Der Bierabsatz in Deutschland schrumpft – nicht dramatisch, aber beständig. Damit sie wettbewerbsfähig bleiben, müssen gerade kleine und mittelständische Brauer an der Kostenschraube drehen. Um das Hefemanagement im Brauprozess zu optimieren, hat die Löwenbrauerei Schwäbisch Hall zusammen mit dem Anlagenbauer Wellmann Engineering eine mobile Pumpeneinheit entwickelt. Das Aggregat senkt Bierschwand und Wasserverbrauch signifikant, sodass sich die fünfstellige Investition binnen zwei Jahren amortisierte.
Bis Mitte 2017 wurde das Hefeabziehen aus den zylindrokonischen Tanks (ZKT) der Löwenbrauerei Hall händisch bewerkstelligt und durch ein Sichtfenster überwacht. „Von außen ist aber nicht unmittelbar zu sehen, ob ich im Tankinnern noch Hefe oder schon wertvolles Bier absauge“, sagt Diplom-Braumeister Hermann Mayerle. Das Verfahren war nicht nur mit hohen Produktverlusten, Bierschwand genannt, und Personalaufwand verbunden. Um die abgezogene Hefe über längere Strecken pumpbar zu halten, mussten die Schwaben Trinkwasser hinzu dosieren.
Kampf dem Bierschwand durch Automatisierung
Gemeinsam mit Wellmann Engineering als Partner für Verfahrenstechnik, Automation und Montage wurde der Prozessablauf des Hefe-Abpumpvorgangs analysiert. Im Fokus standen die maßgeblichen physikalischen Parameter wie Fließgeschwindigkeit sowie pumpeneinlauf- und pumpenauslaufseitiger Gassättigungs- und Differenzdruck. Weitere wichtige Aspekte bestanden im Verlauf der Rohrleitung und der Hefebeschaffenheit. Ziel war die exakte und automatisierte Phasentrennung zwischen Bier und Hefe. Da die Homogenität der Hefe im Verlauf der Gärung stark variiert, wurde eine Reihe von Viskositätsmessungen durchgeführt. Auf Basis dieser Viskositätsanalyse und der gegebenen Rohrleitungswege wurden der Pumpentyp ausgewählt und die Steuerungstechnik ausgelegt.
Prozesseffizienz steigern, Produktverluste senken
Die eingebaute Messtechnik erkennt unter anderem die Trennung von Hefe zu Bier und regelt den Abpump-Vorgang in Sekundenbruchteilen ab. Zusätzlich überwacht und steuert die Sensorik den Hefefluss während des Pumpvorgangs. Je nach Hefetyp kann die Pumpe individuell und bedarfsgerecht gefahren werden, sodass die Hefe im Gärtank nachrutschen kann und vom Sog erfasst wird. Die frequenzgeregelte Pumpe arbeitet stufenlos, sodass der Hefestrom nicht abreißt und sich keinerlei Rückstände im Konus der ZKTs bilden, die bei der Filtration wieder zu Störungen führen können. Gleichzeitig realisiert das Aggregat die exakte Trennung der Phasen Hefe und Bier.
Nach zwei Jahren im Regelbetrieb zieht Braumeister Mayerle ein rundum positives Fazit: „Mit dem mobilen Pumpenaggregat erhöhen wir die Effizienz und Wertschöpfung im Brauprozess und meine Kollegen können sich stärker auf ihre wertschöpfenden Kerntätigkeiten konzentrieren.“ Der Wasserverbrauch konnte signifikant reduziert werden, der Gesamtbierschwand sank um circa 15 Prozent, sodass sich die fünfstellige Investition innerhalb von 24 Monaten vollständig amortisierte.
Bis Mitte 2017 wurde das Hefeabziehen aus den zylindrokonischen Tanks (ZKT) der Löwenbrauerei Hall händisch bewerkstelligt und durch ein Sichtfenster überwacht. „Von außen ist aber nicht unmittelbar zu sehen, ob ich im Tankinnern noch Hefe oder schon wertvolles Bier absauge“, sagt Diplom-Braumeister Hermann Mayerle. Das Verfahren war nicht nur mit hohen Produktverlusten, Bierschwand genannt, und Personalaufwand verbunden. Um die abgezogene Hefe über längere Strecken pumpbar zu halten, mussten die Schwaben Trinkwasser hinzu dosieren.
Kampf dem Bierschwand durch Automatisierung
Gemeinsam mit Wellmann Engineering als Partner für Verfahrenstechnik, Automation und Montage wurde der Prozessablauf des Hefe-Abpumpvorgangs analysiert. Im Fokus standen die maßgeblichen physikalischen Parameter wie Fließgeschwindigkeit sowie pumpeneinlauf- und pumpenauslaufseitiger Gassättigungs- und Differenzdruck. Weitere wichtige Aspekte bestanden im Verlauf der Rohrleitung und der Hefebeschaffenheit. Ziel war die exakte und automatisierte Phasentrennung zwischen Bier und Hefe. Da die Homogenität der Hefe im Verlauf der Gärung stark variiert, wurde eine Reihe von Viskositätsmessungen durchgeführt. Auf Basis dieser Viskositätsanalyse und der gegebenen Rohrleitungswege wurden der Pumpentyp ausgewählt und die Steuerungstechnik ausgelegt.
Prozesseffizienz steigern, Produktverluste senken
Die eingebaute Messtechnik erkennt unter anderem die Trennung von Hefe zu Bier und regelt den Abpump-Vorgang in Sekundenbruchteilen ab. Zusätzlich überwacht und steuert die Sensorik den Hefefluss während des Pumpvorgangs. Je nach Hefetyp kann die Pumpe individuell und bedarfsgerecht gefahren werden, sodass die Hefe im Gärtank nachrutschen kann und vom Sog erfasst wird. Die frequenzgeregelte Pumpe arbeitet stufenlos, sodass der Hefestrom nicht abreißt und sich keinerlei Rückstände im Konus der ZKTs bilden, die bei der Filtration wieder zu Störungen führen können. Gleichzeitig realisiert das Aggregat die exakte Trennung der Phasen Hefe und Bier.
Nach zwei Jahren im Regelbetrieb zieht Braumeister Mayerle ein rundum positives Fazit: „Mit dem mobilen Pumpenaggregat erhöhen wir die Effizienz und Wertschöpfung im Brauprozess und meine Kollegen können sich stärker auf ihre wertschöpfenden Kerntätigkeiten konzentrieren.“ Der Wasserverbrauch konnte signifikant reduziert werden, der Gesamtbierschwand sank um circa 15 Prozent, sodass sich die fünfstellige Investition innerhalb von 24 Monaten vollständig amortisierte.
