Die Filtration des Bieres

Einleitung

Auf seinem Weg vom Lagerkeller in die Abfüllerei passiert das Bier den Filterkeller, da der Verbraucher vom Bier neben einem einwandfreien Geschmack auch einen feinen Glanz erwartet. Dies gilt eigentlich für alle Biere ausser das sogenannte Zwickelbier, dass nicht gefiltert wird. Diese gewünschte Klarheit ist auf natürlichem Weg, das heisst durch die normale Klärung bei der Lagerung, nicht zu erreichen. Aus diesem Grund werden bei der Filtration die Trübungsbildner, wie Eiweissgerbstoff-Verbindungen, Hopfenharze, Hefezellen und eventuell auch vorhandene bierschädliche Bakterien entfernt. Neben der Optik und dem Geschmack kann so auch die Haltbarkeit des Bieres verbessert werden. Wichtig ist beim ganzen Filterprozess, dass dabei keine Druck- und Temperaturunterschiede auftreten, damit das im Bier gelöste Kohlendioxid nicht zu schäumen beginnt.

Die Filtration kann unterteilt werden in eine Vorklärung, eine Schönung sowie in eine Feinfiltration. Je nach Brauerei kommen dabei verschiedene Technologien zum Einsatz. Die Vorklärung wird durch Zentrifugation oder durch Kieselgurfiltration erreicht. Zur Schönung und Bierstabilisation wird das Bier teilweise mit PVP (Polyvinylpyrrolidon) behandelt. Für die Fein- oder Blankfiltration kommen Schichtenfilter mit Baumwoll- und besonders früher noch mit Asbestfasern zum Einsatz.

Vorklärung

Das Bier wird je nach Brauerei durch Zentrifugen oder durch Kieselgurfiltration vorgeklärt. Bei der Zentrifugation werden die unerwünschten Bestandteile im Bier aufgrund des höheren spezifischen Gewichtes abgetrennt.

Bei der Kieselgurfiltration wird die Trennung durch eine echte Filtration bewirkt. Dazu wird dem Bier mit einem Dosiergerät Kieselgur beigemischt, das vorher in einem Mischbehälter mit einem Rührwerk aufgeschlämmt wurde. Die Filterwirkung kommt dadurch zustande, dass das Kieselgur auf eine geeignete Trägerschicht aufgeschwemmt wird. Als Trägerschicht dienen oft sogenannte Kerzen. Das sind Rohre aus feinem Lochblech mit Längen von über einem Meter und etwa 4 cm Durchmesser, die mit einem dünnen, rostfreien Stahldraht umwickelt sind. Zwischen den einzelnen Windungen bleibt nur ein Abstand von etwa 50 mm (Spaltfilter). Diese Kerzen sind iherseits in grösserer Anzahl in einem druckfesten Kessel montiert.
Um den Filter in Betrieb zu nehmen, wird zuerst mit relativ grobem Kieselgur vorgeschwemmt, um die Spalten der Filterkerzen zu verlegen. Anschliessend wird das mit Kieselgur versetzte Bier (75-85 g/hl) unter Druck von unten in den Kessel gedrückt. Es fliesst darauf durch die bereits aufgebrachte Kieselgurschicht und die Kerzen in den Kesseldom ab. Das dem Bier beigemischte Kieselgur lagert sich dabei laufend auf den Filterkerzen ab und bildet eine immer dickere Filterschicht. Mit zunehmender Filtrationsdauer wächst also die Kieselgurschicht ständig an und es bildet sich immer wieder eine neue Oberfläche. Dadurch wird vermieden, dass sich sofort ein Zusammenhängender Film aus Trübungs- und Schleimstoffen bildet, der die Filtration nach kurzer Zeit stoppen würde.
		Kieselgur: Kieselgur (Diatomeen- oder Infusorienerde, Bacillarienerde, Bergmehl) ist ein in verschiedenen Feinheitsgraden erhältliches, weisses bis braunes Pulver, das aus Ablagerungen von Panzern abgestorbener Süss- und Meerwasserkieselalgen (Diatomeen; Ablagerungen aus Tertiär und Quartär), durch Glühen (800-900 °C) und Mahlen gewonnen wird. Das aufbereitete Kieselgurpulver besteht zu 85-90 % aus Kieselsäure und zu etwa 4 % aus Aluminiumoxid. Das Schüttgewicht beträgt wegen der vielen mikroskopischen Hohlräume nur 150-300 g pro Liter. Ein cm3 entält über eine Milliarde Diatomeenpanzer. Die Fundstellen befinden sich in den USA, in Kanada, Australien, Italien Frankreich (Auvergne) und in Deutschland (Lüneburger Heide. Die Ablagerungen ereichen teilweise eine Höhe von 5-7 m.

Der Filterdruck nimmt mit dem Aufbau der Kieselgurschicht zu. Damit dieser nicht zu hoch wird und keine Verunreinigungen durch die Kerzenspalten gedrückt werden, wird die Filtration nach einer gewissen Biermenge abgebrochen. Auch der Abstand der einzelnen Kerzen limitiert natürlich die mögliche aufzutragende Kieselgurschicht.

Der abgelagerte Kieselgurschlamm wird nach einem solchen Filtrationsvorgang mittels Gegendruck von den Filterkerzen abgesprengt und danach aus dem Filterkessel ausgestossen.

Bierstabilisation

Weitere Informationen zu PVP finden Sie hier und zu weiteren Filterhilfsmitteln hier und hier.

Blankfiltration

Die Feinfiltration wird durch Schichtenfilter erledigt. Die einzelnen Filterelemente bestehen aus metallenen Filterplatten, zwischen denen kartonartige Schichten aus Cellulose eingeklemmt werden. Das Bier wird durch einen Kanal bei einer Platte eingeleitet, durchströmt die Filterschicht und tritt an der gegenüberliegenden Seite wieder aus. Mehrere solche Filterpakete werden zur Vergrösserung der Filterfläche parallel geschaltet. Ein Schichtenfilter kann mit den entsprechenden Einlagen auch kleinste Verunreinigungen zurückhalten, so dass sogar bierschädliche Mikroorganismen reduziert werden. Der Nachteil des Schichtenfilters liegt darin, dass die eingelegten Celluloseplatten nach einer bestimmten Zeit ausgewechselt werden müssen. Mit einer Rückspülung ist bei diesem Filtertyp nur einen relativ bescheidener Regenerationseffekt zu erzielen.

Vor dem Verlassen des Filterkellers wird dem Bier oft noch Ascorbinsäure und Kohlendioxid beigemischt. Die Ascorbinsäure (Vitamin C) dient als Antioxidans, um den im Bier unerwünschten Sauerstoff zu binden. Dieser könnte bei der folgenden Lagerung des fertigen Bieres einzelne Bierbestandteile oxidieren und daurch die Stabilität negativ beeinflussen. Durch die Zugabe von Kohlendioxid können eventuelle Verluste durch Druckschwankungen während dem Filtrieren nun noch ausgeglichen werden. Angestrebt wird ein Kohlendioxidgehalt von 4.9 bis 5 g/kg.

Vor der Abfüllung wird das Bier anschliessend vorübergehend in geeigneten Puffertanks gelagert.