Verfahrenstechnik 11/2023

SAUERSTOFFAUFNAHME IN

SAUERSTOFFAUFNAHME IN DER BIERABFÜLLUNG BITTE BLOSS KEIN SAUERSTOFF Brauer wissen: Bier ist wahrscheinlich das Getränk, das am empfindlichsten auf Sauerstoff reagiert. Der sogenannte Oxidationsgeschmack stellt sich bei zu hohen Sauerstoffaufnahmen ein. Trendbiere verändern ihren Geschmack bei Sauerstoffaufnahmen recht schnell, helle Biere sind besonders sauerstoffempfindlich und nur dunklere Biere zeigen oft eine beachtliche Geschmackstoleranz. Die Sauerstoffaufnahme bei der Bierbereitung fängt beim Schroten des Malzes an und endet noch nicht mit dem Verlassen des Bieres der Brauerei, denn Sauerstoff durchdringt beispielsweise Dichtungen von Kronkorken. Bierinhaltsstoffe reagieren so rasch mit Sauerstoff, dass Messungen von gelöstem Sauerstoff unmittelbar nach den jeweiligen Prozessen wie Tankfüllung, Filtration oder Abfüllung nötig sind. So weist ein oxidiertes Bier mit den typischen Geschmacksänderungen oft kaum messbare Sauerstoffgehalte auf, und dennoch sind die Qualitätseinbußen deutlich. Um dieser Herausforderung zu begegnen, entwickeln Brauereien unterschiedliche Ansätze zur Qualitätssicherung: von polyphenolarmen Malzen bis polyphenolreicher Doldenhopfung oder von Strategien zur Erhaltung über Ausfällung bis zur Reduktion der Polyphenole mittels PVPP. FÜR GESCHMACKSSTABILITÄT Die Fachwelt ist sich einig, dass eine Vermeidung oder Verringerung von Sauerstoffaufnahmen den wichtigsten Teil ausmacht, um eine möglichst lange Geschmacksstabilität zu erreichen. Dafür werden etwa Tanks mit Inertgas vorgespannt, zudem werden sie oft unter diesem Stoff gereinigt, um keine entsprechenden Verluste hinnehmen zu müssen. Ist das Inertgas CO 2 , so ist mit Erhaltung des Gases nur eine saure Reinigung möglich. Wird N 2 verwendet, so sind gelöste N 2 -Gehalte im Bier zu beachten, um ungestörte Abfüllleistungen zu erreichen und keine untypischen Schaumstrukturen beim Konsumenten zu erzeugen. Alternativen wie Argon sind empfindlich teuer. Grundsätzlich sollten Tankdrücke so gering gewählt werden, wie sie dem CO 2 -Partialdruck des Bieres entsprechen und für nötige Druckerhöhungen Pumpen eingesetzt werden. Bei der Filtration wird empfohlen, unbedingt mit entgastem Wasser zu arbeiten. Sauerstoffgehalte unter 0,2 mg/l sind dabei anzustreben – ebenso für Ausschubwasser beispielsweise bei der Kurzzeiterhitzung – denn unentgastes Wasser weist rund 10 mg/l auf. Der Gesamtsauerstoff TPO (total package(d) oxygen), beinhaltet sowohl den im Bier gelösten Sauerstoff als auch jenen, der sich im Kopfraum eines verschlossenen Behälters befindet. Die Methode der Bestimmung der Luft im Kopfraum mittels Überleitung dieses Kopfraumgases in eine mit Lauge gefüllte Bürette zur Adsorption des CO 2 wird zwar aus Gründen der Einfachheit heute noch angewendet. Doch die Gaszusammensetzung im Kopfraum besteht eben nicht nur aus CO 2 und Luft mit dem üblichen Sauerstoffgehalt. Damit ist die Luft im Kopfraum für eine Bestimmung des TPO weniger gut geeignet. Für eine präzise Bestimmung des Gesamtsauerstoffs stehen heute Messgeräte zur Verfügung, fast automatisch sowohl den Kopfraumsauerstoff als auch den Sauer- 10 VERFAHRENSTECHNIK 2023/11 www.verfahrenstechnik.de

