Förderung der Braukunst mit einem Prozesssteuerungssystem

Als die Brauerei Mother Earth Brewing Co. ihren neuen Standort in der Nähe von Boise, Idaho, USA, mit einer vier Tanks umfassenden 6000-l-Craft-Brauanlage bezog, musste der erste Braumeister Chris Baker sicherstellen, dass die neue Anlage die notwendige Flexibilität bot, um die verschiedenen Craft-Label des Unternehmens auch weiterhin herzustellen bzw. das Sortiment noch auszuweiten.

Die Craft-Brauerei beauftragte Paul Mueller Co. mit der Prozess-, Sudhaus- und Rohrleitungstechnik und Stone Technologies, einen Rockwell Automation Solution Partner, mit der Prozessautomation. 

Das neue System musste eine breite Vielfalt von Rezepten verwalten. Mother Earth Brewing Co. braut in der Regel sieben verschiedene Biersorten in einer bestimmten Woche und 60 bis 70 Biersorten in einem Jahr.

Neben einer flexiblen Rezeptverwaltung bietet das Prozessautomatisierungssystem Abläufe zur Energierückgewinnung, prozesswertabhängige Routinen und einen innovativen Clean in Place-Ansatz (CIP). Eine weitere Forderung war die Erweiterbarkeit und Handhabung verschiedener nicht mit dem Brauprozess zusammenhängender Funktionen – all dies über eine informationsfähige Schnittstelle für nicht technisch versierte Benutzer. 

Zuverlässig, wiederholbar, flexibel

Automatisierung macht die Herstellung von Craft-Bier zuverlässiger und wiederholbarer – nur müssen dabei keine Schläuche mehr herumgeschleppt werden. Dennoch können Sie den Prozess so präzise abstimmen, wie dies für die Handwerkskunst der Craft-Bierherstellung nötig ist.

Das System von Mother Earth nutzt Sequencer Object für die Ablaufsteuerung, Batch Scheduler für die Zeitplanung und Startzeiten sowie getrennte Parameterwerte für nicht direkt mit dem Brauprozess zusammenhängende Abläufe wie Clean in Place. Die CIP-Abläufe können denselben Sequencer Object-Befehl nutzen wie der Brauprozess, da alle Steuerungsfunktionen dieselben sind.

Anstelle eines separaten CIP-Skids verwendet das Prozesssteuerungssystem die Behälter als Waschmaschinen. Die Prozessausrüstung verfügt über Zyklen für die Reinigung des einen Behälters, die Auslösung des nächsten, das Hinzufügen von Reinigungsmitteln usw. So können alle vier Kreisläufe gleichzeitig gereinigt werden, was bei einem CIP-Skid nicht möglich wäre.

Mother Earth Brewing Co. stellte fest, dass der Kessel einen Engpass darstellt, der bei einer größeren Anzahl von Pumpen und Ventilen zu einem weiteren führen könnte.

Bei diesem Projekt wurde u. a. die Erfahrung gemacht, dass eine frühzeitige und umfassende Einbeziehung des Kunden von der Erstellung der Funktionsspezifikationen bis hin zur Werksabnahmeprüfung (FAT), Überprüfung, Wasserdosierung und Inbetriebnahme von entscheidender Bedeutung ist. Der Eigentumsübergang an den Kunden konnte auf diese Weise beschleunigt werden.

Das PlantPAx-System, das sich bei Mother Earth im Einsatz befindet, bietet eine intuitive Benutzerschnittstelle, über die sich Prozesse ohne Kenntnisse der SPS-Programmierung steuern lassen.

Allerdings muss man bei der Inbetriebnahme immer mit kleineren Anpassungen rechnen, egal wie gut die Funktionsspezifikationen geplant wurden.

Mit Sequencer Object und dem PlantPAx-System konnte Mother Earth Brewing diese Änderungen sehr schnell vornehmen, vielfach sogar ohne das SPS-Programm überhaupt aufrufen zu müssen.

Gerne informieren wir Sie ausführlicher über PlantPAx – das moderne DCS von Rockwell Automation.

Chris Baker, Head Brewer bei Mother Earth Brewing Co., und Ryan Williams, Projektmanager bei Stone Technologies, Inc., hielten 2016 anlässlich der Process Solution User Group (PSUG)-Konferenz in Atlanta, Georgia, USA, einen Vortrag mit dem Titel „A Greenfield Installation of the PlantPAx System Keeps the Craft in Craft Brewing while Automating Processes“.

Dieser Blog basiert auf einem Artikel der Redakteure der Fachzeitschrift „Control“.