WO2000017313A1 - Brauereinanlage mit kameraüberwachung - Google Patents

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WO2000017313A1
WO2000017313A1 PCT/DE1999/002771 DE9902771W WO0017313A1 WO 2000017313 A1 WO2000017313 A1 WO 2000017313A1 DE 9902771 W DE9902771 W DE 9902771W WO 0017313 A1 WO0017313 A1 WO 0017313A1
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WO
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reference data
output signal
data record
camera system
image
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Application number
PCT/DE1999/002771
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English (en)
French (fr)
Inventor
August Lenz, Jr.
Hans Herrmann
Original Assignee
Hrch. Huppmann Gmbh
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Publication date
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Application filed by Hrch. Huppmann Gmbh filed Critical Hrch. Huppmann Gmbh
Priority to AU10304/00A priority Critical patent/AU1030400A/en
Publication of WO2000017313A1 publication Critical patent/WO2000017313A1/de

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12C—BEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C13/00—Brewing devices, not covered by a single group of C12C1/00 - C12C12/04

Definitions

  • the invention relates to a brewery system for producing beer according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention further relates to a method for process control or regulation in a brewery system with the features of patent claim 12.
  • a large number of containers for example the lauter tun and various raw material silo containers, are used in brewery plants for the intermediate storage and processing of raw materials and intermediate products.
  • the various containers in the system are connected to one another by pipelines in order to enable mass transport between the individual containers.
  • Modern brewery systems are controlled from a control room, from which the staff can control various sub-processes of beer production remotely.
  • a disadvantage of the known brewery systems is that the operating state inside the various containers and in the pipelines is either not determined at all or only with great effort can. This applies all the more if the containers are designed to be closed, which in many cases is absolutely necessary for technological reasons and for safety reasons. In most cases, the operating status inside the various parts of the system can only be checked by personal inspection, which is why sight glasses must be installed in the most important parts of the system. In particular, before starting some process steps to comply with the prescribed safety regulations, it must be checked whether there are no people inside the corresponding container. For these controls, the personnel have to leave the control room, which in turn leads to an increase in personnel costs and a slowdown in the production process.
  • control programs are characterized by defined control parameters, for example sensor signals or control times. Exact control of the sub-processes taking into account the actual operating state is not possible with the known control programs, since this operating state cannot be determined.
  • the control parameters must therefore have certain safety surcharges, which, however, in particular extend the process duration.
  • At least one camera system is arranged in the interior of a container of the brewery system and / or in a pipeline, the output signals of which can be transmitted to the control room.
  • the output signal of the camera system can be in any desired form, in particular in the form of analog or digital image data, but also in the form of data which are derived indirectly from the recording result.
  • the evaluation of the output signals supplied by the camera system according to the invention can serve to monitor the system and thus increase security.
  • the data supplied can also be used to improve process engineering and to optimize production processes.
  • the camera system is in a brewhouse vessel, in particular in a lauter tun, in a wort kettle, in a mash pan and / or in a whirlpool and / or in a brewhouse tank, and / or in a fermentation tank, and / or in a storage tank , and / or in a pressure tank and / or in a flotation tank, and / or in a spent grain silo, and / or in a yeast container, and / or in a sewage system, and / or in a chemical store, and / or in a filtration system.
  • the easiest way to use the output signal supplied by the camera system is to display it as an image or image sequence on a screen in the control room.
  • the personnel in the control room can thus check the condition of the container and For example, determine whether the vessel is empty without leaving the control room.
  • the output signal of the camera system is output in analog and / or digitized form. If the output signal is to be evaluated using a data processing system, it is advantageous if it is present in digitized form. It is also possible to digitize analog output signals in an A / D converter.
  • the output signal in the form of an output signal data record should preferably be fed into a data processing system, in particular into an image processing system, in which a comparison of the output signal data record with a reference data record can be carried out by using a comparison function.
  • a comparison function e.g., a comparison of the output signal data record with a reference data record can be carried out by using a comparison function.
  • the use of the data processing system enables the recording result to be evaluated from the inside of the container with the aid of a computer, so that the observed sub-process can be influenced in a computer-dependent manner depending on the evaluation result.
  • All data that indirectly or directly identify the state of the sub-process or the brewery system can serve as a reference data record.
  • image data can be used as the reference data record, which represent images of a system part in a desired operating state.
  • a reference data record can also consist, for example, of a single setpoint parameter that is compared with an actual parameter that is derived from the output signal.
  • the output signal data set and the reference data set are present in the form of vectorized image data sets.
  • Such vectorized image data sets are particularly good at using comparison algorithms known per se be evaluated. Appropriate evaluation software is available from various providers.
  • the data processing system can generate relaying and / or control and / or regulation signals depending on the degree of correspondence or deviation between the output signal data record and the reference data record. These signals can be used to control and / or regulate the brewery system depending on the actual operating state in the various system parts.
  • the simplest way to monitor the operating status in the system is if still images can be recorded with the camera system and transferred for further processing.
  • the camera system can record image sequences and transmit them for further processing.
  • any camera systems can be used for brewery systems according to the invention.
