Productkwaliteitsnormen nemen voortdurend toe en vereisen het gebruik van verschillende sensoren om een ​​stabiel en goed gecontroleerd productieproces te bereiken.

In dit artikel wordt ingegaan op:

  • Soorten sensoren
  • Temperatuursensoren
  • Druksensoren
  • Flowsensoren
  • Niveausensoren
  • Reinigbaarheid en apparatuur klassen
  • Materiële aanbevelingen
  • Roestvrij staal
  • Polymere materialen
  • Elastomeren
  • Ontwerp, geometrie en oppervlakteafwerking
  • Procesaanpassing en koppelingen
  • Validatie van hygiënisch ontwerp

De experts van Dinnissen Process Technology staan klaar voor al uw vragen:

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555

Soorten sensoren

Het werkingsprincipe van sensoren is het vertrouwen op een interactie met het materiaal wat bewerkt wordt. Daarom wordt het gebruik van sensoren vaak geassocieerd met hygiënerisico's. De richtlijn is bedoeld om het potentiële conflict tussen de basismeting van een sensor en het optimale hygiënische ontwerp aan te pakken. Er zijn 4 verschillende soorten sensoren:

  • Temperatuursensoren,
  • Druksensoren,
  • Flowsensoren,
  • Niveausensoren.
Verschillende sensoren.png

Verschillende sensoren

Temperatuursensoren

Een van de meest voorkomende en belangrijke parameters voor procesbeheersing tijdens productie- en reinigingscycli is het meten van temperaturen via sensoren. De meest gebruikte sensorelementen zijn Pt100, NTC of PTC.

De oppervlaktetemperatuur kan contactloos worden gemeten met optische systemen. Deze systemen evalueren de hoeveelheid en de distributie van infrarood licht dat wordt uitgestraald vanaf het bronoppervlak.

Bij het toepassen van temperatuursensoren moet rekening worden gehouden met de volgende punten: 

  • Het hygiënisch gebruik is relatief eenvoudig, omdat de sensoren zijn bedekt met beschermhulzen,
  • De juiste plaats voor montage van de sensor is belangrijk,
  • Een nauwe thermische koppeling met het proces is relevant,
  • Thermische isolatie tegen buitentemperatuur is belangrijk om meetfouten te voorkomen door omgevingslucht, condensaat of door verwarmings- of koelmantels.
Temperatuursensor.png

Temperatuursensor

Druksensoren

Druksensoren kunnen worden ingedeeld in mechanische en elektronische instrumenten.

Voor drukmeting in de voedingsindustrie worden alleen spoelsensorsystemen gebruikt om dode ruimtes te vermijden. De gebruikte vloeistoffen moeten worden vermeld en voldoen aan de FDA-richtlijnen.

Druksensor.png

Druksensor

Flowsensoren

Er zijn drie verschillende soorten flowsensoren:

  • Elektromagnetische flowmeters. Elektromagnetische debietmeters kunnen ter plaatse worden gereinigd met hete reinigingsvloeistof en met stoom worden gesteriliseerd bij temperaturen tot 1800 ° C. De bevochtigde onderdelen zijn typisch transfer-gegoten PFA, PTFE, keramiek en roestvrij staal. Bijzondere aandachtspunten: de integratie van de meetelektroden in de voering moet zorgvuldig worden geëvalueerd en het afdichtingsconcept tussen de voering en de koppelingen moet worden aangepakt
  • Coriolis-massadebietmeters. Massastroommeters van Coriolis worden vaak gebruikt in hygiënische toepassingen. Coriolismeters zijn over het algemeen Klasse I-apparaten en kunnen ter plaatse worden gesteriliseerd (SIP). Alle bevochtigde onderdelen zijn meestal gemaakt van geschikt roestvrij staal of andere metalen buizen die geschikt zijn voor hygiënisch gebruik.
  • Variabele oppervlaktestroommeters. Flowmeters met variabel oppervlak zijn geschikt voor vloeistoffen en gassen. Ze zijn relatief goedkoop, maar toch zeer nauwkeurig en betrouwbaar. De reinigbaarheid van stroommeters met variabel oppervlak is beperkt, waardoor de hygiëne in gevaar kan worden gebracht.

Niveausensoren

Sommige niveausensoren zijn uitsluitend bedoeld als schakelapparatuur. Ze geven aan dat een bepaald niveau is bereikt of wordt onderschreden. Andere niveausensoren zijn beschikbaar voor continue meetdoeleinden, zoals trillingsniveauschakelaars. Wanneer deze in contact komt met een vloeistof of vaste stoffen, wordt elektronisch een demping van de resonantie gedetecteerd. Niveausensoren kunnen contactloos werken en zijn zeer eenvoudig te gebruiken.

Sommige sensoren zijn contact gestuurd. Deze sensoren kunnen doorgaans worden geëvalueerd op basis van de buitenteller van hun metalen behuizing en de procesaansluitingen, omdat het sensorelement zich in een beschermende omgeving bevindt.

De gedetailleerde validatie van het hygiënisch ontwerp van een bepaald instrument kan een moeilijke taak zijn, vooral voor eindgebruikers en systeemintegratoren

Reinigbaarheid en apparatuur klassen

Een goed ontwerp van een sensor, die in direct contact staat met het product, maakt reiniging ter plaatse mogelijk en kan zonder demontage van de grond worden bevrijd. Als demontage om de sensor te reinigen niet kan worden vermeden, moet bijzondere aandacht worden besteed aan het gebruiksgemak.

