Mit dem Energy Efficiency Award werden jährlich innovative Projekte zur Steigerung der betrieblichen Energieeffizienz ausgezeichnet. In diesem Jahr ging der zweite Preis an die Brauerei Bosch GmbH & Co. KG aus Bad Laasphe in Nordrhein-Westfalen. Um die betriebliche Energieeffizienz zu steigern, hat die Traditionsbrauerei ein neues Verfahren zur Würzekochung implementiert, das Energieeinsparungen von bis zu 80 % ermöglicht.
Steffen Joest und Dr. Martin Streibel
Die Brauerei Bosch braut schon seit elf Generationen Biere unterschiedlichster Sorten. Heute erledigen 30 Mitarbeiter diese Aufgabe. „In einer Brauerei ist die Ökologie schon im Produkt begründet. Deshalb sind wir immer an neuen energie- und ressourcensparenden Technologien interessiert“, sagt Hans-Christian Bosch, Geschäftsführer der Brauerei. So auch beim neuen Verfahren zur energieeffizienten Würzekochung, das den Energiebedarf bei der Ausdampfung massiv senkt. Es wurde in Zusammenarbeit mit der Hertel GmbH aus Salzburg am Standort implementiert. An der Technischen Universität München erfolgte zuvor die für die Optimierung des Prozesses benötigte Grundlagenforschung zur Würzekochung. Die Würzekochung in der Würzepfanne ist ein zentraler Prozess der Bierherstellung. Dabei wird der Bierwürze während des Kochens Hopfen beigefügt, wodurch der biertypische Hopfengeschmack entsteht. Unerwünschte Aromastoffe werden beim Kochen mit dem Dampf abgeführt. Würzepfannen arbeiten heute in der Regel nach dem Prinzip eines Rohrbündelwärmetauschers. Die Rohrbündel können entweder innerhalb der Pfanne als Innenkocher oder außerhalb als Außenkocher liegen. Bei dieser geschlossenen Verdampfung lassen sich die Kochzeit und die thermische Belastung der Würze im Vergleich zu der früher üblichen offenen Verdampfung wesentlich verkürzen. Auch ein Überschäumen der Würze wird vermieden.
Jedoch werden die unerwünschten Aromastoffe in der Würze weit weniger effizient verdampft, als bei einer herkömmlichen offenen Kochung. Denn beim Austritt aus dem Innenkocher, mit dem auch die Brauerei Bosch arbeitet, nutzt man die Entspannungsverdampfung. Dabei nimmt der Dampf weniger der leichtsiedenden Aromastoffe auf, als es bei einer offenen Kochung der Fall wäre. Um trotzdem die erforderliche Menge unerwünschter Aromastoffe abzutransportieren, ist somit eine starke Gesamtverdampfung der Würze und damit ein hoher Energieeinsatz erforderlich.
Beim jetzt von der Brauerei Bosch erstmals eingesetzten Verfahren, der so genannten Rektifikationswürzekochung, werden die Vorteile der Innen- oder Außenkocher bezüglich des Wärmeübergangs mit einer besseren Ausdampfeffizienz gekoppelt. Das Verfahren arbeitet nach dem Prinzip der fraktionierten Destillation. Die Würze wird in einer dampfseitigen Rektifikationskolonne im Gegenstromprinzip nochmals mehrfach durch den Dampf geführt. Dadurch nimmt der Dampf viel mehr Aromastoffe auf als bisher. Über eine Umwälzleitung wird die Würze dafür während des Kochvorgangs zunächst in den obersten Boden der Rektifikationskolonne gepumpt. „Die Apparatur reduziert die Gesamtverdampfung um mehr als 50 %, was letztlich eine enorme Energie- und Kosteneinsparung bedeutet. Das überzeugte uns, und wir haben deshalb als erste Brauerei eine Installation im industriellen Maßstab gewagt“, fasst Bosch zusammen. Hierfür wurde in der Brauerei ein Stück Schlot über der Sudpfanne entfernt und die Rektifikationskolonne mit Flanschverbindungen eingefügt.
Einsparungen von ca. 300 MWh
Da die Verdampfung einen Großteil des Energieverbrauchs ausmacht, ergeben sich für die Brauerei bei durchschnittlich 450 Suden pro Jahr Einsparungen von etwa 300 MWh. Das entspricht einer Senkung des Erdgasverbrauchs bei der Würzekochung um etwa 80 % und führte zu einer Kosteneinsparung von 21 000 Euro. Die Investitionen beliefen sich auf 55 000 Euro. Sie amortisieren sich also bereits nach rund zweieinhalb Jahren, bei einer statischen Kapitalrendite von 38 %.
Das Projekt kommt darüber hinaus auch dem Klimaschutz zugute. Um rund 90 t konnte der Ausstoß von CO2-Emissionen pro Jahr verringert werden. Die Gesamtverdampfung pro Sud sinkt von ca. 11 auf etwa 2,5 %. Das heißt, pro Sud müssen rund 7 hl Wasser weniger verdampft bzw. hinzugefügt werden. Das führt zu Einsparungen von 3145 hl Trinkwasser pro Jahr. Alle Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung, die das Unternehmen zur Steigerung der Energieeffizienz bereits durchgeführt hatte, können ohne Einschränkung weiter betrieben werden.
Fazit: Das Projekt zeigt, wie sehr sich eine Steigerung der Energieeffizienz gerade auch für kleine und mittlere Unternehmen auszahlt. Außerdem konnte durch die erfolgreiche Zusammenarbeit der Brauerei Bosch mit dem Anlagenbauer Hertel eine neue, energieeffiziente Technologie zur Marktreife gebracht werden. Dabei ist es in vorbildlicher Weise gelungen, universitäre Grundlagenforschung direkt in die Praxis umzusetzen.
Online-Info www.dei.de/0210435
Unsere Whitepaper-Empfehlung
Solida-Darreichungsformen: Vorteile und Grenzen verschiedener Batch-Granulier-Verfahren auf einen Blick. Treffen Sie mit dieser Entscheidungshilfe die richtige Wahl für Ihre Zielstellung.
Teilen:
