SEEPEX Smart Air Injection verschafft Brauereien wohl dosierte Druckluft

Der Impuls fürs Pils

Dank „Pfropfen aus Treber“ sind „Hopfen und Malz“ nicht verloren, denn SEEPEX-Pumpen können im Produktionsprozess des Braugewerbes für deutlich mehr Energieeffizienz sorgen. Das Smart Air Injection (SAI) System des nordrhein-westfälischen Spezialisten für Exzenterschneckenpumpen verbraucht bei der Förderung von Malz- und Hopfentreber, deutlich weniger Druckluft im Vergleich zu konventionellen Verfahren. Das SEEPEX-System bringt die zu riesigen Pfropfen komprimierten Treber mittels kurzer pneumatischer Druckluftpulse zu Silo oder Speicher. Im Vergleich zu den bisher in der Branche gängigen Druckluftsystemen, die mit kontinuierlicher Luftzufuhr arbeiten, schluckt die SEEPEX SAI dabei bis zu 80 Prozent weniger Energie.

Eine Wunderwaffe auf der Langstrecke

Bier ist derzeit auf einer Durststrecke. Brauereien hierzulande und auch in ausländischen Hochburgen des kühlen Blonden erleben zwar modische Trends mit Craftbeer, hippen Mixturen und immer neuen Marken, der Konsum des Gerstensaftes geht jedoch stetig zurück. Wurden 1976 in Deutschland auf dem Höchststand 150,7 Liter pro Kopf im Jahr getrunken, waren es 2018 nur noch 102 Liter. Vor allem die großen Unternehmen sind hier gefordert, ihre Produktion zu optimieren. Doch nun gibt es neue Rezepte, um die Durstlöscher günstiger herstellen zu können. In einer traditionsreichen Münchener Brauerei hat SEEPEX vor zwei Jahren eine erste Pilotanlage mit seinem zum Patent angemeldeten SAI-System installiert, um das Einsparpotenzial gegenüber herkömmlichen Methoden zu analysieren.

Smart Air Injection ist schon in anderen Anwendungen erfolgreich und gilt auch im Umweltbereich als Wunderwaffe. Hier werden hochviskose Produkte mit sowohl mittlerem als auch hohem Trockenstoffgehgalt zuverlässig über lange Strecken bis zu einem Kilometer befördert. Das SEEPEX-System ist eine Kombination aus Produktförderung mittels Exzenterschneckenpumpe und pneumatischer Dichtstromförderung. Dabei können auch die bei pneumatischen Förderanlagen mit niedrigem Druck vermehrt auftretenden Verstopfungen vermieden werden. Eine hohe Prozessflexibilität ist durch die problemlose Medienförderung mit variablem Feuchtegehalt von 60 bis 85 Prozent gewährleistet und das bei gleichbleibender Effizienz. Die Prozesseffizienz steigt durch die reduzierten Zeiten zum Austrebern und demnach schnelleren Durchlaufzeiten. Im Übrigen kann das System ganz einfach in vorhandene Automatisierungs- und Leitsysteme eingebunden werden. SAI ist also auch eine saubere Sache für Brauereien, denn der Abtransport des körnigen Trebers ist ein wesentlicher und aufwändiger Bestandteil des Brauprozesses.

