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NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH

27.03.2018

Schaum- und Perlwein ohne Schäumen fördern

27.03.2018

Ölfreie Kompaktpumpe vereinfacht effiziente Abfüllung

Weine gelten aufgrund ihrer Sensibilität bereits an sich als schwieriges Fördermedium, kohlensäurehaltige Weine eröffnen darüber hinaus noch ganz andere Problemfelder: So hat jede Sorte einen speziellen Kohlensäureüberdruck, der eingehalten werden muss. Gleichzeitig erhöht das gelöste CO2 die Neigung des Getränkes zum Schäumen, was die Qualität der Ware beeinträchtigt. Eine große oberitalienische Kellerei setzt daher seit einem Jahr eine besonders pulsationsarme und hygienisch sichere Drehkolbenpumpe der deutschen NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH ein. Diese T.Sano® Pumpe gewährleistet nicht nur den gewünschten Druck über den gesamten Förderweg hinweg – und damit die Güte des Weines –, sondern verhindert auch zuverlässig ungewollte Schaumbildung. Dadurch werden eine präzisere Dosierung und eine vollständigere Behälterentleerung ermöglicht. Die Ausführung der Pumpe in Ganzmetall und ein Antrieb ohne Schmierung garantieren dabei die Lebensmittelsicherheit und ein ungetrübtes Geschmackserlebnis.

Ob spritzig oder eher perlend, Kohlensäurebläschen sorgen beispielsweise in Sekt für ein ganz eigenes Prickeln. Menge und Druck des CO2 werden daher nicht dem Zufall überlassen, sondern sind für jede Sorte charakteristisch. Sie bestimmen sogar die Typisierung: Nur Weine mit mehr als 3 bar Kohlensäureüberdruck bei 20 °C dürfen sich Schaumweine (spumante) nennen, von 1 bis 2,5 bar handelt es sich dagegen um Perlweine (frizzante). Um den jeweils gewünschten Kohlensäuregehalt und -druck sicherzustellen, arbeitet die gesamte Produktion der Kellerei im Piemont daher bis hin zur isobaren Flaschenabfüllung unter kontrollierten Druckverhältnissen. Als Hilfsmittel wird dazu Stickstoff eingesetzt, der je nach Sorte zwischen 0 bar bei stillen und 5 bar bei besonders spritzigen Weinen erzeugt. Dadurch wird aber nicht nur der Wein in seiner speziellen Komposition geschützt, auch ein unerwünschtes Aufschäumen, das im Extremfall komplette Chargen unbrauchbar machen kann, lässt sich so verhindern.

Darüber hinaus nutzte das Unternehmen den Gasdruck auch lange Zeit zum Fördern der Flüssigkeit. Allerdings ist diese Methode – so schonend sie für das Produkt auch ist – sehr teuer, insbesondere da sie nur eine ungenaue Dosierung erlaubt und die Tanks dabei nicht vollständig entleert werden. Um hier eine höhere Effizienz zu erreichen, entschied sich die Kellerei im Sommer 2015, für den Transport zur Mikro-Filtrationsanlage sowie zur Abfüllung auf eine Förderpumpe umzusteigen. Allerdings durfte die Pumpe die Weine keinesfalls durchmischen, außerdem galt es Pulsation und Schaumbildung unbedingt zu vermeiden. Hinzu kamen die hohen Hygieneanforderungen der Lebensmittelsicherheit. Die Wahl fiel daher schließlich auf die T.Sano® von NETZSCH, die eigens für hygienisch kritische Anwendungen entwickelt wurde.

Schonende Förderung und genaue Dosierung

Die Funktion der Pumpe basiert auf zwei Drehkolben, die gegenläufig rotieren und so das Medium von der Saug- zur Druckseite transportieren. Da hierbei rein nach dem Verdrängerprinzip gefördert wird, sind Druckschwankungen oder Scherkräfte ausgeschlossen. „Tatsächlich erzeugt diese Art von Pumpe keinen Druck auf das Medium, sondern fördert lediglich gegen den vorhandenen Gegendruck – in diesem Fall 1 bis 8 bar“, so Alessandro Modenini, der für das Projekt zuständige Außendienstmitarbeiter von NETZSCH. Zusätzlich hält die besonders gestaltete Innengeometrie des Förderraums jegliche Pulsation auf einem sehr niedrigen Niveau, so dass trotz der glatten Kolben Werte ähnlich denen komplex gewendelter, mehrflügliger Drehkolben erreicht werden. Auf diese Weise ist ein schonender, kontinuierlicher Förderstrom ohne Turbulenzen, die zu Schaum führen könnten, sichergestellt und die organoleptischen Charakteristika des jeweiligen Weines bleiben zuverlässig erhalten.

Weiterer Vorteil dieser Technik ist die gleichbleibende und im Gegensatz zur Förderung per Gasdruck genau kontrollierbare Durchflussmenge. Das Fördervolumen ist unabhängig von Viskosität oder Konsistenz des Mediums und wird ausschließlich durch die Drehzahl der Kolben bestimmt. Dadurch lässt sich das Produkt über die Drehzahlregulierung präzise dosieren, was die Abfüllung erleichtert und Produktionsschwankungen minimiert. Zudem arbeitet die Drehkolbenpumpe selbstansaugend, so dass Lagerbehälter wie Weintanks ohne Aufwand fast vollständig geleert werden können. Da die verbleibenden Reste entsorgt werden müssen, konnte diese im Vergleich zum bisherigen Verfahren verbesserte Ausbeute die Produktionsrendite der Kellerei spürbar erhöhen.

