Automatisierung

Das Meer im Container

02.11.2022 - Mess- und Regeltechnik sorgt für beste Lebens­bedingungen für Meeresfisch im Seawater Cube

Pro Kopf werden in Deutschland im Jahr durchschnittlich 14 Kilogramm Fisch konsumiert. Doch legt in Meeren gefangener Fisch teilweise beträchtliche Strecken zurück, bis er auf unseren Tellern landet. Doch es geht auch ökologisch und ökonomisch sinn­voller. Ein junges Unternehmen zeigt, wie es die Versorgung mit Meeresfisch mit einem neuartigen Konzept sicherstellen möchte. 

Meeresfisch ohne Meer – und das auch noch in Containern? Realisiert hat dieses Projekt eine Gruppe junger Unternehmer in Saarbrücken als Ausgründung der Hochschule für Technik und Wissenschaften des Saarlandes. Das Unternehmen Seawater Cubes hat eine kompakte Fischzuchtanlage entwickelt, die in recycelten Schiffscontainern untergebracht ist und mit der Landwirte, Gastronomen, Lebensmittelhändler oder private Fischliebhaber im Inland Meeresfisch züchten können.

Dabei kommt auch Mess- und Regeltechnik von Jumo zum Einsatz. Bei dem Bau des Seawater Cube werden ausrangierte Schiffscontainer nach einer umfassenden Aufbereitung der Wiederverwertung zugeführt. Innerhalb der Anlage sind alle Betriebsabläufe auf maximale Energieersparnis ausgelegt. Auf 100 Quadratmetern Fläche können in einem Seawater Cube pro Jahr bis zu sieben Tonnen Seefisch aufgezogen werden. Der Cube wird in drei miteinander verbundene Schiffscontainer integriert. Dieses Konzept ist modular und flexibel reproduzierbar.

Wasserdaten in Echtzeit 

Mit einem innovativen Automatisierungskonzept übernimmt der Seawater Cube alle Steuerungs- und Überwachungsaufgaben und sorgt dafür, dass die gewünschten Prozessparameter sichergestellt sind. Die Automatisierung ermöglicht einen nahezu unbeobachteten Anlagenbetrieb und reduziert den Arbeitsaufwand für den Anlagenbetreiber auf durchschnittlich eineinhalb Stunden am Tag. Zudem ist der Cube in eine firmeneigene Cloud eingebunden. Damit stehen dem Unternehmen alle Daten in Echtzeit zur Verfügung und Anwender können in ihrem Produktionsprozess optimal unterstützt werden. 

Kontrollierte Wasserqualität

Grundlage für das Wasser im Cube ist zunächst normales Leitungswasser. Dieses wird mit einer speziellen Mineralmischung, die dem Meer nachempfunden ist, aufgesalzen. Die Kreislaufpumpe führt das Wasser drei Mal pro Stunde durch die Filtereinheiten, sodass alle anfallenden Reststoffe rückstandslos entfernt werden. Der Seawater Cube umfasst neben dem Produktionsbecken mehrere physikalische und biologische Filterstufen. Die Filtertechnik ist so optimiert, dass täglich nur weniger als ein Prozent des Prozesswassers ersetzt werden muss.

Im Seawater Cube müssen die Leitfähigkeit, die Temperatur und der Sauerstoffgehalt konstant überwacht werden, um die hohe Qualität des Endprodukts sicherstellen zu können. In der Vergangenheit brachte eine solche Anlage stets einen erheblichen Aufwand für die Verkabelung und Inbetriebnahme mit sich. Von jedem Sensor muss ein spezielles Koaxialkabel mit besonderem Aufbau der Isolierung zu einem heutzutage digitalen Messumformer geführt werden. Dieser dient in der Regel als Anzeige- und Regelgerät für Chemiedosierungen oder wandelt das Sensorsignal (mV) in ein industrielles Normsignal (z. B. 0(4) bis 20 mA) um. Dieses wird dann auf weiterführende Geräte wie Schreiber oder Leitwarten/SPS geführt. Die Messumformer dienen untern anderem dazu, die regelmäßig notwendigen Kalibrierungen am Messort durchzuführen. 

Auf dem Weg zu Industrie 4.0 müssen auch diese klassischen Flüssigkeitsmessungen auf den Prüfstand. Die Digitalisierung und Parameterspeicherung eines Sensors in einem mehrere Meter entfernten Messumformer kann noch optimiert werden. Bringt man einen Teil der Digitalisierungselektronik näher an den Sensor, ist wieder ein Wegstück des Durchgriffes vom Datennetz bis zum Sensor/Aktor geschafft. 

Der große Trend ist deshalb, die Digitalisierung der Sensorsignale nicht erst in einem Mess- oder Regelgerät vorzunehmen, sondern diese so nahe wie möglich an das analoge Sensorelement heranzubringen. Signalveränderungen oder Störungen auf dem Weg vom Sensor zum nachgeschalteten Messgerät können somit weiter minimiert oder gar komplett verhindert werden. Durch die Integration von Mikroprozessoren in den Sensor wurden aus den analogen Messaufnehmern sogenannte smarte Sensoren, die ihre wichtigsten Kenndaten immer bei sich tragen.

Smarte Sensoren kontrollieren Wasserqualität 

Im Seawater Cube werden solche smarten Sensoren verwendet. Um die Wasserqualität zu kontrollieren, werden für die Flüssigkeitsanalyse das modulare Mehrkanalmessgerät Jumo Aquis touch sowie zur Messung der Leitfähigkeit, Temperatur und des Sauerstoffgehalts die Jumo-DigiLine-Sensoren eingesetzt. Jumo DigiLine ist ein busfähiges Anschlusssystem für digitale Sensoren, das den Aufbau intelligenter Sensornetzwerke ermöglicht. Alle wichtigen Messparameter der Flüssigkeitsanalyse können mit diesem System gemessen und verarbeitet werden. 

Neu ist auch die zum System gehörende DSM-Software (Digital Sensor Management). Die notwendige Parametrierung und die Kali­brierung der pH-Sonde kann im Labor mithilfe eines PCs oder Laptops, einem USB-Schnittstellenwandler und der Jumo-DigiLine-Software durchgeführt werden. Kalibrierdaten und die Bewertung des Sensorzustandes sind direkt im Sensor gespeichert und ermöglichen eine lückenlose Dokumentation über den gesamten Lebenszyklus. Vorkalibrierte Sensoren können per Plug & Play installiert werden.

Fällt am Bus ein Sensor aus, funktionieren die restlichen weiter. Auch so kann eine Erhöhung der Verfügbarkeit einer Anlage sichergestellt werden. Durch die digitalisierten Sensorsignale ist eine höchst störungsunempfindliche Messwertübertragung sichergestellt. Für die Integration in Altanlagen können die Jumo-DigiLine-Sensoren auch mit Ausgangssignal 4 bis 20 mA geliefert werden. 

Zudem nutzt das Seawater-System Jumo-TecLine-Sensoren zur Messung des Chlordioxid- und Ozongehalts. Mithilfe des Seawater Cube kann Seefisch so auch regional angeboten werden. Lange Transportwege von den Küsten zum Verbraucher werden vermieden und die natürlichen Bestände geschont. Die Fische sind keinem Stress ausgesetzt und auf Medikamente, die in herkömmlichen Aquakulturen oft nötig sind, kann komplett verzichtet werden.

Autor
Michael Brosig, Pressesprecher 
 

Kontakt

Jumo GmbH & Co. KG

Moritz-Juchheim-Straße 1
36039 Fulda
Deutschland

+49 661 6003 0

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