Wtp 02 Wirbelschichtdarre

Übersicht Mälzungsprozess

• Überwindung der Keimruhe (Selbstschutz gegen Auskeimen bei ungünstigen Bedingungen)
• Aufgaben des Weichens
  • Reinigung
  • Wasserzufuhr
  • Sauerstoffzufuhr
  • CO₂-Entfernung
  • Entfernung Atmungswärme
• Aufgaben Keimung
  • Freisetzung Enzyme
  • Abbau von Reservestoffen
• Aufgaben des Darrens
  • Lagerfest durch Wasserentzug
  • Unterbrechung chem-bio. Umsetzungen
  • Bildung Farb-, Aroma-, Geschmacksstoffe
• helles Malz: schneller Wasserentzug, dunkles Malz: langsamer Wasserentzug
• Trocknungsabschnitte
  • Schwelken
  • Aufheizen
  • Darren

Beschreibung Darrprozess

• direkte Beheizung (Nitrosamine)
• indirekte Beheizung
• Luftvolumenstrom ist abhängig von Wasseraufnahmekapazität und gewünschter Wasserentzug

Schwelken

• Trocknung bis 12-14 %
• Oberflächenverdunstung (freies ungebundenes Wasser, keine Kapilarkräfte)
• Hygroskopiztätspunkt: Verdunstung freies Wasser -> gebundenen Wasser
• Messung nur hinreichende Genauigkeit

Aufheizen

• Trocknung von 12-14 auf 6 %
• freies Wasser und gebundenes Wasser verdunstet (hygroskopische Kräfte)
• Adsorption: Absenkung Dampfdruck unter Sattdampfdruck
• Messung mit guter Genauigkeit

Abdarren

• Trocknung bis 4-6 %
• nur Verdunstung gebundendes Wasser
• nur Temperatur einflussgebend
• Messung sehr ungenau (Strähnenbildung)

Zustandsänderungen beim Darren

• Frischluftbetrieb
  • Frischluft in Kreuzwärmeüberträger bei konstanten Wassergehalt vorgewärmt
  • Aufheizen bei konstantem Wassergehalt im Heizregister
  • Wasseraufnahme und Abkühlen beim Durchströmen der Horde
  • Abgabe der Wärme im Kreuzwärmeüberträger (Kondensation)
• Umluftbetrieb
  • Mischpunkt liebt auf Verhältnis der Massenverhältnisse Umluft und vorgewärmter Frischluft
  • nur bei geringer Abluft sinnvoll

Aufbau einer Darre

• 350-450 kg/m², gleichmäßige Beladung
• Zweihorden-Luftumkehrdarren benötigen geringeren spezifischern Brennstoffwärmebedarf

Engergieverbrauch

• Abhängig von verschiedenen Kriterien
  • Bauart (Ein-, Zweihorden, Vertikaldarre)
  • direkte/indirekte Beheizung
  • Wärmerückgewinnungsanlagen
  • Schütthöhe Grünmalz
  • Wassergehalt des Malzes
  • Außenluftzustand
  • Isolierung Darre
  • Regelung Ventilatoren (in Stufen, stufenlos)
  • Frisch-, Umluftbetrieb
  • Provenzienz der Gerste
• 774 kWh/t Einhorden-Hochleistungsdarre
  568 kWh/t Zweihorden-Luftumkehrdarre
• indirekte Beheizung günstiger (Taupunkt des Rauchgases nicht relevant)
• Wärmeverluste von Außenfläche abbhängig (große Darren günstiger)
• Winter zwar kälter, aber Luft trockener

Energieeinsparungen

• Wärmerückgewinnung mit Krezstromwärmeüberträger
  • Glas-, Kunststoffröhren (schlechter Wärmeübergang, aber geringes Gewicht)
  • höherer Stromverbrauch durch Ventilator
  • insgesamt 33% Einsparungen
• Ecoflow-System (Sekundärkreislauf)
• Kontrolle über Temperaturwirkungsgrad
  • 80 % Schwelken
  • 60-65 % Nach Schwelken

(1)

\begin{align} \eta_{KWT} = \frac{t_Z - t_{FL}}{t_A - t_{FL}} \end{align}

• Umluftbetrieb
  • qualitative Einbussen, nur geringe Einsparungen
  • nicht beim Schwelken

• elektrische Energie
  • 22 kWh/t Zweihorden-Luftumkehrdarre
    35 kWh/t Einhorden-Hochleistungsdarre
  • bei Drehzahländerungen des Ventilators sinkt sein Wirkungsgrad
  • hohe Investitionskosten bei frequenzgesteuerten Drehstrommoter oder regelbaren Gleichstrommoter

Wärmetechnische Berechnung einer Darre

• Ermittlung Wassergehalt Grünmalz
• Einhaltung der Darrzeit
• Gleichmäßigkeit des Darrens
• Verbrauch an elektrischer Energie
• Verbrauch thermischer Energie
• Bestimmung Luftfeuchtigkeit und Wasserbeladung feuchter Luft

Darren im Wirbelschichtverfahren

• Einhordendarre: durchströme Schüttschicht
• Lockerungsgeschwindigkeit -> Wirbelschicht
• Gemisch aus Gas und Partikel ist wie Fluid (Fluidisation)
• Vorteile des Wirbelschichtverfahrens
  • hervorragende Wärme- und Stoffübergangsverhältnisse
  • wesentliche Vergrößerung der umströmten Gutsoberfläche
  • Temperaturkonstanz
  • genauere Temperaturführung