Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse eines Reinigungsfluids, insbeson dere zum Reinigen einer Melkanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entspre chende Melkanlage und ein entsprechendes Verfahren.

Rohmilch ist ein bedeutsames Lebensmittel und ein wichtiger Rohstoff für die Nahrungsmittelindustrie. Zum Schutz des Verbrauchers, zur technischen Verarbei tungsfähigkeit sowie zur Marktlenkung muss Rohmilch bestimmten nationalen sowie internationalen Qualitätsanforderungen entsprechen.

Bei Melkvorrichtungen und -verfahren generell und insbesondere beim automati schen und automatisierten Melken mit halb- und auch vollautomatischen Melksyste men spielen erweiterte Funktionen eine wichtige Rolle. Insbesondere steht die Gewähr leistung von Qualitätsstandards der Milch, insbesondere auch die Prüfung auf sinnfällig veränderte Milch im Vordergrund.

Um den Qualitätsanforderungen an die Milch gerecht zu werden, werden Melkvor richtungen regelmäßig gereinigt. Dabei kommen Reinigungsmittel zum Einsatz. Deren chemische Zusammensetzung und Anwendung muss dabei so gewählt sein, dass ei nerseits eine ausreichende Reinigungswirkung erreicht wird und andererseits der Ver brauch von Reinigungsmitteln so gering wie möglich ist und zudem keine Rückstände chemischer Substanzen in Rohrleitungen verbleiben und so in die Milch gelangen. Werden verschiedene Reinigungsmittel nacheinander verwendet, müssen diese zu dem aufeinander abgestimmt sein, beispielsweise bei einem Wechsel zwischen alkali schen und sauren Reinigungsmitteln. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird ge mäß Stand der Technik die chemische Zusammensetzung des Reinigungsmittels an hand von Faktoren wie der Größe der zu reinigenden Anlage, deren Anzahl an Melk plätzen und dem Querschnitt der zu reinigenden Leitungen festgelegt. Diese Festle gung erfolgt allerdings in der Regel manuell beispielsweise vor Inbetriebnahme der Anlage. Dies erfolgt insbesondere anhand von Erfahrung eines Betreibers oder Techni kers. Auf veränderte Umstände nach einer solchen manuellen Festlegung kann dabei nur bedingt reagiert werden. Um eine ausreichende Reinigung unter allen Umständen sicherzustellen, wird daher häufig ein überdosiertes Reinigungsmittel und/odereine zu große Menge Reinigungsmittel verwendet. Das führt nicht nur zu einem unnötig großen Verbrauch des Reinigungsmittels, sondern auch zu einem unnötig großen Ver brauch an Wasser und Energie sowie zu einer unnötig langen Reinigungszeit. Ob die gewünschte Reinigung erzielt wird, kann nur nach Abschluss der Reinigung insoweit überprüft werden, als dass die zu reinigenden Leitungen auf verbleibende Ablagerun gen überprüft werden. Eine derartige Kontrolle ist allerdings ungenau, unflexibel und aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik eine Möglichkeit vorzustellen, beim Reinigen einer Melkanlage Rohstoffe und Energie einzusparen, die Reinigungszeit zu verkürzen und dennoch ein verbesser tes Reinigungsergebnis zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit der Vorrichtung, der Melkanlage und dem Verfah ren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Analyse eines Reinigungsfluids vor gestellt. Die Vorrichtung umfasst:

^■ einen Leitungsabschnitt für das Reinigungsfluid,

^■ eine Lichtquelleneinheit, welche Licht in den Leitungsabschnitt aussendet,

^■ eine Detektionseinheit zur spektral aufgelösten Erfassung von Licht, welches aus dem Leitungsabschnitt austritt, und insbesondere

^■ eine Auswerteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Reinigungsfluid anhand von Signalen der Detektionseinheit auf Inhaltsstoffe zu analysieren.

Die beschriebene Vorrichtung dient der Analyse eines Reinigungsfluids, welches insbesondere zum Reinigen einer Melkanlage eingesetzt wird. Unter Reinigungsfluid ist dabei nicht nur ein reines chemisches Reinigungsmittel zu verstehen, sondern auch beispielsweise ein Gemisch aus Wasser und einem chemischen Reinigungsmittel oder auch reines Wasser. Das Reinigungsfluid ist vorzugsweise flüssig. In dem Fall kann das Reinigungsfluid als Reinigungsflüssigkeit bezeichnet werden. Das Reinigungsfluid kann aber auch gasförmig sein, durch einen Schaum gebildet sein oder sich aus flüssi gen, gasförmigen und/oder schaumförmigen Komponenten zusammensetzen. Bei spielsweise kann auch Druckluft als Reinigungsfluid eingesetzt werden. Das Reini gungsfluid kann auf verschiedene Arten einen Reinigungseffekt erzielen. So kann das Reinigungsfluid beispielsweise Feststoffe aus dem Leitungsabschnitt herausspülen und diesen insoweit reinigen. Zusätzlich oder alternativ kann das Reinigungsfluid durch chemische Prozesse einen Reinigungseffekt erzielen, beispielsweise durch Lö sen von Fett oder Kalk.

Unter einer Analyse ist zu verstehen, dass das Reinigungsfluid auf seine Zusam mensetzung untersucht wird. Dabei kann das Reinigungsfluid auf Inhaltsstoffe wie chemische Reinigungsmittel oder Wasser untersucht werden. Unter einem chemi schen Reinigungsmittel ist eine Substanz zu verstehen, die durch chemische Reaktion einen Reinigungseffekt bewirkt. Auch kann bei der Analyse ermittelt werden, ob das Reinigungsfluid in flüssiger und/oder gasförmiger Form vorliegt. Die Analyse kann da rin bestehen, zwischen Vorliegen und Nichtvorliegen von bestimmten Stoffen zu unter scheiden, ohne diese Stoffe zu quantifizieren. Das Nichtvorliegen eines bestimmten In haltsstoffs kann insbesondere dadurch festgestellt werden, dass dieser Inhaltsstoff nicht in einer mit der Vorrichtung messbaren Menge in dem Reinigungsfluid vorliegt. So kann beispielsweise ermittelt werden, ob zum Nachspülen eingesetztes Wasser als das Reinigungsfluid noch Rückstände eines chemischen Reinigungsmittels enthält. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise festgestellt werden, in welcher Dosie rung ein chemisches Reinigungsmittel in dem Reinigungsfluid vorliegt. Ist das Reini gungsmittel beispielsweise Wasser mit einem darin gelösten chemischen Reinigungs mittel, gibt die Dosierung die Konzentration des chemischen Reinigungsmittels an.

Durch das durch das Leitungssystem strömende Reinigungsfluid wird auch physi kalische Reinigung erreicht. Hierbei können Ablagerungen im Leitungssystem durch das Reinigungsfluid gelöst und ausgetragen werden. Um turbulente Strömungen im Leitungssystem zu erhalten, können Druckluftstöße in das strömende Reinigungsfluid eingeleitet werden.

In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Reinigungsfluids kann es im Lei tungssystem zwischen Komponenten des Reinigungsfluids und den sich im Leitungs system befindenden Substanzen zu Reaktionen kommen. Die Analyse des Reinigungs fluids sich kann dabei auf die im Reinigungsfluid befindenden Produkte der Reaktion oder auf die Komponenten des Reinigungsfluids als Edukte beziehen.

Die Vorrichtung kann zur Prozessüberwachung beitragen. Beispielsweise können mit der Vorrichtung zeitliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Reini gungsfluids erkannt werden. Das ist insbesondere bei der Konzentration von chemi schen Reinigungsmitteln in dem Reinigungsfluid relevant. Mit der Vorrichtung kann so auch erkannt werden, ob und wann eine Reinigung erfolgt. Dabei kann anhand der Zu sammensetzung des erkannten Reinigungsfluids auch zwischen verschiedenen Reini gungsvorgängen unterschieden werden, beispielsweise zwischen Vorspülen, Haupt reinigung, Zwischenreinigung und Nachspülen. Die einzelnen Reinigungsvorgänge unterscheiden sich beispielsweise durch die Art, Menge und Zusammensetzung des jeweils eingesetzten Reinigungsfluids.

