Betrouwbare niveaumeettechniek voor de perfecte koffiemelange

In het Noord-Italiaanse Vicenza hebben twee perfectionisten elkaar gevonden. De een zocht naar het perfecte aroma, de ander naar de perfecte positie voor een sensor in de silo. 

Multinational Julius Meinl wordt beschouwd als wereldwijde ambassadeur van de Weense koffiehuiscultuur met meer dan 150 jaar ervaring. Want voor een perfecte boon zijn niet alleen uitgekiende processen nodig, maar vooral ook de kunde en vaardigheden van de koffiebrander, die toezicht houdt op elke stap in het productieproces. Hierbij gaat het om de volledige verwerkingscyclus, van de binnenkomst en opslag van de groene koffie via het reinigen en branden tot het verpakken van het product voor de consument. Het team van Julius Meinl in Vicenza, waar in 2005 een hypermoderne branderij werd gebouwd, was echter niet tevreden over de niveaumeting. De hoeveelheid koffiebonen in de silo’s werd geschat op basis van het gewicht van het binnenkomende product, zodat de werkelijke voorraad van de grondstof in de silo niet bekend was. Het resultaat: aanzienlijke onnauwkeurigheden en een duur productieproces. 

Als het om de meting van het niveau van de koffiebonen gaat, waren er in de opslagsilo’s in Vicenza meteen meerdere uitdagingen. Om te beginnen hebben de trechters, die elk tussen 3 en 4 m hoog zijn, verschillende inwendige structuren. Ook de vorm van de silo’s is voor de niveaumeting niet echt eenvoudig: ze zijn vierkant en hebben een conische bodem. Bovendien is er in de opslagsilo’s voor gebrande koffie van nature veel zwevend stof en aangroei aanwezig. De radarlens wordt dus iedere keer weer vuil. Ten slotte is een omgeving als deze geclassificeerd als ATEX-zone 20. Daarom zijn eerst verschillende installatiepunten voor de niveausensor uitgeprobeerd om de optimale locatie te vinden.

Julius Meinl koos voor de contactloos metende radarniveausensoren VEGAPULS, die zich onderscheiden door een extreem sterke focussering en een groot dynamisch bereik. In totaal zijn hier 23 meetinstrumenten geïnstalleerd. De zendfrequentie van 80 GHz maakt een zeer precies meetsignaal mogelijk: met een antenne van 80 mm ontstaat er een openingshoek van slechts 3°. Bovendien kunnen de sensoren zelfs in silo’s met inwendige structuren betrouwbaar meten, omdat het smalle signaal daar gewoon langs gaat. Dit maakt de meting nauwkeuriger en betrouwbaarder dan tot nu toe mogelijk was. Vooral tijdens het vullen van de silo’s overtuigde de 80GHz-radarsensor door zijn extreme nauwkeurigheid. Dankzij een instelbare flensafdichting kan de sensorantenne optimaal op het stortgoedoppervlak worden gericht. Daarmee wordt de meting nog eens geoptimaliseerd. 

Dankzij de toepassing van het niveaumeet­instrument van het type VEGAPULS is het nu mogelijk het niveau in het systeem in real-time te zien, waardoor de werkelijke voorraad van de silo’s bekend is. Dit resulteert niet alleen in verbeterde operationele processen, maar vergemakkelijkt vooral ook de planning van melangewijzigingen. Bovendien wordt doordat precies bekend is hoeveel koffie er aanwezig is, op tijd aangegeven wanneer de silo helemaal leeg is (voorraad onder het gespecificeerde minimumniveau).

Daarnaast zijn er negen sensoren van het type VEGAPOINT 31 geïnstalleerd die het leegniveau in de chargedoorvoerbunkers detecteren. Na afloop van de bereiding van de melanges moet worden gecontroleerd of er productresten in de bunkers aanwezig zijn. Elke afwijking kan leiden tot meetfouten met grote gevolgen. Voorheen gebruikte capacitieve sensoren moesten bovendien ten gevolge van temperatuurschommelingen zeer regelmatig worden gekalibreerd. Maar bij de niveauschakelaar VEGAPOINT 31 staat gemak voorop. Voorafgaand aan de ingebruikname hoeft hij niet te worden ingeregeld. Daarom zijn de VEGAPOINT sensoren op de doorstroomtrechters geïnstalleerd. Ze melden of daar grondstoffen aanwezig zijn of niet. Aan de hand van deze meetwaarden worden de productiecharges bijgehouden. Dat hij robuust is heeft de sensor al lang in de praktijk laten zien. Sinds zijn installatie werkt de VEGAPOINT 31 correct en detecteert met hoge betrouwbaarheid een lege silo.

Julius Meinl was niet alleen zeer te spreken over de sensoren, maar ook over de door VEGA geleverde service. De koffiespecialist was vooral lovend over het geduld bij het zoeken naar het beste installatiepunt voor de radarniveau­sensor, met als doel later problemen te voorkomen. De technici van VEGA begeleidden het proces van inbedrijfstelling, vooral om de storingen te elimineren door de inwendige structuren in de silo. In dat kader werd een zorgvuldige linearisatie uitgevoerd op basis van de volumetrische gegevens van de tanks. Daardoor is nu een zeer nauwkeurige meting mogelijk, die ook kan worden gebruikt om de fasen van het vullen en legen van de silo’s met grote nauwkeurigheid te volgen. De installatie en inbedrijfstelling van de VEGAPOINT sensoren gebeurde draadloos met behulp van de VEGA Tools app en via een Bluetooth-verbinding door de medewerkers zelf. Na enkele kalibratiestappen met de smartphone kon de VEGAPOINT sensor detecteren wanneer de doorstroomtrechter helemaal leeg was – zelfs bij aangroei op de sensor. Overigens zijn alle schakeltoestanden vanuit één oogopslag zichtbaar dankzij de ledrondomweergave van de status. Deze extra procesweergave maakt van de VEGAPOINT sensor een waardevol instrument, ook op moeilijk toegankelijke plaatsen.