Czujnik temperatury w procesach produkcyjnych

Temperatura jest najczęściej mierzonym parametrem roboczym w przemyśle spożywczym. W wielu procesach produkcyjnych parametr ten jest kluczowy i wpływa na jakość produktu końcowego. Przyrządy do pomiaru temperatury, dzięki którym można ustalić decydujące wartości pomiarowe są z tego względu najważniejszym tematem rozważań na temat jakości procesów produkcyjnych. Produktom tym stawia się trzy podstawowe wymagania: wysoka precyzja pomiaru, funkcjonalne obudowy HD oraz ekonomiczne zarządzanie jakością.

Aby spełnić wszystkie te oczekiwania, firma WIKA opracowała specjalny program produktów do pomiaru temperatury w przemyśle spożywczym.

W przypadku przyrządów do pomiaru temperatury wymagania dotyczące HD można spełnić dzięki osłonom termometrycznym. Osłony te uniemożliwiają kontakt czujnika z delikatnymi produktami spożywczymi. Dzięki wymiennemu wkładowi pomiarowemu przyrządy można kalibrować bez konieczności ingerowania w proces produkcyjny. To wielka zaleta, zwłaszcza w przypadku aseptycznych procesów produkcyjnych.

To rozwiązanie pozwala użytkownikowi systemu w regularnych odstępach czasu przeprowadzać kalibrację urządzeń zgodnie z zasadami Systemu Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli HACCP (ang. Hazard Analysis and Critical Control Points) bez konieczności ich czyszczenia i sterylizacji.

Aby zapewnić stałą precyzję pomiarów i zapobiec jej odchyłkom, przyrządy pomiarowe są poddawane regularnej kalibracji polegającej na porównaniu przyrządu pomiarowego z wzorcem kontrolnym i ocenie, czy odchyłka pomiarowa badanej próbki mieści się w granicach tolerancji.

Częstotliwość kalibracji przyrządu pomiarowego zależy od tego, w jakim stopniu pomiar wpływa na jakość i bezpieczeństwo procesu produkcyjnego. Kalibrację można przeprowadzać nawet co dwa lata. W przypadku krytycznych procesów produkcyjnych należy ją jednak przeprowadzać znacznie częściej. W skrajnych sytuacjach urządzenia należy sprawdzać po każdej wyprodukowanej partii produktów.

Kalibracja na miejscu

Konstrukcja wszystkich opracowanych przez firmę WIKA czujników elektrycznych umożliwia miejscową i łatwą do przeprowadzenia kalibrację, podczas której osłona termometryczna pozostaje w systemie i zapobiega jego otwarciu. Główkę przyłączeniową wyjmuje się z osłony razem z wkładem pomiarowym i kalibruje na miejscu w punkcie pomiarowym za pomocą odpowiednio dopasowanego kalibratora blokowego WIKA. Umożliwia to kalibrację termometru rezystancyjnego – czyli czujnika, przetwornika temperatury oraz przewodu pomiarowego układu sterowania łącznie ze złączami – wraz z całym łańcuchem pomiarowym. Odłączanie złączy elektrycznych nie jest zatem konieczne.

Warunkiem opisanego rozwiązania jest odpowiednio zaprojektowany układ sterowania umożliwiający kalibrację na miejscu. Jeśli warunek ten jest spełniony, przyrządy pomiarowe można szybko i bez dużych nakładów kalibrować bezpośrednio w urządzeniu. Dzięki temu użytkownik systemu nie jest zmuszony do przeprowadzania osobnej kalibracji przewodu elektrycznego i czujnika ani do przenoszenia przyrządu pomiarowego z punktu pomiaru do laboratorium kalibracyjnego. Równocześnie zmniejsza się liczba wymienianych czujników, co zwiększa wydajność urządzenia bez angażowania w tym celu większej liczby pracowników.

Zwężone bez zawirowań

Dzięki specjalnej osłonie termometrycznej, spełniającej wszelkie wymagania stawiane technologii sterylnych procesów przetwórczych, można zamontować czujniki temperatury bezpośrednio w przewodach rurowych. W tym celu osłona montowana jest w rurociągu metodą spawania orbitalnego, co gwarantuje, że spoina jest czysta i wykonana w sposób szybki i tani.

