Kern-Themen auf der<br />
Anuga Foodtec, die vom 26. bis<br />
29. April <strong>2022</strong> in Köln stattfindet. Um<br />
Risiken im Verbraucherschutz zu<br />
minimieren und die Authentizität der<br />
Lebensmittel zu gewährleisten,<br />
informiert die internationale Zuliefermesse<br />
für die Getränke- und Lebensmittelindustrie über die<br />
neuesten Technologien und Dienstleistungen. In erster Linie<br />
stehen Trends und Verfahren der Rückstandsanalytik auf der<br />
Agenda ebenso wie aktuelle Ansätze zur Verhinderung von<br />
Lebensmittelbetrug.<br />
Das Produktspektrum der Aussteller reicht von der Messtechnik<br />
und dem Zubehör, der Probenvorbereitung sowie -analyse über<br />
das Verbrauchsmaterial bis hin zu kompletten Laboreinrichtungen.<br />
Mit Blick auf die Anuga Foodtec <strong>2022</strong> zeigt sich: Die Zeit<br />
von Insellösungen ist vorbei. Die Entwicklung immer höher<br />
auflösender Analysengeräte schreitet stetig voran, denn die<br />
Qualität und Sicherheit eines Lebensmittels wird nicht mehr an<br />
wenigen Parametern festgemacht, sondern an einer Vielzahl von<br />
Stoffen. Die klassische Analytik, die sich auf die Bestimmung der<br />
absoluten Konzentration bekannter Stoffwechselverbindungen<br />
konzentriert, stößt hier an ihre Grenzen. Beim Nachweis von<br />
Authentizitätsparametern oder für die Detektion einer bis dato<br />
unbekannten Veränderung eines<br />
Lebensmittels müssen zunächst die<br />
erforderlichen Markersubstanzen<br />
identifiziert werden.<br />
Abseits des Trends, Lebensmittel<br />
immer umfassender in ihren Inhaltsstoffen<br />
und ihrer Zusammensetzung<br />
zu charakterisieren, stellt sich im<br />
Produktionsumfeld vor allem die<br />
Frage nach praktischen Reinigungsund<br />
Hygienekontrolltests. Gebrauchsfertige<br />
Nährbodenplatten gelten als<br />
ideales Werkzeug für das Hygienemonitoring.<br />
Das Nachweisprinzip beruht auf spezifischen<br />
chromogenen Substraten, die im Stoffwechsel der kultivierten<br />
Mikroorganismen zu gefärbten Produkten abgebaut werden.<br />
Nach der Inkubationszeit lässt sich leicht ablesen, ob mögliche<br />
Verderbniserreger auf der getesteten Oberfläche vorhanden<br />
waren. Bis das Ergebnis vorliegt, dauert es allerdings mehrere<br />
Tage. Schnelltests lassen dem gegenüber kein umfangreiches<br />
Screening bei der Kontrolle der Betriebshygiene zu, ermöglichen<br />
aber eine schnelle Ja/Nein-Antwort. Zum Einsatz kommen dafür<br />
Teststäbchen, die auf Nicotinamidadenindinukleotide (NAD)<br />
und ihre Phosphate ansprechen. Die Verbindungen sind in allen<br />
lebenden Zellen, einschließlich Mikroorganismen, sowie in<br />
Lebensmittelrückständen vorhanden. Eine Farbentwicklung auf<br />
dem Stäbchen signalisiert ein positives Ergebnis – und somit<br />
eine unreine Oberfläche.<br />
www.anugafoodtec.de<br />
Hygieneantriebe aus Edelstahl<br />
Maßgeschneiderte Komplettanlagen<br />
Multikomponenten-Dosier- und<br />
Verwiegestation Geeignet für stark anhaftende<br />
und nicht rieselfähige Schüttgüter.<br />
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SEW-Eurodrive ergänzt sein Lösungs- und Produktportfolio mit<br />
Edelstahl-Servogetriebemotoren. Die Edelstahl-Servogetriebemotoren<br />
der Baureihe PSH CM2H sind im Hygienic Design<br />
konzipiert. Sie erfüllen die strengen Richtlinien der European<br />
Hygienic Engineering Design Group (EHEDG) sowie der<br />
US-amerikanischen Lebensmittel- und Pharmaüberwachung<br />
FDA. Die Antriebe sind<br />
mit einer Rauheit unter<br />
0,8 µm glatt in der<br />
Oberfläche und haben<br />
weder Ecken noch<br />
Kanten.<br />
Mit Blick auf Langlebigkeit<br />
und leichte<br />
Reinigungsfähigkeit<br />
wurden die kompakten<br />
Einheiten aus Synchronservomotor<br />
und Planetengetriebe<br />
laut Hersteller so entwickelt, dass sie der Hochdruckreinigung<br />
bei hohen Temperaturen – auch mit chemischen<br />
Reinigungsmitteln – standhalten. Die Antriebseinheiten seien<br />
resistent gegen Heißdampf und korrosive Reinigungsmittel<br />
– zwei typische Anforderungen gerade bei CIP- und<br />
SIP-Abläufen. Die Schutzart der neuen Edelstahl-Servogetriebe<br />
motoren ist IP69K. Die Servomotoren umfassen fünf<br />
Baugrößen mit unterschiedlichen Längen bei Nenndrehmomenten<br />
von 1,0 bis 103,6 Nm sowie vier unterschiedlichen<br />
Übersetzungen je Getriebe. Für dynamisches und sicheres<br />
Positionieren sind verschiedene Feedback-Systeme lieferbar.<br />
ABFÜLLEN<br />
LAGERN<br />
AUTOMATION<br />
EXPLOSIONS-<br />
SCHUTZ<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
www.kitzmann-gruppe.de
Roboter palettiert Getränkegebinde<br />
Die vollautomatische Mischpalettierung ist für Palettierroboter<br />
eine anspruchsvolle Aufgabe. Bei der Pepsi-Niederlassung in<br />
Jordanien ist hier ein Kuka-Roboter im Einsatz. Er steht in der<br />
Mitte einer Halle, um ihn herum fünf<br />
bis sechs Paletten mit verschiedenen<br />
Flaschen und Dosen, die bereits zu<br />
kleinen Paketen verpackt sind. Pepsi<br />
führt mehr als 500 Produktvarianten<br />
seiner 23 Marken – und das in verschiedenen<br />
Größen.<br />
Der Roboter KR 700 PA stellt eine leere<br />
Palette auf der Ladestation bereit und<br />
umfasst mit seinem Greifarm eine<br />
Schicht von Getränken und hebt sie darauf. Anschließend saugt<br />
er mittels einer Vakuumfunktion eine Zwischenlage an, legt sie<br />
auf die Getränke und holt sich die nächste Schicht. Die<br />
schwersten Getränke kommen nach unten, leichtere nach<br />
oben. Der Roboter verfügt über eine Traglast von 700 kg – bei<br />
Getränkedosen von 0,33 l entspricht das mehr als 2.100 Dosen.<br />
Ist der Roboter fertig, werden die Paletten über ein Förderband<br />
abtransportiert und schließlich zur Lkw-Ladefläche gebracht.<br />
www.kuka.com<br />
Digitale Dampfsauger<br />
Adapter für Rührwerke<br />
Den Safomi-IEC-Adapter (Safomi: Sealless<br />
Adapter for Mixers) hat Nord Drivesystems<br />
speziell für Rührwerke entwickelt. Der<br />
Adapter verfügt über einen integrierten<br />
Ölausgleichsbehälter. Dies soll die Betriebssicherheit<br />
erhöhen und den Wartungsaufwand<br />
reduzieren. Er ist kompakt und<br />
einfach aufgebaut. Auf Ölbehälter und<br />
-schläuche sowie den leckage- und verschleißanfälligen<br />
Wellendichtring zwischen Getriebe und IEC-Zylinder könne<br />
damit verzichtet werden. Safomi gibt es für Maxxdrive-<br />
Stirnradgetriebe in den Baugrößen 7 bis 11, d. h. für maximale<br />
Abtriebsdrehmomente von 25 bis 75 kNm.<br />
www.nord.com<br />
Die neue Generation der Dampfsaugsysteme wurde für<br />
Anwendungen in der Lebensmittelindustrie entwickelt. Die<br />
digitalen Versionen des Blue Evolution S+ und XL+ lassen sich<br />
laut Hersteller einfach bedienen. Die Geräte melden zum<br />
Beispiel über das Display, wenn die Schale des Wasserfilters<br />
geleert oder Frischwasser für die Dampferzeugung aufgefüllt<br />
werden muss. Die Geräte der Blue-Evolution-Serie sind nach<br />
dem HACCP-Standard zertifiziert. Die Geräte sollen zweifach<br />
gegen Keime wirken und auch Viren<br />
inaktivieren: Einmal direkt bei der<br />
Oberflächenbehandlung mit bis zu<br />
180 °C heißem Trockendampf und<br />
zusätzlich über eine UVC-Lichtbestrahlung<br />
im Wasserfilter. Außerdem<br />
sind die neuen Geräte mit einem<br />
Wlan-Modul ausgestattet.<br />
www.beam.de<br />
KoneSlid ® -Pulvermischer<br />
Eine Symbiose aus exzellent hygienischem<br />
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Anuga FoodTec 26.-29. April <strong>2022</strong> Köln<br />
Solids 22.-23. Juni <strong>2022</strong> Dortmund<br />
Achema 22.-26. August <strong>2022</strong> Frankfurt a. M.<br />
Powtech 27.-29. September <strong>2022</strong> Nürnberg<br />
amixon GmbH<br />
Paderborn, Deutschland<br />
sales@amixon.de<br />
www.amixon.de
KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />
Blubbernde Kultivierung<br />
Druckluft versorgt Bioreaktoren mit Nährstoffen und Kohlendioxid<br />
Algen – speziell Mikroalgen –<br />
erfreuen sich weltweit ständig<br />
steigender Nachfrage. Erste<br />
Betriebe haben bereits die<br />
Produktion aufgenommen.<br />
Wichtige Grundvoraussetzung<br />
dafür: ein durchdachtes und<br />
wirtschaftliches Druckluftkonzept.<br />
Algen sind kleine Wunder der Natur. Es<br />
gibt sie als Makro- und als Mikro algen.<br />
Während Makroalgen häufig in der Küche<br />
ihre Anwendung finden, sind Mikroalgen<br />
wie zum Beispiel Spirulina und Chlorella<br />
aufgrund ihrer wertvollen Inhaltsstoffe vor<br />
allem in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie<br />
begehrte Zutaten. Algen sind vegane<br />
Omega-3-Quellen, dienen als natürlicher<br />
Farbstoff, finden in der Kosmetik<br />
und als Tierfuttermittelzusatz ihren Einsatz<br />
und können sogar Wasser aufbereiten.<br />
Die Bandbreite für ihre Anwendung<br />
ist groß. Hinzu kommt noch ein weiterer<br />
Vorteil: Algen benötigen wie alle Pflanzen<br />
Kohlendioxid, um zu wachsen und produzieren<br />
dafür ihrerseits Sauerstoff. Ihre Produktion<br />
trägt also zur Lösung der CO 2<br />
-<br />
Prob lematik bei.<br />
Damit sich Algen möglichst optimal<br />
entwickeln können, brauchen sie gute Voraussetzungen.<br />
Dazu gehören Wasser,<br />
Licht für die Fotosynthese, Mineralien<br />
und eben Kohlendioxid. Alles muss in den<br />
Zuchtbehältern zur Verfügung stehen, damit<br />
die Organismen gedeihen können. Bei<br />
der industriellen Produktion werden<br />
Mineralien und Kohlendioxid über Luftblasen,<br />
also mittels Druckluft eingeblasen.<br />
Regelkonforme Druckluft<br />