  • camera systems for example known video cameras can be used which, depending on the ambient atmosphere, can be air-tight and / or watertight and / or heat-resistant.
  • a method is proposed below with which a camera system can be used particularly advantageously for process control or regulation in a container of a brewery system according to the invention.
  • At least one partial area in the interior of a container is recorded continuously or at defined time intervals using a camera system before and / or during a partial process.
  • the output signal data record of the camera system output by the camera system is then compared in a data processing system with a reference data record, which represents a defined state of the subprocess or the container, by using an appropriate evaluation software.
  • a signal for controlling and / or regulating the manufacturing process is generated.
  • the inventive method enables the automatic control or regulation of a sub-process in the brewery system as a function of the image data of the camera system, which depict the operating state of the corresponding system part.
  • any sub-process of beer production can be controlled or regulated with the method according to the invention, as long as the process or container status is characterized by an appropriate appearance.
  • Some sub-processes are described below in which the use of the method according to the invention is particularly advantageous.
  • At least a partial area inside a container can be recorded with a camera system according to the invention before and / or during a partial process.
  • the resulting output signal data record is then compared in a data processing system with a reference data record which represents an image of the container in a person-free state.
  • a reference data record which represents an image of the container in a person-free state.
  • At least a partial area inside the container can be recorded during the cleaning process with a camera system according to the invention and the output signal data record obtained with a reference data record, which is a Representation of the container with the desired level of cleanliness are compared. As soon as there is a certain degree of agreement between the output signal data record and the reference data record, for example the coloring of the
  • the actual cleaning of the container wall corresponds to the color of the container wall in the target state, the cleaning process is ended.
  • the camera system according to the invention can also be used for process control in the lauter tun.
  • the length of time for the lauter tun to dry out after the mash has been completely cleaned can be accelerated by using the camera system according to the invention if at least a portion of the spent cake inside a lauter tun is recorded with a camera system at the end of the refining process, the reference data record being one Representation of a sufficiently dry spent cake.
  • the expulsion is started. In other words, the droppings can begin as soon as the spent cake is sufficiently dry.
  • the empty message in the spent brewhouse of a brewhouse is associated with a high error rate, and the visual inspection of the spent buffers by the operating personnel is complex and often only possible to a limited extent.
  • at least a partial area in the interior of a spent grain buffer is recorded with a camera system, the reference data record representing an image of an empty spent grain buffer. If a certain amount of correspondence between the output signal data record and the reference data record is exceeded, a signal is output which indicates the spent buffer as empty.
  • agitators in the brewery system for example in the mash containers
  • the entry of oxygen into the stirred liquid can be prevented if at least a portion of the agitator is recorded inside a container with a camera system before the start of a stirring process, the reference data record representing an image of an agitator sufficiently covered with liquid.
  • the stirring process is only started when a certain degree of correspondence between the output signal data record and the reference data record is exceeded, so that a start of a stirrer which is not completely covered is excluded.
  • the control or regulation of the stirring process can also be optimized if at least a portion of a liquid surface is recorded inside a container with a camera system during the stirring process, the reference data set representing an image of a defined state of the liquid surface and the speed of the agitator depending on the deviation between the output signal data record and the reference data record is regulated. If, for example, foaming of the liquid is undesirable during the stirring process, the speed of the agitator can be reduced accordingly until the foam has collapsed on the liquid surface.
  • Infrared camera systems are particularly suitable for this monitoring task, since the temperature distribution in the liquid, which characterizes the flow in the liquid, can be measured by means of the infrared light measurement.
  • the duration of wort boiling is an important process parameter in beer production, which is specified, for example, according to a certain type of beer.
  • the camera system according to the invention can also be used for process control or regulation in the whirlpool of a brewhouse.
  • at least a partial area inside a whirlpool is recorded with a camera system.
  • the optimal time for flow reduction can be determined with the appearance of the trub cone.
  • the termination of wort cooling can also be optimized so that either no liquid remains in the whirlpool or no hot trub is drawn in.
  • the water consumption during the flushing can be adapted to the amount of trub that occurs in each case.
  • With a suitable optic the clarification effect in the whirlpool can be monitored and the start of cooling can be initiated.
  • the content of any type of raw material silo can be checked to prevent undesirable vapor formation.
  • the draining of containers can also be optimized so that, for example, rigid run-on times for pumps can be eliminated.
  • at least a partial area inside a container is recorded with a camera system during an evacuation process, the reference data record representing an image of an empty container. If a certain degree of correspondence between the output signal data record and the reference data record is exceeded, the pumping-out process is ended. This ensures protection against dry running and protection against the absorption of gases, in particular carbon dioxide. Level and empty level sensors can, if necessary, be used to safeguard the pumping process.
  • the process monitoring in the fermentation tanks of a brewery plant is usually carried out by extract extraction and analysis of the yeast multiplication.
  • the crimping stage on the liquid surface in the fermentation tank can provide additional information about the fermentation process.
  • the reference data set representing an image of a defined crimping stage
  • a defined output signal is output or the fermentation process is ended .
  • the output signal output in each case essentially corresponds to the crimp stage represented by the reference data set.
  • several reference data sets can also be compared with the respective current output signal data set, so that an analysis of the current crimp stage is possible.
