Drehkolbenpumpen eignen sich für den schonenden Transferprozess von Brauereihefe und flüssigen Fermentationsprodukten

Beim Brauen entsteht ein sich ständig veränderndes Fluid und kein einheitliches, gleichförmiges Produkt. Während der Fermentation wandelt Hefe vergärbare Verbindungen um, während sie sich vermehrt, absetzt und im Bier suspendiert wird. Gegen Ende der Fermentation kann der Prozessstrom sowohl fertige Flüssigkeit als auch konzentrierte biologische Feststoffe enthalten. Von diesem Punkt an können Brauereien Hefe zurückgewinnen, Bier zwischen Tanks bewegen, Fermentationsprodukte lagern oder sie für Klärung und weitere Verarbeitung vorbereiten.

Diese Vorgänge stellen unterschiedliche Anforderungen an die Fluidhandhabung. Bier bleibt vergleichsweise flüssig, während gesammelte Brauereihefe mit Entzug von Flüssigkeit erheblich dicker werden kann. Eine Transfermethode, die für klare Flüssigkeit gut funktioniert, kann daher für konzentrierte Hefe weniger geeignet sein. Block-Drehkolbenpumpen bieten einen Verdrängungsansatz für die Handhabung dieser sich verändernden Fermentationsmaterialien und gewährleisten gleichzeitig eine relativ schonende Produktbewegung.

Fermentation verändert die physikalische Beschaffenheit des Produkts

Die Eigenschaften eines Brauereiprozessstroms sind vom Beginn der Fermentation bis zur letzten Transferstufe nicht festgelegt. Im Verlauf der Hefeaktivität ändert sich die Zusammensetzung der Flüssigkeit, und die Hefekonzentration kann in bestimmten Teilen des Behälters zunehmen.

Dies wird besonders bei der Hefesammlung deutlich. Ein zurückgewonnener Hefestrom enthält einen viel höheren Anteil an biologischen Feststoffen als das umgebende Bier. Seine Viskosität und sein Fließverhalten können sich folglich erheblich von der ursprünglichen Fermentationsflüssigkeit unterscheiden.

Dieser Unterschied ist bei der Auslegung des Transfersystems von Bedeutung. Die Pumpe muss das Material bewältigen, das tatsächlich in die Saugleitung gelangt, und nicht nur die Eigenschaften des Biers vor der Fermentation. Block-Drehkolbenpumpen sind für diese Art der Handhabung wechselnder Produkte gut geeignet, da der Verdrängungsbetrieb es ihnen ermöglicht, viskose Materialien ohne hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeiten zu fördern.

Brauereihefe ist ein Produktstrom, nicht nur ein Rückstand

Im modernen Brauwesen kann zurückgewonnene Hefe einen Wert haben, der über ihre ursprüngliche Rolle in der Fermentation hinausgeht. Abhängig vom Produktionsprozess kann Hefe für die Wiederverwendung in nachfolgenden Fermentationschargen gesammelt oder anderen Verarbeitungswegen zugeführt werden.

Das macht den Hefetransfer zu einem wichtigen Teil der Prozesshandhabung und nicht zu einem sekundären Abfallvorgang. Sobald Hefe zurückgewonnen ist, muss sie ohne unnötig aggressive mechanische Behandlung bewegt werden.

Block-Drehkolbenpumpen verwenden rotierende Kolben, um das Produkt durch die Pumpenkammer zu verdrängen. Ihre relativ schonenden Transfereigenschaften machen sie für Medien mit kleinen weichen Feststoffpartikeln geeignet. Für hefehaltige Ströme bietet dies eine nützliche Alternative zu Pumpverfahren, die hauptsächlich auf der Wirkung von Hochgeschwindigkeitslaufrädern beruhen.

Die tatsächlichen Pumpbedingungen müssen dennoch entsprechend der Hefekonzentration, Temperatur, Viskosität, Rohrleitungsanordnung und dem erforderlichen Durchfluss festgelegt werden.

Bier und Hefe folgen unterschiedlichen Verarbeitungswegen

Nach der Fermentation folgt nicht jeder Teil des Prozessstroms dem gleichen Weg. Bier kann zur Klärung, Reifung, Filtration, Mischung oder Abfüllung weitergeleitet werden, während zurückgewonnene Hefe in eine eigene Lager- oder Wiederverwendungsstufe überführt werden kann.

Diese Trennung der Verarbeitungswege verändert die Rolle der Transferausrüstung. Die Bierhandhabung umfasst im Allgemeinen ein relativ flüssiges Fermentationsprodukt, während konzentrierte Hefe größere Aufmerksamkeit auf Saugbedingungen und Viskosität erfordern kann.

Eine Block-Drehkolbenpumpe kann durch geeignete Konfiguration und Drehzahlregelung verschiedene kompatible Aufgaben erfüllen. Mechanische Drehzahlverstellungsoptionen können einen einstellbaren Betrieb ermöglichen, während Frequenzumrichterregelung einen größeren Drehzahlbereich bieten kann, wo Prozessautomatisierung erforderlich ist.

Der Vorteil liegt nicht darin, dass eine Pumpe automatisch jeden Brauereivorgang ausführt. Vielmehr kann die gleiche Verdrängertechnologie an verschiedene fermentationsbezogene Produkte angepasst werden, wenn deren physikalische Eigenschaften innerhalb des Betriebsbereichs der Pumpe liegen.

Schonender Transfer ist auch nach der Heferückgewinnung wichtig

Die Notwendigkeit einer kontrollierten Handhabung verschwindet nicht, wenn die Hefe abgetrennt wurde. Vergorenes Bier und andere flüssige Fermentationsprodukte müssen möglicherweise mehrere Transferstufen durchlaufen, bevor sie den Endproduktprozess erreichen.

