Automatisierte Reinigungsvalidierung und Sensorik & Steuerung ist die Kategorie intelligenter Feldgeräte, die die Leistung des CIP überprüft und den Echtzeit-Zustand hygienischer Ventile ohne Bedienereingriff meldet. Sie umfasst zwei Gerätefamilien, die auf dem Tankdeckel und an jedem Prozessventil sitzen: Überwachungssensoren für Drehstrahlköpfe wie Rotacheck Basic und Rotacheck Plus sowie Ventilsteuerköpfe der ThinkTop V-Reihe. Beide Gerätefamilien übersetzen das, was im Tank und an jeder Ventilspindel geschieht, in digitale Signale, auf die das SPS-Rezept reagieren kann.

Die Zielgruppe für diese Ausrüstung ist eng und technisch. Prozessingenieure, die neue Anlagen für Molkerei-, Brauerei-, Lebensmittel-, Kosmetik- und Biopharma-Produktion auslegen, spezifizieren diese Geräte, um hygienische Konstruktionsrichtlinien einzuhalten und auditsichere Reinigungsprotokolle zu erzeugen. Instandhaltungs- und Automatisierungsteams rüsten sie auf bestehenden Tanks und Ventilblöcken nach, um manuelle CIP-Prüfungen zu ersetzen und Zustandsdaten an SCADA oder ein Anlagenarchiv zu übertragen. Qualitätsmanager verlassen sich darauf, um nachzuweisen, dass ein definiertes Reinigungsmuster die Tankwand erreicht hat und dass jedes Ventil zur richtigen Zeit in die korrekte Stellung zurückgekehrt ist.

Euroflow liefert die Baureihen Alfa Laval Rotacheck und ThinkTop als autorisierter Distributor. Mit über 20 Jahren Erfahrung in der Betreuung hygienischer Prozessanlagen unterstützt unser Team Käufer dabei, die richtige Variante für Sensorik und Steuerung auf die jeweilige Ventil-DNA, das Kommunikationsprotokoll und die Ex-Klassifizierung abzustimmen. Das bedeutet in der Regel Rotacheck Basic, wenn die SPS die Validierungslogik übernimmt, Rotacheck Plus, wenn Teach-in und Musterabgleich im Sensor liegen sollen, und einen der Steuerköpfe ThinkTop V20, V50, V55 oder V70 auf jedem Einsitz-, Klappen-, Membran- oder Mixproof-Ventil. Anlagen, die diesen Ansatz umsetzen, dokumentieren ihre Hygiene selbst, reduzieren Reinigungswasser und -chemie und verkürzen die Umrüstzeit zwischen Chargen.

Zwei Gerätefamilien decken nahezu jeden hygienischen Tank und jedes Ventil einer modernen Prozesslinie ab. Rotacheck-Sensoren validieren das Reinigungsmuster eines Drehstrahlkopfes im Tank. ThinkTop-Steuerköpfe sitzen an jedem Prozessventil, melden die Position, aktivieren Magnetventile und steuern in einigen Fällen die Impuls- oder Bürstenreinigung des Ventilsitzes selbst. Käufer wählen üblicherweise aus vier ThinkTop-Modellen je nach Ventiltyp und aus zwei Rotacheck-Versionen je nachdem, wo die Validierungslogik angesiedelt sein soll.

Rotacheck Basic registriert den Moment, in dem ein Wasserstrahl des Reinigungskopfes den Sensor trifft. Er sendet pro Treffer ein digitales PNP-Signal und überlässt der SPS die Entscheidung, ob das Muster akzeptabel ist. Rotacheck Plus ergänzt eine integrierte Teach-in-Funktion. Während des ersten CIP-Zyklus registriert er Zeit- und Druckdaten als Referenzmuster, vergleicht anschließend jeden folgenden Zyklus mit diesen Werten und gibt Drehung OK, Alarm oder Leerlauf aus. Beide Varianten tragen das 3-A-Symbol, sind gemäß den EHEDG-Richtlinien konstruiert, tolerieren eine CIP-Druckbeaufschlagung bis 0,3 bar und verfügen über eine ATEX-Zulassung für Zone 0/20 im produktberührten Bereich und Zone 2/22 im nicht produktberührten Bereich.

