Mit untergärigen Bieren, die nach klassischen Braumethoden ohne Zusatz von Konservierungsstoffen produziert werden, hat sich eine osteuropäische Brauerei den internationalen Markt erschlossen. Dabei verwendet sie bereits seit 2013 Gär- und Lagertanks des Steißlinger Behälter- und Anlagenbauers Gross und hat damit gute Erfahrungen gemacht. Als es 2014 darum ging, einige bestehende Tanks zu ersetzen und die Kapazität für die Reifung und Lagerung des Gerstensafts deutlich zu erweitern, fiel die Wahl erneut auf Gross.
In einer ersten Projektphase galt es, im Gärkeller 29 Tanks mit einer Kapazität von 310 hl und zehn mit 380 hl zu installieren. Anschließend sollten in Phase zwei im Lagerkeller insgesamt 74 liegende Tanks mit Kapazitäten von 200 bis 600 hl und einem Betriebsdruck von 1,2 bar in Betrieb genommen werden. Zugleich war es nötig, das in die Jahre gekommene Reinigungssystem in 25 bestehenden Tanks durch moderne Reinigungsmaschinen zu ersetzen. Bislang wurden die Tanks der Brauerei mit herkömmlichen statischen Sprühköpfen gereinigt, was angesichts der Anlagengröße und Produktionsvolumina nicht mehr zeitgemäß war. Denn um die Tanks effektiv sauber zu bekommen, waren nicht nur verhältnismäßig viele Reinigungsköpfe mit einem entsprechend hohen Wasserverbrauch nötig, sondern auch zeitintensive und schwer überprüfbare manuelle Reinigungsschritte, die „per Schrubber“ durchgeführt wurden.
Von statisch zu Rotations-Jetkopf
Die neue Cleaning-in-Place(CIP)-Lösung sollte nach Vorstellung des Auftraggebers einen vollautomatischen und technisch überwachbaren Reinigungsprozess ermöglichen und damit helfen, die Qualität des Tankinhalts – auch im Hinblick auf die hohen Anforderungen internationaler Hygienestandards – jederzeit zu gewährleisten. Zudem sollten die unterschiedlich großen Tanks nach Möglichkeit mit identischen Reinigungsmaschinen ausgestattet werden, um die Wartung zu erleichtern. Als Projektpartner für die Tankreinigungstechnik entschied sich Gross für den Verfahrensspezialisten Alfa Laval, mit dem das Unternehmen bereits in früheren Projekten zusammengearbeitet hatte.
Tankreinigung in 3D
In einer längeren Testphase konnte der automatisch betriebene Rotations-Jetkopf Toftejorg TJ 20G überzeugen, sodass sich die Brauerei entschied, die herkömmlichen Sprühköpfe durch sie zu ersetzen. Heute sind insgesamt 160 Reinigungsmaschinen des Modells TJ20G in allen neuen und nachgerüsteten Tanks im Einsatz. Je nach Volumen reinigen ein oder zwei fest installierte TJ 20G-Reinigungsköpfe den Tank vor jedem Befüllen. Die selbst reinigenden Rotations-Jetköpfe werden vom Medium angetrieben und geschmiert, sodass durch den Reinigungsprozess keine Schmiermittel wie Öl oder Fett ins Tankinnere gelangen können.
Der auf etwa 5 bar eingestellte Druck der Reinigungsflüssigkeit bewirkt dabei eine Rotation des Reinigungskopfes um die vertikale und horizontale Achse über einen festgelegten Zeitraum. In acht Reinigungszyklen stellen immer dichter werdende 3D-Rotationsmuster sicher, dass der Wasser- bzw. Reinigungsstrahl die Behälterwände bis in den letzten Winkel erreicht.
Individuelle Reinigungsmuster
Um das Rotationsmuster und auf diesem Weg die Effektivität der Tankreinigung im laufenden Betrieb zu überprüfen, ist jeder TJ 20G-Düsenkopf mit einem sogenannten Rotacheck-System ausgestattet. Über den Rotacheck-Sensor mit integrierter Druckmembran kontrolliert das System den Flüssigkeitsstrahl anhand von Referenzdaten.
Diese Referenzdaten wurden bei der Inbetriebnahme in der Brauerei in einem ersten CIP-Lauf programmiert und setzen sich aus der Frequenz sowie der Zeit zwischen dem jeweiligen Auftreffen des Wasserstrahls auf den Sensor zusammen. Für jeden installierten Reinigungskopf geben sie ein individuelles Muster vor.
Auf Basis der Referenzdaten berechnet das Rotacheck-System automatisch einen Akzeptanzbereich, in dem die Tankreinigungsmaschine arbeiten soll. Im Produktivbetrieb gibt der integrierte Druckaufnehmer analog Rückmeldung über den Verlauf des Reinigungsprozesses, was online überwacht und kontinuierlich mit dem gespeicherten Akzeptanzbereich verglichen wird. Das ermöglicht schnelles Eingreifen, falls eine Abweichung von den vorgegebenen Grenzwerten eintritt – zum Beispiel wenn der benötigte Wasserdruck aufgrund eines Pumpendefekts oder eines Stromausfalls ausbleibt. Die Wirksamkeit der Reinigung lässt sich somit lückenlos nachweisen. Das hygienische Rotacheck-System ist auf diese Weise wichtiger Bestandteil der Reinigungsvalidierung.
Ein System, viele Anwendungen
Trotz der deutlich unterschiedlichen Tankvolumina konnte die Standardausführung von TJ 20G mit Rotacheck als einheitliche Lösung für alle Behälter genutzt werden. „Dass überall ein und dasselbe System zum Einsatz kommt, erleichtert die Ersatzteilhaltung, Wartung und den Service der Reinigungsdüsen enorm“, erklärt Peter Gross, Geschäftsführer bei Gross. „Ausfälle aufgrund von technischen Störungen lassen sich so auch langfristig auf ein Minimum reduzieren.“
Sowohl Toftejorg TJ 20G als auch die vollständig spülbaren Installationsanschlüsse des Rotacheck erfüllen die Anforderungen gemäß den international gültigen Richtlinien der European Hygienic Equipment Design Group (EHEDG). Da sie standardmäßig mit einer entsprechenden Konformitätserklärung inklusive Materialangaben ausgeliefert werden, stand dem Export in die GUS nichts im Wege.
Bereits wenige Monate nach Inbetriebnahme der neuen CIP-Lösung konnten die Tankreinigungskosten im Vergleich zum Einsatz statischer Sprühköpfe um 77 Prozent gesenkt werden. Möglich wurde dies durch die dynamische Bewegung der Rotations-Jetköpfe und die hohe Aufprallkraft des Reinigungsstrahls, welche eine vollständige Reinigung des Tankinneren mit deutlich weniger Wasser, Säure, Lauge und Desinfektionsmittel bewirken. Zugleich verkürzte sich in diesem Zeitraum die Reinigungszeit um bis zu 50 Prozent. Die Tanks sind also über längere Zeitspannen für die tatsächliche Bierproduktion verfügbar – und erbringen somit eine höhere Produktionsausbeute für die Brauerei.
„Mit Alfa Laval haben wir in Sachen effektive Tankhygiene einen Partner auf Augenhöhe“, freut sich Gross. „Durch unsere enge Zusammenarbeit konnten wir unserem Kunden innerhalb kurzer Zeit hochmoderne Tankanlagen nach Maß liefern – die nicht nur den hohen Ansprüchen der Brauerei, sondern auch internationalen Hygienestandards mehr als gerecht werden.“
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