Projekt 14080/01

Anpaßentwicklung eines umweltentlastenden Ersatzstoffes für Kieselgur und Perlite in der Anschwemmfiltration

Projektdurchführung

E. Begerow GmbH & Co.
An den Nahewiesen 24
55450 Langenlonsheim

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Menge an Kieselgurschlamm, die in einer Brauerei bei der Bierfiltration anfällt, ist erheblich. Eine Wiederaufbereitung ist gegenüber einer unzulässigen Abgabe in den Abwasserkanal sehr aufwendig und teuer. Vielen Brauereien bleibt dann nur noch die Entsorgung über die Deponien. Heute erfolgt die Entsorgung in der Regel auf Hausmülldeponien. Von diesen wird in der Regel eine wasserarme Form der Kieselgur gefordert, da bei einer sehr nassen Gur die Abraumhalde abrutschen kann. Nach den Zuordnungskriterien der TA Siedlungsabfall wird eine Ablagerung auf Deponien der Klasse I oder II künftig, spätestens ab 2005, nicht mehr möglich sein.
Ziel des Projektes ist es, einem Umwelt entlastenden Ersatzstoff aus modifizierter Cellulose für die Anschwemmmaterialien Kieselgur und Perlite mehr Anwendungsnähe zu ermöglichen. Es soll eine mobile Filtrationsanlage konstruiert und aufgebaut werden. Die Anlage soll in einer Brauerei unter Zugriff auf Unfiltrat aus dem laufenden Produktionsprozess parallel zur vorhandenen Anlage betrieben werden. Auf Basis der Ergebnisse sollen Anpassentwicklungen vorgenommen und eine Optimierung des Herstellverfahrens erarbeitet werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm unabhängig von den betrieblichen Einrichtungen in einer Brauerei Versuche zu fahren, wurde eine mobile Filtrationsanlage konzipiert und gebaut um im Miniplant-Maßstab die Verhältnisse in einer Brau-erei nachzustellen. Zunächst wurden im Technikum der Firma E. Begerow GmbH & Co. mit einer Biermodelllösung Versuche mit unterschiedlichen Anschwemmmaterialien durchgeführt. Nach Abschluss der Technikumsversuche wurde das neue Verfahren in einer Brauerei unter Zugriff auf Unfiltrat aus dem laufenden Produktionsprozess parallel zur vorhandenen Anlage betrieben. Die Eignung der Einsatzstoffe wurde anhand der Trübungsreduzierung unter Berücksichtigung von sensorischen Auswirkungen auf das Filtrat überprüft. Das Filtrierhilfsmittel wird nach der Filtration regeneriert und wiederverwendet.
Aufgrund der Ergebnisse wurde die Rezeptur des Anschwemmmaterials variiert und die Dosiermengen optimiert. Parallel wurde das Herstellverfahren der cellulosischen Ersatzstoffe variiert und auf Praxistauglichkeit untersucht.


Ergebnisse und Diskussion

Das Projektziel der Anpassung eines Kieselgurersatzstoffes in der Praxis wurde erreicht. Es ist bei vorsepariertem Bier gelungen, die Kieselgurfiltration durch eine reine Cellulosefiltration zu ersetzen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Regeneration des Filterhilfsmittels möglich ist. Somit sind alle technischen Voraussetzungen gegeben, um einen Umwelt entlastenden Ersatzstoff in der Praxis einzusetzen. Entgegen der ursprünglichen Zielsetzung wurde im Laufe der Versuche keine rein nass fibrillierte Cellulose eingesetzt, sondern eine Abmischung aus trocken vermahlener Cellulose und nass fibrillierten Fasern. Diese Vorgehensweise erlaubt einen flexiblen Einsatz des cellulosischen Filterhilfsmittels für verschiedene Biersorten und Filterbauarten. Das Abwägen der Rezeptur kann analog des Einsatzes von grober und feiner Kieselgur in der Brauerei erfolgen und auf die jeweilige Biersorte abgestimmt werden.
Die wichtigsten Hürden des Einsatzes eines organischen Filterhilfsmittels sind genommen.
1. Trübungsreduzierung sowohl bei alkoholfreiem als auch bei alkoholischem Bier.
2. Regeneration des Filterhilfsmittels.
3. Keine sensorische Beeinträchtigung des Bieres.
Erstmals wurde mit regeneriertem Cellulosematerial erfolgreich eine Filtration durchgeführt. Die Regenerierung der Cellulose eröffnet auch die Möglichkeit eines wirtschaftlichen Einsatzes der von Natur aus teureren Cellulose im Vergleich zur Kieselgur. Aufgrund der mineralischen Struktur von Kieselgur ist die Regeneration über eine Säure/Lauge-Waschung nicht möglich, da zu viele Ionen herausgelöst würden. In der Praxis wird ein kleiner Teil der Kieselgur thermisch regeneriert (gebrannt).


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Eine Veröffentlichung der Ergebnisse in der Fachliteratur wird nach Abschluss weiterer Praxisversuche erfolgen.


Fazit

Das vorliegende Entwicklungsprojekt versetzt die Firma Begerow in die Lage, bei entsprechendem ökonomischen oder politischen Druck auf die Brauereien innerhalb von kurzer Zeit ein alternatives Filterhilfsmittel anbieten zu können. Die im Rahmen des Projekts konstruierte Filtrationsanlage kann dazu genutzt werden, viele weitere potentielle Kunden von der Leistungsfähigkeit des Filtrationshilfsmittels Cellulose zu überzeugen. Weiterhin kann für jede Brauerei eine optimale Abmischung der gefundenen Rezepturbestandteile nass und trocken fibrillierte Cellulosefaser gefunden werden. Gerade in der Bierindustrie ist dies sehr wichtig, weil sich die Anlagen zur Herstellung und Filtration der Biere sehr stark unterscheiden und es keine universelle Lösung für alle Brauereien gibt.