ThinkTop V20 ist ein reiner Sensorkopf für die Ein-/Aus-Ventilüberwachung ohne Magnetventile und zielt auf die Digitalisierung der Ventilstellungsrückmeldung in Lebensmittel-, Getränke- und Kosmetikanlagen ab. ThinkTop V50 ergänzt bis zu ein Magnetventil und Pulse SeatClean für die optimierte Dichtungsspülung an Einsitz-, Klappen- und kleinen Membranventilen. ThinkTop V55 ist die schlankere Variante, speziell für Membranventile in der Biopharma-Industrie ausgelegt. ThinkTop V70 unterstützt bis zu drei Magnetventile, Einsitz- und Mixproof-Ventile und bietet zusätzlich Burst SeatClean, Sitzhubüberwachung sowie eine USA-Compliance-Option.

Alle Steuerköpfe der ThinkTop V-Reihe teilen die Schutzklasse IP69K, einen 360°-LED-Statusring und eine Auswahl an digitalem PNP, AS-Interface oder IO-Link als Kommunikationsprotokoll. Die Sensorgenauigkeit beträgt ±0,1 mm bezogen auf die Spindelposition, was eine zuverlässige automatische Ventilerkennung und Toleranzbandzuordnung über das gesamte hygienische Ventilportfolio von Alfa Laval hinweg ermöglicht. Für Ex-Bereiche deckt die Variante ThinkTop Basic Intrinsically Safe die ATEX-Gerätegruppe II 2G/2D auf ausgewählten nicht-elektrischen Ventiltypen ab.

Reinigungsvalidierungssensoren und hygienische Ventilsteuerköpfe kommen an Tanks und Ventilen zum Einsatz, die Flüssigprodukte nach einem festgelegten Hygienestandard handhaben. Die Geräte arbeiten in derselben Automatisierungsschleife wie das CIP-Set, die Transferpumpen und der Ventilblock. Oberhalb des Ventils wischt ein Drehstrahlkopf das Tankinnere ab, während Rotacheck das Wischmuster bestätigt. Unterhalb meldet ThinkTop die Ventilposition an die SPS zurück, steuert die Magnetventile an und führt bei Mixproof- und Ablassanwendungen Sitzreinigungsimpulse aus, die den CIP-Wasserverbrauch während der Umrüstung reduzieren.

In der Milchverarbeitung läuft die Sequenz typischerweise wie folgt ab: Produkttransfer, Produktentleerung, Vorspülung, alkalische Umlaufreinigung, Zwischenspülung, saure Umlaufreinigung, Endspülung und Desinfektion. Rotacheck Plus überprüft die CIP-Umlaufphasen gegen eine eingelernte Referenz, sodass die Anlage die Reinigungszyklen automatisch freigeben kann. ThinkTop V70 auf dem Mixproof-Ventilblock nutzt Burst SeatClean und die Druckkompensation bis 0,3 bar, um die Dichtungen zu reinigen, ohne den Tankdruck abzusenken. Brauerei-, Wein- und Getränkebetriebe verwenden dasselbe Muster mit dem zusätzlichen Vorteil, dass ThinkTop jeden Ventilzustand in das Chargenprotokoll meldet.

