Verfahrenstechnik 11/2024

HOPFENEXTRAKT DOSIEREN

HOPFENEXTRAKT DOSIEREN DURCHFLUSSMESSUNG BEI SCHWIERIGEN MEDIEN Ein SAW-Durchflussmesser hat in einer Machbarkeitsstudie bei einem bekannten Getränkehersteller seine Tauglichkeit für die Hopfenextrakt-Dosierung aufgezeigt. Für alle, die modernisieren und dokumentieren müssen, welche Mengen an Extrakt dem Sud zugeführt wurde, kann das Gerät eine Lösung darstellen. Bei Prozessen in der Pharma- und Biotechnologie sowie in Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist die Messung von Durchfluss, Temperatur oder Konzentration verschiedener Medien wichtig für eine gleichbleibende Produktqualität. Durchflussmesser, die nach dem SAW-Verfahren arbeiten, bieten viele Möglichkeiten: Außer Durchfluss und Konzentration liefern sie zusätzliche Messwerte wie die Medientemperatur, erkennen Verunreinigungen und arbeiten wartungsfrei, was die Betriebskosten reduzieren kann. Auch bei sehr zähflüssigen, sirupartigen oder breiigen Medien funktionieren sie zuverlässig. Ein Beispiel ist Hopfenextrakt, das vor allem große Brauereien wie Oettinger Getränke bei der Bierproduktion verwenden. BITTER MACHT SELIG Die Menge des Hopfenextrakts, die dem Sud zugeführt wird, entscheidet darüber, wie viele Bittereinheiten ein Bier hat. Die Maß- einheit 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 fehleranfällig. Die Pumpe verhält sich dabei eher wie ein Schätzeisen, denn sie zählt die Hübe auch dann mit, wenn sie einmal leerlaufen sollte. Die daraus resultierenden Abweichungen der Bittereinheiten bemerkt man meistens erst bei der Analyse des fertigen Produkts. Dann muss der Braumeister aufwendig nachbessern. Die Charge wird zurückgehalten, neues Bier mit ausgleichenden Bittereinheiten gebraut und mit dem alten Braugut verschnitten. Das Nachziehen der Dokumentation sorgt ebenfalls für Mehrarbeit. Alternative Messmethoden sind deshalb sinnvoll; sie zu finden ist jedoch nicht einfach. Magnetisch-induktive Sensoren beispielsweise scheiden von vornherein aus, weil Hopfenextrakt elektrisch nicht leitfähig 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. 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 Ein- 18 VERFAHRENSTECHNIK 2024/11 www.verfahrenstechnik.de

VERFAHREN UND ANLAGEN satz ausgiebig zu testen. Eine technische Notwendigkeit dafür gab es nicht. Der Getränkehersteller war mit seiner vorhandenen Dosierungslösung zufrieden. Philipp Zoch, Braumeister in Braunschweig meint: „Wir sind grundsätzlich immer an neuen technischen Möglichkeiten interessiert, denn nur mit moderner Automatisierungstechnik gelingt es, unter Berücksichtigung ökonomischer Aspekte eine hohe Produktqualität zu gewährleisten.“ Zudem waren Einbau und Inbetriebnahme unkompliziert. MACHBARKEITSSTUDIE ABGESCHLOSSEN Der eingesetzte Flowave Durchflussmesser arbeitet nach dem SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves). 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 keine Fluideinwirkungen auf die Sensorelemente. Das Messrohr verhält sich genauso wie ein gerades Stück der Rohrleitung, es kann sich nichts festsetzen. Die Nennweite des Gerätes wurde dazu an die Verrohrung der Applikation angepasst (DN 15). Das komplett aus Edelstahl gefertigte Durchflussmessgerät misst den Volumendurchfluss mit einer Genauigkeit von +/- 0,4 % des Messwerts. Die Temperatur wird gleichzeitig mit einer Genauigkeit von 1 °C gemessen. Die Daten des Durchflussmessers lassen sich dann für die Dokumentation und Qualitätsüberwachung nutzen. Die dreijährige Testphase ist mittlerweile abgeschlossen und der Flowave hat sich bei der Dosierung und Messung des Hopfenextrakts im praktischen Einsatz bewährt. Philipp Zoch ist sich sicher: „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, somit zwischen Produkt, Reinigungsmedium und ihren Mischphasen unterscheiden. Die verschleißfreie kontinuierliche Konzentrationsmessung nach dem SAW-Prinzip bietet auch für andere Branchen interessante Möglichkeiten: Das gerade Messrohr ist gut geeignet für Applikationen mit hohen Hygieneanforderungen wie in der Phar- Philipp Zoch, Braumeister bei Öttinger am Standort Braunschweig: „Mit dem SAW-Sensor läuft sprichwörtlich alles bestens“ ma-, Lebensmittel- oder Kosmetikindustrie. Die Geräte haben wahlweise eine digitale (M12-Stecker) oder alternativ eine analoge 4...20 mA-Schnittstelle. Optional sind eine digitale Datenanzeige vor Ort und eine Ausführung mit ATEX-Zulassung verfügbar. Die Durchflussmesser gibt es für große Nennweiten bis DN 80, sie haben ein Eigengewicht von maximal 6 kg. Auch kleine Nennweiten bis DN 8 sind als Standard-Variante beispielsweise für Pharma- und Kosmetikanwendungen verfügbar. Bilder: Öttinger Getränke www.burkert.com UNTERNEHMEN Bürkert GmbH & Co. KG 74653 Ingelfingen E-Mail: info@burkert.com Der neue Maßstab in Sachen Effizienz und Flexibilität Schraubengebläse Volumenstrom 18 bis 105 m³/min, Druckdifferenz bis 1,1 bar • Synchron-Reluktanzmotor Vereint die Vorteile hocheffizienter Permanentmagnetund robuster Asynchron-Motoren • Innovatives Anlagendesign Ermöglicht bei der Serie FBS Side-by-Side-Aufstellung • Anschlussfertig Mit kompletter Steuerung und Frequenzumrichter bzw. Stern-Dreieck-Starter • Geräuscharmer Betrieb Durch effektive Schall- und Pulsationsdämpfung • CE- und EMV- Kennzeichnung Für minimalen Planungs- und Inbetriebnahmeaufwand Nürnberg I 26. – 28. November 2024 I Halle 4, Stand 335 www.kaeser.com www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2024/11 19