DE19638299A1

DE19638299A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wiederverwendung von Brüdenkondensat aus Maische- und Würzekochung in der Brauerei

Info

Publication number: DE19638299A1
Application number: DE19638299A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl Ing Fohr; Roland Prof Dr Meyer-Pittroff
Original assignee: MEYER PITTROFF ROLAND
Current assignee: FOHR, MARKUS, DIPL.-ING., 54634 BITBURG, DE MEYER-
Priority date: 1996-09-19
Filing date: 1996-09-19
Publication date: 1998-03-26

Description

Wesentlicher Schritt zur Bierherstellung in der Brauerei ist die "Würzekochung". Die "Würze" ist eine wäßrige Lösung, die die wasserlöslichen Bestandteile des Malzes enthält, hauptsächlich also Zucker. Diese Würze wird beim Würzekochen ca. 60-90 min unter Zusatz von Hopfen gekocht. Dabei entsteht Wasserdampf mit geringen organischen Verunreinigungen, der sogenannte "Würzebrüden" oder kurz "Brüden". In vielen Brauereien wird auch die Maische, das mit Wasser angerührte geschrotete Malz, kurz gekocht, so daß "Maischebrüden" entsteht. Mengenmäßig fällt wesentlich weniger Maischebrüden als Würzebrüden an.

Wegen des Emissionsschutzes und der Notwendigkeit zur Energieeinsparung wird der Brüden in den meisten Brauereien kondensiert. Das bei der Kondensation des Brüdens anfallende Brüdenkondensat ist bisher Abwasser. Es kann in der Brauerei nicht weiter eingesetzt werden, da es organisch verunreinigt ist und es bisher keine industriell einsatzfähigen Verfahren zur Aufbereitung gibt /1, 2/. Die dadurch anfallende Abwassermenge entspricht ca. 10% des Jahresausstoßes einer Brauerei.

Bisher wurden nur relativ aufwendige Aufbereitungsverfahren für das Brüden kondensat wie Umkehrosmose /7, 9/ oder Aktivkohlefiltration /8/ untersucht, deren Probleme sowohl in der technischen Einsatzfähigkeit als auch in der Wirtschaftlichkeit bestehen. Es liegt daher nahe, nach Verfahren und Vorrichtungen zu suchen, mit denen das Brüdenkondensat ohne aufwendige und teure Aufbereitungsverfahren einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann.

Lösungsansatz

Bisher ist über die Verschmutzung von Brüdenkondensat bekannt:

- ausschließlich organische Inhaltsstoffe /1/
- Salzfreiheit /1/
- pH-Wert ca. 6,0-8,0 /4, 6/
- CSB (Chemischer-Sauerstoff-Bedarf) ca. 200-1000 mg/l (durchschnittlich ca. 350 mg/l) /3, 4/
- ca. 150 /5/ Inhaltsstoffe im Brüdendampf, die aber nicht alle ins Kondensat gelangen (Ester, Ketone, Aldehyde, Terpene, Alkane, Alkohole, Furane).

Es existieren verschiedene Bereiche innerhalb der Brauerei, in denen der Einsatz gering organisch verschmutzten Wassers, also des Brüdenkondensats, möglich ist, da die genannten Verunreinigungen dort nicht nachteilig sind. Um mikrobielles Wachstum und Geruchsbelästigung zu vermeiden, sollte das Brüdenkondensat unmittelbar nach seiner Entstehung mit Reinigungs- oder Desinfektionsmittel konzentrat versetzt werden. Laborversuche haben ergeben, daß hier Konzentrationen von z. B. 0,2% Natronlauge NaOH ausreichend sind. Die möglichen Einsatzbereiche für Brüdenkondensat sind:

- als letzten Nachguß beim Abläutern
- zum Ausspülen des Läuterbottich-Senkbodens
- zum Ansatz von alkalischen oder sauren Reinigungsmitteln oder von Desinfektionsmitteln zur Reinigung verschiedenster Gefäße in der Brauerei sowie von Flaschen und Fässern
- als Kühlwasser für Kondensatoren und Motoren
- zur Außenreinigung von Fässern, Gefäßen oder Kästen
- zur Reinigung von Gebäuden, Flächen oder Fahrzeugen
- zur Toilettenspülung
- als Vorspülwasser bei der Reinigung verschiedenster Gefäße.

