Das Brauereigewerbe war in den letzten Jahren einem rasanten Wandel unterworfen, die technologischen Möglichkeiten und die hygienischen Anforderungen sind permanent gestiegen. Bereits in den 1960er Jahren wurden Holzfässer durch moderne Aluminiumfässer ersetzt, deren Reinigung besondere Herausforderungen mit sich bringt.

Moderne CIP-Reinigung bei der Lauterbacher Burgbrauerei

Auch die hessische Lauterbacher Burgbrauerei, die zu den ältesten Privatbrauereien Deutschlands zählt, hat diesen Wandel mitgemacht. Heute ist die Brauerei ein erfolgreiches mittelständisches Unternehmen, das in den vergangenen Jahrzehnten den Bier-Absatz stetig steigerte. Als Reaktion auf das Wachstum investierten die Unternehmensinhaber in neue Anlagen, so dass die Burgbrauerei auch über moderne Abfüll- und Reinigungssysteme verfügt.

Die heutigen Bierfässer sind fast durchgängig mit KEG Anschlüssen ausgestattet. Dieses Adaptersystem ist einfach zu handhaben und entspricht den heutigen Anforderungen, die an einen lebensmittelgeeigneten Anschluss gestellt werden. Doch nicht nur das Fassinnenleben, auch die Rohrleitung, in der das Bier zum Fass fließt, muss keimfrei gehalten werden. Diese Keimfreiheit kann nur durch einen entsprechenden CIP-Reinigungsprozess erreicht werden. Dieser Vorgang ist mittlerweile so weit automatisiert, dass der Anlagenbediener nur noch den Reinigungsprozess überwachen muss ohne steuernd einzugreifen.

Moderne Reinigungsanlagen in Großbrauereien haben einen Stundendurchsatz von mehr als tausend Fässern. Für kleinere Brauereien, die regional arbeiten, wären die Unterhalts- und Betriebskosten dieser großen Anlagen schnell zu hoch. In diesen, meist im Privatbesitz befindlichen Brauereien, finden sich häufig Reinigungsanlagen mit mittleren Durchlaufkapazitäten von 100 bis zu 300 Fässern pro Stunde.

Aquis Touch P

In der Lauterbacher Burgbrauerei fiel nach mehreren Betriebsjahren die Messeinheit für die Leitfähigkeits- und Konzentrationsmessung der Reinigungsflüssigkeit in der Fassreinigungsanlage aus. Ein Ersatz für das defekte Gerät oder Ersatzteile dafür konnten nicht mehr auf dem Markt beschafft werden, eine Reparatur war deshalb nicht möglich. Da verschiedene Jumo-Produkte bereits seit Langem in der Brauerei verwendet werden, war es naheliegend, beim Fuldaer Spezialisten für Mess- und Regeltechnik nach einer Lösung zu suchen. Als geeignetes Gerät kristallisierte sich der neue Aquis Touch P heraus. Die multifunktionale Regler- und Registriereinheit übernahm fortan die Aufgaben des defekten Geräts. Wichtig für den korrekten Betrieb der Anlage ist die richtige Laugen- und Säurekonzentrationseinstellung während des Reinigungsprozesses. Nur so kann eine effektive keimfreie und hygienisch einwandfreie Reinigungswirkung erzielt werden.

Aufgrund des Ablaufs des SPS-gesteuerten Reinigungsprogrammes werden bis zu drei verschiedene Medien zum Reinigen der Fässer verwendet. Eingesetzt werden Wasser sowie Natronlauge und Salpetersäure in unterschiedlichen Konzentrationen. Im Zusammenspiel der drei Medien ist der effiziente und optimale Chemikalieneinsatz gefragt. Daher ist es umso wichtiger, Messtechnik einzusetzen, die ein hohes Maß an Genauigkeit und ein möglichst schnelles Ansprechverhalten mit sich bringt. Genau das kann der neue Multiparameter-Mehrkanalregler von Jumo leisten.

Der Aquis Touch P ist ein Schalttafelgerät, das sich in  Normausschnitten von 96 mm mal 96 mm einsetzen lässt. Das Gerät besitzt zwei Analyseeingänge und kann weitere fünf Normsignalwerte aufnehmen. Natürlich verfügt das Gerät auch über verschiedene Binärsignal Ein- und Ausgänge, sowie zusätzliche Normsignalausgänge. Durch den modularen Aufbau können bei Bedarf bis zu 17 Messgrößen gleichzeitig erfasst und verarbeitet werden, bis zu zehn Schaltausgänge sind frei konfigurierbar als Regler-, Grenzwert- oder Alarmausgang. Es lassen sich bis zu vier unabhängige Regelkreise einrichten. Besonders nützlich für die Getränkeindustrie sind die umschaltbaren Leitfähigkeits-Messbereiche für CIP/SIP-Anlagen.