Wer Algen kultivieren möchte, unterliegt<br />
den Anforderungen der jeweiligen Branche,<br />
für die er produziert. Die eleganteste<br />
Lösung für regelkonforme Druckluft ist,<br />
sich an einen Systemanbieter zu wenden.<br />
Dieser kann die Wünsche des Betreibers<br />
umsetzen und eine schlüsselfertige Station<br />
liefern. Ziel ist eine Anlage, die allen<br />
Gegebenheiten gerecht wird, nach neuesten<br />
Standards wirtschaftlich effizient und<br />
26 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />
01 Die durchdachte Druckluftstation hält den<br />
ökologischen Fußabdruck gering<br />
02 Für den erforderlichen Reinheitsgrad der<br />
Druckluft sorgen unterschiedliche Filter<br />
01<br />
zuverlässig Druckluft produziert und diese<br />
zur Verfügung stellt. Schließlich wollen<br />
die Mikroorganismen sieben Tage die Woche<br />
rund um die Uhr optimal und sicher<br />
versorgt sein, um gedeihen zu können.<br />
Welche Kompressorengröße oder welche<br />
Kompressorenkombination für die<br />
Aufzucht der Algen die beste ist, wird<br />
durch den Druckluftbedarf bestimmt. In<br />
der Lebensmittelindustrie finden zwar<br />
häufig ölfrei verdichtende Kompressoren<br />
ihren Einsatz, doch auch fluidgekühlte<br />
Verdichter sind durchaus üblich, da die<br />
Druckluft im Anschluss an den Kompressor<br />
ohnehin durch Trocknung und Filtration<br />
aufbereitet werden muss. Welche<br />
Kombination am meisten Sinn ergibt,<br />
weiß der Fachberater.<br />
Im Fall der Algen spielt die Qualität der<br />
eingebrachten Druckluft und eine entsprechende<br />
Aufbereitung eine besonders<br />
große Rolle, da die Mikroorganismen direkten<br />
Kontakt mit der Druckluft haben.<br />
Reinheitsklassen 1 (Staub), 4 (Restwasser)<br />
und 1 (Restöl) nach ISO 8573-1 sind keine<br />
Seltenheit. Neben modernen Kältetrocknern,<br />
die für die Entfeuchtung der Druckluft<br />
sorgen, werden Filtereinrichtungen<br />
wie Aktivkohleabsorber, Mikrofeinfilter<br />
und Nachfilter eingesetzt, um die Partikelklasse<br />
1 zu erreichen. Bei Kältetrocknern<br />
gilt es darauf zu achten, dass sie möglichst<br />
energiesparend arbeiten und mit einem<br />
Kühlmittel betrieben werden, das der<br />
neuesten F-Gase-Verordnung entspricht,<br />
damit sie in den kommenden Jahren nicht<br />
ausgetauscht werden müssen.<br />
Alle Parameter im Blick<br />
Für eine wirklich effiziente und wirtschaftliche<br />
Steuerung der Drucklufterzeugung<br />
sorgen übergeordnete Managementsysteme<br />
wie zum Beispiel der Sigma Air Mana-<br />
ger 4.0. Er überwacht alle Komponenten<br />
der Druckluftstation und sorgt wie ein<br />
Dirigent bei einem Orchester dafür, dass<br />
jeweils die Gerätekomposition zum Einsatz<br />
kommt, die den tatsächlichen Bedarf<br />
der Druckluftmenge und -güte erfüllt. Er<br />
lässt sich leicht in bereits vorhandene<br />
Steuerungstechnik einbinden und bietet<br />
Transparenz über die Betriebszustände<br />
der Druckluftanlage.<br />
Alle Informationen sind jederzeit in vollem<br />
Umfang abrufbar. So werden zum Beispiel<br />
alle Verbrauchs- und Energiedaten<br />
aufgezeichnet, die für das Energiemanagement<br />
notwendig sind. Auch Wartungsmeldungen<br />
und -intervalle werden<br />
durch ihn verwaltet. Ebenfalls ermittelte<br />
Kennzahlen geben Hinweise darauf, wie<br />
sich die Druckluftversorgung laufend<br />
Ein Full-Service-Vertrag<br />
vereinfacht den Betrieb<br />
einem eventuell veränderten Produktionsvolumen<br />
anpassen lässt. Wer zusätzlich<br />
einen Full-Service-Vertrag abschließt,<br />
kann sich durch Fernüberwachung und<br />
vorausschauende Wartung den Betriebsalltag<br />
sogar noch weiter erleichtern lassen,<br />
indem er auch die Wartung, Pflege<br />
und Optimierung der Station an einen<br />
Spezialisten übergibt.<br />
Abwärme beheizt Hallen<br />
Ein interessanter Punkt, wenn es um Energie-<br />
und Kostenersparnis geht, ist die<br />
Möglichkeit der Wärmerückgewinnung.<br />
Da Algen in Glashäusern gezüchtet werden,<br />
besteht ein gewisser Wärmebedarf.<br />
Rund 96 Prozent der Wärme, die bei der<br />
02<br />
Erzeugung der Druckluft entsteht, kann<br />
genutzt werden, um zum Beispiel als Prozessluft<br />
im Betrieb oder als Beheizung zu<br />
dienen. Dafür werden die Kompressoren<br />
mit Plattenwärmeübertragern ausgestattet<br />
und die in der Druckluftstation entstehende<br />
warme Luft wird ins Glashaus geblasen.<br />
Ein weiterer Beitrag, um die Produktion<br />
so ökologisch und nachhaltig wie<br />
möglich zu betreiben.<br />
Zusammenfassend lässt sich sagen,<br />
dass auch ungewöhnliche Produktionen<br />
mithilfe von bereits bekannten Technologien<br />
in Europa Entwicklungspotenzial<br />
haben. Da Druckluft in der Industrie eine<br />
wichtige Rolle spielt, sollte ihr gerade<br />
beim Aufbau oder aber bei der Erneuerung<br />
einer Produktion besonderes Augenmerk<br />
gelten. Es gibt heute eine Vielzahl<br />
an Möglichkeiten, die Drucklufterzeugung<br />
wirtschaftlich effizient und zuverlässig<br />
zu gestalten und gleichzeitig den ökologischen<br />
Fußabdruck vergleichsweise<br />
gering zu halten.<br />
Fotos: Kaeser, toa555 – stock.adobe.com<br />
www.kaeser.de<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 27
KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />
Klare Sicht<br />
Optische Überwachungssysteme<br />
profitieren von aufbereiteter Druckluft<br />
Kameras beobachten und steuern<br />
viele Produktionsprozesse. Weil<br />
die Systeme freie Sicht auf die<br />
Prüfobjekte benötigen, dürfen sie<br />
nicht durch Öl, Staub, Nässe oder<br />
andere Verunreinigungen<br />
beeinträchtigt werden. Hersteller<br />
nutzen daher saubere Druckluft<br />
zum Umspülen von Kamera linsen<br />
und Sensoren. Das Beispiel einer<br />
Kaffeerösterei zeigt, wie die<br />
Druckluftaufbereitung sichere<br />
Prozesse gewährleistet.<br />
Bei der Produktion von Lebensmitteln<br />
müssen Kontaminationen durch<br />
Schadstoffe zuverlässig ausgeschlossen<br />
werden. Dies gilt auch für die eingesetzte<br />
Druckluft, die an vielen Stellen zum Einsatz<br />
kommt. Sie muss daher ebenso bestimmten<br />
Qualitätsanforderungen genügen,<br />
um nicht ihrerseits die Messtechnik<br />
oder die Produkte zu verschmutzen. Beko<br />
Technologies ist spezialisiert auf Systeme<br />
für die Aufbereitung und das Management<br />
von Druckluft und Druckgas. Der<br />
Hersteller hilft Industrieunternehmen<br />
branchenunabhängig, individuelle Lösungen<br />
für ihre Druckluftaufbereitung zu<br />
finden und die Einhaltung der geforderten<br />
Qualität sowie die Energieeffizienz im<br />
Prozess sicherzustellen.<br />
Ein führender deutscher Kaffeehersteller<br />
installierte eine Röstanlage mit integrierter<br />
automatisierter Qualitätskontrolle. Die<br />
Überwachung von Röstprozess und -ergeb-<br />
nis erfolgt neuerdings durch ein optisches<br />
System, das die grundlegenden Farb-, Volumen-<br />
und Konsistenzveränderungen der<br />
Kaffeebohnen erfasst, die in bestimmten<br />
Temperaturbereichen während des Röstvorgangs<br />
auftreten. Die Linsen der eingesetzten<br />
Inspektionskameras werden mit Druckluft<br />
umspült und so vor den ölhaltigen<br />
Dämpfen aus dem Röstprozess geschützt.<br />
Zu diesem Zweck muss die eingesetzte<br />
Druckluft trocken, sauber und ölfrei sein.<br />
Sollte es hier zu Verunreinigungen kommen,<br />
wäre letztendlich die Produktqualität<br />
des Kaffees gleich doppelt gefährdet: zum<br />
einen durch das Versagen des Kontrollsystems<br />
und zum anderen durch den direkten<br />
Kontakt mit verschmutzter Druckluft. Der<br />
Einsatz an einer derart sensiblen Stelle<br />
machte eine Druckluftqualität nachKlasse<br />
1:4:1 gemäß der Norm ISO 8573-1 und damit<br />
eine Anpassung der bestehenden<br />
Druckluftanlagen erforderlich.<br />
28 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />
zuverlässig saubere, öl- und keimfreie<br />
Spülluft an der optischen Überwachung.<br />
Die verlangte Qualität werde auch bei<br />
herausfordernden Betriebsbedingungen<br />
wie schwankenden Temperaturen (Jahreszeiten)<br />
und variierenden Volumenströmen<br />
(Auslastung) stabil erreicht.<br />
Totaloxidation von<br />
Kohlenwasserstoffen<br />
Beko Technologies konzipierte 2020 eine<br />
Aufbereitungslösung unter Einbezug der<br />
bereits vorhandenen Druckluft-Kältetrockner<br />
und -filter. Neu hinzu kamen ein<br />
Wasserabscheider Clearpoint W sowie der<br />
katalytische Konverter Bekokat. Letzterer<br />
verwandelt in einem einzigen Verfahrensschritt<br />
die in der Druckluft vorhandenen<br />
Kohlenwasserstoffe durch Totaloxidation<br />
in Kohlendioxid und Wasser. Aus dem<br />
Bekokat tritt vollständig entölte und keimfreie<br />
Druckluft aus. Der Restölgehalt beträgt<br />
kaum mehr messbare 0,003 mg/m³.<br />
Das bei der Abkühlung der Druckluft anfallende<br />
Kondensat ist ebenfalls ölfrei und<br />
kann ohne Aufbereitung in die Kanalisation<br />
eingeleitet werden. Ein integrierter<br />
Wärmetauscher sorgt für eine hohe Energieeffizienz.<br />
Nachgeschaltet wurde dem<br />
Bekokat außerdem ein Staubfilter.<br />
Die so optimierte Druckluftaufbereitung<br />
ermöglicht dem Kaffeeröster heute<br />
Ölfrei ist nicht gleich ölfrei<br />
Druckluft ist komprimierte Umgebungsluft.<br />
Das heißt, die in der vom Kompressor<br />
angesaugten Luft enthaltenen Verunreinigungen<br />
erhöhen sich entsprechend des<br />
Verdichtungsgrades. Primäre Kontaminanten<br />
sind Öl, Feststoffpartikel und Wasser.<br />
Selbst die Verwendung von Kompressoren<br />
ohne Ölschmierung bietet keine<br />
Druckluft für sensible<br />
