Innerbetriebliche Optimierung der Wasser- und Abwassersituation einer Brennerei

Eine - weltweit gesehen - zunehmend knappere und damit auch teurere Ressource ist sauberes Trinkwasser, das in der industriellen Fertigung oftmals in großen Mengen benötigt bzw. verbraucht wird. Die Minimierung des Wasserverbrauchs, der Verunreinigung durch den Produktionsprozess sowie letztlich der anfallenden Menge an Abwasser, stellt daher eine besondere Herausforderung bei Konzipierung bzw. Optimierung von Fertigungsprozessen dar.

In vielen industriellen Bereichen liegen hierzu Erfahrungswerte bzw. Untersuchungen und Optimierungsmodelle vor. Dies gilt nicht für die großtechnische Produktion von Trinkalkohol, bei der ebenfalls erhebliche Wassermengen benötigt werden. Begründet durch das Branntweinmonopolgesetz (BranntwMonG), das erst 1999 gelockert wurde, gibt es bislang nur wenige gewerbliche Großbrennereien und daher kaum Erfahrungswerte bzw. veröffentlichte wissenschaftliche Untersuchungen hinsichtlich der Optimierung des Ressourcenverbrauchs an Wasser in diesem Industriezweig.

Die innerbetriebliche Optimierung der Wasser- und Abwassersituation einer Brennerei wurde am Beispiel der Deutschen-Kornbranntwein-Vermarktung (dkv) GmbH untersucht. Im Sommer 2004 nahm die dkv eine gewerbliche großtechnische Korn- und Getreidebrennerei, mit einer Kapazität von 600 hl/d, am Standort Lüdinghausen in Betrieb. Die dkv produziert brennrechtlos überwiegend Kornalkohol aus Weizen, der nach Rektifikation mit einem Alkoholgehalt von rund 96,4 Vol.-% an die Hersteller von Korn oder anderen Spirituosen, sowie als technischer Neutralalkohol an die chemische Industrie veräußert wird. In Bezug auf die großtechnische Anlage ist die dkv ein noch recht junges Unternehmen. Entsprechend lagen nur wenige Erfahrungswerte bzgl. der Fragestellung vor, die der Diplomarbeit zugrunde liegt. Basis für die getroffenen Bewertungen / Empfehlungen sind daher in vielen Fällen die erst im Rahmen der Diplomarbeit ermittelten Daten und gemachten Analysen.

Ziel der Untersuchungen war zu ermitteln, ob und in wieweit Recyclingmöglichkeiten für die verschiedenen Abwässer bestehen und in welcher Größenordnung Frisch- und Abwassermengen z.B. durch eine Mehrfach- bzw. Kreislaufnutzung von Abwässern reduziert werden können. Abgerundet wird dies durch eine Bewertung des Rationalisierungspotentials in wirtschaftlicher Hinsicht.

Insgesamt konnte ein beträchtliches Optimierungs- und Rationalisierungspotential aufgezeigt werden, das sich gewinnbringend ausschöpfen ließe. Kernelement ist die Möglichkeit der Wiederverwendung von Abwässern speziell der anfallenden Prozessabwässer im Produktionsprozess. Mit zwei - vor allem unter wirtschaftlichen Gesichtpunkten - vorteilhaften Effekten. Zum einen wird Frischwasser eingespart, zum anderen die Abwassermenge reduziert; beides mit positiven Auswirkungen auf Kostenstruktur und -höhe. Daneben deuten die Laboranalysen darauf hin, dass sich durch die Wiederverwendung der Prozessabwässer im Produktionsprozess auch die Alkoholausbeute steigern lässt. Zur Wiederverwertung von Prozessabwässern bieten sich mehrere Alternativen an. Mit dem geringsten (Kosten-) Risiko verbunden ist die Möglichkeit, die Prozessabwässer ungereinigt wieder im Produktionsprozess einzusetzen. Unter wirtschaftlichen - aber auch produktionstechnischen - Gesichtpunkten am sinnvollsten erscheint die Investition in eine zweistufige (anaerob/aerobe) Abwasserbehandlungsanlage. Da alle Analysen zunächst nur im Labormaßstab erfolgen konnten, müssen die Ergebnisse noch im großtechnischen Maßstab überprüft/bestätigt werden; hier liegt ein Restrisiko. Bei schrittweiser Vorgehensweise lässt sich dieses jedoch minimieren und erscheint daher beherrschbar. Erste Realisierungsschritte - mit bereits signifikanter Kostenreduzierung - sind ohne nennenswerten verfahrenstechnischen und finanziellen Aufwand möglich.

Entscheidungen zur Nutzung des aufgezeigten Optimierungspotentials werden naturgemäß unter Berücksichtigung weiterer unternehmensspezifischer Rahmendaten getroffen werden. Die im Zuge der Diplomarbeit ermittelten Daten ermöglichen Entscheidungen hierzu auf einer breiteren Informationsgrundlage und eine entsprechend bessere Abschätzung damit verbundener Auswirkungen, Risiken und Chancen für das Unternehmen.