Sanitäre elektromagnetische Durchflussmesser für Milchprodukte CIP-System

Ein Hersteller von Premium-Milchprodukten mit einer Verarbeitung von 500.000 Litern Rohmilch pro Tag wählte die Xi'an Qinwei Instrumentenfabrik aus, um die Durchflussmessung in seinen Abteilungen für Annahme, Pasteurisierung, Fermentation und Abfüllung zu modernisieren. Die Anlage produziert pasteurisierte Milch, Joghurt, H-Milch und Käseprodukte unter strengen GMP (Good Manufacturing Practice) und HACCP Compliance-Rahmenbedingungen, mit externer Audit-Zertifizierung nach FSSC 22000.

Die Messpunkte für den Durchfluss erstrecken sich über die gesamte Prozesskette: Annahme von Rohmilch (DN50, 0–60 m³/h bei 4 °C), Rahmseparation und -standardisierung, Zufuhr und Produktentnahme aus dem Pasteurizer, Dosierung von Starterkulturen in Fermentationstanks (DN15, 50–500 L/h), Zugabe von Fruchtzubereitungen für Rührjoghurt und Überwachung der Zufuhr und Rückführung des CIP (Clean-in-Place)-Systems. Das CIP-System zirkuliert 2% Natronlauge bei 85 °C, 1,5% Salpetersäure bei 70 °C und Heißwasserdesinfektion bei 95 °C – alles fließt durch dieselben Durchflussmesser, die für die Produktmessung verwendet werden.

• Produktsicherheit und Reinigbarkeit: Frühere Turbinen-Durchflussmesser hatten interne Totzonen (Lagergehäuse, Rotorhohlräume), in denen Produktreste abgelagert wurden und Bakterienwachstum begünstigten. Trotz aggressiver CIP-Zyklen überschritten ATP-Abstrich-Tests nach der CIP an den Innenteilen von Turbinenmessern gelegentlich den 10 RLU-Schwellenwert, was eine erneute Reinigung und Produktionsverzögerungen auslöste. Ein Qualitätsaudit identifizierte die Durchflussmesser als potenzielle Verstecke.
• Fehler durch Viskositätsänderungen: Joghurt-Fruchtzubereitungen mit 15–20% Zuckergehalt zeigten nicht-newtonsche Viskositätseigenschaften. Die früheren Turbinenmessgeräte, kalibriert für wasserähnliche Milchprodukte, untererfassten viskose Fruchtzubereitungen um 6–9%, was zu inkonsistenten Frucht-Joghurt-Verhältnissen und Kundenbeschwerden über ungleichmäßige Fruchtverteilung führte.
• CIP-Chemikalienangriff: Der heiße Salpetersäure-CIP-Schritt (70 °C, pH < 1,5) verursachte über etwa 18 Monate fortschreitende interkristalline Korrosion an den 304 SS-Turbinenmessgeräten. Zwei Messgeräte entwickelten Lochfraßkorrosion an den wärmebeeinflussten Schweißzonen, was einen Notersatz während der Produktion erforderte und produktberührende Oberflächen nachgeschaltet kontaminierte.
• Thermische Ermüdung durch Zyklen: Tägliche Zyklen zwischen 4 °C (Rohmilch), 75 °C (Pasteurisierung) und 130 °C (SIP-Dampfsterilisation) belasteten die mechanischen Messkomponenten extrem thermisch, was zu vorzeitigem Lagerausfall und Dichtungsextrusion nach 6–8 Monaten führte.

Die hygienischen elektromagnetischen Durchflussmesser der Xi'an Qinwei Instrumentenfabrik bieten einen vollständig durchgängigen, spaltenfreien, vollständig entleerbaren Durchflussweg ohne interne Hindernisse – und erfüllen damit die strengsten hygienischen Designanforderungen der 3-A-Sanitärstandards und der EHEDG-Richtlinien (European Hygienic Engineering & Design Group). Das Fehlen von rotierenden Teilen, Lagern und internen Hohlräumen eliminiert alle Verstecke, die zuvor die CIP-Wirksamkeit beeinträchtigten.

• FDA-konformer PTFE-Liner: Das PTFE-Liner-Material entspricht FDA 21 CFR 177.1550 für Lebensmittelkontakt und ist frei von BPA und Phthalaten. Es hält der vollen CIP-Chemikalienbelastung stand – von heißer Lauge (pH 14, 85 °C) bis zu Salpetersäure (pH < 1,5, 70 °C) – ohne jegliche Degradation, Quellung oder Migration von Extrakten. Der Liner ist mit einer Oberflächengüte von Ra ≤ 0,8 µm geformt, was die 3-A-Anforderung von Ra ≤ 0,8 µm für produktberührende Oberflächen übertrifft und sicherstellt, dass sich keine Bakterien ansiedeln können.
• 316L SS-Elektroden mit elektropoliertem Finish: Die Elektroden sind bündig montiert, ohne Totraum, elektropoliert auf Ra ≤ 0,5 µm und mittels Orbitalschweißen mit Argon-Schutzgasrückführung verschweißt, um eine vollständig homogene, spaltenfreie Verbindung mit dem PTFE-Liner zu erzielen. Diese Konstruktion eliminiert die mikroskopische Spalte, in der CIP-Flüssigkeiten stagnieren könnten.
• Tri-Clamp (Tri-Clover) Sanitäranschlüsse: Alle Messgeräte wurden mit DIN 32676 Serie A Tri-Clamp-Anschlüssen aus 316L SS mit 1.4404 Materialzertifizierung geliefert. Das Klemmdesign ermöglicht eine werkzeuglose Demontage zur regelmäßigen Kalibrierungsprüfung, wodurch die Wartungsstillstandszeit von Stunden auf Minuten reduziert wird.
• CIP/SIP-Thermische Kompatibilität: Der PTFE-Liner und die 316L-Elektroden sind für die kontinuierliche Exposition gegenüber 130 °C gesättigtem Dampf während SIP-Zyklen (30 Minuten täglich) ohne mechanische Belastung oder Dichtungsdegradation ausgelegt – eine kritische Anforderung, die die früheren mechanischen Messgeräte nicht erfüllen konnten.
• Hygienisches Transmittergehäuse: IP66-bewertetes, poliertes 304 SS-Transmittergehäuse mit gewölbter Oberseite (keine flachen Oberflächen für Flüssigkeitsansammlungen) und lasergeätztem Typenschild (keine Klebeetiketten). Kabelverschraubungen verwenden hygienisch gestaltete PG-Verschraubungen mit FDA-konformen Silikondichtungen.

Das DN50-Pasteurisermilchmessgerät wurde an einem vertikalen Aufwärtsstrom-Rohrabschnitt unmittelbar nach dem Haltebehälter des Pasteurizers installiert, um volle Rohrbedingungen und vollständige Entleerung während der CIP-Zyklen zu gewährleisten – die vertikale Ausrichtung ermöglicht die Schwerkraftentleerung ohne Produktreste. Ein gerader Abschnitt von 5D stromaufwärts und 3D stromabwärts erfüllte die Installationsanforderungen. Das Messgerät wurde so ausgerichtet, dass die Anschlussdose seitlich (nicht nach oben) zeigt, um Kondenswasserbildung während der Dampf-SIP zu verhindern. Ein kurzes Zwischenstück mit identischen Tri-Clamp-Anschlüssen wurde für den Kalibrierungsaustausch geliefert, ohne dass Rohrleitungsänderungen erforderlich waren.