Digitalisierung in der Brauerei führt mittels Endress+Hauser-Lösung zum automatisierten Erfolg

Das Multisensorgerät Fermentation Monitor QWX43 mit den beiden charakteristischen Sensorpaddeln und einem Temperaturfühler.

„Es begeistert mich, wie sich aus den einfachen Zutaten Malz, Wasser, Hopfen und Hefe ein einzigartiges Produkt schaffen lässt, das die Leute lieben. Das hat mich dazu bewogen, Brauerin zu werden“, sagt Barbara Lohmeier. Sie ist Brauerei-Chefin in vierter Generation. 2020 hat sie das Familienunternehmen Bräu z’Loh von ihrem Vater übernommen und leitet den Betrieb mit zwölf Angestellten. Vor Kurzem hatte sie einen besonderen Auftrag: Sie lieferte das Bier, das beim Volksfest in Dorfen, der Heimatstadt Lohmeiers im bayerischen Landkreis Erding, ausgeschenkt wurde. „Es war für uns eine große Ehre, erstmals das Festbier brauen zu dürfen – aber natürlich auch eine riesige Verantwortung“, sagt Lohmeier.

Der Fermentation Monitor QWX43 von Endress+Hauser wird direkt am Gärtank angebracht und taucht ins Bier ein.

Barbara Lohmeier
Inhaberin des Familienbetriebs Bräu z’Loh

„„Ich spare zehn Prozent meines bisherigen Aufwands.““

Kurzer Klick statt langem Spindeln

Lohmeier weiß: Damit sie ein herausragendes Bier im Fass hat, müssen die einzelnen Produktionsprozesse kontinuierlich überwacht werden. Zahlreiche Parameter sind während der Gärung im Blick zu behalten. Der Aufwand ist immens – jeden Tag mindestens einmal an den Gärtank gehen, eine Probe vorbereiten, mit einer Bierspindel Referenzmessungen durchführen, Probenstelle desinfizieren, den Tank schließen, das Ergebnis kontrollieren. Mindestens eine halbe Stunde benötigt die Braumeisterin für die gesamte Prozedur bei ihren beiden 120-Hektoliter-Tanks.

Barbara Lohmeier erklärt ihrer Auszubildenden den Gärverlauf anhand der Grafiken des Fermentation Monitor QWX43 von Endress+Hauser.

Smarte Lösung am Handy

Dieser Aufwand entfällt für Barbara Lohmeier seit April 2023 fast komplett. Seit dieser Zeit nutzt sie den Fermentation Monitor QWX43 von Endress+Hauser. Das Messgerät, das am Gärtank angebracht wird und direkt ins Bier eintaucht, misst rund um die Uhr und mit hoher Genauigkeit Dichte, Ultraschall-Laufzeit und Prozesstemperatur. Dazu werden drei verschiedene Messverfahren in einem Gerät kombiniert. Aus den Rohmesswerten berechnet ein Algorithmus die gär- und qualitätsbestimmenden Parameter in Echtzeit, wie zum Beispiel Stammwürze, Extrakt, Alkoholgehalt und Vergärungsgrad. Die Messdaten können direkt in das Leitsystem des Brauers integriert werden oder lassen sich per App über alle internetfähigen Geräte abrufen. „Morgens nach dem Aufstehen schaue ich zuerst auf dem Handy, wie es dem Bier geht“, berichtet die Brauerin.

Die Vorteile gegenüber dem aufwendigen Spindeln, das überdies lediglich die Momentaufnahme eines hochdynamisch verlaufenden Gärprozesses abbildet, liegen auf der Hand: Regelmäßige Anwesenheit und Kontrolle vor Ort entfallen und statt punktueller Ergebnisse ermöglicht der Fermentation Monitor QWX43 einen ständigen Einblick in den Gärprozess. „Beim Bierbrauen darf man nichts verpassen. Es ist wichtig, auf kritische Abweichungen sofort zu reagieren“, sagt Lohmeier. „Mit dem Fermentation Monitor QWX43 spare ich etwa zehn Prozent meines bisherigen Arbeitsaufwands in der Produktion.“