MESSESPECIAL BRAUBEVIALE Digital und automatisiert: Die Systeme synchronisieren die Abfüllprozesse und steigern die Effizienz stoff, der im Getränk gelöst ist, messen können. Zusammen mit Temperatur- und Druckmessungen werden damit vollautomatisch das Kopfraumvolumen, der CO 2 -Gehalt und sogar andere gelöste Gase berechnet. Ein Vergleich zeigt: Der Füllvorgang als solcher trägt bei modernen Füllsystemen nur 10 bis 20 Prozent des Gesamtsauerstoffs in einem abgefüllten und verschlossenen Behälter bei. Die Sauerstoffaufnahme beim Füllen ist stets im Verhältnis mit dem notwendigen Inertgasverbrauch zu sehen. Wenn früher selbst bei hohen Verbräuchen derartig niedrige Sauerstoffaufnahmen gar nicht möglich waren, womöglich als nicht notwendig erachtet wurden, so sind mittlerweile bedeutende Verbesserungen erzielt worden. Je nach notwendigem oder gewähltem Füllverfahren ist ebenfalls die Verwendung von N 2 möglich. AUS DER PRAXIS Mit moderner Technologie realisieren Brauer eien eine verlässliche Qualität bei der Produktion ihrer Biere mit einem niedrigen Sauerstoffgehalt. Vor allem macht diese die Verwendung von Zusatzstoffen wie Bisulfit oder Ascorbinsäure als Sauerstofffänger überflüssig. An genau diesem Punkt hat KHS mit der Entwicklung des modularen Füllsystems Innofill Glass DRS ECO angesetzt. Das ist inzwischen auch in der Praxis angekommen. Unter anderem vertraut die Oettinger Brauerei in Mönchengladbach auf die Lösung. Nach Angaben des Kunden erlaubt der Füller eine sauerstoffarme Abfüllung, die es in dieser Form bisher nicht gab. Denn die neue Füllmaschine lässt weniger Sauerstoff ins Bier – und benötigt dafür nicht mehr, sondern weniger CO 2 als ihre Vorgänger. Bei der Abfüllung von Flaschen macht ein neuartiger Hohlsondenfüller es möglich, dass bei erheblich reduziertem CO 2 -Bedarf auf der einen Seite noch geringere Sauerstoffaufnahmen auf der anderen Seite möglich sind. Zunächst wird der Behälter über den Vakuumkanal evakuiert und dann mit CO 2 -Gas gespült. Hierbei kommt ein von KHS patentiertes Spülverfahren zum Einsatz. Anschließend wird der Behälter wie üblich mit dem Inertgas auf Abfülldruck vorgespannt. So ist die extrem geringe Gesamtsauerstoffaufnahme von 20 ppb bei einem CO 2 -Verbrauch von 160 g/hl möglich. Bei weiter verringertem CO 2 -Verbrauch auf beispielsweise 110 g/hl, das ist halb so viel wie bisher üblich, ist immer noch eine sehr geringe Gesamtsauerstoffaufnahme von 40 ppb erreichbar. Die gewünschte Gesamtsauerstoffaufnahme kann regelrecht ausgewählt werden: So kann eine automatische Sortenumstellung auf beispielsweise ein besonders sauerstoffempfindliches kaltgehopftes Bier, ein sauerstoffunempfindlicheres Dunkles oder gar auf eine völlig andere Füllung für Limonaden bei größtmöglicher CO 2 -Einsparung eingestellt werden. Bilder: KHS Gruppe, Frank Reinhold www.khs.com UNTERNEHMEN KHS GmbH Juchostraße 20, 44143 Dortmund Tel. 0231 569-0, E-Mail: info@khs.com Der neue Maßstab in Sachen Effizienz und Flexibilität Schraubengebläse Volumenstrom 18 bis 105 m³/min, Druckdifferenz bis 1,1 bar • Synchron-Reluktanzmotor Vereint die Vorteile hocheffizienter Permanentmagnet- und robuster Asynchron-Motoren • Innovatives Anlagendesign Ermöglicht bei der Serie FBS Side-by-Side-Aufstellung • Anschlussfertig Mit kompletter Steuerung und Frequenzumrichter bzw. Stern-Dreieck-Starter • Geräuscharmer Betrieb Durch effektive Schall- und Pulsationsdämpfung • CE- und EMV- Kennzeichnung Für minimalen Planungs- und Inbetriebnahmeaufwand Nürnberg I 28. – 30. November 2023 I Halle 4, Stand 441 www.kaeser.com www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2023/11 11