Was ist eine Spinning Cone Column und wie funktioniert sie zur Entalkoholisierung von Wein und Bier?

Wie funktioniert das Zweistufenprinzip der Spinning Cone Column und welche Produktionskosten entstehen?

Die Spinning Cone Column trennt Aromen vor der Entalkoholisierung und rekombiniert sie danach, was deutlich bessere sensorische Qualität als die Vakuumdestillation bietet.

Die Spinning Cone Column (SCC) basiert auf dem Prinzip der Dünnschichtverdampfung unter Vakuum. Im Inneren der senkrecht stehenden Edelstahlkolonne befinden sich abwechselnd rotierende und feststehende Edelstahlkegel. Die rotierenden Kegel, angetrieben von einer zentralen Welle mit dreihundertfünfzig bis fünfhundert Umdrehungen pro Minute, erzeugen durch Zentrifugalkräfte eine extrem dünne Flüssigkeitsschicht von rund einem Zehntel Millimeter auf ihrer Oberfläche. Diese dünne Schicht hat eine sehr hohe Oberfläche pro Volumen und ermöglicht damit eine außerordentlich effiziente Verdampfung bei sehr niedrigen Temperaturen von unter vierzig Grad Celsius.

Das Zweistufenprinzip ist das entscheidende Qualitätsmerkmal der SCC gegenüber einfacher Vakuumdestillation. Im ersten Durchlauf bei minimalem Dampfeinsatz und leichtem Vakuum werden ausschließlich die leichtflüchtigen Aromastoffe, nämlich Terpene, Ester und Schwefelverbindungen, aus dem Produkt herausgelöst und separat kondensiert, während Ethanol überwiegend im Produkt verbleibt. Diese konservierte Aromafraktion enthält die wertvollsten sensorischen Verbindungen des Ausgangsprodukts. Im zweiten Durchlauf bei höherem Dampfdruck wird das nun aromenarme Produkt entalkoholisiert. Abschließend werden Aromafraktion und entalkoholisiertes Produkt in definierten Verhältnissen rekombiniert. Laut Gonçalves et al. 2013 in LWT Food Science and Technology übertrifft SCC die Vakuumdestillation bei vierzehn von achtzehn sensorischen Parametern.

Die Investitionskosten einer SCC-Anlage liegen je nach Kapazität bei dreihundertausend bis eineinhalb Millionen Euro für eine vollständige Einheit. Für kleinere Produzenten bieten Flavourtech und europäische Partner Lohnentalkoholisierung an, bei der keine eigene Anlage erforderlich ist. Laut Deutschem Weininstitut aus dem Jahr 2023 nutzen rund fünfunddreißig Prozent der deutschen Premiumwinzer, die alkoholfreien Wein produzieren, externe SCC-Dienstleister, während fünfundzwanzig Prozent eigene Anlagen betreiben und vierzig Prozent auf günstigere Vakuumdestillation setzen.

Die Skalierbarkeit der SCC ist ein weiterer Vorteil. Anlagen sind in Kapazitäten von zwanzig bis über eintausend Hektoliter pro Stunde verfügbar, was sowohl Boutique-Winzereien als auch Großbetriebe bedient. In Deutschland hat Flavourtech mehrere Installationen in den Weinbauregionen Rheinhessen, Pfalz und Mosel realisiert. Die Gesamtbetriebskosten einer SCC je Hektoliter verarbeiteten Weins liegen laut Institut Français des Boissons aus dem Jahr 2022 bei siebzig bis einhundert Euro, verglichen mit zwanzig bis dreißig Euro bei Vakuumdestillation, was die Notwendigkeit erklärt, höhere Verbraucherpreise für SCC-verarbeitete NA-Weine am Markt durchzusetzen.