Kühlung und Gärung genau im Blick

Mehr Gewissheit mit weniger Aufwand – dass das wirklich reibungslos funktioniert, wollte Barbara Lohmeier anfänglich genau prüfen. Trotz der an zwei Tanks montierten Gärmonitore spindelte sie daher parallel weiter und verglich die Messungen: 0,1 Prozent Unterschied, maximal. Seitdem verlässt sie sich zu 100 Prozent auf ihre beiden Messgeräte. Auch bei der Produktion des diesjährigen Festbiers. Hier erwies sich der Gärmonitor als besonders hilfreich. Laut Vorgabe der Stadt muss das Dorfener Festbier einen Anteil von mindestens 13 Prozent Stammwürze aufweisen. Das macht den Gärprozess anspruchsvoll. „13 Prozent sind ein höherer Gehalt als üblich. Das führt dazu, dass mehr Zucker vergoren werden muss, und damit tut sich die Hefe schwerer. Deshalb mussten wir Kühlung und Gärung besonders genau im Blick haben“, berichtet die Braumeisterin. Dank der ständigen Kontrolle, die der Fermentation Monitor QWX43 ermöglicht, konnte sie diese Herausforderung gut meistern. „Die Gäste haben unser Festbier sehr gelobt, wir haben eine große positive Resonanz gehabt“, freut sich Lohmeier.

Bessere Ausbildung und mehr Zeit für den Vertrieb

Zu ihrem Team gehören unter anderem zwei Brauer und zwei Lehrlinge. Den Azubis kann die Chefin mithilfe der visuellen Datenauswertungen und der Gärkurven des QWX43 den Gärprozess anschaulich erklären und deutlich machen, worauf es bei der Kontrolle ankommt. Für die Ausbildung, für administrative Aufgaben und vor allem für den Vertrieb hat sie nun mehr Zeit. Gerade für kleine Privatbrauereien ist es wichtig, sich nicht ausschließlich ums Bierbrauen zu kümmern, sondern gezielt auf sich aufmerksam zu machen und so den Bierabsatz zu pushen. „Der Gärmonitor hilft mir dabei sehr“, sagt Barbara Lohmeier. Seit sie sich von überall aus per Handy über den Gärprozess ihres Biers minutengenau vergewissern kann, genießt sie ihre Freizeit viel mehr als früher. Und auf Minuten kommt es tatsächlich an, wenn sich der Gärprozess seinem Ende nähert.

Das Abluftrohr am Tank, durch das während der Gärung CO2 austritt, soll in dem Moment geschlossen werden, in dem die Gärung beendet ist. Denn nur wenn möglichst viel CO2 im Bier verbleibt, schmeckt es später spritzig und nicht schal. Der Gärmonitor ist hier ein verlässlicher Datenlieferant, genauso wie bei der Bestimmung des Alkoholgehalts. Will man diesen auf herkömmliche Weise messen, ist dafür ein spezielles Analysegerät nötig, über das kleinere Brauereien selten verfügen. Dann muss eine Probe genommen und in ein Labor geschickt werden – ein aufwendiger und kostenintensiver Vorgang, der mit dem Fermentation Monitor QWX43 jedoch nicht mehr nötig ist.

Für die Charakteristik des Bieres ist der Alkoholgehalt ebenfalls eine wichtige Größe. Bei der Produktion des Festbiers hat Barbara Lohmeier mithilfe des Gärmonitors exakt beobachtet, wie sich der zunehmende Alkoholgehalt im Geschmack niederschlägt. Davon, wie rasend schnell sich der Alkohol bildet, war selbst die erfahrene Braumeisterin überrascht: „Der Fermentation Monitor QWX43 veranschaulicht das sehr übersichtlich. Es ist regelrecht spannend, immer wieder die Werte abzurufen.“ Die Qualität des Bieres, davon ist sie überzeugt, profitiert ebenfalls. Den Gärprozess habe sie selbstverständlich auch früher schon gesteuert, aber nie so einfach und messwertbasiert wie heute.

