STÄRKEHALTIGE ROHSTOFFE IN DER BRENNEREI
Immer wiederkehrende Fragen zur Verarbeitung stärkehaltiger Rohstoffe in der Abfindungsbrennerei zeigen, dass viele Brenner auf diesem Gebiet Neuland betreten. Bei den meisten fehlt dagegen nur noch der eine oder andere nützliche Hinweis, um das bisher schon erfolgreiche Betriebsergebnis zu verbessern.

Die Verarbeitung stärkehaltiger Rohstoffe, zumeist Weizen, wird in der Regel von Brennern nur dann erwogen, wenn in Jahren mit einer schlechten Obsternte das vorhandene Brennrecht mit der angefallenen Obstmenge nicht vollständig ausgenutzt werden kann.

VOR- UND NACHTEILE ABWÄGEN

Ehe man darangeht, Getreide zu verarbeiten, sollte man die Vor- und Nachteile gegeneinander abwägen. So sind bei stärkehaltigen Rohstoffen gegenüber den Klassikern Kern- und Steinobst bei richtiger Vorgehensweise deutlich höhere Ausbeuten zu erzielen. Dies zeigt sich allerdings auch beim Ausbeutesatz von
26 lA/100 kg Rohstoff. Hinzu kommt, dass das zur Verzuckerung benötigte Darrmalz, üblicherweise aus Gerste, als Verzuckerungsmittel gilt und die daraus gewonnene Alkoholmenge nicht versteuert werden muss. Die erlaubte Zugabe beträgt 15 % bezogen auf die eingesetzte Rohstoffmenge. Bei Verarbeitung von 100 kg ergibt das Malz etwa
5 lA. Ein weiterer Vorteil ist, dass trockenes Getreide über einen längeren Zeitraum hinweg problemlos lagerfähig ist. Als Nachteil bei der Getreideverarbeitung ist anzusehen, dass die Stärke zum einen im Korn bzw. in Zellverbänden eingeschlossen und zudem nicht direkt vergärbar ist. Deshalb muss sie zunächst freigesetzt und anschließend verzuckert werden. Die Freisetzung geschieht normalerweise durch das möglichst feine Schroten mit einer Mühle in eigener Regie oder durch den Kauf des fertigen Schrotes. Dieses möglichst feine Schroten ist neben einem hohen Stärkegehalt die Grundvoraussetzung für das Erzielen hoher Alkoholausbeuten. Ein weiterer Nachteil ist, dass für eine vernünftige Verarbeitung von Geteide eine gewisse technische Grundausstattung vorhanden sein sollte. Dazu gehört ein Maischapparat mit leistungsfähigem Rührwerk und eine Kühlschlange zum Aufheizen bzw. Kühlen der Maische. Diese kann man aber auch durch direkt eingeleiteten Dampf auf die erforderliche Maischtemperatur bringen, die unbedingt erreicht werden muss, um die Maische zu verkleistern. Nur nach einer Verkleisterung, die an der Viskositätserhöhung der Maische zu erkennen ist, und anschließender Verflüssigungsrast kann die Stärke vollständig zu vergärbaren Zuckern abgebaut werden.

WELCHEN ROHSTOFF WÄHLEN?

Weizenschrot ist der am meisten verwendete Rohstoff. Dies vor allem auch deshalb, weil er als leicht zu verarbeiten gilt und immer relativ hohe Stärkegehalte aufweist. Roggen wird auch gerne als Ausgangsmaterial eingesetzt. Ihn könnte man auch in diesen Bereich einreihen, wenn er keine Pentosane (Schleimstoffe) enthalten würde, die die Viskosität der Maischen deutlich erhöhen. Werden diese nicht gleich zu Beginn des Einmaischens mit Hilfe eines Pentosanasepräparates abgebaut, bleibt die Maische bis zum Ende dickflüssig. Dies wirkt sich auch nachteilig bei der Gärung aus.

