Die Bitburger Brauerei hat einen jähr-

lichen Ausstoß von mehr als 4 Mio. hl Bier

und gehört zu den drei größten Privat-

brauereien Deutschlands. Die online-Über-

wachung von gelöstem Sauerstoff in Bier

wird während des gesamten Brauprozesses

durchgeführt und garantiert die gleich-

bleibend hohe Qualität des Bitburger Bie-

res. Ist ein Bier einmal durch die Oxidation

mit Sauerstoff geschädigt, muss es verwor-

fen werden, da die Oxidationsreaktion

nicht mehr umkehrbar ist.

Eine typische online-Sauerstoffmess-

stelle besteht aus Sensor, Armatur, Kabel

und Transmitter. Die Auflösung des Trans-

mitters muss dabei entsprechend hoch

sein, um die Sauerstoffkonzentration im

unteren ppb-Bereich genau anzeigen zu

können.

Messung von gelöstem Sauerstoff in Bier über PROFIBUS® PA bei der Bitburger BrauereiEs ist bekannt, dass Sauerstoff den Geschmack und die Qualität von Bier nachhaltig verändert. Das Bier verdirbt

und schmeckt schal. Aus diesem Grund ist die Messung von gelöstem Sauerstoff das entscheidende Qualitäts-

merkmal, um Bier mit einwandfreiem Geschmack und höchster Qualität zu brauen. Die Bitburger

Brauerei überwacht die Konzentration von gelöstem Sauerstoff während des gesamten Brauprozesses

über PROFIBUS® PA und sichert dadurch die Qualität ihrer Biere.

8

Bei modernen Anlagen, wie die der Bit-

burger Brauerei, wird die Kommunikation

von Transmitter zum Prozessleitsystem

meist digital mittels PROFIBUS Protokoll

übertragen. PROFIBUS PA (Process Auto-

mation) ist in diesem Fall besonders ge-

eignet, da das zugrunde liegende Protokoll

speziell auf die Kommunikation zwischen

Feldgerät und Prozessleitsystem zuge-

schnitten ist. Der Sauerstofftransmitter ist

zertifiziert nach der PNO-Richtlinie gemäß

Profil 3.0 für analytische Geräte.

Besondere Eigenschaften des Trans-

mitters sind unter anderem die über

PROFIBUS frei paramterierbaren Funk-

tionsblöcke für diskrete Signale, wobei die

Konfiguration direkt über das Transmitter-

display oder PROFIBUS DP Netzwerk erfol-

gen kann. Zudem garantieren die standar-

lichen sowohl die Spurenmessung als

auch die Messung von Sauerstoff in höhe-

ren Konzentrationen. Wartung und Instal-

lation des Transmitters können leicht und

schnell durchgeführt werden, da sich der

vollständig abgeschirmte Elektronikteil

leicht vom Gehäuse trennen lässt, so dass

die Klemmleisten frei zugänglich sind.

Bei der Bitburger Brauerei wurden zur

Überwachung der Sauerstoffkonzentration

in der Filtration sieben Messsysteme mit

PROFIBUS PA installiert, wodurch täglich

Zeit und Kosten gespart werden.

BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO

2

disierten Kommunikationsprotokolle eine

Interoperabilität und Austauschbarkeit der

Geräte verschiedener Hersteller.

Der Sauerstofftransmitter wird über

Segmentkoppler/Link in den PROFIBUS DP

integriert. Die Speisespannung ist gemäß

FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept)

ausgelegt, so dass Spannung und bidirek-

tionaler Datenaustausch in 2-Leitertechnik

und somit eigensicher ausgelegt sind.

Der innovative Hochleistungstrans-

mitter O2-4100 PA bietet dem Benutzer

zahlreiche Vorzüge bei einfacher Handha-

bung und großer LC-Anzeige. Neben der

gleichzeitigen Anzeige von aktuellem

Messwert und Temperatur unterstützen zu-

sätzlich Piktogramme die Bedienung und

signalisieren auffällige Signal- bzw. Funk-

tionsstörungen. Erhöhte Prozesssicherheit

ist garantiert durch die integrierte Sensor-

diagnostik,die den gegenwärtigen Zustand

des Sensors überwacht. Alle Funktionen des

Transmitters sind über die Tastatur oder

über die Komunikationsschnittstelle zu-

gänglich. Zwei separate Eingänge ermög-

Messstelle mit Wechselarmatur nach der Filtration

Die Tabelle zeigt Auszüge der wichtigsten Messstellen mit typischen Sauerstoffkonzentrationen bei gegebenemDruck und gegebener Temperatur.