Anwendungen muss immer<br />
aufbereitet werden<br />
umfassende Sicherheit. Denn üblicherweise<br />
liegen die Belastungswerte der Umgebungsluft<br />
zwischen 0,05 und 0,5 mg/m³.<br />
In dicht bebauten, städtischen oder industriellen<br />
Gegenden kann der Gehalt sogar<br />
noch höher sein. Die Druckluft für sensible<br />
Anwendungen wie oben beschrieben<br />
muss also immer aufbereitet werden.<br />
Neben der beschriebenen Anwendung<br />
im Lebensmittelbereich realisiert<br />
Beko derzeit noch weitere Projekte der<br />
Der katalytische Konverter Bekokat sorgt für<br />
ölfreie Druckluft zum Schutz der<br />
Inspektionskameras<br />
Druckluftaufbereitung im Zusammenhang<br />
mit optischer Messtechnik. Hier<br />
geht es zum Beispiel um die Sortierung<br />
von Obst und Gemüse, bei der die zum<br />
Schutz von Kameralinsen eingesetzte<br />
Druckluft keine Schmutzeinträge verursachen<br />
darf.<br />
Bilder: Beko, Sergey – stock.adobe.com<br />
www.beko-technologies.com/de<br />
Der Drucklufttrockner Everdry erlaubt<br />
die zuverlässige Abfallsortierung im<br />
Recyclingbetrieb<br />
Energie sparen bei der Abfallsortierung<br />
Speziell aufbereitete Druckluft ist nicht nur in der Lebensmittelindustrie gefragt,<br />
sondern auch beispielsweise bei der Sortierung von Abfällen. Ein Entsorgungsunternehmen<br />
betreibt an seinem Hauptstandort in Nordrhein-Westfalen eine Mülltrennungsanlage.<br />
Dort werden im Rahmen des Dualen Systems gesammelte Abfälle automatisch<br />
nach den verschiedenen Materialien sortiert. Eine Vielzahl optischer Sensoren identifiziert<br />
Kunststoffe, Metalle, Papier etc. auf den Förderbändern und steuert Druckluftdüsen,<br />
die die Objekte mit Luftstößen sortieren. Die eingesetzte Druckluft muss äußerst<br />
trocken sein (Drucktaupunkt –20 °C), weil die Sensoren bei Kontakt mit Feuchtigkeit<br />
fehlerhafte Daten liefern.<br />
Der Recyclingbetrieb nutzte in der Vergangenheit einen Druckluft-Adsorptionsdrucker,<br />
der jedoch nicht mehr den gestiegenen Anforderungen hinsichtlich der Energieeffizienz<br />
genügte. Hier verlangte eine unternehmensinterne Vorgabe eine Energieeinsparung von<br />
20 Prozent. Beko Technologies hatte mit dem Drucklufttrockner Everdry in Kombination<br />
mit dem leistungsstarken Trockenmittel Sorbead Eco von BASF eine passende Lösung. Der<br />
Energiebedarf liegt unter Berücksichtigung des geforderten Drucktaupunkts bei durchschnittlich<br />
8,1 kW/h, was eine Einsparung von ungefähr 55 Prozent bedeutet. Zusätzlich<br />
werden Clearpoint-Filter für die Vor- und Nachfiltration eingesetzt.<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 29
KOMPONENTEN UND SYSTEME I INTERVIEW<br />
„Drop-in replacement<br />
wie mit dem Original“<br />
Zahnradpumpen von Hermetic<br />
laufen in vielen Betrieben. Doch<br />
unlängst wurde die LZ-Baureihe<br />
eingestellt. Dank Witte gibt es bei<br />
Problemen gleichwertigen Ersatz.<br />
Dr. Wieczorek, wie kommt es, dass Sie<br />
für diesen Wettbewerber eine Drop-in-<br />
Replacement-Lösung anbieten?<br />
Wir kennen Hermetic schon lange und<br />
pflegen ein gutes Verhältnis. Letztlich<br />
ermöglichen wir Betreibern so, Anlagen<br />
bei Problemen mit LZ-Pumpen weiter wie<br />
gewohnt zu betreiben, ohne großartige<br />
Umbauten vorzunehmen oder eine Anlage<br />
neu abnehmen lassen zu müssen. Viele<br />
Kunden, die Hermetic-Zahnradpumpen<br />
im Einsatz haben, betreiben zudem<br />
an anderer Stelle auch Zahnradpumpen<br />
von Witte. Da ist es sinnvoll, die Kompetenzen<br />
zu bündeln, um perfekten Service<br />
und geballte Expertise anzubieten.<br />
Wie lösen Sie das technisch?<br />
Die Übernahme der Produktreihe erfolgte<br />
einvernehmlich. Hermetic hat uns alle<br />
relevanten Unterlagen zur Verfügung<br />
gestellt, wir haben daraus die Baureihe<br />
Chem-LZ entwickelt. Äußerlich ist diese<br />
eine Kopie der LZ Pumpe, im Inneren<br />
wurde sie aber mit Bauteilen unseres<br />
Baukastensystems ausgestattet. Maßgebliche<br />
Merkmale der Hermetic-Pumpen<br />
wie der Abstand der Zahnräder oder<br />
deren Breite weichen jedoch deutlich<br />
von unserem System ab. Es war daher<br />
eine herausfordernde Aufgabe für unsere<br />
Konstrukteure, die für Kunden relevanten<br />
Außenabmessungen genau einzuhalten.<br />
Aber wir haben schon häufig Pumpen<br />
anderer Hersteller ausgetauscht, sodass<br />
eine solche Aufgabe nicht ganz neu war.<br />
Was sind die wichtigsten Kundenvorteile?<br />
Der Kunde muss seine Anlage nicht umbauen,<br />
wenn er eine Hermetic-Pumpe<br />
wegen eines Defektes oder aufgrund von<br />
Dr. Sven Wieczorek, Geschäftsführer der Witte<br />
Pumps & Technology GmbH in Tornesch<br />
Verschleiß austauschen muss. Zudem ist<br />
die Versorgung mit Ersatzteilen gewährleistet.<br />
Hat der Kunde bereits eine identische<br />
Witte-Pumpe im Einsatz, kann er im<br />
Idealfall Ersatz-Gleitlager und -Zahnradwellen<br />
für beide Pumpen verwenden.<br />
Die Fragen stellte Chefredakteur Peter Reinhardt<br />
Foto: Witte Pumps<br />
www.witte-pumps.com<br />
Nitrilkautschuk mit<br />
Lebensmittel-Zulassung<br />
Mit dem Neuzugang P 690 komplettiert der<br />
Dichtungshersteller C. Otto Gehrckens sein<br />
NBR-Produktportfolio um einen weiteren Werkstoff.<br />
Einen Schwerpunkt stellt<br />
dabei die Lebensmittel- und<br />
Getränkeindustrie dar, denn P<br />
690 ist zertifiziert nach FDA 21<br />
CFR 177.2600 sowie 3A<br />
Sanitary Standard.<br />
Der neue NBR-Werkstoff<br />
(Nitrilkautschuk) mit Härte<br />
von 85 Shore A überzeugt laut<br />
Hersteller mit seinen physikalischen<br />
Werten als auch mit den guten mechanischen<br />
Eigenschaften. Daher könnten die<br />
Dichtungen auch für dynamische Anwendungen<br />
eingesetzt werden, die höhere Ansprüche an die<br />
Belastbarkeit des Materials stellen. Gleichzeitig<br />
biete dieser Werkstoff eine hohe Beständigkeit<br />
gegenüber öl- und fetthaltigen Medien und dichte<br />
sowohl gegen pflanzliche als auch tierische Fette<br />
zuverlässig ab. Das mögliche Einsatzspektrum<br />
reiche von der Milchverarbeitung über die<br />
Backwaren- bis hin zur Getränkeherstellung.<br />
www.cog.de<br />
Sitzventile mit erweitertem Druck- und<br />
Temperaturbereich<br />
Für die Durchflusssteuerung von Gasen, Dampf oder Flüssigkeiten bietet<br />
Bürkert Fluid Control Systems eine breite Palette an Produkten. Dazu<br />
gehören elektromotorisch und pneumatisch betätigte Auf-/Zu- und<br />
Regelventilen mit erweitertem Druck- und Temperaturbereich. Die Ventile<br />
mit Edelstahl-Ventilgehäuse arbeiten dank spezieller Dichtmaterialien<br />
problemlos mit Medien bis 25 bar Überdruck und Temperaturen zwischen<br />
–40 und 230 °C. Die Nennlebensdauer bei 200 °C liege bei mehr als einer<br />
Million Schaltzyklen. Geräte und Dichtungen müssten deshalb nur selten<br />
getauscht werden; die Anlagenverfügbarkeit steige.<br />
Dichtungsmaterialien und Schmierstoffe, die sich für Lebensmittel,<br />
Trinkwasser, Brenngase oder Sauerstoff eignen, erlauben den Einsatz der<br />
Ventile mit weiteren Medien, beispielsweise für Reinigungs- und<br />
Spülzwecke, bzw. Wärmeträger oder Sattdampf mit 20 bar und 215 °C. Sie<br />
können alle gängigen Gase und Flüssigkeiten für Heiz- und Kühlzwecke im<br />
Prozess ebenso schalten und regeln wie die üblichen CIP-Prozesse. Auch ein<br />
Einsatz mit Wärmeträgerölen ist möglich,<br />
z. B. in Verbindung mit alternativen<br />
Heizkonzepten. Die Ventile sind in<br />
unterschiedlichen Ausführungen erhältlich.<br />
Die Gehäuse aus Edelstahl bieten je<br />
nach Ausführung Flansch-, Schweiß-,<br />
Gewinde- oder Clamp-Anschlüsse in<br />
Nennweiten von DN10 bis DN100 bzw.<br />
NPS 3/8" bis 4".<br />
www.buerkert.de<br />
30 VERFAHRENSTECHNIK 04/<strong>2022</strong> www.verfahrenstechnik.de
KOMPONENTEN UND SYSTEME<br />
Vakuumkomponenten einfach mit einer<br />
Web-App verwalten<br />
Das neue „Virtual Service Management“<br />
(VSM) von Pfeiffer Vacuum<br />
ist eine kostenfreie Web-App, die<br />
die Verwaltung von Vakuumequipment<br />
unterschiedlicher Hersteller<br />
ermöglicht. Dazu lassen sich mit<br />
wenigen Klicks beispielsweise<br />
eigene Standorte, Abteilungen und<br />
Maschinen anlegen, denen die entsprechenden Vakuumkomponenten<br />
zugeordnet werden. Die jeweiligen Produktdaten und<br />
Betriebsanleitungen stehen im System zur Verfügung. Durch<br />
eine übersichtliche Darstellung von Organisationseinheiten und<br />
Vakuumkomponenten wird die Planung und Dokumentation<br />
(z. B. von Serviceaktivitäten, Wartungen, Reparaturen) über die<br />
gesamte Nutzungsdauer wesentlich erleichtert.<br />
Das Dashboard auf der Startseite kann individuell zusammengestellt<br />
werden. Häufig benötigte Komponenten können einfach<br />
favorisiert und falls gewünscht direkt auf dem Dashboard<br />
dargestellt werden. Darüber hinaus können Kunden weitere<br />
Informationen hinterlegen, wie beispielsweise Wartungsintervalle,<br />
durchschnittliche Laufzeiten und den letzten Servicetermin.<br />
Jede Vakuumkomponente wird eindeutig über ID- und<br />
QR-Code identifiziert. Mit der App kann der QR-Code gescannt<br />
werden, was eine sofortige Übersicht der wichtigsten Daten (z. B.<br />
Artikelnummer, Betriebsanleitung oder Servicetickets) liefert.<br />
www.pfeiffer-vacuum.com<br />
Kleines Hochvakuumsystem<br />
Das Turbolab Core ist ein kleines<br />
Plug-and-Play-Hochvakuumpump<br />
system für Forschungs- und<br />
Laboranwendungen. Die Serie ist<br />
jetzt in insgesamt fünf Varianten<br />
mit der Turbovac 90 i und 250 i<br />
sowie der Divac 1.4 erhältlich.<br />