Die Vorrichtung umfasst einen Leitungsabschnitt für das Reinigungsfluid. Als Lei tungsabschnitt ist ein Teil einer Leitung aufzufassen, durch welche das Reinigungs fluid hindurchfließen kann. Der Leitungsabschnitt kann beispielsweise Teileines Roh res oder Schlauchs sein. Der Leitungsabschnitt hat mindestens einen Einlass, über welchen das Reinigungsfluid in den Leitungsabschnitt eingeleitet werden kann und mindestens einen Auslass, über den das Reinigungsfluid aus dem Leitungsabschnitt heraus gelangen kann. Der mindestens eine Einlass und der mindestens eine Auslass sind voneinander verschieden. Der Leitungsabschnitt muss nicht gesondert vom Rest der Leitung abgegrenzt sein. Insbesondere ist nicht erforderlich, dass sich der Lei tungsabschnitt über genau ein Rohrbauteil erstreckt. Der mindestens eine Einlass und der mindestens eine Auslass definieren lediglich Anfang beziehungsweise Ende des Leitungsabschnitts und müssen nicht beispielsweise mit einer Fuge zwischen anei nandergesetzten Rohrbauteilen zusammenfallen. Der Leitungsabschnitt ist lediglich insoweit körperlich definiert, als dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das Reini gungsfluid innerhalb des Leitungsabschnitts zu analysieren. Das bedeutet, dass sich der Leitungsabschnitt mindestens über den Messbereich erstreckt, innerhalb dessen das Reinigungsfluid analysiert werden kann. Der Messbereich muss allerdings nicht den gesamten Leitungsabschnitt umfassen. Insbesondere ist es möglich, dass sich der Messbereich nicht über einen gesamten Leitungsquerschnitt erstreckt.

Die Vorrichtung weist weiterhin eine Lichtquelleneinheit und eine Detektionsein heit auf. Über die Lichtquelleneinheit kann Licht in den Leitungsabschnitt eingeleitet werden, beispielsweise überein Fenster in einer Begrenzung des Leitungsabschnitts. Über die Detektionseinheit kann Licht erfasst werden, welches aus der Messkammer austritt, beispielsweise über ein weiteres oder das zuvor beschriebene Fenster in der Begrenzung des Leitungsabschnitts. Die Detektionseinheit ist vorzugsweise auf die Lichtquelleneinheit abgestimmt. Die Detektionseinheit und die Lichtquelleneinheit sind vorzugsweise derart angeordnet, dass das aus dem Leitungsabschnitt austre tende Licht, welches von der Lichtquelleneinheit stammt, mit der Detektionseinheit detektiert werden kann. Die Detektionseinheit weist einen oder mehrere Detektoren auf. Die Lichtquelleneinheit und die Detektionseinheit dienen dazu, das Reinigungs fluid spektroskopisch zu analysieren. Das ist dadurch möglich, dass die Detektionsein heit zur spektral aufgelösten Erfassung des Lichts eingerichtet ist. Das bedeutet, dass mit der Detektionseinheit die Lichtintensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge er fasst werden kann. Mit der Detektionseinheit kann also eine Vielzahl spektraler Einzel werte aufgenommen werden, insbesondere aus dem gesamten Wellenlängenspekt rum des aus dem Leitungsabschnitt austretenden Lichts, welches von der Lichtquel leneinheit stammt. Zur spektral aufgelösten Erfassung des Lichts umfasst die Detekti onseinheit vorzugsweise ein Mittel zur spektralen Zerlegung des Lichts, beispielsweise ein Interferometer oder ein dispersives Element wie ein Gitter oder ein Prisma. Im Falle des dispersiven Elements ist dieses vorzugsweise drehbar gelagert. Alternativ kann ein räumlich auflösender Detektor verwendet werden, mit dem das spektral zerlegte Licht zu einem Messzeitpunkt gemessen werden kann, beispielsweise ein CCD-Chip. Die Messgenauigkeit ergibt sich in dem Fall insbesondere aus der Auflösung des CCD- Chips.

Bevorzugt weist die Detektionseinheit einen Detektor und ein Interferometer auf. Ein Interferometer ist eine Vorrichtung, welche durch Aufteilung eines Lichtstrahls in zwei Teilstrahlen und durch Zusammenführung der beiden Teilstrahlen mit Gangun terschied Interferenz erzeugt. Das Interferometer und der Detektor sind derart ausge bildet und angeordnet, dass aus dem Leitungsabschnitt austretendes Licht mit dem Interferometer spektral zerlegt und anschließend von dem Detektor detektiert werden kann. Durch die spektrale Zerlegung des Lichts mit dem Interferometer kann die De tektionseinheit das Licht spektral aufgelöst erfassen. Das Interferometer ermöglicht es also, bei dem aus dem Leitungsabschnitt austretenden Licht eine Vielzahl von spektra len Einzelwerten innerhalb des vorzugsweise kontinuierlichen Wellenlängenspekt rums der Lichtquelleneinheit zu ermitteln. Das Interferometer kann beispielsweise ein Michelson-Interferometer oder ein Fabry-Perot-Interferometersein. Diese beiden Inter ferometer haben einen beweglichen Spiegel. Vorzugsweise weist das Interferometer ein, insbesondere genau ein, flexibles Element auf, welches unterschiedliche Teilspek tren des Gesamtspektrums der Lichtquelleneinheit erzeugt.

Die Detektionseinheit kann durch Rückkopplung von Referenzwerten automati siertjustiert und/oder kalibriert werden. Die Detektionseinheit kann künden- und/oder herdenspezifisch angepasst werden. Darüber hinaus können zeitliche Veränderungen der Lichtquelleneinheit ausgeglichen werden.

Die Vorrichtung ist dadurch dazu eingerichtet, das Reinigungsfluid innerhalb des Leitungsabschnitts zu analysieren, als dass die Lichtquelleneinheit und die Detektions einheit auf den Leitungsabschnitt ausgerichtet sind. Der mit der Lichtquelleneinheit und der Detektionseinheit gebildete Messbereich zur Analyse des Reinigungsfluids fällt dadurch in den Leitungsabschnitt. Insoweit ist der Leitungsabschnitt gegenüber anderen Leitungsteilen ausgezeichnet.

Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein Micro-Electro-Mechanical System, kurz MEMS. Bei einem MEMS handelt es sich um ein Bauteil mit einer beweglichen mikro skopischen Struktur. Diese kann durch mechanische Beanspruchung oder durch Anle gen einer elektrischen Spannung betätigt werden. So kann die Detektionseinheit dadurch realisiert sein, dass ein Interferometer mit beweglichem Spiegel als eine sol che mikroskopische Struktur realisiert ist. Die Lichtquelleneinheit kann in fester Aus richtung zum MEMS angeordnet sein, beispielsweise in Form eines gemeinsamen Bau teils oder in einem gemeinsamen Gehäuse. Die Lichtquelleneinheit und die Detekti onseinheit sind vorzugsweise relativ zueinander in einer festen Position und Ausrich tung angeordnet. Eine solche Vorrichtung ist besonders klein, robust, einfach integrier bar und ermöglicht vergleichsweise einfache Analysen außerhalb eines Labors. Zu dem kann eine solche Vorrichtung vergleichsweise einfach und günstig in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Dass die Vorrichtung eine Lichtquelleneinheit aufweist, bedeutet, dass eine oder mehrere Lichtquelleneinheiten vorgesehen sind. Die Lichtquelleneinheit umfasst vor zugsweise eine oder mehrere Lichtquellen. Weist eine Lichtquelleneinheit mehrere Lichtquellen auf, sind diese vorzugsweise identisch zueinander ausgebildet. Alternativ kann durch aufeinander abgestimmte LED's als Lichtquellen ein kontinuierliches Spektrum erhalten werden, welches einen gewünschten Spektralbereich abdeckt. Mehrere Lichtquellen können so angeordnet sein, dass der gesamte Messbereich gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Die Lichtquellen können gleichartig oder unter schiedlich sein. Durch Kombination unterschiedlicher Lichtquellen kann ein beson ders breites Wellenlängenspektrum erhalten werden. Denkbar ist auch, dass die Licht quelleneinheit mehrere diskontinuierliche Lichtquellen aufweist wie beispielsweise Dampflampen, insbesondere Natriumdampflampen oder Quecksilberdampflampen. Auch ist es möglich, dass die Lichtquelleneinheit dadurch ausgebildet ist, dass eine externe Strahlungsquelle eingekoppelt wird, beispielsweise übereinen Lichtwellenlei ter. Die Lichtquelleneinheit ist in dem Fall nur durch den Lichtwellenleiter gebildet.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann das Reinigungsfluid in dem Leitungsab schnitt analysiert werden. Das Reinigungsfluid kann also analysiert werden, während das Reinigungsfluid durch den Leitungsabschnitt strömt. Es ist nicht erforderlich, Stichproben zu entnehmen und zu analysieren. Das Entnehmen von Stichproben wäre einerseits aufwendiger als die Analyse in einem durchströmten Leitungsabschnitt. An dererseits liegen die Ergebnisse einer Stichprobenanalyse typischerweise erst mit Ver zögerung vor. Wird beispielsweise in einer Stichprobe eine Abweichung der Zusam mensetzung des Reinigungsfluids von vorgegebenen Sollwerten erkannt, muss die Milch eines bereits begonnenen folgenden Melkvorgangs womöglich als verunreinigt verworfen werden. Durch die Analyse im Leitungsabschnitt kann das Reinigungsfluid hingegen besonders schnell und einfach analysiert werden, insbesondere bevor ein auf einen Reinigungsprozess folgender Melkvorgang begonnen wird. Zudem ermög licht die beschriebene Vorrichtung eine vollständige Analyse des Reinigungsfluids, nicht nur die einer Stichprobe.

