MSR > Sensoriklösungen für Brauereien

Sensoriklösungen für Brauereien

Alles unter Kontrolle

von Dipl.-Ing. Rainer Scholz

Der technische Fortschritt in der Brauerei- und Getränke­industrie erfordert immer wieder neue ­Lösungen für vielfältige Mess-auf­gaben. Neben dem Füllstand stehen dabei vor allem Druck- und ­Temperaturmessung im ­Vordergrund. Labom bietet eine Reihe von Sensoriklösungen an, die sich ­speziell für Brauereien eignet.

Kegs: praktisch und steril

Zylindrische Mehrwegfässer aus Edelstahl, sogenannte Kegs, wurden speziell für das industrielle Befüllen und die keimfreie ­Lagerung von Getränken entwickelt. Auf der Oberseite in der Mitte sitzt ein Ventil, der sogenannte Keg-Kopf. Auf diesem kann ein passender Zapfkopf angebracht werden, der Treibgas (in der Regel Kohlen­dioxid) aus einem externen Behältnis zuführt und den Inhalt zur Zapfanlage abführt. Der Zapfkopf schließt das Keg dicht ab, wodurch der Fassanstich und der Transport bis ins Glas nahezu keimfrei möglich sind. Das Treibgas erzeugt einen Überdruck im Keg, der Inhalt wird beim Öffnen des Zapfhahns durch ein Rohr im Inneren des Kegs ­herausgedrückt. Wird der Zapfkopf abgenommen, verschließt das Ventil das Keg luftdicht. Nach der äußeren Reinigung wird das Keg mehrfach mit 85°C heißem Betriebswasser gespült und anschließend mit 130°C heißem Wasserdampf zwecks Sterilisation ausgeblasen. Daraufhin wird die Dichtigkeit geprüft. Um das Keg von der Dampf­behandlung abzukühlen und einem Aufschäumen des Inhalts beim Abfüllen vorzubeugen, wird es mit Kohlendioxid ­unter Überdruck gesetzt und letztlich gefüllt.

Das richtige Maß an Druck

Durch das Ventilsystem kann die Befüllung beim Getränkehersteller vollautomatisch vorgenommen werden. Damit das Verfahren reibungslos funktioniert, muss der ­Prozessdruck ständig kontrolliert werden. Sowohl für die Messung des Drucks in der Prozessleitung als auch für die Erfassung des Fassinnendrucks sind die Labom-Druckmessumformer der Baureihe Compact besonders geeignet. Da es regional bedingt zu unterschiedlichen Konzentra­tionen von Chloriden im Betriebswasser kommt und eine erhöhte Konzentration selbst höherwertige Edelstähle im Bereich von Schweißnähten korrodieren lässt, ist die Schweißnaht der Prozessmembrane konstruktiv so gelegt, dass keine Berührung durch den Messstoff stattfindet. Durch den Membranwerkstoff Hastelloy C276 wird überdies bessere Beständigkeit gegenüber Chloriden gewährleistet.

Eine große deutsche Brauerei setzt für die Drucküberwachung in der Keg-Abfüllung beispielsweise Druckmessumformer CE61 mit frontbündigem Gewindeanschluss aus der Compact-Reihe ein. Die Geräte umfassen die Messbereiche 0…250 mbar bis 0…100 bar und –1…0 bis –1…15 bar mit einer Genauigkeit < 0,2Prozent. Das Gehäuse der Schutzart IP 65 und die messstoffberührten Teile sind aus Edelstahl. Das nach den EHEDG-Empfehlungen für ­hygienegerechte Konstruktion entwickelte Messgerät ist für eine Prozesstemperatur bis 200°C ausgelegt.

Kontinuierliche Temperaturkontrolle

Bei der Reinigung der Kegs muss vor allem gewährleistet werden, dass Betriebswasser und Wasserdampf eine ausreichend hohe Temperatur haben. Die Temperaturmessung in Tanks oder Rohrleitungen ist zur Sicherstellung der Qualität von Bier und ­anderen Getränken an vielen Stellen ein zentraler Prozessparameter. Um bei der ­Produktion von Bier eine gleichbleibend hohe, mikrobiologisch einwandfreie Qualität zu erreichen, sind nicht nur die Einhaltung der Hygienevorschriften und eine hohe Messgenauigkeit gefordert. Je nachdem, an welcher Stelle im Prozess das Messgerät ­eingesetzt werden soll und wie viele Messstellen benötigt werden, ergeben sich ­jeweils individuelle Anforderungen an die leichte und flexible Montage und nicht ­zuletzt an den Preis.

Aufgrund jahrzehntelanger Zusammenarbeit mit Kunden aus der Brauerei- und Getränkeindustrie hat sich Labom nicht nur auf die Entwicklung kundenspezifischer Lösungen für dieses Umfeld spezialisiert. Auch in ­Serien­produkte wie etwa die schnell­ansprechenden hygieni­schen ­Widerstandsthermometer MiniTherm fließt das Wissen um die Anforderungen der Branche ein. So verbinden die MiniTherm-Geräte eine hohe Messgenauigkeit mit einer kompakten Bauform, die sie in unterschiedlichsten hygienischen Anwendungen flexibel einsetzbar macht. Sie eignen sich für Prozesstemperaturen bis 200°C und sind mit einem ­Pt100-Ausgangssignal in 3-Leiter-Schaltung oder einem Ausgangs­signal von 4…20mA in 2-Leiter­schaltung verfügbar.

Praktische Vorteile bei der Temperaturüberwachung und Prozesssteuerung im Sterilbereich der Getränke- und Nahrungsmittelproduktion bieten auch Laboms Widerstandsthermometer in Clamp-on-Technik. Sie lassen sich mittels eines variablen Spannbandes oder durch Manschetten in diversen Größen an unterschiedliche Rohrdurchmesser ­anpassen und messen die Prozesstemperatur ohne Mess­stoff berührung.

Zudem hat Labom ein Druckmessgerät mit integrierter Temperaturmessung entwickelt. Dieses steht inzwischen als totraumfreies Serienprodukt Compact CE 6800 auch Anwendern aus der Brauindustrie zur Verfügung steht. Ein drehbarer Einschraubzapfen ermöglicht die individuelle Positionierung des Gerätekopfes, bevor das System dann endgültig festgeschraubt wird. Zudem wird nur ein Prozessanschluss benötigt.

Ein weiteres Verfahren, das Labom zur Überwachung von Temperaturmessstellen anbietet, ist die InProcess Kalibrierung. Die Temperaturmessgeräte können kalibriert werden, indem ein Pt100-Referenzsensor in ein Mantelrohr eingeführt wird, das parallel zum fest eingebauten ­Pt100-Sensor innerhalb des Mess­einsatzes verläuft. Da beide Temperatursensoren sehr dicht ­nebeneinander positioniert sind, werden sie von der Prozess­wärme gleichartig erwärmt. Dies ­erlaubt Zeit- und Kostenersparnisse gegenüber herkömmlichen Kalibrierverfahren, bei denen der Prozess unterbrochen werden muss und teilweise auch die Messgeräte ausgebaut werden müssen. Die In-Process Kalibrierung ist nicht nur mit invasiven Temperaturmessgeräten möglich, sondern auch mit der Clamp-on-Produktfamilie.

Bild: © istockphoto.com|flubydust