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Brennereianlagen, 09.03.2012

STEUERUNGS- UND REGELTECHNIK BEI BRENNEREIEN

Noch vor nicht allzu langer Zeit waren viele Brennkessel von Kleinbrennern komplett ohne aufwändige Technik aufgebaut, viele davon direkt beheizt und/oder eingemauert.
Noch vor nicht allzu langer Zeit waren viele Brennkessel von Kleinbrennern komplett ohne aufwändige Technik aufgebaut, viele davon direkt beheizt und/oder eingemauert. Mit ausreichend Erfahrung gelingt es auch derzeit etlichen Brennern mit derartigen Geräten sehr gute Destillate herzustellen. Aber das Streben nach einem vereinfachten und kontrollierten Brennvorgang und nach konstant hohen Qualitäten führte zu einer Vielzahl an Veränderungen am Kessel. Am und um den modernen Brennkessel herum findet man heute in vielen Brennereien „Gehilfen“, die dazu beitragen sollen, Fehler zu vermeiden und die Qualität zu steigern.
 
Viele Brenngerätehersteller bieten heute schon Steuerungseinheiten für ihre Geräte an, die vorwiegend den Destillationsvorgang umfassen. Eingreifen in die Aufheizgeschwindigkeit, Ein- und Abschaltautomatik, automatisierte Kesselbefüllung oder -reinigung, Dephlegmatorsteuerung und ein (einmal eingestelltes) automatisiertes Abtrennen von Vor- und Nachlauf sind die verbreitetsten „Goodies“ rund um die Brennerei. Diese sind entweder einzeln verbaut oder zu Komplettlösungen zusammengefasst, die sämtliche Brennvorgänge auch dokumentieren und damit nachvollziehbar und reproduzierbar machen können. Mögliche Zusatzfunktionen sind Datenaufzeichnung, Bedienung mittels Touch-Screen oder der online-Zugriff und noch einige mehr.
Technisch sind fast alle Wünsche erfüllbar, vor der Anschaffung einer Steuerung müssen allerdings Überlegungen hinsichtlich der Kosten-Nutzen-Relation getroffen werden.
 

REGELUNG VOM DESTILLATIONSPROZESS

Destillationsgeschwindigkeit
Die Destillationsgeschwindigkeit ergibt sich aus den beiden Faktoren Heizleistung und Verstärkung. Eine Angabe der Destillationsgeschwindigkeit allein sagt bei Geräten mit Verstärkern noch nichts aus, da sich diese beiden Faktoren im Prozess kompensieren. Bei voller Heizleistung und voller Verstärkung ist theoretisch die gleiche Destillationsgeschwindigkeit zu erzielen wie bei schwacher Heizung und geringer Verstärkung. Das „richtige“ Einstellen dieser beiden Faktoren gilt als entscheidend für die Destillatqualität und zeichnet gute Brennmeister aus.
Vom technischen Aufwand her unkompliziert aufgebaute Wasserbadsteuerungen sind von den Anschaffungskosten her als gering einzustufen. Recht einfach einzubauen sind sie bei dampfbeheizten oder elektrisch beheizten Kesseln bzw. bei einer Öl- oder Gasfeuerung durch Vorgabe einer Soll-Temperatur. Die Destillation verläuft damit bei einer vorgegebenen Temperatur und somit Geschwindigkeit und bringt bei richtig eingestelltem Dephlegmator recht gute Ergebnisse. Derartige Steuerungen erfüllen bei vielen Kleinbrennern ausgezeichnete Dienste. Holzfeuerungen sind nur bedingt über eine Rauchklappensteuerung automatisierbar.