  • the method according to the invention for the optical control can also be used to monitor the degree of contamination of plan sifters, stone remover or drivers.

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Abstract

Der Erfindung betrifft eine Brauereianlage zur Herstellung von Bier mit zumindest einem Behälter, der insbesondere im wesentlichen geschlossen ausgebildet ist, Rohrleitungen zur Verbindung verschiedener Anlageteile und einer Schaltwarte zur Steuerung der Brauereianlage. Im Inneren des Behälters und/oder einer Rohrleitung ist zumindest ein Kamerasystem angeordnet, dessen Ausgangssignal in die Schaltwarte übertragbar ist. Mit den vom Kamerasystem übertragenen Ausgangsdaten können Prozesse und/oder Zustände in den Behältern überwacht werden.

Description

Brauereianlage mit Kameraüberwachung
Die Erfindung betrifft eine Brauereianlage zur Herstellung von Bier nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prozeßsteuerung oder -regelung in einer Brauereianlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12.
In Brauereianlagen werden eine Vielzahl von Behältern, beispielsweise der Läuterbottich und verschiedene Rohstoffsilobehälter, zur Zwischenlagerung und Verarbeitung von Rohstoffen und Zwischenprodukten eingesetzt. Die verschiedenen Behälter der Anlage sind dabei durch Rohrleitungen miteinander verbunden, um einen Stofftransport zwischen den einzelnen Behältern zu ermöglichen. Die Steuerung moderner Braue- reianlagen erfolgt aus einer Schaltwarte, von der aus das Personal verschiedene Teilprozesse der Bierherstellung ferngesteuert kontrollieren kann.
Nachteilig an den bekannten Brauereianlagen ist es, daß der Betriebszustand im Inneren der verschiedenen Behälter und in den Rohrleitungen entweder gar nicht oder nur mit großem Aufwand festgestellt werden kann. Dies gilt um so mehr, wenn die Behälter geschlossen ausgebildet sind, was aus technologischen Gründen und Sicherheitsgründen in vielen Fällen zwingend erforderlich ist. In den meisten Fällen kann der Betriebszustand im Inneren der verschiedenen Anlagenteile nur durch persönlichen Augenschein kontrolliert werden, weshalb in die wichtigsten Anlagenteilen Schaugläser eingebaut werden müssen. Insbesondere muß vor Beginn mancher Prozeßschritte zur Einhaltung der vorgeschriebenen Sicherheitsvorschriften überprüft werden, ob sich im Inneren des entsprechenden Behälters keine Personen aufhalten. Für diese Kontrollen muß das Personal die Schaltwarte verlassen, was im Ergebnis zur Erhöhung der Personalkosten und Verlangsamung des Produktionsprozesses führt.
Außerdem werden in bekannten Brauereianlagen die meisten Teilprozesse durch die Hinterlegung starrer Steuerungsprogramme gesteuert. Solche Steuerungsprogramme sind durch definierte Steuerungsparameter, bei- spielsweise Sensorsignale oder Steuerzeiten, gekennzeichnet. Eine exakte Steuerung der Teilprozesse unter Berücksichtigung des tatsächlichen Betriebszustandes ist mit den bekannten Steuerungsprogrammen nicht möglich, da dieser Betriebszustand nicht feststellbar ist. Deshalb müssen die Steuerungsparameter bestimmte Sicherheitszuschläge aufweisen, die j edoch insbesondere die Prozeßdauer verlängern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Brauereianlage zu liefern, in der der Betriebszustand im Inneren von Behältern und/oder Rohrleitungen kostengünstig kontrollierbar ist. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen erfindungsgemäßen Brauereianlage vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Brauereianlage nach der Lehre des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren nach der Lehre des Patentanspruchs 12 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Erfindungsgemäß ist im Inneren eines Behälters der Brauereianlage und/oder in einer Rohrleitung zumindest ein Kamerasystem angeordnet, dessen Ausgangssignale in die Schaltwarte übertragbar sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß der Betriebszustand in dem Behälter oder in der Rohrleitung durch das Kamerasystem aufgenommen werden kann und das Aufnahmeergebnis in Form des Ausgangssignals in die Schaltwarte übertragen wird, wo eine Auswertung des Ausgangssignals durchführbar ist. Das Ausgangssignal des Kamerasystems kann in an sich beliebiger Form vorliegen, insbesondere in Form von analogen oder digitalen Bilddaten, aber auch in Form von Daten, die aus dem Aufnahmeergebnis mittelbar abgeleitet sind. Die Auswertung der von dem erfindungsgemäßen Kamerasystem gelieferten Ausgangssignale kann der Überwachung der Anlage dienen und so die Sicherheit erhöhen. Die gelieferten Daten können aber auch zur Verbesserung der Verfahrenstechnik und zur Opti- mierung von Produktionsprozessen eingesetzt werden.
