SAW-Sensor für gleichbleibende Qualität beim Brauen

Ein vertrauter Biergeschmack ist eines der wichtigsten Kriterien jeder Biermarke. Brauereien müssen dazu unter anderem die Konzentration der Stammwürze jederzeit im Auge behalten, hauptsächlich um sicherzustellen, dass man sich in den benötigten Sudparametern der jeweiligen Biersorten befindet und um den später entstehenden Alkoholgehalt zu beeinflussen. Oft wird die Konzentration noch manuell mit einer Bierwürzespindel gemessen und abgestimmt. Das ist umständlich, fehleranfällig und kostet Zeit. Mit FLOWave (Bild 1) bietet Bürkert Fluid Control Systems (vgl. Firmenkasten) eine praxisgerechte Alternative: Der Multiparameter-Sensor, der nach dem patentierten SAW-Verfahren (Surface Acoustic Waves, vgl. Technikkasten) arbeitet und sich für den Kalt- sowie Warmbereich eignet, kann sowohl Durchfluss, Dichte und Temperatur als auch die Stammwürze-Konzentration messen. Das spart zusätzliche Sensorik, die nicht nur Platz braucht, sondern bei der Inbetriebnahme auch aufeinander abgestimmt werden muss. Die hohe Wiederholgenauigkeit des Messwerts bei der Konzentration der Stammwürze sorgt auch dann für gleichbleibende Qualität, wenn es bei unterschiedlichen Chargen Veränderungen bei den Rohstoffen gibt. Zudem ist die Nachweisbarkeit garantiert, da sich alle Messwerte dokumentieren lassen.

Einfache Reinigung, schnelle Montage

Durch das SAW-Messprinzip hat der FLOWave-Sensor glatte Messrohre ohne Einbauten und misst somit unter vollkommen hygienischen Bedingungen. Das bestätigen diverse Zertifikate wie ASME BPE, 3A und EHEDG. Zudem ist er gut zu reinigen und zu sterilisieren. Im laufenden Betrieb verbraucht der SAW-Durchflussmesser wenig Energie und arbeitet wartungsfrei. Der Messbereich beträgt bei Nennweite DN 8 bis 0,3 l/min und bei DN 80 bis 3.300 l/min. Alle gängigen Prozessanschlüsse wie Tri-Clamp, Flansch oder SMS-Verschraubung sind verfügbar. Die Montage ist einfach: Der Ein- und Ausbau des vergleichsweise leichten Geräts sowie die Nachkalibrierung kann bequem von einer Person erledigt werden. Die Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung ist wahlweise über Profibus DP, Profinet oder über eine analoge 4…20 mA-Schnittstelle möglich.

Technikkasten: Das SAW-Messprinzip

Die Technologie basiert auf SAW (Surface Acoustic Waves – Oberflächenwellen). 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, wie z.B. der Stammwürze-Konzentration.

Autor:
Diplom-Braumeister Felix Becker, Account Manager, und Martin Schramm, Produktexperte Sensorik / SAW-Technologie bei Bürkert Fluid Control Systems

Weitere Informationen: https://www.buerkert.de/de/industrien-loesungen/industrien/nahrungsmittel-und-getraenkeindustrie/zuverlaessige-fluidtechnik-fuer-moderne-brauanlagen-von-kleinst-bis-grossbrauerei