Lebensmittelverarbeitung und Kosmetikproduktion starten oft mit einfacherer Ein-/Aus-Ventilinfrastruktur. ThinkTop V20 bietet reine Sensorik mit einem 360°-LED-Statusring, der vom Boden aus ablesbar ist, sowie IO-Link-Diagnose in einer modernen SPS – ohne den pneumatischen Stellantrieb zu ersetzen. In der Biopharma-Industrie zählen Reinigbarkeit und schlanke Geometrie mehr als die Anzahl an Magnetventilen. ThinkTop V55 ist auf Membranventile in engen Skids ausgelegt und bietet dieselbe IO-Link-Diagnose und Selbstdiagnose wie V50 und V70. Wenn der Prozess mit gereinigtem Wasser oder Wasser für Injektionszwecke arbeitet, funktioniert Rotacheck ohne Anforderungen an die Leitfähigkeit, da er auf den Strahlaufprall reagiert, und beide Gerätefamilien unterstützen ATEX Zone 0/20 im produktberührten Bereich bei lösemittelführenden Linien.

Die Nachrüstung ist ein starker kommerzieller Treiber. Ein einziges Sensorziel von Alfa Laval und ein mitgelieferter Adapter ermöglichen es, Steuerköpfe der ThinkTop V-Reihe auf jedem hygienischen Alfa Laval-Ventil mit dem standardmäßigen Pilzverbinder zu montieren. So kann eine Anlage bestehende ThinkTop Classic-Köpfe Ventil für Ventil während geplanter Wartungsfenster ersetzen, ohne die SPS-Logik neu zu schreiben. Rotacheck wird über die Alfa Laval Hygienic Tank Connection am Tankdeckel installiert – eine spülbare, nach 3-A und EHEDG zertifizierte Schnittstelle. Das Ingenieurteam von Euroflow hilft dabei, die passende ThinkTop-Variante zur jeweiligen Ventil-DNA zu bestimmen und die richtige Rotacheck-Version für die SPS-Architektur der Anlage zu spezifizieren.

Automatisierte Reinigungsvalidierung und Sensorik & Steuerung übersetzt zwei physikalische Ereignisse in digitale Daten für die SPS. Das erste Ereignis ist der Wasserstrahl eines Drehstrahlkopfes, der auf die Tankwand trifft. Das zweite ist die Bewegung der Spindel eines hygienischen Ventils zwischen definierten Positionen. Jedes Ereignis hat eine eigene Sensorfamilie, eine digitale Ausgabeebene und einen Satz Entscheidungsregeln, die den nächsten Schritt im Rezept freigeben oder blockieren.

Arbeitsprinzip

Im Tank sitzt ein Rotacheck-Sensor in einem definierten Abstand zum Fallrohr des Drehstrahlkopfes. Seine Membran registriert jeden direkten Treffer eines Strahls. Rotacheck Basic wandelt jeden Treffer in einen PNP-Impuls um und übergibt das Muster zur Auswertung an die SPS. Rotacheck Plus verfügt über einen bordeigenen Prozessor, der während eines Referenz-CIP-Zyklus Zeit- und Druckdaten aufzeichnet, dieses Muster als digitalen Fingerabdruck speichert und dann Live-Treffer mit dem hinterlegten Akzeptanzfenster vergleicht. Die Rückmeldung an die SPS erfolgt in einem von drei diskreten Zuständen: Drehung OK, Alarm oder Leerlauf, die sich direkt in ein Chargenprotokoll einfügen lassen. Beide Varianten vertragen während der Überwachung einen Tanküberdruck bis 0,3 bar und einen Überdruck von 15 bar an der Membran.

An jedem Ventil liest ein Steuerkopf der ThinkTop V-Reihe die vertikale Position der Ventilspindel mit ±0,1 mm Genauigkeit über ein magnetisches Sensorziel aus, das auf der Spindel selbst montiert ist. Sensorchips auf der Steuerplatine berechnen den axialen Winkel und gleichen ihn mit einem eingelernten Positionsband ab. Bis zu drei integrierte Magnetventile setzen die SPS-Ausgangssignale in pneumatische Aktion um. Ein 360°-LED-Ring zeigt den aktuellen Ventilzustand auf einen Blick aus jeder Richtung im Anlagenbereich.