Installation des Transmitters O2 4100e

Messstelle Sauerstoffgehalt Temperatur DruckWürzebelüftung 10 -15 ppm <100 °C 1–2 barGärtank <100 ppb <14 °C 1–2 barCO2 Anlage <100 ppb <10 °C 0.8 barFilter <100 ppb <10 °C 2–3 barLagertank <100 ppb <5 °C 2–3 barAbfüllung <50 ppb <5 °C <6 bar

Impressum

HerausgeberMettler-Toledo GmbHOckerweg 3D-35396 GießenTel: (+49) 641 507 333

Internetwww.mt.com/prozess-dewww.thorntoninc.com

E-Mailprozess@mt.com

Realisation und BilderArchiv vonMettler-Toledo GmbH, Urdorf (CH)

Inhaltsverzeichnis

BrauereiNews 8

Messung von gelöstem Sauerstoff in Bier über PROFIBUS® PA bei der Bitburger Brauerei

Leitfähigkeitsmessung zur Medientrennung. Einsatz in der Abfüllanlage

Transmitter mit digitaler Kommunikation

InPro® 325x löst InPro® 3200 ab

Die optimale Adaption sicherthöchste Produktqualität

www.mt.comSuchen Sie Bedienungs-anleitungen für ein bestimmtes Produkt?

Technische Änderungen vorbehalten. © Mettler-Toledo GmbH 09 /05Gedruckt in der Schweiz.

www.mt.com/inpro6800MTP01 Sauerstoffsensoren InPro® 6800

www.mt.com/transmitter

MTP02 Advanced Line 2-Leiter Trans-

mitter

www.mt.com/intrac

MTP03 Wechselarmaturen

InTrac® 77Xe

BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO

3

Die Fragen wurden von Alfred Peer (AP),

Produktmanager für Digitale Kommuni-

kation, METTLER-TOLEDO, Process Analy-

tics, Schweiz gestellt.

Alfred Peer (AP):

Herr Lichter, die Bitburger Brauerei war

einer der ersten Betriebe, die die traditio-

nelle 4 bis 20 mA Technik durch die

moderne PROFIBUS Kommunikation er-

setzt haben. Welche Erfahrungen haben

sie in dieser Hinsicht gemacht?

Dieter Lichter:

Ehrlich gesagt, kann ich Ihnen hier gar

nicht soviel sagen. Nach der Einbindung

der PA Geräte in unser Bussystem funk-

tionierte alles sofort problemlos. Mit

anderen Worten, wir haben, seitdem wir die

PA Transmitter installiert haben, mehr

Zeit, um uns um andere Bereiche der An-

lage zu kümmern.

AP:

Was ist für Sie der größte Nutzen des

PROFIBUS Konzepts?

Dieter Lichter:

Aufgrund der 2-Leitertechnik konnten wir

natürlich sehr viel Geld sparen. Daten-

übertragung und Spannungsversorgung

über die gleichen zwei Drähte ist eine sehr

wichtige Eigenschaft. Weiterhin erlaubt

das PROFIBUS PA Konzept Wechsel, An-

bindung oder Entfernung der Geräte, ohne

das System oder andere Geräte zu beein-

flussen.

Interview mit Dieter Lichter,

Projektmanager bei der

Bitburger Brauerei

AP:

Vergleicht man die analoge Technik mit

der digitalen Technik, wo sehen sie dabei

die wesentlichen Unterschiede?

Dieter Lichter:

Über die digitale Datenübertragung erhält

man natürlich wesentlich mehr Informa-

tionen als den einfachen Messwert. Jeder

Messwert wird gleich auf Sicherheit und

Zuverlässigkeit überprüft. Somit können

wir leicht und schnell auf jeden Transmit-

ter zugreifen und erhalten so einen direk-

ten Zugriff zu allen Prozessvariablen.

AP:

Sie haben sich kürzlich entschieden, Sau-

erstofftransmitter in ihr PROFIBUS Netz-

werk zu integrieren. Warum haben Sie sich

zu diesem Schritt enschieden?

Dieter Lichter:

Weil in unserer Anlage bereits ein

PROFIBUS Netzwerk vorhanden ist, somit

mussten keine zusätzlichen Kabel verlegt

werden. Wir konnten den Sauerstoff-

transmitter einfach in unser bereits vor-

handenes Netzwerk integrieren, so dass wir

die Sauerstoffkonzentration in unserem

Kontrollraum visualisiert über einen Mo-

nitor darstellen können.

AP:

Ist dabei das Profil 3.0 für analytische

Geräte wichtig für Sie?

