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ifm-Sensorik bei Oro de Cacao

Schweizer Schokolade ist weltweit für ihre hohe Qualität bekannt. Damit das auch so bleibt, stellen die Hersteller hohe Anforderungen an die Qualitätssicherung und die technischen Prozesse in ihren Fabriken. Der Schokoladenhersteller Oro de Cacao hat in seiner neuen Fabrik modernste Sensortechnologie des Essener Spezialisten ifm verbaut. Das steigert Produktionseffizienz und Schokoladenqualität.

In seiner neuen Schokoladenfabrik setzt Oro de Cacao grundlegend auf Sensorik von ifm.

Als sich das schweizerische Unternehmen Oro de Cacao entschied, eine neue Fabrik für seine hochwertigen Schokoladenprodukte in Freienbach am Zürichsee zu errichten, ging es damit auch ein gewisses Risiko ein. Denn die Qualität des Endprodukts hängt massgeblich von der Produktion und den dort verbauten Komponenten ab. Der Name Oro de Cacao ist in der Schweiz mittlerweile bekannt. «Wir produzieren hier in einem weltweit einzigartigen und patentierten Prozess hochwertige Schokolade und Schokoladenzwischenprodukte», erklärt Martin Steiner, Head of Process Automation & IT im Unternehmen. Oro de Cacao nutzt in der Produktion Rohstoffe von hoher Qualität. Dabei ist in der Firmenphilosophie der Fokus auf die Aromen der Kakaobohne stark verankert.

Verschiedene Sensoren ermöglichen die effiziente Produktion qualitativ hochwertiger Schokolade.

Im Gegensatz zu den Produkten der Konkurrenz setzt die Firma auf ein neuartiges Verfahren zur Extraktion der Bitterstoffe aus dem Kakaopulver. Das sorgt dafür, dass der Zuckeranteil sinkt und die Verbraucher ein hochwertigeres Produkt erhalten. Die Milch-Schokolade weist einen Kakaoanteil von 60 Prozent auf und einen Anteil von weniger als 30 Prozent an Zucker. Schokoladen anderer Hersteller werden teils mit dem umgedrehten Verhältnis hergestellt. Um die Qualität auch über Jahre hinweg hochzuhalten, stand das Unternehmen also vor grossen Herausforderungen im Fabrikbau. Die richtungsweisende Entscheidung für bestimmte Konzepte hat langfristige Auswirkungen auf die nächsten Jahre, Oro de Cacao musste sich deshalb beim Fabrikbau auf alle Partner zu einhundert Prozent verlassen können. In der Zusammenarbeit mit dem Sensorik-Spezialisten ifm haben die Schweizer deshalb die perfekte Ergänzung gefunden. Dank der Entscheidung für die IO-Link-Technologie steht nun in Freienbach eine Fabrik, die auf tragfähigen Konzepten für die Zukunft basiert.

Entscheidung für IO-Link

«ifm hat uns bei der Evaluation und Auswahl der passenden Sensorik unterstützt», erklärt Martin Steiner. Die Nutzung von Sensoren ist in der Schokoladenherstellung besonders wichtig, weil dort eine grosse Menge an Produktions- und Qualitätsdaten anfällt. Um die Daten auch passend verarbeiten und damit Rückschlüsse auf die Produktion ziehen zu können, braucht es die entsprechende Infrastruktur vor Ort. «Wir haben uns dank ifm sehr schnell dazu entschieden, die gesamte Sensorik auf IO-Link aufzubauen», so Steiner. IO-Link ist ein Kommunikationssystem, mit dem Sensoren und Aktoren an ein grösseres Automatisierungssystem angebunden werden können. Die Vorteile von IO-Link reichen von der schnellen Inbetriebnahme über die störsichere Übertragung exakter Messwerte bis hin zur leichten Aufbereitung in Diagnose- und Condition Monitoring-Systemen. Fällt einmal ein Sensor aus, kann er dank IO-Link schnell ausgetauscht und parametriert werden. Möglich macht das die Kommunikation zwischen der IO-Link-Schnittstelle des Sensors, die die Gerätedaten an den IO-Link-Master übermittelt. All diese Aspekte waren auch Oro de Cacao bei der Schaffung ihrer neuen Schokoladenfabrik wichtig, denn während der Produktion darf möglichst nichts schiefgehen. Neben dem Produktionsausfall könnten Störungen auch die Qualität der Schokoladen beeinträchtigen.

Die Nutzung von IO-Link sorgt für grosse Transparenz im Prozess.