Rezeptgeführte Steuerung und Inline-Sensorik

Reinigungsvalidierung entfaltet ihren Wert erst, wenn der Sensorzustand in das CIP-Rezept eingeschrieben wird. Damit rückt die Kommunikationsebene ins Zentrum der Auslegung. Digitales PNP liefert der SPS drei diskrete Eingänge pro Gerät. AS-Interface bündelt bis zu 62 Knoten auf einer einzigen Stammleitung für große Ventilblöcke. IO-Link überträgt Parameterdaten, Diagnosen, Fehlercodes und Setup-Positionen über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit Datenspeicherung im Master, sodass ein Austausch des ThinkTop dessen Tags und Konfiguration ohne manuelle Neuzuweisung erhält.

Die Einrichtung selbst erfolgt inline. Auto-Setup und Live-Setup an ThinkTop V50, V55 und V70 erkennen das Ventil anhand seiner Spindellängen-Signatur und schließen die Konfiguration in unter einer Minute ab. Rotacheck Plus lernt sein Referenzmuster während des ersten CIP-Laufs eines neuen Tanks. Beide Ansätze eliminieren die manuelle Toleranzbandeinstellung, die ältere Sensorsysteme erforderten.

Zustandsbasierte Reinigung und Selbstdiagnose

Jeder Steuerkopf der ThinkTop V-Reihe und Rotacheck Plus geben ein dezentrales Ventilzustandssignal aus. Bei jeder Fehlerbedingung – zum Beispiel fehlendes Sensorziel, Stellung nicht erreicht, unerwartete Ventilbewegung, Problem mit dem Sitzhubsensor oder Sicherheitsstopp – fällt das Ventilzustandssignal auf Low. Dieses einzelne Bit vereinfacht die SPS-Programmierung für die Ventilüberwachung und ermöglicht es, geplante Reinigung durch zustandsbasierte Reinigung zu ersetzen, wo der Prozess dies zulässt. ThinkTop V50 und V70 steuern zudem Pulse SeatClean und Burst SeatClean an, die während des CIP-Durchflusses einen kurzen Sitzhub oder Sitzdruck auslösen, um die Dichtung zu spülen und pro Umrüstung Reinigungsflüssigkeit einzusparen.

Auswahlkriterien

Die Auswahl der richtigen Variante hängt von fünf Entscheidungen ab. Ventiltyp und Ventil-DNA bestimmen die erste Wahl, da Mixproof-Ventile V70 benötigen, Membranventile zu V55 passen und Ein-/Aus-Ventile mit V20 abgedeckt werden. Als Nächstes folgt die Anzahl der Magnetventile: null für reine Anzeige, eins für Impulsreinigung und bis zu drei für die Mixproof-Steuerung mit Sitzhub und Sitzdruck. Das Kommunikationsprotokoll ist die nächste Überlegung: Digital-PNP eignet sich für einfache Nachrüstungen, AS-Interface für ausgedehnte Ventilblöcke und IO-Link bevorzugt dort, wo Diagnose und Datenspeicherung wichtig sind. Die ATEX-Klassifizierung entscheidet dann, ob Rotacheck oder ThinkTop Basic Intrinsically Safe für den produktberührten Zone-0/20-Bereich erforderlich ist. Die Tankdruckbeaufschlagung schließt die Liste ab, da Rotacheck während der CIP-Überwachung bis 0,3 bar arbeitet.

Im Vergleich zur manuellen CIP-Überprüfung entfernt die automatisierte Reinigungsvalidierung und Sensorik & Steuerung die Bedienerschleife aus der Freigabeentscheidung. Im Vergleich zu rein leitfähigkeitsbasierten Inline-Sensoren deckt der Rotacheck-Ansatz auch gereinigtes Wasser und nicht-leitfähige Medien ab, da die Membran auf den Strahlaufprall statt auf den Ionengehalt reagiert. Im Vergleich zu älteren Set-and-Forget-Ventilanzeigern ergänzt die V-Reihe Inline-Setup, dezentrale Selbstdiagnose und einen dokumentierten Datenpfad in moderne SPS- und SCADA-Architekturen.