In welchen Anlagenteilen einer Brauerei das erfindungsgemäße Kamerasystem angeordnet wird, ist grundsätzlich beliebig und auf die Erfordernisse der j eweiligen Anlage abzustimmen. Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Kamerasystem in einem Sudhausgefäß, insbesondere in einem Läuterbottich, in einer Würzepfanne, in einer Maischepfanne und/oder in einem Whirlpool und/oder in einem Sudhaustank, und/oder in einem Gärtank, und/oder in einem Lagertank, und/oder in einem Drucktank und/oder in einem Flotationstank, und/oder in einem Trebersilo, und/oder in einem Hefebehälter, und/oder in einer Abwasseranlage, und/oder in einem Chemikalienlager, und/oder in einer Filtrationsanlage angeordnet.
Die einfachste Möglichkeit zur Verwendung des vom Kamerasystem gelieferten Ausgangssignals ist es, dieses als Bild oder Bildfolge auf einem Bildschirm in der Schaltwarte anzuzeigen. Das Personal in der Schaltwarte kann sich so vom Zustand im Behälter vergewissern und beispielsweise feststellen, ob das Gefäß leer ist, ohne die Schaltwarte zu verlassen.
Grundsätzlich ist es gleichgültig, ob das Ausgangssignal des Kamerasystems in analoger und/oder digitalisierter Form ausgegeben wird. Soll das Ausgangssignal durch Einsatz einer Datenverarbeitungsanlagen ausgewertet werden, ist es vorteilhaft, wenn es in digitalisierter Form vorliegt. Dabei ist es auch möglich, analoge Ausgangssignale in einem A/D- Wandler zu digitalisieren.
Vorzugsweise sollte das Ausgangssignal in Form eines Ausgangs- Signaldatensatzes in eine Datenverarbeitungsanlage, insbesondere in ein Bildverarbeitungssystem, eingespeist werden, in der ein Vergleich des Ausgangssignaldatensatzes mit einem Referenzdatensatz durch Anwendung einer Vergleichsfunktion durchführbar ist. Im Ergebnis kann durch den Einsatz der Datenverarbeitungsanlage die Auswertung des Aufnah- meergebnisses aus dem Inneren des Behälters rechnergestützt erfolgen, so daß der beobachtete Teilprozeß in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis rechnergestützt beeinflußt werden kann. Als Referenzdatensatz können alle Daten dienen, die den Zustand des Teilprozesses oder der Brauereianlage mittelbar oder unmittelbar kennzeichnen. Als Referenzdatensatz können insbesondere Bilddaten eingesetzt werden, die Aufnahmen eines Anlagenteils in einem Soll-Betriebszustand darstellen. Ein Referenzdatensatz kann aber beispielsweise auch aus einem einzigen Sollparameter bestehen, der mit einem Istparameter, der aus dem Ausgangssignal abgeleitet wird, verglichen wird.
Um einen Vergleich zwischen den verschiedenen Datensätzen besonders einfach durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Ausgangssignaldatensatz und der Referenzdatensatz in Form von vektorisierten Bilddatensätzen vorliegen. Derartige vektorisierte Bilddatensätze können durch Anwendung an sich bekannter Vergleichsalgorithmen besonders gut ausgewertet werden. Entsprechende Auswertesoftware ist bei verschiedenen Anbietern verfügbar.
Grundsätzlich ist es möglich, das Ergebnis des erfindungsgemäßen Vergleichs zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz lediglich in der Schaltwarte anzeigen zu lassen, wobei dann die entsprechenden Reaktionen vom Personal in der Schaltwarte getroffen werden müssen. Um die Prozeßsicherheit zu erhöhen und das Personal von derartigen routinemäßigen Steueraufgaben zu entlasten, ist es vorteilhaft, wenn durch die Datenverarbeitungsanlage in Abhängigkeit vom Maß der Übereinstimmung oder Abweichung zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz Weiterschalt- und/oder Steuerungs- und/oder Regelungssignale erzeugbar sind. Diese Signale können zur Steuerung und/oder Regelung der Brauereianlage in Abhängigkeit vom tatsächlichen Betriebszustand in den verschiedenen Anlagenteilen genutzt werden.
Die einfachste Möglichkeit zur Überwachung des Betriebszustandes in der Anlage ist es, wenn mit dem Kamerasystem Standbilder aufnehmbar und zur Weiterverarbeitung übertragbar sind.
Ist eine weitgehendere Auswertung notwendig, insbesondere bei der Überwachung und Steuerung von zeitabhängigen Prozessen, ist es vor- teilhaft, wenn mit dem Kamerasystem Bildfolgen aufnehmbar und zur Weiterverarbeitung übertragbar sind.
Grundsätzlich können beliebige Kamerasysteme für erfindungsgemäße Brauereianlagen eingesetzt werden. Als Kamerasysteme können beispielsweise an sich bekannte Videokameras, die j e nach Umgebungsatmo- Sphäre luft- und/oder wasserdicht und/oder hitzebeständig ausgebildet sein können, eingesetzt werden.