Einbau und Installation leicht gemacht

Die Installation des Gärmonitors übernahm die Braumeisterin selbst. Nachdem der Tankbauer die Öffnung in den Tank gebohrt hatte, setzte sie mit wenigen Handgriffen den Gärmonitor ein. Ihre Ansprechpartnerin bei Endress+Hauser unterstützte sie per Telefon bei der Installation. „Das war denkbar einfach. Man drückt ein paar Knöpfchen und über WLAN läuft dann alles.“ Bei sämtlichen Fragen rund um den Gärmonitor sei das Team von Endress+Hauser immer zur Stelle. „Es kümmert sich umgehend um alle meine Anliegen, das läuft wirklich super“, sagt Barbara Lohmeier, die in der Anschaffung des Fermentation Monitor QWX43 auch einen Schritt in die Zukunft sieht. „Mit ihm und mit weiteren Maßnahmen kann ich unsere Brauerei weiterentwickeln.“

Möglich ist zum Beispiel, im QWX43 eine Alarmfunktion einzurichten. Das Messgerät informiert dann automatisch mit einem Alarm über kritische Abweichungen im Gärprozess. Das wäre zum Beispiel dann der Fall, wenn die Gärung nicht richtig anläuft. Dann wird kein Alkohol gebildet und in der Folge der in der Würze enthaltene Zucker nicht abgebaut. Wegen des Überangebots an Nährstoffen und wegen dem fehlenden Alkohol steigt das Risiko einer Kontamination durch Bakterien. Auch wenn die Gärung viel zu schnell verläuft, beispielsweise bei einem möglichen Ausfall der Kühlung, würde ein Alarm ausgelöst und eine Benachrichtigung aufs Handy geschickt.

Auf Basis der vom Fermentation Monitor QWX43 automatisch gespeicherten Messwerte kann Lohmeier Analysen vornehmen und einzelne Chargen miteinander vergleichen. Eine produzierte Charge, die einen idealen Gärprozess durchlief, lässt sich überdies als Referenz-Charge kennzeichnen, mit der die Messwerte der laufenden Charge dann automatisch und kontinuierlich abgeglichen werden. Ist die Abweichung zu groß, wird die Brauerin von der App informiert und kann sofort gegensteuern.

Drei Messverfahren kombiniert

Das Messsystem Fermentation Monitor QWX43, das drei verschiedene Messverfahren in einem Gerät kombiniert und alle relevanten Parameter misst, ermöglicht eine kontinuierliche und automatisierte Überwachung des Gärprozesses. Die Brauer sparen Zeit und Aufwand, weil das Messgerät Laboranalysen und Spindeln ersetzt. Ihren Brauprozess können sie datenbasiert optimieren. Gärgrad, Extrakt- und Alkoholgehalt lassen sich per App abrufen, also ohne vor Ort zu sein. Der Fermentation Monitor QWX43 kann aber auch direkt in das Leitsystem der Brauerei integriert werden. Vor allem kleine und mittelgroße Brauereien, die begrenzte Ressourcen und Kapazitäten haben, profitieren von der Variante des Messsystems, das mit der Endress+Hauser Cloud Netilion verbunden ist. Qualität und Konstanz der Biere erhöhen sich, und die gewonnene Zeit lässt sich zum Beispiel für Vertriebsmaßnahmen nutzen, die den Absatz ankurbeln.

Infos zum Anwender

Die Familienbrauerei Nikolaus Lohmeier braut in Loh, in der Nähe von Dorfen, seit 1928. Acht Biersorten werden hergestellt, die Rohstoffe kommen aus der Region. Das dunkle Exportbier ist die Spezialität der Brauerei. Im Laufe der Jahre wurde viel investiert, um die Qualität zu sichern und der steigenden Nachfrage nach den guten Bieren aus Loh gerecht zu werden: 1985 die Anschaffung einer neuen, größeren Flaschenfüllanlage, 1990 der Lagerkeller-Neubau, mit Platz für sieben Tanks. Zahlreiche Investitionen folgten. Seit 1998 ist die Tochter und Brauerin Barbara Lohmeier-Opper im Betrieb tätig. Sie wurde als „Wächterin des Reinheitsgebotes von 1516“ auf die Vernissage des 500-jährigen Jubiläums 2016 in München eingeladen und leitet die Brauerei nun als Inhaberin.