Durchflussmesser Verschleißfreie Sole-Konzentrationsmessung für den Winterdienst

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Außer Durchfluss und Konzentration liefern Durchflussmesser, die nach dem patentierten SAW-Verfahren arbeiten, zusätzliche Messwerte wie die Medientemperatur, erkennen Verunreinigungen und arbeiten wartungsfrei – die Vorteile veranschaulicht am Beispiel der Produktion von Streusalzlösung für den Winterdienst.

Winterliche Straßenverhältnisse gibt es immer dann, wenn niemand sie braucht. Damit kein Verkehrschaos entsteht, muss deshalb der Streudienst zuverlässig arbeiten. Die Mitarbeiter leisten hier jeden Winter Beachtliches, sind allerdings dabei auf funktionierende Technik angewiesen. So muss die Streusalzlösung immer in der richtigen Konzentration zur Verfügung stehen, damit der Taupunkt stimmt. Die Sole sollte dabei möglichst homogen und nicht verunreinigt sein, damit sich die feinen Düsen der Streufahrzeuge nicht zusetzen. Nur wenn alles stimmt, wird immer genau so viel von der Sole ausgebracht, dass die Straßen eisfrei bleiben und gleichzeitig die Umwelt geschont wird.

Produktionsanlagen für Streusalzlösung

Als Spezialist für Anlagen zur Soleproduktion und -bevorratung für Winterdienstfahrzeuge gilt schon seit etlichen Jahren die ASF Schwörer GmbH. Produktionsanlagen unterschiedlicher Kapazität sind mittlerweile in vielen Kommunen und Straßenmeistereien im Einsatz und haben sich bereits in vielen Wintern bewährt. „Eine Herausforderung ist allerdings immer wieder die kontinuierliche Messung der Solekonzentration während des Produktionsprozesses“, berichtet Felix Böhe, Geschäftsführer der ASF Schwörer GmbH.

Stand der Technik sind hier sogenannte Biegeschwinger, die über einen Bypass mit der Anlage verbunden sind. „Sie liefern zwar hochgenaue Messwerte, allerdings setzt sich der für diese Sensoren typische und nur zwei Millimeter dünne Bypass im Betrieb je nach Salzqualität auch immer wieder zu, was in der Vergangenheit Reinigungsarbeiten notwendig machte“, erklärt Felix Böhe weiter. Im Winter sind durch solche ungeplanten Wartungsmaßnahmen verursachte Produktionsstillstände aber kaum tolerierbar. Besteht Glatteisgefahr, muss die Soleproduktion rund um die Uhr laufen, um die Streufahrzeuge mit Salzlösung zu versorgen. Eine wartungsfreie Alternative für die Konzentrationsmessung war deshalb dringend erforderlich.

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Kein Produktionsstillstand dank wartungsfreiem Messprinzip

Felix Böhe erinnert sich: „Bereits kurz bevor ich das Unternehmen 2019 übernommen habe, hat der Firmengründer Arno Schwörer deshalb mit Bürkert Fluid Control Systems Kontakt aufgenommen und während der Übergabephase haben wir dann in enger Zusammenarbeit mit den Fluidikspezialisten in Flowave für unsere Applikation eine passende Lösung gefunden.“

Der eingesetzte Durchflussmesser arbeitet nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves, vgl. Kasten). Das hat den Vorteil, dass es keinerlei Einbauten oder Verengungen und damit auch keine Toträume im Messrohr gibt. Zudem wird ohne jeden Kontakt zwischen Sensorelementen und Medium gemessen. Es entstehen also keine Fluideinwirkungen auf die Sensorelemente. Das Messrohr verhält sich genauso wie ein gerades Stück der Rohrleitung, es kann sich also nichts festsetzen. Die Nennweite des Flowave wurde dazu an die Verrohrung der Applikation angepasst (DN 25). Im Gegensatz zu Biegeschwingern wird jetzt nicht nur die Konzentration einer über den Bypass abgezweigten Teilmenge, sondern die der kompletten Produktion gemessen. Die Steuerung der Produktionsanlage kann bei Bedarf dann das Mischungsverhältnis entsprechend nachregeln.

Ein Sensor für mehrere Parameter

Dank des SAW-Sensors ist jetzt zudem nicht nur eine kontinuierliche Konzentrationsmessung der Sole realisiert. Das Messprinzip liefert darüber hinaus auch die Medientemperatur und den Volumenstrom. Ein zusätzlicher Durchflussmesser wie bei den davor verwendeten Biegeschwingern ist damit nicht mehr notwendig. Optional können über den Dämpfungsfaktor auch Gasblasen und Partikel in der Sole erkannt werden. Der Betreiber der Soleproduktionsanlagen kann diese Daten für die Dokumentation und Qualitätsüberwachung nutzen.

„Während der Testphase haben wir eng mit Bürkert zusammengearbeitet und wurden von den Fluidikspezialisten bestmöglich unterstützt, so dass wir schon nach kurzer Zeit und vor allem rechtzeitig vor der Wintersaison die neue kontinuierliche Konzentrationsmessung einsetzen konnten“, berichtet Felix Böhe. Tests für den Winterbetrieb im Sommer durchzuführen war dabei sehr anspruchsvoll, denn die Konzentrationsmessung muss an den Soleproduktionsanlagen auch bei Temperaturen von bis –20 °C zuverlässig funktionieren.

Wintereinsatz mit Bravour gemeistert

Mittlerweile hat sich Flowave im letzten Winter unter realen Einsatzbedingungen an einer großen Sole-Produktionsanlage mit ungefähr 3.000 l/h Löseleistung so gut bewährt, dass zeitnah gleich eine weitere Anlage umgerüstet wurde. Weitere Anlagen werden folgen, zumal der Aufwand für die Umbaumaßnahmen überschaubar ist und Bürkert die Anlagenbauer dabei ebenfalls unterstützt, beispielsweise wenn applikationsspezifische Modifizierungen bei der Verrohrung notwendig werden. „Bei neuen Anlagen werden wir die kontinuierliche Konzentrationsmessung jetzt standardmäßig einsetzen, damit unsere Anwender in der Wintersaison bestmögliche Produktionsbedingungen haben“, sagt Felix Böhe abschließend.

Massendurchflussregler

Präzise Gasregelung bei der Fermentation

Messprinzip für viele weitere Anwendungen interessant

Die verschleißfreie kontinuierliche Konzentrationsmessung nach dem SAW-Prinzip eignet sich aber auch für viele andere Branchen. Das gerade Messrohr ist ideal für Applikationen mit hohen Hygieneanforderungen, wie z. B. in der Pharma-, Lebensmittel- oder Kosmetikindustrie. Die Geräte bieten wahlweise eine digitale Schnittstelle (über M12-Stecker) oder sind alternativ mit analoger 4...20-mA-Schnittstelle erhältlich. Ausführungen mit digitaler Datenanzeige vor Ort sind ebenso verfügbar wie eine Flowave-L-Ausführung mit Atex-Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, z. B. beim Messen von Alkohol oder ätherischen Ölen.

Flowave gibt es für große Nennweiten bis DN 80 und das bei nur max. 6 kg Eigengewicht gegenüber vergleichbaren Sensoren, die bis zu 240 kg auf die Waage bringen. Auch kleine Nennweiten bis DN 8 sind als Standard-Variante z.B. für Pharma- und Kosmetikanwendungen verfügbar. Der Ein- und Ausbau von Flowave sowie die Nachkalibrierung kann von einer Person erledigt werden.

* Bernd Lange ist Account Manager Area South bei Bürkert Fluid Control Systems.

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