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Das Phänomen der aufgeblähten Pelletfolie

Ab und zu – zum Glück recht selten – sieht man große Aluminiumfolien, mit Hopfenpellets befüllt und derart aufgebläht, dass man ein Zerplatzen in der nächsten Sekunde erwartet. Und das könnte tatsächlich passieren, mit der Folge, dass die Folie Luft zieht und der Sauerstoff den Hopfen verderben lässt. Aber woran liegt das?

Der Hauptschuldige als solcher ist schnell identifiziert: Hitze! Bekanntlich mag Hopfen keine Hitze (zumindest ab dem Zeitpunkt der Trocknung und Abpackung in Rechtecksballen nach der Ernte), er sollte stets kühl transportiert und gelagert werden. Geschieht dies jedoch nicht, kann ein Aufblähen der Folien die Folge sein. Hohe Temperaturen herrschen zum Beispiel im Sommer, beim Versand von Hopfen in ungekühlten LKWs oder Schiffscontainern. Selbst wenn die Container unter Deck geladen werden, sind Temperaturen von über 30 oder gar 40°C, und das oft über mehrere Wochen, keine Seltenheit.

Nun hat man – das ist einfache Physik – schon mal das Problem, dass sich das Inertgas in den Folien (meist eine Mischung aus CO2 und N2) durch die Erwärmung ausdehnt. Allerdings erklärt die reine Ausdehnung des vorhandenen CO2 und N2 nicht die komplette Volumenzunahme: in einer der Versuchsanstellungen entsprach dies einer Zunahme von knapp 7 Litern in einer 20 kg-Folie!

Links: kühl gelagerte Pellets in Folie – Rechts: warm gelagerte Pellets in Folie

Schon Veröffentlichungen von Dr. Forster (1996 in der Schweizerischen „Brauerei- und Getränke-Rundschau“, 2001 beim IHGC Kongress in Canterbury sowie 2002 in der „Brauwelt International“) verdeutlichten, dass eine durchgehende Kühlkette beim Hopfen wichtig ist und Warmphasen teils deutlich negative Auswirkungen auf die Qualität des Hopfens haben. Abbau von alpha-Säure sowie Schädigungen der Hopfenöle sind die Stichworte, es entstehen Abbauprodukte der alpha-Säure sowie diverse leichtflüchtige Substanzen. Schon damals wurden einige dieser Stoffe identifiziert, dies waren unter anderem CO2, Aceton, Isopren und DMS. Was nicht abschließend geklärt werden konnte: welches dieser Gase trägt in welchem Ausmaß zur Volumenausdehnung bei? Als wichtige Erkenntnis dieser Studie kann angesehen werden, dass eine mikrobiologische Kontamination (damals schon und auch heute wieder) als Ursache für die Gasformation ausgeschlossen werden konnte.

Eine Besonderheit bei diesem Thema: nicht alle Folien, die längeren Warmphasen ausgesetzt sind, zeigen diese deutliche Volumenausdehnung. Natürlich erwärmt sich das Inertgas und dehnt sich etwas aus, aber eben nur manche Folien blähen sich bis kurz vorm Zerbersten auf.

 

Um weitere Einblicke in dieses Phänomen zu erhalten haben wir neue Versuche gestartet und zahlreiche Parameter untersucht, die eine Rolle spielen könnten:

  • Mikrobiologische Belastung der Rohhopfen und Pellets
  • Außentemperatur bei der Pelletverarbeitung
  • Rohhopfenbereitstellung während der Verarbeitung
  • Hopfen-/Pellettemperatur während der Verarbeitung
  • Ausstattung des Pelletwerks, Maschinenpark, Qualität der Folien
  • Qualität des Inertgases
  • Wassergehalt, Feuchte der Pellets
  • Temperatur während der Verschiffung
  • Dauer der Verschiffung
  • Reversibles oder irreversibles Aufblähen der Folien
  • Volumenausdehnung quantifiziert
  • Klimaveränderungen

 

Kurz zusammengefasst lässt sich sagen: es wurden keine signifikanten Abweichungen zwischen aufgeblähten und „normalen“ Folien festgestellt, mit Ausnahme von Verschiffungs-Temperatur und -Dauer, dies war zu erwarten. Folien waren nur dann aufgebläht, wenn sie eine gewisse Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt waren. Warum aber nur manche Folien bei ähnlicher Temperatur und Zeit aufgebläht waren, andere aber nicht, konnte nicht geklärt werden. Zumindest zeigten Folien innerhalb einer Verarbeitungscharge ein ähnliches Verhalten.

 

Selbst eine umfangreiche Versuchs- und Analysenreihe an der TU-München, Weihenstephan konnte diese ganze Problematik nicht abschließend klären. Jedoch wurde hierbei herausgefunden, dass hauptsächlich die Entstehung von CO2 für die Volumenvergrößerung in der Gasphase verantwortlich ist. Es entstehen auch zahlreiche andere Gase wie Aceton, Isopren, Methylester, Streckerabbau-Produkte und Schwefelkomponenten, die jedoch nur einen geringen Teil der Gasformation ausmachen. CO2 ist volumenmäßig die mit Abstand bedeutendste Komponente, die bei Warmlagerung entsteht. Welchen Ursprung dies hat bzw. welches die stattfindenden Reaktionen sind, darüber lassen sich nur Vermutungen anstellen: eine vernünftige Erklärung wären enzymatische Reaktionen, die verstärkt bei Temperaturen von z. B. 30-40°C stattfinden. Das würde auch das eher unregelmäßige Auftreten dieses Phänomens erklären; Hopfen ist ein Naturprodukt, das während der Vegetationsperiode sehr stark auf Witterungsbedingungen reagiert. Gibt es mehr oder weniger Niederschlag, Sonnenschein oder Hitze, kann die Enzymausstattung des Hopfens deutlich voneinander abweichen und somit die möglichen Reaktionen während einer Warmphase beeinflussen. Auch die Tatsache, dass ein Aufblähen in den letzten Jahren wieder etwas vermehrt aufgetreten ist, bestärkt diese Theorie. Die Wetterbedingungen waren teils extrem – mit langen Trocken- und Hitzephasen in den Hopfenanbaugebieten. Kombiniert mit etwas längeren Transportzeiten (die Reedereien wollen Sprit sparen durch reduzierte Geschwindigkeiten der Containerschiffe), ergibt das Sinn. Höhere Temperaturen über einen längeren Zeitraum forcieren neben enzymatischen natürlich auch thermisch induzierte Reaktionen wie den alpha-Säure-Abbau.

 

Neben einem möglichen Handling-Problem solch aufgeblähter Folien (z. B. beim Entladen eines Containers) besteht die Gefahr, dass die Folien platzen oder Löcher bekommen und durch Luftziehen der Hopfen verdirbt (Oxidation!). Zudem steht außer Frage, dass Warmphasen generell fatal sind für die Qualität des Hopfens (Stichworte alpha- und Öl-Abbau). Die Zusatzkosten für einen Kühltransport sind ganz stark vom anvisierten Hafen abhängig (ob z. B. hoher Bedarf für Kühltransport in die rückwärtige Richtung besteht oder nicht) und natürlich einzukalkulieren. Rechnet man aber den Qualitätsverlust dagegen, der Einfachheit halber mal nur den Abbau der alpha-Säure, kann sich das vielleicht sogar rein monetär rechnen und als Bonus bekommt man frischen Hopfen geliefert! Das ist ein einfacher Grund, warum der allergrößte Anteil an See-Verschiffungen mittlerweile in Kühlcontainern erfolgt!

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