DE102012202532A1

DE102012202532A1 - Verfahren zum Verwerten von Treber in einer Brauerei und zugehörige Vorrichtung

Info

Publication number: DE102012202532A1
Application number: DE102012202532A
Authority: DE
Inventors: Andreas Büttner; Thomas Hammer; Martin Tackenberg; Gernut van Laak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-08-22
Also published as: US20150068058A1; EP2805112A1; WO2013124124A1

Abstract

Verfahren zum Verwerten von Treber in einer Brauerei, bei dem der Treber mechanisch entwässert und anschließend thermisch verwertet wird, wobei bei der mechanischen Entwässerung entstehendes Presswasser thermisch durch Nutzung von beim Brauprozess anfallender Niedertemperaturabwärme konzentriert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verwerten von Treber in einer Brauerei, bei dem der Treber mechanisch entwässert und anschließend thermisch verwertet wird.
Moderne Brauereien, in denen bereits Maßnahmen zur Reduzierung des Energie- und Wasserverbrauchs umgesetzt wurden, haben einen Wasserverbrauch von 3,5 bis 5 hl pro erzeugtem Hektoliter Bier und einen thermischen Energiebedarf von ca. 25 Kilowattstunden pro hl Bier. Der thermische Energiebedarf wird normalerweise durch fossile Brennstoffe gedeckt, indem ein Dampfkessel zur Erzeugung von Prozessdampf mit einer Temperatur von typischerweise 180°C betrieben wird. Das beim Brauprozess entstehende Abwasser muss vor der Einleitung in die Kanalisation einem Reinigungsprozess unterzogen werden, da Teile des Abwassers einen Sauerstoffbedarf haben, der mit der Reinigung in einer herkömmlichen Kläranlage nicht verträglich ist. Zudem fallen pro Hektoliter erzeugtem Bier mindestens 16,5 kg Treber mit einem Wassergehalt von rund 80 % an, die entsorgt oder verwertet werden müssen. Eine Verwertung als Zusatzstoff zum Viehfutter ist nur eingeschränkt möglich und wird immer weniger akzeptiert.
In der WO98/22751 wird ein Verfahren zum thermischen Verwerten von Biertrebern vorgeschlagen. Dabei ist vorgesehen, dass nasser Biertreber in einer Trocknungsstufe mechanisch vorgetrocknet, in einer weiteren Trocknungsstufe thermisch getrocknet und schließlich durch Verbrennen oder Vergasen thermisch verwertet wird. Die mechanische Vortrocknung des Biertrebers soll vorzugsweise auf einen Wassergehalt von mindestens 65 %, weiter vorzugsweise bis mindestens 62 % erfolgen. Die für das Vortrocknen erforderliche Energie stammt aus der Abgaswärme eines Dampfkessels. Vorzugsweise soll das Treberpresswasser anaerob vergoren werden, um daraus Biogas zu gewinnen. Problematisch ist dabei jedoch, dass das Abwasser des anaeroben Gärungsprozesses nicht in eine normale Abwasserkanalisation eingeleitet werden kann. Aus Qualitätsgründen ist auch die Rückführung des Treberpresswassers in den Brauprozess keine Option für die Verwertung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verwerten von Treber anzugeben, dass energetisch günstig ist und die Belastung des Abwassers mit organischen Reststoffen und Mineralstoffen verringert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der mechanischen Entwässerung entstehendes Presswasser thermisch durch Nutzung von beim Brauprozess anfallender Niedertemperaturabwärme konzentriert wird.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Verwertung von Treber verbessert werden kann, indem dieser soweit entwässert wird, dass anschließend eine thermische Nutzung, beispielsweise durch Verbrennen im Dampfkessel, möglich ist. Das bei der mechanischen Entwässerung anfallende Presswasser wird einer thermischen Konzentration unterzogen und kann anschließend weiter behandelt werden, sodass eine Belastung des Abwassers und nachgeschalteter Kläranlagen verringert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass der Treber auf einen Wassergehalt auf unter 50 %, vorzugsweise unter 45 %, konzentriert wird, um eine thermische Verwertung durch Verbrennen zu ermöglichen. Anders als bei herkömmlichen Verfahren wird dem Treber soviel Wasser entzogen, dass der verbleibende Treber unmittelbar verbrannt werden kann. Vorzugsweise erfolgt das Entwässern des Trebers mittels einer Bandpresse.
Es liegt auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass das Presswasser in einem vorzugsweise zirkulierenden Luftstrom verdunstet und in einem Kondensator als sauberes Produktwasser zurück gewonnen wird. Dabei kann die im Kondensator freiwerdende Wärme zur Vorwärmung des zu behandelnden Treberpresswassers genutzt werden, wodurch ein wesentlicher Teil der für die Verdunstung zugeführten Wärme zurück gewonnen wird. Die Erzeugung des sauberen Produktwassers aus dem Treberpresswasser kann somit besonders energieeffizient durchgeführt werden.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das saubere Produktwasser anschließend zur Flaschenreinigung eingesetzt wird. Auf diese Weise kann der Einsatz von frischem Trinkwasser für diesen Zweck vermieden werden.
Um die Belastung des Abwassers zu verringern, kann es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das konzentrierte Presswasser zumindest teilweise dem Treber zugegeben wird. Alternativ oder zusätzlich kann das konzentrierte Presswasser in einem Kreislauf zur thermischen Wasserbehandlung zurückgeführt werden. Das konzentrierte Presswasser kann beispielsweise auf den abgetrennten, noch nicht gepressten Treber gegeben werden, der dadurch erzeugte Wasserüberschuss hat beim Pressen keine Auswirkungen auf den Endgehalt des Wassers im gepressten Treber. Das gewonnene Presswasser weist allenfalls einen leicht erhöhten Gehalt an organischen Substanzen und Mineralstoffen auf, der jedoch durch die Filterwirkung des Trebers anschließend unter dem Mittelwert von frischem und konzentriertem Presswasser liegt.