Dieter Lichter:

Natürlich, das schafft zusätzliches Ver-

trauen zum Gerät und garantiert uns, dass

die Funktionalität den Anforderungen der

PNO (Profibus Nutzer Organisation) ent-

spricht.

AP:

Nutzen Sie das Prozessleitsystem, um die

Analysengeräte zu konfigurieren?

Dieter Lichter:

Wir brauchen das Prozessleitsystem, um

die Wartung der Geräte einzuleiten. Durch

die Möglichkeit die Konfiguration up- und

downzuloaden sparen wir eine Menge Zeit.

Fehler durch manuelle Konfiguration ge-

hören der Vergangenheit an. Jede Konfi-

guration kann dem betreffendem Gerät

mühelos übertragen werden.

AP:

Welche Anforderungen haben Sie an die

Gerätehersteller, und wie sehen Sie die Zu-

kunft der Prozessautomation?

Dieter Lichter:

Es ist sehr wichtig für uns, dass die Geräte

als eine komplette Einheit angeboten

werden: mit PNO Zertifikat, GSD (Geräte-

stammdatei) und Gerätebeschreibung

(DD - Device Description), damit die Geräte

schnell über die Schnittstelle ins Netzwerk

integriert werden können. Die Automation

in unserer Anlage wird sicherlich durch die

Direktübertragung ausgedehnt werden, um

möglichst viele Geräte in unser digitales

Netzwerk zu integrieren.

Herr Lichter, vielen Dank für das Interview.

BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO

4

InPro® 7108-VP Leitfähigkeitssen-sor für präzise Phasenerkennung

Die 4-Pol-Messzellen

der InPro® 7108-VP

Baureihe werden ein-

gesetzt, um den Übergang

von einer Phase (z.B. Was-

ser) zu einer anderen (z.B.

Bier) sehr schnell und zuverlässig

zu detektieren, da die Ansprechzeiten

sowohl für die Leitfähigkeitsmessung

selbst als auch für die Temperatur-

messung sehr kurz sind.

Direktes Ansprechverhalten4-Pol-Messzellen besitzen Ansprech-

zeiten im Sekundenbereich. Der Sensor

muss auf der Seite des Zuflusses zum Ven-

til installiert werden.

Minimierung von ProduktverlustMit einer schnellen und präzisen

Detektion kann der Verlust von Bier und

Wasser in der Installation deutlich redu-

ziert werden, wodurch eine erhebliche

Kostenersparnis möglich ist.

Zertifizierte Qualität undMaterialien

Genaue Messungen sind nur möglich,

wenn die Zellkonstante des Sensors genau

ProzessDer letze Prozessschritt bei der Bier-

herstellung ist die Abfüllung in Flaschen,

Dosen oder Fässer. Am Füller wird eine ge-

wisse Menge an Bier in einem Tank gela-

gert. Durch Druckbeaufschlagung mit CO2

wird das Bier in Flaschen abgefüllt.

Der Vorgang ist in Abb. 1 schematisch

dargestellt und nutzt einen CO2-Druck von

0 bis 6 bar, der das Produkt (Bier) in die

Flaschen befördert. Während des CIP-

Reinigungsprozesses (CIP = Cleaning In

Place) werden Reinigungslösung und Was-

ser im Füller und den Rohrleitungen, die

das Bier aus der Produktion zur Abfüllung

zuleiten, zirkuliert.

Bierfüller

Leitfähigkeitsmessung zur MedientrennungEinsatz in der AbfüllanlageIn der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie wird die Leitfähigkeit gemessen, um die Trennung zweier Flüssig-

keiten mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten zu überwachen. Ein Beispiel ist die Messung der Leitfähigkeit von

Bier und Wasser im Bierfüller. Mit einem Leitfähigkeitsmesssystem entfällt die manuelle Kontrolle der Medien-

trennung anhand eines Schauglases, und der Prozess kann automatisiert werden. Daraus resultieren die Mini-

mierung von Produktverlust, geringere Arbeitskosten und eine verbesserte Prozesssicherheit und -zuverlässigkeit.