Wohl dosierte Luftzufuhr senkt die Betriebskosten

Der Treber ist reich an Inhaltsstoffen. Er enthält Eiweiß, Malzzucker, Spurenelemente, Enzyme, Vitamine und Ballaststoffe. Rund 400.000 Tonnen Treber fallen jedes Jahr europaweit an. Innerhalb der Brauerei wandern sie am Ende des Maischprozesses – gefördert von pneumatischen Nasstreberfördersystemen - in oft viele hundert Meter entfernte Lager und Silos. Von hier aus geht es zur weiteren Verwendung als Viehfutter, aber auch als Zusatz für Backwaren oder das „Treberbrot“, das es schon seit dem Mittelalter gibt. Neuerdings wird Malztreber auch zur Energiegewinnung in Biogasanlagen eingesetzt oder zur Herstellung von Biokraftstoff. Bislang wird der Treber mit konventionellen pneumatischen Nasstreber-Fördersystemen unter kontinuierlichem Zusatz von Druckluft gefördert. In großen Unternehmen fallen täglich bis zu 150 Tonnen des Materials und ein Energieverbrauch von bis zu 400 kWh für Druckluft an. Dr.-Ing. Stephan Mottyll, Produktmanager bei SEEPEX, konnte auf der Teststrecke in München mit dem SAI-Pumpensystem im direkten Vergleich zu einem konventionellen pneumatischen Nasstreber-Fördersystemen weitaus günstigere Werte erreichen. Ergebnis des Pilotversuchs: „Kurze und seltene Druckluftimpulse fördern die langen Treberpfropfen mühelos. Ganz wie die gute alte Rohrpost. So sinkt der Druckluftverbrauch locker um bis zu 80 Prozent. Die Sud-Durchlaufzeiten sinken um bis zu 50 Prozent. Das erhöht die Prozesseffizienz. Durch die langen Pausenintervalle von bis zu 5 Minuten, in denen nur die Pumpe fördert und die anschließenden kontrollierten Druckluftpulse, konnte der Kunde den gesamten Luft- und Energieverbrauch deutlich reduzieren.“

In Zahlen ausgedrückt, liest sich das Ergebnis so: „Die Analyse ergibt eine Betriebskosteneinsparung von ca. 11.000 € pro Jahr Energiekosten für Druckluft gegenüber dem ursprünglich installierten System. Diese basiert auf dem deutlich reduzierten Luftverbrauch von bis zu 80 Prozent und dem daraus resultierenden geringeren Gesamtenergieverbrauch von ca. 75 Prozent. Dieser extreme Unterschied im Luftverbrauch beruht auf der unterschiedlichen Art der pneumatischen Förderung: kontinuierliche Druckluftförderung versus diskontinuierliche Druckluftförderung großer Pfropfen von Treber (SAI)“, sagt Mottyll.
Die Technik aus dem Ruhrgebiet, wo das Pils ja bekanntlich traditionell in Strömen fließen soll, könnte also bald auch von großen Brauereien angezapft werden…

Der optimale Pfropfen füllt fast die komplette Leitung

Um den optimalen Betriebszustand zu untersuchen, wurde in der Münchener Brauerei die Pfropfenlänge des Trebers - der per Druckluft pneumatisch gefördert wird - variiert. Resümee: „Je länger die Pfropfen sind, desto seltener wird Luft und damit weniger Gesamtluftvolumen verbraucht. Die Betriebssicherheit ist dabei kein Problem, da einige Bar an Druckreserve immer noch zur Verfügung stehen. Ein optimaler Betriebspunkt in Bezug auf Zuverlässigkeit und Effizienz wird bei einer Pfropfenlänge von mehreren zehn Metern gefunden, was einem durchschnittlichen Luftverbrauch von nur ~18 Nm3/h entspricht. Die Druckluft wird nur alle 3:45 Minuten für ein ausreichend kurzes Zeitintervall eingeblasen, sodass die Leitung wieder komplett leer ist. Zu kurze Pfropfen von nur wenigen Metern führen zu niedrigem Leitungsdruck und einer erhöhten Lufteinblasfrequenz, was offensichtlich weniger effizient ist“, sagt Mottyll. Durch die Vergrößerung der Pfropfenlänge werde der durchschnittliche Luftverbrauch sukzessive auf ein Minimum von ca. 18 Nm3/h reduziert. Die für die Förderung benötigte Luftmenge entspreche nahezu dem Rohrvolumen, sodass kaum Überdruck erforderlich sei, um auch die Pfropfen 20 m bis zum Silodeckel zu drücken.
Die Drosselung des Luftinjektionsflusses am Handventil weist laut Mottyll ein weiteres Potenzial zur Optimierung des pneumatischen Förderverhaltens auf, da der Pfropfenfluss ruhiger wird und sich so die Impulskräfte reduzieren lassen. Außerdem könne der optimale Luftverbrauch (Nm3 pro Einspritzung) leichter eingestellt werden.

 

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