Für manche Einsatzzwecke ist es besonders vorteilhaft, Kamerasysteme einzusetzen, mit denen Aufnahmen im Infrarotbereich aufnehmbar und zur Weiterverarbeitung übertragbar sind. Mit solchen, an sich bekannten Infrarotkameras kann die Wärmeverteilung in einem bestimmten Bereich gemessen werden. Mit den damit erhaltenen Daten kann beispielsweise sehr einfach kontrolliert werden, ob sich ein Mensch in einem Behälter aufhält, da sich die Wärmeverteilung auf einer Behälterwand vom Tempe- raturzustand eines Menschen deutlich unterscheidet. Sobald bei der
Auswertung der Infrarotbilder ein Bereich erfaßt wird, dessen Temperatur der Körpertemperatur eines Menschen entspricht, kann der Herstellungsprozeß in dem entsprechenden Behälter nicht gestartet oder gestoppt werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem ein Kamerasystem besonders vorteilhaft zur Prozeßsteuerung oder -regelung in einem Behälter einer erfindungsgemäßen Brauereianlage eingesetzt werden kann.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Behälters vor und/oder während eines Teilprozesses kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen mit einem Kamerasystem aufgenommen. Der dabei vom Kamerasystem ausgegebene Ausgangssignaldatensatz des Kamerasystems wird anschließend in einer Datenverarbeitungsanlage mit einem Referenzdatensatz, der einen definierten Zustand des Teilprozesses oder des Behälters repräsentiert, durch Anwendung einer entsprechenden Auswertesoftware verglichen. In Abhängigkeit vom Maß an Übereinstimmung oder Abweichungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz wird ein Signal zur Steuerung und/oder Regelung des Herstellungsprozesses erzeugt. Im Ergebnis wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die automatische Steuerung oder Regelung eines Teilprozesses in der Brauereianlage in Abhängigkeit von den Bilddaten des Kamerasystems, die den Betriebszustand des entsprechenden Anlagenteils abbilden, ermöglicht.
Grundsätzlich kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jeder beliebi- ger Teilprozeß der Bierherstellung gesteuert oder geregelt werden, solange der Prozeß- oder Behälterzustand durch ein entsprechendes Erscheinungsbild gekennzeichnet ist. Nachfolgend werden einige Teilprozesse beschrieben, bei denen die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft ist.
Um die Sicherheit in einer Brauereianlage zu erhöhen, kann zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Behälters vor und/oder während eines Teilprozesses mit einem erfindungsgemäßen Kamerasystem aufgenommen werden. Der dadurch erhaltene Ausgangssignaldatensatz wird anschließend in einer Datenverarbeitungsanlage mit einem Referenzdatensatz, der eine Abbildung des Behälters in einem personenfreien Zustand repräsentiert, verglichen. Im Ergebnis kann dadurch rechnergestützt festgestellt werden, ob sich im Behälter keine Personen aufhalten. Bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abweichungen zwischen dem Ausgangssignaldatensatz und dem Referenzdatensatz, d. h. sobald der Verdacht besteht, daß sich eine Person in dem Behälter aufhält, wird der Teilprozeß gestoppt oder nicht eingeleitet.
Um eine kürze Reinigungszeit bei vermindertem Säure-, Laugen- und Wasserverbrauch zur Reinigung eines Behälters in einer Brauereianlage zu ermöglichen, kann zumindest ein Teilbereich im Inneren des Behälters während des Reinigungsprozesses mit einem erfindungsgemäßen Kamerasystem aufgenommen werden und der erhaltene Ausgangssignaldatensatz mit einem Referenzdatensatz, der eine Abbildung des Behälters mit erwünschtem Sauberkeitsgrad repräsentiert, verglichen werden. Sobald ein bestimmtes Maß an Übereinstimmung zwischen Ausgangssignaldaten- satz und Referenzdatensatz besteht, beispielsweise die Färbung der
Behälterwand im Istzustand mit der Färbung der Behälterwand im Sollzustand ausreichend übereinstimmt, wird der Reinigungsprozeß beendet.
Wassertanks in Brauereianlagen sind in vielen Fällen von einer regelmäßigen Reinigung ausgeschlossen. Um den optimalen Zeitpunkt für eine Grundreinigung festzulegen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Teilbereich im Inneren eines leeren Wassertanks mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines gereinigten Wassertanks repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abweichungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz eine Grundreinigung des Wassertanks vorgenommen wird.
Das erfindungsgemäße Kamerasystem kann auch zur Prozeßsteuerung im Läuterbottich eingesetzt werden. Um einen optimalen Prozeßablauf beim Abläutern schwankender Maischemengen im Läuterbottich zu ermögli- chen, ist es vorteilhaft, den Treberkuchen während des Läuterungsprozesses mit einem Kamerasystem aufzunehmen und den daraus erhaltenen Ausgangssignaldatensatz mit einem Referenzdatensatz, der eine Abbildung eines im wesentlichen eingezogenen Treberkuchens repräsentiert, zu vergleichen. Sobald dieser Vergleich anzeigt, daß der Treberkuchen ausreichend eingezogen ist, werden die Nachgüsse gestartet. Da keine festen Prozeßzeiten mit entsprechenden Sicherheitszuschlägen eingehalten werden müssen, kann der Läuterungsprozeß sehr schnell bei optimaler Rohstoffausbeute durchgeführt werden.
