Frequenzumrichter in der Weinproduktion – so optimieren Winzer ihre Herstellungsverfahren

Wein spielt in der Gesellschaft wie auch in der Mythologie eine große Rolle. So ist es dann auch kein Wunder, dass Winzer, wie beispielsweise in der Winzergemeinschaft Franken eG, Kelterstation Reicholzheim, immer bessere Verfahren für die Weinproduktion Herstellung suchen und optimieren – von der Ernte, über das Abbeeren bis hin zum Pressen und der Vergärung. Gerade auch dem Abbeeren kommt dabei für den Geschmack und die Qualität des Weins eine wesentliche Bedeutung zu, haben doch Stiele und Stängel der Trauben einen negativen Einfluss auf den Geschmack.

Ein guter Wein ist für viele Menschen ein Genuss und Synonym für fröhliches Beisammensein, nette Gesellschaft und nicht zuletzt Wohlbefinden. Daneben dient Wein aber auch seit Jahrtausenden als Bestandteil mythischer Zeremonien oder Gottesdiensten. Dabei entwickeln die Menschen sowohl die Kunst der Weinherstellung als auch die Kultur des Weingenusses über Jahrtausende hinweg bis heute immer fort. 

Notwendige Modernisierung der Anlagen für Weinproduktion

Nicht zuletzt Winzergenossenschaften sorgen für hohe, gleichbleibende Qualität der lokalen Weine. Die Kelterstation Reichholzheim, die zur Winzergemeinschaft Franken (GWF) in Kitzingen gehört, blickt auf eine lange Tradition zurück und hat hervorragende Tauberfränkische Weine im Regal. Dort erzeugen die Winzer ihre Weine: klassische Weißweine wie Müller-Thurgau oder Rotweine internationalen Stils wie Regent oder Acolon. Hier findet der Kenner Weine für jede Stimmung: Herzhafte Schoppenweine, feine Weine zum Menü oder für die ganz besonderen Anlässe. Insgesamt verarbeiten die Winzer in Reicholzheim bei jeder Lese ungefähr 2500 Tonnen Trauben, und bauen die Sorten zu den hochwertigen Weinen aus dem Taubertal aus.

Für eine notwendige Modernisierung ihrer Anlagen holte sich die GWF daher einen Spezialisten: Die Tresch Automation GmbH aus Bad Dürkheim. Seit 1985 planen, modernisieren und bauen die Automatisierungsspezialisten Anlagen für viele Industriebereiche und die Wassertechnik. Sie setzen dabei auf zeitgemäße Lösungen, die genau auf die individuellen Anforderungen der jeweiligen Kunden abgestimmt sind. In Reicholzheim dient jetzt eine SPS zusammen mit einer Visualisierung der Anlage für eine schnelle und einfache Bedienung. Dabei lässt sich das gesamte System per Fernwartung kontrollieren, optimieren und einrichten, wobei selbst auf die Antriebstechnik per Fernzugriff zugegriffen werden kann.

Weinproduktion ist ein mehrstufiger Prozess

Die Weinproduktion ist ein mehrstufiger Prozess. Nach der Lese bringt der Winzer die Trauben zur Annahmestelle im Ortszentrum von Reicholzheim. Nach Entleeren der 600 bis 1200 Kilo schweren Traubenboxen gelangen sie zuerst in die Abbeermaschine, der die Beeren von den Stielen befreit. Dies ist notwendig, um eine möglichst hohe Qualität des Weins zu gewährleisten, weil die Stiele besonders viele und intensive Gerbstoffe und Tannine beinhalten, die den Wein beim Keltern und der folgenden Vergärung beeinflussen könnten.

Quelle: DanfossQuelle: Danfoss

Daher ist in der modernen Weinproduktion das Abbeeren Standard. Ausnahmen davon gibt es nur bei hochwertigen Rotweinen, wo ein Teil der Trauben vollständig gekeltert werden. Der Gärprozess entzieht dabei den Stängeln und Schalen gewisse Gerb- und Farbstoffe, um so dem Wein einen vollmundigeren Geschmack und eine intensive Farbe zu verleihen Sind die Trauben erst einmal vom Rappen – wie die Rispen auch genannt werden, die die Beeren tragen – gelangen sie in eine Waage, und anschließend in zwei Exzenterschneckenpumpen, die sie zu Pressen befördern, die nun Most aus den Beeren machen. Der Most gelangt zur Gärung in Tanks.

