Etwa 4,5 Mio. Dosen seines bekannten Energydrinks produziert Red Bull allein in China. Um diese enorme Produktionsmenge zu bewältigen, müssen die Herstellungsprozesse in den fünf Werken nicht nur reibungslos laufen, sondern auch möglichst effizient sein. Der Getränkespezialist ist aus diesem Grund stets auf der Suche nach modernen Technologien, um Schwachstellen zu beseitigen und den Prozessablauf zu optimieren.
Schwachstelle Füllstandmessung
Eine Schwachstelle hat sich in der Vergangenheit bei der Füllstandmessung der Tanks gezeigt, in denen die flüssigen Zutaten vermischt werden. Wie in der Getränke- und Lebensmittelindustrie üblich, setzt Red Bull zur Füllstandmessung Druckmittler ein, um Prozess und Messgerät voneinander zu trennen und so die hohen hygienischen Anforderungen der Branche zu erfüllen.
Die Membran des Druckmittlers gibt den Druck über eine Trägerflüssigkeit im Inneren an das eigentliche Messgerät weiter. Dort wird aus dem gemessenen Druck anschließend 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 auf 92 °C vor. Ist die richtige Temperatur erreicht, wird der Tank geleert und die nächste Charge eingefüllt – wiederum 20 °C kalt. Genau zu diesem Zeitpunkt 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 Temperatur 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 als der Temperaturunterschied abgeklungen war, konnte der Tank ganz befüllt und die Produktion fortgesetzt werden. Für diesen umständlichen und zeitraubenden Prozess suchte Red Bull dringend eine Lösung und wurde bei dem Messgerätehersteller Labom fündig.
Die Membran ist entscheidend
Da es verschiedene Möglichkeiten gibt, um einen Temperaturfehler zu reduzieren, hat sich der Messtechnikspezialist aus Hude zunächst intensiv mit den Produktionsprozessen bei Red Bull auseinandergesetzt. Schnell wurde klar, dass für diesen Anwendungsfall eine spezielle Membran notwendig ist, 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 beispielsweise eine stark vergrößerte oder aber sehr dünne Membran. Beide Varianten kamen für Labom und Red Bull allerdings nicht infrage: 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.
Die LTC-Technologie im Fokus
Red Bull entschied sich für die patentierte LTC-Technologie (Low Temperature Coefficient) von Labom. Hierbei wird die Membran des Druckmittlers mit einem speziellen Profil und einer leichten Wölbung versehen. Letztere führt dazu, dass die Membran zwei Ruhelagen hat, die sie von sich aus einnehmen würde – eine obere und eine untere. In einem speziellen Herstellungsverfahren werden Druckmittler mit dieser Membran so gefüllt, dass sie sich exakt zwischen den beiden Ruhelagen befindet. Das Resultat: Die Membran lässt sich in dieser Position nahezu kraftlos auslenken und gleicht so selbst große Ausdehnungen der Trägerflüssigkeit aus.
Der Temperaturfehler bei Red Bull konnte fast vollständig eliminiert werden; lediglich eine minimale Ungenauigkeit zu Beginn des Einfüllprozesses wird nun noch beobachtet. Im Gegensatz zu der bisher eingesetzten Messtechnik verschwindet diese minimale Auslenkung aber bereits nach kurzer Zeit, sodass das Messergebnis schon lange vor Erreichen der benötigten Füllhöhe korrekt und zuverlässig abgelesen werden kann. Die Wartezeit zum Angleichen der Temperatur entfällt seitdem komplett, was eine enorme Zeitersparnis bedeutet.
Die LTC-Membran gleicht den Temperaturfehler so zuverlässig aus, dass sie deutlich dicker sein kann als normalerweise – das erhöht die Sicherheit, ohne dass das Messergebnis darunter leidet. 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. Über 100 Druckmessumformer mit LTC-Technologie befinden sich in drei Werken von Red Bull in China derzeit im Einsatz. Die Geräte sind sehr robust und müssen in der Regel nicht ausgetauscht werden.
Suchwort: dei0218labom
Autor: Jianren Cong
Sales Manager East Asia,
Labom