Sowohl die Bedienung als auch die<br />
Steuerung sind laut Hersteller intuitiv und benutzerfreundlich –<br />
die Steuerung dient überdies als Geschwindigkeits- und<br />
Druckanzeige. Optional können die Turbovac i sowie die<br />
Vorvakuumpumpe Divac zeitverzögert oder druckabhängig in<br />
Betrieb genommen werden.<br />
de.leybold.com<br />
Dosiertechnik online bestellbar<br />
www.prominent.com<br />
Ob Dosierpumpen, Mess- und<br />
Regelgeräte, Sensoren, Zubehör oder<br />
Ersatzteile – im neuen Prominent<br />
WebShop können Kunden die<br />
passenden Produkte für ihre<br />
Anwendungen jetzt auch online<br />
bestellen.<br />
WIE SICHER, REIN UND ZUVERLÄSSIG<br />
IST IHRE PROZESSLUFT IN SENSIBLEN<br />
BEREICHEN WIRKLICH?<br />
LET’S TALK<br />
Dirk Koob, Geschäftsführer AERZEN Deutschland GmbH & Co. KG<br />
+49 5154 815666 dirk.koob@aerzen.com<br />
Vor allem bei sensiblen Gütern muss die pneumatische Förderung absolut risikofrei sein. Nur<br />
so bleiben Reinheit und Qualität erhalten. Aber nicht nur die Verschmutzung des Schüttguts,<br />
sondern auch eine Kontamination des gesamten Systems hätte fatale Folgen. Vertrauen Sie auf<br />
AERZEN Gebläse und Verdichter-Aggregate: ölfrei gemäß ISO 8573-1 (Ölfreiheit Klasse O), dazu<br />
äußerst robust und langlebig. AERZEN bietet Ihnen für jede Anwendung das richtige Produkt –<br />
drei Technologien, maximal zuverlässig.<br />
www.aerzen.com
Neustart der Hannover Messe<br />
Im Spannungsfeld von Versorgungssicherheit, Klimawandel und Wachstumszielen<br />
Nach der Corona-bedingten<br />
Durchführung als reine Online-<br />
Veranstaltung im vergangenen<br />
Jahr und einer kurzfristigen<br />
Terminverschiebung zum<br />
Jahresbeginn geht die Hannover<br />
Messe Ende Mai wieder als<br />
Präsenzmesse an den Start. Im<br />
Fokus: industrielle Transformation<br />
und vernetzte Fabriken. Was<br />
präsentieren große Player der<br />
Automatisierungstechnik?<br />
Autor: Peter Reinhardt, Chefredakteur<br />
„<strong>Verfahrenstechnik</strong>“<br />
Messe-Chef Dr. Jochen Köckler (Bild)<br />
war die Vorfreude sichtlich anzumerken:<br />
„Endlich wieder richtig Messe<br />
machen“, sagte der CEO der Deutschen<br />
Messe auf einer Pressekonferenz Mitte<br />
März. Die Pressekonferenz offenbarte indes,<br />
dass die Vorfreude durch zweierlei<br />
Dämpfer getrübt wird: Die Corona-Pandemie<br />
ist mitnichten überwunden, was sich<br />
schon daran zeigt, dass die Pressekonferenz<br />
ihrerseits online organisiert war, statt<br />
in Präsenz. Zudem befindet man sich infolge<br />
des Kriegs in der Ukraine in einem<br />
zweiten weltweiten Krisenmodus. Energiepreise<br />
steigen, Lieferketten sind gestört,<br />
teils gar unterbrochen. Die Hannover<br />
Messe <strong>2022</strong> findet daher „im Spannungsfeld<br />
von Versorgungssicherheit und<br />
Technologien im Kampf gegen Klimawandel<br />
nebst Wachstumszielen“ statt, sagte<br />
Klöckner. Leitthema ist die industrielle<br />
Transformation. Zweites großes Thema ist<br />
die Vernetzung der Fabrik – also Digitalisierung,<br />
Automatisierung und KI „mit Perspektive<br />
auf den Green Deal“, wie Klöckner<br />
betonte. Kein Gesprächspartner aus<br />
Industrie, Wissenschaft und Verbänden<br />
zweifle heute noch an, dass Klimaneutralität<br />
das Ziel sein muss. Da passe es, dass<br />
Siemens auf der Messe eine Software präsentiere,<br />
die die CO 2<br />
-Emissionen entlang<br />
der Wertschöpfungskette erfasst.<br />
Mit rund 2.500 bis 3.000 Ausstellern rechnet<br />
Köckler vom 30. Mai bis zum 2. Juni auf<br />
dem Messegelände. Das ist ziemlich genau<br />
die Hälfte dessen, was Besucher in<br />
normalen Zeiten erwartet. Im nächsten<br />
Jahr soll die Hannover Messe wieder wie<br />
gewohnt an fünf Tagen im April stattfinden.<br />
Eröffnet wird die Hannover Messe<br />
<strong>2022</strong> erstmals durch Bundeskanzler Olaf<br />
Scholz. Aufgrund der aktuellen Energie-<br />
Versorgungsdiskussion steht dann auch<br />
das Thema Wasserstoff im Fokus. „Wir bieten<br />
bereits seit Jahren die größte europäische<br />
Plattform für die Wasserstoff- und<br />
Brennstoffzellenwirtschaft“, so Köckler.<br />
Auf der Messe präsentieren mehr als 200<br />
Unternehmen Lösungen für eine nachhaltige<br />
Energieversorgung mittels Wasserstoff<br />
aus regenerativen Energien. Was sie<br />
zu den proklamierten Leitthemen zeigen<br />
32 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />
werden, präsentierten ausgewählte Aussteller<br />
vorab auf der Online-Pressekonferenz.<br />
Darunter auch einige Vertreter, die<br />
bei der Automatisierung der Prozessindustrie<br />
eine wichtige Rolle spielen.<br />
Prozessindustrie automatisieren<br />
Passend zu den Leitthemen betonte<br />
Christopher Ukatz, seit Oktober 2021 neuer<br />
CEO bei Harting, die Bedeutung von<br />
Digitalisierung und Nachhaltigkeit als<br />
Leitplanken beim Denken und Handeln<br />
seiner Technologie-Gruppe. Dabei bilde<br />
„Connectivity+“ die Brücke zwischen Produkten,<br />
Services und Applikationen, aber<br />
auch ganz allgemein zum Mindset. Mit<br />
Fokus auf Modularisierung kündigte Ukatz<br />
eine Weltneuheit an, die „großartig und<br />
genial, aber zum aktuellen Zeitpunkt noch<br />
geheim“ sei. Wie „<strong>Verfahrenstechnik</strong>“ inzwischen<br />
recherchiert hat, will Harting<br />
fast 30 Jahre nach dem Start von Han-Modular<br />
die nächste Stufe dieses Steckverbinder-Typs<br />
vorstellen. Seinerzeit war<br />
Han-Modular der erste modulare Industrie-Steckverbinder,<br />
der Energie, Signale,<br />
Daten und sogar Druckluft in einer einzigen<br />
Schnittstelle übertragen konnte,<br />
„Wie geht es dir?“ Diese Frage richtet<br />
IFM Electronic nicht an Messebesucher,<br />
sondern an Produktionseinrichtungen, um<br />
zum Beispiel Temperatur und Füllstand<br />
von Tanks in der Lebensmittelindustrie zu<br />
überwachen. Bei der Anbindung von intelligenten<br />
Sensoren an übergeordnete Feldbusse<br />
sei IO-Link „ein ideales System“. Um<br />
dieses auch in der Lebensmittelindustrie<br />
verwenden zu können, sind Komponenten<br />
mit hoher Schutzart notwendig. Mit neuen<br />
IO-Link-Master-Modulen und L-codierten<br />
Leitungen präsentiert IFM hier eine passende<br />
Lösung.<br />
Derweil hat Wago den Durchgangsverbinder<br />
der Serie 221 als Messeneuheit angekündigt,<br />
über den sich alle Leiterarten<br />
in einem Durchgang verbinden lassen.<br />
Werkzeug ist dafür dank komfortabler<br />
Hebeltechnologie nicht nötig.<br />
Weiter zusammenwachsen unterdessen<br />
der Tech-Konzern Schneider Electric und<br />
das deutsche Softwareunternehmen Proleit.<br />
Ab sofort sind die Funktionalitäten der<br />
Proleit-Systemfamilie Plant IT auch für<br />
Nutzer der speicherprogrammierbaren<br />
Steuerung Modicon M580 von Schneider<br />
Electric verfügbar. Das ermöglicht Anwendern,<br />
das gesamte Hardwareportfolio für<br />
die Mess- und Regelungstechnik von<br />
Schneider Electric durchgängig an das auf<br />
Harting-CEO Christopher Ukatz kündigte an, auf dem Messestand eine Weltneuheit in Sachen<br />
Modularisierung zu präsentieren<br />
Die größte europäische Plattform<br />
für die Wasserstoff- und<br />
Brennstoffzellenwirtschaft<br />
chargenbasierte Produktionsprozesse zugeschnittene<br />
Prozessleitsystem von Proleit<br />
anzubinden. Speziell für Aufgaben in der<br />
Lebensmittelindustrie, Futtermittelverarbeitung<br />
und der Feinchemie optimiert,<br />
werde Plant IT damit integraler Bestandteil<br />
der ganzheitlichen IIoT-Architektur<br />
Eco Struxure. Zu sehen gibt es das auf dem<br />
Messestand von Schneider Electric.<br />
„Mit Lichtgeschwindigkeit in die dritte<br />
Dimension.“ So kündigte Pepperl+Fuchs<br />
den Vision-Sensor „Smart Runner Explorer<br />
3D“ als Plattform für viele Aufgaben<br />
an. Der individuell konfigurierbare Rohdatensensor<br />
mit Stereo-Vision- oder<br />
Time-of-Flight-Technologie erzeuge hochpräzise<br />
Messergebnisse, die sich in Form<br />
von 2D-Bildern und 3D-Punktwolkenbildern<br />
darstellen lassen. Einsatzbeispiele<br />
finden sich unter anderem bei der Überwachung<br />
von Getränkekisten (sind alle<br />
Flaschen im Kasten beziehungsweise im<br />
Gebinde drin, sind auch alle Flaschen verschlossen?)<br />
sowie in der Füllhöhenmessung<br />
von Teig-Förmchen. Auf der Hannover<br />
Messe im wahrsten Sinne zu erleben,<br />
sind Smart Glasses, die Pepperl+Fuchs als<br />
Teil der digitalen Transformation zur<br />
Remote-Unterstützung in der Prozessindustrie<br />
präsentiert.<br />
Digitalisierung ist wahrlich<br />
kein Selbstzweck<br />
Ein interessantes Einsatzbeispiel hat die<br />
Software-Manufaktur Fabasoft präsentiert.<br />
Spezialisiert auf technische Daten<br />
und deren Management in der Cloud ist<br />
man Partner des Pumpenherstellers KSB.<br />
Dieser nutze „Fabasoft Aprove“ zum<br />
Management sämtlicher Zertifizierungsunterlagen<br />
und vernetze darüber alle Projektpartner<br />
sowie deren Dokumente und<br />
Daten. Die Folge: Der Administrationsaufwand<br />
sinkt, die Transparenz steigt. Das erleichtere<br />
KSB unter anderem die Freigabe<br />
der 3D-Daten einer neuen Pumpe. Denn<br />
alle Prüfungs- und Freigabeprozesse sind<br />
in einer Plattform zusammengefasst – inklusive<br />
Anbindung an SAP. Auch die vertragsrelevante<br />
Kommunikation laufe mit<br />
Unterstützung durch Fabasoft schneller<br />
und sicherer. Die Anwendung funktioniert<br />
über Webbrowser, sodass Kunden und<br />
Lieferanten einfach eingebunden werden<br />
können. In Summe spare KSB so<br />
4.500 Mannstunden pro Jahr. Digitalisierung<br />
