Neue Anlage zur Entalkoholisierung ist energie- und ressourceneffizient
Flensburger Brauerei setzt auf Rektifikationstechnik
160.000 Euro
Erlöse und Ersparnisse pro Jahr
Zusammenfassung des Projekts
Die neue Anlage zur Entalkoholisierung von Bier der Flensburger Brauerei verfügt gegenüber dem Vorgängermodell über einen deutlich höheren Wirkungsgrad: Zum einen muss durch das verbesserte thermische Prinzip weniger Wärmeenergie eingebracht werden, um das Bier zu entalkoholisieren. Zum anderen kann der ausgedampfte Alkohol nun aufkonzentriert und aufgefangen werden.
Ausgangssituation
Die vorhandene Anlage zur Entalkoholisierung von Bier war mit einem Alter von ca. 30 Jahren nicht in der Lage, adäquat Biere mit 0,0 % Volumenprozent herzustellen. Zusätzlich geriet die Anlage durch den stetig gewachsenen Anteil der alkoholfreien Produkte an ihre Kapazitätsgrenze. Der abgedampfte Alkohol konnte nur in einem Alkohol-Wasser-Gemisch mit einem Gehalt von 10 % Volumenprozent aufgefangen werden. Diesen für eine weitere Verarbeitung abzugeben war monetär uninteressant, sodass das Gemisch unter Zollverschluss dem Abwasser zugeführt worden ist.
Herausforderungen
Das Projekt teilte sich örtlich auf zwei Baustellen auf. Auf dem Südhof der Brauerei musste ein Platz gefunden werden, welcher das neue Ethanoltanklager beherbergen konnte, bzw. den Sicherheits- und behördlichen Anforderungen (Explosionsschutz, Zoll) genügen konnte. Die Umsetzung des Ethanoltanklagers war von diversen Auflagen und Dokumentationspflichten aufgrund des erhöhten Gefahrenpotenzials und dem Umgang mit dem zu versteuernden Alkohol geprägt. Der Bearbeitung dieser Forderungen wurde viel Zeit gewidmet.
Der Standort der alten Entalkoholisierungsanlage sollte auch der Standort der neuen werden, sodass der Abriss der alten und der Aufbau und die Inbetriebnahme der neuen Anlage im Hinblick auf die Lieferfähigkeit der Produkte eine große Herausforderung darstellte; zudem alle Bauteile der neuen Anlage durch eine einfach Doppeltüröffnung eingebracht werden mussten, was wiederum planerisch berücksichtigt werden musste.
Außer der technischen Aspekte galt es weiterhin die Produktqualität des vorhandenen alkoholfreien Bieres auf der neuen Anlage vorerst so abzubilden, dass der Verbraucher keinen Unterschied wahrnimmt. Erst nach und nach sollten die „Features“ der neuen Anlage in das Produkt eingebracht werden, um eine sanfte Gewöhnung zu gewährleisten.
Lösungsansatz
Die Reduktion von Treibhausgasen bei diesem Vorhaben ist im Wesentlichem auf das verbesserte Prinzip der Ausdampfung des Alkohols zurückzuführen. Handelte es sich bei der vorhandenen Anlage lediglich um ein Eindampfsystem, bestehend aus einem Fallstromverdampfer und einem Abscheider, so arbeitet die neue Anlage nach dem Prinzip der Rektifikation. Hierbei wird nach dem Fallstromverdampfer ein größeres Kolonnensystem nachgeschaltet. Bier und Dampf begegnen sich auf dieser deutlich größeren Oberfläche im Kreuzstrom, sodass auf der einen Seite alkoholfreies Bier und auf der anderen Seite mit Alkohol konzentrierte Brüden herauskommen. Diese Vergrößerung der Oberfläche bewirkt eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades der Anlage, sodass bei gleicher eingebrachter Wärmeenergie (in unserer Praxis sogar noch etwas geringere Werte) das Bier zum einen entalkoholisiert wird, aber vor allem auch der Alkohol aufkonzentriert und aufgefangen werden kann.