Rücklaufverhältnis
Bei Brenngeräten mit einem Verstärkeraufsatz (Verstärkerkolonne) lässt sich über die Temperatur im Dephlegmator und über die Füllstände der Böden die Verstärkerleistung und damit das Rücklaufverhältnis regulieren. Eine höhere Verstärkung erzielt man entweder durch Verringern der Temperatur im Dephlegmator und/oder durch Erhöhen vom Füllstand in den Böden.
Von der Auswirkung auf die Destillation ist der Einfluss des Dephlegmators dabei als stärker einzustufen. Er wird bei den meisten Geräten durch die Kühlwasserautomatik gesteuert. Läuft mehr Wasser durch den Kühler, gelangt dieses weniger stark erwärmt in den Dephlegmator und umgekehrt. Diese einfache „Steuerung“ ist günstig und sehr effizient. Eine automatisierte Verstellung der Füllstände der Böden ist möglich, benötigt aber im Vergleich zur Auswirkung einen großen technischen Aufwand.
Noch aufwändiger ist ein Trennen von Kühlerwasser und Dephlegmatorwasser. Während der Kühler nach wie vor über die konventionelle Kühlwasserautomatik gesteuert wird, durchläuft den Dephlegmator ein durch Misch- und Regelventil exakt temperiertes Wasser.
 
Automatische Fraktionierung
Das Auftrennen in Vor-, Mittel und Nachlauf lässt sich dann automatisieren, wenn man aus einheitlicher Maische die Trennpunkte ausgekostet werden und diese bei weiteren Abtrieben lediglich wiederholt werden müssen. Technisch gelöst wird das vor allem für die Vorlauftrennung über eine Mengenabtrennung, bzw. über den Alkoholgehalt oder die Geistrohrtemperatur bei der Nachlauftrennung.
Voraussetzung dafür ist ein reproduzierbarer Destillationsverlauf (Mindestanforderung ist eine einfache Steuerung der Wasserbadtemperatur) und Maische aus einem gut durchmischten Vorratsgefäß. Maischen gleicher Ausgangsfrucht aus einem anderen Gärbehälter führen zumeist zu ähnlichen aber nicht exakt gleichen Trennpunkten.
 
Sonstige Möglichkeiten
Vom Befüllen/Entleeren der Brennblase über automatisierte Reinigungsprozesse hin bis zum Einstellen der Trinkstärke lassen sich so ziemlich alle Arbeiten in irgendeiner Form automatisieren. Die die Grenze dabei stellt eher die Wirtschaftlichkeit der Einbauten dar und weniger die technische Machbarkeit.
 
Fazit
Einrichtungen zur Steuerungs- und Regeltechnik tragen dazu bei, unsere hohen Qualitätsansprüche zu erfüllen und bringen einiges an Arbeitserleichterung oder –vereinfachung mit sich. Sie können einen Brennmeister unterstützten, aber ersetzen können sie den Brennmeister nicht.
 
Bildtexte:
[siehe Abbildung 1] und [siehe Abbildung 2]
Selbstkonzeptionierte Schaltkästen, die vor allem Heizleistung steuern und damit
das Brennen erleichtern
 
[siehe Abbildung 3]
Touchscreens und online-Zugriff sind nur einige Möglichkeiten moderner Steuerungen (FA Kothe)
 
[siehe Abbildung 4] Einfache Möglichkeit die Vorlauftrennung nach Volumen "automatisch"abzutrennen
 
[siehe Abbildung 5]
Anzeige an der Steuerung von Christian Carl
 
[siehe Abbildung 6]
An modernen Brenngeräten ist die Steuereinheit direkt angebracht
 
[siehe Abbildung 7]
Beispiel einer Temperaturaufzeichnung vom Brennverlauf am Computer (Wimtec Steuerung)
 
[siehe Abbildung 8]
Digitalfühler:  Voraussetzung für jegliche Steuerung ist die genaue Temperaturmessung beim Brennen
 
[siehe Abbildung 9]
Je nach Steuerung werden sogar die Flüssigkeitspegel in den Böden gesteuert
 
 

Medium


Die Fachgruppe Technik ist Teil des Verbandes Steirischer Erwerbsobstbauern, des Steirischen Weinbauverbandes und des Verbandes Bio Ernte Steiermark.

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