Vorzugsweise sendet die Lichtquelleneinheit Licht mit einem kontinuierlichen Wellenlängenspektrum in den Leitungsabschnitt aus. Unter einem kontinuierlichen Wellenlängenspektrum ist zu verstehen, dass es einen Wellenlängenbereich gibt, von dem jede Wellenlänge in dem von der Lichtquelleneinheit ausgesandten Licht enthal ten ist. Das Wellenlängenspektrum weist also jedenfalls einen Abschnitt ohne Lücke auf. Das schließt nicht aus, dass das Wellenlängenspektrum mehrere kontinuierliche Abschnitte aufweist, zwischen denen eine jeweilige Lücke vorliegt. Bevorzugt ist aller dings, dass das Wellenlängenspektrum insgesamt lückenfrei ist. Das Wellenlängen spektrum ist vorzugsweise ein breitbandiges kontinuierliches Wellenlängenspektrum. Der Begriff „breitbandig" ist relativ zum Detektionsbereich der Detektionseinheit zu verstehen. Das Wellenlängenspektrum weist vorzugsweise Wellenlängen auf, die um mindestens 200 nm, insbesondere um mindestens 500 nm auseinander liegen. In dem Fall deckt das Wellenlängenspektrum zumindest einen 200 nm beziehungsweise ei nen 500 nm breiten Wellenlängenbereich ab, von dem jede Wellenlänge in dem Licht enthalten ist. Besonders bevorzugt deckt das Wellenlängenspektrum zumindest die Wellenlängen im Bereich von 1350 bis 2500 nm ab. Das Wellenlängenspektrum liegt vorzugsweise im Bereich des nahen Infrarots und/oder im Bereich des mittleren Infrarots. In dem Fall handelt es sich bei der Analyse des Reinigungsfluids um Infrarot- Spektroskopie. Denkbar ist aber auch, dass das Wellenlängenspektrum des Bereichs des sichtbaren Lichts ganz oder vollständig und/oder den UV- Bereich ganz oder voll ständig abdeckt. Besonders bevorzugt deckt das Wellenlängenspektrum einen Wel lenlängenbereich ab, mit dem chemische Bindungen in dem zu analysierenden Reini gungsfluid angeregt werden können. So kann der sogenannte spektrale Fingerab druck des Reinigungsfluids ermittelt werden. Das Wellenlängenspektrum des von der Lichtquelleneinheit ausgesendeten Lichts ist vorzugsweise in jedenfalls einem Ab schnitt stetig. Beispielsweise kann es sich bei dem Wellenlängenspektrum um ein Plancksches Spektrum handeln, wie es bei der Schwarzkörperstrahlung vorliegt.

Durch die Lichtquelleneinheit mit kontinuierlichem Spektrum kann das Reini gungsfluid auf verschiedene Inhaltsstoffe analysiert werden. Das kann insbesondere nach Art der dispersiven Spektroskopie erfolgen. Die Vorrichtung ist daher nicht auf die Analyse eines einzelnen Inhaltsstoffs beschränkt. Bei der Gestaltung der Vorrich tung ist daher keine Festlegung auf einen bestimmten Inhaltsstoff erforderlich. Inso weit ist die beschriebene Vorrichtung besonders flexibel.

Die Vorrichtung weist weiterhin vorzugsweise eine Auswerteeinheit auf. Die Aus werteeinheit ist dazu eingerichtet, das Reinigungsfluid anhand von Signalen der De tektionseinheit auf Inhaltsstoffe zu analysieren. Die Auswerteeinheit kann in einem Ge häuse zusammen mit der Lichtquelleneinheit und der Detektionseinheit angeordnet sein.

Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung einer Auswerteeinheit als Teil der Vor richtung kann die Analyse des Reinigungsfluids auch außerhalb der Vorrichtung erfol gen, beispielsweise durch einen zentralen Server und/oder durch eine Cloud-Anwen- dung. Die Vorrichtung weist vorzugsweise eine Schnittstelle auf, über welche die Sig nale der Detektionseinheit ausgegeben werden können, insbesondere an eine Aus werteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, anhand von Signalen der Detektionseinheit Bestandteile des Reinigungsfluids zu identifizieren. Die Vorrichtung und die Auswer teeinheit können über ein Kabel, über eine drahtlose Verbindung und/oder über eine Internetverbindung miteinander verbunden sein.

Zur Analyse des Reinigungsfluids, insbesondere mit der Auswerteeinheit, können die von der Detektionseinheit ausgesandten Signale nach Art der dispersiven Spektro skopie ausgewertet werden. Dazu wird vorzugsweise ein komplexer Auswertealgorithmus verwendet, mit welchem die Präsenz und optional auch die Kon zentration von Inhaltsstoffen des Reinigungsfluids berechnet werden können. Der Aus wertealgorithmus verwendet die gemessenen spektralen Informationen als Ein gangsparameter und berechnet daraus die gewünschten zu ermittelnden Kenngrößen oder Werte.

Der Auswertealgorithmus kann von einem gesonderten System mit Hilfe von Refe renzdaten und/oder unter Verwendung eines maschinellen Lernprogramms erhalten werden. Die von der Detektionseinheit ausgesandten Signale enthalten Informationen zu dem von der Detektionseinheit erfassten Licht. Insbesondere im Falle einer Licht quelleneinheit mit kontinuierlichem Spektrum kann die Vorrichtung besonders einfach umgestellt werden, um andere Inhaltsstoffe zu analysieren. Insbesondere ist dazu keine Änderung der Hardware erforderlich. Stattdessen genügt es, den Auswertealgo rithmus zu ändern. Auch ist es möglich, durch Anpassung der Software der Auswer teeinheit die Messgenauigkeit einzustellen, beispielsweise im Wechselspiel mit einer Messdauer. Die Analyse kann also durch eine Veränderung der Software, beispiels weise durch ein Software- Update, verändert werden. Durch ein Software- Update kann insbesondere der Funktionsumfang der Auswertung erweitert werden, beispielsweise durch Freischaltung einer zuvor gesperrten Funktion bzw. einer Funktionserweiterung (tatsächliches Hinzufügen der Funktion). Die Funktionsweise der Auswertung kann also ohne konstruktive Änderung verändert werden.

Die Auswertung erfolgt vorzugsweise nach Art der Fouriertransformations-Spekt- roskopie, insbesondere nach Art der Infrarot- Fouriertransformations-Spektroskopie (kurz FTIR). An dem dabei erhaltenen Spektrum kann erkannt werden, welche Inhalts stoffe in dem Reinigungsfluid vorhanden sind. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob das Spektrum einen Peak bei einer charakteristischen Wellenlänge eines bestimm ten Inhaltsstoffs aufweist. Auch können die Inhaltsstoffe quantifiziert werden. Dazu kann die Höhe eines Peaks ermittelt werden.

Die Analyse des Reinigungsfluids kann anhand des von dem Reinigungsfluid re flektierten und/oder absorbierten Licht erfolgen. Um das reflektierte Licht zu verwen den, sind die Lichtquelleneinheit und mindestens ein Detektor der Detektionseinheit auf der gleichen Seite des Leitungsabschnitts angeordnet. Das Licht von der Licht quelleneinheit kann so in den Leitungsabschnitt eingeleitet werden, in dem Leitungs abschnitt von dem Reinigungsfluid reflektiert werden und aus dem Leitungsabschnitt in den mindestens einen Detektor der Detektionseinheit gelangen. Die Lichtquellen einheit und die Detektionseinheit können nebeneinander angeordnet sein, beispiels weise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses. Aufgrund der Möglichkeit dieser kom pakten Bauweise ist diese Ausgestaltung bevorzugt. Insbesondere in dieser Ausgestal tung ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung einen MEMS umfasst.

Um das absorbierte Licht zu verwenden, sind die Lichtquelleneinheit und mindes tens ein Detektor der Detektionseinheit auf einander gegenüberliegenden Seiten des Leitungsabschnitts angeordnet. Der Leitungsabschnitt ist in dem Fall zwischen der Lichtquelleneinheit und dem mindestens einen Detektor der Detektionseinheit ange ordnet. Das Licht von der Lichtquelleneinheit kann so in den Leitungsabschnitt einge leitet werden und, soweit nicht im Leitungsabschnitt von dem Reinigungsfluid absor biert, aus dem Leitungsabschnitt in den Detektor gelangen.