Die Bandbreite an in der Fabrik verbauten Sensoren ist gross. «Wir nutzen hier viel Sensorik, von Drucksensoren über Leitfähigkeitssensoren bis hin zu selbstkalibrierenden Temperatursensoren», erläutert Steiner. Er profitiert in der Fabrik von der Kompatibilität der ifm-Produkte. Zur Leitfähigkeitsmessung nutzt Oro de Cacao den LDL220-Sensor, ergänzt wird er durch die Temperaturtransmitter TCC501 und TCC201 sowie die Drucksensoren PI2794 und PG2794. Die Vorteile der Nutzung von Sensoren auf IO-Link-Basis sind für Oro de Cacao zahlreich: «Zum einen erhalten wir einen guten Überblick über die gesamte Anlage», sagt Martin Steiner. Mit wenigen Klicks sind relevante Prozessinformationen erfasst. Zudem unterstützen die Sensoren in der für die Schokoladenherstellung so wichtigen Qualitätsprüfung, die bereits während der Produktion stattfindet. Die vom Unternehmen verbauten selbstkalibrierenden Temperatursensoren übernehmen automatisch einen Teil der Überprüfungsarbeit, sodass die Mitarbeiter vor Ort entlastet werden.

Am Computer können die relevanten Parameter in Echtzeit nachvollzogen werden.

Parametrierung über einen zentralen Server

Ganz besonders von IO-Link hat Oro de Cacao dadurch profitiert, dass die Parametriersoftware moneo|configure über einen zentralen Server mit den einzelnen IO-Link-Mastern und den verbauten Sensoren verbunden werden kann. Das Programm ist Teil der in der Industrie etablierten moneo-Plattform von ifm, mit der das Unternehmen die IT-Welt mit der OT-Welt zusammenbringt. Das erlaubt die einfache Analyse der in den Produktionsanlagen gewonnenen Sensordaten. In modernen Fabrikhallen ist der richtige Umgang mit vielen Daten immens wichtig für den weiteren Unternehmenserfolg. Mit moneo nutzen Firmen diese Daten, um nachhaltige Unternehmensentscheidungen zu treffen.

Die moneo-Plattform ist modular aufgebaut und ermöglicht damit einen hohen Grad an Individualisierbarkeit und Flexibilität. Ausgehend von der Basissoftware bietet ifm unter anderem Applikationen für die Zustandsüberwachung oder zur KI-basierten Datenauswertung und Mustererkennung an. Für Oro de Cacao ist in der Praxis vor allem das Modul moneo|configure zur Parametrierung von IO-Link-Sensoren relevant. Die Software erlaubt es, schnell und einfach die richtigen Einstellungen vorzunehmen, die Installation von neuen Geräten wird dadurch signifikant vereinfacht. Mit nur einer Plattform können sämtliche Sensoren in der Produktion parametriert werden. Das Modul ist mit intelligenter Technologie ausgestattet, sodass IO-Link-Geräte im Fabrikumfeld automatisch erkannt werden. Die Software ist so aufgebaut, dass sie intuitiv und ohne besondere Schulung zu bedienen ist. «Über moneo|configure haben wir den direkten Zugriff auf die einzelnen Sensoren und IO-Link-Master, um Zusatzinformationen auszulesen», weiss Martin Steiner. Diese direkte Verbindung erspart Anwendern den Umweg über die SPS, wie es bei herkömmlichen Systemen der Fall ist. Auch die selbstkalibrierende Temperaturerfassung wird dadurch überhaupt erst möglich. Der Schokoladenhersteller schafft es damit, einen grossen Teil der Inspektionsarbeiten zu minimieren.

Eine Lösung, die überzeugt

Martin Steiner ist mit der Entscheidung für IO-Link und die ifm-Komponenten voll zufrieden. Das liegt auch an der guten Betreuung durch den schweizerischen ifm-Standort bei der Umsetzung des Projekts. «Die Zusammenarbeit empfand ich als sehr professionell», so Steiner. Das Risiko von Beginn hat sich ausgezahlt, Oro de Cacao hat in Freienbach eine hochmoderne Fabrik mit effizienter und zuverlässiger Technik realisiert. Dabei hat sich das Unternehmen neben der eigenen Expertise auch auf die Erfahrung von ifm verlassen können. «Mit ifm zusammen haben wir für jedes vorstellbare Problem die passende Lösung gefunden», ist sich Martin Steiner sicher.

