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Energiesparend entalkoholisieren

Geschicktes wärmetechnisches Verschalten der Eindampfanlage in sich und im Verbund mit anderen Anlagen senkt Energiebedarf drastisch

Das neue Anlagenkonzept zur Entalkoholisierung von Bier mit Wiegand Technologie unter Einsatz eines mechanischen Brüdenverdichters spart über 50 Prozent an Energie im Vergleich zu herkömmlichem Verfahren.

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Alkoholfreies Weizenbier und andere alkoholreduzierte Getränke liegen im Trend. Bei der Herstellung werden üblicherweise thermische Trennverfahren wie z. B. Verdampfung und Destillation eingesetzt. Die Eindampfanlagen werden in der Regel mit Frischdampf direkt beheizt und zählen daher zu den energieintensiven Verfahren. Durch geschicktes wärmetechnisches Verschalten der Eindampfanlage in sich und im Verbund mit anderen Anlagen kann der Bedarf an Primärenergie drastisch gesenkt werden.

Die Ausgangssituation:

Im stationären Fall der direkt beheizten Eindampfanlage gilt dass für 1 kg/h Wasserverdampfung 1 kg/h Frischdampf benötigt wird. Bei mehrstufigen Anlagen reduziert sich das Verhältnis entsprechend. Eine 2-stufige Anlage benötigt nun nur noch die Hälfte des Frischdampfbedarfs für die gleiche Menge an Wasserverdampfung, da der ausgedampfte Brüden der ersten Stufe zur Beheizung der zweiten Stufe genutzt wird. Eindampfanlagen zur Entalkoholisierung von Bier werden zwar heute je nach Kapazität mehrstufig ausgeführt, aber in allen Fällen wird der ausgedampfte Brüdenstrom anschließend kondensiert und sein Energieinhalt ist damit weitgehend verloren.

Die Lösung:

Die mechanische Brüdenkompression ermöglicht die Rückführung dieses Energiestromes in den Prozess, indem man die Brüden auf höheren Druck und damit höheren Energieinhalt verdichtet. Die Brüden werden in den Heizraum des Verdampfers zurückgeführt, wo sie an den Verdampferrohren kondensieren. Die dabei frei werdende Energie beheizt somit indirekt das Produkt. Eine solche Anlage benötigt im Betrieb keinen Frischdampf mehr, sondern nur eine deutlich geringe Menge an elektrischer Energie für den Verdichter. Zusätzlich werden als Brüdenverdichter einstufige Radialventilatoren eingesetzt um den Energieverbrauch weiter zu minimieren. Der spezifische Energiebedarf einer Fallstrom-Eindampfanlage mit mechanischer Brüdenverdichtung liegt je nach Anwendungsfall bei 8 – 30 kWh pro 1000 kg verdampftem Wasser – auf jeden Fall mindestens 50 Prozent unter dem Energiebedarf konventionell beheizter Anlagen. Dieses Verfahrenskonzept ist bei Eindampfanlagen für viele flüssige Lebensmittelprodukte schon lange Stand der Technik. Die besondere Herausforderung bei dem Einsatz dieser Technologie für die Entalkoholisierung, stellt die leichte Flüchtigkeit von Alkohol sowie die Anwesenheit von Inertgasen (z. B. Kohlendioxid) dar, die die vollständige Kondensation der Brüden im Heizraum behindern. Dadurch war hier der Einsatz der mechanischen Brüdenverdichtung, insbesondere mit Ventilatoren, schwierig und unwirtschaftlich. Mit dem neuen Wiegand Technologiekonzept ist es nun gelungen, energieeffizient Wärme aus den verdampften Brüden zurückzugewinnen, so dass diese wieder zur Beheizung des Verdampfers eingesetzt werden kann. Das neue Konzept wurde von GEA Wiegand zum Patent angemeldet.

Die nachhaltigen Stärken:

Das neue Anlagenkonzept mit mechanischer Brüdenverdichtung spart über 50 Prozent an Energie im Vergleich zu herkömmlichem Verfahren. Durch die mechanische Brüdenkompression wird der Verbrauch an Energie gesenkt und somit auch die Umweltbelastung verringert.
Darüber hinaus gewährleistet das Entalkoholisierungsverfahren mit Eindampfanlagen durch die temperatursensitive Verfahrensführung ein geschmacklich und sensorisch ansprechendes alkoholfreies Getränkeprodukt. Die Stiftung Warentest zeichnete 06/2010 ein auf Wiegand Technologie produziertes alkoholfreies Weizenbier als Testsieger aus.

Kurzprofil des Unternehmens:

Name: GEA Wiegand GmbH
Hauptsitz: Ettlingen
Gründungsjahr: 1948
Mitarbeiter: 210
Lösungen:  GEA Wiegand ist einer der führenden Hersteller von Anlagen der thermisch-mechanischen Verfahrenstechnik mit Kernkompetenzen in Verdampfung, Destillation, Membranfiltration, Gasreinigung und Strahlpumpen– und Vakuumtechnik.
Der Leistungsumfang beinhaltet Beratung, Planung, Berechnung, Auslegung, Fertigung, Lieferung, Qualitätskontrolle, Inbetriebnahme und After Sales Service, Anlagen-erweiterung und Energieoptimierung.
GEA Wiegand verfügt über ein eigenes Forschungs- und Entwicklungszentrum mit zahlreichen Labor- und Technikumsanlagen.

Internationalität:  Das Unternehmen, eingebunden in die GEA Group AG, vertreibt seine Produkte weltweit über ein gut organisiertes Netz eigener Gesellschaften, Vertriebsbüros und Vertretungen.

URL: www.gea-wiegand.de