2008 wurden die ersten Coriolis-Massedurchfluss-Messsgeräte in Betrieb genommen

Coriolis-Massedurchfluss-Messsysteme als Selbstläufer

  • Abb. 1: Durch die Temperatur von unter –40 °C sind die Anschlussflansche des Rotamass (Typ 34) vereist (Unilever).Abb. 1: Durch die Temperatur von unter –40 °C sind die Anschlussflansche des Rotamass (Typ 34) vereist (Unilever).
  • Abb. 1: Durch die Temperatur von unter –40 °C sind die Anschlussflansche des Rotamass (Typ 34) vereist (Unilever).
  • Abb. 2: Der Rotamass misst den aktuellen Durchfluss, die Dichte, Medientemperatur und den kumulierten Durchfluss (Unilever).
  • Abb. 3: Der Rotamass Typ 38 ist in Flaggenposition installiert. Deutlich sind die Vereisung an Ein- und Auslaufflansch sowie das Kondensation am Messumformer zu erkennen (Unilever).

In Heppenheim stellt die Unilever Speiseeis her, das in Deutschland seit 1936 unter dem Markennamen Langnese auf dem Markt ist. Obwohl Eis mit Sommer und Sonne assoziiert wird, produziert das Werk bereits seit 1986 kontinuierlich im Schichtbetrieb. Allein für das Magnum-Eis sind sieben Linien im Einsatz, die jeweils 400 bis 450 Portionen pro Minute herstellen. Die für die Produktion benötigte Kälte liefern werkseigene Kälteanlagen, in denen überwiegend Yokogawa-Durchfluss-Messgeräte eingesetzt sind.

Ob Langnese in Deutschland, Frigo in Spanien, Algida in Italien oder Ola in den Niederlanden, alle Marken weisen sich durch das seit 1988 einheitliche Logo mit dem Herzen als Angehörige derselben Familie aus. Das Werk Heppenheim beliefert alle regionalen Märkte in Europa. Auch wenn der Verzehr von Speiseeis allgemein mit der warmen Jahreszeit in Verbindung gebracht wird, ist das Werk seit den 90er Jahren allein mit der Produktion von Speiseeis das ganze Jahr über gut ausgelastet. Im vierten Quartal wird die Produktion für einige Wochen unterbrochen, um größere Wartungs- und Reparaturarbeiten bzw. Anlagenerweiterungen vorzunehmen, ansonsten wird rund um die Uhr im Schichtbetrieb produziert. Auch der regionale Konsum ist nicht etwa im warmen Süden Europas am größten, vielmehr essen die Skandinavier, Schweden mit 12 l/Kopf und Jahr an der Spitze, das meiste Eis. Deutschland liegt mit 8 l/Kopf und Jahr in der Mitte der Rangliste, das „klassische Eis-Land“ Italien verspeist gut 9 l/Kopf und Jahr. Zur Herstellung von Eis gehören als Grundstoffe Milch, Pflanzen- oder Butterfett und Zucker, darüber hinaus definieren und verfeinern Zutaten wie Früchte, Nüsse, Kakao, Karamell, Schokolade oder Nougat den Geschmack. Eine der wichtigsten Aufgaben für die Produktion ist die Bereitstellung von Kälte durch werkseigene Kältemaschinen mit flüssigem Ammoniak bei –49 °C sowie von 5 °C kaltem Wasser für die Pasteurisierung. Die werkseigenen Vorschriften hinsichtlich der Einhaltung von Reinheit und Verfügbarkeit müssen eingehalten werden.

Bessere Planbarkeit

Mussten in der Vergangenheit Ingenieure oder Techniker von Unilever in Heppenheim Aussagen über Verbräuche machen oder Berechnungen für neue Installationen anstellen, lagen diese Informationen meist nur als Erfahrungswerte vor.

