Prozessautomatisierung und
Optimierung durch Online-Feuchtemessung

Feuchtemessverfahren zur Bestimmung und Steuerung des Feuchtegehaltes in Schüttgütern aller Art werden bereits in folgenden Industriezweigen eingesetzt: Beton-, Glas-, Keramik-, Gips-, Nahrungsmittel-, Ziegelei- und der Chemieindustrie.
Einige Beispiele für die gemessenen Materialien sind Sand, Quarzsand, Kalk, Kies, Erz, Klärschlamm, Getreide, Zuschlagsmittel für Beton, Zucker, Reis, Milchprodukte, Chemikalien, Gips, Waschmittel, Silikate, kurz gesagt: so ziemlich alles, wo die Feuchte einen Einfl uss auf die Qualität, Weiterverarbeitung und Folgekosten hat.
(Trockner, Wasser, Energie, Gewicht etc.).

Eine ausführliche Materialliste erhalten Sie hier.

Ein in der Praxis anwendbares On-Line - Feuchtemess-System.
Im Laufe der Jahre wurde es ständig weiterentwickelt, um den Bedürfnissen von Industrie und Handwerk, sowie den hohen technischen Standards gerecht zu werden.

Der Feuchtemess-Sensor des Typs (D)MMS anschließbar an jede vorhandene oder neue Steuerung, SPS oder PC mit einem Eingang von 4-20 mA.
Es handelt sich hierbei um ein hochfrequenz-dielektrisches Feuchtemessverfahren zur Bestimmung und Steuerung der Produktfeuchte in den verschiedensten Materialien.
In vielen Betrieben sind bereits Kosteneinsparungen durch Einsatz von Feuchtemess-Systemen zwischen 20% und 40% erreicht worden, und eine Amortisationszeit von einer Woche ist in einigen Industriezweigen keine Seltenheit.

...für den Einsatz dieses Feuchtemess-Systems liegt klar auf der Hand:

• Durch permanente (On-Line) Feuchtemessung wird eine deutliche Qualitätssteigerung erreicht Produktionsabläufe werden kontinuierlich überwacht, und man spart Laborzeiten für ständige Stichproben und verhindert das "Durchrutschen" von schlechten Chargen.

• Prozesse können über die Feuchte geregelt und gesteuert werden, wie z. B. bei der Granulation für reproduzierbare Abschaltpunkte, Endpunkte, und man kann sogar über sogenannte Programmregler bestimmte Verläufe für die Feuchte vorgeben.

• Rezepturen für alle möglichen Bereiche und Mischungen können reproduzierbar hergestellt und je nach Feuchtegehalt der einzelnen Komponenten korrigiert werden.

• Durch die Kontrolle der Produktfeuchte werden Einsparungen bei Trocknungsvorgängen und beim Wasserverbrauch erreicht.

• Die Feuchte kann protokolliert werden, und die Daten für eine Prozessvalidierung werden erfasst.

• Durch gezielte Befeuchtung können Verluste durch Austrocknung während der Verarbeitung (Saatgutaufbereitung) im Prozess ausgeglichen werden.

Jedes Material besitzt eine Dielektrizitätskonstante, die für das von der Firma ACO
angewendete Messprinzip (hochfrequenz, dielektrisch) von Bedeutung ist.
Zum besseren Verständnis für die Funktionsweise hier eine sehr vereinfachte Darstellung:
Wasser hat eine Dielektrizitätskonstante Îμr von ca. 80 , die meisten anderen Materialien
ein Îμr von ca. 1 bis 10. Bei Sand zum Beispiel liegt Îμr zwischen 3 und 4.
Dies bedeutet eine große messbare Differenz zwischen der Dielektrizitätskonstante
nÎμr von Wasser (80) und dem Messmaterial (1-10).
Diese Differenz kann gemessen und einem direkten Feuchtewert zugeordnet werden.
Die Feuchte wird dann in Form eines Einheitssignal (0-10VDC oder 0-20 mA)
als Wert für die Feuchte in Gewichtsprozent ausgegeben.
Mit anderen Worten: Je mehr Wasser bzw. Feuchte im Material enthalten ist, desto
mehr geht der Wert der Dielektrizitätskonstanten Îμr gegen 80.
Bei der Online-Messung handelt es sich um eine Echtzeitmessung. Das Material
wird über den Sensor geführt, oder umgekehrt, und das Mess-Signal ist sofort- auch
bei schnell fließenden Produkten verfügbar. Auch Messungen von Festkörpern sind
möglich.
Das analoge Ausgangsmess-Signal des Feuchtemess-Sensors von 0/2...10 VDC
bzw. 0/4...20 mA kann direkt in einem Prozessablauf (Steuerung, PC oder SPS)
verarbeitet und angeschlossen werden.
Die Messung durch andere Stoffe, wie z.B. Glas, Plexi- oder Acrylglas stellt für den
Feuchtemess-Sensor kein Problem dar.
Je nach Material und Beschaffenheit erreicht der Sensor eine Messtiefe von ca. 100
mm bis 150 mm in das Material hinein. Dabei wird die Gesamtproduktfeuchte, d.h.
sowohl die Kernfeuchte, als auch die Oberflächenfeuchte des Materials erfasst.
Verschmutzungen und kleine Ablagerungen auf der Messfläche sind daher durch
die hohe Eindringtiefe unerheblich.

