Annette Schwill-Miedaner - Prozesstechnik und Technologie in der Brauerei

Annette Schwill-Miedaner

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Titelbild: Christina Schönberger

Layout und Satz: Komhus Agentur für Kommunikation, Essen

ISBN 978-3-418-00930-8

eISBN 978-3-418-00929-2

Der Brauprozess bzw. die Bierbereitung setzt sich aus einer Aneinanderreihung von verfahrenstechnischen Grundoperationen unter Einbeziehung von langjähriger brautechnologischer Wissenschaft zusammen. Mein erstes Buch „Verfahrenstechnik im Brauprozess“ hatte die Zielsetzung, diesen Zusammenhang aufzuarbeiten. Im folgenden Buch „Prozesstechnik und Technologie in der Brauerei“ bleibt dieser Leitgedanke erhalten. Allerdings ergibt sich aufgrund von Entwicklungsarbeiten im Bereich der Sudhaustechnik der letzten 6 Jahre eine Schwerpunktverschiebung hin zur Technologie.

Desweiteren werden die Kapitel zur Filtrations- und Stabilisierungstechnik aktualisiert.

Das Buch wendet sich gleichermaßen an die Studierenden des Brauwesens wie an die Praktiker in Brauereien und Zulieferindustrie und soll als kompaktes Nachschlagewerk dienen. Neben der verfahrenstechnischen Betrachtung werden auch grundlegende hydrodynamische, thermodynamische, physikalisch-chemische und technologische Zusammenhänge aufgegriffen. Die Optimierung der Qualität des Endprodukts Bier steht dabei stets im Vordergrund.

Herrn Dipl.- Ing. Josef Englmann und Herrn Prof. Dr.-Ing. Heinz Miedaner danke ich für die Diskussionsbereitschaft im technisch-technologischen Bereich.

Folgenden Personen und Firmen möchte ich für den regen Informationsaustausch und für die Bereitstellung von Bildmaterial danken:

Dipl.-Ing. Friedrich Banke, Banke process solutions

Dipl.-Ing. Tobias Becher, Ziemann Holvrieka GmbH

Dipl.-Ing. Christoph Föhr, Filtrox AG

Dipl.-Brmstr. Christian Galaske, Lehmann&Voss&Co. KG

Dipl.-Brmstr., Dipl.-Ing. Reiner Gaub, Pall GmbH

Dr.-Ing. Frank Hebmüller, Ingenieurbüro Hebmüller GmbH

Dipl.-Ing. Wolf-Dietrich Herberg, GEA Westfalia Separator Group GmbH

Dipl.-Ing. FH Michael Kurzweil, Ziemann Holvrieka GmbH

Dipl.-Ing. Matthias Lustnauer, Eaton Technologies GmbH

Dr.-Ing. Rudolf Michel, GEA Brewery Systems GmbH

Dipl.-Ing. Michael Rittenauer, Bühler GmbH

Dr.-Ing. Ralph Schneid, Krones AG

Norbert Scholten, SF-Soepenberg GmbH

Dipl.-Ing. Clemens Thüsing, Künzel Maschinenbau GmbH

M. Eng. Isabel Wasmuht, Ziemann Holvrieka GmbH

Brmstr. Klaus Wasmuht

Pentair Flow and Filtration Solutions

Albert Handtmann Armaturenfabrik GmbH & Co.KG

Sonthofen, im Juli 2021

1Zerkleinern – Schroten 1ZERKLEINERN – SCHROTEN 1.1ALLGEMEINES Zerkleinerungsprozesse spielen bei der Verarbeitung von festen Stoffen in zahlreichen Industriebereichen (Baustoffindustrie, Bergbau, chemische und pharmazeutische Industrie, Lebensmittelindustrie usw.) eine maßgebliche Rolle. Der Vorgang des Zerkleinerns ist Bestandteil des Produktionsablaufs. Er liefert die Basis für weitere verfahrenstechnische Schritte (z. B. Sortieren, Mischen, Agglomerieren) und thermische und/oder chemische Umsetzungen. Man definiert die Zerkleinerung als das Zerteilen eines Feststoffgefüges in Teilstücke unter der Wirkung mechanischer Kräfte [1.1] . Damit ist eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche des zu zerkleinernden Guts, eine Verringerung der Korngrößen bzw. eine Veränderung der Korngrößenverteilung verbunden. Der neue Dispersitätszustand beeinflusst die nachfolgenden Prozesse (z. B. Maischen, Läutern). Infolge der vergrößerten Oberfläche können physikalische und chemische Reaktionen schneller ablaufen. Ob dies bei der Würzebereitung zutrifft, wird an späterer Stelle brautechnologisch diskutiert. Weiterhin tritt durch die Zerkleinerung u. a. eine Veränderung der Fließfähigkeit und Mischbarkeit sowie bestimmter Austauschvorgänge ein.

1.1Allgemeines 1ZERKLEINERN – SCHROTEN 1.1ALLGEMEINES Zerkleinerungsprozesse spielen bei der Verarbeitung von festen Stoffen in zahlreichen Industriebereichen (Baustoffindustrie, Bergbau, chemische und pharmazeutische Industrie, Lebensmittelindustrie usw.) eine maßgebliche Rolle. Der Vorgang des Zerkleinerns ist Bestandteil des Produktionsablaufs. Er liefert die Basis für weitere verfahrenstechnische Schritte (z. B. Sortieren, Mischen, Agglomerieren) und thermische und/oder chemische Umsetzungen. Man definiert die Zerkleinerung als das Zerteilen eines Feststoffgefüges in Teilstücke unter der Wirkung mechanischer Kräfte [1.1] . Damit ist eine Vergrößerung der spezifischen Oberfläche des zu zerkleinernden Guts, eine Verringerung der Korngrößen bzw. eine Veränderung der Korngrößenverteilung verbunden. Der neue Dispersitätszustand beeinflusst die nachfolgenden Prozesse (z. B. Maischen, Läutern). Infolge der vergrößerten Oberfläche können physikalische und chemische Reaktionen schneller ablaufen. Ob dies bei der Würzebereitung zutrifft, wird an späterer Stelle brautechnologisch diskutiert. Weiterhin tritt durch die Zerkleinerung u. a. eine Veränderung der Fließfähigkeit und Mischbarkeit sowie bestimmter Austauschvorgänge ein.

1.2Bruchmechanische Grundlagen

1.3Einteilung der Zerkleinerungsprozesse und Beanspruchungsarten

1.4Zerkleinerungsmaschinen

1.4.1Trockenzerkleinerung

1.4.1.1Walzenmühlen

1.4.1.2Prallmühlen

1.4.2Nasszerkleinerung

1.4.2.1Dispergiermaschinen

1.4.2.2Rührwerkskugelmühle

1.4.2.3Nassschrotung

1.5Charakterisierung des zerkleinerten Produkts

1.5.1Partikelgrößenverteilung

1.5.2Kontrolle der Zerkleinerung (Analysenmethoden)

1.5.2.1Siebturm

1.5.2.2Luftstrahlsieb

1.5.2.3Laserbeugungsspektrometer (Streulichtmessung)

1.5.2.4Bildanalyse

1.6Zerkleinerung des Malzes

1.6.1Aufgaben

1.6.2Malzlösung

1.7Praktische Anwendung von selektiven Zerkleinerungstechniken

1.7.1Einfluss des Spelzeneintrags auf den Brauprozess

1.7.2Einfluss des Blattkeims auf den Brauprozess

Literatur

2Maischen

2.1Kennzeichnung der Stoffsysteme

2.2Verfahrenstechnische Ziele des Maischens