Eine entsprechende Vorrichtung zeigt Abb. 1. Der Brüden entsteht in der Maische- oder Würzepfanne 1 durch Verdampfung. Er wird über einen Abzug 2 zur Kondensationseinrichtung 3 geleitet. Diese Kondensationseinrichtung kann ein wassergekühlter Kondensator, der Kondensator einer Brüdenverdichtungsanlage oder eine andere Vorrichtung mit dem Zweck der Brüdenkondensation sein. Aus der Kondensationseinrichtung 3 fließt das Brüdenkondensat ab. Es kann direkt in einem der vorher genannten Prozesse verwendet werden. Je nach Art des Prozesses kann der Zusatz eines Reinigungs- oder Desinfektionsmittelkonzentrates erforderlich sein, das über eine Dosiervorrichtung 4 zudosiert wird. Die jeweils notwendige Konzentration wird über eine Konzentrationsüberwachung 5 eingestellt.

Falls das Brüdenkondensat nicht unmittelbar nach seiner Entstehung einer weiteren Verwendung zugeführt wird, muß es unabhängig vom späteren Einsatzzweck in einem Stapelbehälter 6 gespeichert werden. Der Stapelbehälter sollte geschlossen ausgeführt werden, abgesehen von Zu- und Ableitungen und Sicherungen gegen Über- oder Unterdruck 9. Der Stapelbehälter 6 kann aber auch offen zur Umgebung sein. Vom Stapelbehälter aus kann das Brüdenkondensat dann seiner weiteren Verwendung zugeführt werden.

Durch eine Konzentrationsüberwachung 7 und eine Dosiervorrichtung 8 sollte eine ausreichende Konzentration an Reinigungs- oder Desinfektionsmittel - je nach späterem Verwendungszweck - im Stapelbehälter 6 sichergestellt werden.

Zusätzlich sollte das Material, aus dem der Stapelbehälter 6 gefertigt ist, korrosionsstabil sein und inert gegenüber den Medien, mit denen er in Berührung kommt. Dies gilt auch für andere Leitungen und Behälter in der Vorrichtung nach Abb. 1. Meist verwendet man für die genannten Zwecke in der Lebensmittelindustrie Edelstahl-Behälter, es sind jedoch auch andere Werkstoffe möglich.

Soll das Brüdenkondensat in heißem Zustand gespeichert werden, so sollte der Stapelbehälter 6 aus einem hitzebeständigen Material gefertigt, isoliert und gegenüber der Umgebung geschlossen sein, was eine Über- und Unterdruck sicherung 9 erforderlich macht.

Abb. 1 zeigt der Einfachheit halber die Aufstellung eines einzelnen Stapelbehälters. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Stapelbehälter aufzustellen, um Brüden kondensat z. B. mit verschiedenen Reinigungs- oder Desinfektionsmittel konzentraten zu versetzen. Ebenso kann ein Stapelbehälter für Brüdenkondensat in eine bereits bestehende Anlage integriert werden, z. B. in eine Reinigungsanlage.

Literatur

/1/ Pensel, S.; Hackensellner, Th.: Mechanische und thermische Brüdenverdich tung im Sudhaus. Brauwelt 133 (1993) Nr. 38, S. 1786-1798.

/2/ Fohr, M.: Energietechnische Untersuchungen zur thermischen Brüdenverdich tung in Brauereien. Technische Universität München, Fakultät für Brauwesen, Lebensmitteltechnologie und Milchwissenschaft, Diplomarbeit, Freising, 1995.

/3/ Müller, K.: Neue Möglichkeiten der Verminderung der Geruchsemission von Brauereibrüden durch Kondensation und thermische Behandlung: Technische Universität München, Fakultät für Brauwesen, Lebensmitteltechnologie und Milchwissenschaft, Dissertation, Freising, 1990.

/4/ Wildhagen, H.: Energiesparende Würzekochung mit einer mechanischen Brüdenverdichtungsanlage in einer Brauerei. Altanlagenvorhaben Nr. 4012 des Umweltbundesamtes, Berlin, 1985.

/5/ Drawert, F.; Wächter, H.: Verfahren zur Bewertung von Emissionen bei Brauereianlagen mit dem Ziel rationeller und energiesparender Abwendung, Teil 1. Monatsschrift für Brauwissenschaft 37 (1984) Nr. 7, S. 304-313.

/6/ Heinz: Persönliche Mitteilung. Firma Grünbeck, Höchstadt (Donau, 1995.

/7/ Schutzrecht DE 44 42 393 C1 (21-9-95). Chmiel, H.; Kaschek, M.; Mavrov, V.; Fähnrich, A.

/8/ Haller, M.: Persönliche Information. Sulzer Chemtech AG, Winterthur, Schweiz, 1995.

/9/ Back, W.; Krottenthaler, M.; Vetterlein, K.: Technologische Möglichkeiten zur Wiederverwendung von Brüdenkondensat. Der Weihenstephaner 64 (1996) Nr. 4, S. 235-241.