ist also kein Selbstzweck, sondern eine<br />
Investition in die Zukunft. In Live-Demos<br />
wird Fabasoft auf der Hannover Messe<br />
zeigen, wie technische Dokumentation,<br />
Qualitätsmanagement und Transmittal<br />
Management im Zeitalter von Industrie<br />
4.0 funktionieren. Dazu gibt es Einblicke<br />
in die KSB-Lösungen sowie beim weiteren<br />
Referenzkunden Siemens Energy.<br />
Fotos: Deutsche Messe<br />
www.hannovermesse.de<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 33
Direkter<br />
Austausch<br />
Prozessanlagen vernetzt planen und<br />
betreiben mit dem digitalen Zwilling<br />
Um die Anlagenleistung sowohl<br />
bei Brownfield- und Greenfield-<br />
Projekten als auch im Betriebszustand<br />
zu verbessern, setzen<br />
immer mehr Unternehmen der<br />
Prozessindustrie digitale<br />
Zwillingsstrategien ein. Daraus<br />
resultieren unmittelbare, aber<br />
auch mittel- und langfristige<br />
Gewinne.<br />
Die Digitalisierung zieht sich wie ein roter<br />
Faden durch alle Bereiche der Prozessindustrie.<br />
Ein wichtiger Baustein ist<br />
hierbei der digitale Zwilling – unabhängig<br />
davon, ob sich die Anlage in der Planungsoder<br />
Betriebsphase befindet. Für ihn muss<br />
eine datenzentrierte Kultur geschaffen<br />
werden, die bereits in den ersten Phasen<br />
eines Projekts technische Daten in einem<br />
einzigen, vertrauenswürdigen Hub zusammenführt<br />
und überprüft.<br />
Untersuchungen der Beratungsgesellschaft<br />
Deloitte haben ergeben, dass Unternehmen<br />
durch die digitale Transformation<br />
eine höhere Sicherheit, Effizienz und<br />
Digitale Zwillinge unterstützen<br />
bei Planung und Betrieb von<br />
Prozessanlagen<br />
erhebliche finanzielle Vorteile erzielen<br />
können. Dazu gehöre eine Senkung der<br />
Baukosten um fünf bis zehn Prozent und<br />
eine Senkung der Betriebskosten um zehn<br />
bis 20 Prozent.<br />
Durch die Kooperation von unterschiedlichen<br />
Teams sowie die Verknüpfung von<br />
technischen Geräten und Daten in jeder<br />
Phase des Projekts können die Leistung<br />
verändert und die Effizienz einer Anlage<br />
um 30 Prozent gesteigert werden. Mit Mitarbeitern,<br />
die sich an Daten orientieren,<br />
kann Silodenken aufgebrochen werden.<br />
Das verbessert Transparenz, Zusammenarbeit<br />
und Entscheidungsfindung.<br />
In dem Maße, in dem Leistung und Effizienz<br />
steigen, sinken Projektkosten und -risiken.<br />
Dadurch bleiben den Auftragnehmern<br />
im Bereich Ingenieurswesen, Beschaffung<br />
und Bau (EPC: engineering, procurement<br />
and construction) sowie den Betreibern<br />
mehr Möglichkeiten für Neuentwicklungen.<br />
Visualisierung und Simulation<br />
Der Industriesektor sollte jetzt auf neue<br />
Technologien und Arbeitsmethoden setzen,<br />
um die Anlagen der Zukunft zu bauen.<br />
Cloud- und interaktive 3D-Visualisierungs-,<br />
Engineering- und Simulationslösungen<br />
ermöglichen es EPC und Betreibern,<br />
effizienter zu werden. Durch<br />
integrierte Konstruktionswerkzeuge lassen<br />
sich Prozesse rationalisieren. Das Budget<br />
für die Durchführung von Kapitalprojekten<br />
sowie für die Erstellung und Pflege<br />
von technischen Daten wird so geschont.<br />
Digitale Zwillinge eignen sich für die Integration<br />
in Neubauprojekte, Brownfield-<br />
Anlagen und sogar für Betriebe, die bereits<br />
seit Jahren laufen, um die Leistung<br />
langfristig zu optimieren.<br />
Ob Netto-Null-Projekte, Kohlenstoffbindung<br />
und -speicherung, Wasserstoffproduktion<br />
oder Stromerzeugung aus erneuerbaren<br />
Energien – vernetzte technische<br />
Informationen können gerade bei<br />
Greenfield-Anlagen genutzt werden, um<br />
einen digitalen Zwilling zu erstellen. Er er-<br />
Autor: Steve Parvin, Head of Information<br />
Engineering, Aveva Group plc, Cambridge,<br />
Großbritannien<br />
34 VERFAHRENSTECHNIK 04/<strong>2022</strong> www.verfahrenstechnik.de
Digitale Zwillinge liefern ein digitales Abbild des Ist-Zustands und<br />
verbessern die Projekteffizienz<br />
möglicht den Teams, effizient neue Konzepte<br />
zu entwickeln, Emissionen und Abfälle<br />
zu reduzieren und die Anlage sowie<br />
den digitalen Zwilling nahtlos an das Unternehmen<br />
zu übergeben.<br />
Die Technologie des digitalen Zwillings<br />
kann nicht nur bei Neuentwicklungen eingesetzt<br />
werden. Bestehende Anlagen lassen<br />
sich damit so umgestalten, dass sie zu<br />
vernetzten digitalen Projekten werden, die<br />
die Planung und Ausführung von Investitionen<br />
unterstützen und betriebliche Erkenntnisse<br />
zur Verbesserung der Leistung<br />
liefern. Zukünftig lassen sie sich dazu nutzen,<br />
den Betrieb zu modernisieren, die Lebensdauer<br />
von Anlagen zu verlängern und<br />
die kontinuierliche Einhaltung von aktuellen<br />
oder neuen Nachhaltigkeits- und<br />
Sicherheitsvorschriften zu gewährleisten.<br />
Informationen sammeln und<br />
wiederverwenden<br />
MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />
Die Integration hochwertiger technischer<br />
Daten in ein Kapitalprojekt kann sowohl<br />
sofort als auch in der Zukunft Vorteile<br />
bringen. Sobald ein datenzentrierter Ansatz<br />
implementiert ist, können Betreiber<br />
und EPC dieselbe Datenstruktur bei zukünftigen<br />
Projekten wiederverwenden.<br />
Das ermöglicht es ihnen, den Prozess zu<br />
beschleunigen sowie fortwährend Möglichkeiten<br />
zur Verbesserung von Leistung<br />
und Design zu identifizieren.<br />
Wenn vertrauenswürdige technische Informationen<br />
in den Mittelpunkt des digitalen<br />
Zwillings für Projekte und Anlagen<br />
gestellt werden, kann dies kurz-, mittelund<br />
langfristig zu Verbesserungen führen:<br />
n Unmittelbarer Gewinn: Die Verknüpfung<br />
von Menschen, Daten und Entscheidungsfindungen<br />
senkt die Kosten,<br />
verringert die Ausschussquote und verbessert<br />
die Projekteffizienz.<br />
n Mittelfristiger Gewinn: Ein digitaler<br />
Zwilling unterstützt die Schulung des<br />
Personals, senkt Risiken bei der Inbetriebnahme,<br />
optimiert die Betriebsleistung<br />
und liefert ein digitales Abbild des<br />
Ist-Zustands für künftige Wartungsprogramme.<br />
n Langfristiger Gewinn: Wenn das Konzept<br />
von Anfang an entwickelt und während<br />
der gesamten Betriebsphase beibehalten<br />
wird, entsteht ein digitaler roter<br />
Faden. Er ermöglicht es, jedes System<br />
mit dem ursprünglichen Konzept in Verbindung<br />
zu bringen, auswertbare Erkenntnisse<br />
über die Leistung zu liefern<br />
und die wichtigsten Nachhaltigkeitsindikatoren<br />
zu verfolgen.<br />
Die Anlagen von morgen werden intelligent,<br />
automatisiert, effizient und gut vernetzt<br />
sein – unabhängig davon, ob sie erst<br />
kürzlich oder schon vor vielen Jahren gebaut<br />
wurden. Die Beteiligten in Betrieb,<br />
Wartung und Kapitalprojekten werden mit<br />
einem einzigen, vertrauenswürdigen<br />
Hub – dem digitalen Zwilling – verbunden<br />
sein, um Zusammenarbeit zu ermöglichen<br />
und schnellere, intelligentere Entscheidungen<br />
zu treffen.<br />
Die Lösungen, um dies zu erreichen,<br />
sind bereits vorhanden. Die verfahrenstechnische<br />
Industrie hat die Pflicht und<br />
die Chance, sich heute zu verändern und<br />
nachhaltige, leistungsstarke Anlagen für<br />
morgen zu schaffen.<br />
Bilder: Aveva<br />
www.aveva.com<br />
MEORGA<br />
MSR-Spezialmessen<br />
Prozess- u. Fabrikautomation<br />
Fachmesse für<br />
Prozess- und Fabrikautomation<br />
Messtechnik<br />
Steuerungstechnik<br />
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Der Eintritt zur Messe<br />
und die Teilnahme an den<br />
Fachvorträgen ist für die<br />
Besucher kostenlos.<br />
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REGISTRIERUNG<br />
erforderlich für Einlass-Code<br />
Meorga<br />
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<strong>2022</strong>:<br />
Halle (Saale)<br />
Ludwigshafen<br />
Bochum<br />
www.meorga.de<br />
18.05.<strong>2022</strong><br />
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MEORGA GmbH - Sportplatzstr. 27 - 66809 Nalbach<br />
Telefon 06838 8960035 - info@meorga.de
Mehr Durchblick<br />
Systemsteuerungsdiagramme führen alle Engineering- und Prozess-Informationen zusammen<br />
Die Steuerung von Prozessanlagen<br />
ist hochkomplex. Dabei ist neben<br />
zielgerichtetem Funktionieren<br />
auch die Anlagensicherheit essenziell.<br />
Zahlreiche Mechanismen<br />
müssen implementiert werden,<br />
die im Wartungs- oder Notfall<br />
ganze Anlagen oder Teile davon<br />
kontrolliert abschalten. Wie aber<br />
kommt man am effizientesten zu<br />
so existenziellen Daten?<br />
Autor: Leon Hanke, Solution Expert – Plant,<br />
Aucotec AG, Isernhagen<br />
Klassischerweise werden alle Komponenten<br />
einer Prozessanlage samt ihren<br />
physischen Zusammenhängen in den<br />
P&ID (Piping & Instrumentation Diagram)<br />
der Prozessfachleute geplant und<br />
abgebildet. Automatisierungsprofis verwenden<br />
FBD (Function Block Diagram),<br />
um die steuerungs- und sicherheitsrelevanten<br />
Logiken sowie Signalpfade für die<br />
Leitsystem-Programmierung festzulegen.<br />
Doch warum werden Funktionen nochmal<br />
neutral nachgezeichnet, wenn das<br />
P&ID schon so viele Basisdaten enthält?<br />
Mit ihrem grafischen Anlagenüberblick<br />
sind P&ID quasi der Geburtsort der Automatisierung.<br />
Sie zeigen die Automatisierung<br />
und das Zusammenspiel der Systeme<br />
– allerdings nur vereinfacht. Ein FBD<br />
wiederum stellt die Verarbeitung nur weniger<br />