W celu podłączenia przyrządu pomiarowego do przewodu rurowego nie trzeba już wykonywać uszczelnienia chroniącego przed stycznością z wytwarzanymi produktami spożywczymi.

Innowacyjna i opatentowana przez firmę WIKA konstrukcja elementów ingerujących w proces produkcyjny zapobiegający wytworzeniu się obszarów martwych spełnia wymagania HD. Poprzez wciśnięcie korpusu rury w celu podłączenia tulei ochronnej czujnika zapobiega się wytworzeniu martwych stref, co zdarzało się w przypadku tradycyjnego wywinięcia korpusu rury. W ten sposób zapobiega się odkładaniu resztek produkcyjnych bądź środków czyszczących i jednocześnie ułatwia opróżnianie i czyszczenie urządzenia, co znacząco wpływa na bezpieczeństwo tych procesów. W ten sposób niweluje się zagrożenie zdrowotne, którego źródłem może być czujnik temperatury.

Konstrukcja osłony termometrycznej pozwala projektantowi urządzenia na zaplanowanie dowolnych pozycji montażowych. Dzięki zoptymalizowanej konstrukcji HD opróżnianie i czyszczenie urządzenia możliwe jest w każdej pozycji montażowej. Ta zaleta zyskuje na znaczeniu w szczególności wówczas, gdy do montażu urządzenia przewidziano ograniczoną przestrzeń oraz w przypadku urządzeń kompaktowych.

Obudowy Hygienic Design

Za pomocą osłony termometrycznej czujnik można umieścić albo wewnątrz rury albo w strumieniu medium. Biorąc pod uwagę przepływ medium w rurze, a tym samym również rozkład temperatury w jego strumieniu, nawet w przypadku przepływu burzliwego można stwierdzić, że temperatura w rdzeniu jest znacznie wyższa niż przy ściance rury. W zależności od rodzaju przepływów oraz różnic temperatury między otoczeniem a medium przepływającym w rurze, należy liczyć się z odchyłkami temperatury wynoszącymi nawet ponad pięć kelwinów. Aby pomiar temperatury był precyzyjny, temperaturę należy mierzyć w rdzeniu strumienia. Dzięki dokładnemu ustaleniu danych procesowych można optymalnie wykorzystać ciepło procesowe, co równocześnie zmniejsza ilość energii potrzebnej do podgrzania produktu oraz czyszczenia urządzenia.
W wielu urządzeniach produkcyjnych czyszczone są nie tylko elementy mające styczność z wytwarzanymi produktami spożywczymi, ale również komponenty, które się z nimi nie stykają. Czujniki elektryczne powinny być skonstruowane tak, aby elementy obudowy można było w łatwy sposób czyścić. Wysoki stopień ochrony IP oraz elementy wykonane w systemie Hygienic Design gwarantują proste czyszczenie i utrzymanie standardów higieny. Opracowane przez firmę WIKA nowe termometry to przyrządy pomiarowe ze stali szlachetnej, których obudowa pozwala na spływanie środków czyszczących we wszystkich możliwych pozycjach montażowych, zapobiegając zbieraniu się cieczy na jej powierzchni. Takie rozwiązanie uniemożliwia rozwój bakterii i szkodliwych mikroorganizmów w otoczeniu produkcyjnym. Jeśli przyrządy te oraz inne elementy i komponenty połączymy z funkcjonalnym systemem Hygienic Design, otrzymamy urządzenie łatwe do czyszczenia. Równocześnie zapewniona jest ochrona wytwarzanych w tych urządzeniach produktów spożywczych przed szkodliwą kontaminacją.

Uwzględniając wymogi przemysłu spożywczego stawiane punktom pomiaru temperatury, odpowiedniego dostawcy czujników temperatury należy szukać już na etapie projektowania maszyny bądź urządzenia. W ten sposób można zagwarantować, że punkty pomiarowe urządzeń produkcyjnych zostały zaprojektowane zgodnie z najnowszym stanem wiedzy, optymalizując wykorzystanie techniki pomiarowej i systemu Hygienic Design przyczyniających się do realizacji ekonomicznego i bezpiecznego procesu produkcyjnego.

Tomasz Adamczewski
Menadżer Produktu
www.wikapolska.pl

źródło: Wika Polska