Dieser Alkohol wird nun nicht mehr in das Abwasser gegeben, sondern aufgefangen und im Sinne eines Upcyclings zur Produktion von Industriealkoholprodukten abgegeben. Für die Zukunft wäre es sogar auch möglich, dass der aufgefangene Alkohol inline vergällt und sogar noch in der Brauerei als grüner Brennstoff verwertet werden könnte (ca. 1,1 mio. kWh/a). Zusätzlich wird es in Zukunft möglich sein, die Anlage mit Heizwasser betreiben zu können, welches aus einem Energiespeicher, beispielsweise aus erneuerbaren Energien gespeist, entnommen werden könnte.
Umsetzung
Das Projekt wurde folgendermaßen durchgeführt: In 2022 wurde das Projekte erstmalig angedacht, der business case erstellt und der fit in strategy bewertet. Nach Erstellen des Lastenheftes wurden die Hersteller ausgewählt und ein gemeinsames Lastenheft samt Vertragswerk unterzeichnet. Ende 2022 wurde mit der Abstimmung mit den Behörden, insbesondere Zoll, staatl. Arbeitsschutzbehörde und Landesamt für Umwelt, begonnen. Im Frühjahr 2023 wurde mit dem Bau des Ethanollagers begonnen. Die Grube für den unterirdischen Tank wurde ausgehoben, das Fundament vorbereitet. Im Sommer 2023 wurde der doppelwandige Ethanoltank, Volumen 80 Kubikmeter, in die Grube eingelassen und anschlussverrohrt. Im Winter 2023 wurde die neue Entalkoholisierung geliefert. Sogleich erfolgte die Demontage der Altanlage und der Aufbau und die Inbetriebnahme der Neuanlage. Anfang Dezember 2023 wurde der erste Testlauf im Beisein des Zolls und aller beteiligten Unternehmen erfolgreich durchgeführt. Anfang 2024 wurde die Inbetriebnahme nach Testung aller relevanten Features abgeschlossen.
Hemmnisse
Zwischenzeitlich gab es in Bezug auf die Baugenehmigung für das Ethanoltanklager Uneinigkeit darüber, welche Behörde in dieser Sache nun federführend sei. Ein gemeinsamer Abstimmungstermin in der Brauerei war dann zielführend. Die Zusammenarbeit mit den zuständigen Zollbehörden war trotz der nun einmal komplexeren Gesetzgebung der Alkoholsteuer immer sachorientiert und wohlwollend.
Ergebnis
Die neue Anlage kann durch das verbesserte thermische Prinzip konkurrenzfähige Biere mit 0,0 % Volumenprozent herstellen, verfügt über ausreichend Kapazität und gewinnt eine Alkohol-Wasser-Gemisch mit einem Alkoholgehalt von ca. 78 % Volumenprozent. Prämisse für die Entscheidung für den Hersteller war zudem ein gleichbleibender bis geringerer Energie- (Sattdampf) und Medienverbrauch (insbesondere Frischwasser) sowie eine Vorbereitung der Anlage zur Beheizung mit Heißwasser anstelle von Sattdampf.
Das Projekt ist insgesamt wirtschaftlich. Durch den Ethanolverkauf sowie die Ersparnisse an Energien und Medien werden jährlich Erlöse und Ersparnisse von ca. 160.000 Euro generiert, obwohl weitere Potenziale, wie z. B. die Beheizung mit Heizwasser noch ungenutzt sind. Der Absatz des alkoholfreien Bieres ist noch einmal gewachsen.
Die Anlagen konnten gut in das Arbeitsumfeld des Bedieners integriert werden. Das Handling des Alkohols stellt durch eine konsequente Automatisierung keine besondere Herausforderung dar.
Unternehmen
Das ist die Flensburger Brauerei:
- Gegründet: 1888
- Unternehmensart: Privatbrauerei
- Anzahl Mitarbeitende: 270 (2024)
- Ausstoß: ca. 600.000 Hektoliter pro Jahr
- Seit der Gründung Vorreiter beim Bügelverschluss
- Mit Küstengerste® aus Schleswig-Holstein
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