Saubere Gerste

Saubere Gerste –
besseres Malz – reines Bier
Einsatz eines optischen Sortierers bei der Reinigung von Gerste
und Malz zur erfolgreichen Reduktion von Mykotoxinen
Was in zahlreichen Sparten der getreideverarbeitenden Industrie seit
einiger Zeit möglich ist, gilt neu auch für die Mälzerei und die Brauerei. Bühler Sortex
hat den neuen optischen Sortierer SORTEX A an die spezifischen Anforderungen
von Mälzereien und Brauereien angepasst. Der Sortierer ist in der Lage, bis zu ≥ 97 Prozent
rot verfärbte „schlechte“ Körner sowie andere, optisch differenzierbare Fremdkörper
bis zu ≥ 99 Prozent aus Gerste und Malz auszulesen.
enn es um das schnelle, präzise
und wirtschaftliche Sortieren
von Rohstoffen geht, setzt eine Mehrheit der weltweiten Lebensmittelbetriebe auf die Karte „Sortex“.
Seit der Gründung im Jahre 1947 in
London, konzentriert sich Sortex
Ltd. auf die Entwicklung und Herstellung von optischen Sortiermaschinen.
viele defekte Körner mit einem minimalen Anteil an guten Körnern auszulesen (optimal good-bad ratio).
W
Das Unternehmen hat sich zum führenden Lieferanten in mehr als 100
Ländern entwickelt. Im Jahre 1994
wurde es vom internationalen Technologiekonzern Bühler übernommen.
Seither wurde die Möglichkeit zum
optischen Sortieren kontinuierlich auf
alle lebensmittelorientierten Marktsegmente, in welchen Bühler tätig ist,
adaptiert. Weltweit arbeiten gegenwärtig über 25 000 optische Sortierer
von Sortex.
SORTEX A5
mit fünf Kanälen
Die Sortex-Maschinen sollen in erster
Linie alle unerwünschten Verunreinigungen, Fremdkörper und alle Pro-
dukte mit einem Defekt entfernen,
daneben aber auch ihre Kapazität,
ihre Effizienz und die Ausbeute
maximieren. Eine Maschine muss
beispielsweise bis zu 150 000 Reiskörner pro Sekunde kontrollieren und
sortieren können. Das Ziel ist ein
Reinheitsgrad von 100 Prozent. Die
Herausforderung dabei ist, bei maximaler Durchsatzleistung möglichst
Andreas Frank
Roman Inauen
Diplom-Braumeister
(TU MünchenWeihenstephan),
Technologie und
Entwicklung Marktsegment Brauerei
bei der Bühler AG,
Schweiz
(www.buehlergroup.com)
Marketing Manager
EMCQ; Absolvent
Swiss Milling School
St. Gallen; Marketingund Produktmanager
für alle Reinigungsanlagen im Geschäftsbereich Grain Milling
& Brewing der Bühler AG
Schauen, zielen, feuern
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· BRAUINDUSTRIE 1/2012
Das Funktionsprinzip: Die optischen Sortierer verwenden kamerabasierte Systeme, um Produkte
bei unterschiedlicher Wellenlänge
(Kontrast und / oder Farbe) zu erfassen. Als defekt erkannte Produktteile werden durch einen kurzen und
kräftigen Luftstoß aus dem Produktfluss entfernt. „Schauen, zielen, feuern“ lautet das Motto. Um erfolgreich
sortieren zu können, bilden eine hohe
Kameraauflösung, leistungsgerechte
Anzahl von Produktkanälen und hohe
Dichte an Ausblasdüsen die Grundvoraussetzungen.
Das Geheimnis und der Erfolg der
optischen Sortierer sind das perfekte
Zusammenspiel von Zuführ-, Beleuchtungs-, Kamera-, Bildanalyse- und
Ausblassystem. Zu diesem Zweck
wurde ein eigenes Kamera- und Auswerfsystem sowie die zugehörige
Elektronik inklusive den erforderlichen
Auswertalgorhythmen entwickelt.
Funktionsprinzip
der Farbsortierer
Ein optischer Sortierer besteht aus vier
Hauptbestandteilen:
Dosiersystem
Das Dosiersystem speist die Körner
als gleichmäßigen Produktschleier
kontinuierlich auf das Kontroll- und
Ausblassystem. Es besteht aus einem
kleinen Behälter als Einlaufdepot,
einem Zuführvibrator und einer Rutsche. Die Körner werden nach dem
Verlassen der Rutsche kontrolliert.
Kontrollsystem
Das Kontrollsystem umfasst maximal vier visuelle, respektive InfrarotDigitalkameras pro Kanal sowie
eine Vordergrund- und Hintergrundbeleuchtung. Das Kontrollsystem
misst die Reflexion jedes einzelnen
Kornes beim Passieren der Kameras.