DER EINMAISCHVORGANG- SCHRITT FÜR SCHRITT

Nachfolgend wird das Maischverfahren zugrunde gelegt, das sich seit jahren in der Forschungs- und Lehrbrennerei der Universität Hohenheim bewährt hat und so auch in den Lehrkursen für Klein- und Obstbrenner demonstriert wird. Damit man beim Einmaischen keinen der erforderlichen Maischzusätze vergisst, sollte man diese bereits vorher in ihren vorgeschriebenen Mengen und dabei möglichst in der Reihenfolge ihrer Zugabe bereitstellen. Diese Zusätzt sind
das Wasser, das möglichst warm im Maischer vorgelegt wird. Es empfiehlt sich dabei, die berechnete Menge etwas geringer zu halten und das “richtige” Maischevolumen erst am Ende des Maischprozesses einzustellen. Dies geschieht dann im Gärtank. Die fertige Maische kann aber auch ohne Bedenken direkt im Maischapparat vergoren werden, sofern noch ein ausreichender Steigraum von etwa 25 % gegeben ist.
Dann lässt man unter ständigem Rühren das Schrot langsam zurieseln, um Klumpenbildung zu vermeiden.
Das Verflüssigungsenzym in Form einer mikrobiellen a-Amylase zugegeben, die im Verleich zu Darrmalz deutlich höhere Temperaturen verträgt. Ist die gesamte Rohstoffmenge im Maischapparat, beginnt man mit dem Aufheizen der Maische. Die geschieht am effektivsten, wenn man den Dampf über die Dampfdüse des Maischers direkt einleitet. Als Alternative dazu kann man auch die Kühlschlange benutzen, indem man den Dampf oben ein- und unten über den Kühlwasserzulauf das dabei entstehende Kondensat ableitet. Im Bereich um 60° C tritt dann eine starke Viskositätszunahme ein, die sog. Verkleisterung der Stärke. Diese “Verdickung” senkt sich aufgrund der Wirkung des Verflüssigungsenzyms bald wieder auf das Anfangsniveau ab. Hat man die gewünschte Maischetemperatur von 75° C erreicht, lässt man die Maische eine Stunde lang für eine Verflüssigungsrast ruhen. Anschließend wird die Maische abgekühlt.
Während des Abkühlens auf 55° C – das ist die Temperatur, bei der das Malz bzw. zusätzlich noch ein mikrobielles Verzuckerungsenzym zugegeben werden kann, setzt man den pH-Wert mit technischer Schwefelsäure auf einen Bereich pH 5,2 bis 5,0 herab, auch um die Wirkung dieses Enzymkomplexes zu erhöhen. In Kompination mit Malz reichen bei der Glucoamylase 20% der vom Hersteller angegebenen Menge aus. Den pH-Wert kann man mit einem elektronischen pH-Meter oder mit Indikatorstreifen überprüfen. Diese gibt es speziell für Getreidemaische. Sie decken den gesamten Bereich von pH7,o bis 4,0 also von der süßen bis zur vergorenen Maische, vollständig ab. Die Schwefelsäure wurde vorher mit kaltem Wasser verdünnt, indem man diese dem Wasser zugibt. Bei allen Arbeiten mit dieser nicht ganz ungefährlichen Chemikalie ist eine ausreichende Schutzkleidung (Brille, Gummischürze und -stiefel) zu tragen. Eine Verzuckerungsrast ist nicht erforderlich. Man kann aber durch langsameres Kühlen die Maische länger im höheren Temperaturbereich halten und so für die Verzuckerungsenzyme bessere Bedingungen erhalten. Wird nach etwa 10 bis 20 Minuten der pH-Wert kontrolliert, sollte dieser etwas höher sein als vor der Enzymzugabe. Dies ist dann auch ein gutes Zeichen dafür, dass die Verzuckerung eingesetzt hat bzw. die Verzuckerungsenzyme noch in Ordnung sind.
Während der zweiten Abkühlphase ist es nun Zeit, die Hefe vorzubereiten. Sowohl Backhefe als auch die spezielle Reinzuchthefe für Getreidemaischen müssen in Wasser verflüssigt werden. Die Wassertemperatur sollte dabei im Bereich von etwa 30° C liegen. Fängt die aufgelöste Hefe nach etwa 20 Minuten zu schäumen an, zeigt dies, dass sie noch ihre volle Gärkraft besitzt. Bewährt hat sich bei diesem Vorgehen, dass man den Hefeansatz mit etwas süßer Maische versetzt, damit die Hefe schon von Anfang an ausreichend mit Nahrung versorgt ist.

