Improving Product Level Sensing in Filling Tubes

Abstract

This thesis examines the possibility to improve the product level sensing in one of Tetra Pak’s filling machines, because the current solution does not detect this with the desirable precision, as well as measuring range. Today, a magnetic float is used together with 16 separate capacitive sensors. The issue with this is that packages get rejected due to a faulty amount of product. This occurs because of two factors, one being that the precision is too low, due to an insufficient amount of sensors, and because a device floating on the liquid’s surface is used to measure the product level, and its position does not always correspond to the actual level.
The methods include researching currently used measuring techniques, determining which of them that are adaptable in the context, ascertaining the needs and requirements of a well-suitable solution in a hygienic food industry environment, and testing the suggested new measuring technique.
The results showed that using a magnetic position sensor with a float was a suitable solution, if it is combined with a cover, as the sensor needs to be protected from the strong detergents used to clean the filling machines. Though, adaptations of the sensor calibration and cable are needed to fulfil the requirements.
The advantages of the new solution are that it gives a very high resolution and that the whole range of the filling tube can be measured. The major disadvantage is that there is still a need for a float, which requires frequent cleaning to obtain a high hygiene standard and can give incorrect signals due to oscillation.

Abstract (Swedish)

Detta examensarbete undersöker möjligheten att förbättra produktnivåmätningen i en av Tetra Paks fyllnadsmaskiner, eftersom den nuvarande lösningen inte detekterar den med den önskvärda precisionen, samt mätområde. Idag används en magnetisk flottör tillsammans med 16 separata kapacitiva sensorer. Problemet med detta är att förpackningar blir avvisade på grund av en felaktig mängd produkt. Detta sker på grund av två faktorer, den ena är att precisionen är för låg, på grund av en otillräcklig mängd sensorer, och eftersom en anordning flytandes på vätskans yta används för att mäta produktnivån, och dess position motsvarar inte alltid den faktiska nivån. Till metoderna hör att undersöka nuvarande använda nivåmätningstekniker, avgöra vilka av dem som är anpassningsbara i kontexten, säkerhetsställa uppfyllnad av behoven och kraven i en lösning väl anpassad till en hygienisk livsmedelsindustrimiljö, och testning av den nya föreslagna mättekniken.
Resultaten visade att avvändandet av en magnetisk positioneringssensor med en flottör vad en passande lösning, om den är kombinerad med ett skydd, eftersom sensorn behöver vara skyddad från de starka medlen som används för att rengöra fyllnadsmaskinerna. Dock behövs anpassningar av sensorns kalibrering och kabeln göras för att uppnå kraven.
Fördelarna med den nya lösningen är att den ger en väldigt hög upplösning och att hela räckvidden på fyllnadsröret kan mätas. De främsta nackdelarna är att det fortfarande finns ett behov av en flottör, vilket kräver frekvent rengöring för att uppnå en hög hygienstandard, och kan även ge inkorrekta signaler på grund av oscillation.

• author: Schrewelius, Hannah
• supervisor: Anders Warell
• organization: Innovation
• course: MMKM05 20231
• year: 2023
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: level sensing, hygienic design, manufacturing, product development
• language: English
• id: 9125266
• date added to LUP: 2023-06-21 10:32:23
• date last changed: 2023-06-21 10:32:23