Die Sensoren sind aus hochwertigem Edelstahl und sehr robust. Sie sind für härteste
Anwendungen konzipiert und mit geringem mechanischem Aufwand auch nachträglich
leicht an bestehenden Anlagen zu installieren.
Es besteht keine Abhängigkeit der Messung von der Farbe des Materials, den enthaltenen
Mineralien, des PH-Wertes oder von Salzzusätzen.
Ein Vollverguss der Sensoren garantiert Schlag- und Wasserfestigkeit, sowie höchste
Betriebssicherheit auch bei starken Vibrationen.
Viele Optionen und Zubehör sind erhältlich, wie z.B.: Temperatur- und Verschleißschutzsensor,
hochverschleißfeste Keramik-, Teflon- oder Gummimessfläche, sowie
die speziellen Bauformen für die unterschiedlichen Einsatzzwecke.

Die Handhabung der Feuchtemess-Sensoren ist bei den meisten Schüttgütern einfach und
problemlos.
Lediglich ein einmaliger Abgleich auf das Messgut ist erforderlich.
Das Ausgangssignal der Feuchtesensoren wird auf den Anfangs- und Endwert des
gewünschten Messbereichs eingestellt. (z.B. 2% Feuchte = 0 VDC und 18%
Feuchte = 10 VDC)
Durch die hohe Reproduziergenauigkeit wird der Sensor häufig auch für eine Abweichungsregelung
eingesetzt. Hier wird, wie bei einer Abweichungsanzeige, der
Wert bei gutem Ausgangsmaterial auf einen beliebigen Ausgangswert eingestellt
(z.B. bei gutem Ausgangsmaterial 7 VDC oder 15 mA). Weicht der Istwert von dem
eingestellten Ausgangswert ab, übernimmt eine nachgeschaltete SPS oder PC die
Regel-, bzw. Steueraufgaben oder entsprechende Alarmfunktionen etc.

Der modulare Aufbau des ganzen Feuchtemess-System machen es zu einem kompletten,
flexiblen und kundenfreundlichen Baukastensystem. Daraus wird nach den
tatsächlichen Bedürfnissen für die Anwendung ausgewählt; sei es im einfachen Fall
ein einzelner Sensor für den Direktanschluss an eine SPS oder ein gebrauchsfertig
vorverdrahtetes PID-Regelsystem mit integrierter Mittelwertbildung (plug and play).
Das umfangreiche Zubehör rundet das Programm ab, wie z.B.: Auswertegeräte,
selbstoptimierende Prozessregeler mit Schnittstelle RS 485, Kalibrierkurvenabspeichergeräte
für 100 verschiedene Materialien, analoge u. digitale Anzeigen, mikroprozessorgesteuerte
Mittelwertbildner, Hochtemperatursensoren bis 200°C und
auch mechanisches Zubehör wie Gleitschlitten und verschiedene Flansche.

Diesem Thema kommt eine ganz besondere Bedeutung zu. Der beste Sensor
taugt nichts, wenn er am falschen Ort installiert ist. In der Praxis machen dies 85%
der Messprobleme aus! Einige Beispiele für typische Einbauorte der Feuchtesensoren
sind in der Siloauslaufschräge, auf Übergabeblechen bei Förderbändern, bei
Förderbändern auf einem Schlitten, in Schneckenförderanlagen, in Umleit- und
Gleitblechen. Auslässe und Gittern von Stranggussanlagen und bei Wirbelstromtrocknern
im Sammelraum sind weitere Einbaumöglichkeiten. Dies sind nur einige
wenige Beispiele, wo die Sensoren installiert werden können. Für die Installation muss
lediglich ein Loch für die Sonde (ca. 76 mm Durchmesser) und 3 Bohrungen für 6
mm Schraubbefestigung vorgesehen werden.