Messungen von Füllständen, Drücken, Differenzdrücken oder Durchflüssen waren – wenn überhaupt – kaum vorhanden. Aus Gründen der besseren Planbarkeit und wegen der steigenden Energie- und Rohstoffkosten ist Unilever dazu übergegangen, in allen Produktionslinien und Utilities Durchfluss, Füllstand und Energie zu messen und zu bilanzieren. Im Februar 2008 wurden die ersten Coriolis- Massedurchfluss- Messsgeräte der Typen Rotamass 34 und 38 im Werk in Betrieb genommen. Der Rotamass misst die Masse, Dichte und Temperatur aller pumpfähigen Flüssigkeiten und Gase mit hoher Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit sowie einer Genauigkeit von 0,1 % des aktuellen Messwertes bei Medientemperaturen von –200 bis +350 °C und Drücken bis 250 bar. Zweiphasengemische (Flüssigkeit/ Luft) können in weiten Bereichen kompensiert werden. Die verfügbaren Rohrdurchmesser der Messwertaufnehmer ermöglicht Messungen von 1 kg/h bis 600 t/h. Die Geräte sind mit vielfältigen Prozessanschlüssen in Nennweiten von ¼ Zoll bis DN200 erhältlich. Eine wichtige Voraussetzung für den Einsatz eines Rotamass Durchfluss-Messsystemes war die variable Ausführung der Prozessanschlüsse, diese müssen aufgrund des Mediums Ammoniak mit Feder und Nut ausgestattet sein. Denn bereits leichte Undichtigkeiten führen zu erheblichen Geruchsbelästigungen und sind zudem giftig. Damit der Messwertaufnehmer aufgrund der tiefen Temperatur von –49 °C nicht vereist, wurde er bereits werksseitig mit einer Isolierung und einem Edelstahlgehäuse ausgerüstet. So wird sichergestellt, dass es zu keiner Wärmebrücke kommen kann, denn bereits bei einer Temperatur von –33 °C beginnt Ammoniak zu sieden. Eine brauchbare Messung wäre in diesem Zustand nicht mehr möglich. Ein weiterer Vorteil war die kompakte Bauweise des Rotamass, die es ermöglichte, diesen ohne großen Umbau in die Rohrleitung bzw. die Rohrbrücke einzubauen und die Möglichkeit, den Messwertumformer an einer gut zugänglichen Stelle zu montieren.

Erhöhte Zuverlässigkeit

Moderne Signalverarbeitung und erweiterte Diagnose im Messumformer erhöhen die Zuverlässigkeit der Messung. So können ein stressarmer Einbau, Teilfüllung des Gerätes, Slug-Flow (Gasblasen), Nullpunkt-Drift, externe Schwingungen, Erosion der Messrohre und Spulenfehler erkannt werden. Mit der Fehlerund Ereignishistorie erhält das Servicepersonal die Möglichkeit, Fehlerbilder im Prozess, die zu unterschiedlichen Zeiten aufgetreten sind, miteinander zu vergleichen und die Ursachen für diese Fehler zu beheben. Die erste positive Erfahrung für Claus Wilhelm, Leiter MSR bei Unilever in Heppenheim, war die Tatsache, dass er die Grundeinstellungen wie Auto-Zero unter Betriebsbedingungen nicht direkt am Gerät vornehmen musste, sondern dass er diese Arbeiten über das Hart-Protokoll mit Hilfe der Bediensoftware FieldMate von einer gut zugängigen Stelle aus erledigen konnte. Wilhelm dazu: „Wir waren es gewohnt, Einstellungen direkt am Gerät vorzunehmen, mit der Kommunikation über Hart Protokoll hatten wir noch keine Erfahrung. Wir wollten also aufs Dach gehen, aber es war Februar und das Wetter war entsprechend kalt.“ Seit der Inbetriebnahme messen die zwei Geräte problemlos, Wilhelm nennt sie „Selbstläufer“. Wegen der guten Erfahrungen mit diesen und den anderen Produkten von Yokogawa – in Heppenheim sind auch Schwebekörper-Messgeräte vom Typ Rotameter und Wirbelzähler vom Typ digital Yewflo installiert – sowie wegen der guten Erfahrungen mit dem Yokogawa-Service hat Unilever für eine neue Linie bereits zwei weitere Rotamass bestellt, die im November 2008 in Betrieb gegangen sind. Dabei handelt es sich um einen Typ 33 (bis 900 kg/h) und einen weiteren Typ 34 (bis 2,7 t/h). Die zweite positive Erfahrung war der Umgang mit der Yokogawa-Organisation und die Zuverlässigkeit der zuständigen Mitarbeiter. Wilhelm dazu: „Für mich ist nicht nur das Produkt selbst wichtig, große Bedeutung haben auch die Umgebungsbedingungen wie Lieferzeit, Service und Erreichbarkeit der Ansprechpartner.“ Und obwohl die Rotamass-Systeme erst seit 10 Monaten installiert sind, hat er bei der Zusammenarbeit mit Yokogawa ein gutes Gefühl. 

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Yokogawa Deutschland GmbH
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40880 Ratingen
Germany
Telefon: +49 2102 4983 0
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