Zuverlässige Füllstandsmesstechnik für die perfekte Kaffeemischung

In der norditalienischen Stadt Vicenza trafen zwei Perfektionisten aufeinander. Der eine war auf der Suche nach dem perfekten Aroma, der andere nach der perfekten Position für einen Sensor im Silo. 

Das multinationale Unternehmen Julius Meinl gilt als weltweiter Botschafter der Wiener Kaffeehauskultur mit mehr als 150 Jahren Erfahrung. Denn eine perfekte Bohne erfordert nicht nur ausgeklügelte Verfahren, sondern vor allem das Können des Kaffeerösters, der jeden Schritt des Produktionsprozesses überwacht. Dabei geht es um den gesamten Verarbeitungsprozess, von der Anlieferung und Lagerung des Rohkaffees über die Reinigung und Röstung bis hin zur Verpackung des Produkts für den Verbraucher. Das Team von Julius Meinl in Vicenza, wo 2005 eine hochmoderne Rösterei gebaut wurde, war jedoch mit der Füllstandsmessung nicht zufrieden. Die Menge der Kaffeebohnen in den Silos wurde auf der Grundlage des Gewichts des eingehenden Produkts geschätzt, so dass der tatsächliche Bestand des Rohmaterials im Silo nicht bekannt war. Die Folge: erhebliche Ungenauigkeiten und ein teurer Produktionsprozess. 

An Herausforderungen mangelt es nicht

Wenn es um die Messung des Füllstands der Kaffeebohnen geht, stellten die Lagersilos in Vicenza gleich mehrere Herausforderungen dar. Zunächst einmal haben die Trichter, die jeweils zwischen 3 und 4 m hoch sind, unterschiedliche innere Strukturen. Auch die Form der Silos ist für die Füllstandsmessung nicht gerade einfach: Sie sind quadratisch und haben einen konischen Boden. Außerdem enthalten die Lagersilos für Röstkaffee naturgemäß viel Schwebestaub und Verschmutzungen. So wird die Radarlinse jedes Mal verschmutzt. Schließlich ist eine solche Umgebung als ATEX-Zone 20 eingestuft, so dass zunächst verschiedene Installationspunkte für den Füllstandssensor ausprobiert wurden, um den optimalen Standort zu finden.

VEGAPULS verfolgt den Inhalt der Silos genau

Julius Meinl entschied sich für die berührungslos messenden Radar-Füllstandsensoren VEGAPULS, die sich durch eine extrem starke Fokussierung und einen großen Dynamikbereich auszeichnen. Insgesamt wurden hier 23 Messgeräte installiert. Die Sendefrequenz von 80 GHz ermöglicht ein sehr präzises Messsignal: Mit einer 80 mm großen Antenne wird ein Öffnungswinkel von nur 3° erzeugt. Außerdem können die Sensoren auch in Silos mit Innenstrukturen zuverlässig messen, da das schmale Signal diese einfach durchdringt. Das macht die Messung genauer und zuverlässiger als bisher möglich. Besonders bei der Silobefüllung überzeugt der 80GHz-Radarsensor durch seine extreme Genauigkeit. Dank einer einstellbaren Flanschdichtung kann die Sensorantenne optimal auf die Schüttgutoberfläche ausgerichtet werden. Dadurch wird die Messung weiter optimiert. 

Verbesserte operative Prozesse

Durch den Einsatz des Füllstandmessgerätes vom Typ VEGAPULS ist es nun möglich, den Füllstand in der Anlage in Echtzeit zu sehen und somit den tatsächlichen Bestand der Silos zu kennen. Dies führt nicht nur zu verbesserten Betriebsabläufen, sondern erleichtert vor allem die Planung von Mischungsänderungen. Da genau bekannt ist, wie viel Kaffee vorhanden ist, wird außerdem rechtzeitig angezeigt, wenn das Silo völlig leer ist (Bestand unter dem festgelegten Mindestniveau).

Zuverlässige vollständige Entleerung

Zusätzlich wurden neun Sensoren des Typs VEGAPOINT 31 zur Erfassung des Leerstandes in den Chargendurchlaufbunkern installiert. Nach der Aufbereitung der Mischungen ist es notwendig zu prüfen, ob sich Produktreste in den Bunkern befinden. Jede Abweichung könnte zu Messfehlern mit erheblichen Folgen führen. Die bisher eingesetzten kapazitiven Sensoren mussten zudem aufgrund von Temperaturschwankungen sehr regelmäßig kalibriert werden. Beim Grenzschalter VEGAPOINT 31 hingegen steht der Komfort an erster Stelle. Er muss vor der Inbetriebnahme nicht kalibriert werden. Deshalb sind an den Durchlauftrichtern VEGAPOINT-Sensoren installiert. Sie melden, ob dort Rohstoffe vorhanden sind oder nicht. Anhand dieser Messwerte werden die Produktionschargen verfolgt. Dass der Sensor robust ist, hat er in der Praxis längst bewiesen. Seit seiner Installation arbeitet der VEGAPOINT 31 korrekt und erkennt mit hoher Zuverlässigkeit ein leeres Silo.

Zuverlässige Begleitung bei der Inbetriebnahme

Julius Meinl war nicht nur mit den Sensoren, sondern auch mit dem Service von VEGA sehr zufrieden. Der Kaffeespezialist lobte vor allem die Geduld bei der Suche nach dem besten Einbauort für den Radar-Füllstandsensor, um spätere Probleme zu vermeiden. Die Techniker von VEGA überwachten die Inbetriebnahme, insbesondere um Störungen durch die internen Strukturen im Silo auszuschließen. In diesem Zusammenhang wurde eine sorgfältige Linearisierung auf Basis der Volumendaten der Tanks durchgeführt. Dies ermöglicht nun eine hochgenaue Messung, mit der auch die Phasen der Befüllung und Entleerung der Silos sehr genau überwacht werden können. Die Installation und Inbetriebnahme der VEGAPOINT-Sensoren erfolgte drahtlos mit der VEGA Tools App und über eine Bluetooth-Verbindung durch die Mitarbeiter selbst. Nach wenigen Abgleichschritten mit dem Smartphone konnte der VEGAPOINT-Sensor erkennen, wann der Durchlauftrichter komplett leer war - auch bei Verschmutzung des Sensors. Alle Schaltzustände sind übrigens dank der runden LED-Statusanzeige mit einem Blick erkennbar. Diese zusätzliche Prozessanzeige macht den VEGAPOINT-Sensor auch an schwer zugänglichen Stellen zu einem wertvollen Instrument.