Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Prozessvorhersage- sowie Optimierungstools für eine störungsfreie

Kieselgurfiltration von Bier mittels NIR-Fingerprintings

In den vergangenen Jahrzehnten wurde Bier fast ausschließlich mit Kieselgur filtriert. Allein in Deutschland wurden 2018 94,0 Mio. hl Bier gebraut, wobei derzeit pro Hektoliter filtriertem Bier der Verbrauch von Kieselgur zwischen 90–300 g liegt. Die Filterleistung ist dabei von einem wechselseitigen Zusammenspiel aus der chemischen Zusammensetzung des Bieres und dem angewandten Prozessregime abhängig und kann über den verwendeten Kieselgureinsatz (Art und Menge) beeinflusst werden. Eine unzureichende Filterleistung resultiert meist nicht nur in höheren Filterhilfsmittelmengen, sondern bewirkt letztendlich eine Unterbrechung des Filtrationsprozesses. Derzeit treten Störungen im Filtrationsprozess aufgrund von Rohstoff- und saisonalen, betriebsbedingten Schwankungen in der Praxis häufig auf. Diese Ausfallzeiten könnten erheblich minimiert werden, wenn dem Brauer ein Analysentool zur Verfügung stünde, welches die zu erwartende Filtrierbarkeit des Bieres schnell und einfach im Praxisgebrauch vorhersagen könnte. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung eines Prozessvorhersage- sowie Optimierungstools zur frühzeitigen Vorhersage der Bier-Filtrierbarkeit bei der Kieselguranschwemmfiltration mittels spektroskopischen Methoden. Die Methodenentwicklung findet zur Erfassung mannigfaltiger Variationen der Praxisapplikationen an Industrieproben (AP1) statt. Das erstellte Vorhersagetool wird danach anhand von gezielt hergestellten Bieren im Pilotmaßstab verifiziert (AP2) und anschließend im industriellen Maßstab die Belastbarkeit des aufgestellten Tools sowie der frühestmögliche Zeitpunkt der Vorhersage getestet (AP3). Abschließend erfolgt die Entwicklung einer Schnellvorhersage-Methodik und Übertragung auf eine praxistaugliche mobile NIR-Messeinheit (AP 4 + 5). Dies erlaubt den KMU Brauereien Filterhilfsmittelmengen prozessangepasst zu steuern und somit anfallende Anschaffungs- und Entsorgungsmengen sowie Kosten (Nachhaltigkeitsaspekt) deutlich zu reduzieren.