Was braucht man zum Brennen?

In der Obstbrennerei unterscheidet man prinzipiell zwei Arten von Brenngeräten:
Traditionell werden Obstbrände durch zweifach durchgeführte, einfache Destillation auf simpelsten Brenngeräten ohne Verstärkereinrichtungen hergestellt. Die Brenngeräte bestehen aus der Brennblase mit Heizung, dem Helm, dem Geistrohr, dem Kühler und der Vorlage. Bei der ersten Destillation dem sogenannten Raubrand, wird der gesamte Alkohol aus der Maische abdestilliert. Mehrere Raubrände werden gesammelt und einer zweiten Destillation unterworfen, dem Feinbrand, dabei wird weiter verstärkt und aufgereinigt, unter Abtrennung von Vor- und Nachlauf.

Moderne Brenngeräte sind dagegen mit einem Verstärker ausgestattet, der es ermögicht, einwandfreie und verstärkte Obstbrände in einem einzhigen Abtrieb herzustellen. Verstärkerbrenngeräte bestehen aus der Brennblase mit Heizung, dem Verstärker (Böden und Dephlegmator), eventuell dem Katalysator, dem Geistrohr, dem Kühler und der Vorlage. Größe und Konstruktion der Bauelemente unterlagen in Deutschland strengen gesetzlichen Bestimmungen (Brennereiverordenung §116,4). So war in deutschen Abfindungsbrennereien das Nutzvolumen der Brennblase vorgeschrieben: Es betrug für neue Brennereien 150 l. Für Brenngeräte, die vor 1936 zugelassen wurden, war noch ein Nutzvolumen von 300 l zulässig. Außerdem durften nur Verstärker mit höchstens drei Böden und einem aufgesetzten Dephlegmator verwendet werden (Brennereiverordnung §116,4a).

Seit 1. Januar 2018 gelten das Alkoholgesetzt und die Alkoholsteuerverordnung. Brennblasenvolumen und Anzahl der Verstärkerboden sind nicht mehr limitiert. Aufgrund seines guten Wärmeleitvermögens und seiner katalytischen Eigenschaften ist Kupfer der Werkstoff der Wahl für die Brennblase und die Verstärkereinrichtungen. Geistrohr, Kühler und Vorlage sollten aus Edelstahl hergestellt sein, um Metalltrübungen und Verfärbungen im Destillat zu vermeiden.

Brennblase mit Beheizung

Früher waren die Brenngeräte sehr einfach gebaut. Die kupferne Brennblase ging zur Verstärkung des Dampfs in einen Helm über. Sie wurde direkt mit Holz befeuert. Zum Betreiben eines solchen Geräts gehört viel Fingerspitzengefühl, da die Maische leicht anbrennt und dadurch unangenehme, brandige Stoffe in das Destillat übergehen.

Heutzutage wird die Brennblase mittels Wasserbad oder Dampf indirekt erhitzt. Dadurch ist eine feine Regelung möglich und die Gefahr der Überhitzung der Maische mit den damit verbundenen Destillatfehlern viel geringer. Durch den Einbau eines Rührwerks wird die Maische gleichmäßig verteilt und erhitzt, dies ist vor allem bei der Verarbeitung dickflüssiger Kernobstmaischen sinnvoll. Das Wasserbad muss auf jeden Fall mit einem Überdruckventil und einer Wasserstandsanzeige ausgestattet sein. Zwischen der Blase und den Verstärkerböden ist normalerweise ein Überschaumboden mit einer Maischerückleitung angebracht, um zu vermeiden, dass hochschäumende Maischeteilchen auf die Verstärkerböden vordringen.

Verstärkerböden

Zur Verstärkung werden meist Glockenböden eingebaut. Üblich ist eine Glocke pro Boden, es werden aber auch Böden mit mehreren kleinen Glocken hergestellt, damit ein noch intensiverer Stoff- und Wärmeaustausch zwischen der Dampf- und Flüssigkeitsphase stattfindet. Dieselbe Zielsetzung haben auch an den Rändern der Glocke angebrachte Faltungen oder eine etwas andere Konstruktion des Destillierbodens in Form einer Anordnung kleiner Lochreihen mit Überdachung, wodurch eine feine Zerstäubung und eine geringe Teilchengröße gewährleistet wird.

Jede dieser Konstruktionen ist zur Destillation einer Obstmaische geeignet, wenn gewährleistet ist, dass ein intensiver Stoff- und Wärmeaustausch zwischen Dampf- und Flüssigkeitsphase möglich ist. Dies kann während der Destillation durch die Schaugläser überprüft werden, die über jedem Boden angebracht sind. Im Idealfall ist auf der ganzen Fläche des Bodens ein intensives „Sprudeln“ zu sehen. Bei den Glockenböden ist darauf zu achten, dass der Glockenrand weit in die auf dem Boden stehende Flüssigkeit hineinragt. Nur so zwingt die Glocke den aufsteigenden Dampf durch die Flüssigkeit auf dem Boden zu strömen.

Bei modernen Brenngeräten ist es möglich, die Wirkung einzelner Böden abzuschalten, indem der Boden durch Öffnen eines Ventils leer läuft und die Glocke hochgeklappt wird. Sinnvoll ist die Installation einer Reinigungsanlage, um die Böden, den Dephlegmator und Katalysator zwischen den Bränden automatisch zu reinigen.

