AT-Technologietag: ifm electronic ag Automatisierung aus Liebe zum Handwerk

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Auch in Zeiten vollautomatischer Lebensmittelproduktion wird in der Käserei Wildberg im Zürcher Oberland in den entscheidenden Entstehungsphasen der Käseproduktion noch mit viel Expertenwissen und handwerklichem Geschick in den Fertigungsprozess eingewirkt. Schlüssel zum Erfolg ist eine ausgeklügelte Automatisierung im Hintergrund. Nur so ist eine gleichbleibend hohe Produktqualität gewährleistet.

Dass die Mitarbeiter der Wildberger Käsemanufaktur ihr Handwerk verstehen, merkt man sehr schnell, wenn man mit Geschäftsführer Roland Rüegg die neuen Produktionshallen betritt: Jeder hier kennt seine Aufgabe und beherrscht sein Metier, alles greift ineinander wie ein Zahnrad ins andere. Seit Frühjahr 2021 läuft die Produktion im Neubau: Prozesstechnisch ist die Käserei auf modernstem Stand, ausgestattet von der Firma staedler automation AG. Der Automationsspezialist ist nur wenige Kilometer entfernt beheimatet und setzt bei der sensorischen Überwachung der Anlagen auf Produkte und Lösungen des Automatisierungsspezialisten ifm.

Käse und Sensoren

Doch was hat traditionelle Käsemanufaktur mit den Sensoren zu tun? Sehr viel, denn die Produktionsmaschinen in der Käserei können nur dann in der für die Qualität erforderlichen Präzision gesteuert werden, wenn die Steuerung selbst konstant exakte Prozessparameter geliefert bekommt. Vom Zulauf der Milch in den Separator über den Wärmetauscher bis hin zum Käsefertiger müssen insbesondere Temperatur und Druck exakt eingehalten werden, um die Milch entsprechend zu behandeln. Auch die CIP-Anlage, mithilfe derer die Verrohrungen und Tanks regelmässig gereinigt werden, kontrollieren Durchflusssensoren die Wassermengen während der Spülprozesse.

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Bestmöglicher Schutz für temperatursensible Prozesse

In der sogenannten Thermisierung wird in einem Platten-Wärmetauscher eine präzise und zeitlich exakt definierte Erwärmung der Rohmilch durchgeführt. Temperatursensoren vom Typ TA2502 stellen die Ein- und Austrittstemperatur fest, um der Steuerung die Möglichkeit zur präzisen und unmittelbaren Nachregelung in den jeweils nachgeschalteten Wärmetauscher-Segmenten zu geben.

Ein weiterer Temperatursensor vom Typ TCC501 ist an der Heisshaltestrecke des Wärmetauschers installiert, wo durch die Temperaturhaltung über die Zeit die Milch auf den weiteren Prozess hin mikrobiologisch optimiert beziehungsweise abgesichert wird. Der Temperatursensor misst nicht nur sehr genau, er bietet Anlagenbetreibern auch die Möglichkeit, ereignisbezogen auf Driftverhalten reagieren zu können. Dank der Calibration Check Technology erkennt der TCC sein eigenes Driftverhalten. Dazu gleicht der Sensor den Temperaturwert mit einem zeitgleich gemessenen Referenzwert ab. Liegt die Abweichung ausserhalb des Toleranzwertes, der von 0,5 bis 3 K eingestellt werden kann, zeigt der TCC dies optisch an und gibt per IO-Link sowie per Diagnoseausgang eine Meldung an die Steuerung. Gleiches gilt auch im Falle einer gravierenden Störung.

Transparente Sensorkommunikation

Der TCC kommuniziert den aktuellen Status transparent und unmissverständlich: Am Sensor selbst signalisiert grünes Licht eine fehlerfreie Funktion. Blau weist auf eine Temperaturabweichung ausserhalb des Toleranzbereichs hin. Rot meldet eine gravierende Fehlfunktion, etwa den Ausfall des Hauptmesselements. Darüber hinaus hinterlegt der TCC per IO-Link automatisch alle für eine einwandfreie Dokumentation relevanten Daten: Einbaudatum, Betriebsstunden, Temperaturhistogramm sowie Logbücher zu Ereignismeldungen und zum Kalibrierprüfstatus.

Drucksensor mit Hygienezulassung

Ein weiterer, wichtiger Sensor für die Käserei Wildberg ist der Drucksensor vom Typ PM15, der den Druck im Wärmetauscher überwacht. Er hat ein frontbündiges Dichtsystem mit Teflon und PEEK, das eine hygienegerechte Integration keramisch-kapazitiver Messzellen in kleine Rohrleitungen ab DN25 erlaubt. Der Sensor ist wartungsfrei, und die robuste Keramikmesszelle ist langzeitstabil und hält Druck und Vakuumschlägen ebenso stand wie Einwirkungen durch abrasive Stoffe. Das EHEDG-Zertifikat, FDA-Zulassung und 3A-­Standard bestätigen seine Eignung für hygienische Prozesse. Auch der PM15 verfügt über IO-Link und kann den Prozesswert verlustfrei digital übertragen. Über IO-Link kann der Anwender zusätzlich den Wert des integrierten Temperaturfühlers abrufen. Weitere Komfortmerkmale von IO-Link sind die Nullpunktkalibrierung und die Skalierung von Messbereichen.

Fazit

Nicht trotz, sondern wegen der automatischen Prozessüberwachung ist es der Käserei Wildberg möglich, sich auf die Herstellung individueller Käsespezialitäten zu konzentrieren, während die dafür notwendigen Anlagen zuverlässig und präzise ihre Aufgabe erfüllen. Zuverlässige und durchdachte Sensoren sorgen auch an Stellen mit besonderen Herausforderungen für eine einfache und sichere Überwachung der Produktion.

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