Die Einsatzmöglichkeiten von Funkmesstechnik

Die zunehmende Vernetzung sämtlicher Bereiche eines Unternehmens bringt einen wachsenden Kontrollbedarf mit sich, und so kommt auch im industriellen Bereich die Funkmesstechnik verstärkt zum Einsatz. 

An der Jumo GmbH & Co. KG lässt sich diese Entwicklung beispielhaft demonstrieren. Im Jahr 2007 brachte das Unternehmen die ersten Geräte zur drahtlosen Temperaturmessung auf den Markt. So konnte Jumo schon frühzeitig Erfahrungen mit der drahtlosen Funkmesstechnik sammeln und in den Folgejahren konsequent für weitere Messgrößen umsetzen. Das nächste Produkt war ein programmierbarer Kopfmessumformer mit Funkübertragung. Seit 2013 ist ein Gerät zur kabellosen Druckmessung erhältlich und im Jahr 2014 kam ein Kombi-Messgerät für Temperatur, Feuchte und CO2-Gehalt auf den Markt.

Die Anwendungsbereiche für drahtlose Druck- und Temperaturmessung in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sind sehr vielfältig. Grundsätzlich können die Geräte überall dort Anwendung finden, wo die klassischen, kabelgebundenen Produkte ebenfalls zum Einsatz kommen. Besondere Vorteile bietet diese Technologie beim Einsatz an schwer zugänglichen Orten, mobilen Systemen oder gar an bewegten oder rotierenden Komponenten.

Der Jumo Wtrans T, die Einstichvariante der Wtrans Serie, eignet sich besonders zur Ermittlung der Kerntemperatur von Lebensmitteln. Zum Beispiel werden in der Fleischereiindustrie kontinuierlich die Temperaturen der Koch- und Räucherkammer, aber auch die Kerntemperatur des Produktes erfasst. Handelt es sich nun um kontinuierliche Koch- und Räucherkammern, so ist ein Kabel in dieser Anwendung störend. Kontinuierlich bedeutet, dass sich der Wagen mit dem Produkt automatisch von der Kochkammer in die Räucherkammer bewegt.

Bei der Verwendung von Temperaturfühlern mit Kabel kann es hier häufig zu Störungen oder Ausfällen kommen, wenn sich das Kabel irgendwo verkantet oder sogar abreißt. Um eine gleich bleibend hohe Produktqualität und eine höchstmögliche Prozesssicherheit zu garantieren, bietet das Jumo Wtrans System hier neue Möglichkeiten.

Auch in anderen Bereichen der Lebensmittelindustrie finden die Geräte Anwendung. So zum Beispiel auch bei der Herstellung von Babynahrung mittels Sprühtrocknung. Die Sprühtrocknung findet in hohen Sprühtürmen statt. Es ist mit großem Aufwand verbunden, in diesen Türmen Temperaturfühler mit Kabel zu installieren. Idealerweise bietet sich die Messung der Temperatur hier mit dem Jumo Wtrans T-Ex an mit Atex-Zulassung. Das Gerät kann direkt in einem explosionsgefährdeten Bereich betrieben werden, wie es in dem Sprühturm der Fall ist. Der zugehörige Empfänger wird außerhalb der eigentlichen Ex-Zone installiert. Die Funktechnologie erlaubt dem Anwender die grenzüberschreitende Übermittlung von Temperaturmesswerten aus dem Ex-Bereich heraus ohne aufwendige Zonendurchführungen für Kabel zu realisieren.

Ein klassisches Einsatzgebiet für die drahtlose Druckmessung mit dem Jumo Wtrans p ist die Messung des Füllstandes über den hydrostatischen Druck. Die Messung kann sowohl in belüfteten Tanks mit einem Gerät, aber auch in geschlossenen Tanks mit zwei Geräten über den Differenzdruck realisiert werden. Füllstände werden in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie in sehr vielen Anwendungen gemessen. Vorteile durch den Jumo Wtrans p ergeben sich vor Allem, wenn es sich um Füllstandsmessungen in geschlossenen Tanks handelt. Da bei der Differenzdruckmessung in geschlossenen Tanks ein Gerät am Boden und ein zweites Gerät im oberen Tankbereich (oberhalb des Flüssigkeitsstandes) installiert wird. Je nach Tankhöhe müssten viele Meter Kabel verlegt werden, die durch die Verwendung des Jumo Wtrans p eingespart werden können.

Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes wurden in Deutschland im Jahr 2011 etwa 14 Mio. t Bioabfälle kompostiert oder in Biogasanlagen vergoren und anschließend auf Böden verwertet. Bundesweit gibt es hierfür über 1.000 Kompostierungsanlagen. Der korrekte Umgang mit Bioabfällen, die kompostiert werden sollen, ist in Deutschland in der so genannten Bioabfallverordnung festgelegt. Nach dieser müssen die vorgegebenen Temperaturen aller Chargen einer Kompostierung belegt werden. Ein Nachweis ist erforderlich, da durch die Temperatur im Material eine zuverlässige Abtötung gefährlicher Mikroorganismen erfolgt.

Im Verlauf der Kompostierung muss eine Temperatur von über +55 °C über einen möglichst zusammenhängenden Zeitraum von zwei Wochen oder +65 °C über eine Woche auf das gesamte Mischgut vorliegen. Die Behandlungstemperatur muss in regelmäßigen Abständen gemessen und dokumentiert werden.

Oftmals wird diese Temperaturkontrolle bei Betreibern von Kompostierungsanlagen manuell mit einem entsprechend hohen Personalaufwand vorgenommen. Ein Betreiber in Lüneburg hat sich für das Automatisierungssystem Jumo Mtron T und Jumo Wtrans B-Funktemperaturfühler entschieden. Der komplette Prozess wird somit vollautomatisch überwacht und manipulationssicher dokumentiert.

Mit dem Anlegen der Miete (Haufwerk bei der Kompostierung) wird die Chargenaufzeichnung gestartet. Die 1.600 mm langen Temperaturfühler werden direkt zur Messung in die Miete gesteckt. Diese sind mit einem Jumo Wtrans Funktemperatursystem ausgestattet wobei sich der Sender im Fühlergriff befindet und durch ein wasserdichtes Gehäuse geschützt ist. Die benutzten Funkfrequenzen sind weitgehend unempfindlich gegenüber externen Störeinflüssen und erlauben eine Übertragung auch in rauen Umgebungen.

Der Fühler enthält einen Platin-Chip-Widerstand als Messelement. Senderseitig ist ein Temperaturmessbereich von – 30 °C bis + 85 °C realisiert. Pro Empfänger können bis zu 16 Jumo Wtrans-Sender verwaltet werden. Der gesamte Prozess der Temperaturüberwachung und -dokumentation hat sich für die GFA Lüneburg mit der jetzt realisierten Lösung deutlich vereinfacht. Die Daten müssen nicht mehr aufwändig manuell erfasst sondern werden automatisch für den Hygienenachweis dokumentiert und protokolliert. Darüber hinaus müssen keine einzelnen Datenlogger mehr verwendet werden. Als besonders großer Vorteil hat sich der geringe Aufwand für die Programmierung und Installation vor Ort erwiesen.