Dipl.-Ing. (FH) Reinhard Manns
Messgeräte wie das in Bild 1 dargestellte CTI-750 haben die Aufgabe, den Ablauf der Reinigung transparent zu machen, sauber getrennte Reinigungsphasen zu gewährleisten, die Konzentrationen der Reinigungsmedien zu bestimmen und ihren Verbrauch auf ein sinnvolles Maß zu beschränken. Die Geräte müssen Messwerte von einigen 100 µS/cm bei den Produkten bis zu einigen 100 mS/cm bei den Reinigungsmedien erfassen und sicher an übergeordnete Systeme weiterleiten können. Da die Messwerte eine sehr große Spanne überstreichen (einige Zehnerpotenzen), ist eine Messbereichumschaltung für die Erreichung einer genügend hohen Genauigkeit erforderlich.
Die integrierte Temperaturmessung spart nicht nur eine separate Messstelle ein, sondern wird auch für die Leitwertmessung benötigt. Die Leitfähigkeit eines jeden Mediums ist temperaturabhängig, d. h. jedes Medium hat seinen Temperaturkoeffizienten. Bei steigender Temperatur steigt auch die Leitfähigkeit (mittlerer Temperaturkoeffizient ca. 2,2 %/K). Bei einer Temperaturerhöhung um 50 K, steigt die Leitfähigkeit um 110 %, d. h. auf mehr als den doppelten Ausgangswert. Um beurteilen zu können, ob sich die Zusammensetzung eines Mediums oder die Temperatur geändert hat, ist eine Temperaturkompensation notwendig. Deren Aufgabe ist es, aus den Faktoren Temperaturkoeffizient (mediumsspezifisch) und der aktuellen Temperatur die Leitfähigkeit zu bestimmen, die bei 25 °C (international anerkannte Bezugstemperatur) vorliegt.
Bei der CIP-Reinigung werden nacheinander unterschiedlich temperierte Flüssigkeiten durch die Rohrleitungen gepumpt (Bild 2). Die Leitwertmessung wird an ausgesuchter Stelle platziert (z.B. CIP-Rücklauf), um dort zu erfassen, ob das Reinigungsmittel alle zu reinigende Stellen mindestens einmal erreicht hat bzw. wann unterschiedliche Medien den Messpunkt passieren (Phasentrennung). Zur Optimierung der Reinigungsprozesse ist es notwendig, möglichst zeitnah die Leitfähigkeiten zu erfassen, d.h. die Leitfähigkeits- und die Temperaturmessung müssen möglichst schnell reagieren. Je besser ein eingesetztes Gerät diese Anforderungen erfüllt, desto mehr kann es zur Kostenreduzierung beitragen.
Die in CIP-Anlagen eingesetzten Reinigungsmedien sind Laugen oder/und Säuren mit definierten Konzentrationen. Die Anlieferung der Rohstoffe erfolgt in anderer Konzentration. Daher ist es notwendig, die gewünschte Konzentration durch Mischen zu erhalten. Wie Bild 3 zeigt, ist ein Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und Konzentration gegeben. Damit kann die induktive Leitfähigkeitsmessung auch für diese Aufgabe eingesetzt werden. Der besondere Kurvenverlauf macht es notwendig, dass das eingesetzte Gerät eine gewisse Intelligenz bei der Ermittlung des korrekten Messwertes mitbringt. Geräte, die die Besonderheiten der eingesetzten Reinigungsmedien nicht berücksichtigen, liefern oft falsche Werte, was wiederum schnell zu hohen laufenden bzw. Folgekosten führen kann. Sind die Konzentrationen zu hoch, verschwendet man Rohstoffe und verursacht möglicherweise sogar Anlagenschäden, bei zu niedrigen Konzentrationen sind die Reinigungsergebnisse unzureichend.