Weist die Detektionseinheit mehrere Detektoren auf, sind diese vorzugsweise alle auf der gleichen Seite des Leitungsabschnitts angeordnet. Es kann also entweder das reflektierte Licht mit allen Detektoren erfasst werden oder das Fehlen des absorbierten Lichts mit allen Detektoren erfasst werden. Denkbar ist aber auch, dass die Detektions einheit sowohl auf der Seite der Lichtquelleneinheit als auch auf der gegenüberliegen den Seite jeweils einen oder mehrere Detektoren aufweist. In dem Fall können sowohl das reflektierte als auch das absorbierte Licht berücksichtigt werden.

Das von der Lichtquelleneinheit ausgesandte Spektrum kann sich mit der Zeit ver ändern. Daher ist es bevorzugt, dass das von der Lichtquelleneinheit ausgesandte Spektrum in regelmäßigen Abständen als Referenz gemessen wird. Besonders bevor zugt wird unmittelbar vor jeder Messung zur Analyse ein jeweiliges Referenzspektrum aufgenommen. Erfolgt die Analyse anhand des reflektierten Lichts, kann das zur Ana lyse gemessene Spektrum mit einem Referenzspektrum verglichen werden, welches mit einem idealen Reflektor gemessen wurde. Erfolgt die Analyse anhand des absor bierten Lichts, kann das zur Analyse gemessene Spektrum mit einem Referenzspekt rum verglichen werden, welches bei leerem Leitungsabschnitt gemessen wurde.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann der Verbrauch von Rohstoffen und Ener gie gesenkt werden und die Zeit für die Reinigung verkürzt werden. Durch eine Verkür zung der Reinigungszeit bleibt mehr Zeit zum Melken, so dass eine Melkanlage inso weit effizienter genutzt werden kann. Die beschriebenen Vorteile können erzielt wer den, weil das Reinigungsfluid nicht so bereitgestellt werden muss, dass auch trotz veränderter Umstände eine ausreichende Reinigung sichergestellt ist. Stattdessen er möglicht die beschriebene Vorrichtung eine Analyse in Echtzeit. Dadurch kann auf ver änderte Umstände reagiert werden. Als veränderte Umstände kommt beispielsweise eine veränderte Qualität von bereitgestelltem Wasser in Betracht, welches als das Rei nigungsfluid oder als ein Teil davon verwendet wird. Wird beispielswiese ein Reini gungsfluid dadurch erhalten, dass Wasser mit einem chemischen Reinigungsmittel versetzt wird, kann die Wasserqualität einen Einfluss auf den mit dem Reinigungsfluid erzielbaren Reinigungseffekt haben. Durch die Analyse mit der beschriebenen Vorrich tung ist es nicht erforderlich, ein überdosiertes Reinigungsmittel in unnötig großer Menge über eine unnötig lange Zeit durch die zu reinigenden Leitungen zu leiten.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann auch der Reinigungsfortschritt erfasst werden. Das ist möglich, wenn der Leitungsabschnitt selbst Teil einer zu reinigenden Leitung ist und/oder stromab eines zu reinigenden Teils einer Leitung angeordnet ist. Das durch den Leitungsabschnitt strömende Reinigungsfluid kann in dem Fall Sub stanzen enthalten, die aus der zu reinigenden Leitung stammen. So kann das Reini gungsfluid beispielsweise Milch enthalten, die aus dem Leitungsabschnitt gespült worden ist. Mit der beschriebenen Vorrichtung kann erkannt werden, wann eine aus reichende Reinigung erfolgt ist. Das kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass Rückstände von beispielsweise Milch in dem Reinigungsfluid einen vorgegebe nen Grenzwert unterschreiten. Sobald das der Fall ist, kann der entsprechende Reini gungsschritt beendet werden. Dadurch können Rohstoffe, Energie und Zeit eingespart werden. Weiterhin kann Wasser, welches als Reinigungsfluid zum Nachspülen einge setzt wird, mit der beschriebenen Vorrichtung auf ein chemisches Reinigungsmittel untersucht werden. Es kann insbesondere bei einem Spülgang mit Wasser die Wasser qualität in einem Rücklauf ermittelt werden. Je nach festgestellter Konzentration des chemischen Reinigungsmittels kann dann entscheiden werden, zu welchem Zweck das Wasser noch verwendet werden kann. So kann Wasser, welches durch ein Nach spülen leicht verunreinigt ist, in einem folgenden Reinigungsprozess zum Vorspülen verwendet werden. Durch Einsatz der beschriebenen Vorrichtung kann so der Ver brauch von Wasser reduziert werden, weil Wasser nicht bereits aufgrund der Möglich keit einer Verunreinigung entsorgt werden muss.

Weiterhin kann durch die Analyse des Reinigungsfluids die Sicherheit erhöht wer den. Wird beispielsweise in einem ersten Reinigungsvorgang ein stark saures Reini gungsfluid eingesetzt und in einem folgenden zweiten Reinigungsvorgang ein stark alkalisches Reinigungsfluid, kann mit der beschriebenen Vorrichtung sichergestellt werden, dass das stark alkalische Reinigungsmittel erst dann in die zu reinigende Lei tung eingeleitet wird, wenn ein pH-Wert darin einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat. Falls erforderlich, kann der pH-Wert durch einen Spülgang beispielsweise mit Wasser erhöht werden, bevor das stark alkalische Reinigungsfluid eingesetzt wird. So kann ein Kontakt des stark sauren Reinigungsfluids mit dem stark alkalischen Reini gungsfluid verhindert und insoweit die Sicherheit gesteigert werden.

Das Ergebnis der mit der beschriebenen Vorrichtung durchgeführten Analyse wird vorzugsweise gespeichert, insbesondere auf einem nichtflüchtigen Datenträger. Eine derartige Speicherung geht über die Zwischenspeicherung in einem Arbeitsspeicher hinaus. Stattdessen erfolgt eine Protokollierung, so dass auf die Ergebnisse der Ana lyse zu einem späteren Zeitpunkt zurückgegriffen werden kann. Dies kann beispiels weise zur Prüfung von Garantieansprüchen genutzt werden. Insbesondere kann mit der beschriebenen Vorrichtung erkannt und aufgezeichnet werden, ob ein vom Her steller empfohlenes Reinigungsfluid eingesetzt wurde, oderobein Reinigungsfluid eingesetzt wurde, das Teile der Melkanlage beschädigen könnte. Ein empfohlenes Reinigungsfluid kann dadurch erkannt werden, dass das Reinigungsfluid einen Tracer enthält, welcher mit der Vorrichtung erkannt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin eine Hauptleitung auf, wobei der Leitungsabschnitt von der Hauptleitung abzweigt und in die Hauptleitung mündet.

Der Leitungsabschnitt verläuft parallel zur Hauptleitung. Dadurch wird in dieser Ausführungsform zwar nicht das gesamte Reinigungsfluid analysiert. Dennoch ermög licht die Vorrichtung eine umfassendere Analyse des Reinigungsfluids als die Untersu chung von einzelnen Sichtproben. Schließlich kann mit der beschriebenen Vorrich tung ein Teil des Reinigungsfluidstroms durchgehend untersucht werden.

Das Begriff „Hauptleitung" bezieht sich in Abgrenzung von dem Begriff „Abzwei gung" lediglich auf den Umstand, dass die Analyse des Reinigungsfluids in dem abge zweigten Leitungsabschnitt und damit in einem gesonderten Leitungsteil erfolgt. Es ist nicht erforderlich, dass die Hauptleitung einen größeren Strömungsquerschnitt hat als der abgezweigte Leitungsabschnitt. Stromauf des Messbereichs weist der Leitungsabschnitt vorzugsweise ein Filter sieb auf. Dieses kann beispielsweise an einer Abzweigungsstelle angeordnet sein, an welcher der Leitungsabschnitt von der Hauptleitung abzweigt. Durch das Filtersieb können feste Partikel einer entsprechenden Mindestgröße aus dem Leitungsabschnitt ferngehalten werden. Dadurch kann eine Verstopfung des Leitungsabschnitts verhin dert werden.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung mündet der Ab zweig übereine erste Öffnung und eine zweite Öffnung in die Hauptleitung, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in einer Höhenrichtung voneinander beab- standet angeordnet sind.

