Messtechnik Durchflussmessung bei schwierigen Medien Präzise Dosierung von Hopfenextrakt Die Menge des Hopfenextrakts, die dem Sud zugeführt wird, entscheidet darüber, wie viele Bitter einheiten ein Bier hat. Die Maßeinheit IBU (International Bitterness Unit) entspricht zwar nicht unbedingt der real geschmeckten Bitterkeit eines Biers, da diese durch viele weitere Stoffe beeinflusst wird, muss aber je nach Biersorte bestimmte Werte aufweisen. Hopfenextrakt gilt es deshalb während des Brauprozesses möglichst präzise zu dosieren. Eine der gängigen Methoden, die Menge des Hopfenextrakts über das Volumen der Dosierpumpe und die Anzahl der Hübe zu bestimmen, ist jedoch fehler anfällig. Die Pumpe verhält sich dabei eher wie ein „Schätzeisen“, denn sie zählt die Hübe auch dann mit, wenn sie einmal leerlaufen sollte. Daraus resultierende Abweichungen der Bittereinheiten bemerkt man meistens erst bei der Analyse des fertigen Produkts. Dann muss aufwendig nachgebessert werden. Die Charge wird zurückgehalten, neues Bier mit ausgleichenden Bittereinheiten gebraut und mit dem „alten“ verschnitten. Das Nach ziehen der Dokumentation macht dann ebenfalls Arbeit. Alternative Messmethoden sind deshalb sinnvoll; sie zu finden ist jedoch nicht einfach. Magnetisch-induktive Sensoren beispielsweise scheiden von vorn herein aus, weil Hopfenextrakt elektrisch nicht leit fähig ist; für Durchflussmesser mit Flügelrädern ist das Medium zu zähflüssig. Bleiben Durchflussmesser, die das Coriolis-Prinzip nutzen. Diese sind allerdings teuer, meist auch recht schwer und verbrauchen vergleichsweise viel Energie. Bild 1: OeTTINGER ist heute, gemessen am Ausstoß, eine der größten Biermarken Deutschlands und weltweit unter den Top 25 der einflussreichsten Brauereien. Alle Bilder © OeTTINGER GETRÄNKE Bei vielen Prozessen in der Pharma- und Biotechnologie sowie in Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist die Messung von Durchfluss, Temperatur oder Konzentration unterschiedlicher Medien ausschlaggebend für eine gleich bleibende Produktqualität. Durchflussmesser, die nach dem patentierten SAW-Verfahren arbeiten, bieten hier interessante Möglichkeiten: Außer Durchfluss und Konzentration liefern sie zusätzliche Messwerte wie die Medien temperatur, erkennen Verunreinigungen und arbeiten wartungsfrei, was die Betriebskosten deutlich reduzieren kann. Auch bei sehr zähflüssigen, sirupartigen oder breiigen Medien funktionieren sie zuverlässig. Ein Beispiel ist Hopfen extrakt, das vor allem große Brauereien wie OeTTINGER GETRÄNKE bei der Bierproduktion verwenden (Bild 1). Autor: Diplom-Braumeister Felix Becker Account Manager Bürkert Fluid Control Systems www.buerkert.de Präzise dosieren Über OeTTINGER GETRÄNKE Mit einem Ausstoß von knapp 7,5 Millionen Hektolitern zählt OeTTINGER GETRÄNKE zu den größten Getränkeherstellern in Deutschland sowie global zu den Top 25 Brauereien. Jährlich füllt OeTTINGER GETRÄNKE ca. zwei Milliarden Flaschen und Dosen mit Bier, Biermix und innovativen Erfrischungsgetränken und vertreibt sie weltweit. Weitere Informationen unter: oettinger-getraenke.de Alternative für Modernisierung oder Retrofit im Test Um Brauereien für Modernisierungen oder Umrüstungen eine praxisgerechte Alternative bieten zu können, brachte Bürkert Fluid Control Systems gemeinsam mit OeTTINGER GETRÄNKE am Standort Braunschweig eine Machbarkeitsstudie an den Start: Die Fluidikexperten schlugen vor, für die Dosierung und Messung von Hopfenextrakt vor dem Zulauf zur Würzpfanne einen SAW-Durchflussmesser zu installieren und im praktischen Einsatz ausgiebig zu testen (Bild 2). Über Bürkert Bürkert Fluid Control Systems ist ein weltweit führender Hersteller von Mess-, Steuerund Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase. Die Lösungen von Bürkert kommen in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen zum Einsatz – das Spektrum reicht von Brauereien und Laboren bis zur Medizin-, Bio- und Raumfahrttechnik. Mit einem Portfolio von über 30.000 Produkten deckt Bürkert als einziger Anbieter alle Komponenten des Fluid Control Regelkreises aus Messen, Steuern und Regeln ab: von Magnetventilen über Prozess- und Analyseventile bis zu pneumatischen Aktoren und Sensoren. Das Unternehmen mit Stammsitz in Ingelfingen verfügt über ein weit gespanntes Vertriebsnetz in 36 Ländern und beschäftigt weltweit über 3.000 Mitarbeiter. In fünf Systemhäusern in Deutschland, China und den USA sowie vier Forschungs- und Entwicklungszentren entwickelt Bürkert kontinuierlich kundenspezifische Systemlösungen und innovative Produkte. Ergänzt wird die Produktpalette mit dem umfassenden Serviceangebot BürkertPlus, das Kunden den kompletten Produktlebenszyklus begleitet. Weitere Informationen unter: www.linkedin.com/company/ burkert-fluid-control-systems 12 Einkaufsführer Messtechnik & Sensorik 2024
Messtechnik Eine technische Notwendigkeit dafür gab es nicht. Der Getränkehersteller war mit seiner vorhandenen Dosierungslösung zufrieden. „Wir sind jedoch grundsätzlich immer an neuen technischen Möglichkeiten interessiert, denn nur mit moderner Automatisierungstechnik gelingt es, unter Berücksichtigung ökonomischer Aspekte eine hohe Produktqualität zu gewährleisten“, sagt Philipp Zoch, Braumeister in Braunschweig (Bild 3). „Außerdem arbeiten wir schon lange erfolgreich mit Bürkert zusammen und waren auf die Testergebnisse gespannt.“ Zudem waren Einbau und Inbetriebnahme unkompliziert. Das Service-Team von OeTTINGER GETRÄNKE brauchte dafür keine Unterstützung. Machbarkeitsstudie erfolgreich abgeschlossen Der eingesetzte FLOWave Durchfluss messer arbeitet nach dem patentierten SAW- Verfahren (Surface Acoustic Waves, vgl. Technik kasten). Das hat den Vorteil, dass es keinerlei Einbauten oder Verengungen und damit auch keine Toträume im Messrohr gibt. Zudem wird ohne jeden Kontakt zwischen Sensorelementen und Medium gemessen. Es entstehen also keine Fluideinwirkungen auf die Sensorelemente. Das Messrohr verhält sich genauso wie ein gerades Stück der Rohrleitung, es kann sich also nichts festsetzen. Die Nennweite des FLOWave wurde dazu an die Verrohrung der Applikation angepasst (DN 15). Das kompakte, komplett aus Edelstahl ge fertigte Durchflussmessgerät misst den Volumendurchfluss mit einer Genauigkeit von ±0,4 % des Messwerts. Die Temperatur wird gleichzeitig mit einer Genauigkeit von 1 °C gemessen. Bild 2: Für die Dosierung und Messung von Hopfenextrakt wurde vor dem Zulauf zur Würzpfanne ein SAW-Durchflussmesser installiert. „Alle Brauereien, die ihre Hopfenextrakt-Dosierung modernisieren wollen und dokumentieren müssen, welche Mengen an Hopfenextrakt dem Sud zugeführt wurden, sind mit dem SAW-Sensor von Bürkert gut beraten.“ Philipp Zoch, Braumeister bei OeTTINGER GETRÄNKE am Standort Braunschweig Die Daten des Durchflussmessers lassen sich dann für die Dokumentation und Qualitätsüberwachung nutzen. Testphase erfolgreich beendet Die dreijährige Testphase ist mittlerweile abgeschlossen und der FLOWave hat sich bei der Dosierung und Messung des Hopfenextrakts im praktischen Einsatz bewährt. Philipp Zoch fasst zusammen: „Alle Getränkehersteller, die ihre Hopfenextrakt-Dosierung modernisieren wollen und dokumentieren müssen, welche Mengen an Hopfenextrakt dem Sud zugeführt wurden, sind mit dem SAW-Sensor von Bürkert gut beraten.