Umkehrosmose statt chemische Zusätze
Für den Brauprozess bereitet die Traditionsbrauerei Frastanz hartes Brunnenwasser mit Aufbereitungsanlagen von Grünbeck auf
Auf einem Rahmengestell montiert: die Grünbeck-Wasseraufbereitungsanlage in der Brauerei Frastanz. Ihr Herzstück ist die Umkehrosmoseanlage „GENO-OSMO-RKF 12.500“, die pro Stunde bis zu 12,5 Kubikmeter vollentsalztes Wasser liefert. In der nachgeschalteten Verschneideeinrichtung wird es mit Rohwasser vermischt, um die gewünschte Brauwasserhärte zu erreichen. (Grünbeck)
Außenansicht der neuen Brauerei Frastanz mit Gär- und Lagerkeller im Vordergrund. (Brauerei Frastanz eGen)
Um den Arbeitsaufwand und den Chemikalieneinsatz bei der Desinfizierung der Wasseraufbereitung zu minimieren, ließ die Brauerei Frastanz von der Firma Grünbeck eine Anlage zur thermischen Sanitisierung (links im Bild) installieren. Dabei zirkuliert rund 80 °C heißes Wasser durch die Anlage. (Grünbeck)
Die Vorarlberger Brauerei Frastanz benötigt Brauwasser von konstant hoher Qualität für ihre Biere. Weil aber das verwendete Brunnenwasser mit 16 bis 17 °dH sehr hart ist, kommt seit einiger Zeit eine Wasseraufbereitungsanlage von Grünbeck zum Einsatz. Das System basiert auf dem Prinzip der Umkehrosmose.
Brauerei Frastanz
1902 als Genossenschaft von 35 Wirten gegründet, möchte die Österreicher Brauerei Frastanz auch heute noch Brautradition mit modernster Technik verbinden; und sie setzt nach eigenen Angaben auf Qualität, Nachhaltigkeit sowie fortschrittliche Wege zur Kundenbindung. Das scheint sich in der Beliebtheit der Biere niederzuschlagen: Gerade erst konnte die Brauerei ihren bereits zahlreichen Auszeichnungen eine weitere hinzufügen: In einer jährlich stattfindenden Umfrage wurde Frastanz zur besten Marke Vorarlbergs gekürt.
Trotz Corona-Krise, Lieferengpässen und Energiekrise steigerte Frastanz den Bierabsatz von 2020 bis 2022 mengenmäßig um 12,7 %. Zuletzt lag die Produktion bei 50 000 hl Bier und 12 000 hl Limonaden. Für die Brauerei, die sich mit ihren Bieren als Premiummarke im hochpreisigen Segment angesiedelt sieht, geht es zum einen um konstant hohe Qualität, aber auch um Effizienzsteigerung durch Automatisierung sowie Energie- und Wassereinsparung.
2021 begann die Brauerei eine grundlegende Modernisierung, die auf der Technikseite einem Neubau sehr nahekam. „Für die Qualität unserer Biere hat die Qualität des Brauwassers eine enorme Bedeutung, schließlich besteht Bier zu 94 Prozent aus Wasser“, betont Anton Schels, Technischer Leiter und 1. Braumeister. Frastanz bezieht aus eigenen Brunnen Wasser mit einer Härte von 16 bis 17 °dH. Für den Brauprozess wird allerdings eine konstante Härte von 3,5 bis 3,7 °dH benötigt. Um diese Anforderung zu erfüllen, setzte die Brauerei früher auf eine Enthärtung mittels Kationenaustauscher. Eine solche Anlage mit einem Rieselentgaser benötigt grundsätzlich viel Platz und war bei Frastanz nicht automatisiert. Zudem benötigte sie zur Regenerierung Salzsäure – die beschafft, gelagert und gehandhabt werden musste. „Auch das war ein gewichtiger Nachteil. Denn nicht zuletzt aus Gründen der Nachhaltigkeit wollen wir den Einsatz von Chemikalien reduzieren“, erläutert Braumeister Schels.
Wasseraufbereitung ohne Chemikalien
Dominik Wiedenbauer, Branchenleiter für Getränke und Lebensmittel im Hause Grünbeck, erläutert: „Daher war die Umkehrosmose als physikalisches und gut zu automatisierendes Enthärtungsverfahren prädestiniert, um die alten Ionenaustauscher zu ersetzen.“ Schels und die Firmenleitung entschieden sich 2019 für ein Wasseraufbereitungssystem von Grünbeck, dessen Herzstück die Umkehr osmoseanlage des Typs „GENO-OSMO-RKF 12.500“ ist.