Die Höhenrichtung bezieht sich auf die Orientierung der Vorrichtung im bestim mungsgemäßen Gebrauch. Durch die Beabstandung der Öffnungen in Höhenrichtung kann die weiter unten angeordnete Öffnung vordergründig für flüssige Komponenten im Leitungsabschnitt dienen, während gasförmige Komponenten vordergründig durch die obere der Öffnungen zurück in die Hauptleitung gelangen können. Durch diese Trennung können die flüssigen Komponenten besonders ungestört im unteren Bereich des Leitungsabschnitts strömen. Daher kann das Reinigungsfluid mit beson ders hoher Messgenauigkeit analysiert werden. Das ist insbesondere in der bevorzug ten Ausgestaltung der Fall, in der die Lichtquelleneinheit und die Detektionseinheit auf Höhe der unteren Hälfte des Leitungsabschnitts angeordnet sind. Besonders bevor zugt sind die Lichtquelleneinheit und die Detektionseinheit unterhalb des Leitungsab schnitts angeordnet. Dies bezieht sich jeweils auf die Anordnung der Lichtquellenein heit und der Detektionseinheit in der Höhenrichtung.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Lichtquelleneinheit eine Glühemissionsquelle.

Glühemissionsquellen senden ein kontinuierliches Wellenlängenspektrum aus. Zudem sind diese vergleichsweise günstig. Die Glühemissionsquelle ist vorzugsweise eine Halogenlampe. Eine solche verfügt übereine hohe und gerichtete Intensität.

Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird eine Melkanlage vorgestellt. Die Melkanlage umfasst:

^■ eine Melkeinrichtung,

^■ eine mit der Melkeinrichtung verbundene Reinigungsfluidquelle, ^■ eine Vorrichtung zur Analyse eines von der Reinigungsquelle stammenden Reini gungsfluids, umfassend

^■ einen Leitungsabschnitt für das Reinigungsfluid,

^■ eine Lichtquelleneinheit, welche Licht in den Leitungsabschnitt aussendet,

^■ eine Detektionseinheit zur spektral aufgelösten Erfassung von Licht, welches aus dem Leitungsabschnitt austritt, und insbesondere

^■ eine Auswerteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Reinigungsfluid anhand von Signalen der Detektionseinheit auf Inhaltsstoffe zu analysieren.

Die beschriebenen Vorteile und Merkmale der Vorrichtung sind auf die Melkanlage an wendbar und übertragbar, und umgekehrt. Die in der Melkanlage enthaltene Vorrich tung ist vorzugsweise wie die zuvor beschriebene Vorrichtung ausgebildet.

Die Melkanlage dient vorzugsweise dem Melken von Kühen. Die Melkeinrichtung ist vorzugsweise als ein Melkzeug ausgebildet. Vorzugsweise weist die Melkanlage ei nen Milchtank auf, welcher über den Leitungsabschnitt mit der Melkeinrichtung ver bunden ist. Die Melkanlage umfasst vorzugsweise mehrere Melkeinrichtungen, die mit dem Milchtank verbunden sind. Um Verunreinigungen der Milch zu verhindern, wer den die Melkeinrichtungen und daran angebundene Leitungen regelmäßig gereinigt. Dabei wird ein Reinigungsfluid eingesetzt, welches mit der beschriebenen Vorrichtung analysiert werden kann, während es den Leitungsabschnitt der Vorrichtung durch strömt. Das Reinigungsfluid wird über die Reinigungsfluidquelle bereitgestellt. Die Rei nigungsfluidquelle kann beispielsweise ein Reinigungsfluidtank sein. Der Leitungsab schnitt ist entsprechend vorzugsweise Teil einer Leitung, die dazu bestimmt ist, von Milch durchströmt zu werden. Diese Leitung kann Teil einer Melkeinrichtung sein, so dass die Vorrichtung entsprechend ebenfalls Teil der Melkeinrichtung sein kann. Alter nativ kann diese Leitung an eine Melkeinrichtung angebunden sein. In dem Fall ist die Vorrichtung nicht Teil der Melkeinrichtung. Als eine weitere Alternative kann der Lei tungsabschnitt Teil einer Zuleitung sein, über welche ein Reinigungsfluid in eine Lei tung eingeleitet werden kann, die dazu bestimmt ist, von Milch durchströmt zu wer den. Die Zuleitung ist nicht dazu bestimmt, von Milch durchströmt zu werden. Das be trifft jeden Zeitpunkt. Während der Reinigung fließt das Reinigungsfluid anstelle der Milch durch die zu reinigende Leitung. Ein Kontakt zwischen dem Reinigungsfluid und der Milch wird in jedem Fall soweit wie möglich vermieden. Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es zusätzlich möglich, die Milch auf ihre In haltsstoffe zu analysieren. Dabei kann die Milch auf Rückstände des Reinigungsfluids oder einzelner Bestandteile des Reinigungsfluids untersucht werden. Dies bedeutet eine größere Sicherheit gegenüber Kontaminationen der Milch. Die Milch kann allge mein auf Inhaltsstoffe wie Fett, Protein und Laktose oder auf Kontaminationsstoffe wie Antibiotika, Dippmittel, Reinigungsmittel oder Wasser untersucht werden. Auch kann ermittelt werden, ob feste Partikel, Flocken, Schaum und Blasen in der Milch enthalten sind. Die Analyse kann darin bestehen, zwischen Vorliegen und Nichtvorliegen von be stimmten Stoffen zu unterscheiden, ohne diese Stoffe zu quantifizieren. So kann ermit telt werden, ob die Milch verunreinigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispiels weise festgestellt werden, welchen Fettanteil die Milch hat. Das Nichtvorliegen eines bestimmten Inhaltsstoffs kann insbesondere dadurch festgestellt werden, dass dieser Inhaltsstoff nicht in einer mit der Vorrichtung messbaren Menge in der Milch vorliegt. Die Milch kann beispielsweise darauf untersucht werden, ob die Milch Blut und/oder Harnstoff enthält. Die mit Blut und/oder Harnstoff verunreinigte Milch kann dann aus gesondert werden, vorzugsweise bevor diese mit anderer Milch vermischt wird. Zu dem kann Blut in Milch auf eine Verletzung des Tieres hinweisen, von dem die Milch stammt. Derartige Milch kann aufgrund von gesetzlichen Anforderungen zu verwerfen sein. Wird Blut erkannt, kann das entsprechende Tier einer Untersuchung unterzogen werden, um den Gesundheitszustand des Tieres zu verifizieren. Darüber hinaus kann die Analyse darin bestehen, dass Inhaltsstoffe quantifiziert werden. So kann beispiels weise der Anteil von Protein, Fett und/oder Laktose bestimmt werden.

Für die Analyse des Reinigungsfluids und der Milch kann die Vorrichtung unter schiedliche Auswertealgorithmen verwenden. Dabei kann automatisiert zwischen der Analyse des Reinigungsfluids und der Milch umgeschaltet werden, beispielsweise durch Detektion bestimmter Inhaltsstoffe in dem Reinigungsfluid beziehungsweise in der Milch.

Vorzugsweise weist die Melkanlage einen Milchtank auf. Der Milchtank kann über den Leitungsabschnitt mit der Melkeinrichtung verbunden sein. Das bedeutet, dass eine Verbindung zwischen dem Milchtank und der Melkeinrichtung den Leitungsab schnitt umfasst. Der Leitungsabschnitt muss sich aber nicht von dem Milchtank bis zur Melkeinrichtung erstrecken. Es ist sogar bevorzugt, dass zwischen der Melkeinrich tung und dem Milchtank weitere Elemente angeordnet sind, wie beispielsweise eine Milchschleuse. Auch ist es nicht erforderlich, dass der Milchtank und die Melkeinrichtung ausschließlich überden Leitungsabschnitt miteinander verbunden sind. Es ist sogar bevorzugt, dass eine Hauptleitung mit dem Milchtank und der Mel keinrichtung verbunden ist und dass der Leitungsabschnitt in einem Abzweig ange ordnet ist, der von der Hauptleitung abzweigt und der wieder in die Hauptleitung mün det.

Beispielsweise kann der Leitungsabschnitt so angeordnet sein, dass die Milch ei ner bestimmten Zitze analysiert werden kann. Vorzugsweise ist in dem Falltür jede Zitze jeweils eine Vorrichtung vorgesehen, so dass die Milch eines Tieres zitzenindivi duell analysiert werden kann. Diese Analyse kann im Falle von Kühen auch als viertel individuell bezeichnet werden. Mit diesen Vorrichtungen kann das Reinigungsfluid analysiert werden, welches zur Reinigung der entsprechenden Leitungen verwendet wird. So kann sichergestellt werden, dass die Leitungen zu jeder Zitze ausreichend ge reinigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung mit einem Leitungsab schnitt stromab eines Milchsammelstücks angeordnet sein, so dass die Milch tierindivi duell analysiert werden kann beziehungsweise das Reinigungsfluid in den Leitungen melkstandsweise analysiert werden kann. So kann eine Reinigungseffizienz melk standsweise bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung mit ei nem Leitungsabschnitt zwischen Melkstand und Milchtank angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung mit einem Leitungsabschnitt im Bereich einer Zusammenführung der Milch von mehreren Melkständen angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung mit einem Leitungsabschnitt unmittelbar am Milchtank angeordnet sein. Denkbar ist es auch, dass eine Vorrichtung mit einem Lei tungsabschnitt zwischen einem Reinigungsautomaten und einem Melkstand angeord net ist. Auch in Leitungen für nicht verkehrsfähige Milch kann eine Vorrichtung mit ei nem Leitungsabschnitt angeordnet sein.

