Spezielle Arbeitsvorgaben im Keller erfordern spezialisierte Pumpentypen. Bernhard Schandelmaier, DLR Rheinpfalz, gibt einen Überblick. Die Anzahl der Pumpen in der Kellerwirtschaft hat sich auf wenige Typen reduziert, da die Auswahl in vielen Fällen von Preis und vom variablen Anwendungsspektrum bestimmt wird. Die wichtigsten Pumpen bleiben die Exzenterschnecken- und die Impellerpumpe, die sowohl preislich als auch von der Vielseitigkeit der Anwendungen überzeugen.
Die für die Weinbereitung ideale Pumpe sollte grundsätzlich folgende Anforderungen erfüllen: Schonende Förderung von Maische, Most und Wein ohne Freisetzung von Trub oder Gerbstoffen; möglichst geringe Verluste an Bukett und Kohlensäure; möglichst gleichmäßige, stoßfreie Arbeitsweise bei Filtration und Flaschenfüllung; geringst möglicher Wärmeeintrag in den Wein. Die Pumpe sollte selbstansaugend sein und selbstständig entlüften, sie sollte bezüglich Druck und Durchflussmenge steuerbar sein, beispielsweise über Frequenzregelung.
Pumpen sollten unempfindlich sein, vor allem resistent gegen Trockenlaufen – bei Pumpen mit Kunststoffrotoren oder Statoren kann es schon nach kurzzeitigem Trockenlauf zur Freisetzung unschöner Aromen kommen. Die Pumpe sollte resistent gegenüber den abrasiv einwirkenden Filterhilfsstoffen Kieselgur und Perlite sein. Dementsprechend bedarf es korrosionsbeständiger Konstruktion. Selbstverständlich ist ferner ein pflegeleichtes, hygienisches Design – bis dato fehlt bei vielen Pumpen noch immer eine Ablassschraube. Und – zu guter Letzt – leicht, gut handhabbar und kostengünstig sollte die Pumpe auch noch sein. Der Einsatz von Hubkolbenpumpen ist in der Kellerwirtschaft in den letzten Jahren rückläufig. Hubkolbenpumpen werden als Mostpumpen eingesetzt. Sie sind optimal für große Fördermengen. Überdies bewältigen sie hohe Drucke und lange Förderwege. Wegen ihrer soliden, schwergewichtigen Konstruktion gelten sie als langlebig. Nachteilig ist, dass sie wegen bauartspezifisch verdeckter Schmutzstellen schlecht zu reinigen sind. Meist sind sie auf Vor- und Rückwärtsbetrieb umschaltbar.
Einsatz der Kolbenpumpe ist rückläufig
Die Hersteller bieten Hubkolbenpumpen im Leistungsbereich von 2 000 bis 110 000 l/h an. Sie sind selbstansaugend und wartungsarm, eignen sich aber nicht zu Filtrationszwecken, weil sie nicht kontinuierlich, sondern mit leichten Rückstößen fördert. Hubkolbenpumpen sind meist ein- oder zweizylindrische Verdrängerpumpen, sie arbeiten in zwei Zyklen. Beim Saugzyklus fährt der Kolben in den Zylinder ein und saugt das Fördergut an, sobald das untere Kugelventil sich öffnet und den Weg in den Zylinder freigibt. Beim Druckzyklus fährt der Kolben – mit Volumenverminderung im Maße seiner Wegstrecke – aus dem Zylinder wieder heraus und fördert so – nach Öffnung eines zweiten, taktgenau arbeitenden Druckkugelventils – die Füllmenge durch den Druckstutzen weiter. Die Hubkolbenpumpen besitzen einen oder zwei Windkessel. Der Windkesselfunktion dient dem Druckausgleich beim Ansaugen und ermöglicht so einen ausgeglichenen, ruhigen Förderstrom.
In der Vergangenheit waren die Kolbenpumpe und die Membranpumpe die Standardpumpen bei der Mostfiltration am Hefefilter. Hubkolbenpumpen sind relativ unempfindlich gegen Trubstoffe und Trockenlauf. Bevorzugt wurde die Kolbenpumpe, weil sie bei geringem Filterdurchlass fortwährend einen hohen Druck gewährleistet. Dieser war deshalb unumgänglich, weil die herkömmlichen dichten Filtertücher und der geringe Einsatz von Perlite einen schnellen Druckanstieg mit sich brachte und die Durchflussmenge während der ganzen Filtrationsdauer gering blieb. Der Einbau eines zweistufigen Getriebes vermag es, die Förderleistung einer Kolbenpumpe zu verbessern.
Membranpumpen dosieren
Membranpumpen werden als Dosierpumpen bei der Kieselgurfiltration oder auch als Pflanzenschutzspritzen eingesetzt. Bei Membranpumpen ist der Kolben durch Gummi- oder Kunststoffmembrane ersetzt, sodass keine Schleifwirkung auftreten kann. Kieselgur oder Perlite wirken wie Schmirgelpapier und führen bei solchen Pumpentypen zu erheblichem Verschleiß. Die Auslenkung der Membran geschieht entweder hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch. Das Verdrängungselement wird direkt von einer Antriebstange oder indirekt durch Übertragung des Verdrängungsdrucks eines Tauchkolbens hin- und herbewegt. Als Ventile werden bevorzugt Kugelventile eingesetzt, da unanfällig gegen Verstopfen sind. Durch Hin- und Herbewegung der Membran wird der Arbeitsraum der Pumpe vergrößert oder verkleinert wobei Ventile den Raum wechselseitig gegen Rücklauf abdichten.
Membranpumpen am Hefefilter
Membranpumpen finden sich fest installiert auf dem Filter oder als Beistellpumpen fest angeschlossen. Sie weisen kaum Schleifabrasion durch Filterhilfsmittel auf, sind unempfindlich gegen Trockenlaufen und einfach im Aufbau. Der automatische Betrieb wird über einen Druckwächter geregelt und das Anlaufen erfolgt in vorgewählten Druckintervallen. Im Unterschied zur Membranpumpe gibt es bei Druckluftmembranpumpen eine Trennung von Antrieb und Pumpe: Die Pumpe wird über einen Druckluftschlauch betrieben; es ist kein elektrischer Anschluss am Filter notwendig. Der gewünschte Enddruck in der Filterpresse wird mit Hilfe der Luftdruckzufuhr reguliert, desgleichen die Fördermenge durch einfaches Drosseln oder Freigabe der Pressluft.
Vorrichtungen zur Regelung des Förderstromes oder des Druckes entfallen. Solche Pumpen sind trockenlauffest und einfach in der Handhabung. Dennoch sind sie bislang wenig verbreitet, denn der hohe Druckluftbedarf der Pumpe muss durch einen leistungsfähigen Kompressor gesichert sein, aus der Industrie ist bekannt, dass Druckluft der teuerste Energieträger ist.
Pumpen mit umlaufendem Verdränger
Die Pumpwirkung vieler Verdrängerpumpen beruht darauf, dass ein im Gehäuse umlaufender Verdrängerkörper den mit der Saugleitung verbundenen Raum vergrößert, indes der mit der Druckleitung verbundene Raum verkleinert und so die Flüssigkeit entsprechend dem durch Rotationsdynamik entlang einer Dichtlinie rhythmisch zu- und abnehmenden Kammervolumen gefördert wird.
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