Nachdem der letzte CIP-Reinigungs-

zyklus beendet wurde, werden die Rohrlei-

tungen und der Füller komplett mit Wasser

gefüllt. Wenn der Abfüllprozess erneut ge-

startet wird, wird normalerweise eine ge-

wisse Zeit gewartet, bevor das eigentliche

Abfüllen beginnt. Die ersten abgefüllten

Flaschen müssen im Labor analysiert wer-

den, um zu bestimmen, welche Flaschen

verworfen werden müssen bevor der kor-

rekte Gehalt an Bier erreicht wird (keine

Verdünnung mit Wasser). Ist die Wartezeit

zu kurz, müssen zuviele Flaschen oder

Dosen verworfen werden. Ist hingegen die

Wartezeit zu lang, wird gutes Bier unnötig

in den Abfluss gespült. Außerdem muss in

einigen Fällen das Bedienpersonal am

Schauglas im Abfluss anhand der Farbe be-

stimmen, wann der richtige Zeitpunkt er-

reicht wird, wo das Waschwasser in Bier

übergeht. Der Einsatz eines Leitfähigkeits-

messsystems, um die genaue Übergangs-

phase von Wasser zu Bier zu überwachen

und zu detektieren und somit den korrek-

ten Startpunkt für die Abfüllung sicherzu-

stellen, führt zu einem vollautomatisierten

Prozess mit minimalem Verlust von Fla-

schen und Bier bei reduzierten Laborkos-

ten.

Typische Prozessbedingungen:Medium: Wasser, BierDruck: bis 6 barTemperatur: –2 bis 25 °C

Leitfähigkeitsbereiche: Bier: etwa 1.500 µS/cm,Wasser: 100 bis 150 µS/cm

5

bestimmt wurde. 4-Pol-Messzellen von

METTLER TOLEDO werden mit einer zerti-

fizierten und dokumentierten Zellkonstan-

te geliefert, die auf NIST/ASTM Standards

zurückgeführt ist und die höchste Messge-

nauigkeit sicherstellt. Alle mediumberühr-

ten Materialien sind FDA positiv gelistet.

MaxCert™, ein Paket an Zertifikaten,

unterstützt die Qualifizierung des Sensors

und die Validierung des Prozesses.

Leitfähigkeitstransmitter Cond 7100e

Für diesen Prozess ist der Transmitter

Cond 7100e die erste Wahl. Die einfache

Bedienung, präzise und zuverlässige Mes-

sung und die geringen Messstellenkosten

reduzieren Aufwand und Kosten. Die

zwei analogen Stromausgänge geben die

Messwerte für Leitfähigkeit und Tempera-

tur an das übergeordnete Prozessleitsys-

tem weiter. Die Verwendung zweier kom-

plett unterschiedlicher und unabhängiger

Parametersätze erlaubt eine sehr präzise

Zeit

Phasenübergang

InPro 7108-VP

Abfüllmaschine

Lagertank

Leitf

ähig

keitCond 7100 e

Prozessführung bei der Phasendetektion,

selbst wenn sich die Leitfähigkeiten um

Dekaden unterscheiden.

Mit seiner einzigartigen piktogram-

munterstützten Bedienoberfläche und per-

manenten Sensor- und Gerätediagnose

kann dieser Transmitter in praktisch allen

Applikationen eingesetzt werden.

Transmitter Cond 7100 e

www.mt.com/inpro7108

MTP04 Leitfähigkeitssensoren

InPro® 7108-VP

www.mt.com/cond7100e

MTP05 Leitfähigkeitstransmitter

Cond 7100e

BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO

BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO

6

Transmitter mit digitaler KommunikationDie Advanced Line Transmitter für pH-Wert/Redox-Potential, gelösten Sauerstoff und elektro-

lytische Leitfähigkeit sind neben den klassischen 4-Leiter-Versionen mit analoger 0/4...20 mA

Signalverarbeitung auch mit digitaler Kommunikation erhältlich, und zwar mit Protokollen für

HART®, PROFIBUS® PA und FOUNDATION FIELDBUS.

Die erfolgreichen pH-Elektroden der Reihe InPro® 3200 werden ab 1. Oktober 2005 komplett

durch die neue Linie InPro® 325x abgelöst. Die InPro® 325x weist gegenüber dem

Vorgängermodell eine Vielzahl von Verbesserungen auf, die den Einsatz in lebensmittel-

technologischen Anwendungen unter noch anspruchsvolleren Prozessbedingungen

zulassen.