Claims

1. Verfahren zur Wiederverwendung von Brüdenkondensat aus Maische- und Würzekochung in der Brauerei, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüden kondensat als letzter Nachguß beim Abläutern, zum Ausspülen des Läuterbottich- Senkbodens, zum Ansatz von alkalischen oder sauren Reinigungsmitteln oder von Desinfektionsmitteln zur Reinigung verschiedenster Gefäße sowie von Flaschen und Fässern, zur Außenreinigung von Fässern, Gefäßen oder Kästen, als Vorspülwasser bei der Reinigung verschiedenster Gefäße, zur Reinigung von Gebäuden, Flächen oder Fahrzeugen, als Kühlwasser - z. B. für Kondensatoren oder Motoren - oder zur Toilettenspülung wiederverwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdenkondensat ohne Zwischenstapelung direkt wiederverwendet wird oder nach einer Zwischenstapelung in einem Stapelbehälter wiederverwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Brüden kondensat durch eine Dosiervorrichtung Reinigungs- oder Desinfektionsmittel oder entsprechende Zusätze in bestimmter Konzentration zugegeben werden, wobei diese Konzentration durch eine entsprechende Vorrichtung überwacht wird.

4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsmittel- und Reinigungsmittelkomponenten folgende Stoffe in der Konzentration von 0,01-5,00% eingesetzt werden: Schmutzaufschließende Komponenten (Natrium- oder Kaliumhydroxid, Natrium- oder Kaliumcarbonat, alkalische Salze der Orthophosphorsäure oder anderer organischer Säuren, Natrium- oder Kalium-Wasserglassorten mit unterschiedlichen Siliciumdioxid/Al kaloid-Verhältnissen, anorganische Säuren, z. B. Schwefel-, Salpeter- oder Phosphorsäure, organische Säuren, z. B. Ameisen-, Citronen- oder Gluconsäure, Salzsäure, Flußsäure), Komplexierungsmittel (anorganische, z. B. Alkalisalze der Oligophosphorsäuren, und organische, z. B. Nitriloessigsäure, Ethylendiamino tetraacetat, Gluconsäure, Polyacrylsäure und ihre Alkalimetallsalze, Phosphor säuren bzw. Phosphonate), oberflächenaktive Substanzen (anionische Tenside, z. B. Seifen und Detergentien auf Basis von Fettalkoholsulfaten oder Alkylbenzolsulfonaten, kationische Tenside, z. B. quaternäre Verbindungen oder höhermolekulare aliphatische Amine, nichtionische Tenside, z. B. Polyalkylene, und amphotere Tenside), Antischaummittel (wasserunlösliche Verbindungen, z. B. Paraffinöl oder Silikone, spezielle Äthoxylierungs- und Propoxylierungsprodukte), Korrosionsinhibitoren (saure und alkalische, z. B. Wasserglas), Lösungsmittel und Lösungsvermittler (destilliertes Wasser, organische und anorganische Lösungsmittel).

5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Desinfektionsmittel- und Desinfektionsmittelkomponenten folgende Stoffe in der Konzentration von 0,01-10,00% eingesetzt werden: Chlor abspaltende Verbindungen (Salze der unterchlorigen Säure, Alkalimetall-Hypochlorite, Addukte von Alkalimetall-Hypochloriten mit Trinatriumphosphat, Halane, z. B. Dichlorcyanursäure, Chloramine, z. B. Chloramin B), Korrosionsschutz komponenten (z. B. Natrium- bzw. Kaliumhydroxid, Natrium- bzw. Kalium carbonat), Jodophore, Peroxide (z. B. Wasserstoffperoxid, Peroxyverbindungen kurzkettiger Fettsäuren), Halogencarbonsäuren und -derivate (Chlor- oder Bromessigsäure in Verbindung mit Schwefel- oder Phosphorsäure, Ester der Halogencarbonsäuren in Kombination mit Halogencarbonsäuren und eventuell einem Lösungsvermittler vom Typ Dichlore), Aldehyde (z. B. Formaldahyd, Glutaraldehyd, Paraformaldehyd, Kombinationen verschiedener Aldehyde untereinander und Kombination von Aldehyden mit quaternären Ammonium verbindungen), Alkohole, Phenol- und Phenolderivate, Schwefeldioxid, anorganische Stickstoffverbindungen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdenkondensat in einem isolierten oder nicht isolierten Stapelbehälter gespeichert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel behälter bis auf Zu- und Ableitungen geschlossen ist und daß der Druck innerhalb des Behälters durch Über- und Unterdrucksicherungsvorrichtungen geregelt wird.