Zwei Optionen für das Gärungssteuerungssystem

7. Juni 2022

Mit der starken Entwicklung der Getränkeindustrie ist die Bierproduktion einer der technologisch fortschrittlichsten Industriezweige. Derzeit hat sich der korrekte Betrieb von Fermentationskontrollsystemen auf eine kontinuierliche Überwachung verlagert.

Ein aktualisiertes und modernes Fermentationskontrollsystem, das die Produktqualität verbessert, die Produktionskosten senkt und die Sicherheit gewährleistet. Heute werden wir dieses Thema mit dem Fermentationskontrollsystem von YoLong besprechen.

Wenn Sie Fragen zu Ihrem haben Brauausrüstung , FermentationskontrollenBitte wenden Sie sich an das Ingenieurteam von YoLong, um dies herauszufinden.

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In Bezug auf die Biergärungssteuerung werden hauptsächlich zwei Optionen verwendet und in Betracht gezogen: - Temperaturreglerschrank_ und die SPS + HMI-Kombination_

Temperaturkontrollsystem:

Das TC-Steuerungssystem ist eine kostengünstigere Option als die SPS, wenn in der Brauerei nicht zu viele FV- und BBT-Sets vorhanden sind. Außerdem ist die Fehlersuche einfacher und bei Störungen ist kein Programmierer erforderlich, da jeder Elektriker diese Aufgaben, wie den Austausch der Temperaturregler, erledigen kann. Für Braumeister der alten Schule sieht das TC-Gehäuse natürlich auch schlicht und ansprechend aus.

Tatsächlich sind die Einstellungen und erkannten Daten jedoch im TC-Steuerungssystem nicht sehr sichtbar, auch vor dem Übergang in die folgenden Fermentationsphasen, die manuell neu eingestellt werden müssen. Für verschiedene Bierrezepte, die den Fermentationsstatus wie Temperatur und Zeitpunkt erfordern kann auch manuell aufgezeichnet werden. In gewissem Sinne ist das nicht genauer als die SPS-Option.

SPS + HMI-Kombisystem:

Jede Gärung kostet mehrere Tage/Wochen, und der Brauer kann nicht 24 Stunden am Stück arbeiten. Für Kleinbrauereien ist die SPS zwar eine teure Option, bietet aber in Zukunft mehr Flexibilität und Zuverlässigkeit.

In einer Brauerei mit vielen Kellertanks kann die SPS die Tanks intensiv verwalten und benötigt außerdem viel mehr Platz als ein TC-Schrank. Außerdem wird der Gärstatus jedes Tanks auf der HMI angezeigt.

Dann könnten für verschiedene Braurezepte die verschiedenen Fermentationsschritte gemeinsam in der Programmierung eingestellt werden, und die Programmierung führt die verschiedenen Schritte automatisch basierend auf den Einstellungsdaten von Zeit/Temperatur usw. durch. Mehr Genauigkeit und Flexibilität als die erste Option.

Alarmierung: Durch die Programmierung können zahlreiche Anomalien erkannt und gemeldet werden, beispielsweise eine abnormale Gärtemperatur und eine abnormale Glykoltemperatur. Mit dieser Option können Probleme vermieden werden, die durch Fehlfunktionen des Temperatursensors verursacht werden, und ein reibungsloser Ablauf der Gärphase gewährleistet werden.

Für jeden Vorgang, bevor mit der Programmierung begonnen wird, ist ein Passwort erforderlich. Dies trägt auch dazu bei, die Möglichkeit einer Fehlbedienung durch unprofessionelle Personen zu verringern.
Mit HMI ist für jeden Tank auch die Gärkurve gut sichtbar.

Darüber hinaus können wir, wenn das Budget immer noch beträchtlich ist, den Standortleiter in die SPS-Kombination integrieren und dann einen Fernzugriff ermöglichen, was auch bedeutet, dass wir die Fermentation von überall aus auf Ihrem Telefon überwachen und steuern können.

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Wenn Sie kein professioneller Brauer sind und erwägen, den Übergang vom Heimbrauen zur Nano-Brauerei zu vollziehen, ist es eine gute Idee, einen professionellen Brauereiberater zu finden, der Ihnen in den ersten 30-90 Tagen hilft.

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Weitere FAQs zu einem Gärkontrollsystem

1) Welche Brauereigröße profitiert am meisten von einem SPS- und HMI-Gärungssteuerungssystem?

Keller mit mindestens 6 Tanks (FV/BBT) erzielen durch SPS/HMI einen messbaren ROI: Automatisierte Schrittstopps, Alarme, Trenddaten und Fernzugriff reduzieren Arbeitsaufwand und Variabilität. Unter ~4 Tanks kann ein Temperaturreglerschrank (T‑C) kostengünstiger sein.