Der Leitungsabschnitt ist vorzugsweise absperrbar. Dass der Milchtank über den Leitungsabschnitt mit der Melkeinrichtung verbunden ist, ist unabhängig von der Stel lung eines entsprechenden Absperrventils zu beurteilen. Durch Schließen eines Ab sperrventils kann ein Leitungsabschnitt also nicht seine Eigenschaft verlieren, dass über ihn der Milchtank mit der Melkeinrichtung verbunden ist.

Als ein weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Melkanlage vorgestellt. Das Verfahren umfasst: a) Einleiten von Licht in einen von einem Reinigungsfluid durchströmten Leitungsab schnitt der Melkanlage, b) Spektral aufgelöstes Detektieren von Licht, welches aus dem Leitungsabschnitt austritt, c) Analysieren des Reinigungsfluids auf Inhaltsstoffe anhand des gemäß Schritt b) detektierten Lichts.

Die beschriebenen Vorteile und Merkmale der Vorrichtung und der Melkanlage sind auf das Verfahren anwendbar und übertragbar, und umgekehrt. Das Verfahren wird vorzugsweise mit der beschriebenen Vorrichtung und insbesondere mit der beschrie benen Melkanlage durchgeführt. Die Vorrichtung und die Melkanlage sind vorzugs weise zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet.

Es genügt, die Schritte a) bis c) jeweils einmal durchzuführen. Dadurch kann eine Momentaufnahme erhalten werden. Bevorzugt ist allerdings, dass die Schritte a) bis c) jeweils mehrfach durchgeführt werden. Es kann also eine Serie von Spektren aufge nommen und jeweils ausgewertet werden. So kann das Reinigungsfluid insbesondere in konstanten zeitlichen Abständen analysiert werden. Dadurch kann eine zeitliche Entwicklung während eines Reinigungsvorgangs erfasst werden. So können insbeson dere verschiedene Reinigungsvorgänge abgedeckt werden, beispielsweise Vorspü len, Hauptreinigung und Nachspülen. Bevorzugt wird während jedes Reinigungsvor gangs jeweils eine Mehrzahl von Spektren aufgenommen und ausgewertet.

Die Analyse kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Unter einer konti nuierlichen Analyse ist dabei zu verstehen, dass ein jeweiliges Spektrum in aufeinan der folgenden Messzeiten aufgenommen und analysiert wird. Die Messzeit beträgt vor zugsweise 1 bis 2 Sekunden pro Messung. Unter einer diskontinuierlichen Messung ist zu verstehen, dass ein jeweiliges Spektrum in zeitlich voneinander beabstandeten Messzeiten aufgenommen und analysiert wird. Die Messzeit beträgt auch in dem Fall vorzugsweise 1 bis 2 Sekunden pro Messung. Die Frequenz der Messungen kann da bei konstant oder veränderlich sein. Die Analyse kann vor, während oder nach der Rei nigung erfolgen. So kann beispielsweise das Reinigungsfluid in einer zu reinigenden Leitung während der Reinigung analysiert werden.

Das Reinigungsmittel dient der Reinigung der Melkeinrichtung und/oder von Lei tungen der Melkanlage. Diese Leitungen sind für Milch bestimmt. Während der Reini gung fließt anstelle der Milch das Reinigungsfluid durch die Leitungen. Die Milch und das Reinigungsfluid kommen nicht miteinander in Kontakt. Der Leitungsabschnitt kann Teil einer solchen Leitung sein oder Teil einer Zuleitung, die in eine für Milch be stimmte Leitung mündet. Die Reinigung kann verschiedene Reinigungsvorgänge um fassen, beispielsweise Vorspülen, Hauptreinigung, Zwischenreinigung und Nachspü len. Die Hauptreinigung kann einen kalten Reinigungsgang und einen heißen Reini gungsgang umfassen. Das Reinigungsfluid kann sauer, neutral oder alkalisch sein. Ins besondere können in unterschiedlichen Reinigungsvorgängen unterschiedliche Reini gungsfluide eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird vor Schritt c) ein Aus wertealgorithmus durch maschinelles Lernen erstellt, wobei das Reinigungsfluid in Schritt c) unter Verwendung des Auswertealgorithmus analysiert wird.

Zur Erstellung des Auswertealgorithmus werden Signale der Detektionseinheit zu sammen mit entsprechenden Referenzwerten dem maschinellen Lernprogramm zuge führt. Die Referenzwerte können erhalten werden, indem das wie beschrieben analy sierte Reinigungsfluid zusätzlich beispielsweise durch eine Laboruntersuchung analy siert wird. Dabei werden Muster zwischen Merkmalen der Signale der Detektionsein heit und den Referenzwerten erkannt.

Das maschinelle Lernprogramm kann Teil einer gesonderten Einrichtung sein. Ins besondere kann das maschinelle Lernprogramm auf einem Computer installiert sein, der nicht Teil der hier beschriebenen Vorrichtung ist. Das maschinelle Lernprogramm kann beispielsweise auf einem Entwicklungswerkzeug installiert sein.

Der Auswertealgorithmus kann mit der gesonderten Einrichtung erstellt werden und anschließend - sofern die Vorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist - an die Aus werteeinheit übermittelt werden. Alternativ kann der mit der gesonderten Einrichtung erstellte Auswertealgorithmus von der gesonderten Einrichtung an einen zur Analyse des Reinigungsfluids verwendeten Server übermittelt werden. Dazu ist kein dauerhaf ter Kontakt zwischen der gesonderten Einrichtung und der Auswerteeinheit bezie hungsweise dem Server erforderlich. Die Signale der Detektionseinheit können auf ver schiedene Weise an die gesonderte Einrichtung übermittelt werden, beispielswiese über das Internet oder über eine Kabelverbindung. Sofern die Vorrichtung eine Aus werteeinheit aufweist, kann der erstellte Auswertealgorithmus auf gleichem Wege an die Auswerteeinheit übermittelt werden. Die gesonderte Einrichtung kann räumlich von der Auswerteeinheit getrennt sein oder mit dieser zusammen in einem gemeinsa men Gehäuse angeordnet sein.

Der Auswertealgorithmus kann durch maschinelles Lernen von der Auswerteein heit oder einem zur Analyse des Reinigungsfluids verwendeten Server selbst erstellt oder verändert werden, beispielsweise durch Verwendung künstlicher Intelligenz.

Es genügt, dass der Auswertealgorithmus einmalig erstellt wird. So kann beispiels weise in einer Lernphase eine Mehrzahl von Signalen der Detektionseinheit mit einem jeweils entsprechenden Referenzwert verarbeitet werden. Es ist bevorzugt, dass ins besondere in regelmäßigen Zeitabständen der Auswertealgorithmus überarbeitet wird. Dazu kann in einer neuen Lernphase ein neuer Auswertealgorithmus erstellt wer den oder der bisherige Auswertealgorithmus aktualisiert werden. Die beschriebene Melkanlage umfasst vorzugsweise eine Einrichtung zur Erstellung eines Auswertealgo rithmus aus Signalen der Detektionseinheit und entsprechenden Referenzwerten. Die Einrichtung weist vorzugsweise ein maschinelles Lernprogramm auf. Die Auswerteein heit ist in dem Fall dazu eingerichtet, das Reinigungsfluid anhand von Signalen der De tektionseinheit unter Anwendung des Auswertealgorithmus zu analysieren. Als die Ein richtung kommt auch ein Server in Betracht, der zugleich für die Analyse des Reini gungsfluids verwendet wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt c) ein Füllstand des Leitungsabschnitts ermittelt.

Der Füllstand des Leitungsabschnitts kann Aufschluss darüber geben, ob ausrei chend Reinigungsfluid für die Reinigung eingesetzt wurde. Damit kann eine ausrei chende Reinigung sichergestellt werden. So kann insbesondere erkannt werden, ob Wände des Leitungsabschnitts vollständig mit dem Reinigungsfluid benetzt sind. Zu dem kann automatisiert erkannt werden, zu welchem Zeitpunkt eine Reinigung erfolgt.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin: d) Verändern einer chemischen Zusammensetzung des Reinigungsfluids anhand der in Schritt c) ermittelten Ergebnisse.

