Smart Air Injection – der Impuls für Pils und Korn
Ideal für Pils und Korn: Mit der Systemlösung Smart Air Injection (SAI) setzt Seepex einen wichtigen Impuls, denn das innovative System wird zur Förderung von Malz- und Hopfentreber in Brauereien und Destillerien eingesetzt. Es verbraucht nach Aussage des nordrhein-westfälischen Spezialisten für Exzenterschneckenpumpen deutlich weniger Druckluft im Vergleich zu konventionellen Verfahren. Das Seepex-System bringt den zu riesigen Pfropfen komprimierten Treber mittels kurzer pneumatischer Druckluftimpulse in Silo oder Speicher. Im Vergleich zu den bisher in der Branche gängigen Druckluftsystemen, die mit kontinuierlicher Luftzufuhr arbeiten, verbraucht Seepex SAI dabei bis zu 80 % weniger Energie.
Bier ist derzeit auf einer Durststrecke. Brauereien hierzulande und ausländische 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 l pro Kopf im Jahr getrunken, waren es 2020 nur noch 90 l. 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. Seepex testete vor drei Jahren eine Pilotanlage mit seinem zum Patent angemeldeten SAI-System, 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 % 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 hochviskosen 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 t 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 t des Materials und ein Energieverbrauch von bis zu 400 kWh für Druckluft an. Dr.-Ing. Stephan Mottyll, Leiter des Produktmanagements bei Seepex, konnte im direkten Vergleich zu konventionellen pneumatischen Nasstreber-Fördersystemen weitaus günstigere Werte erreichen.
Ergebnis: „Kurze und seltene Druckluftimpulse fördern die langen Treberpfropfen mühelos. Ganz wie die gute alte Rohrpost. So kann der Druckluftverbrauch um bis zu 80 % sinken. Die Sud-Durchlaufzeiten reduzieren sich um bis zu 50 %. Das erhöht die Prozesseffizienz. Durch die langen Pausenintervalle von bis zu 5 Minuten, in denen nur die Pumpe fördert und die anschließenden kontrollierten Druckluftpulse, kann der gesamte Luft- und Energieverbrauch deutlich reduziert werden.
So können mit dem Seepex-System deutliche Betriebskosteneinsparungen für Energie und Druckluft gegenüber herkömmlichen Systemen erzielt werden. Die Einsparungen basieren auf dem deutlich reduzierten Luftverbrauch von bis zu 80 % und dem daraus resultierenden geringeren Gesamtenergieverbrauch von bis zu 75 %. 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 weiteren Brauereien angezapft werden.
Der optimale Pfropfen füllt fast die komplette Leitung
Um den optimalen Betriebszustand zu untersuchen, variierten die Seepex-Experten die Pfropfenlänge des Trebers, der per Druckluft pneumatisch gefördert wird. 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 liegt meist bei einer Pfropfenlänge von mehreren zehn Metern.
Die Druckluft wird in der Regel nur alle paar Minuten für ein 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 reduziert. Die für die Förderung benötigte Luftmenge entspreche nahezu dem Rohrvolumen, sodass kaum Überdruck erforderlich sei, um die Pfropfen zu den meist deutlich höher gelegenen Silodeckeln 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.