2) Kann ein Temperaturreglerschrank weiterhin Daten zur Konformität und Qualitätssicherung protokollieren?

Ja. Fügen Sie tafelmontierte Diagrammschreiber hinzu oder koppeln Sie Temperatursensoren mit externen Datenloggern (RTD/NTC zu Bluetooth/WLAN-Gateways). Cloud Sheets können Temperatursollwerte, Istwerte und Alarmereignisse erfassen, ohne dass eine vollständige SPS erforderlich ist.

3) Welche Sensoren sind für eine robuste Gärkontrolle unerlässlich?

Kern: Tank-RTD-/Thermowell-Sonden, Glykol-Vorlauf-/Rücklauftemperatur, Druck-/Vakuum-Entlastungsüberwachung und Tür-/Ventilverriegelungen. Optional, aber wertvoll: Spezifisches Gewicht (Inline/At-Line), gelöster Sauerstoff auf der kalten Seite und Schaumleitfähigkeitssensoren zur Abblassteuerung.

4) Wie sichere ich den Fernzugriff auf ein SPS-Gärungssteuerungssystem?

Verwenden Sie ein VPN oder ein sicheres Mobilfunk-Gateway, rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC), sichere Passwörter + MFA und ändern Sie die Standardports. Halten Sie die Firmware auf dem neuesten Stand, trennen Sie die Betriebsabläufe der Brauerei von der IT im Büro (VLANs) und protokollieren Sie Zugriffsereignisse.

5) Was ist die beste Vorgehensweise für das Alarmmanagement bei der Fermentation?

Definieren Sie Prioritätsstufen (kritisch vs. informativ), legen Sie Totzonen/Verzögerungen fest, um Fehlalarme zu vermeiden, fordern Sie eine Bestätigung an und implementieren Sie Eskalationsmaßnahmen (SMS/E-Mail/App) mit Bereitschaftsrotation. Überprüfen Sie den Alarmverlauf monatlich, um die Schwellenwerte anzupassen.

Branchentrends 2025: Gärkontrollsysteme

Edge Analytics im Keller: Kostengünstige SPS und IIoT-Module ermöglichen Echtzeit-Trendanalysen (Dämpfungsrate, Diacetyl-Rest-Trigger) ohne vollständiges MES.
Standardisierte Datenmodelle: Mehr Anbieter unterstützen OPC UA/MQTT für die interoperable Protokollierung mit LIMS-/QA-Tools von Brauereien.
Prädiktive Steuerung: Frühzeitige Einführung einer modellbasierten Steuerung für die Diacetyl-Ruhezeit und den Crash-Einleitungsprozess unter Verwendung von SG-/Temperatur-Neigungen.
Cybersicherheit standardmäßig: Rollenbasierte Benutzer, MFA, Prüfprotokolle und VPN-Gateways werden bei neuen Panels zum Standard.
Nachhaltigkeit: Eine intelligentere Glykolsteuerung (PID + Ventilmodulation) und Kellerzonierung sparen 10–20 % Energie.

Benchmarks für die Leistung der Gärkontrolle im Jahr 2025

Metrisch	Typisches T‑C-Gehäuse	SPS- und HMI-System	Notizen
Temperaturstabilität (FV, halten)	±1.5–2.0 °F (±0.8–1.1 °C)	±0.5–1.0 °F (±0.3–0.6 °C)	Mit Jacket-Zoning, abgestimmtem PID
Alarmreaktionszeit	Manuelle Prüfungen; Minuten–Stunden	Sekunden–Minuten (Push-Benachrichtigungen)	Remote-Benachrichtigungen Standard
Datenerfassung	Manueller oder Add-on-Logger	Native Trends, Cloud-Export	OPC UA/MQTT-Akzeptanz nimmt zu
Arbeitszeit pro Charge (Kellerbetrieb)	Baseline	−10–20 %	Durch Automatisierung der Schritte
Energieverbrauch (Glykol)	Baseline	−8–15 %	Modulierte Ventile/VFD-Pumpen
Typische Kosten (pro 8–12 Tanks)	3–8 USD	18–45 USD	Spezifikation, E/A-Anzahl, Fernzugriff

Quellen: Brewers Association QA/Benchmarking 2024–2025; MBAA Technical Quarterly; ASBC-Methoden; Anbieterspezifikationen für PLC/HMI- und IIoT-Module; Praktikerberichte auf ProBrewer/HomebrewTalk