Nachhaltigkeit im Labor: Neue technische Entwicklungen erhöhen die «good vibrations» bei der Routineanalytik

Einleitung

Die NIR-Spektroskopie misst in Sekundenschnelle, zerstörungsfrei und ohne zusätzlichen Chemikalienverbrauch. Mehrere Parameter und einige physikalische Eigenschaften können gleichzeitig bestimmt werden. Die Methode ist einfach in der Routineanwendung und kann von angelerntem Personal im Schichtbetrieb genutzt werden.

Herausforderung

NIR ist eine seit Jahrzehnten etablierte Methode, hat aber den Ruf, für neue Anwendungen hohe Investitionen zu benötigen. NIR-Spektren müssen mit Primärmethoden korreliert werden, um mathematische Modelle zu erstellen, die Aussagen über molekulare Informationen ermöglichen.

Es ist einfacher geworden

Fertige Kalibriermodelle (Precalibrations) machen NIR-Systeme zu «Plug-and-Play»-Lösungen. Moderne Algorithmen ermöglichen den einfachen Modelltransfer zwischen alten und neuen Geräten. Auch die Erstellung neuer Modelle wurde durch die automatische Verknüpfung mit Primärmethoden stark vereinfacht.

NIR ist nicht nur für die Routineanwendung, sondern auch für die Modellentwicklung deutlich benutzerfreundlicher geworden.

Speiseöle etwa können mit NIR-Spektroskopie effizient auf Jodzahl, freie Fettsäuren (FFA), Brechungsindex und Fettsäurezusammensetzung untersucht werden. Herkömmliche Methoden wie Titration und Gaschromatographie sind aufwendig und kostenintensiv. Mit dem «OMNIS NIR Analyzer Liquid» lassen sich diese Parameter gleichzeitig und ohne Probenvorbereitung messen. Dafür wurden im Vorfeld über 1000 Proben verschiedener Öle im Transmissionsmodus (1000–2250 nm) bei 40 °C analysiert.

Mit NIRS lassen sich acht Ölqualitätsparameter gleichzeitig messen. Die Bestimmungsmodelle zeigen hohe Korrelationen (R² > 0,94) mit Standardmethoden wie Gaschromatographie. 25 % der Spektren wurden zur Validierung, 75 % zur Kalibrierung herangezogen.

Für die 8 genannten Qualitätsparameter ergeben sich sehr gute Modelle, die mit nur einer Messung gleichzeitig und in Sekundenschnelle bestimmt werden.

Die Analyse spart etwa zwei Stunden im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie Brechzahlmessung, Titration und Gaschromatographie. Sie reduziert auch den Einsatz von Verbrauchsmaterialien wie Säulen und Chemikalien und die damit verbundenen Entsorgungskosten.

Korrelationsdiagramm der mit NIR gemessenen und der mittels Gaschromatographie ermittelten Referenzwerte.

Die NIR-Spektroskopie ist damit nicht nur umweltfreundlich, sondern auch kosteneffizient.

Seit 1969 planen, konstruieren und bauen wir für unsere Kunden Prozessanlagen, Tanks und Spezialmaschinen nach Mass. Ob Hersteller von Nahrungsmitteln, Getränken, Medikamenten, Chemikalien oder auch Forschungsanstalten und Ingenieurschulen: Wir stehen seit Jahrzehnten für die Erfolge unserer Kunden Pate. Gemeinsam mit unseren Schwesterfirmen MTS Prozesstechnik AG in Speicher/Appenzell und Sinox srl in Domodossola/Italien gehören wir zur CPD Holding AG.

Know-how, Innovationskraft und lösungsorientiertes Denken sind ebenso wichtig wie Nachhaltigkeit und Verantwortung. Dabei setzen wir vor allem auf Eigenleistung. So verfügen wir über eine Engineering- und Konstruktionsabteilung, wodurch wir unsere Kunden beraten und unterstützen können. Die gesamte Fertigungstiefe und die Schweizertreue inkl. der Zertifizierung nach ISO 3834 ermöglichen die Umsetzung der komplexesten Anlagenkomponenten oder Module, inklusive Tests in unserem Prüffeld. Die eigenen Montageteams sind in der Lage, die vorgefertigten Anlagenteile zu integrieren, sie können die Anlagen auch in Betrieb nehmen oder optimal warten.

Als eigenständiges Familienunternehmen in der zweiten Generation planen wir angstfrei und beraten uns auf allen Ebenen. Die nachfolgenden Zeilen sollen Ihnen einen Einblick in unser Schaffen geben.

