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Nachhaltig brauen Wie Brauereien beim Würzekochen und Isomerisieren Ressourcen schonen

| Autor/ Redakteur: Isabel Osterroth* / M.A. Manja Wühr

Energie und Wasser sind teuer, Hopfen inzwischen auch: Hopfenbauern, so heißt es, können die Nachfrage nach Alphasäure trotz guter Ernten gar nicht mehr bedienen. Brauereien, die jetzt nicht klassische Verfahren überdenken und Brauprozesse neu modellieren, werden es in Zukunft schwerer haben, rentabel zu sein.

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Extraktionseffizienz verbessern mit dynamischer Kalt­hopfung Hopstar Dry von Gea.
Extraktionseffizienz verbessern mit dynamischer Kalt­hopfung Hopstar Dry von Gea.
(Bild: Gea)

Oft ist es die Mischung aus eigener Anspruchshaltung, betriebswirtschaftlicher Notwendigkeit und dem wachsenden öffentlichen Druck von Gesetzgebern, Verbrauchern und Investoren, die ein Streben nach Energie- und Ressourceneffizienz zum Innovationsmotor für die gesamte Brauindustrie machen. In den letzten Jahrzehnten konnte sie bereits Energie- und Wasserverbräuche erfolgreich reduzieren. Doch die Brauereien bleiben anspruchsvoll: Sie lassen keine Verschwendung zu und wollen weiterhin Rohstoffe besser einsetzen, Wasser und Energie sparen. Grünes Brauen heißt, Verantwortung als Akteur einer energieintensiven Industrie gegenüber der Umwelt und dem Umfeld wahrzunehmen. Und tatsächlich liegen in der Lieferkette von Brauereien und in ihrer Produktion immer noch große Verbesserungspotenziale. Gea betrachtet dazu die Prozesse von der Malzannahme bis hin zur Abfüllung ganzheitlich.

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Energieverbrauch senken mit Intelligent Wort Management

Der Gea Jetstar bietet für das Würzekochen in atmosphärischen Pfannen die Möglichkeit einer hocheffizienten Zwei-Phasen-Kochung. Der Energieeintrag erfolgt über einen Innenkocher, zusätzliche Pumpenenergie zur Umwälzung der Würze ist nicht erforderlich. Der thermische Konversionsprozess und die Verdampfung sind in dem Zwei-Phasen-Prozess voneinander getrennt. Durch eine geringe Gesamtverdampfung während des Würzekochens wird deutlich Energie eingespart. Die verbleibende Verdampfungswärme kann nahezu vollständig durch einen Brüdenkondensator zurückgewonnen werden, sodass die Heißwasserbilanz durch die Nutzung des erzeugten Heißwassers (94 °C) im Sudhaus zur Würze- und/oder Maischeerhitzung optimiert werden kann. Ein intelligentes Würzemanagement ermöglicht beispielsweise durch die Berechnung von Verdampfungsraten eine konstante Verdampfung und eine bedarfsgerechte Anpassung von Reinigungszyklen sowie eine hohe Datenverfügbarkeit für das Monitoring der Prozesse und deren Optimierung.

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Alphasäure aus Hopfen in der Versorgungslücke

Hopfen wird im Brauprozess sowohl im Heiß- auch als im Kaltbereich des Prozesses eingesetzt. Während er im Sudhaus isomerisiert wird, wird im Kaltbereich durch die Kalthopfung Hopfenöl extrahiert, das zusätzliche Aromakomponenten ins Bier bringt. Die Isomerisierung des Hopfens gehört zu den energieintensiven Teilen der Sudhausarbeit. Deshalb misst Gea ihr auch besondere Bedeutung bei. Derzeit gewinnen jedoch neben der energetischen Optimierung Technologien zur effizienten Rohstoffnutzung bei der Hopfen­isomerisierung an Dringlichkeit: Bereits im sechsten Jahr in Folge konnte Hopfenbauern den weltweiten Alphasäurebedarf der Brauereien nicht mehr decken.

Während des Würzekochens wird die schlecht lösliche Alphasäure zu in Würze löslicher Iso-Alphasäure isomerisiert, die dann zum typischen Bittercharakter des Biers beiträgt. Im konventionellen Prozess wird beim Würzekochen keine vollständige Isomerisierung erreicht: Gerade einmal 60 Prozent werden im Sudwerk zur Iso-Alphasäure isomerisiert, sodass durch Verlust in Trub und Hefe letztlich nur etwas über 30 Prozent der eingesetzten Alphasäure als Iso-Alphasäure gefunden wird. Diese Isomerisierungsreaktion ist eine Reaktion erster Ordnung und abhängig von der Prozesszeit und -temperatur, dem pH-Wert sowie der reaktiven Oberfläche des eingesetzten Hopfenprodukts. Außerhalb des deutschen Markts können Chemikalien zur Erhöhung des pH-Werts und als Katalysator eingesetzt werden, um die Reaktion zu beschleunigen.

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