In dieser Ausführungsform wird das Ergebnis der Analyse für eine Rückkopplung ge nutzt. So kann die Zusammensetzung des Reinigungsfluids auf einen oder mehrere vorgegebene Sollwerte geregelt werden. Weicht die in Schritt c) ermittelte Zusammen setzung von den Sollwerten ab, kann eine entsprechende Korrektur vorgenommen werden. Die Korrektur muss dabei nicht an dem gleichen Teil des Reinigungsmittels durchgeführt werden, der auch analysiert wurde. So kann beispielsweise von einer Reinigungsfluidquelle ausgehend ein kontinuierlicher Strom des Reinigungsmittels durch den Leitungsabschnitt geleitet und dabei analysiert werden. Die Analyse kann zwischen der Reinigungsfluidquelle und einer zu reinigenden Leitung in einem Lei tungsabschnitt erfolgen, der nicht dazu bestimmt ist, von Milch durchströmt zu wer den. Ist das Reinigungsfluid ein Gemisch, beispielsweise aus Wasser und einem chemi schen Reinigungsmittel, kann mit der Vorrichtung die Vermischungseffizienz bestimmt werden. Die bei der Analyse erhaltenen Ergebnisse können genutzt werden, um die Zusammensetzung des von der Reinigungsfluidquelle ausgegebenen Reinigungsmit tels zu verändern. Das kann während einer laufenden Reinigung erfolgen oder im An schluss an eine Reinigung für eine folgende Reinigung. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, die Zusammensetzung des Reinigungsmittels stromab des Leitungsab schnitts zu verändern, so dass sich die Rückkopplung auf den Teil des Reinigungsmit tels auswirkt, der auch analysiert worden ist. Durch die Analyse des Reinigungsfluids können auch Fehler beispielsweise an Ventilen in der Melkanlage erkannt und/oder lokalisiert werden. Das ist insbesondere dann möglich, wenn das Reinigungsfluid an mehreren Stellen durch eine jeweilige Vorrichtung analysiert wird und die erhaltenen Ergebnisse mit entsprechenden Erwartungswerten verglichen werden.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt c) bestimmt, ob mindestens ein vorgegebener Bestandteil in dem Reinigungsfluid einen jeweiligen Grenzwert überschreitet.

In dieser Ausführungsform wird das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines oder mehrerer bestimmter Inhaltsstoffe untersucht. Das ist beispielsweise für ein chemi sches Reinigungsmittel sinnvoll. Zwischen Vorliegen und Nichtvorliegen wird dabei anhand des vorbestimmten Grenzwertes unterschieden.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein in Schritt c) verwendeter Auswertealgorithmus verändert.

In dieser Ausführungsform erfolgt die beschriebene Analyse des Reinigungsfluids zuerst mit einem ersten Auswertealgorithmus und anschließend mit einem zweiten Auswertealgorithmus. Der Auswertealgorithmus kann beispielsweise durch ein Soft ware-Update vom ersten Auswertealgorithmus zum zweiten Auswertealgorithmus ver ändert werden. Der erste Auswertealgorithmus und der zweite Auswertealgorithmus unterscheiden sich voneinander, beispielsweise hinsichtlich derdetektierbaren In haltsstoffe des Reinigungsfluids und/oder hinsichtlich der erzielbaren Messgenauig keit.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die fol genden Schritte zyklisch durchgeführt:

A) Sammeln von Reinigungsfluid in dem Leitungsabschnitt,

B) Analysieren des in dem Leitungsabschnitt befindlichen Reinigungsfluids gemäß den Schritten a) bis c),

C) Auslassen des in Schritt B) analysierten Reinigungsfluids aus dem Leitungsab schnitt.

In dieser Ausführungsform wird das Reinigungsfluid in dem Leitungsabschnitt diskon tinuierlich analysiert. Dazu wird das Reinigungsfluid in den Leitungsabschnitt eingelei tet und der Leitungsabschnitt so abgesperrt, dass sich das Reinigungsfluid in dem Lei tungsabschnitt sammelt (Schritt A)). Das kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Absperrventil stromab des Leitungsabschnitts geschlossen wird. Sobald sich eine gewünschte Menge des Reinigungsfluids in dem Leitungsabschnitt gesammelt hat, kann dieses Reinigungsfluid analysiert werden (Schritt B)). Dies kann besonders zuver lässig erfolgen, weil das Reinigungsfluid bei der Messung in Ruhe ist. Schritt B) wird vorzugsweise erst begonnen, nachdem Schritt A) abgeschlossen ist. Die Messzeit be trägt vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 Sekunden, insbesondere zwischen 1 und 2 Se kunden. Während der Messzeit ist der Leitungsabschnitt vorzugsweise abgesperrt.

Das Reinigungsfluid ist entsprechend über die Messzeit in Ruhe. Nach der Analyse kann das Reinigungsfluid aus dem Leitungsabschnitt heraus geleitet werden (Schritt O). Dazu kann beispielsweise die Absperrung wieder geöffnet werden. Schritt C) wird vorzugsweise erst begonnen, wenn Schritt B) abgeschlossen ist. Anschließend wieder holen sich die Schritte A) bis C). Dabei kann Schritt C) eines Zyklus mit Schritt A) des folgenden Zyklus zusammenfallen. So kann das analysierte Reinigungsfluid aus dem Leitungsabschnitt geleitet werden, indem das im folgenden Zyklus zu analysierende Reinigungsfluid in den Leitungsabschnitt eingeleitet wird.

Wird der in Schritt c) verwendeter Auswertealgorithmus verändert, erfolgt dies in dieser Ausführungsform vorzugsweise zwischen zwei Zyklen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Die Figuren und die darin dargestellten Größenverhältnisse sind nur schematisch. Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Melkanlage,

Fig. 2: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Melkanlage,

Fig. 3: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Analyse von Reinigungsfluid,

Fig. 4a,4b: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Analyse von Reinigungsfluid,

Fig. 5: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Analyse von Reinigungsfluid,

Fig. 6: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Melkanlage.

Fig. 7: ein erstes Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Analyse von Reinigungsfluid,

Fig. 8: ein zweites Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Analyse von Reinigungsfluid,

Fig. 9: ein drittes Ablaufdiagramms eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Analyse von Reinigungsfluid.

Fig. 1 zeigt eine Melkanlage 10 mit einer Melkeinrichtung 11 und einem Milchtank 12. Die Melkeinrichtung 11 ist durch eine Hauptleitung 7 mit dem Milchtank ^ verbun den. Parallel zur Hauptleitung 7 ist ein Abzweig 3 vorgesehen, der von der Hauptlei tung 7 abzweigt und der wieder in die Hauptleitung 7 einmündet. Beim Melken kann Milch von der Melkeinrichtung 11 über die Hauptleitung 7 und den Abzweig 3 in den Milchtank 12 geleitet werden. Nach einem Melkvorgang können die Melkeinrichtung 11, die Hauptleitung 7 und der Abzweig 3 mit einem Reinigungsfluid gereinigt werden. Dazu kann das Reinigungsfluid beispielsweis dort in die Melkeinrichtung 11 eingelei tet werden, wo beim Melken die Milch eintritt. Damit das Reinigungsfluid nicht mit der Milch im Milchtank 12 in Kontakt gelangt, wird das Reinigungsfluid stromauf des Milchtanks 12 übereinen (nicht gezeigten) Auslass aus der Hauptleitung 7 ausgelas sen. In einem Leitungsabschnitt 2 des Abzweigs 3 kann während eines Reinigungsvor gangs das Reinigungsfluid analysiert werden. Während des Melkens kann mit der gleichen Vorrichtung 1 die gemolkene Milch analysiert werden. Die Melkeinrichtung 11 ist überden Abzweig 3 und insoweit überden Leitungsabschnitt 2 mit dem Milch tank 12 verbunden. Zur Analyse des Reinigungsfluids weist die Melkanlage 10 eine Halogenlampe als Lichtquelleneinheit 4 auf, welche Licht mit einem kontinuierlichen Wellenlängenspektrum in den Leitungsabschnitt 2 aussendet. Weiterhin weist die Mel kanlage 10 eine Detektionseinheit 5 zur spektral aufgelösten Erfassung von Licht auf, welches aus dem Leitungsabschnitt 2 austritt. Die Detektionseinheit 5 ist mit einer Aus werteeinheit 6 verbunden, welche dazu eingerichtet ist, das Reinigungsfluid anhand von Signalen der Detektionseinheit 5 auf Inhaltsstoffe zu analysieren. Das Reinigungs fluid beziehungsweise die Milch können analysiert werden, wenn sie von der Melkein richtung 11 ausgehend durch den Leitungsabschnitt 2 hindurch geleitet werden. Bei der Analyse kann beispielsweise bestimmt werden, ob das Reinigungsfluid ein chemi sches Reinigungsmittel in ausreichender Konzentration aufweist. Der Leitungsab schnitt 2, die Lichtquelleneinheit 4, die Detektionseinheit 5 und die Auswerteeinheit 6 bilden eine Vorrichtung 1 zur Analyse von Reinigungsfluid.

