Cocktailmischanlage „CocktailOne“ als Diplomarbeit

Es wurde eine Anlage entwickelt mit der verschiedene Zutaten zu einem Cocktail gemischt werden können. Diese besteht aus einem mechanischen Aufbau, der Programmierung mit einer SPS und einer Visualisierung mit einem Panel von der Firma Sigmatek. Durch angelegte Rezepte werden ca. 30 verschiedene Cocktails Automatisch gemischt.

Die Maschine wurde mit 14 Flaschen ausgerüstet, für die Dosierung sind Magnetventile eingesetzt worden. Als Überwachung von dem Füllstand wurden Kapazitive Sensoren eingesetzt. Der Mechanische Aufbau wurde mit Aluminium Profilen aufgebaut und die Abdeckungen bestehen aus Chromstahlblech. Bei der kompletten Anlage wurden alles Lebensmitteltaugliche Werkstoffe verwendet.

Die Anlage werden wir dann in unseren Firmen an den Verschiedenen Betriebsfesten zu Verfügung stellen. Da die Firma Sigmatek die SPS zur Verfügung stellte, versprachen wir dass sie die Anlage als vorzeige Modell an den Messen ausleihen dürfen.

Cocktailmischanlage als Diplomarbeit Automation

Schaltag Mitarbeiter Joe Heer und sein Mitschüler Fabian Zuberbühler haben im April 2015 die „Automation und Systemtechnik“ Ausbildung an der HF Höheren Fachschule in Uster erfolgreich abgeschlossen. Als Diplomarbeit entwickelten und bauten sie zusammen eine Cocktailmischanlage, die es in sich hat. Nicht nur in punkto Hochprozentigem, sondern auch in einigen kniffligen Aufgaben, die sich beim Bau der Maschine stellten.

Über 3 ½ Jahre drückte Joe Heer die Schulbank. Jeweils drei- bis viermal pro Woche besuchte der gelernte Multimedia Elektroniker und heutige Schaltag Projektleiter die HF Höhere Fachschule in Uster. Der neue Lehrgang „Automation und Systemtechnik“ ist leider noch nicht eidgenössisch anerkannt. Das Ziel von Joe Heer ist es jedoch, später einmal in der Industrie Software zu entwickeln und Schemas zu zeichnen.

Mitschüler Fabian Zuberbühler arbeitet als Polymechaniker und baute zusammen mit Joe Heer an der Diplomarbeit. Fabian Zuberbühler hat Erfahrung im mechanischen Aufbau und so ergänzen sich die beiden Kollegen optimal.

Die Idee für eine Cocktailmischanlage als Diplomarbeit hatte Joe Heer.Sicher wurden schon verschiedene Cocktailmaschinen, gebaut. Bei den einen Maschinen fährt das Glas von einer Flasche zur anderen hin und her. Oder Flaschen sind in einem Rondell befestigt und drehen sich. Alle diese Lösungen sind jedoch zeitabhängig und es dauert schlichtweg zu lange, bis der Cocktail serviert werden kann. 

Deshalb musste die Cocktailmaschine von Joe Heer und Fabian Zuberbühler schneller als ein Barkeeper sein. Pro Drink durfte die Anlage nur ca. 10 Sekunden in Anspruch nehmen.

In der Automation werden zudem viele Spielereien erfunden. Die beiden wollten jedoch eine Arbeit schaffen, welche einen Nutzen hat, ja sogar markttauglich ist und verkauft werden kann.

Die Cocktailmischanlage musste somit mit lebensmittelechten Teilen 

konstruiert werden. Hätten die Erfinder darauf verzichtet, wäre die gesamte Anlage einiges einfacher und günstiger geworden. Im Besonderen war die Eigen-Entwicklung eines völlig neuen Zapfens sehr aufwändig.

Dank dem Sponsoring von zahlreichen Firmen konnte die Cocktailmischanlage überhaupt gebaut werden. Die Firmen Mägerle, Sigmatek und Schaltag bildeten die Hauptsponsoren. Diverse Komponentenlieferanten wie Phoenix Contact, Bachofen, Serto etc. gewährten grosszügige Rabatte oder zeigten sonst grosszügig.

Beim Panel und der Steuerung arbeiteten die Diplomanden mit der Firma Sigmatek zusammen. In der Schule wird in der Regel Siemens eingesetzt. Joe und Fabian wollten jedoch etwas Neues lernen und ihnen gefiel, dass man bei Sigmatek projektorientiert arbeiten konnte.

Beim Bau der Cocktailmischanlage wurden Joe Heer und Fabian Zuberbühler immer wieder mit kniffligen Aufgaben konfrontiert.

Sie wollten ursprünglich mit Durchflusssensoren arbeiten. Diese sollten die Menge der einzelnen Getränke messen. Leider war diese Lösung schlichtweg zu teuer. Nun steuert die Maschine den Füllstand über die Zeit.

Bei einem der Gerätetests haben die Diplomanden herausgefunden, dass kohlensäurehaltige Getränke wie Cola oder Mineralwasser nicht verwendet werden können. Die Schläuche sind zu dünn und somit entweicht ein grosser Teil der Kohlensäure. Auch Rohrzucker kann wegen der Dosierung nicht verwendet werden. Eine entsprechende Lösung wäre zu komplex und aufwändig gewesen.

In die Konstruktion der Zapfen haben Joe Heer und Fabian Zuberbühler am meisten Zeit investiert. Sie haben dieses Herzstück eigenhändig entwickelt und gezeichnet. Nicht weniger als sieben verschiedene Prototypen brauchte es, bis sie die endgültige Lösung gefunden hatten.

Dabei mussten sie den Überdruck abgleichen, ansonsten entsteht in der Flasche ein Vakuum und die Flüssigkeit nicht mehr fliessen kann. Zusätzlich kam die Schwierigkeit, dass die Flaschen unterschiedliche Öffnungen aufweisen.

Auch suchte man ein komfortables System, welches einen schnellen Wechsel der Flaschen erlaubt. Hier erhielten die jungen Männer grosse Unterstützung von der Firma Serto. Gemeinsam fand man schlussendlich die richtige Kupplung für die Zapfen. Diese arbeiten drucklos und nicht wie herkömmliche Dosiergeräte oder Pumpenlösungen. Das ist zwar die schwierigste Lösung, aber auch die optimalste.

Die Gummidichtung musste nicht nur lebensmittelecht sondern auch genug weich und flexibel sein, damit die Flasche hält und dicht ist. Die beiden jungen Männer entschieden sich für einen flüssigen Zweikomponenten Silikon, welcher in ein extra dafür gedrehtes Formteil gegossen wird.

Reinigungsprogramm

Selbst an die Reinigung der Maschine haben die Erfinder der Cocktailmaschine gedacht. Denn die vielen Magnetventile sollten z.B. vom klebrigen Grenadinen Sirup gereinigt werden können.

Dazu werden alle Ventile gleichzeitig geöffnet, Wasser wird oben in die Maschine gefüllt und alle Zapfen, Kupplungen und Ventile bis zum Ausschankhahn werden gespült.

Schaltag gratuliert den frisch gebackenen Diplomanden zu ihrer erfolgreich bestandenen Prüfung und wünscht ihnen für die Zukunft viel Erfolg. Sicher wird die schnelle Cocktailmaschine an der einen oder anderen Feier anzutreffen sein. Und diesmal natürlich ohne Schlange stehen zu müssen.