Einst aufwändiges Entrappen erfolgt nun maschinell

Wurden früher die Trauben selten entrappt, da diese – damals noch manuelle – Tätigkeit viel zu aufwendig und zeit- sowie kostenintensiv war, ist dieser Schritt in der Weinproduktion heute Standard. Denn in der modernen Weinerzeugung geschieht das Abbeeren maschinell. Diese Aufgabe übernimmt bei der maschinellen Ernte schon der Traubenvollernter; bei steilen Hängen, wie sie auch im Taubertal häufig anzutreffen sind, müssen die Trauben allerdings nach wie vor von Hand gelesen werden. Das Abbeeren erfolgt hier erst bei der Anlieferung in die Kellerei. Danach geht es unmittelbar in die Presse, denn der Vorgang des Entrappens quetscht die Beeren leicht an, was anschließend eine direkte Verarbeitung der sogenannten Traubenmaische erfordert, damit sie nicht oxidiert. 

Zwei Abbeermaschinen übernehmen die Aufgabe in der Kelterstation Reicholzheim. In den Geräten läuft ein Stachelzylinder gegenläufig zu einem Siebkorb. In dieser Konstruktion trennt der rotierende Stachelzylinder die Beeren schonend von den Rappen. Die Beeren fallen durch die Öffnungen des Siebkorbes und werden dann von zwei Walzen angequetscht.

Frequenzumrichter mit individuellen Einstellmöglichkeiten für unterschiedliche Trauben

Für die Steuerung der Drehzahl wählte Tresch-Automation den Frequenzumrichter VLT Midi Drive FC 280 von Danfoss. Er gibt die in der Anlage gespeicherte Solldrehzahl vor, die der Kellermeister per Tipptasten zusätzlich um einige Prozent nach oben oder unten korrigieren kann. Dies hängt davon ab, ob die Trauben bereits entrappt sind, oder – wie bei der Handlese – ob sie noch vollständig entrappt werden müssen. Das besondere an der Anlage: Der Midi Drive steuert den Motor mit 60 Hz an, also 120 Prozent der Netzfrequenz in Deutschland. Dadurch bietet das System mehr Einstellmöglichkeiten für die unterschiedlichen Trauben und gleichzeitig einen höheren Durchsatz.

Die kompakten Frequenzumrichter eignen sich besonders zum Einsatz in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, in Transportsystemen und in der verarbeitenden Industrie. In der vorliegenden Anlage kommt die Version mit integrierter Profinet-Schnittstelle zum Einsatz. Alternativ stehen Versionen mit Powerlink, Profibus DP V1, Canopen, Modus RTU oder Ethernet/IP bereit. Die Start- und Stoppsignale sowie die Drehzahlvorgabe erfolgt in der Kelterstation über Profinet von der übergeordneten SPS aus. Einer der Vorteile der Profinet-Schnittstelle: Für eine Fernwartung und Parametrierung durch externe Techniker erlaubt der Umrichter einen direkten Durchgriff bis auf seine Daten.

Parametrierung des Frequenzumrichters über intuitiv bedienbares Display

Die Parametrierung des Frequenzumrichters kann auch vor Ort über das intuitiv bedienbare Display erfolgen. Steckbare Anschlussklemmen, integrierte Zwischenkreisdrosseln, EMV-Filter und eine Zwei-Kanal-STO-Funktion (Safe Torque Off) garantieren eine leichte Handhabung und machen zusätzliche externe Komponenten überflüssig. Für die notwendige Sicherheit der beiden Abbeermaschinen sorgt ein Not-Aus-Taster, der direkt an die STO-Klemmen des Umrichters angeschlossen ist.

Nach dem Wiegen gelangt die Traubenmaische in eine Wanne, von wo aus sie zwei Exzenterschneckenpumpe zum Pressen befördern. Die beiden 11-Kilowatt-Pumpen laufen ohne Drehzahlregelung, doch erfolgt der Start mittels zwei Softstartern VLT MCD 202. Tresch-Automation empfahl den Einsatz, um den Einschaltstrom für die Motoren zu begrenzen und Drehmomentstöße, beispielsweise bei einer Stern-Dreieck-Umschaltung, zu vermeiden, was zu einem verringerten Verschleiß der Pumpen führt.

Stefan Denzer ist Key Account Manager „Pump OEM‘s“ bei Danfoss in Offenbach.

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