Essigtechnik

ALKOHOLISCHE GÄRUNG
AUFKONZENTRIERUNG
ESSIG-FERMENTATION
SCHÖNUNG
CROSSFLOW-FILTRATION
VEREDELUNG
LAGERUNG/ REIFUNG
ABFÜLLUNG

TECHNOLOGIE

Forschungs- und Entwicklungsarbeit am Puls der Zeit

Seit über einem Jahrhundert entwickelt und vertreibt FRINGS Verfahrens- und Anlagentechnik für die industrielle Essigproduktion. Heute sind wir als Weltmarktführer auf allen Kontinenten vertreten. Durch umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist es uns immer wieder gelungen, neue Maßstäbe beim Bau und Betrieb von Essigproduktionsanlagen zu setzen. So wurden fast alle wichtigen innovativen Verfahrens- und Apparatetechniken der industriellen Essigherstellung bei uns im Hause entwickelt.

Moderne Technik für kontinuierliche Optimierung

Entscheidend hat FRINGS so dazu beigetragen, dass das Jahrtausende alte Würz- und Konservierungsmittel Essig heute mit nie gekannter Effizienz und Qualität produziert werden kann. Erreicht wurde dieses hohe technische Niveau nicht zuletzt durch die Erfindung des submersen Gärverfahrens und seine kontinuierliche Optimierung zu immer höheren Produktionsleistungen, Ausbeuten und Säurestärken und durch die konsequente Anwendung modernster Automatisierungs- und Filtrationstechniken.

Von der Starterkultur bis zur betrieblichen Schulung

Mit unserem vollständigen Technologie- und Produktspektrum können wir Ihnen die gesamte Prozess- und Verfahrenstechnik einer neuen Essigproduktionsanlage nebst den notwendigen Starterkulturen und Verbrauchsmittel liefern. Natürlich auch alle Services für eine erfolgreiche und nachhaltige Montage, Inbetriebnahme und Schulung.
Selbstverständlich erweitern wir auch vorhandene Produktionskapazitäten oder modernisieren Ihre Altanlagen.

Vom Projektmanagement bis zur Produktentwicklung

Unsere Erfahrung und unser Projektmanagement ermöglichen dabei, dass die Produktion ohne, oder nur mit minimaler Betriebsunterbrechung, gewährleistet bleibt. Gerne beraten wir Sie, welche Lösung für Sie die Beste ist. Unsere Beratungsdienstleistungen umfassen aber nicht nur Aspekte der Anlagenplanung, sondern wir können Sie auch bei der Produktentwicklung unterstützen.

Neueste Ideen aus der Versuchsfabrik

Unser gut ausgebautes Laboratorium mit einer Vielzahl von Pilotfermentern und einer kleinen aber feinen Versuchsfabrik ermöglicht die Produktion von Musterchargen und vieles mehr.
FRINGS hat verschiedene hocheffiziente Verfahren zur Essigfermentation entwickelt und perfektioniert, die nur ein Minimum an Eingriffen seitens des Bedienpersonals erfordern. So können wir Ihnen für jeden geforderten Anwendungsfall den passenden Prozess und je nach Automatisierungswunsch die passende Ausstattung liefern.

Darüber hinaus realisieren wir auch gerne Sonderverfahren für spezielle Produkte oder besondere betriebliche Anforderungen.

Unser über Jahre erworbenes Verfahrens-Know-how stellen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

NORMALVERFAHREN

Das Normalverfahren ist ein zyklisches Produktionsverfahren (Chargenverfahren) und dient der Herstellung von hochwertigen Wein- und Obstessigen sowie von Alkoholessig bis zu einer maximalen Ausstoßsäure von 14,5 %.

