Dem Temperaturfehler auf der Spur – LTC-Technologie bei Red Bull

In fünf Werken von Red Bull werden jährlich ca. 4.5 Millionen Dosen des bekannten Energydrinks hergestellt. Um diese enorme Menge zu bewältigen, muss die Produktion nicht nur reibungslos laufen, sondern auch möglichst effizient gestaltet
werden – das Unternehmen ist deshalb immer auf der Suche nach innovativen Technologien, um Schwachstellen im Prozessablauf zu beheben.

Schwachstelle Füllstandmessung

Eine dieser Schwachstellen zeigte sich in der Vergangenheit bei der Füllstandmessung der Tanks, in denen die flüssigen Zutaten vermischt werden. Wie häufig in der Getränke- und Lebensmittelindustrie setzt Red Bull zur Füllstandmessung Druckmittler ein, um Prozess und Messgerät voneinander zu trennen und so alle hygienischen Anforderungen der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie zu erfüllen. Die Membran des Druckmittlers gibt den Druck dabei über eine Trägerflüssigkeit im Inneren an das eigentliche Messgerät weiter. Dort wird aus dem gemessenen Druck dann der Füllstand abgeleitet. Handelsübliche Druckmittler haben zeitweilig jedoch eine prinzipbedingte Einschränkung: Temperaturschwankungen im Prozess führen zu Ungenauigkeiten beim Messergebnis. Dieses als Temperaturfehler bezeichnete Phänomen kann erhebliche Verzögerungen in der Produktion zur Folge haben. Bei Red Bull sieht ein Schritt des Herstellungsprozesses das Erhitzen des flüssigen Gemisches von 20°C auf 92°C vor. Ist die richtige Temperatur erreicht, wird der Tank geleert und die nächste Charge eingefüllt - wiederum 20 °C kalt. Genau an dieser Stelle entsteht der Temperaturfehler: Wird der Tank entleert und die kältere Mischung eingefüllt, zieht sich die Trägerflüssigkeit im Inneren des Druckmittlers - ein Öl- aufgrund der niedrigeren Temperaturen zusammen. Die Folge: Der Druck, der auf die Membran wirkt, wird nicht korrekt weitergegeben. Der Tank wird also als leer angezeigt, obwohl er bereits gefüllt ist. Um den dynamischen Temperaturfehler zu vermeiden, wurde der Tank bei Red Bull in der Vergangenheit deshalb zunächst nur teilweise gefüllt, dann wurde eine Pause eingelegt. Erst, wenn der Temperaturunterschied abgeklungen war, konnte der Tank ganz befüllt und die Produktion fortgesetzt werden - ein umständlicher und zeitraubender Prozess, für den dringend eine Lösung gesucht wurde.

Hochpräziser Druckmittler im Einsatz in der Red-Bull-Produktion

Die Membran ist entscheidend

An dieser Stelle schaltete sich 2012 der Messgerätehersteller Labom ein: Das Unternehmen aus Hude zeichnet sich von jeher durch seine besonders individuellen, kundenbezogenen Produkte aus. Deshalb steht am Anfang einer Zusammenarbeit immer das Verständnis der Anlage, in die die Messgeräte eingebaut werden sollen. „Nur, wenn wir den Prozess beim Kunden genau verstehen, können wir eine optimale Lösung finden“, so Jianren Cong, Sales Manager bei Labom. „Wir haben uns deshalb intensiv mit der Produktion bei Red Bull auseinandergesetzt, um den optimalen Weg zu finden.“

 

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um den Temperaturfehler zu reduzieren – welche in jedem individuellen Fall die richtige ist, musste auch bei Red Bull erst herausgefunden werden. Neben speziellen Programmierungen ist eine vielversprechende Lösung eine Membran, die so flexibel ist, dass sie schon bei kleinsten Veränderungen nachgibt. Ein Zusammenziehen oder Ausdehnen der Trägerflüssigkeit aufgrund von Temperaturschwankungen hat dann kein verändertes Messergebnis mehr zur Folge, da die Membran die Bewegungen der Flüssigkeit ausgleicht. So wird der Druck auf das Messgerät nicht mehr verfälscht. Herkömmliche Ansätze, um diesen Effekt zu erreichen, sind beispielweise eine stark vergrößerte oder aber sehr dünne Membran. Beide Varianten kamen für Labom und Red Bull allerdings nicht in Frage: „Für eine größere Membran war in der Produktionsanlage kein Platz und eine dünnere Membran wäre viel zu anfällig für Risse oder Beschädigungen – es musste also ein anderer Weg gefunden werden“, erläutert Cong.

LTC-Technologie im Fokus

„Die LTC-Membran gleicht den Temperaturfehler sogar so zuverlässig aus, dass sie deutlich dicker sein kann als normalerweise - das erhöht die Sicherheit, ohne dass das Messergebnis darunter leiden würde“, erklärt Cong. Natürlich gilt auch bei den LTC-Membranen noch das Prinzip: Je größer die Membran, desto geringer der Temperaturfehler. Bei Red Bull werden deshalb Druckmessumformer mit einem Durchmesser von 50 mm eingesetzt - sie ermöglichen eine nahezu fehlerfreie Messung. „Über 100 unserer Druckmessumformer mit LTC-Technologie befinden sich in drei Werken von Red Bull derzeit im Einsatz“, so Cong. „Die Geräte sind so robust, dass sie so gut wie nie ausgetauscht werden müssen - alle Beteiligten sind sehr zufrieden mit dem Resultat der Zusammenarbeit“. Cong sieht auch in Deutschland noch viel Potenzial für die LTC-Technologie. Da sie den Temperaturfehler nahezu ausschaltet, stellen LTC-Druckmittler von Labom eine echte Alternative zu teureren temperaturtoleranten Methoden der Füllstandmessung, wie beispielswiese das Wiegen, dar.