In dieser Ausgabe unserer Content-Serie beschäftigt sich Donaldson mit einem häufig auftretenden Problem in der Bierfiltration: der vorzeitigen Verblockung von Trap-Filtern nach der Kieselgurfiltration.
Ausgangssituation
Eine große Brauerei im Volllastbetrieb stellte fest, dass einer ihrer Trap-Filter deutlich früher als erwartet das zulässige Differenzdrucklimit erreichte. Während der Filter ursprünglich für die Filtration von etwa 300.000 Hektolitern Bier ausgelegt war, wurde der maximale Differenzdruck bereits nach rund 70 % dieser Produktionsmenge erreicht.
Die Folgen waren häufigere Filterwechsel, steigende Betriebskosten sowie ungeplante Eingriffe in den Produktionsablauf.
Im Rahmen einer Lieferanten- und Produktbewertung hatte die Brauerei kürzlich einen alternativen Trap-Filter mit einer Nennfeinheit von 5 µm getestet. Obwohl die technischen Datenblätter zunächst vergleichbar erschienen, zeigte sich im praktischen Betrieb ein deutlich anderes Verhalten. Die Frage lautete daher: Welche Ursachen können zu einer vorzeitigen Beladung und Verblockung des Trap-Filters führen?
Mögliche Ursachen
1. Druckschwankungen während der Kieselgurfiltration
Kieselgurfilter sind auf einen stabilen Betriebsdruck angewiesen. Kommt es während der Filtration zu Druckstößen oder schnellen Druckänderungen, kann der Kieselgurkuchen teilweise aufbrechen. Dadurch gelangen größere Mengen feiner Partikel in den Bierstrom und werden anschließend vom nachgeschalteten Trap-Filter zurückgehalten.
Der Trap-Filter erfüllt in diesem Fall zwar seine vorgesehene Funktion, wird jedoch mit einer deutlich höheren Partikelfracht belastet als ursprünglich vorgesehen. Dies führt zu einem beschleunigten Differenzdruckanstieg und verkürzt die Standzeit des Filters erheblich.
2. Fehlerhafte Ventilschaltung während der CIP-Reinigung
Auch die Reinigungsprozesse können die Lebensdauer eines Trap-Filters maßgeblich beeinflussen. Bei einer fehlerhaften Konfiguration der Ventilsteuerung während eines CIP-Zyklus (Cleaning-in-Place) kann kieselgurhaltige Reinigungsflüssigkeit unbeabsichtigt über den Trap-Filter geführt werden.
In diesem Fall wird der Filter nicht durch Bierpartikel belastet, sondern durch Feststoffe aus dem Reinigungsprozess. Die dadurch verursachte Beladung reduziert die verbleibende Filterkapazität für den eigentlichen Produktionsbetrieb und kann zu einem deutlich vorzeitigen Austausch führen.
3. Unterschiede in der Filterklassifizierung und Rückhalterate
Ein weiterer entscheidender Faktor ist die tatsächliche Leistungsfähigkeit des eingesetzten Filtermediums. Nicht jeder Filter mit einer Nennfeinheit von 5 µm bietet die gleiche Partikelrückhaltung.
Bei nominal bewerteten Filtermedien liegt die Abscheideleistung häufig im Bereich von etwa 70 bis 98 % für Partikel der angegebenen Größe. Absolut bewertete Filterelemente erreichen dagegen deutlich höhere und reproduzierbare Rückhalteraten.
Der Donaldson LifeTec™ PP100 N beispielsweise bietet bei seiner definierten Partikelgröße einen Abscheidegrad von bis zu 99,98 %. Gerade in Anwendungen mit hohen Durchsätzen und großen Produktionsmengen können Unterschiede in der Abscheideleistung erhebliche Auswirkungen auf Standzeit, Bierqualität und Betriebskosten haben.
Empfehlungen zur Optimierung der Bierfiltration
Zur Maximierung der Standzeit von Trap-Filtern sollten folgende Punkte regelmäßig überprüft werden:
- Sicherstellung eines stabilen Differenzdruckverlaufs während der Kieselgurfiltration
- Überwachung der Betriebsparameter zur Vermeidung von Druckstößen und Filterkuchenablösungen
- Überprüfung der CIP-Ventilsequenzen auf mögliche Fehlverschaltungen
- Kontrolle, dass keine kieselgurhaltigen Medien während der Reinigung über den Trap-Filter geführt werden
- Bewertung der tatsächlichen Partikelrückhalterate des eingesetzten Filterelements
- Vergleich von Filterstandzeiten und Filtrationskosten unterschiedlicher Filtertechnologien und Hersteller
Donaldson – Ihr Partner für die Brauereifiltration
In Brauereien mit hohen Produktionsleistungen können bereits kleine Prozessabweichungen erhebliche Auswirkungen auf die Filtrationseffizienz und die Betriebskosten haben. Eine systematische Analyse der Prozessbedingungen ermöglicht jedoch häufig eine schnelle Identifikation der Ursachen und die Umsetzung gezielter Optimierungsmaßnahmen.
Mit den LifeTec™-Filterelementen und den Prozessfiltrationslösungen von Donaldson unterstützen wir Brauereien dabei, eine konstante Bierqualität, hohe Prozesssicherheit sowie die Einhaltung regulatorischer Anforderungen sicherzustellen. Gleichzeitig tragen unsere Lösungen dazu bei, Betriebskosten zu reduzieren und die Produktivität der Filtrationsprozesse nachhaltig zu verbessern.