Die Charge des Normalverfahrens ist in drei Abschnitte unterteilt:

  • Einstoß
  • Fermentation
  • Ausstoß

Die Abschnitte des Normalverfahrens im Detail

Der alkoholhaltige Wein oder die Alkoholmaische wird in einem Maischetank (Einstoßtank) vorgelegt. Von dort aus wird in der Phase „Einstoß“ ein exakt berechnetes Volumen der Maische in den ACETATOR gepumpt (“eingestoßen”). In diesem befindet sich noch ein Restvolumen mit aktiven Essigsäurebakterien der vorhergehenden Charge. Der so in dem ACETATOR befindliche Alkohol wird im Chargenverlauf durch die Essigsäurebakterien zu Essigsäure oxidiert (“fermentiert”).

Die Essigsäurekonzentration steigt kontinuierlich an, während die Alkoholkonzentration sinkt. Wird im Chargenverlauf die Mindest-Alkoholkonzentration von in etwa 0,3 % erreicht, beginnt die Phase des „Ausstoßes“. Hier wird eine genau definierte Teilmenge des so produzierten Rohessigs aus dem ACETATOR abgepumpt (“ausgestoßen”). Danach beginnt eine neue Charge mit dem „Einstoß“.

Es handelt sich somit in der Nomenklatur der Fermentationstechnik um ein “Repeated-Batch-Verfahren”.

VERFAHREN für höhere Säurestärken

Im Gegensatz zum Normalverfahren, bei dem Essig mit einer maximalen Säurestärke von 14.5 % hergestellt werden kann, ist es möglich mit dem von FRINGS entwickeltem “Einstufig-Hochprozentige-Fermentationsverfahren” (1HP) Alkohol-Essig mit über 24,0 % Säure zu produzieren.

Dazu wird über eine spezielle Verfahrensführung durch kontrollierte Dosierung von Denaturat bzw. Alkohol die Gesamtkonzentration nach und nach erhöht.
Nach Erreichen der gewünschten Konzentration wird der verbleibende Alkohol bis zur üblichen Ausstoßkonzentration abgebaut.

Die Charge unterteilt sich im 1HP-Verfahren in folgende Abschnitte:

  • Einstoß
  • Gärstart
  • Hochstellen
  • Abgären
  • Ausstoß

Der Ablauf des 1HP-Verfahren im Detail

Der „Einstoß“ ist zur Verdünnung der maximalen auf die mininmale Gesamtkonzentration von Bedeutung.

Der folgende “Gärstart” dient zur Unterstützung des Bakterienwachstums.

Während des “Hochstellens” wird hochkonzentrierter Alkohol oder Denaturat separat zudosiert, wobei die Alkoholkonzentration auf einem gleichbleibenden Niveau gehalten wird. Durch Zugabe der vorbestimmten Menge an Alkohol wird am Ende dieser Phase die gewünschte Gesamtkonzentration erreicht und die Alkoholzugabe gestoppt.

In der darauffolgenden Phase “Abgären” wird der noch im Fermenter befindliche Alkohol weiter in Essigsäure umgewandelt, und das fertige Rohessigprodukt bei Erreichen der “Ausstoß”-Alkoholkonzentration ausgestoßen.

Wie beim Normalverfahren verbleibt im ACETATOR ein ebenfalls definiertes Restvolumen mit aktiver Biomasse welches nun allerdings erheblich kleiner ist als das im Normalverfahren.

Beim “Einstoß” innerhalb der nächsten Charge werden dann erneut Wasser, Alkohol und Nährstoffe zugeführt und der obig beschriebene Zyklus erfolgt von neuem. Die produzierte Essigmenge pro 1HP-Zyklus liegt bei ca. der doppelten Menge hergestellt im Normalverfahren.

Alle Regelkreise, Schrittketten für die einzelnen Prozessphasen und auch die Rezepturberechnungen sind in den ACETATOR-Steuerungen programmiert und werden vollautomatisch durchgeführt. Dadurch ist trotz des komplexen Verfahren gewährleistet, dass der notwendige Bedienereingriff minimal und die aufeinanderfolgenden Chargen über mehrere Monate hinweg quasikontinuierlich und präzise gesteuert werden.