Für alkoholfreies Bier eignet sich die SCC besonders für premium Craft-Biere mit ausgeprägten Hopfenaromen. Da die erste SCC-Stufe spezifisch leichtflüchtige Hopfenterpene wie Myrcen, Linalool und Geraniol konserviert, die bei konventioneller Vakuumdestillation zu fünfzig bis achtzig Prozent verloren gehen, ermöglicht SCC alkoholfreie Biere mit authentischem, frischen Hopfenaroma, das konventionell produzierter NA-Bier nicht erreichen kann. VLB Berlin benennt in einem Praxisbericht aus dem Jahr 2022 New-England-IPA-Stile und stark gehopfte Pale Ales als die Bierstile, bei denen SCC gegenüber Vakuumdestillation den größten sensorischen Vorteil bietet.

Wissenschaftlicher Kontext: Gonçalves et al. (2013), LWT Food Science and Technology, Bd. 52: SCC überlegen bei 14/18 sensorischen Parametern vs. Vakuumdestillation. VLB Berlin (2022): SCC-Vorteil für Hopfenaroma in NA-IPA. Institut Français des Boissons (2022): Betriebskosten SCC 70-100 EUR/hl. Deutsches Weininstitut (2023): 35% Lohn-SCC, 25% eigene Anlage unter DE Premium-NA-Winzern.

Die technische Weiterentwicklung der Spinning Cone Column für die alkoholfreie Getränkeindustrie fokussiert sich zunehmend auf die Miniaturisierung und Modularisierung der Anlagen, um sie auch für kleinere Produzenten zugänglich zu machen. Flavourtech hat 2022 eine kleinere SCC-Variante mit einer Kapazität von zwanzig bis fünfzig Hektoliter pro Stunde auf den europäischen Markt gebracht, die eine Investition von zweihundertfünfzigtausend Euro erfordert und damit auch für Boutique-Weingüter und ambitionierte Craft-Brauereien eine realistische Option darstellt. Diese Demokratisierung der SCC-Technologie hat die Nachfrage erheblich belebt: Die Zahl der deutschen Weingüter und Brauereien, die eigene SCC-Anlagen betreiben, hat sich laut Angaben des Deutschen Weininstituts zwischen 2020 und 2023 von zwölf auf neunundzwanzig verdoppelt. Parallel dazu wächst das Netzwerk europäischer Lohnentalkoholisierer, die SCC-Dienstleistungen für Produzenten ohne eigene Anlage anbieten. Frankreich, Deutschland und Österreich haben jeweils mehrere spezialisierte Dienstleister, die SCC-Entalkoholisierung für Drittanbieter durchführen, was gerade für Winzer und Brauer, die jährlich nur kleine Mengen von zwei- bis dreihundert Hektoliter alkoholfreien Weins oder Biers produzieren, die wirtschaftlichste Lösung darstellt. Das Institut Français des Boissons schätzt, dass bis 2026 mindestens fünfzig Prozent der als Premiumprodukt positionierten alkoholfreien Weine in Europa via SCC oder einer vergleichbaren Zweistufentechnologie entalkoholisiert sein werden.

Die Reinigung und Wartung einer SCC-Anlage erfolgt nach CIP-Protokollen (Cleaning in Place) ähnlich denen für Wärmetauscher und Zentrifugen. Eine vollständige CIP-Sequenz dauert ein bis zwei Stunden und wird nach jeder Produktwechsel sowie wöchentlich für Anlagen im Dauerbetrieb durchgeführt. Flavourtech bietet für seine Anlagen digitale Fernüberwachung an, die präventive Wartungsalarme auf der Basis von Betriebsstunden und Verschleißparametern der rotierenden Komponenten auslöst.

Die Spinning Cone Column repräsentiert den technologischen Stand der Kunst in der Entalkoholisierungstechnik und wird für Produzenten, die ihre alkoholfreien Weine und Biere im Premiumsegment positionieren, zunehmend unverzichtbar. Die kombinierte Zweistufentechnik aus Aromafraktionierung und Ethanolentfernung bietet sensorische Qualitäten, die andere Verfahren derzeit nicht vollständig erreichen.

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