Auch die Dauer für das Austrebern des Läuterbottichs nach der vollstän- digen Abläuterung der Maische kann durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Kamerasystems beschleunigt werden, wenn zumindest ein Teilbereich des Treberkuchens im Inneren eines Läuterbottichs zum Ende des Läuterungsprozesses mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines ausreichend trockenen Treberkuchens repräsentiert. Sobald ein bestimmtes Maß an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz besteht, wird das Austrebern gestartet. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Austrebern sofort beginnen kann, sobald der Treberkuchen ausreichend trocken ist. Ob ein Treberscheit nicht richtig eingerastet ist, wird oftmals erst erkannt, wenn bereits ein Großteil der Würze mit hoher Trübung abgelaufen ist. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn zumindest ein Teilbereich eines Treberscheits mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines eingerasteten Treberscheits repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abweichungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz das Abläutern unterbrochen wird. Das Abläutern kann dann fortgesetzt werden, sobald das Treberscheit richtig eingerastet ist.
Die Leermeldung im Treberpuffer eines Sudhauses ist bei Einsatz normaler Sensoren mit einer hohen Fehlerquote behaftet, und die visuelle Kontrolle des Treberpuffers durch das Bedienerpersonal ist aufwendig und oftmals nur bedingt möglich. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird deshalb zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Treberpuffers mit einem Kamerasystem aufgenommen, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines geleerten Treberpuffers repräsentiert. Bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz wird ein Signal ausgegeben, das den Treberpuffer als leer kennzeichnet.
Auch der Einsatz von Rührwerken in der Brauereianlage, beispielsweise in den Maischegefäßen, kann mit dem erfindungsgemäßen Kamerasystem optimiert werden. Beispielsweise der Eintrag von Sauerstoff in die gerührte Flüssigkeit kann verhindert werden, wenn zumindest ein Teilbereich des Rührwerks vor Beginn eines Rührprozesses im Inneren eines Behälters mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines ausreichend mit Flüssigkeit bedeckten Rührwerks repräsentiert. Erst bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz wird der Rührprozeß gestartet, so daß ein Start eines nicht vollständig bedeckten Rührwerks ausgeschlossen ist. Auch die Steuerung bzw. Regelung des Rührprozesses kann optimiert werden, wenn während des Rührprozesses zumindest ein Teilbereich einer Flüssigkeitsoberfläche im Inneren eines Behälters mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines definierten Zustands der Flüssigkeitsoberfläche repräsentiert und die Drehzahl des Rührwerks in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz geregelt wird. Ist beispielsweise ein Schäumen der Flüssigkeit während des Rührprozesses unerwünscht, kann die Drehzahl des Rührwerks entsprechend reduziert werden, bis der Schaum auf der Flüssigkeitsoberfläche zusammengefallen ist. Für diese Überwachungsaufgabe besonders geeignet sind Infrarotkamerasysteme, da mittels der Infrarotlichtmessung die Temperaturverteilung in der Flüssigkeit, die die Strömung in der Flüssigkeit kennzeichnet, meßbar ist.
Die Dauer der Würzekochung ist bei der Bierherstellung ein wichtiger Prozeßparameter, der beispielsweise entsprechend einer bestimmten Biersorte vorgegeben wird. Schwierigkeiten bereitet j edoch die Bestimmung des definierten Anfangszeitpunkts der Würzekochung, da dieser durch die Ausbildung der richtigen, insbesondere rundlaufenden, Wür- zestömung festgelegt wird. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn zumindest ein Teilbereich der Würzeoberfläche beim Würzekochen in der Würzepfanne mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung einer definierten, insbesondere einer rundlaufenden, Würzeströmung repräsentiert und durch die Überschreitung eines be- stimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz der Startzeitpunkt des Würzekochens festgelegt wird.
Auch zur Prozeßsteuerung oder -regelung im Whirlpool eines Sudhauses kann das erfindungsgemäße Kamerasystem eingesetzt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Whirlpools mit einem Kamerasystem aufgenom- men, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines Trubkegels repräsentiert und der Durchfluß im Whirlpool in Abhängigkeit des Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz gesteuert oder geregelt wird. Beispielsweise läßt sich damit der optimale Zeitpunkt zur Durchflußreduzierung mit Erscheinen des Trubkegels ermitteln. Auch die Beendigung des Würzekühlens kann so optimiert werden, so daß entweder keine Flüssigkeit im Whirlpool verbleibt oder kein Heißtrub eingezogen wird. Der Wasserverbrauch während des Austrubens kann an die j eweils anfallende Trubmenge angepaßt werden. Mit einer geeigneten Optik kann auch der Klärungseffekt im Whirlpool überwacht und der Start des Kühlens initiiert werden.
In Rohstoffsilos j eder Art kann der Inhalt kontrolliert werden, um eine unerwünschte Brüdenbildung auszuschließen. Dazu ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Rohstoffsilos, insbe- sondere der Auslauf, mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung dieses Teilbereich ohne Brüdenbildung repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz eine Reinigung des Rohstoffsilos durchgeführt wird.
