Smarte Optris-Temperaturmessung für die perfekte Hopfentrocknung

Die Xi 80 ist optimal für die rauen Umgebungsbedingungen in der Hopfentrocknung geeignet.

Hopfen hat im grünen Zustand direkt nach der Ernte einen Wassergehalt von etwa 80 Prozent. Wie zahlreiche weitere landwirtschaftlich relevante Kulturpflanzen können auch Hopfendolden nur sehr schlecht in diesem Zustand gelagert werden. Die Erwärmung und die Bildung von Kondenswasser führen schnell zu einer Beeinträchtigung der Qualität. Der Lupulinsäuren-Gehalt nimmt durch diesen Prozess kontinuierlich ab. Eine Trocknung des Hopfens muss daher möglichst zeitnah nach der Ernte erfolgen, um eine Qualitätsminderung zu vermeiden. Die in den Hopfendolden enthaltenen Alpha- und Beta-Lupulinsäuren sind die entscheidenden Stoffe, auf die es beim Bierbrauen ankommt. Primär geht es um die Geschmacksaromen. Die Alpha- und Beta-Lupulinsäuren müssen möglichst unbeschadet die gesamte Zeit von der Ernte über Trocknung, Lagerung und Transport bis zur Verwendung in der Brauerei überstehen. Der Trocknung kommt dabei eine besonders wichtige Rolle zu: Denn nur im getrockneten Zustand ist der Hopfen lagerfähig.

Die Kameras funktionieren nach dem Prinzip Plug-&-play und sind dementsprechend schnell eingerichtet.

Infos zum Anwender

Neben den natürlichen Voraussetzungen und der Erfahrung im Umgang mit dem Hopfen, gibt es wesentliche Punkte, die zur Erfolgsgeschichte des Hopfenanbaugebietes Hallertau in Bayern beitragen: Erstens wurde mit der Hopfenforschung in Höll eine weltweit anerkannte Institution, die sich der Erforschung und Weiterentwicklung der Hopfenpflanze und ihrer Nutzung widmet, ein Zeichen gesetzt. Zweitens ist es etwas Besonderes, dass über 90 Prozent der Hopfenpflanzer in dem Hallertau Hopfenpflanzerverband organisiert sind und sich dort gegenseitig unterstützen, informieren und auch fortbilden.
Dazu kommt als dritter Punkt die gemeinsame Vermarktung des Hopfens der Mitglieder durch die Hopfenverwertungsgenossenschaft.

Lagen für die Trocknung

Die meisten Hopfenbaubetriebe verwenden dazu Hordendarren. Diese bestehen aus drei oder vier übereinander angeordneten Lagen – den sogenannten Horden –, die von unten mit erwärmter Trocknungsluft durchströmt werden. Der Hopfen durchläuft während des Prozesses die verschiedenen Horden von oben nach unten. Wenn der Hopfen die angestrebte Restfeuchte – diese liegt bei etwa neun bis zehn Prozent – erreicht hat, wird er mit einem Schuber entnommen. Der Hopfen wird nach der Entnahme aus der Darre noch in einer Konditionierkammer weiter belüftet. Je nach Hopfensorte dauert die Trocknung rund drei bis fünf Stunden. Bei einer gleichmäßigen Feuchte von rund zehn Prozent ist der Hopfen dann relativ lange lagerfähig.

Sobald die unterste Lage entleert wurde, werden die darüber liegenden Horden nacheinander eine Etage tiefer gekippt. Die oberste sogenannte Aufschütthorde kann dann wiederum mit frischem Hopfen befüllt werden. Ziel ist es, die Hopfendarre energieeffizient zu betreiben, einen hohen Durchsatz zu erreichen und eine möglichst optimale Qualität des Hopfens sicherzustellen. Wichtig ist dabei, für die verschiedenen technischen Parameter die passende Messtechnik zu installieren.

In der Hopfendarre wird der grüne Hopfen nach der Ernte durch warme Luft über mehrere Lagen getrocknet. Die Analysesoftware PIX Connect von Optris unterstützt dabei die optimale Überwachung.

Nesterbildung in der Aufschütthorde

Die Qualität des gesamten Trocknungsprozesses ist vor allem davon abhängig, dass die erwärmte Trocknungsluft die verschiedenen Lagen möglichst gleichmäßig durchströmt. Dabei kommt der Aufschütthorde zu Beginn des Trocknungsvorgangs eine Schlüsselrolle zu. Da der Hopfen hier noch relativ feucht ist, kann es dazu kommen, dass sich Feuchtenester ausbilden. Diese werden dann schlechter von der Trocknungsluft durchströmt, haben dadurch eine niedrigere Temperatur, was letztendlich zu einer weiteren Verstärkung des Effekts führt. Diese Nesterbildung frühzeitig zu erkennen, ist also ganz entscheidend, um die Qualität des getrockneten Hopfens zu gewährleisten.

Mit den Optris-Geräten lässt sich die Temperatur in der Darre schnell und einfach ermitteln.