Das zweistufig-hochprozentige Verfahren (2HP)

Ein weiterer Prozess für die Herstellung von fermentiertem Essig mit hohen Säurestärken ist das von Frings bereits 1985 erfolgreich eingeführte, zweistufig-hochprozentige Verfahren (2HP). Mit ihm wurden erstmalig Konzentrationen von über 17% erreicht. Wesentliches Merkmal dieses apparativ und prozesstechnisch etwas aufwendigeren Verfahrens ist die Kopplung zweier ACETATOREN / Fermenter zu einer Funktionseinheit (Volumenverhältnis ca. 1:2/3).

Die erste Stufe, der sogenannte DONOR-ACETATOR (Spender), arbeitet dabei vergleichbar wie im 1HP Verfahren.
Die “Ausstoßalkohol-” bzw. die „Übergabealkoholkonzentration“, liegt nun allerdings deutlich höher.
Das voreingestellte “Ausstoß”-Volumen wird komplett in die zweite Stufe, den AKZEPTOR-ACETATOR (Empfänger), gefördert.

Der nach dem vorherigen “Ausstoß“ vollständig entleerte und gespülte AKZEPTOR übernimmt das Transfervolumen des DONORS, dabei wird die Belüftung wieder zugeschaltet. Es folgt eine weitere Zugabe von Nährstoffen sowie ein weiteres „Hochstellen“.

Ist die gewünschte Gesamtkonzentration GK / das Arbeitsvolumen des AKZEPTORS erreicht, stoppt die Alkoholzugabe. Es folgt eine normale Fermentation auf die gewünschte Restalkoholkonzentration. Diese kann sehr wohl auch Null vol% betragen.

Es schließt wieder eine vollständige Entleerung in einen dafür vorgesehenen Tank an. Dieses automatisch ablaufende Verfahren wird auch aktuell noch in mehreren Essigbrauereien erfolgreich eingesetzt.

Diese spezielle Anordnung kann durchaus auch zur Herstellung von Weinessigen / Alkoholessigen mit einer Restalkohokonzentration von Null vol% abgewandelt werden. Man spricht dann vom zweistufig, niederprozentigen Verfahren (2NP).

Sowohl beim 1HP-Verfahren als auch bei den 2HP / 2NP-Verfahren handelt es sich um ein “Repeated-Fed-Batch- Verfahren”.

SONDERVERFAHREN

Das kontinuierliche Verfahren ist in der industriellen Essigproduktion nur wenig verbreitet, auch wenn es ein sehr einfaches Verfahren mit geringen Anforderungen an die Prozesstechnik ist. Der Grund liegt darin, dass mit diesem Verfahren keine hohen Essigsäurekonzentrationen (< 9 %) realisiert werden können.

Verfahrenstechnisch unterscheidet es sich signifikant von den Chargenverfahren, da die Konzentrationen von Essigsäure, Alkohol und andere Parameter über den gesamten Fermentationszeitraum (der durchaus mehrere Wochen und Monate betragen kann) konstant bleiben.

Der Unterschied des kontinuierlichen Verfahrens zum Chargenverfahren

Der kontinuierliche Zulauf von Maische und die zeitgleiche Entnahme eines Volumenstromes mit gleicher Pumprate führen zu diesem sogenannten “Steady-State”. Die Zulaufrate wird so eingestellt, dass sich im Fermenter eine geringe Alkoholkonzentration von 0,3 % und eine maximale zugehörige Essigsäurekonzentration (abhängig vom Alkoholgehalt der Maische/des Weins) einstellen.

Schwankungen der Aktivität der Essigsäurebakterien oder der Maischekonzentration werden mittels eines Regelkreises bestehend aus einer Online-Ethanolsonde und einem Controller ausgeglichen.

Das Verfahren ist besonders geeignet für die Herstellung von Essigen aus niederprozentigen Weinen oder Maischen, deren Alkoholgehalt aus Qualitätsgründen oder aus betrieblichen Gründen limitiert ist.

Produkte im Überblick

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