RFID in der Bierproduktion – Weihenstephan Freising

Engineering Challenge

Die Bayerische Staatsbrauerei Weihenstephan (älteste bestehende Brauerei der Welt) produziert jährlich etwa 400.000 hl Bier. In der modernisierten Sudhaus‑ und Kellertechnik müssen Chargen vom Rohstoff (Malz, Hopfen) bis zum fertigen Bier lückenlos rückverfolgbar sein. Die Umgebungen sind aggressiv: CIP-Reinigung (80 °C, Laugen und Säuren), hohe Luftfeuchtigkeit und Temperaturschwankungen von −5 °C (Lagertanks) bis 98 °C (Würzekochung). Ziel ist eine Leserate von ≥ 99,5 % an allen kritischen Punkten.

Protokoll / Systemarchitektur

Die Lösung nutzt passive UHF-Tags nach EPC Gen2v2 (ISO/IEC 18000‑63) im Frequenzband 865‑868 MHz. Die Tags sind für den Einsatz auf Edelstahltanks und Kunststoffgebinden konzipiert: On‑Metal‑Tags mit Keramikunterlage für Tanks und robust vergossene Tags für Kunststoff-Container. Die Leser sind in Schutzgehäusen (IP69k) in den Produktionsbereichen installiert. Die Antikollision erfolgt über einen adaptiven Q‑Algorithmus mit Miller‑Modulation (M=4). Die Daten werden über eine OPC‑UA-Schnittstelle an das Brauerei‑Leitsystem übermittelt. Im Sudhaus werden Temperaturen während des Brauprozesses im Tag‑Speicher abgelegt.

Feldeinsätze

Sudhaus (Würzepfanne, 98 °C, Dampf): 50 Tags auf den Sudpfannen-Deckeln. Leserate 99,8 % über die gesamte Kampagne, Aufzeichnung der Kochdauer im Tag.

Gärtank-Keller (Edelstahltanks, 8 °C, Kondenswasser): 300 Tags an den Tankköpfen. Automatische Erfassung bei Befüllung und Entnahme, 100 % Rückverfolgbarkeit der Hefe und Gärparameter.

Flaschenabfüllung (nasse Umgebung, Förderbänder): Erste Tags auf Kunststoffkästen lösten sich durch Reinigungsmittel. Wechsel zu im Kunststoff eingegossenen Tags (PPS-Gehäuse) – Standzeit jetzt >5 Jahre.

Implementierungsabwägungen

Parameter	Standard On‑Metal‑Tag	Brauerei‑Tag (CIP-beständig)
Beständigkeit gegen CIP-Medien	begrenzt	NaOH 2 %, HNO₃ 1 %, 80 °C
Maximale Temperatur (kurzzeitig)	120 °C	140 °C (Dampfstrahl)
Schutzart	IP67	IP69k (Hochdruckreinigung)
Material	Kunststoff/Keramik	Edelstahl 316L / PEEK
Speicher (User Memory)	0–128 Bit	512 Bit FRAM
Lebensmittelzulassung	nein	EU 10/2011 (Kunststoff), FDA

Entscheidungsmatrix

CIP-Reinigung (Laugen, Säuren, 80 °C): Tags aus Edelstahl 316L oder PEEK, vergossen mit lebensmittelechtem Epoxid.
Dampfumgebung (Sudhaus): Keramik-On‑Metal-Tags mit hoher Temperaturbeständigkeit.
Kunststoffgebinde (Kästen, Fässer): Im Kunststoff eingegossene Tags, keine hervorstehenden Teile.
Hohe Leserate bei vielen Tanks: Adaptiver Q‑Algorithmus mit Miller M=4, Antennen mit zirkularer Polarisation.

Technische Klärungen

Wie überstehen die Tags die CIP-Reinigung mit aggressiven Chemikalien?

Die Tags sind in einem chemisch resistenten Gehäuse aus Edelstahl 316L oder hochwertigem PEEK vergossen. Die Dichtungen sind aus EPDM, das gegen Laugen und Säuren beständig ist.

Können die Tags auch die Gärtemperatur aufzeichnen?

Ja, spezielle semi-passive Tags mit integriertem Temperatursensor können während der Gärung die Temperatur in einstellbaren Intervallen loggen (z.B. alle 15 Minuten) und bei der Ernte ausgelesen werden.

Welche Normen regeln den Einsatz von RFID in lebensmittelverarbeitenden Betrieben?

Materialien müssen der EU-Verordnung 10/2011 (Kunststoffe) oder FDA-Richtlinien entsprechen. Zudem sind die Hygienic Design-Richtlinien (EHEDG) zu beachten.

Normen und technische Referenzen

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