Aufschütthorde im Blick mittels Kamera

Um die gleichmäßige Trocknung in der Aufschütthorde zu überwachen, können Optris-Infrarotkameras eingesetzt werden, die die Aufnahme eines Wärmebilds der gesamten Hordefläche gewährleisten können. Eine besondere Herausforderung stellen die Umgebungsbedingungen dar: Oberhalb der Aufschütthorde, wo die Infrarotkameras installiert werden, herrschen Temperaturen von über 40 °C und am Anfang des Trocknungsvorgangs eine relative Luftfeuchte von 100 Prozent. Besonders geeignet sind unter diesen Bedingungen Infrarotkameras der Xi-Serie wie zum Beispiel die Xi 80 oder Xi 400. Die Kameras aus der Compact Line erfüllen die Schutzart IP67 und arbeiten problemlos bei Umgebungstemperaturen von bis zu 50 °C. Die vorhandene Auflösung von bis zu 382 x 288 Pixel bietet für diese Art der Anwendung sehr genaue und detaillierte Wärmebilder. Die Kameras der Xi-Serie werden für eine Verwendung einfach über ein USB-Kabel an einen PC angeschlossen. Auf diesem können die ausgegebenen Bilder der Xi-Kamera über eine Analysesoftware wie z.B. die von Optris mitgelieferte PIX Connect, aufgenommen, ausgewertet und gespeichert werden.

Auf dem Wärmebild der Aufschütthorde sind mögliche Feuchtenester, die die Qualität des Hopfens beeinträchtigen könnten, einfach zu entdecken.

Das Vorgehen zur Temperaturüberwachung erfolgt in wenigen Schritten

Da die Trocknung in der obersten Lage entscheidend für die Qualität des getrockneten Hopfens ist, kommt dieser Temperaturmessung eine große Bedeutung zu. Entscheidend für ein optimales Wärmebild ist der passende Ort für die Montage der Kamera und die verwendete Optik. Hier sind verschiedene Optiken mit einem Blickwinkel von 12° bis 80° wählbar. Um die Auswahl der richtigen Optik zu vereinfachen, kann jederzeit der Optikkalkulator auf der Optris Website oder die passende Android App genutzt werden.

Nach dem Befüllen der Aufschütthorde wird der zuvor entnommene Hopfen in die Konditionierkammer gefüllt, wo eine weitere Belüftung vorgenommen wird. Dieser Umfüllprozess ist in wenigen Minuten durchgeführt und es erfolgt eine anschließende Kontrolle des Wärmebilds aus der Aufschütthorde. Sollte sich in dieser Kontrolle eine nicht gleichmäßige Temperaturverteilung feststellen lassen, kann diese manuell nachgebessert werden, ohne dass es zu Qualitätsverlust am Hopfen kommt. Gleichzeitig ermittelt die Software einen Temperatur-Mittelwert über die gesamte Fläche.

Anwendungsbeispiel aus der Praxis

Helmut Hofer betreibt den Hopfenbau in der Hallertau auf knapp 20 Hektar Anbaufläche bereits in der dritten Generation. „Als ich den Betrieb von meinem Vater übernommen habe, hat die Trocknung fünf bis sechs Stunden gedauert. Heute sind wir je nach Hopfensorte bei unter drei Stunden angekommen. Jedes Jahr steigern wir die Trocknungsleistung der Darre um ungefähr fünf Prozent.“ Da er die Heizleistung nicht erhöht hat, ist auch die Energieeffizienz entsprechend gestiegen. Besonders schwierig ist es, die Luftführung vom Ofen in die Darre so zu realisieren, dass die Trocknung über die gesamte Fläche gleichmäßig erfolgt. „Ich habe hier lange am Markt gesucht, bevor ich eine passende Infrarotkamera gefunden habe, die alle Anforderungen erfüllt. Mit den Geräten von Optris lässt sich die Temperatur in der Darre schnell und einfach ermitteln und die Qualität der Temperaturverteilung kontrollieren. Das ganze System funktioniert dabei nach dem Prinzip Plug-and-play und ist dementsprechend schnell eingerichtet. Die Auswertung der Daten und Wärmebilder funktioniert einwandfrei.“

Infrarottechnik macht den Unterschied

Die Vermeidung der ungleichmäßigen Trocknung in der Aufschütthorde einer Hopfendarre ist entscheidend für eine optimale Qualität des getrockneten Hopfens. Denn wenn sich gleich zu Beginn des Trocknungsvorgangs sogenannte Feuchtenester bilden, verstärkt sich dieser Effekt über die verschiedenen Schritte hinweg und führt letztendlich zu einer minderwertigen Qualität. Mit Infrarotkameras wie der Xi 80 von Optris lassen sich Feuchtenester durch den Temperaturunterschied an der Oberfläche schnell und sicher identifizieren. Durch den direkten Eingriff kann so der Hopfen in der Darre optimal getrocknet werden.