Jeder Transfer führt eine mechanische Wechselwirkung mit dem Produkt ein. Die Aufrechterhaltung einer geeigneten Pumpendrehzahl und die Vermeidung unnötiger Betriebsintensität können daher Teil einer umfassenderen Produkthandhabungsstrategie sein.

Für fermentationsabgeleitete Flüssigkeiten, die suspendiertes Weichmaterial enthalten, bietet die Block-Drehkolbenpumpenförderung eine kontrollierte Verdrängung anstelle einer Hochgeschwindigkeits-Zentrifugalwirkung. Dies kann besonders nützlich sein, wenn das Prozessziel darin besteht, das Produkt zu bewegen und gleichzeitig unnötige mechanische Störungen zu begrenzen.

Die gelieferte Pumpenserie kann Viskositäten von etwa 0,2 bis 100.000 cP und Medien mit kleinen weichen Feststoffpartikeln handhaben und bietet Flexibilität für verschiedene fermentationsbezogene Materialien.

Wo Fermentationsprodukte schwieriger zu pumpen werden

Die Nachfolgeverarbeitung kann die physikalischen Eigenschaften eines Fermentationsprodukts weiter verändern. Konzentration, Mischung, Formulierung oder Trennung können Materialien mit höherer Viskosität als das ursprüngliche Bier oder die Fermentationsbrühe erzeugen.

Hier wird der Unterschied zwischen einer Flüssigkeitstransferaufgabe und einer Viskosproduktaufgabe deutlich. Eine Pumpe muss das Produkt möglicherweise mit einer niedrigeren Drehzahl bewegen, während sie den erforderlichen Durchfluss und Druck aufrechterhält.

Das Sortiment der Block-Drehkolbenpumpen bietet Durchflusskapazitäten von etwa 0,15 bis 127 t/h mit einem maximalen Auslassdruck von etwa 0,6 bis 1,5 MPa unter hochviskosen Bedingungen. Diese Zahlen beschreiben den verfügbaren Betriebsbereich und keinen universellen Betriebspunkt. Die tatsächliche Leistung hängt vom Produkt und den gesamten Systembedingungen ab.

Für hochkonzentrierte oder schlecht fließende Materialien ist auch eine Konfiguration mit oben montiertem Trichter erhältlich. Obwohl diese Anordnung üblicherweise mit pastösen Materialien assoziiert wird, kann sie in Betracht gezogen werden, wenn das physikalische Verhalten eines fermentationsabgeleiteten Produkts eine konventionelle Saugförderung erschwert.

Hygienische Brauerei-Transferausrüstung erhalten

Da Hefe und fermentierte Flüssigkeiten organische Prozessmaterialien sind, muss die Transferausrüstung den Reinigungs- und Hygienepraktiken der Brauerei entsprechen.

Der Pumpenkörper kann aus 304 oder 316L Edelstahl gefertigt werden. Zu den Anschlusskonfigurationen gehören Klemm-, Gewinde-, Flansch-, DIN-Überwurf- und Schweißoptionen, sodass die Pumpe in verschiedene hygienische Rohrleitungsanordnungen integriert werden kann.

Einfache und doppelte Gleitringdichtungen sind erhältlich, mit Dichtungsmaterialien wie Hartlegierung, Siliziumkarbid, Graphit und Keramik. O-Ring-Materialien können Viton, Silikon, EPDM, PTFE und NBR umfassen.

Wo Temperaturkontrolle erforderlich ist, kann eine Konfiguration mit Heiz-/Kühlmantel gewählt werden. Die gelieferten Spezifikationen geben anwendbare Materialtemperaturen bis 150 °C und eine maximale Sterilisationstemperatur von 180 °C an, wobei die endgültige Konfiguration in Übereinstimmung mit den tatsächlichen Reinigungs-, Sterilisations- und Dichtungsbedingungen bestätigt werden muss.

Von der Hefehandhabung zur fermentationsabgeleiteten Produktion

Die Bedeutung des schonenden Pumpens wird deutlicher, wenn das Brauen als eine kontinuierliche Materialumwandlung und nicht als eine Reihe isolierter Transfers betrachtet wird. Hefe entwickelt sich während der Fermentation, wird während der Rückgewinnung konzentriert und kann in einen weiteren Fermentationszyklus zurückkehren. Bier folgt einem anderen Weg zur Reifung und Endverarbeitung.

Block-Drehkolbenpumpen können an mehreren Punkten innerhalb dieser Wege eingesetzt werden, an denen eine kontrollierte Handhabung von viskosen oder hefehaltigen Materialien erforderlich ist. Ihre Rolle ist daher eng mit den physikalischen Veränderungen verbunden, die in Fermentationsprodukten stattfinden.

Für Brauereien und andere fermentationsbasierte Produzenten sollte die Pumpenauswahl diesen Veränderungen folgen. Die wichtige Frage ist nicht nur, wie viel Flüssigkeit transferiert werden muss, sondern was aus dem Produkt in jeder Phase geworden ist, wie empfindlich seine biologischen oder physikalischen Eigenschaften sind und welche Handhabungsbedingungen vor dem nächsten Verarbeitungsschritt erforderlich sind. Eine richtig konfigurierte Grundplatten-Drehkolbenpumpe kann dann Teil dieser Produktreise werden, indem sie die Bewegung von Hefe und fermentierten Flüssigkeiten unterstützt, ohne sie als gewöhnliche Prozessfluide zu behandeln.