Materiële aanbevelingen

Alle met het product bevochtigde onderdelen moeten een niet-giftig en inert gedrag vertonen, zowel in relatie tot het product als tot de gebruikte reinigingsvloeistof en desinfectiemiddelen bij alle druk- en temperatuur bereiken.

Roestvrij staal

De keuze van het type roestvrij staal hangt af van het niveau van chloriden in het proces, het vereiste werktemperatuurbereik en of lasbaarheid van bepaalde bewerkingsprocessen belangrijk zijn of niet.

Om een ​​correct gebruik van het gekozen roestvrijstalen type materiaalcertificaten te garanderen, moet volgens de norm EN 10204 materiaal certificaat 3.1 B worden overwogen.

Juul Jenneskens

Naam: Juul Jenneskens
Adviseur

Neem gerust contact op als u vragen heeft over dit onderwerp. Samen met mijn collega's sta ik klaar om u te helpen!

Neem contact op met Juul Jenneskens 077 467 3555 [email protected]

Liever direct een adviesgesprek aanvragen?

Polymere materialen

De volgende criteria moeten worden overwogen:

  • Compatibiliteit met de te verwerken producten, hun ingrediënten en alle gebruikte reinigingsmiddelen onder alle procesomstandigheden,
  • Naleving van wettelijke vereisten en aanbevelingen,
  • CIP / SIP-weerstand,
  • Weerstand tegen spanningsscheuren,
  • Oppervlaktekenmerken zoals structuur en gladheid, hydrofobiciteit, adsorptie / desorptie, reactiviteit, slijtvastheid en de neiging om biofilms op te bouwen en af ​​te geven,
  • Uitloging,
  • Veerkracht,
  • Verwerking-, vorm-, voeg- en verpakkingstechnieken.

Polymeren die veel worden gebruikt in hygiënisch ontworpen procesapparatuur zijn:

  • Polymeer (POM),
  • Polytetrafluoroethyleen (PTFE, gemodificeerde PTFE),
  • Polycarbonaat (pc).

Elastomeren

De volgende criteria moeten worden overwogen:

  • Compatibiliteit met de te verwerken producten, hun ingrediënten en alle gebruikte reinigingsmiddelen onder alle procesomstandigheden,
  • Naleving van wettelijke vereisten en aanbevelingen,
  • CIP / SIP-weerstand,
  • Weerstand tegen spanningsscheuren,
  • Oppervlakkenmerken zoals structuur en gladheid, hydrofobiciteit, adsorptie / desorptie, reactiviteit, slijtvastheid en de neiging om biofilms op te bouwen en af ​​te geven,
  • Uitloging,
  • Veerkracht,
  • Verwerking-, vorm-, voeg- en verpakkingstechnieken.

Naleving van FDA-voorschriften kan worden gedekt door middel van Food Contact Notification (FCN), certificaten en conformiteitsverklaringen.

Typen elastomeren die kunnen worden gebruikt:

  • EPDM,
  • Nitrilrubber (NR),
  • Nitril / Butylrubber (NBR),
  • Siliconenrubber (RMQ).

Ontwerp, geometrie en oppervlakteafwerking

Productcontactvlakken moeten vrij zijn van oneffenheden zoals spleten. Dit heeft een specifieke impact op het ontwerp, de geometrie en de oppervlakteafwerking die in apparatuur wordt gebruikt zoals:

  • Metalen verbindingen moeten continu worden gelast en glad genoeg zijn om een ​​goede reiniging mogelijk te maken,
  • Het is vaak nodig om afdichtingen en pakkingen te gebruiken bij het ontwerpen en installeren van sensoren. Deze moeten zo worden gebruikt dat er geen spleten zijn waar residuen kunnen worden opgesloten en bacteriën zich kunnen ophopen en vermenigvuldigen. Wanneer het gebruik van o-ringen of pakkingen het product-contact niet kan vermijden, moet een vlakke statische afdichting aan de product-zijde worden gebruikt,
  • Elimineer product-contact met schroefdraad,
  • Hoeken hebben bij voorkeur een straal gelijk aan of groter dan 6 mm; de minimale straal is 3 mm. Scherpe hoeken (≤900) moeten worden vermeden,
  • De oppervlakteruwheid moet lager zijn dan Ra = 0,8 micrometer.

Alle oppervlakken die in contact komen met het product moeten gemakkelijk toegankelijk zijn voor visuele inspectie of handmatige reiniging. Als alternatief moet worden aangetoond dat routinematige reiniging alle vuil volledig verwijdert.

Procesaanpassing en koppelingen

Indien een aseptische koppeling vereist is, adviseert EHEDG om typen te gebruiken volgens DIN 11864, omdat deze koppelingen doorspoelbaar zijn.

Zuivelkoppelingssystemen volgens DIN 11851 komen nog veel voor, evenals tri-clamp, ISO-clamp (ISO 2852), SMS en IDF-koppelingen. Door het aandraaien van de koppeling kan het elastomeer overbelast raken en kan er een verkeerde uitlijning en spleten ontstaan. Dit kan de hygiëne in gevaar brengen.

Validatie van hygiënisch ontwerp

De gedetailleerde validatie van het hygiënisch ontwerp van een bepaald instrument kan een moeilijke taak zijn, vooral voor eindgebruikers en systeemintegratoren. Mogelijk is niet alle benodigde informatie beschikbaar en is het proces een tijdrovende taak. Een grote hulp bij het valideren van een correct ontwerp zijn gestandaardiseerde testmethoden met sensorsystemen onder welbepaalde omstandigheden. De ontwikkeling van geschikte testprocedures speelt een belangrijke rol binnen EHEDG en andere organisaties.