Einzigartiger Funktionsumfang

Eine weitere Besonderheit dieser kompakten Gerätevariante ist die vierfach Temperaturkompensation (Tk) für die elektrolytische Leitfähigkeits-/Konzentrationsmessung für induktive und konduktive Messungen und die Touchbedienung. Dazu kommt eine Bildschirmschreiberfunktion. Diesen kompletten Funktionsumfang konnten die Verantwortlichen der Lauterbacher Burgbrauerei bei keinem anderen Produkt auf dem Markt finden.

Neue Leitfähigkeits-Messzelle

Um das neue Gerät in die Steuerung integrieren zu können, mussten zunächst kleinere Umverdrahtungsmaßnahmen durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang wurde auch die alte, induktive Leitfähigkeits-Messzelle durch eine neue, hygienische mit PEEK-Material (Poly-Ether-Ether-Keton) ummantelte Messzelle aus dem umfangreichen Jumo Messzellenprogramm ersetzt. Nachdem die Umbaumaßnahmen durchgeführt waren, konnte mit der Einbindung der neuen Messeinrichtung in den Steuerungsablauf begonnen werden.

Parametrierung und Konfiguration

Das über einen Programmschalter vorgewählte Reinigungsprogramm sieht verschiedene Reinigungsstufen vor. So z. B. „Spülen – alkalisch Reinigen– Spülen – sauer Reinigen – Spülen“. Um sauber arbeiten zu können und genaue Messwerte zu erhalten, ist es unerlässlich, die entsprechenden Tk-Werte der zum Einsatz kommenden Medien zu berücksichtigen. Da die Reinigungsmedien mit Reinigungszusätzen versehen sind, mussten die üblichen Temperaturkoeffizienten der einzelnen Chemikalien zunächst über eine labortechnisch durchgeführte Titration ausgemessen werden. Danach konnte mit der Einstellung des Jumo Aquis Touch begonnen werden.

Die Parametrierung und Konfiguration des Gerätes wurde zunächst über die Setup-Software an einem Laptop vorgenommen. Danach konnte der erste Probelauf gestartet werden. Nachdem die Mediumstemperatur und die Leitfähigkeit die zuvor eingegebenen Sollwerte erreicht hatten, wurde über ein Binärsignal das Zeitprogramm in der SPS gestartet. Dieses wiederholte sich bis zum letzten Spülgang. Nach einem ersten Durchlauf, der bereits gute Ergebnisse brachte, wurden noch kleinere Anpassungen direkt am Gerät vorgenommen. Dank des großen resistiven Touchscreens kann der Bildschirm auch mit Schutzhandschuhen bedient werden.

Visualisierung der Anlage

Das Display ermöglicht weiterhin die Visualisierung der Anlage über ein individuell erstellbares grafisches Prozessbild. In der Lauterbacher Brauerei wurde die Anzeige so gestaltet, dass der Anlagenbediener jeweils einen Überblick über den gerade gefahrenen Programmschritt erhält. Damit im Bedarfsfall auch manuell in die Anlage eingegriffen werden kann, wurde eine Zugriffsberechtigung eingerichtet, um die Vorgabewerte zur Mindestkonzentration der Reinigungsmittel anpassen zu können.

Bildschirmschreiber

Als weitere Besonderheit in seiner Klasse verfügt der Aquis Touch P über einen vollwertigen Bildschirmschreiber, mit dem bis zu acht analoge Signale und bis zu sechs binäre Schaltzustände (in zwei Gruppen) gleichzeitig registriert werden können. Diese Funktion kann der Anwender über einen Button im Display aufrufen und die registrierten Werte direkt auf dem Screen ausgeben lassen. Ausgelesen werden die manipulationsgeschützten Werte über die USB-Schnittstelle oder über die vorhandene Ethernet-Schnittstelle. Die Auswertung der Daten erfolgt über eine entsprechende PC-Auswertesoftware. Für den Betreiber der Brauerei ist das ein deutlicher Mehrwert und zusätzlicher Sicherheitsaspekt. Denn somit verfügt der verantwortliche Braumeister auch über die registrierten Messwerte, falls diese z. B. einer amtlichen Stelle vorgelegt werden müssten.

In wenigen Stunden gezielt umgerüstet

Besonders wichtig war für die Lauterbacher Burgbrauerei, dass sich die nötige Anpassung der Prozesse bei dieser Modernisierungsmaßnahme auf die Integration des Jumo Aquis Touch P beschränkte. An der SPS-gestützten Ablaufsteuerung selbst musste nichts verändert werden. Bei dieser Anlagenumrüstung konnte somit auf einen Austausch steuerungstechnischer Komponenten und zeitintensive Arbeiten zur Programmerneuerung komplett verzichtet werden. Die Investitionskosten wurden somit auf ein Minimum reduziert und die Umrüstarbeiten binnen weniger Stunden durchgeführt. Im laufenden Betrieb kam es deshalb kaum zu Verzögerungen.

Weitere Einsatzgebiete für den Jumo Aquis Touch P sind in der kommunalen und industriellen Wasseraufbereitung in Abwasseranlagen, der Trink- und Badewasserüberwachung, der Kühlturmsteuerung, der Fischzucht oder der Meerwasserentsalzung zu sehen.