Halbdurchlässige Membran trennt Härtebildner ab
Bei der Wasseraufbereitung mittels Umkehrosmose wird das Rohwasser mit einer Hochdruckpumpe durch eine halbdurchlässige Membran gepresst. Sie ist so aufgebaut, dass sie fast nur Wassermoleküle passieren lässt. Nach dem Durchströmen der Membran wird das Wasser als Permeat (vollentsalztes Wasser) bezeichnet und ist nahezu frei von Kalk, Salzen, Schwermetallen, Partikeln sowie gelösten organischen Substanzen und sonstigen Verunreinigungen.
Auf der anderen Seite bleibt das Konzentrat mit den Härtebildnern, vor allem Calcium- und Magnesiumkationen, zurück. Um das Rohwasser optimal auszunutzen, müssen auf der Konzentratseite Härteausfällungen (Scaling) verhindert werden. Damit sich die Poren der Membran nicht zusetzen, wird ein sogenanntes Antiscalant zudosiert. Dabei fällt kein behandlungspflichtiges Abwasser an: Das Konzentrat darf ohne Neutralisation direkt in das Entwässerungssystem fließen.
Das Permeat, von dem die Grünbeck- Anlage in Frastanz bis zu 12,5 m3/h erzeugt, ist mit ‹ 0,1 °dH deutlich weicher als für ein Brauwasser nötig. Daher verschneidet es die Brauerei automatisiert mit Brunnenwasser, damit im Ergebnis die gewünschte Härte von 3,5 bis 3,7 °dH erreicht wird.
Optimierungen im Brauprozess
Für den Technischer Leiter bei Frastanz, Anton Schels, sind mit der neuen Anlage „erhebliche Vorteile“ verbunden: „Dadurch wurden die Maischarbeiten und Gärungsprozesse wesentlich verbessert, sodass wir im Ergebnis die Würze- bzw. die Bierqualität und deren Geschmacksstabilität steigern konnten.“
Die Brauerei profitiert von dem enthärteten Wasser auch außerhalb des eigentlichen Brauprozesses. Denn um Brauanlagen, Gär- und Lagertanks zu schonen, verwendet Frastanz das aufbereitete Wasser auch als Prozesswasser in allen betrieblichen Teilbereichen. Die Einsparung allein an Reinigungschemie beziffert Anton Schels auf rund 30 Prozent. Zudem hat er „wesentlich geringere“ Verkalkungen an den Filtersystemen und Wärmetauschern festgestellt.
Automatischer Betrieb erspart Arbeitsaufwand
Zum personellen Aufwand für die jetzige Wasseraufbereitungsanlage sagt Braumeister Schels: „Wir schauen täglich einmal auf die Anlage und die Daten, die uns die Steuerung anzeigt. Das dauert fünf Minuten. Ansonsten läuft die Anlage automatisch und völlig zuverlässig.“
Im Rahmen der Brauereimodernisierung stattete Frastanz die Wasseraufbereitung mit einem neuen Sanitisierungsverfahren aus. Denn mit dem Brunnenwasser können Keime in den Brauprozess gelangen, was verhindert werden soll. Zunächst wurden die Module der Umkehrosmose mit Reinigungs- und Desinfektionsmittel behandelt. Doch war diese Vorgehensweise der Brauerei zu aufwendig und der Personal- und Chemikalienaufwand zu hoch. Auch entsprach das Ergebnis nicht der Vorstellung von Anton Schels. Daher entschied er sich für eine thermische Sanitisierungsanlage. Grünbeck- Experte Wiedenbauer, der selbst Braumeister ist, erklärt: „Damit pumpen wir bei Frastanz einmal pro Monat ein auf etwa 80 Grad erhitztes Permeat im Kreislauf durch die Anlage.“ Der Arbeitsaufwand für das Starten und Beenden der Sanitisierung gibt er mit nur rund einer Stunde an. Beim früheren Reinigungsprozess seien eineinhalb Manntage angefallen. Nochmals Anton Schels: „Wir erzielen eine hervorragende mikrobiologische Wasserqualität – das lässt einen Braumeister ruhiger schlafen.“
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