Neueste Forschungsfälle

Fallstudie 1: SPS-gesteuerte Diacetyl-Rest-Optimierung (2025)
Hintergrund: Ein Keller mit 10 Tanks meldete inkonsistente Diacetyl-Ruhezeiten und gelegentliche VDK-Fehler bei Lagerbieren.
Lösung: Upgrade auf SPS + HMI mit dualen RTDs (Kegel und Mantel) und programmierten, steigungsbasierten Ruheauslösern (Temperaturanstieg wird eingeleitet, wenn die Dämpfungsrate unter den Schwellenwert fällt). Remote-Alarme und Prüfprotokolle hinzugefügt.
Ergebnisse: VDK-Ausfälle sanken über 20 aufeinanderfolgende Chargen auf Null; die durchschnittliche Tankdauer verringerte sich um 0.6 Tage; der Energieverbrauch (Glykol) sank durch eine strengere Sollwertkontrolle um 9 %.

Fallstudie 2: Verbesserung des T‑C-Schranks mit Cloud-Logging (2024)
Hintergrund: Eine Nanobrauerei mit vier FVs benötigte Aufzeichnungen für die Qualitätssicherung, ohne in eine SPS zu investieren.
Lösung: Integrierte Panel-Datenlogger und Wi-Fi-Gateways auf jedem T-C, hinzugefügte SOPs für manuelle Schrittänderungen mit Checklisten und zeitgestempelten Einträgen.
Ergebnisse: Qualitätssicherungsprüfung des Distributors bestanden; manuelle Temperaturüberschreitungen um 60 % reduziert; durchsuchbarer Gärverlauf für Rezeptiterationen erstellt.

Gutachten

Dr. Tom Shellhammer, Professor für Fermentationswissenschaft, Oregon State University
„Echtzeit-Temperaturkontrolle und zuverlässige Datenprotokollierung sind grundlegend. Sie beeinflussen direkt die Hefeleistung, die VDK-Reduktion und die Geschmacksstabilität.“
John Mallet, Berater für Brauereibetriebe; Autor von „Malt: A Practical Guide“
Wählen Sie die Steuerungsarchitektur, die zu Ihrer Tankanzahl und Ihrem Wachstumspfad passt. Saubere Verkabelung, dokumentierte P&IDs und validierte Alarme bieten oft mehr Nutzen als auffällige Bildschirme.
Annie Johnson, Brauberaterin; AHA-Heimbrauerin des Jahres
„Bei kleinen Kellern kann die Erweiterung der Temperaturregler mit intelligenter Protokollierung und Checklisten die Lücke schließen – und dann auf SPS skalieren, wenn die Tankanzahl oder der Arbeitsaufwand es rechtfertigen.“

Praktische Tools und Ressourcen

Brewers Association – QA-Handbücher, bewährte Verfahren im Keller: https://www.brewersassociation.org
Master Brewers Association of the Americas (MBAA) – Technische Dokumente zur Gärungskontrolle und zu Glykolsystemen: https://www.mbaa.com
American Society of Brewing Chemists (ASBC) – Methoden für VDK (Diacetyl), DO, pH: https://www.asbcnet.org
OPC Foundation – OPC UA-Interoperabilitätsstandards: https://opcfoundation.org
NIST Cybersecurity Framework – Praktische OT/IT-Sicherheitsrichtlinien: https://www.nist.gov/cyberframework
ProBrewer – Foren und Fallstudien zur Gärungskontrolle: https://www.probrewer.com

Quellen und weiterführende Literatur:

BA 2024–2025 QA/Benchmarking-Briefings zu Kellersteuerungen
MBAA Technical Quarterly zu PID-Tuning, Jacket-Zoning und Alarmrationalisierung
ASBC-Methoden für Diacetyl/VDK und Fermentationsüberwachung
Whitepaper der Anbieter zu SPS-/HMI-Architekturen, MQTT-/OPC-UA-Gateways und sicherem Fernzugriff
Praktiker-Threads auf ProBrewer zum Kosten-Nutzen-Verhältnis von PLC- vs. T‑C-Lösungen

Zuletzt aktualisiert am: 2025-09-08
Changelog: 5 gezielte FAQs hinzugefügt; eine Tabelle mit Leistungsbenchmarks für 2025 eingefügt; zwei aktuelle Fallstudien bereitgestellt; Expertenmeinungen hinzugefügt; praktische Tools/Ressourcen mit maßgeblichen Links zusammengestellt.
Nächster Überprüfungstermin und Auslöser: 2026 oder früher, wenn Aktualisierungen der BA/MBAA/ASBC-Leitlinien, Änderungen der Cybersicherheitsstandards oder neue Kosten-Leistungs-Daten von PLC/T‑C Auswirkungen auf die Empfehlungen haben.

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