Ölfreier, robuster und kompakter Antrieb

Um neben den wirtschaftlichen Aspekten ebenso den Richtlinien der Lebensmittelsicherheit gerecht zu werden, sind in der T.Sano® Drehkolbenpumpe alle mediumsberührenden Komponenten in Edelstahl ausgeführt. Daneben trägt auch der spezielle Antrieb zum Schutz von Produkt und Verbraucher bei: Statt des sonst üblichen, komplexen Gleichlaufgetriebes überträgt bei dieser Bauform – wie bei allen Modellen der T2-Serie von NETZSCH – ein Zahnriemen das Drehmoment vom Motor auf die Drehkolben und synchronisiert zugleich deren Rotation. Er läuft völlig ölfrei, weshalb nicht nur der Aufwand für Schmierung und Ölwechsel entfällt, sondern auch Produktkontaminationen oder Umweltschäden absolut ausgeschlossen sind. Darüber hinaus macht der Riementrieb die Pumpe sehr robust und wartungsarm, da er unempfindlich gegenüber Havarien ist und der Hart-Weich-Kontakt zwischen Riemen und Zahnrädern für eine hohe Laufruhe sorgt. Sollte tatsächlich ein Defekt eintreten, lässt sich der Riemen durch das Lösen von nur zweier Schrauben abnehmen und austauschen, so dass die Pumpe ganz ohne Spezialwerkzeug innerhalb weniger Minuten wieder einsatzfähig ist.

Diese ungewöhnliche Antriebsform macht die T2-Serie sehr kompakt, da der Motor platzsparend über dem Förderraum angeflanscht ist. Dadurch ergeben sich ein vergleichsweise geringes Gewicht und eine extrem kurze Einbautiefe, dank der das Aggregat sowohl in beengten Räumlichkeiten installiert als auch problemlos mobil eingesetzt werden kann. Letzteres nutzen bereits verschiedene Kellerei- und Brau-Betriebe, die je nach Bedarf mit nur einer Pumpe aus verschiedenen Tanks fördern können.

Einfache Reinigung und Wartung

Damit sich die Geschmacksnuancen bei der Verwendung für unterschiedliche Sorten nicht vermischen, ist eine gründliche Reinigung notwendig. Um diese möglichst einfach zu gestalten, ist der Innenraum der T.Sano® totraumfrei angelegt und strömungsoptimiert. Auch schließen die Gleitringdichtungen eben mit der Rückseite der Drehkolben ab. Die Kolben selbst zeichnen sich gegenüber dem Wettbewerb durch rundum glatte Flächen aus, da sie im Pumpenraum nicht verschraubt, sondern mittels Schnellspannelementen von außen fixiert werden. Auf diese Weise finden Produktreste keine Angriffspunkte für Anhaftungen und die Pumpe kann manuell oder im CIP-Verfahren vollständig und rückstandsfrei durchgespült werden.

Für umfassendere Säuberungs- oder Instandhaltungsarbeiten lässt sich zudem die gesamte Front mit wenigen Handgriffen abnehmen, so dass man freien Zugang zu allen Bereichen des Förderraums hat. Die Kolben können unkompliziert und unabhängig voneinander aus- und wieder eingebaut werden. Bei der richtigen Positionierung während der Montage hilft hierbei eine im Deckel integrierte Einstell- und Montagelehre, während die in Cartridge-Bauweise ausgeführten Dichtungen einfach mit auf die Welle geschoben werden. Ein Ausbau der Pumpe aus der Leitung ist dafür nicht nötig, alle Maßnahmen können direkt am Platz erfolgen (Full Service in Place), was Zeit und Kosten spart sowie notwendige Betriebsunterbrechungen minimiert.

Als Schutzmaßnahme gegen Überdruck, der in der druckbasierten Produktion nicht auszuschließen ist, ließ die Kellerei das Aggregat zusätzlich um eine Bypassleitung ergänzen. Auch wurde sicherheitshalber eine Zwangsbelüftung integriert, um den Motor gegen Überhitzung zu schützen. So läuft die T Sano® in dem piemontesischen Betrieb inzwischen seit einem Jahr störungsfrei und fördert bei niedriger Drehzahl 7 bis 10 m³ Wein, Perlwein oder Schaumwein pro Stunde. Nachdem sich das Unternehmen mit den vielen Einstellungsmöglichkeiten, die ihr früheres Verfahren ohne Pumpe nicht bieten konnte, vertraut gemacht hat, werden jetzt Abfülldurchsätze von stündlich bis zu 11.000 Flaschen erreicht – mit der genau richtigen Menge an prickelnden Bläschen.

 

Sekte und Perlweine erfordern je nach Typ und Sorte spezifische Kohlensäuredrücke. Eine namhafte piemontesische Kellerei sorgt daher mit Stickstoff in der gesamten Produktion für kontrollierte Druckverhältnisse, die auch beim Abfüllen unverändert bleiben soll.