Die Reflexionswerte der Körner werden durch die Datenanalyse verarbeitet.
Datenverarbeitung
Die Datenverarbeitung erkennt fehlerhafte Körner im Produktstrom wie
auch die genaue Fehlerstelle.
Funktionsprinzip/Querschnitt Sortex A
Ausblassystem
Das Ausblassystem umfasst eine
Anordnung von Luftdüsen. Während
das Gutprodukt ohne weiteres durch
die Maschine hindurch fließt, werden
die fehlerhaften Körner durch das
Ausblassystem ausgeschieden. Das
Auswerfsystem verwendet die Koordinaten der Bildverarbeitung, um
kurze, gezielt auf die fehlerhaften
Körner gerichtete Druckluftstöße
abzugeben.
Der optische Sortierer kann mit unterschiedlichen Kamera- und Beleuchtungskonfigurationen
ausgerüstet
werden, um eine Vielfalt von Verunreinigungen und Fremdmaterialien
auszuscheiden. Die Maschine ist in
verschiedenen Baugrößen erhältlich,
mit Durchsatzleistungen von 1 bis
32 t/h abhängig vom zu verarbeitenden Rohprodukt und der Eingangsverunreinigung des zugeführten
Produkts.
Ein weiteres Kriterium für die sich
ergebende Durchsatzleistung ist die
Frage, ob der Sortierer nur als
Hauptsortierung oder mit integrierter
Nachsortierung eingesetzt wird. Der
Sortierer kann flexibel je nach Anforderungen des Betreibers konfiguriert
werden: Abhängig von Produktqualität, gewünschter Durchsatzleistung,
Automations- und Integrationsgrad,
dem verfügbaren Raum sowie vom
Typ, der Kombination und der Sortiergenauigkeit der bestehenden mechanischen Reinigungsmaschinen.
Weizen, Durum, Gerste, Roggen, Hafer,
Mais und Reis eingesetzt. Bei der
Sortierung dienen feinste Farb- und
Kontrastunterschiede sowie charakteristische Oberflächenstrukturen als
Unterscheidungsmerkmale zwischen
Gut- und Schlechtprodukten. Für
die Brauerei- und Mälzereiindustrie
bedeutet das, dass ein entsprechend
konfigurierter optischer Sortierer des
Typs Sortex A in der Lage ist, bis zu
≥ 97 Prozent rot verfärbte „schlechte“ Körner sowie andere via Farbdefekt erkennbare Fremdkörper wie
Mutterkorn bis zu ≥ 99 Prozent aus
der Gerste und dem Malz auszulesen.
Sortierung nach Farbund Kontrastunterschieden
Einsatz in der Mälzerei
In allen Sparten der getreideverarbeitenden Industrie wird die optische
Sortierung zur Reinigung und Aufbereitung von Rohprodukten wie
Je besser die Gerste vor dem Mälzungsprozess gereinigt wird, umso
höher ist die Qualität des Malzes und
des daraus gebrauten Bieres. Die bei
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der Mälzerei angelieferte Rohgerste
kann physikalische Verunreinigungen
wie Hölzästchen, Steinchen, kleinste
Metallteile, Erdklümpchen, Fremdgetreide oder sogar Glassplitter aufweisen, aber auch biologische Verunreinigungen wie etwa Schädlinge,
Teile von Insekten oder Schimmelpilze.
Gefährlich sind biochemische Verunreinigungen wie Pilzgifte, die durch
den natürlichen sekundären Stoffwechsel von Schimmelpilzen entstehen. Diese sogenannten Mykotoxine gehören aufgrund ihrer toxischen Wirkung zu den Lebensmittelkontaminanten. Die wichtigsten der
etwa 300 bekannten Mykotoxine
sind die Aflatoxine, Deoxynivalenol
(DON, auch Vomitoxin genannt) und
Nivalenol (NIV).
Das moderne Reinigungskonzept in
Mälzereien beinhaltet eine mechanische Hauptreinigung mit einem
Universal-Aspirateur und Trommeltrieuren. Der Universal-Aspirateur
entfernt Leichtteile wie Staub, Spelzen, Strohpartikel, hohle Körner und
Grobteile wie Ähren, Erdklumpen und
große Steine. Weiter klassiert er die
Gerste nach der Korngröße (durch
Siebung), wobei die Kleinkornfraktion (in der Regel < 2,2 mm) aussortiert wird. Die nachfolgenden Rundund Langkorntrieure entfernen Bruchkorn, Fremd- und Unkrautsämereien.
Biologische und chemische Unreinheiten sind oft nur durch farbliche
Unterschiede erkennbar, welche mechanisch nicht mehr auslesbar sind.