Engineering – Von der Idee zur Turn-Key-Anlage

Dank jahrelanger Erfahrung in der Prozesstechnik sind wir in der Lage, Prozesse mit dem Kunden zu entwickeln oder bestehende Prozesse zu untersuchen, zu optimieren und weiterzuentwickeln. Die Art der Zusammenarbeit und die Schwerpunkte werden jeweils mit dem Kunden individuell definiert. Dies kann das Ausarbeiten der Idee sein, die Beschreibung einer ganzen Produktion oder die Vor-Ort-Planung einer neuen Prozessintegration. Bei grösseren Unternehmungen unterstützen wir gerne auch bei der Koordination der Gesamtplanung, zum Beispiel mit der Verarbeitung von 3D-Daten inklusive Kollisionsprüfung. In einem Neubauprojekt können die Leistungen vom Bau, Innenausbau und Prozessanlagen autonom oder abgestimmt werden und Prozesswege bereits virtuell geprüft werden, noch bevor der erste Spatenstich getan wurde.

Wenn Sie Fragen haben, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren.

Modulbau – Punktgenaues Wachstum durch extern erstellte Module

Der Einsatz von Modulen (Skids) ist ideal, um bestehende Anlagen zu ergänzen oder eine neue Anlage in einzelnen Bauabschnitten zu erstellen. Ein wesentlicher Vorteil des Modulbaus ist, dass das komplette Element bei uns in der Fertigung verdrahtet und nach Bedarf verkabelt werden kann, sodass sich die Montage in Ihrem Unternehmen auf die reine Installation beschränkt.

Dies erhöht die Flexibilität der kompletten Produktionslinien, minimiert mögliche Störungen des Produktionsablaufs und reduziert signifikant die Montagekosten.

Wir bieten Skids für folgende Prozesse:

– Hygiene

– Filtration

– Ventilation

– CIP

– Sterilisation

Tanks für alles!

Zusätzlich zu den Tanks, die wir für unsere Prozessanlagen benötigen, fertigen wir auch Tanklösungen, die entweder direkt von unseren erfahrenen Montageteams oder von unseren Kunden selbst angebaut werden. Seit 1991 geniesst unser eigenes Tankwerk in Norditalien, welches exklusiv für uns fertigt, einen ausgezeichneten Ruf für den Bau von Druckbehältern.

Ein moderner Maschinenpark und der hohe Automatisierungsgrad ermöglichen es uns, Behälter ganz nach den spezifischen Erfordernissen unserer Kunden zu bauen.

– Steriltanks/Drucktanks

– Mischtanks

– Fermentationstanks

– CIP-Tanks

– Gefahrguttanks

– Kühlbehälter

– Spezialbehälter

– Pharmatanks

ruvastar® – Ein Star, der alle rührt

Die Anlagenbau AG ist exklusiv in der Lage, Rührsysteme anzubieten. Das beinhaltet nicht nur Rührwerke, sondern auch den dazu passenden Behälter. So sind Sie sicher, für Ihre Rühraufgaben den richtigen Partner gewählt zu haben.

Nebst konventionellen Propeller-, Anker- und Gatterrührwerken bietet die Anlagenbau AG die einzigartigen Hohlkörperrührwerke «ruvastar®» an. Diese Rührwerke ermöglichen schonendes Mischen und Homogenisieren, ohne das Produkt zu zerstören oder ihm Luft beizumischen. Daher feiert diese Art von Rührwerk gerade in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie grosse Erfolge.

– ruvastar®

– Spezialrührsysteme nach Kundenwunsch

– Ankerrührwerke

– Schrägblattrührwerke

– Propellerrührwerke

– Magnetrührwerke

Montagearbeiten: überall für Sie vor Ort

Hauptsächlich montieren unsere Montageteams Anlagen aus unserer eigenen Fertigung. Sie können aber auch für Rohrleitungsmontagen, Umzüge von Anlagen etc. eingesetzt werden:

– Rohrleitungssysteme

– Montageplanung

– Regiemontagen

Service: Unterhalt für die gesamte Produktion

Unsere Kundschaft schätzt unsere Serviceteams, die sowohl Unterhaltsarbeiten an von uns gelieferten Anlagen ausführen als auch für Instandhaltungsarbeiten an anderen Prozessanlagen eingesetzt werden können:

– Reparaturen

– Inbetriebnahme

– Koordination, Integration

Wir haben, was Sie brauchen

Wir führen ein breites Sortiment an Armaturen, Ventilen und Fittingen sowohl in AISI 304L als auch in AISI 316L:

– Tankausrüstung

– Ersatzteile

– Fittinge, Armaturen, Pumpen

– Halbfabrikate

– Lagerung