Läutergeräte

Läuterbottich Lauterstar

Auswahl und Beurteilung eines Läutersystesm

• Kapazität (Sude pro Tag, Belegungszeit)
• Qualität (technologischen Einflüsse auf Würze- und Bierqualität)
• Quantität (Extraktausbeute, Extrakt im Treber)

Läuterbottich Design

• Senkboden
  • Phosphorbronze, Messing, Edelstahl
  • freie Durchgangsfläche: 8-15 % (bei Edelstahl)
  • Spaltsiebe mit Spaltweite: 0,7-1,0 mm
• Abstand Senkboden Bottichboden: 10-20 mm
• Anstichöffnungen je m²: 1-2
• Aufhackmaschine
  • Anzahl Schneidewerksarme: bis 8
  • Umfangsgeschwindigkeit: 2,5-3 m/min

Läuterbottich Pegasus

• Am Rand wird der Würzefluss wesentlich größer als in der der Mitte → Aussparung

Kuchenfiltration

Ansatz von Darcy (laminaren Bereich), Eindimensionale Strömung
mittlere Strömungsgeschwindigkeit w, Darcy-Konstante = Permeabilität B₀

(1)

\begin{align} \frac{\Delta p_{12}}{H} = \eta \cdot \frac{\bar{w}}{B_0} \qquad \bar{w} = \frac{\dot{V}}{A} \end{align}

Die Permeabilität B₀ ist abhängig von Porosität ε und dem effektivem Partikeldurchmesser d_P
Hohlraumvolumen V_H, Feststoffvolumen V_F, Gesamtvolumen V

(2)

\begin{align} B_0 = \frac{\varepsilon^3 \cdot d_P^2}{(1-\varepsilon^2) \cdot 180} \qquad \varepsilon = \frac{V_H}{V} = 1 - \frac{V_F}{V} \end{align}

Die allgemeine Dirfferentialgleichung für den zeitlichen Ablauf der Filtration ergibt sich aus der Berücksichtigung der Darcy-Gleichung für die Durchströmung des Filtermittels und des Filterkuchens
Filtermittelwiderstand R_f

(3)

\begin{align} \frac{dV}{d\tau} = \frac{A}{\eta} \cdot \frac{\Delta p_{10}}{\left( \frac{\chi \cdot V}{B_0 \cdot A} + R_f \right)} \quad \chi = \frac{H \cdot A }{V} \end{align}

Mit Vernachlässigung des Filtermittels erhält man folgende Gleichung

(4)

\begin{align} \frac{dV}{d\tau} = \frac{A \cdot B_0}{\eta \cdot H} \cdot \Delta p_{12} \end{align}

Senkbodenfläche

Die Senkbodenfläche A_LB [m²/Sud] berechnet sich aus der Schüttung S [kg/Sud] und der spez. Senkbodenbelastung SB_LB [kg/m²]

(5)

\begin{align} A_{LB} = \frac{S}{SB_{LB}} \end{align}

Durchmesser Läuterbottich

Hier kann man zwischen dem konventionellen Läuterbottich und dem Pegaus-System unterscheiden
Domdurchmesser D_D

(6)

\begin{align} D_{LB} = \sqrt{\frac{4 \cdot A_{LB}}{\pi}} \qquad D_{Pe} = \sqrt{\frac{4 \cdot A_{LB}}{\pi} + D_D^2} \end{align}

Vorderwürzeausbeute-/volumen

Die Vorderwürzeausbeute A_VW [kg/dt] errechnet sich aus dem Vorderwürzevolumen V_VW [hl], der Konzentration der Vorderwürze c_VW [mass/vol.-%] und der Schüttung S [dt]

(7)

\begin{align} A_{VW} = \frac{V_{VW} \cdot c_{VW} \cdot 0,98}{S} \end{align}

Durch das Umstellen der Gleichung kann man nach dem Vorderwürzevolumen auflösen.

Nachgussvolumen

Gesamtverdampfung GV [%]

(8)

\begin{align} V_{NG} = V_{PfV} - V_{VW} \qquad V_{PfV} = \frac{V_{AW}}{(100 \percent - GV} \cdot 100 \percent \end{align}

Höhe Naßtreberschicht

Die Höhe der Naßtreberschicht H_NT ergibt sich aus der spez. Senkbodenbelastung SB_LB [kg/m²] und der Dichte der Nasstreber ρ_NT [kg/m³] (ca. 550 kg/m³)

(9)

\begin{align} H_{NT} = \frac{SB_{LB}}{\rho_{NT}} \end{align}

Maischefilter

Vergleichskriterien	Läuterbottich	Maischefilter
Schrotmühlen	Walzenmühlen	Hammermühlen
max. Schüttung	25 t/Sud
Wärmeverluste	Isolierung möglich	keine Isolierung
Werkstoff	Cr-Ni-Stahl
Extrakausbeute	< 1 % unter Labor	< 0,5 % unter Labor
Reinigung	einfach	aufwendig
max. Sudfolge	14 Sude/Tag	16 Sude/Tag
Flexibilität	Über-/Unterschüttung	90-105 %
Lebensdauer	kaum Verschleißteile	Tücher und Membrane
Betriebskosten	günstig	teuer
Platzbedarf	hoch	rechteckiger Grundriss
Automatisierung	großer Parametersatz	kleiner Parametersatz
Rohfruchteinsatz	bis 50 %	bis 100 %

Glattwassernutzungsschwelle

Für die Glattwassernutzungsschwelle benötigt man den Nettowärmepreis der sich aus dem Preis des Brennstoffs P, dem Heizwert H_u dem Wirkungsgrad der Kesselanlage η_K und der Übertragung η_Ü

(10)

\begin{align} NWP = \frac{P}{H_u \cdot \eta_K \cdot eta_U} \end{align}

Damit kann man die Glattwassernutzungsschwelle c_GW. Dazu benötigt man die Sudhausausbeute A_S die Konzentration der Ausschlagwürze c_AW, die spez. Wärmekapaziät der Würze c_p, die spez. Verdampfungswärme von Wasser r_W und den Preis des Malzes P_M

(11)

\begin{align} c_{GW} = \frac{A_S \cdot NWP \cdot c_{AW} (c_p \cdot \Delta t + r_W)}{P_M \cdot c_{AW} + A_S \cdot NWP \cdot r_W} \end{align}

Nun kann man die Kosten für den Extraktverlust K_E und die Kosten für das Aufheizen und Verdampfen K_W gegenüberstellen.

(12)

\begin{align} K_E = \frac{c_{GW} \cdot m_{GW} \cdot P_M}{A_S} \end{align}

(13)

\begin{align} K_W = \left( m_{GW} \cdot c_p \cdot \Delta t + m_{GW} \left( 1 - \frac{c_{GW}}{c_{AW}} \right) \cdot r_W \right) \cdot NWP \end{align}