“ Dabei könnte noch eine weitere Eigenschaft des Sensors interessant sein, wenn die Hopfenextrakt-Zuführung gereinigt wird: Er kann bei Bedarf schnell und mit hoher Genauigkeit einen Medienwechsel erkennen, also präzise zwischen Produkt, Reinigungsmedium und ihren Mischphasen unterscheiden und steigert so die Effizienz des Reinigungsprozesses. Weitere Einsatzmöglichkeiten Die verschleißfreie kontinuierliche Konzentrationsmessung nach dem SAW-Prinzip bietet auch für viele andere Branchen interessante Möglichkeiten: Das gerade Messrohr ist ideal für Applikationen mit hohen Hygieneanforderungen wie z. B. in der Pharma-, Lebensmittel- oder Kosmetik industrie. Die Geräte bieten wahlweise eine digitale Schnittstelle (über M12-Stecker) oder sind alternativ mit analoger 4...20 mA-Schnittstelle erhältlich. Ausführungen mit digitaler Datenanzeige vor Ort sind ebenso verfügbar wie eine FLOWave-L-Ausführung mit ATEX-Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, z. B. beim Messen von Alkohol oder ätherischen Ölen. Die Durchflussmesser gibt es für große Nennweiten bis DN 80 und das bei nur max. 6 kg Eigengewicht gegenüber vergleichbaren Sensoren, die bis zu 240 kg auf die Waage bringen. Auch kleine Nennweiten bis DN 8 sind als Standard-Variante beispielsweise für Pharmaund Kosmetikanwendungen verfügbar. Der Einund Ausbau sowie die Nach kalibrierung kann bequem von einer Person erledigt werden. ◄ Das SAW-Messprinzip Die Technologie basiert auf SAW (Surface Acoustic Waves - Oberflächen wellen). Die Art der Wellenausbreitung ähnelt der, wie sie bei einem Erdbeben in der Natur auftritt. Im Fall von FLOWave wird das Signal miniaturisiert und nicht auf der Erdoberfläche, sondern auf einem Messrohr geleitet. FLOWave verwendet sogenannte Interdigitalwandler, die auf abgeflachten Bereichen der Röhrenoberfläche platziert werden. Jeder arbeitet als Sender und als Empfänger. Zwei senden in Vorwärts-Durchflussrichtung, die anderen senden entgegen der Durchflussrichtung. Die Wellenausbreitungszeit vom Sender bis zum Empfänger wird gemessen. Die Differenz der Laufzeiten in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung sind proportional zum Volumendurchfluss. Mit der entsprechenden mathematischen Auswertung liefern sie zudem Informationen zum Fluid selbst, zum Beispiel Masse, Dichte, Brix, Stammwürze oder Proteingehalt. Einkaufsführer Messtechnik & Sensorik 2024 13
Klimatische Messgrößen Klimatisch
Mechanische Messgrößen, Härte, E
SphereOptics GmbH ...............14
LIMESS GmbH ......................1
Chauvin Arnoux GmbH .............12
SI-special instruments GmbH .......
J.E.T. Systemtechnik GmbH .........
EPHYMESS GmbH ..................129
Sightwise GmbH ...................1
Goldammer GmbH .................130
Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG ...13
Wiesemann & Theis GmbH. .........14
M3H2 GmbH .......................13
PeakTech Prüf- und Messtechnik ...
Eigenschaften, resistent gegen Hitz
J.E.T. Systemtechnik GmbH .........
SensoPart Industriesensorik GmbH .
GTM Testing and Metrology GmbH . 13
Inelta Sensorsysteme. .............
Bourns Electronics GmbH. ..........
Rutronik GmbH. ....................
Keyence Deutschland GmbH .......133
m2m Germany GmbH ..............134
Mechanik, Masse Althen GmbH .......
KOBOLD Messring GmbH ...........133
IBA-Sensorik GmbH. ................
Eigenschaften, smart, selbstlernend
Wer vertritt wen? @RFID Ltd., BUL a
Fiama, I Willtec Messtechnik GmbH &
N Nagano Keiki Co. Ltd, J ADZ NAGAN
SynkTek, S Mountain Photonics GmbH
AMOtronics Roermonder Str. 594, 520
CompoTEK GmbH Lindwurmstr. 97a, 803
Eletta Messtechnik GmbH Großbeeren
halstrup-walcher GmbH Stegener Str.
K Katronic AG & Co. KG Gießerweg 5
Meilhaus Electronic GmbH Am Sonnenl
P PCB Piezotronics GmbH Porschestr.
Rohrer GmbH Landsberger Str. 234, 8
Teledyne FLIR Berner Str. 81, 60437
Sprühstrahlkontrolle im Durchlicht
Sensoren Bild 6: Analoglaserlichtsc
Sensoren Außerdem kann eine Art Fi
Sensoren Das Field-of-View ist beim
Sensoren Parameters NTC Thermistors
Sensoren Bild 5: Thermistor-Ratiome
Sensoren Bild 9: Thermistor-Fehlerb
Messtechnik Bild 2: Die Unterschied
Qualitätssicherung Messung von Tem
Qualitätssicherung element. Ein DA
Shapingthe Future. Ethernet-APL Rai
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