Auch das Leerziehen von Behältern kann optimiert werden, so daß beispielsweise starre Nachlaufzeiten für Pumpen entfallen können. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dazu zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Behälters während eines Abpumpprozesses mit einem Kamerasystem aufgenommen, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines geleerten Behälters repräsentiert. Bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz wird der Abpumpprozeß beendet. Dadurch ist ein Trockenlaufschutz und ein Schutz gegen die Aufnahme von Gasen, insbesondere von Kohlendioxid, gewährleistet. Füllstand- und Leermeldesonden können, falls erforderlich, zu einer Absicherung des Abpumpprozesses eingesetzt werden. Die Prozeßüberwachung in den Gärtanks einer Brauereianlage erfolgt zumeist durch Extraktabnahme und Analyse der Hefevermehrung. Zusätzlichen Aufschluß über den Gärprozeß kann das Kräusenstadium auf der Flüssigkeitsoberfläche im Gärtank geben. Es ist deshalb vorteilhaft, zumindest einen Teilbereich der Würzeoberfläche in einem Gärtank mit einem Kamerasystem aufzunehmen, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines definierten Kräusenstadiums repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz ein definiertes Aus- gangssignal ausgegeben oder der Gärungsprozeß beendet wird. Das jeweils ausgegebene Ausgangssignal entspricht im wesentlichen dem durch den Referenzdatensatz repräsentierten Kräusenstadium. Selbstverständlich können auch mehrere Referenzdatensätze mit dem jeweils aktuellen Ausgangssignaldatensatz verglichen werden, so daß eine Analy- se des aktuellen Kräusenstadiums möglich wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen Kontrolle kann auch zur Überwachung des Verschmutzungsgrades von Plansichtern, Entsteinern oder Trieuren eingesetzt werden.
Zum Nachweis bestimmter Qualitäts- und/oder Hygieneanforderungen bei der Herstellung von Bier in der Brauerei müssen bestimmte Prozeßschritte, beispielsweise die Reinigung eines bestimmten Behälters, in manchen Fällen dokumentiert werden. Diese Dokumentationsaufgabe kann durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Kamerasystems einfach gelöst werden, wenn zumindest ein Teil der vom Kamerasystems während der Prozeßüberwachung übertragenen Ausgangssignaldaten zu Dokumentationszwecken gespeichert wird. Die Daten einer derartigen räumlichen Überwachung können insbesondere in Fragen der Produkthaftung als Beweismittel eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Brauereianlage zur Herstellung von Bier mit zumindest einem Behälter, der insbesondere im wesentlichen geschlossen ausgebil- det ist, Rohrleitungen zur Verbindung verschiedener Anlagenteile und einer Schaltwarte zur Steuerung der Brauereianlage, dadurch g ek ennz ei c hn et, daß im Inneren des Behälters und/oder einer Rohrleitung zumindest ein Kamerasystem angeordnet ist, dessen Ausgangssignal in die Schaltwarte übertragbar ist.
2. Brauereianlage nach Anspruch 1, dadurch g ek ennz e i chn et, daß das Kamerasystem in einem Sudhausgefäß, insbesondere in einem Läuterbottich, in einer Würzepfanne, in einer Maischepfanne, und/oder in einem Whirlpool, und/oder in einem Sudhaustank, und/oder in einem Gärtank, und/oder in einem Lagertank, und/oder in einem Drucktank, und/oder in einem Flotationstank, und/oder in einem Trebersilo, und/oder in einem Hefebehälter, und/oder in einer Abwasseranlage, und/oder in einem Chemikalienlager, und/oder in einer Filtrationsanlage angeordnet ist.
3. Brauereianlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ek ennz ei chn et, daß das Ausgangssignal des Kamerasystems als Bild oder Bildfolge auf einem Bildschirm anzeigbar ist.
4. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g ek ennz ei chn et, daß das Ausgangssignal des Kamerasystems in digitalisierter und/oder analoger Form vorliegt.
5. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g ekennz ei chnet, daß das Ausgangssignal des Kamerasystems in Form eines Ausgangssignaldatensatzes in eine Datenverarbeitungsanlage, insbe- sondere in ein Bildverarbeitungssystem, einlesbar ist, in der ein
Vergleich des Ausgangssignaldatensatzes mit einem Referenzdatensatz durch Anwendung einer Vergleichsfunktion durchführbar ist.
6. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g ek ennz e i chnet, daß der Ausgangssignaldatensatz und der Referenzdatensatz in
Form von vektorisierten Bilddatensätzen vorliegen.
7. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g ek ennze i chnet, daß durch die Datenverarbeitungsanlage in Abhängigkeit vom Maß der Übereinstimmungen oder Abweichungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz Weiterschalt- und/oder Steuerungs- und/oder Regelungssignale erzeugbar sind.
8. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g ek ennz e i chnet, daß mit dem Kamerasystem Standbilder aufnehmbar und zur Weiterverarbeitung übertragbar sind.
9. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g ekennze i chnet, daß mit dem Kamerasystem Bildfolgen aufnehmbar und zur Weiter- Verarbeitung übertragbar sind.
10. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g ekennz e i chn et, daß mit dem Kamerasystem Aufnahmen im Infrarotbereich aufnehmbar und zur Weiterverarbeitung übertragbar sind.
11. Brauereianlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g ekennz e i c hnet, daß das Kamerasystem im wesentlichen luft- und/oder wasserdicht und/oder hitzebeständig ausgebildet ist.