Signale von und zu I/Os dar. Ihre Beziehungen<br />
zum Ganzen sind darin nicht<br />
ohne Weiteres erkennbar.<br />
Skandinavien macht’s vor<br />
Vor diesem Hintergrund haben Expertinnen<br />
und Experten der skandinavischen<br />
Offshore-Öl- und Gasindustrie schon vor<br />
vielen Jahren in ihrem norwegischen<br />
Standard Norsok das sogenannte SCD<br />
(System Control Diagram) entwickelt und<br />
etabliert. Dieser Diagrammtyp kann FBD<br />
sehr hilfreich ergänzen, teilweise sogar<br />
ersetzen. Er ist quasi ein auf alle steuerungsrelevanten<br />
Elemente heruntergebrochenes<br />
P&ID mit Fokus auf die Automatisierung.<br />
Vom Sensor bis zum Aktor<br />
stellt ein SCD grafisch alle gegenseitigen<br />
Steuerungen und Verriegelungen übersichtlich<br />
und einheitlich dar. Der Fokus<br />
schafft Platz und erlaubt es, mehrere<br />
P&ID-Extrakte verständlich in einem SCD<br />
zu kombinieren.<br />
Vereinzelt gibt es ähnliche Ansätze außerhalb<br />
des skandinavischen Raums,<br />
doch sie unterliegen keinem offiziellen<br />
Standard und sind längst nicht so verbreitet<br />
und integriert wie die SCD in Nordeuropa.<br />
Die Vorteile der Verschmelzung<br />
von physischen und logischen Beziehungen<br />
liegen jedoch auf der Hand: „SCD sind<br />
für uns nicht mehr wegzudenken. Als elementares<br />
Werkzeug zur Automations-Entwicklung<br />
im Dialog zwischen Automati-<br />
36 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />
sierern, Prozess- und Sicherheitsingenieuren<br />
dient SCD bis in den Anlagenbetrieb<br />
als die verlässliche Quelle, um die<br />
Steuerung der Anlage zu verstehen“, sagt<br />
einer, der sich auskennt: Idar Pe Ingebrigtsen,<br />
Principle Engineer bei Equinor. Er ist<br />
bei der IEC (International Electrotechnical<br />
Commission) Leiter eines in Kürze<br />
startenden Projekts, das die bisherige<br />
IEC- Norm PAS 63131 in die IEC 63131 zur<br />
SCD-Definition heben soll.<br />
SCD vereinfachen das<br />
Änderungsmanagement<br />
Über Kunden wie Equinor, Kongsberg<br />
und HaldorTopsoe, alle aus Skandinavien<br />
und im Öl- und Gassektor aktiv, ist der<br />
deutsche Softwareentwickler Aucotec auf<br />
dieses Format aufmerksam geworden<br />
und hat es in seine datenzentrierte Plattform<br />
Engineering Base (EB) übernommen.<br />
„SCD lassen sich in EB nicht nur besonders<br />
einfach erstellen; sie erfordern<br />
zudem nicht die üblichen Datenübertragungen<br />
und Abgleiche mit anderen Systemen,<br />
was das Änderungsmanagement<br />
enorm erleichtert“, sagt Dr. Pouria Bigvand,<br />
leitender Produktmanager bei<br />
Aucotec. SCD waren bislang separate Dokumente<br />
ohne Bezug zur Gesamtanlage.<br />
Anders bei EB.<br />
Dort existiert jedes Objekt nur ein einziges<br />
Mal. Alle Kerndisziplinen des Engineerings<br />
greifen auf ein gemeinsames Datenmodell<br />
zu. Die diversen Fachleute reichern<br />
so Objekte und Funktionen nach<br />
und nach mit immer mehr Details an.<br />
Stets können dabei alle Beteiligte den aktuellen<br />
Stand des digitalen Zwillings der<br />
(Teil-)Anlage sehen. Änderungen einer<br />
Disziplin sind unmittelbar in allen anderen<br />
nachvollziehbar. Die jeweils fachspezifischen<br />
Sichten auf die Planung enthalten<br />
eigene Repräsentanzen, speisen sich<br />
jedoch aus denselben Objekten. Das optimiert<br />
nicht nur das Änderungsmanagement,<br />
sondern gewährleistet auch, dass<br />
keine Änderung vergessen wird. Die gewonnene<br />
Datenqualität ist eine wichtige<br />
Säule im gesamten Projekt-Lifecycle.<br />
Nutzen für alle<br />
Aus diesen Gründen ist Produktmanager<br />
Bigvand überzeugt, dass SCD jedem Anlagenbauer<br />
und -betreiber Vorteile bieten.<br />
Das EB-Datenmodell erlaube es, in einem<br />
SCD grundsätzlich für jedes P&ID eine<br />
umfassende steuerungslogische Grafik zu<br />
erstellen, um wirklich alle Anlagen-Zusammenhänge<br />
zu verdeutlichen. Direkt<br />
Vom P&ID zum SCD: physische Verbindungen aus diversen P&ID mit allen logischen<br />
Beziehungen in einer Grafik vereint<br />
aus dem SCD übergibt EB die erarbeiteten<br />
Programmiervorgaben an die Leitsystemhersteller.<br />
Nachträgliche P&ID-Änderungen<br />
sind im SCD automatisch sichtbar,<br />
und auch die Spezifikationen oder Änderungen<br />
der Leitsystem-Programmierung<br />
sind – dank einfachem<br />
Import per AML –<br />
leicht in EB verfügbar.<br />
All das sind Bausteine,<br />
die einen Digital Twin<br />
stets aktuell halten.<br />
FBD dagegen werden<br />
ab einem bestimmten<br />
Projektstatus oft nicht<br />
mehr aktualisiert.<br />
Für den SCD-Experten<br />
Ingebrigtsen ist EB<br />
deshalb unverzichtbar:<br />
„Die Plattform ist<br />
unser Rückgrat in Sachen<br />
Engineeringdaten. Wir sparen viel<br />
Zeit dadurch, dass EB unsere Toollandschaft<br />
vereinheitlicht, was die damit verbundenen<br />
Aufwände zur Erhaltung der<br />
Konsistenz unserer Dokumentation erheblich<br />
reduzieren wird. Das gilt auch für<br />
unsere SCD, die damit an Qualität gewinnen“,<br />
betont er.<br />
Erleichterte Inbetriebnahme<br />
Ein weiteres Plus von EBs umfassender<br />
Kenntnis der physischen und logischen<br />
Verbindungen ist die Fähigkeit, auf Knopfdruck<br />
Cause-&-Effect-(C&E-)-Tabellen<br />
auszugeben. Mit ihrer Hilfe lassen sich in<br />
der Inbetriebnahmephase die Festlegun-<br />
„SCD lassen sich in EB nicht<br />
nur besonders einfach erstellen;<br />
sie erfordern zudem nicht die<br />
üblichen Datenübertragungen<br />
und Abgleiche mit anderen<br />
Systemen. Das erleichtert<br />
das Änderungsmanagement<br />
enorm.“<br />
Dr. Pouria Bigvand, leitender<br />
Produktmanager, Aucotec<br />
gen der Anlagenfunktionen auf Korrektheit<br />
prüfen. Sie zeigen, ob etwa ein Ventil<br />
geschlossen bleibt, weil es so definiert<br />
wurde oder weil es falsch verdrahtet ist.<br />
Ohne EB müssten für diese Tabellen die<br />
P&ID, FBD oder SCD und andere Unterlagen<br />
aus den beteiligten Engineering-Disziplinen,<br />
und damit oft aus verschiedenen<br />
Quellen, mühselig durchforstet und die<br />
Daten manuell eingetragen werden. Das<br />
bindet hochqualifizierte Fachleute mehrere<br />
Wochen, ohne Garantie auf Verlässlichkeit.<br />
EB dagegen holt die Daten für die<br />
C&E- oder Safety-Matrizen aus dem zentralen<br />
Modell und kann sie schnell anzeigen.<br />
Da das Modell stets aktuell ist, sind<br />
alle Daten zu 100 Prozent konsistent. „Das<br />
kann kein anderes Engineering-System“,<br />
so Produktmanager Bigvand.<br />
Bilder: Equinor/Michal Wachucik, Aucotec<br />
www.aucotec.de<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 37
IDT Biologika digitalisiert Hauptwerk<br />
Der Auftragsfertiger IDT<br />
Biologika steigt in Industrie 4.0<br />
und die voll vernetzte und<br />
automatisierte pharmazeutische<br />
Herstellung ein.<br />
Eine der zentralen Anforderungen<br />
des Digitalisierungsprojekts<br />
bestand in der Ablösung der<br />
papierbasierten Produktionsdokumentation<br />
und der<br />
Logbücher durch Electronic Batch Recording. Außerdem sollte<br />
der Datenaustausch zwischen ERP (Enterprise Resource<br />
Planning) und MES (Manufacturing Execution System) automatisiert<br />
werden. Die meisten Anforderungen wurden bereits durch<br />
die Standardimplementierung von PAS-X MES erfüllt. Durch<br />
Angleichung der IDT-spezifischen Prozesse an die Software<br />
konnten Anpassungen auf ein Minimum reduziert werden.<br />
Die Verpackungsabteilung, in der viele Prozesse bereits standardisiert<br />
sind, ist bei IDT der Vorreiter bei der Einführung des<br />
digitalen Produktionsmanagementsystems. Der größte Vorteil<br />
an der Arbeit mit dem MES sei, dass menschliche Fehler laut<br />
Anbieter praktisch ausgeschlossen seien. Die Lösung wird<br />
derzeit im Verpackungsbereich verwendet. Im nächsten Schritt<br />
wird das MES im Produktionsbereich für Arzneimittelwirkstoffe<br />
und Arzneimittelprodukte eingeführt, der auch Abfüllungsprozesse<br />
und Sichtprüfung umfasst. Zusätzlich wird ein automatisierter<br />
Austausch von Informationen zwischen PAS-X MES und<br />
den Produktionssystemen auf Ebene 2 implementiert.<br />
www.koerber-pharma.com<br />
Ultraschall-Gaszähler für<br />
Erdgas-Wasserstoffmischungen<br />
Mit der Ultraschalltechnologie von Sick lasse sich der Durchfluss<br />
eines Wasserstoff-Methan-Gasgemischs bis zu einer<br />
Beimischung von 30 % Wasserstoff zuverlässig und sicher<br />
messen. Für den Transport an den Ort, an dem die Energie<br />
benötigt wird, soll die bereits vorhandene Infrastruktur genutzt<br />
werden. Dafür wird dem Erdgas im Verbundnetz Wasserstoff<br />
beigemischt. Der Transport des Gemischs aus Gas und Wasserstoff<br />
erfolgt wie bisher über Erdgasleitungen.<br />
Ergebnisse eines unabhängigen öffentlichen Tests mit Sick und<br />
wichtigen Branchenpartnern hätten gezeigt, dass neue Flowsic<br />
600-XT Gaszähler die Erdgasvolumen in Rohrleitungen auch bei<br />
bis zu 30 % Wasserstoffanteil im Gas sicher und zuverlässig<br />
messen. Damit ist die eichpflichtige Messung von Erdgas mit<br />
Wasserstoffanteilen gewährleistet. Das Gerät ist auch in einer<br />
Sensorlösung als schlüsselfertige Komplettlösung für Gasdurchflussmessungen<br />
als Flowskid und als Flow-Metering-System<br />
Flowrun verfügbar.<br />
www.sick.com
MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN<br />
Modulare und konfigurierbare Kleinsteuerung<br />
Für die sichere, konfigurierbare Kleinsteuerung Pnoz multi 2 von Pilz steht ab sofort im dazugehörigen Softwaretool Pnoz multi<br />