Ergänzend zur mechanischen Reinigung können mit der optischen
Sortierung zusätzlich Defekte nach
Farbe, sowohl im sichtbaren Spektrum wie auch im Infrarot-Bereich,
erkannt und aussortiert werden.
So haben nun Mälzereien die Möglichkeit, zum Beispiel DON-Körner
respektive fusarium-kontaminierte rote
Körner auszulesen. Bestehende Mälzereianlagen können mit einem optischen Sortierer nachgerüstet werden.
Splitting/Fusarium/DON
kontaminiert (toxisch und
Ursache für „gushing“)
Die Vorteile
in der Mälzerei
Ein wichtiger Vorteil des optischen
Sortierens ist die Vermeidung von
Folgekontaminationen. Einerseits wird
die spätere Infizierung anderer Gerstenpartien verhindert, anderseits sind
durch die frühzeitige Entfernung,
zum Beispiel rot verfärbter DON-/
Fusarium-Körner, auch die folgenden
Prozessanlagen vor Kontamination
geschützt (Verschleppungsgefahr).
Die Kombination aus mechanischer
und optischer Reinigung ermöglicht
eine hohe Produktreinheit selbst bei
stark verschmutzten und entsprechend auch günstigeren Rohprodukten. Fremdsämereien, Unkrautkörner,
Mutterkorn und Bruchkorn weisen
Farbkontraste oder auch andere
Ausprägungen auf, welche die Sortex-Maschinen gut erkennen und
auslesen können. So werden als positiver Nebeneffekt zusätzlich solche
Körner nach der mechanischen Reinigung ausgelesen.
Der Einsatz eines optischen Sortierers erlaubt modernen Mälzereien
auch in neue Produktbereiche vorzustoßen. So kann ein „Sortex-kontrolliertes Malz“ angeboten werden. Um
vom Trend von mehr Rohgersteneinsatz in Brauereien zu profitieren,
können Mälzereien weiter veredelte
Gerstenprodukte anbieten. Diese
reichen von „Sortex-kontrollierter
Gerste“ bis hin zu geschälter Gerste
durch „Peeling und Pearling“.
Reinheit
fordert Brauereien
Es ist absehbar, dass die europäischen Gesetzgeber in naher Zukunft
die gesetzlichen Grenzwerte für DONRückstände in Lebensmitteln auf
breiter Front auf ≤ 1,0 ppm reduzieren werden. Die Bierbrauer sind gefordert, da laut Studien ein großer Teil
des DON, das im menschlichen Kör-
Verbrannte Gerste
(negativer Biergeschmack)
Spelzenverlust
(negative Mälzereieffizienz)
per akkumuliert und nachgewiesen
wird, über das Bier und nicht nur wie
gemeinhin angenommen über Brot,
Cerealien oder andere getreidebasierte Produkte aufgenommen wird.
„Gushing“ verhindern
Nach übereinstimmender Meinung
von Braumeistern sind die unerwünschten „roten Körner“ für den
Effekt mitverantwortlich, welche das
Bier beim Öffnen der Flasche unkontrolliert überschäumen lässt. Dass
das sogenannte „Gushing“ von den
roten Gerstenkörnern kommt, ist
zwar wissenschaftlich nicht bewiesen. Allerdings wurde das Phänomen
bisher nur bei Bier beobachtet, für
dessen Herstellung Gerstemalz mit
„roten Körnern“ verwendet wurde.
Stellt ein Brauer heute fest, dass eine
seiner Bierchargen zum „Gushing“
neigt, bleibt ihm in der Regel nur ein
Ausweg, nämlich die ganze Charge
zu vernichten, da das Gushing als
schwerer Produktmangel einzustufen
ist und eine Unverkäuflichkeit des
Produktes zur Folge hat. Andernfalls
würde der Hersteller seine Reputation als Qualitätsbrauerei rasch verlieren, da der Biertrinker doch als
sehr qualitätsbewusst einzustufen ist
und empfindlich auf Veränderungen
in Geschmack und Qualität reagiert.
Durch den Einsatz von optischen
Sortierern in der Brauerei kann das
Risiko von „Gushing“ markant reduziert werden.
Schließlich wird mit dem Einsatz
eines optischen Sortierers in Brauereien nicht nur die Verunreinigung
durch Mykotoxine minimiert, sondern auch die Belastung durch allfällige kleine Fremdkörper wie Steinchen, Unkrautsämereien verhindert.
Durch den Einsatz einer nachgeschalteten Waage kann auch die
genaue Menge der Verunreinigung
gewogen und der „Ausputz“ mit Verrechnung an den Lieferanten retourniert werden.
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Insektenbefall
Relevante Defekte, Verunreinigungen, Fremdsämereien für die Mälzerei/Brauerei (am Beispiel Gerste)
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Schwarzes Mutterkorn
(toxisch)