Dephlegmator

Der Begriff Dephlegmator leitet sich von Phlegma, dem Kondensat einer schweren siedenden Flüssigkeit, die sich niederschlägt und in das System zurückläuft. Dies bedeutet, dass eine Trennwirkung der Alkohol-Wasser-Mischung nicht durch Verdampfen der leicter siedenden Flüssigkeit – wie auf den Verstärkerböden realisiert – stattfindet, sondern die Kondensation der schwerer siedenden Flüssigkeiten eine Anreicherung der leichter siedenden Komponenten mit sich bringt.
Die verstärkende Wirkung des Dephlegmators (oder Rückflusskühlers) hängt ab
– von seiner Wärmeaustauschfläche
– dem Kühlwasserdurchfluss
– dem Temperaturunterschied von Kühlwasser und alkoholreichem Dampf.

Die Größe der Wärmeaustauschfläche ist abhängig von der Konstruktion des Dephlegmators. Man unterscheidet bei zwei Grundtypen:
Beim Wasserkastendephlegmator ist im oberen Teil des Verstärkers lediglich ein zylindrisches, geschlossenes Metallgefäß mit einem Kühlwasserzu- und -ablauf eingelassen. Da die Wärmeaustauschfläche relativ klein ist, ist auch die verstärkende Wirkung relativ schwach.
Eine größere Anreicherung ist mit dem Röhrendephlegmator möglich, bei dem zahlreiche Röhren durch ein zylindrisches, vom Kühlwasser durchströmtes Gefäß führen. Wenn der Dephlegmator, besonders zu Beginn der Destillation, zu warm ist, schwächt dies seine verstärkende Wirkung. Vorlauf und Nachlauf lassen sich nicht mehr sauber vom Mittellauf trennen. Daher ist bei der Durchführung mehrere aufeinander folgenden Brände darauf zu achten, dass der Dephlegmator vor dem nächsten Brand jeweils zurückgekühlt wird.

Katalysator

Man hat erkannt, dass sich durch den Einbau eines Katalysators der Ethylcarbamatgehalt der Obstbrände verringern lässt. Dazu wird die Kupferoberfläche des Brenngeräts stark vergrößert. Durch den Kontakt der Dämpfe mit Kupfer reagiert die Blausäure, eine Vorstufe von Ethylcarbamat, zu schwerfüchtigen Kupferverbindungen, die nicht ins Destillat übergehen können.

Die heute erhältlichen Katalysatoren werden in das Brenngerät zwischen Dephlegmator und Kühler eingebaut, entweder senkrecht auf der Kolonne oder seitlich danebenstehend oder waagrecht. Die Kupferkatalysatoren können aus Füllkörpern, Ringen oder Lamellen bestehen. Unabhängig von der Bauart kann der Katalysator während der Destillation ausgeschalten werden. Für die Wirkung des Katalysators ist die regelmäßige Reinigung wichtig, da die Blausäure und andere Maischeinhaltsstoffe mit dem Kupfer reagieren und sich Beläge bilden. Fette und Wachse setzen sich zusätzlich auf der Oberfläche des Katalysators ab und bilden wasserabweisende Beläge. Die Folge ist, dass die Blausäure nicht mehr mit dem Kupfer reagieren kann und der Katalysator keine Wirkung mehr zeigt. Daher sollte man den Katalysator zwischen den Bränden mit heißem Wasser spülen und regelmäßig mit Reinigungslaugen und Zitronensäure sorgfältig reinigen, damit die Kupferoberfläche wieder blank wird.

Produktkühler und Vorlage

Vom Geistrohr gelangen die alkoholischen Dämpfe in den Produktkühler. Dafür werden heute fast ausschließlich Röhrenkühler aus Edelstahl verwendet. Die Kühlung erfolgt im Gegenstrom, so dass das kalte Kühlwasser und das kalte Destillat erst kurz vor der Vorlage aufeinander treffen. Am Kopf des Kühlers ist ein Temperatursensor eingebaut, der über ein regelbares Ventil dafür sorgt, dass das Kühlwasser eingeschalten bzw. geregelt wird. Das Ventil öffnet sich automatisch, sobald heißer Dampf an den Sensor gelangt.

Das Destillat rinnt aus dem Kühler direkt in eine Vorlage. Dabei handelt es sich um ein Edelstahlgefäß zum Auffangen und Ableiten des Kondensates. Es ist so gebaut, dass ein darin schwimmende Alkoholmeter den Alkoholgehalt des aus dem Kühler austretenden Destillats während der Destillation anzeigt. Somit liefert die Vorlage wertvolle Informationen über den Verlauf der Destillation und die Abtrennung von Vor-, Mittel- und Nachlauf.

Temperaturfühler

Um den Destillationsverlauf zu überwachen, können Temperaturfühler an verschiedenen Stellen in das Brenngerät eingebaut werden. Sinnvoll ist die Überwachung der Maischetemperatur in der Brennblase und die Temperaturmessung des Destillats über den einzelnen Böden. Auf jeden Fall sollte die Wassertemperatur des Dephlegmators – am besten am Kühlwasserauslauf – ständig überwacht werden.

Auf keinen Fall fehlen darf das Thermometer im Geistrohr, welches eindeutige Informationen über den Zeitpunkt der notwendigen Nachlaufabtrennung liefert. Durch sensorische Analyse in Verbindung mit Beobachtung des Thermometers am Geistrohr kann eine genaue Abtrenntemperatur für Nachläufe dieser Anlage ermittelt werden. In der Praxis wird dieses Thermometer mit einer Hupe verbunden, die beim Erreichen einer vorgegebenen Temperatur den Destillateur zur Abtrennung des Nachlaufes herbeiruft.