Configurator die Version 11.0 bereit – mit neuer Software-Architektur für eine höhere Performance und lizenzkostenfrei für die<br />
Basic-Variante. Ab dieser Version können Anwender zudem auf das neue, modular erweiterbare, kompakte Basisgerät<br />
Pnoz m B0.1 für kleinere bis mittlere Anwendungen zurückgreifen. Das modular<br />
anpassbare Basisgerät bietet laut Hersteller durch frei konfigurierbare Ein- und<br />
Ausgänge hohe Flexibilität.<br />
Auf der grafischen Bedienoberfläche stehen alle Elemente einer Sicherheitsschaltung<br />
als Funktionsbausteine für Eingangs- (Not-Halt, Schutztür usw.), Ausgangs-<br />
(Relais, Halbleiter oder Sicherheitsventile) und Logikelemente zur Verfügung. Das<br />
Softwaretool ermöglicht damit das komplette Management bis Produktionsstart:<br />
Dieses umfasst das Erstellen von Projekten genauso wie das Management der<br />
Dokumentation und der Inbetriebnahme. Zeit und Kosten für Projektierung sind so<br />
reduzierbar und auch die Kosten für das Engineering in der Konsequenz geringer.<br />
www.pilz.com<br />
Edge-Lösungen vereinfachen<br />
IIoT-Anwendungen<br />
Emerson stellt die Pacsystems Edge Solutions vor. Das ist ein<br />
neues Portfolio von „schlüsselfertigen“ industriellen<br />
Edge-Hardware- und -Softwarelösungen. Edge Solutions<br />
vereinfachen laut Anbieter die Auswahl und Implementierung,<br />
um Ausrüster und Anwender bei der Integration, Entwicklung<br />
und Validierung von Projekten zu unterstützen. Das Portfolio<br />
bietet eine skalierbare Reihe von Edge-Funktionen in<br />
anwendungsspezifischen Paketen, die von Konnektivität und<br />
Rechenleistung mit geringem Platzbedarf bis zu anlagenweiter<br />
Analytik und Überwachung reichen. Die Lösungen ermöglichen<br />
es Mitarbeitern in der Prozessindustrie, kritische Daten<br />
und Analysen direkt vor Ort zu erfassen und zu visualisieren,<br />
sodass sie den Betrieb hinsichtlich maximaler Betriebszeit und<br />
Effizienz optimieren und proaktiv aufrechterhalten können.<br />
Endanwender erhalten laut Hersteller schnelleren Zugriff<br />
und Einblicke in Daten aus unterschiedlichen und schwer<br />
zugäng lichen Quellen des gesamten Produktionsprozesses,<br />
was zu schnelleren Ergebnissen führt. OEM-Hersteller<br />
könnten damit den Zustand von Maschinen sicher und<br />
proaktiv überwachen, die Bereitstellung und Darstellung<br />
entscheidungsrelevanter Performancedaten verbessern und<br />
Bediener über potenzielle Probleme informieren, bevor diese<br />
zu Stillstandszeiten führen.<br />
www.emerson.com<br />
DC/DC-Wandler mit schneller Installation<br />
Der neue DC/DC-Wandler der<br />
Produktfamilie Trio von Phoenix<br />
Contact versorgt die Anlage direkt aus<br />
dem Feld. Auch ohne zentrales Netz sei<br />
eine zuverlässige Stromversorgung<br />
gegeben. Mit einem Eingangsspannungsbereich<br />
von 450–1650 V DC<br />
eignet sich das Gerät laut Hersteller<br />
besonders für alle Fotovoltaikanlagen,<br />
kann aber auch in weiteren Bereichen<br />
eingesetzt werden. Es erfüllt die Norm<br />
EN 62109 und sorgt für einen sicheren Betrieb der Anlage.<br />
Der DC/DC-Wandler ermöglicht eine direkte und sofortige<br />
Versorgung der String-Überwachung innerhalb von Geräteanschlusskästen.<br />
Die elektrische Sicherheit bis 1650 V DC sei<br />
durch Teilentladungsmessung bestätigt und stellt die Voraussetzung<br />
für einen sicheren Anlagenbetrieb im hohen Spannungsbereich<br />
bis 1500 V DC dar. Neben der erhöhten Teilentladungsfestigkeit<br />
ist durch die neuartige Schaltungstopologie für<br />
unterschiedliche Erdungskonzepte ein sicherer Betrieb auch bei<br />
kurzzeitigen Überspannungen bis 1800 V DC möglich. Das<br />
robuste Design und der Temperaturbereich von –25 bis +70 °C<br />
sorgen für eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Die Push-in-<br />
Technology ergänzt dies durch eine einfache und schnelle<br />
Installation, auch direkt im Feld.<br />
www.phoenixcontact.com<br />
Einfach. Sicher. Überwachen.<br />
SIL2<br />
Predictive Maintenance beginnt<br />
mit smarten Sensoren.<br />
Fabrikstraße 6 · 72622 Nürtingen · www.hauber-elektronik.de
BETRIEBSTECHNIK<br />
Rotationszerstäuber befeuchten Luft<br />
Der Rotationszerstäuber Condair<br />
ABS3 biete sich als kostengünstige<br />
Lösung für die Luftbefeuchtung an,<br />
so der Hersteller. Denn durch die<br />
Wasserverteilung ohne eine<br />
Hochdruckpumpe oder einen<br />
Luftkompressor benötige das Gerät<br />
nur eine geringe Leistungsaufnahme<br />
und arbeite energieeffizient.<br />
Als Standardversion verteilt er den<br />
Sprühnebel in einem 120°-Winkel,<br />
für Spezialanwendungen ist ein 360°-Modell für die Deckenmontage<br />
erhältlich. Zudem passe der Zerstäuber seine Befeuchtungsleistung<br />
an die Gegebenheiten an, wodurch eine<br />
Überfeuchtung auch bei schwankenden Umgebungsbedingungen<br />
verhindert werden könne. Er verfügt über Befeuchtungsleistungen<br />
von 1,0 bis 6,5 l/h.<br />
www.condair.de<br />
Brandschutzcontainer im Innenraum<br />
Der Brandschutzcontainer F90 kommt überall dort zum Einsatz,<br />
wo entzündliche, oxidierende oder toxische Stoffe zu lagern<br />
sind. Er dient dem Schutz vor einer gegenseitigen Brandeinwirkung<br />
und kann sowohl im Innen- als auch im Außenbereich<br />
aufgestellt werden. Die Nutzung im Freien wird vor allem durch<br />
den speziellen Witterungsschutz ermöglicht. Ab sofort bietet der<br />
Hersteller diesen Brandschutzcontainer auch ohne Witterungsschutz<br />
an. Das soll<br />
das Budget der<br />
Unternehmen<br />
schonen. Sollte<br />
eine Außenaufstellung<br />
im Nachhinein<br />
nötig werden,<br />
kann der<br />
Container<br />
angepasst werden.<br />
www.protecto.de<br />
Rücknahme und Recycling von Gefahrstofflagern<br />
Ein Gefahrstofflager hat bei regelmäßiger Wartung und Instandhaltung im Betrieb einen langen Lebenszyklus.<br />
Wenn sich die Instandhaltung nicht mehr lohnt, muss sich der Betreiber die Frage stellen, wie sich<br />
das Altsystem fachgerecht entsorgen lässt. Je nach Bundesland wird dieser Prozess unter Einhaltung<br />
strenger Auflagen reguliert und ist mit einem hohen organisatorischen und kostenintensiven Aufwand<br />
verbunden. Denios ermöglicht als Hersteller und Anbieter von Gefahrstofflagern die Rücknahme und das<br />
Recycling von Altsystemen. Die neue Serviceleistung umfasst den professionellen Rückbau und den<br />
Abtransport des Systems vor Ort per Tieflader. Anschließend erfolgt über Denios die fachgerechte und<br />
umweltkonforme Demontage. So können intakte Wertstoffe wie z. B. Brandschutz-Paneele aufbereitet und<br />
verwertet werden. Schadstoffe werden einer ordnungsgemäßen Entsorgung zugeführt.<br />
www.denios.de<br />
IMPRESSUM<br />
vereinigt mit BioTec<br />
erscheint <strong>2022</strong> im 56. Jahrgang,<br />
ISSN: 0175-5315 / ISSN E-Paper: 2747-8025<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Peter Reinhardt (pr),<br />
Tel.: 06131/992-349, p.reinhardt@vfmz.de,<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteurin: Dipl.-Chem. Katja Friedl (kf),<br />
Tel.: 06131/992-336, E-Mail: k.friedl@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Vivien Backof, Tel.: 06131/992-415, Melanie Lerch,<br />
Tel.: 06131/992-261, Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
GESTALTUNG<br />
Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Nevenka Islamovic,<br />
Tel.: 06131/992-113, E-Mail: n.islamovic@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste Nr. 34: gültig ab 1. Oktober 2021<br />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville,<br />
Tel.: 06123/9238-266<br />
Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />
Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
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Einzelheftpreis: € 12,50 (zzgl. Versandkosten)<br />
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Jahresabonnement Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten)<br />
Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />
weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
Postfach 100465, 55135 Mainz<br />
Tel.: 06131/992-200, Fax: 06131/992-100<br />
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Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
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Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
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Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />
Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />
E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />
DRUCK UND VERARBEITUNG<br />
Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />
Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />
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gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />
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Produkte und Dienstleistungen zu informieren.<br />
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beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />
Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der<br />
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Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />
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und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />
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Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und<br />
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des redaktionellen Contents kann trotz sorgfältiger<br />
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40 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
BETRIEBSTECHNIK<br />
