Für feinste Kläraufgaben

Neben allgemeinen Anforderungen wie maximale Klärung, Servicefreundlichkeit, minimale Geräuschentwicklung etc. stellt die Brauereitechnologie eine Reihe von Sonderanforderungen, u. a. :

• schonender Produktzulauf

• Verhinderung der Sauerstoffaufnahme durch hydrohermetische Abdichtung

• CIP-Fähigkeit

• Hygienic Design

• maximale Trockensubstanz bei hoher Trubbelastung im Zulauf

Die Umsetzung dieser speziellen Anforderungen in praxiserprobte Lösungen wird nachfolgend anhand einiger konstruktiven Besonderheiten eines Brauereiseparators aufgezeigt.

Standardzuläufe beschleunigen die einströmende Flüssigkeit durch Metallrippen, die die Flüssigkeit mitreißen und in das Tellerpaket drücken. Durch den Kontakt Flüssigkeit/Festkörper kommt es zu einem starken Eintrag von Scherkräften. Empfindliche Würzebestandteile wie beispielsweise Kühltrubpartikel werden zerstört und sind nicht mehr abzuscheiden. Beim patentierten hydrohermetischen Zulauf erfolgt die Beschleunigung durch das Anstauen unter einer Sperrscheibe schonend Flüssigkeit in Flüssigkeit. Das Ergebnis ist durch Partikelgrößenanalysen nachweisbar. Hydrohermetische Maschinen erreichen im Gegensatz zu Standardmaschinen eine deutliche Reduzierung der Partikelanzahl auch im Feinstbereich. Sie arbeiten folglich schonender.

Die bewährte hydrohermetische Abdichtung funktioniert wie eine Labyrinthdichtung über eine mit Wasser gefüllte Scheibe – verschleißfrei und reinigungsfreundlich. Sie vermeidet den Kontakt des Produkts mit Außenluft: Die Sauerstoffaufnahme liegt unterhalb der Messempfindlichkeit von 0,02 mg/l, eine ganz wesentliche Forderung der Brauereitechnologen, die qualitätsmindernde Oxidationsprozesse in Würze und Bier minimieren möchten.

Klärseparatoren weisen ein sehr schnelles Entleerungssystem auf, bei dem der Feststoff nahezu ohne Haftflüssigkeit ausgeschieden wird. So muss beispielsweise beim Anlaufen eines neuen Biertanks der Separator häufiger entleeren, teilweise alle 45 Sekunden. Ein Getriebe würde da schnell an seine Verschleißgrenze stoßen. Alle Maschinen arbeiten daher mit Flachriemenantrieb.

An der Baureihe der Separatoren Typ HSB von Westfalia Separator lassen sich die konstruktiv umgesetzten Anforderungen des Hygienic Design beispielhaft verdeutlichen. Bei der Ausführung wurde darauf geachtet, möglichst spaltfrei mit denkbar wenig Dichtungen auszukommen. Sprühdosen an allen exponierten Stellen gewährleisten eine optimale chemische Reinigung (CIP = Cleaning in place) – eine immer wichtigere Forderung der Brauereien. Die minimierte Anzahl von Dichtungen bedeutet aber auch höhere Servicefreundlichkeit. Über ein Cartridge-System ist eine einfache Entfernung des Trommeloberteils ohne Verschraubung und somit leichte Zugänglichkeit sichergestellt. Überhaupt sind die Wartungsintervalle großzügig bemessen. Eine jährliche Trommelkontrolle genügt in der Regel.

Haube und Feststofffänger sind komplett geschlossen, doppelwandig und an allen Stellen kühlbar ausgelegt. Das verhindert zum einen eine Erwärmung des Produkts und erleichtert zum anderen die Reinigung. Der Kondensationseffekt der Kühlung erzeugt eine feuchte Atmosphäre im ansonsten durch Luftreibung erwärmten Spalt zwischen Trommel und Haube und verhindert dadurch ein eventuelles Anbacken von Hefe. Der Feststoffaustrag ist einfacher, die Reinigung dadurch effizient

Separatoren sind in Brauereien in vielfältigen Anwendungen erfolgreich im Einsatz. Nachfolgend werden diese mit ihren spezifischen Anforderungen dargestellt. Zu beachten ist, dass nicht alle Anwendungen mit einem Maschinentyp möglich sind. Die Separatoren in Brauereien unterscheiden sich in Klärseparatoren für höhere Feststoffbelastungen und in Hochleistungsklärer, die bei geringen Feststoffbelastungen als Polierer arbeiten und Partikel > 0,5 µm sicher entfernen.

