Die Biertanks der South African Brewerie sind etwa 12 Meter hoch und sechs Meter im Durchmesser. Hier lagert das Bier vor seiner Abfüllung. Damit die Betreiber stets wissen, wie viel noch im Tank ist, nutzen sie Radarfüllstandmessgeräte für eine sichere Bestandsaufnahme.

Bei der South African Brewerie (SAB) handelt es sich um ein Tochterunternehmen der Brauerei Anheuser-Busch InBev, die für Marken wie Beck`s, Franziskaner Weissbier oder Diebels bekannt ist. Im Jahr 2015 produzierte SAB Miller insgesamt 248,8 Millionen Hektoliter Bier. Zum Vergleich: Weltweit liegt der jährliche Bierausstoß bei 1,93 Milliarden Hektolitern.
Am Produktionsstandort Chamdor suchte der Betreiber nach einer genauen Füllstandmessung für sein Tanklager, das aus 30 Tanks besteht. Diese sind etwa 12 Meter hoch und haben einen Durchmesser von sechs Metern. In ihnen lagert das fertige Bier nach seiner Filtration, bevor es anschließend in Flaschen abgefüllt wird. Obwohl der gesamte Herstellungsprozess genauestens überwacht wird, wird bei der Abfüllung der Fokus nochmals verstärkt auf das fertige Bier gelegt. Geringste Abweichungen könnten den Geschmack beeinflussen oder die Qualität mindern. Daher werden hier hohe Anforderungen an die Hygiene gestellt. Zudem wird der Bereich regelmäßig mit großem Aufwand gereinigt und sterilisiert. Auch alle Prozessparameter werden kontinuierlich überwacht. Die Temperatur und der Druck werden präzise eingestellt.

Ein Gerät, zwei Messewerte

Bereits seit acht Jahren arbeitet der südafrikanische Bierbrauer mit Vega zusammen. So sind im Werk in Chamdor inzwischen etwa 30 Messgeräte des Herstellers aus dem Schwarzwald verbaut. Davon fünf neue Vegapuls-64-Sensoren und 25 bewährte Sensoren des Typs Vegapuls 63. Neben der Messtechnik überzeugen vor allem das Service-Konzept sowie die schnelle und unkomplizierte Hilfe bei Messschwierigkeiten. Mit der bisherigen Messlösung an den Tanks war SAB eigentlich zufrieden. In den großen Behältern war ein Vegapuls 63 installiert – ein Radarsensor zur kontinuierlichen Füllstandmessung von Flüssigkeiten, der zuverlässig arbeitete und sich bereits in vielen hygienischen Anwendungen bewährt hatte. Das gekapselte Antennensystem schützt vor Verschmutzung und garantiert einen wartungsfreien Dauerbetrieb. Durch die frontbündige Montage ist eine optimale Reinigung jederzeit möglich. Für die Einstellung und den Abgleich mit dem Messgerät hatte man vorher einen 3D-Scan der Tanks durchgeführt, um eine genaue Skalierung zu erhalten. Die Messpunkte und deren Umrechnung wurden in der SPS des Kunden hinterlegt.
Hierbei ist die Füllstandmessung nicht nur für die korrekte Mengenerfassung und die genaue Bestandsaufnahme zuständig, sondern übernimmt auch die Aufgabe der Überfüllsicherung. Mit einer kontinuierlichen Füllstandmessung spart man sich also ein zweites Messgerät sowie die damit verbundenen Installationskosten für die zweite Öffnung im Tank und die Verkabelung. Allerdings kam es immer dann, wenn die Tanks mit Kohlendioxid beaufschlagt wurden, zu Störsignalen. Diese wurden rechnerisch eliminiert, so dass bisher eine korrekte Messung möglich war.

Direkte Füllstanderfassung 

Als der Vegapuls 64 auf den Markt kam, wollten die Betreiber wissen, ob dieses Messgerät den Füllstand direkt erfassen kann. Es war einen Versuch wert, den Radarsensor für Flüssigkeiten, der mit einer Frequenz von 80 GHz misst, einzubauen. Zumal der Austausch im laufenden Betrieb ohne Risiko möglich war. Denn der Vegapuls 64 lässt sich einfach auf vorhandene Messstutzen montieren.
Nicht-rückgebaute Stutzen verursachen häufig Störsignale. Der schmale Messstrahl des Geräts geht jedoch einfach an den Stutzenkanten vorbei. Ein Rückbau des Stutzens war für die sichere Arbeitsweise des Messgerätes also nicht nötig. Dies ist generell für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie interessant, da in diesen Branchen die Anlagen in der Regel als Gesamtanlage abgenommen werden und es nicht erlaubt ist, die Messstelle baulich zu verändern. Der Vegapuls 64 verfügt über einen hygienisch einwandfreien Antennenanschluss und kann frontbündig montiert werden.
Generell stehen für den Einsatz im Aseptikbereich weitere Prozessanschlüsse zur Verfügung, bei denen nur PTFE als medienberührender Werkstoff dient. Diese erfüllen auch die Anforderungen nach 3A, FDA und EHEDG. Die Gewindeausführungen können mit entsprechenden Adaptern z. B. auf Clamp-Verbindungen adaptiert werden. Ein weiterer Vorteil des Radarfüllstandsensors: Die Temperaturschwankungen zwischen der normalen Lagertemperatur und der Reinigung beeinflussen den Sensor aufgrund der frontbündigen Bauweise und der Teflon-Ausstattung kaum.

Genaue Fokussierung und hohe Dynamik

Nach der Installation und Einrichtung funktionierte das Gerät einwandfrei. Der Betreiber konnte ein deutlich höheres Echo von 121,3 dB erzielen. Das vorherige Echo lag bei 82,8 dB. Die genaue Fokussierung und der große Dynamikbereich werden mit der Signalfrequenz von 80 GHz erreicht.
Beim Vegapuls 64 liegt der Abstrahlwinkel bei einer Antennengröße von DN50 bei nur noch 3°. Dadurch kann der Sensor selbst in Behältern mit Einbauten oder bei Anhaftungen an der Behälterwand sicher eingesetzt werden.
Der Dynamikbereich bei Radarsensoren liefert eine Aussage darüber, in welchen Anwendungsbereichen ein Sensor eingesetzt werden kann, sprich der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Signal. Je größer die Dynamik, desto breiter ist das Einsatzspektrum der Sensoren und desto höher ist auch die Messsicherheit.
Zudem lässt sich mit dem Vegapuls 64 der Füllstand zudem ganz nah am Behälterboden ermitteln, mit einer Genauigkeit von +/- 2 Millimetern.
Aufgrund der Anwenderfreundlichkeit konnte der Vegapuls 64 schnell installiert und in Betrieb genommen werden, schließlich hatte sich am Bedienkonzept nichts geändert. Seit dem ersten Probeversuch misst der Sensor zuverlässig und genau. Daher ist man sich sicher, dass man bei Bedarf, etwa wenn die derzeit gut funktionierenden Vegapuls 63 Sensoren tatsächlich ausgetauscht werden müssten, auf den Typ Vegapuls 64 zurückgreifen würde.