Wassernebel durch<br />
Hochleistungs-Löschturbine<br />
Minimax bringt die Löschturbine MX One auf den Markt. Das<br />
System hat einen 360°-Operationsbereich und erlaubt das<br />
Aufbringen von Wassernebel aus großer, sicherer Entfernung<br />
und mit hoher Genauigkeit. Der Wassernebel absorbiert im<br />
Brandfall große Mengen von Energie, kühlt besonders effektiv<br />
und erreicht verdeckte Brandherde besser als klassische<br />
Monitore. Er bindet Rauchgase, Schadstoffe und Gerüche und<br />
kann seine Wirkung schnell auf großen Flächen entfalten. Die<br />
Wirksamkeit wurde laut Hersteller in vollmaßstäblichen<br />
Brandversuchen von<br />
unabhängigen<br />
Stellen wie DMT<br />
untersucht und<br />
bestätigt.<br />
MX One kann mit<br />
Trinkwasser,<br />
Salzwasser sowie mit<br />
und ohne Schaummittelzusätze<br />
betrieben werden. Die Sprühbilder reichen von feinem Wassernebel<br />
bis zum Vollstrahl. Dabei erreicht das Löschsystem einen<br />
Durchsatz von bis zu 4000 l/min. MX One wird entweder vollautomatisch<br />
oder aber manuell ferngesteuert auf einen Hot-Spot<br />
ausgerichtet. Durch intelligente Steuerung können mit einer<br />
einzigen Turbine zwei oder mehr benachbarte Bereiche<br />
abwechselnd mit Löschwasser versorgt werden. Somit können<br />
parallel mehrere Brände bekämpft oder nahegelegene, von<br />
einem Feuer bedrohte Einrichtungen gezielt gekühlt werden.<br />
Die Löschturbine kann in bestehende Anlagen integriert werden<br />
und eignet sich für den Einsatz in Bereichen mit Temperaturen<br />
von –25 bis +60 °C.<br />
www.minimax.com<br />
24-h-Notrufnummer rund um Gefahrgut<br />
Chemical Compliance ist ein Feld voller komplexer Regularien<br />
und internationaler Unterschiede. Mit einer 24-Stunden-Notrufnummer<br />
für Gefahrguttransporte und Sicherheitsdatenblätter<br />
will Umco seine Kunden unterstützen. Globalchem24 bietet laut<br />
Anbieter praktische Handlungsempfehlungen in vielen<br />
verschiedenen Ländern und Sprachen.<br />
www.umco.de<br />
Fluchtgerät schützt vor Gasen<br />
und Dämpfen<br />
Dräger Parat 1200 ist ein kleines<br />
Fluchtfiltergerät mit zehn Minuten<br />
Fluchtzeit. Es besteht aus einem<br />
Multigas-Abek-Filter, einem Mundstück<br />
und einer weichen Nasenklammer<br />
für einen angenehmen Sitz.<br />
Das neue Fluchtgerät von Dräger<br />
schützt vor gesundheitsgefährdenden<br />
Gasen und Dämpfen in die Luft. Das<br />
Gerät passt in die Handfläche und ist durch seine geringe Größe<br />
leicht mitzuführen. Es ist zugelassen nach dem Standard für<br />
industrielle Fluchtfiltergeräte DIN 58647-7.<br />
Das Fluchtgerät weist laut Hersteller sehr geringe Leckagewerte<br />
auf. Es sei für Bart- und Brillenträger geeignet. Eine am Deckel<br />
eingebaute Plombe sorgt für zusätzliche Sicherheit. Transparente<br />
Elemente am Gehäuse vereinfachen die Sichtprüfung des<br />
Geräts und des Filterablaufdatums. Das Gerät hat eine maximale<br />
Lebensdauer von vier Jahren.<br />
www.draeger.com<br />
Akustische Bildgebungssysteme<br />
Teledyne Flir hat seine<br />
Kategorie der akustischen<br />
Bildgebung um zwei neue<br />
Modelle der industriellen,<br />
akustischen Kamera<br />
Flir Si124 erweitert. Das<br />
Modell Si124-LD ist speziell<br />
für die Erkennung von<br />
Druckluftlecks geeignet, die<br />
Kamera Si124-PD wurde für die Erkennung von Teilentladungen<br />
in elektrischen Hochspannungsanlagen entwickelt. Die Geräte<br />
verfügen über Onboard-Analysefunktionen mit Zugang zu<br />
einem Online-Portal. Damit können Benutzer sowohl schnelle<br />
Diagnosen als auch tiefergehende Analysen durchführen. Das<br />
Modell Si124-LD hilft Anwendern laut Hersteller, das Ausmaß<br />
von Druckluftlecks zu bestimmen. Das Modell Si124-LD verfügt<br />
über eine geräteinterne Leckgrößen- und Kostenanalyse in<br />
Echtzeit. Dadurch lasse sich die Leckrate sofort auf dem<br />
Bildschirm anzeigen, wenn sie auftritt.<br />
www.flir.de<br />
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VERFAHRENSTECHNIK IM ALLTAG I SERIE<br />
Moleküle sieben<br />
Natürliche Öffnungen im Kristallgitter technisch nutzen<br />
Forschenden aus Bielefeld, Bochum und Yale ist es gelungen, eine<br />
Schicht aus zweidimensionalem Siliziumdioxid herzustellen. Diese<br />
enthält natürliche Poren und kann daher wie ein Sieb für Moleküle<br />
und Ionen genutzt werden. Die Wissenschaft sucht schon seit<br />
Längerem nach solchen Materialien, denn sie könnten etwa beim<br />
Entsalzen von Meerwasser helfen oder in neuartigen<br />
Brennstoffzellen zum Einsatz kommen.<br />
Wenn zweidimensionale Materialien<br />
mit hoher Präzision durchstochen<br />
werden, kann man sie nutzen, um bestimmte<br />
Ionen oder Moleküle auszusieben.<br />
Forschende haben immer wieder<br />
versucht, das aus Kohlenstoff-Atomen bestehende<br />
Material Graphen für diesen<br />
Zweck zu verwenden. Da es keine natürlichen<br />
Poren besitzt, müssen diese künstlich<br />
eingefügt werden. Aber es ist schwierig,<br />
Löcher mit definierter Größe in<br />
Graphen zu erzeugen, ohne das Material<br />
nachhaltig zu schädigen, da es leicht<br />
bricht. Folglich galt es, eine Alternative zu<br />
finden. Nun hat sich ein Forschungsteam<br />
die Tatsache zunutze gemacht, dass das<br />
Autorin: Dr. Julia Weiler, Dezernat Hochschulkommunikation,<br />
Ruhr-Universität Bochum<br />
Kristallgitter von zweidimensionalem Siliziumdioxid<br />
Öffnungen besitzt.<br />
„Siliziumdioxid hat natürlicherweise eine<br />
sehr hohe Dichte an winzigen Poren,<br />
die man in künstlichen Membranen nicht<br />
erzeugen könnte“, sagt Petr Dementyev<br />
von der Bielefelder Arbeitsgruppe Physik<br />
supramolekularer Systeme und Oberflächen.<br />
„Im Unterschied zu Graphen sind<br />
die Poren alle nahezu gleich groß. Und es<br />
sind so unglaublich viele, dass sich das<br />
Material wie ein feinmaschiges Sieb für<br />
Moleküle verhält.“<br />
Die Herstellung ist aufwändig<br />
2D-Siliziumdioxid ist bereits seit 2010 bekannt.<br />
Seine Herstellung war allerdings<br />
sehr teuer und nur in kleinem Maßstab<br />
möglich. Forschende aus Bochum, Biele-<br />
feld und Yale brachten Expertise aus der<br />
Materialchemie, dem chemischen Engineering<br />
und der chemischen Physik zusammen,<br />
um einen neuen Herstellungsprozess<br />
zu erarbeiten. Sie nutzten die sogenannte<br />
Atomic Layer Deposition, um eine<br />
einzige Lage Siliziumdioxid auf einer<br />
Goldoberfläche abzuscheiden.<br />
Durch ein Hochdruckverfahren überführten<br />
die Forschenden die Lage in ihre<br />
zweidimensionale Form und charakterisierten<br />
sie dann spektroskopisch und mikroskopisch<br />
im Detail. Anschließend untersuchten<br />
sie den Gasfluss durch die 2D-<br />
Membran in einer Vakuumkammer.<br />
Während verdampftes Wasser und verdampfter<br />
Alkohol die Siliziumdioxid-<br />
Schicht durchdringen konnten, wurden<br />
die Gase Stickstoff und Sauerstoff zurückgehalten.<br />
„Materialien wie dieses mit selektiver<br />
Durchlässigkeit sind in der Industrie<br />
sehr gefragt“, sagt Prof. Dr. Anjana Devi<br />
von der Ruhr-Universität Bochum. Bevor<br />
das 2D-Siliziumdioxid in der Praxis<br />
zum Einsatz kommen kann, gilt es jedoch,<br />
genau zu evaluieren, wie sich viele verschiedene<br />
Moleküle an die Materialoberfläche<br />
anlagern oder wie sie diese durchdringen<br />
können.<br />
Bild: RUB, AG Chemie Anorganischer Materialien<br />
www.ruhr-uni-bochum.de<br />
42 VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 www.verfahrenstechnik.de
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 5-6/<strong>2022</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 20. 05. <strong>2022</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 05. 05. <strong>2022</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
04<br />
01 Eine abwasserarme oder gar abwasserfreie industrielle Produktion<br />
wird verstärkt gefordert – auf der Ifat werden Ende Mai die dafür<br />
erforderlichen Technologien präsentiert (Foto: Messe München)<br />
02 Smart Glasses forcieren die Digitalisierung in der Petrochemie<br />
(Foto: Peppperl+Fuchs)<br />
03 Die Hannover Messe will Ende Mai mit den Schwerpunkthemen<br />
Digitalisierung und Nachhaltigkeit klare Impulse für eine effiziente<br />
Produktion und Klimaschutz setzen (Foto: Deutsche Messe)<br />
Der direkte Weg<br />
Internet:<br />
www.verfahrenstechnik.de<br />
E-Paper:<br />
digital.verfahrenstechnik.de<br />
Redaktion:<br />
redaktion@verfahrenstechnik.de<br />
04 Um seine Mitarbeiter zu schützen, setzt ein Sonderabfallspezialist<br />
auf ein stationäres Gaswarnsystem (Foto: Dräger)<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK <strong>2022</strong>/04 43
TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE<br />
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Das Jahresabonnement umfasst 10 Ausgaben + eine Sonderausgabe und kostet € 96,- (Ausland € 111,- netto) inkl. Versandkosten.<br />
Als Begrüßungsgeschenk erhalte ich die Konturenlehre. Nach Ablauf des ersten Bezugsjahres kann das Abonnement jederzeit,<br />
mit einer Frist von einem Monat, schriftlich gekündigt werden.<br />
Unser Dienstleister, die Vertriebsunion Meynen, Eltville, erhebt Ihre Daten im Auftrag der Vereinigte Fachverlage (VFV) zum Zweck der Vertragsdurchführung, zur Erfüllung der<br />
vertraglichen und vorvertraglichen Pflichten. Die Datenerhebung und Datenverarbeitung ist für die Durchführung des Vertrags erforderlich und beruht auf Artikel 6 Abs. 1 b) DSGVO.<br />
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Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz