Messtechnik: Vegas kontinuierliche Radarfüllstandmessung im Brennkessel mit Vegapuls 64 in Wildschönau

Klebrige Flüssigkeit, kleiner Behälter und ein Rührwerk – hier konnte der Vegapuls 64, Vega’s Radarfüllstandmessgerät für Flüssigkeiten mit 80 GHz, bislang seine Stärken zeigen. Dieses ermöglicht nun in einem Familienbetrieb, dass der Brennvorgang bei der Herstellung des berühmten Wildschönauer Krautingers optimal gesteuert wird.

Schnaps mit Geschichte

Es gibt Leute, die behaupten, der Krautinger wäre mehr Medizin als Lebensmittel. Die geschmackliche Beurteilung des Schnapses, der nach einem Hauch von Gemüse schmeckt, bleibt jedem selbst überlassen. Ungeschlagen ist der Schnaps auf jeden Fall bei der Anzahl von Geschichten, die um ihn ranken und die ihm seine Einzigartigkeit bescheren. Welches Lebensmittel kann sich schon darauf berufen, von der Kaiserin Maria Theresia im 18. Jahrhundert höchstpersönlich seine Weihen empfangen zu haben? Diese verlieh den Bauern des Hochtals Wildschönau das alleinige Recht, aus der weißen Stoppelrübe, Schnaps zu brennen.

Europaweit geschützte Marke Krautinger

Dieser Tradition folgen heute noch 15 Familien in Wildschönau, einer österreichischen Gemeinde im Bezirk Kufstein in Tirol, so dass dieser eigenwillige Schnaps mittlerweile zu einem Markenzeichen der Region geworden ist. Josef Thaler gehört zu einer dieser Familien und er geht deutlich nüchterner mit den vielen Geschichten um, die sich um seinen Schnaps ranken. Dabei ist es seinem Engagement zu verdanken, dass Krautinger heute eine EU-weite, geschützte Marke ist. „Die Qualität muss stimmen und zwar über viele, viele Jahre. Dafür braucht man einen langen Atem und Ausdauer, bis der Schnaps auch bei der späteren Verkostung in den entsprechenden Gremien den heutigen Qualitätsansprüchen eines Schnapses gerecht wird“, berichtet Thaler. Geduld benötigen die Brenner aber auch in anderer Hinsicht. Dies beginnt schon beim Anbau der speziellen Rübe, die nur bei entsprechendem Wetter einen guten Zuckergehalt aufweist.

Viel Handarbeit

Das jahrelange Tüfteln um den richtigen Geschmack hat sich ausgezahlt. Mittlerweile hat der Schnaps bereits mehrere Auszeichnungen erhalten und konnte in den vergangenen Jahren als Marke weit über Tirol hinaus fest etabliert werden. Dabei ist die Produktion des Krautingers immer noch viel Handarbeit. Die weißen Stoppelrüben werden per Hand geerntet, vom Grünzeug und der Wurzel befreit, gewaschen, gehäckselt und gepresst. Danach wird der Saft über Nacht eingedickt – von 1.000 l bleiben etwa 300 l Flüssigkeit übrig, die etwa 18 bis 20% Zucker enthalten. Dann wird die Hefe hinzu gegeben und die Flüssigkeit vier bis fünf Tage vergoren. Nach der Destillation enthält die Vorstufe des Krautingers 85% Alkohol. Nun bekommt der Schnaps Zeit, um zwei bis drei Monate zu reifen, bevor er dann mit Wasser versetzt, seinen endgültigen Geschmack erreicht.

Qualität mit einem Füllstandmessgerät etablieren

Um die Qualität des Schnapses gleichbleibend hoch zu halten, fing Thaler schon früh damit an, die Produktion effizienter zu gestalten. Wurden die Rüben früher per Hand gewaschen, so investierte er in eine Waschanlage. Nun ging es darum, den eigentlichen Kochprozess zu automatisieren. Für eine gleichmäßige, hohe Qualität, ist ein definierter und vor allem immer gleichbleibender Geschmack notwendig. „Das Problem ist jedoch, dass die Zuckerrüben nicht immer die gleiche Menge Zucker enthalten. Daher war am nächsten Morgen nach dem Eindickprozess der Zuckergehalt mal zu niedrig und mal zu hoch. Zudem haben wir ständig manuell den Füllstand überprüft“, beschreibt Thaler die Situation. „Aber die Situation war einfach unpraktisch und auf Dauer nicht tragbar.“ Schnell war die Idee geboren, einfach ein Füllstandmessgerät zu installieren, das bei 300 l ein Signal an den Brenner leitet, um diesen abzuschalten. Bei dieser Füllhöhe stimmt der Zuckergehalt.

Berührungslose Messverfahren

Ideen hatte man viele, die Umsetzung erwies sich jedoch komplizierter, als zunächst gedacht. Expertise holte man sich innerhalb der Familie: Neffe Andreas Haas ist Mess- und Regeltechniker. Seine erste Überlegung war es, einen einfachen Schwimmer zu montieren. Der eingekochte Rübensaft ist von der Konsistenz jedoch extrem klebrig und man hätte jedes Mal nach dem Kochen den Draht und den Schwimmer reinigen müssen. „Wenn es schon berührungslose Messverfahren gibt, sollte man die auch anwenden, oder?“, stellt Haas die berechtigte Frage. Haas hatte mit Vega bereits in seinem beruflichen Umfeld in der Pharmaindustrie gute Erfahrungen gesammelt und schlug daher ein Radarmessgerät vor. Allerdings wollte man nicht in einen neuen Kessel investieren, sondern den bisherigen nutzen. Außerdem sollte der Aufwand für die Installation überschaubar bleiben. Dies zog weitere Herausforderungen nach sich: Zum einen ist der Kessel in der Schnapsbrennerei relativ klein. Bisherige Radarmessgeräte mit einer üblichen Messfrequenz von 26 GHz hätten wegen der Blockdistanz nicht einwandfrei messen können. Außerdem ist der untere Boden des Behälters kegelförmig und enthält einen Doppelboden für den Dampf. Daher schied eine Differenzdruckmessung ebenfalls aus. „Als ich im März 2016 vom neuen Vegapuls 64 gehört hatte, war mir klar, dass dies die Lösung für unseren Familienbetrieb ist“, erinnert sich Haas.

Vegapuls 64 ideal für kleine Behälter

Der Vegapuls 64 bringt alle Eigenschaften mit, um die schwierige Messsituation zu meistern. Die Fokussierung eines Radarmessgerätes hängt von der Sendefrequenz und der wirksamen Antennenfläche ab. Bei gleichbleibender Antennengröße kann also mit einer höheren Frequenz eine deutlich bessere Fokussierung erreicht werden. Dies zeigt die Rechnung: Der Vegapuls 64 arbeitet mit einer Sendefrequenz von 80 GHz und einer Antennengröße von zirka 80 mm. Dadurch wird ein Öffnungswinkel von nur 4° erreicht. Bei einem Radarsensor mit 26 GHz-Sendefrequenz beträgt der Öffnungswinkel dagegen schon etwa 10° bei gleicher Antennengröße. Für den Kessel des Familienbetriebes heißt dies, dass der Antennenstrahl einfach an dem Rührwerk vorbei gleitet und keine Störungen entstehen.

Höhere Sendefrequenz - kleinere Antennengröße

Umgekehrt bedeutet dies: Durch eine um den Faktor drei höhere Sendefrequenz können die Antennengrößen um denselben Faktor kleiner werden und erzielen trotzdem eine ähnliche Signalfokussierung. Dadurch sind wesentlich kleinere Prozessanschlüsse mit einer Antennengröße von nur ¾'' möglich. Dies entspricht gerade mal der Größe eines Ein-Euro-Stückes. Damit ist der Vegapuls 64 prädestiniert für die Messung in kleinen Behältern und Apparaten,
z. B. in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie. Da das Antennensystem in den Prozessanschluss integriert wurde, ragt keine Antenne in den Behälter hinein. Es ist also möglich, bis dicht an den Prozessanschluss sicher zu messen. Eine Eigenschaft, die bei der Herstellung des Krautingers ausgenutzt wird, da Schaum und Blasen durchaus bis an den Kesseldeckel reichen.

Unempfindlich gegenüber Ablagerungen

Trotz der deutlich kürzeren Wellenlänge des Vegapuls 64 ist der Sensor sehr unempfindlich gegenüber Ablagerungen – ideal für die klebrige Masse. Dies wird vor allem durch eine Anpassung der Empfindlichkeit im Nahbereich des Sensors erreicht. Die Einflüsse von Störungen werden direkt vor dem Antennensystem durch eine spezielle Verstärkungsregelung reduziert. Diese ermöglicht gleichzeitig eine sehr hohe Signalempfindlichkeit in einem größeren Abstand.

Automatisierte Exklusivität

Auch in Bezug auf die Montage erwies sich der Vegapuls 64 als pflegeleicht. Haas montierte den Sensor einfach auf dem vorhandenen Stutzen. Danach hatte er jedoch noch weitere Ideen: So lässt er die Signale, sprich den Füllstand des Kessels, einfach ans Handy von Familienoberhaupt Thaler leiten. Damit entfällt die Frage, ob die Flüssigkeit schon genug eingekocht ist oder nicht. Sobald das richtige Volumen erreicht wird, schaltet sich der Brenner aus, die Temperatur sinkt und Thaler kann in aller Ruhe mit den weiteren Bearbeitungsschritten fortfahren. Auch wenn der Prozess nach und nach automatisiert wird, wird es von dem eigenwilligen Schnaps wohl nicht mehr als 700 bis 800 l pro Jahr geben. „Unser Krautinger bleibt etwas ganz Besonderes“, so Thaler.