InPro® 325x löst InPro® 3200 ab

Die wichtigsten Merkmale auf einen

Blick:

● Höhere Druckbeständigkeit bis 4 bar

● 4 Membranglassorten für verschiedenste

Anwendungen in der Lebensmittelin-

dustrie

● Neuartiges wartungsfreies Bezugssystem

mit vorbedrucktem Flüssigelektrolyten

vereint die Vorteile von Druckpasten-

und Flüssigelektrolyt-Elektroden

● Hohe Nullpunkt-Konstanz bei Sterilisa-

tion/Autoklavierung mit Heißdampf bis

140 °C, dadurch sehr geringes Driftver-

halten

● Hohe Messgenauigkeit und Reprodu-

zierbarkeit dank konstanter Elektrolyt-

ausflussrate über die gesamte Lebens-

dauer der Elektrode

● Biokompatibilitäts-Zertifikat für den

Einsatz in der Lebensmittelindustrie

Bestellungen von InPro® 3200 Senso-

ren werden ab dem 1. Oktober 2005 auto-

matisch auf die neue Baureihe InPro® 325x

umgestellt.

www.mt.com/inpro3250MTP07 InPro® 325x

InPro® 3253

HART®

FIELD COMMUNICATION PROTOCOL

Während das analoge 0/4...20 mA

Signal lediglich einen Messwert unidirek-

tional übertragen kann, eröffnet die Welt

der digitalen Kommunikation die volle

Integration der prozessanalytischen Mess-

technik in das Prozessleitsystem.

Die digitale Kommunikation zwi-

schen Transmitter und Prozessleitsystem

vereinfacht die Inbetriebnahme und stellt

neben der reinen Messwertübertragung

zusätzliche Funktionen zur Verfügung

wie:

● Ferndiagnose

● Fernparametrierung

● Statusinformationen

● verbesserte Messwertauflösung

● erweiterte Prozesskontrolle

● optimierte Wartung der Anlage

www.mt.com/transmitter

MTP06 Transmitter mit digitaler

Schnittstelle

Die optimale Adaption sichert höchste ProduktqualitätEine sichere Prozessführung ist nicht zuletzt von der Adaption abhängig. Oftmals sind fehler-

haft installierte Sensoren der Grund für scheinbar unerklärbare Messabweichungen. Die bewähr-

ten InFit™ Einbauarmaturen wurden konsequent weiterentwickelt und sorgen nicht nur für die optimale Adap-

tion der Elektroden/Sensoren, sondern erfüllen auch die strengen hygienischen Anforderungen in Brauereien.

BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO

7

Absolute Prozesssicherheitgarantiert

Die zahlreichen hygienischen Adap-

tionsmöglichkeiten der InFit™ Ein-

bauarmaturen in Verbindung mit der

Oberflächenrauhigkeit N5 (Ra < 0,4 µm)

des CIP fähigem Schaftes garantieren zu

jedem Zeitpunkt des Prozesses absolute

Hygiene. Weiterhin können die InFit™

Armaturen mit den O-Ring Materialien

Viton®, EPDM und Kalrez®, die alle nach

FDA + USP Class VI zugelassen sind,

kombiniert werden.

Verbesserter „Zauberhut”Leider musste selbst die blaue Kabel-

schutzhülse mit hohem Wiedererken-

nungswert („Zauberhut”) aufgrund von

gestiegenen Sicherheitsanforderungen

weichen. Die Kabelschutzhülse ist jetzt

aus leitendem Polypropylen und daher

schwarz, so dass die Armaturen nach ATEX

zertifiziert sind und uneingeschränkt in

explosionsgefährdeten Bereichen einge-

setzt werden können.

Die neue Kabelschutzhülse erleichtert

erheblich die Installation des IP68 geprüf-

ten VP-Kabels. Das Kabel kann jetzt von

hinten durch den „Zauberhut” geführt

werden, wodurch zusätzliche Montagear-

beiten entfallen.

Adaption in RohrleitungenDie optimale Adaption von Elektro-

den/Sensoren in Rohrleitungen kleiner

DN 40 war in der Vergangenheit mit erheb-

lichen Schwierigkeiten verbunden. Mit den

neuen Durchflussadaptern in Verbindung

mit den InFit™ Einbauarmaturen bzw.

www.mt.com/infitMTP08 InFit™ 76Xe, InFit™ 76Ye

www.mt.com/inflowMTP09 InFlow™

www.mt.com/intracMTP10 InTrac® 77Xe

Optimale Installation des Sensors in Rohrleitungenmit kleinem Durchmesser.

InTrac® Wechselarmaturen lassen sich

die Elektroden/Sensoren mühelos auch

in Leitungen kleinen Durchmessers instal-

lieren. Die Adapter erfüllen vollständig die

Anforderungen der Druckgeräterichtlinie

97/23/EG.

Armaturen für unterschiedlichste An-

wendungen können leicht über einen

Konfigurator bestimmt werden.

InFit 762e InFit 763e InFit 764e InFit 761e

Sichere Messwerte mit der optimalen Adaption:

InFlow 761

BrauereiNews 8

8

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Mettler-Toledo Ges.m.b.H.Südrandstraße 17A-1230 WienTel: (+43) 1 604 19 80Fax (+43) 1 604 28 80

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