AUF DIE GÄRFÜHRUNG KOMMT ES AN

Die richtige Einleitung der Gärung beginnt mit der Hefezugabe unter 35° C Gleichzeitig kann man ein Entschäumungsmittel mit in die Maische einrühren, da bei dieser kurzen Gärdauer von drei bis vier Tagen von einer stürmisch verlaufenden Gärung ausgegangen werden muss. Dies zeigt sich auch am Ansteigen der Gärtemperatur, die 35° C allerdings nicht überschreiten sollte. Deshalb kommt der Anstelltemperatur eine große Bedeutung zu. Sie sollte so gewählt werden, dass die Gärtemperatur 35° C nicht übersteigt. Hat man die Möglichkeit, die Maische während der Gärung zu kühlen, ist man etwas flexibler, weil man die Maische etwas “höher” anstellen kann und so die Gewähr hat, dass die Gärung auch schon nach kurzer Zeit beginnt. Wird die Maische dagegen zu weit heruntergekühlt, besteht die Gefahr, dass sie bis zum angemeldeten Brenntermin noch nicht vollständig vergoren ist, denn im Gegensatz zu Obstmaischen darf es bei diesen kurzen Gärzeiten zu Beginn keine Verzögerung geben, auch wegen des Aufkommens von Infektionen. Wichtig ist auf jeden Fall, dass man die Maische in regelmäßigen Abständen auf ihre Gärtätigkeit, die auch am Ansteigen der Temperatur (“steigende Gärung”) zu erkennen ist, und auf ihr Ansteigen hin kontrolliert. Das Ende der Gärung deutet sich an, wenn die Gärtemperatur sinkt (“fallende Gärung”), oder bei einem geschlossenen Gärgefäß die Tätigkeit am Gäraufsatz nachlässt. Daraus kann man dann schließen, dass die Zucker weitgehend in Alkohol umgesetzt worden sind.

DESTILLIEREN MIT ALLEN BÖDEN

Die Destillation erfolgt langsam mit allen drei Böden und unter Nutzung des Cyanidabschneiders (“Katalysator”) also hoher Verstärkung. Bei der Destillationszeit ist zu berücksichtigen, dass vergorene Getreidemaische bei richtiger Mengeneinstellung einen Alkoholgehalt von 8 bis 9 % Vol aufweisen.

DIE WICHTIGSTEN DATEN ERMITTELN

Um das Betriebsergebnis richtig einordnen zu können, ist es unerlässlich, während des Einmaischens und am Ende der Destillation die wichtigsten Daten zu ermitteln:
Rohstoffmenge und Temperaturen
Das exakte Einwiegen von Rohstoff und Malz erfolgt mit einer Waage, die Bestimmung der erforderlichen Wassermenge am einfachsten mit einer auf den Maischapparat abgestimmten Messlatte. Wird nur mit dem temperaturempfindlichen Darrmalz als alleinigem Verzuckerungsmittel gearbeitet, ist dies nur mit einem Thermometer möglich, welches exakt misst.
pH-Wert
Die Messung per pH-Wert wurde bereits angesprochen. Anzumerken ist dazu noch, dass elektronische pH-Meter in regelmäßigen Abständen mit Kalibrierlösungen auf ihre Messgenauigkeit überprüft werden müssen. Der pH-Wert einer vergorenen Getreidemaische sollte über pH 4,2 liegen. Niedrigere Werte lassen auf eine infizierte Maische schließen.
Extraktgehalte
Die Extraktgehalte vor und nach der Gärung sind ebenfalls wichtige Indikatoren für den Brenner. Diese kann man bei der süßen Maische (vor der Hefezugabe) mit einem Handrefraktometer abstimmen. Dazu werden nur wenige Tropfen Maischefiltrat benötigt, um in kurzer Zeit einen aussagekräftigen Wert zu erhalten. Je höher dieser ist, umso höher wird auch der Alkoholgehalt am Ende der Gärung sein. So ergibt ein Extraktgehalt von
1,0 % mas etwa 0,5 % Vol Alkohol in einer vollständig vergorenen Maische. Vergorene Maischen müssen dagegen filtriert und der Vergärungsgard anschließend mit einer Extraktspindel gemessen werden. Bei Weizenmaischen liegt der Vergärungsgrad bei
0,5 % mas,  bei Roggen wegen der Pentosane bei 1,0 % mas. Ein eventuell noch vorhandenen Restzuckergehalt kann man mit Hilfe eines Schnelltests noch genauer feststellen. Iiegt der Farbumschlag dabei unter O,5 g Restzucker/IMaische, ist die Maische durchgegoren.
Alkoholausbeute
Bei Getreidemaischen ist die Alkoholausbeute in IA das Betriebsergebnis, das den Brenner am meisten interessiert. Dazu werden die Alkoholmengen der einzelnen Destillatfraktionen Vor-, Mittel- und Nachlauf bestimmt und addiert. Der Malzalkohol geht dabei ohne Berücksichtigung in die Gesamtausbeutung mit ein. Eine Ausbeute von rund 40 IA aus 100 kg ” Getreide” sollte erreicht werden. Zur Ermittlung der exakten Alkoholausbeute sind allerdings mehrere Alkoholmeter und die Amtlichen Alkoholtafeln Grundvoraussetzung.

Auszug aus dem Fachmagazin “Kleinbrennerei 11/2012
Autor: Otfried Jung, Universität Hohenheim
www.Kleinbrennerei.de