Fig. 2 zeigt eine MelkanlagelO, welche der aus Fig. 1 ähnelt. Lediglich sind hier die Lichtquelleneinheit 4 und die Detektionseinheit 5 auf einander gegenüberliegen den Seiten des Leitungsabschnitts 2 angeordnet. Gemäß Fig. 2 kann somit die Absorp tion von Licht gemessen werden, während gemäß Fig. 1 die Reflexion gemessen wer den kann.

Fig. 3 zeigt einen Teil einer ersten Ausführungsform einer Melkanlage 10 nach Fig. 1 oder 2. Aufgrund der nur schematischen Darstellung in den Fig. 1 und 2 können verschiedene Ausführungsformen von Melkanlagen 10 nach Fig. 1 und 2 ausgebildet sein. Gezeigt ist die Hauptleitung 7 mit einem Abzweig 3. Die Lichtquelleneinheit 4 und die Detektionseinheit 5 sind derart angeordnet, dass das Reinigungsfluid bezie hungsweise die Milch in einem Teil des Abzweigs 3 analysiert werden kann. Der Ab zweig 3 stellt einen Leitungsabschnitt 2 dar. Der Abzweig 3 mündet über eine erste Öffnung 8 und eine zweite Öffnung 9 in die Hauptleitung 7. Die erste Öffnung 8 ist in einer Höhenrichtung z höher angeordnet als die zweite Öffnung 9. Eine gasförmige Komponente kann über die erste Öffnung 8 aus dem Abzweig 3 in die Hauptleitung 7 gelangen, während eine flüssige Komponente über die zweite Öffnung 9 aus dem Ab zweig 3 in die Hauptleitung 7 gelangen kann. Fig. 4a und 4b zeigen einen Teil einer zweiten Ausführungsform einer Melkanlage

10 nach Fig. 1 oder 2. Gezeigt ist die Hauptleitung 7, die in dieser Darstellung von links nach rechts durchströmt wird. Der Leitungsabschnitt 2 in dem Abzweig 3 ist in dieser Ausgestaltung absperrbar. Dazu ist ein Absperrelement 13 vorgesehen. In Fig. 4a ist dieses geschlossen. Dadurch kann das Reinigungsfluid beziehungsweise die Milch in dem Leitungsabschnitt 2 gesammelt und darin analysiert werden. Nach Abschluss der Analyse kann das Absperrelement 13 geöffnet werden und das analysierte Reini gungsfluid beziehungsweise die analysierte Milch können so aus dem Leitungsab schnitt 2 geleitet werden. Gleichzeitig kann neues Reinigungsfluid beziehungsweise kann neue Milch in den Leitungsabschnitt 2 strömen. Durch erneutes Schließen des Absperrelements 13 kann dieses neue Reinigungsfluid beziehungsweise kann diese neue Milch im Leitungsabschnitt 2 gesammelt werden. Diese Schritte können zyklisch wiederholt werden.

Fig. 5 zeigt einen Teil einer dritten Ausführungsform einer Melkanlage 10 nach Fig. 1 oder 2. Gezeigt ist die Hauptleitung 7, welche hier eine Zyklongeometrie 15 um fasst und welche an ein Ventil 14 für ein Zitzengummi angebunden ist. Das Ventil 14 ist Teil der Melkeinrichtung 11.

Fig. 6 zeigt eine Melkanlage 10 mit einer Melkeinrichtung 11. Die Melkeinrichtung

11 weist beispielhaft vier Melkbecher 16 auf. Gemolkene Milch kann von den Melkbe chern 16 überein Milchsammelstück 17 in eine Melkleitung 19 eingeleitet werden. Durch die Melkleitung 19 kann die Milch übereine Milchschleuse 18 und einen Vertei ler 20 in einen Milchtank 12 eingeleitet werden. Stromauf der Milchschleuse 18 liegt ein zum Melken eingesetztes Vakuum an. Stromab der Milchschleuse 18 liegt kein Va kuum an. Der Verteiler 20 ist beim Melken so eingestellt, dass die Melkleitung 19 mit dem Milchtank 12 verbunden ist. Der Milchtank 12 kann mit mehr als der einen gezeig ten Melkeinrichtung 11 verbunden sein.

Die Leitungen der Melkanlage 10 können mit einem Reinigungsfluid gereinigt werden. Dazu wird das Reinigungsfluid, wenn kein Melkvorgang stattfindet, von einem Reini gungsfluidtank als Reinigungsfluidquelle 22 übereine Zuleitung 23 in die Melkbecher 16 eingeleitet. Das Reinigungsfluid kann durch die Melkbecher 16, das Milchsammel stück 17, die Melkleitung 19, die Milchschleuse 18 zum Verteiler 20 gelangen und da bei eine Reinigungswirkung entfalten. Vom Verteiler 20 kann das Reinigungsfluid über einen Abfluss 21 entsorgt werden oder zu der Reinigungsfluidquelle 22 zurückgeführt werden.

Das Reinigungsfluid kann mit Vorrichtungen 1 analysiert werden. Die eingezeich neten Positionen der Vorrichtungen 1 sind beispielhaft. Es genügt, dass die Melkan lage 10 eine beliebige der eingezeichneten Vorrichtungen 1 aufweist. Die Melkanlage 10 kann auch eine beliebige Kombination von mehreren der eingezeichneten Vorrich tungen 1 oderauch alle eingezeichneten Vorrichtungen 1 aufweisen. Zudem kann die Melkanlage 10 eine oder mehrere Vorrichtungen an weiteren Stellen aufweisen. An ei ner Reinigungsfluidquelle können eine oder mehrere Melkanlagen 10 angebunden sein.

Mit den Vorrichtungen 1 kann das Reinigungsfluid analysiert werden. Die dabei gewonnenen Informationen können zur Protokollierungszwecken aufgezeichnet wer den und/oder für eine Rückkopplung genutzt werden. So können die mit den Vorrich tungen 1 ermittelten Daten beispielsweise an einen (der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten) Server übermittelt werden. Mit dem Server kann anhand dieser Daten in den Reinigungsprozess eingegriffen werden, beispielsweise indem die Zusammenset zung des Reinigungsfluids verändert wird. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 in der Zuleitung 23 dazu genutzt werden, die Zusammensetzung des Reinigungsfluids auf vorgegebene Sollwerte zu regeln. Mit der Vorrichtung 1 zwischen der Milch schleuse 18 und dem Verteiler 20 kann das Reinigungsfluid nach Reinigung der Mel keinrichtung 11 analysiert werden. Beispielsweise kann anhand der dabei gewonnen Informationen entschieden werden, ob als Reinigungsfluid verwendetes Wasser in den Abfluss 21 geleitet werden kann oder nicht.

Fig. 7 veranschaulicht ein Verfahren zum Betrieb einer Melkanlage 10, welches mit den zuvor gezeigten Vorrichtungen 1 und Melkanlagen 10 durchgeführt werden kann. Das Verfahren umfasst: a) Einleiten von Licht in einen von einem Reinigungsfluid durchströmten Leitungsab schnitt 2, b) Spektral aufgelöstes Detektieren von Licht, welches aus dem Leitungsabschnitt 2 austritt, c) Analysieren des Reinigungsfluids auf Inhaltsstoffe anhand des gemäß Schritt b) detektierten Lichts. Fig. 8 veranschaulicht eine Ausführungsform des Verfahrens aus Fig. 7, wobei der Auswertealgorithmus verändert wird. In dieser Ausführungsform erfolgt die beschrie bene Analyse des Reinigungsfluids zuerst mit einem ersten Auswertealgorithmus und anschließend mit einem zweiten Auswertealgorithmus. Fig. 9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Verfahrens aus Fig. 7, wobei die folgenden Schritte zyklisch durchgeführt werden:

A) Sammeln von Reinigungsfluid in dem Leitungsabschnitt 2,

B) Analysieren des in dem Leitungsabschnitt 2 befindlichen Reinigungsfluids gemäß den Schritten a) bis c), C) Auslassen des in Schritt B) analysierten Reinigungsfluids aus dem Leitungsab schnitt 2.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Leitungsabschnitt 3 Messbereich

4 Lichtquelleneinheit

5 Detektionseinheit

6 Auswerteeinheit

7 Hauptleitung 8 erste Öffnung

9 zweite Öffnung

10 Melkanlage

11 Melkeinrichtung

12 Milchtank 13 Absperrelement

14 Ventil

15 Zyklongeometrie

16 Melkbecher

17 Milchsammelstück 18 Milchschleuse

19 Melkleitung

20 Verteiler

21 Abfluss

22 Reinigungsfluidquelle 23 Zuleitung z Höhenrichtung