12. Verfahren zur Prozeßsteuerung oder -regelung in einem Behälter einer Brauereianlage, dadurch g ek ennz ei chn et, daß
- zumindest ein Teilbereich im Inneren des Behälters vor und/oder während eines Teilprozesses kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen mit einem Kamerasystem aufgenommen wird,
-der Ausgangssignaldatensatz des Kamerasystems in einer Datenverarbeitungsanlage mit einem Referenzdatensatz, der einen definierten Zustand des Teilprozesses repräsentiert, verglichen wird und in Abhängigkeit vom Maß an Übereinstimmung oder Abweichungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz ein Signal zur Steuerung und/oder Regelung des Herstellungsprozesses erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz e i c hn et, daß zumindest ein Teilbereich in einem Behälter vor und/oder während eines Teilprozesses mit dem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung des Behälters im personenfreien Zustand repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abweichungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz der Teilprozeß nicht eingeleitet und/oder gestoppt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz e i chn et, daß zumindest ein Teilbereich in einem Behälter während eines Reinigungsprozesses mit dem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung des Inneren des Be- hälters mit erwünschtem Sauberkeitsgrad repräsentiert und bei
Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz der Reinigungsprozeß beendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek enn z e i chn et, daß zumindest ein Teilbereich im Inneren eines leeren Wassertanks mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines gereinigten Wassertanks repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abwei- chungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz eine Grundreinigung des Wassertanks vorgenommen wird.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz ei chnet, daß zumindest ein Teilbereich des Treberkuchens im Inneren eines Läuterbottichs während des Läuterungsprozesses mit dem Kame- rasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine
Abbildung eines im wesentlichen eingezogenen Treberkuchens repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz die Nachgüsse gestartet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz ei chn et, daß zumindest ein Teilbereich des Treberkuchens im Inneren eines Läuterbottichs zum Ende des Läuterungsprozesses mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines ausreichend trockenen Treberkuchens repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz das Austrebern gestartet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ekennz e i chn et, daß zumindest ein Teilbereich eines Treberscheits mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines eingerasteten Treberscheits repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abweichungen zwi- sehen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz das Abläutern unterbrochen wird.
19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz e i chnet, daß zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Treberpuffers mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdaten- satz eine Abbildung eines geleerten Treberpuffers repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz ein Steuersignal ausgegeben wird, das den Treberpuffer als leer kennzeichnet.
20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ekennz e i chn et, daß zumindest ein Teilbereich eines Rührwerks vor Beginn eines Rührprozesses im Inneren eines Behälters mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines ausreichend mit Flüssigkeit bedeckten Rührwerks repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz der Rührprozeß gestartet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ekennz e i chnet, daß zumindest ein Teilbereich einer Flüssigkeitsoberfläche während eines Rührprozesses im Inneren eines Behälters mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines definierten Zustands der Flüssigkeitsoberfläche repräsentiert und die Drehzahl des Rührwerks in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz geregelt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz ei c hnet, daß zumindest ein Teilbereich der Würzeoberfläche beim Würzekochen in der Würzepfanne mit einem Kamerasystem, insbesondere mit einer Infrarotlichtkamera, aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung einer definierten, insbesondere einer rundlaufenden, Würzeströmung repräsentiert und durch die Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz der Start- Zeitpunkt des Würzekochens festgelegt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ekennzei chn et, daß zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Whirlpools mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdaten- satz eine Abbildung eines Trubkegels repräsentiert und der Durchfluß im Whirlpool in Abhängigkeit des Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz gesteuert oder geregelt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ekennz e ichn et, daß zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Rohstoffsilos, insbesondere der Auslauf, mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung dieses Teilbereichs ohne Brüdenbildung repräsentiert und bei Überschreitung ei- nes bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz eine Reinigung des Rohstoffsilos durchgeführt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek ennz ei chn et, daß zumindest ein Teilbereich im Inneren eines Behälters während eines Abpumpprozesses mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines geleerten
Behälters repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz der Abpumpprozeß beendet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ekennz ei chn e t, daß zumindest ein Teilbereich der Würzeoberfläche in einem Gärtank mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines definierten Kräusenstadiums repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Übereinstimmungen zwischen Ausgangssignaldatensatz und Referenzdatensatz ein definiertes Ausgangssignal ausgegeben oder der Gärungsprozeß beendet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g ek enn z e i c hnet, daß zumindest ein Teilbereich eines Plansichters, Entsteiners oder
Trieures mit einem Kamerasystem aufgenommen wird, wobei der Referenzdatensatz eine Abbildung eines gereinigten Plansichters, Entsteiners oder Trieures repräsentiert und bei Überschreitung eines bestimmten Maßes an Abweichungen zwischen Ausgangs- signaldatensatz und Referenzdatensatz eine Grundreinigung des
Plansichters, Entsteiners oder Trieures vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch g ekenn z e i chn et, daß zumindest ein Teil der vom Kamerasystem übertragenen Ausgangssignaldaten zu Dokumentationszwecken, insbesondere zur Dokumentation der Reinigung von Anlagenteilen, gespeichert wird.
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