Projekt 13002/01

Förderschwerpunkt Biotechnologie: Entwicklung eines innovativen biotechnologischen Verfahrens zur Implementierung einer modellhaften regenerierbaren Filterlinie zur Bierfiltration am Beispiel mittelständischer Brauereien

Projektträger

Pall SeitzSchenk Filtersystems GmbHWerk 1
Planiger Str. 137
55543 Bad Kreuznach
Telefon: 07171/401-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Bier durchläuft beim Filtrationsprozess die Filtrationsstufen Vorfiltration, Stabilisierung und Nachfiltration. Häufig wird der Vorfiltration noch eine Zentrifugation vorgeschaltet. Die Vorfiltration wird in der Regel in Anschwemmfiltern, wie z. B. Zentrifugal-Horizontalfilter (Primus III) oder Kerzenfilter (Ecoflux), durchgeführt. Das verwendete Filterhilfsmittel muss nach der Filtration entsorgt werden. Die Anforderungen an die Haltbarkeit der Biere machen eine chemisch/physikalische Stabilisierung des Biers erforderlich. Für die Stabilisierung der Biere werden Kieselgele zur Reduzierung von Eiweißfraktionen bzw. PVPP zur Reduzierung von der Gerbstofffraktionen eingesetzt. Für die Nachfiltration des Biers kommen Schichtenfilter oder Trapfilter zum Einsatz.
Das Ziel dieses Projekts bestand in der Erarbeitung einer effizienten Technologie, die eine Kieselgur-Regeneration unter den gegebenen ökonomischen, ökologischen und technischen Rahmenbedingungen eines Brauereibetriebs ermöglicht.
Das Projekt sollte die folgenden Kriterien abdecken:
- Entwicklung einer geschlossenen, umweltfreundlichen Filterlinie
- Wiederholte Verwendung von Filterhilfsmitteln und Stabilisierungsmitteln bei vergleichbarer Filtratqualität (Bierqualität, Trübung, Druckdifferenz)
- Reduzierung und Wiederverwendung der anfallenden Reinigungslösungen- Erhöhung der Wirtschaftlichkeit
- Validierung der Regenerationsverfahren im Technikums- und Produktionsmaßstab.
Im Projekt Filterlinie soll ein geschlossenes Konzept einer regenerierbaren Filterlinie entwickelt und verwirklicht werden. Hierbei sollen sowohl die eingesetzten Filterhilfs- und Stabilisierungsmittel als auch die anfallenden Prozessströme regeneriert und wiederverwendet werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1.) Konfigurieren geeigneter Filterhilfsmittel- bzw. Stabilisierungsmittelmischungen. (Untersuchung der partikulären Bierinhaltsstoffe und der Partikelverteilung der Filterhilfsmittel durch das Institut für Lebensmitteltechnologie - Universität Hohenheim):
2.) Entwicklung geeigneter Verfahren zur Bierfiltration mit der Regeneration der eingesetzten Filterhilfs- und Stabilisierungsmittel (Pall SeitzSchenk).
3.) Adaption der Filterhilfs- und Stabilisierungsmittel an die Filtrationsaufgabe und Regenerierbarkeit der Filterhilfsmittel (Pall SeitzSchenk und Universität Hohenheim)
4.) Validierung der Gesamtverfahren im Produktionsmaßstab mit Umweltbilanz (Pall SeitzSchenk, Universität Hohenheim und Altenburger Brauerei).
5.) Beurteilung der Gesamtverfahren im Produktionsmaßstab mittels Umweltbilanz und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der unterschiedliche Szenarien (BIfA).


Ergebnisse und Diskussion

Die erste Bierfiltration wurde am 20. Juli 2004 durchgeführt. Seitdem wurden 60 Bierfiltrationen durchgeführt, ca. 66 % mit regenerierbaren Filterhilfsmitteln. Insgesamt wurden auf der neuen Filteranlage ca. 90.000 hl Altenburger Bier filtriert.Die Gesamtmenge von ca. 90.000 hl Altenburger Bier wurde zu 100 % zum Verkauf freigegeben.
Bei der Regeneration von Filterhilfsmittel kommen drei Regenerationsvarianten zum Einsatz:
- Chemisches Regenerationsverfahren
- Enzymatisches Regenerationsverfahren
- Kombiniertes Regenerationsverfahren (chemisch und enzymatisch)
Insgesamt wurden 39 Filtrationen mit Regeneratgur in den letzten Monaten durchgeführt.
In 14 Filtrationsserien mit regenerierter Kieselgur und Altenburger Bier konnten bis zu fünf Filtrationen in einer Versuchserie mit derselben Kieselgur unter vergleichbaren Filtrationsbedingungen hinsichtlich Druckverhältnisse und Trübungen mit der neuen Filterlinie gefahren werden, wenn die nachgeschärfte Kieselgur in Form einer neuen Kieselgur für die Voranschwemmung zum Einsatz kam.
Bei der Übertragbarkeit der Ergebnisse muss beachtet werden, dass Umweltbilanz und Wirtschaftlichkeit sowohl von standortabhängigen als auch von Standort unabhängigen Faktoren beeinflusst sein können. Liegen die eingesetzten Mengen und die Betriebsmittelpreise in vergleichbaren Größenordnungen, kann von relativer Standortunabhängigkeit ausgegangen werden, bei stark unterschiedlichen Werten spielen eher standortspezifische Faktoren eine Rolle. Das Deutsche Reinheitsgebot wird durch die in diesem Projekt praktizierte Methodik der enzymatischen Regeneration nicht verletzt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Veröffentlichung in der Brauwelt Nr. 23-24/2000 Seite 953-957
Titel: Innovation für die Anschwemmfiltration
Validierung der neuen Anschwemmunterlage Durafil für Zentrifugal-Horizontalfilter
geplante Veröffentlichungen:
1.) Brauwelt Ausgabe 12/13 (Ende März); Teil 1: Allgemeine Apparatetechnik zur Filtration mit regenerierten Filterhilfsmitteln - Kooperationspartner
2.) Brauwelt (Mai/Juni); Teil 2: Projektergebnisse - Kooperationspartner
3.) BioPerspectives 10.-12.05.2005: Poster Prof. Fischer, Lehrstuhl Biotechnologie
4.) EBC Kongress 14.-19.05.2005: Prag Vortrag: Herr Dr. Schmid; Pall SeitzSchenk
5.) Event in Altenburg: 30.06.2005
6.) Drinktec 12.-17.09.2005; Vortrag; Messestand usw.


Fazit

Das Förderprojekt Umweltschonendes Verfahren zur Filtration von Bier (AZ 13002) der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) befasste sich mit der Technologie zur Regeneration von Einweg Filterhilfsmitteln (z. B. Kieselgur) für die Mehrfachverwendung bei der Bierfiltration. Das Gesamtverfahren wurde erstmals erfolgreich im Produktionsmaßstab in der Altenburger Brauerei validiert. Neben der Implementierung und Validierung wurden projektbegleitend eine umfassende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Umweltbilanz erstellt.