Wenn das konzentrierte Presswasser alternativ oder zusätzlich zur thermischen Wasserbehandlung zurückgeführt wird, kann es vorab zur Minderung der Schwebstoffkonzentration durch einen Absetztank oder eine Filtrationsstufe geleitet werden.
Erfindungsgemäß kann die Abwärme für die thermische Konzentration des Presswassers aus einer der folgenden Quellen entnommen werden: einem Kondensatrücklauf eines Dampfkreislaufs, dem Abgas des Brenners für einen Dampfkessel, einer Würzekühlung oder einer Flaschenwäsche.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass das bei der Entwässerung des Trebers entstehende Presswasser anaerob vergoren wird und das Abwasser des Gärprozesses thermisch konzentriert wird.
Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verwerten von Treber. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein Detail einer Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3 ein weiteres Detail einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4 ein weiteres Detail einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
5 ein weiteres Detail einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Behandeln von Treber in einer Brauerei. Die Vorrichtung umfasst einen Maischebottich 2, einen Maischekessel 3, einen Läuterbottich 4 und einen Sudkessel 5. Anschließend wird die Flüssigkeit einer Klärung 6 unterzogen, in einem Kühler 7 abgekühlt und gelangt in einen Gärbehälter 8. Von dort kommt das Produkt in einen Bottich 9, anschließend wird es durch einen Filter 10 geführt, gefolgt von einer Abfüllstation 11. Soweit entspricht die Vorrichtung 1 einer herkömmlichen Vorrichtung in einer Brauerei.
Nach dem Durchlaufen des Läuterbottichs 4 fällt Treber 12 an, der einen hohen Wassergehalt aufweist. Der Treber 12 wird mittels einer Bandpresse 13 gepresst, bis er einen Wassergehalt von weniger als 45 % aufweist. Das Treberpresswasser gelangt über eine Leitung 14 in eine mindestens einen Verdunster und mindestens einen Kondensator enthaltende Wasserbehandlungsanlage 15, in der es einem thermischen Trennprozess unterzogen wird. Die dafür erforderliche Wärme wird beispielsweise einem Kondensatrücklauf des in der Brauerei für die Bereitstellung der Prozesswärme vorhandenen Dampfkreislaufs mittels eines Wärmetauschers 20 entnommen, bevor es wieder dem Kessel 16 zugeführt, und mittels eines zugeführten Brennstoffs erhitzt und verdampft wird.
2 zeigt ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Verwerten von Treber in einer Brauerei. Das Treberpresswasser wird in einer Bandpresse 13 entwässert und gelangt über die Leitung 14 zu der Wasserbehandlungsanlage 15. Ein wesentlicher Teil des konzentrierten Presswassers wird als sauberes Produktwasser 17 zurück gewonnen. Das Konzentratwasser 18 wird der Wasserbehandlungsanlage 15 entnommen und einem Absetztank 19 zugeführt, wo sich Schwebstoffe absetzen können, bevor es über eine Rückführleitung der Zuleitung 14 des Treberpresswassers zugeführt wird.
Daneben ist die Wasserbehandlungsanlage 15 mit einem Wärmetauscher 20 gekoppelt, der mit Abwärme gespeist wird, die bei einem anderen Prozess in der Brauerei anfällt.
3 zeigt ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Verwerten von Treber.
Nach dem Durchlaufen der Bandpresse 13 kann der entwässerte Treber 21 thermisch genutzt werden. Beispielsweise durch Verbrennen in einem speziell dafür ausgelegten Dampfkessel.
Über die Leitung 14 gelangt das Presswasser zu der Wasserbehandlungsanlage 15. In 3 ist dargestellt, dass konzentriertes Presswasser von der Wasserbehandlungsanlage 15 über eine Leitung 22 wieder zum Eingang der Treberbehandlung und somit zur Bandpresse 13 geführt wird. Wie in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist die Wasserbehandlungsanlage 15 mit dem Wärmetauscher 20 verbunden, sodass das Presswasser thermisch konzentriert wird und anschließend als Produktwasser 17 erhalten wird.
4 zeigt ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Verwerten von Treber, das im wesentlichen eine Kombination der in den 2 und 3 gezeigten Varianten ist. Nach dem Passieren der mechanischen Trocknungsstufe, z. B. einer Bandpresse 13, gelangt Presswasser über die Leitung 14 zu der Wasserbehandlungsanlage 15, die mit dem Wärmetauscher 20 verbunden ist. Von der Wasserbehandlungsanlage 15 führt die Leitung 22 zurück zum Eingang der Trebertrocknung, d. h. zur Bandpresse 13. Zusätzlich ist eine Rückführleitung 18 vorgesehen, in der sich der Absetztank 19 befindet. Das Presswasser wird somit einerseits zum Eingang der Trebertrocknung und andererseits zum Eingang der Presswasserbehandlung zurückgeführt.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verwerten von Treber, die in Übereinstimmung mit den vorangehenden Ausführungsbeispielen eine mechanische Trocknungsstufe und eine Wasserbehandlungsanlage 15 umfasst. Ein Gärreaktor 23 ist der mechanischen Trocknungsstufe nachgeschaltet, in dem das Presswasser anaerob vergoren wird. Bei diesem Gärprozess entsteht Biogas 24, das z. B. als Brennstoff benutzt werden kann. Nach dem Passieren des Gärreaktors 23 gelangt das fermentierte Presswasser zur Wasserbehandlungsanlage 15, in der daraus sauberes Produktwasser 17 gewonnen wird. Das fermentierte Presswasser wird über die Rückführleitung in die Wasserbehandlungsanlage 15 zurückgeführt und schrittweise aufkonzentriert. Die Wasserbehandlungsanlage 15 ist wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen mit dem Wärmetauscher 20 verbunden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 98/22751 [0003]