Der Heißtrub, auch Kochtrub genannt, entsteht durch die Hitzekoagulation von Stickstoffsubstanzen. Die Teilchengröße liegt zwischen 0,5 bis 500 µm, im Durchschnitt sind es rund 55 µm. Der Heißtrubgehalt beträgt zwischen 400 und 800 mg/l extraktfreie Trockensubstanz.

Die Abtrennung des Heißtrubs vor der Gärung muss vollständig sein. Sonst kann es zu einer Verschmierung der Hefe kommen, wodurch die Ausscheidungsvorgänge bei der Gärung beeinflusst werden. Der Einsatz von Separatoren hat hier den Vorteil, dass kurze Kontaktzeiten des Trubes mit der Würze, definierte Abscheidegrade sowie geringe Würzeverluste gewährleistet sind. Die Sauerstoffaufnahme ist vernachlässigbar. Der Einsatz von Whirlpool und Separator für die Klärung von Würze trägt dem Bedürfnis des Anwenders nach kontinuierlicher Arbeitsweise und höherer Ökonomie gleichermaßen Rechnung.

Der Kühltrub tritt bei der Abkühlung einer klaren, heißen Würze auf Temperaturen von 55 bis 70 °C in Erscheinung. Hier liegt die Teilchengröße zwischen 0,5 bis 1 µm. Die bei 0 °C ermittelte Kühltrubmenge liegt zwischen 150 und 300 mg/l und beträgt damit 15 bis 35% der Menge des Heißtrubs.

Die Abtrennung des Kühltrubes aus der Anstellwürze gilt als optimale Vorbereitung für eine rasche und problemlose Gärung und Reifung, die sich geschmacklich positiv auswirkt. Moderne Polierseparatoren, wie der Typ CSA 500, können bei Abscheideraten von 50% bis zu 800 hl/h verarbeiten.

Ein sehr scharf vorgeklärtes Bier, hergestellt durch den Einsatz von Hochleistungs-Klärseparatoren, weist nur noch eine minimale Feststoffbelastung auf. Es kann als ideal vorbereitet für alternative Filtrationssysteme wie Membrantechnologie oder Tiefenfiltersysteme gelten. Bei kurzen Haltbarkeitszeiten kann ein scharf separiertes Bier sogar direkt abgefüllt werden. Ein vollständiger Ersatz der Filtration ist jedoch durch Separatoren nicht möglich, da kolloidal gelöste Trübungsbildner nur adsorbtiv zu entfernen sind.

Um eine kontrollierte, zügige Nachgärung und Reifung des Bieres bei der Lagerung zu gewährleisten, ist es sinnvoll, mit einer definierten Zahl an lebenden Hefezellen zu arbeiten. Dies lässt sich durch den Einsatz des Separators erzielen. Das Verfahren erreicht bei der Jungbierklärung die gewünschte Hefezellenzahl für eine definierte Nachgärung.

Im Separatorzulauf wird dem Jungbier Überschussgärkellerhefe zudosiert. Die Hefe wird dann im Separator abgeschieden und mit einer Trockensubstanz von ca. 25% aus der Trommel ausgestoßen. Der qualitative Vorteil der Jungbierseparation lässt sich so mit dem wirtschaftlichen Vorteil der Bierrückgewinnung kombinieren. Der Separator muss nur für einen Leistungsbereich ausgelegt werden. Besondere Bierrückgewinnungsanlagen können entfallen. Der Erlös für die verkaufte Hefe ist bei höherer Trockensubstanz besser.

Auch bei der Biervorklärung vor der Kieselgurfiltration wird das Hefedosageverfahren eingesetzt.

Ein Spezialeinsatzgebiet des Separators im Brauprozess ist das Verfahren der gestoppten Gärung zur Herstellung von alkoholreduziertem bzw. alkoholfreiem Bier. Dieses System bietet neben höchster Produktqualität ein hervorragendes Preis-/Leistungsverhältnis.

Insbesondere bei der Herstellung von Hefeweizenbier ist es wichtig, dem Kunden ein Produkt von gleichbleibender Trübungsqualität zu präsentieren. Hier bietet sich der Einsatz des Separators an, um schwankende Hefekonzentrationen auszugleichen. Gelagertes Bier wird separiert. Gleichzeitig wird über einen Bypass nicht separiertes Bier zugegeben, um so über den gesamten Produktionszyklus gleiche Trübungswerte zu garantieren.

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