Feuchtigkeitsmessung in rauer Umgebung

Feuchtigkeit beeinflusst in jedem Schüttgut viele Para­meter, seien es Sand für die Betonherstellung, Holz­hackschnitzel für die Produktion von Pellets, die Prozess­optimierung im Bergbau und in der chemischen Industrie. Da die meisten Materialien einen Gehalt an Eigen­feuchtigkeit besitzen, ist die Rezeptur bzw. Qualität des End­produkts ohne eine genaue Analyse der einzelnen Komponen­ten fehleranfällig. Da diese inhärenten Fehler in ihrer Art dynamisch sind (sie ändern sich mit der hygroskopischen Neigung), erfordert das Materialgemisch laufende Feuchtig­keits­kontrollen des gesamten Systems. Es können viele Pro­bleme auftreten, beginnend mit der Lagerfähigkeit des Pro­dukts, über den Materialfluss und das Abfüllen bis hin zu den unterschiedlichen Verfahren während der Produktion. Die Qualität des Endprodukts erfordert in ähnlicher Weise geeignete Feuchtigkeitskonzentrationen, um eine ordnungsgemäße Lagerfähigkeit, Konsistenz sowie ein richtiges Aroma und Gewicht zu garantieren.

 

ACO Automation Components hat ein Sensorensystem entwickelt (Bild 1), das einen maximalen Bedienungskomfort sowie eine exzellente Leistung zu einem angemessenen Preis bietet. Der Feuchtigkeitssensor von ACO ist so konstruiert, dass er den Härten der rauesten industriellen Umgebungen standhält. Die Schalttechnik ist komplett von einem Außen­gehäuse aus rostfreiem Stahl eingeschlossen. Die aktive Fläche ist eine spezielle Keramikscheibe, die für Mischer­anwendungen besonders dick gestaltet ist. Für spezielle An­-wendungen stehen Hartgummi oder Teflon zur Verfügung.

 

Die Feuchtigkeitsmessanlage von ACO ist als Inline-Prozesskontrolle ausgelegt (Bild 2) und bietet eine Prozesskontrolle in Echtzeit. Auch eine berührungsfreie Messung über Glas oder Plastik ist möglich, zum Beispiel aus hygienischen Gründen. Der Sensor misst – abhängig vom Material – bis ungefähr 150 mm in das Produkt hinein und ermittelt die durchschnittliche Produktfeuchte, sowohl in Bezug auf die Ober­flächenfeuchte als auch auf die Kernfeuchte des Materials. Aufgrund dieser Messtiefe haben kleine Schmutzpartikel bzw. ein Schmutzfilm auf dem Sensorkopf keine Bedeutung für die Messung. Das analoge Ausgangssignal des Sensors von 0-10 V Gs und 0/4-20 mA kann entweder direkt oder über die ACO Auswerteeinrichtung DIGISYS zu einem Prozess­steuerkreis, einer SPS, einem PC oder zu den von ACO empfohlenen Prozesseinrichtungen übertragen werden.    

 

1 Anwendungsbereiche

Die mit dielektrischer Hochfrequenzverschiebung arbeitende Feuchtigkeitsmessanlage für die Bestimmung und Kontrolle der Feuchtigkeit wird bereits für folgende Produkte eingesetzt: Sand, Mineralstoffe, Getreide, Granulate, Quarz­sand, Erz, Schlamm, Keramik, Ton, Kaolin und deren Roh­stoffe, REA-Gips und Produkte daraus (Gipskartonplatten usw.), Kalk, Beton, Holz, Pellets, Sägespäne usw. Typische Stellen für den Einsatz der Sensoren sind z.  B. Materialrut­schen auf Förderbändern, die auf einem Schlitten montiert sind, oder unter dem Förderer (Bild 3), in Aufgabeschnecken oder in einem Schneckenförderer, in einem Silo, unter dem Siloauslauf (Bild 4), auch in einem Mischer, in Schnecken­pressen u.v.a. Die Anwendung bei allen Schüttgütern ist unkompliziert und einfach durchführbar.

2 Vorteile

• Reduzierung der Kosten für die Lagerung von Ersatzteilen, da nur Module gewechselt werden müssen.

• Hohe Verfügbarkeit der Produktionsanlagen, da bei einem Wechsel der Sensoren nicht neu geeicht werden muss. Die Messfunktion wird aufrechterhalten, auch wenn ein Sensor oder mehrere ausgetauscht werden muss bzw. müssen.

• Komplette Lieferung und Auswertung von bis zu
16 Feuchtigkeitsmesssensoren DMMS über eine Auswerte-einheit DIGISYS (Kosteneinsparung bei der Investition)

• Messwertausgabe: Profibus DP, RS 232

• Option: 4–20 mA bzw. 0 –10 V Gs

• Digitale Ausgaben, digitale Eingaben, externe Material­umschaltung

• Permanente Feuchtigkeitsmessung (inline oder online) führt zu Verbesserungen der Qualität

• Produktionsprozesse werden kontinuierlich überwacht, und die Zeiten für Labortests werden verkürzt. Ein „Durch­rutschen“ schlechter Chargen kann vermieden werden.

• Prozesse können mit Hilfe der Feuchtigkeit kontrolliert und geleitet werden. So kann man zum Beispiel auf dem Gebiet der Granulation mit Hilfe von Sprühtrocknern die Endpunkte einer jeden Charge reproduzieren, und man kann auch eine bestimmte, programmierte Sollwertkurve für die Feuchtigkeit ansteuern.

• Die Rezepturen für beliebige Bereiche (Beton, Nahrungs­mittel, Chemikalien) und Mischungen können in gleicher Qualität reproduziert werden. In Abhängigkeit vom Feuch­tigkeitsgehalt der Bestandteile kann die erforderliche Men­ge mit Hilfe der Chargensteuereinheit korrigiert werden.

• Durch die Feuchtigkeitskontrolle des Produkts werden Einsparungen beim Trocknungsprozess und im Wasser­verbrauch erreicht.

• Die Materialfeuchte kann aufgezeichnet werden (ISO 9000) und für die Prozessvalidierung verwendet werden.

ACO Automation Components, 79793 Wutöschingen (D), Tel.: +49 7746 91316, www.acoweb.de

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