Claims

Verfahren zum Verwerten von Treber in einer Brauerei, bei dem der Treber mechanisch entwässert und anschließend thermisch verwertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der mechanischen Entwässerung entstehendes Presswasser thermisch durch Nutzung von beim Brauprozess anfallender Niedertemperaturabwärme konzentriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treber auf einen Wassergehalt von unter 50 %, vorzugsweise unter 45 %, konzentriert wird, um eine thermische Verwertung, beispielsweise durch Verbrennen, zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treber mittels einer mechanischen Trocknungsstufe, die vorzugsweise als Bandpresse ausgebildet ist, entwässert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswasser in einem vorzugsweise zirkulierenden Luftstrom verdunstet und in einem Kondensator als sauberes Produktwasser zurück gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswasser mittels von im Kondensator freiwerdender Wärme vorgewärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das saubere Produktwasser zur Flaschenreinigung eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konzentrierte Presswasser zumindest teilweise dem ungetrockneten Treber zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konzentrierte Presswasser in einem Kreislauf zurückgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme für die thermische Konzentration aus einer der folgenden Quellen entnommen wird: einem Kondensatrücklauf eines Dampfkreislaufs, dem Abgas des Brenners für einen Dampfkessel, einer Würzekühlung oder einer Flaschenwäsche.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bei der Entwässerung des Trebers entstehende Presswasser anaerob vergoren wird und das Abwasser des Gärprozesses thermisch konzentriert wird.
Vorrichtung zum Verwerten von Treber, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.