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Moderne Heimbrauerei: Bier mit IoT-Technik selbst herstellen

Ken Kaplan Writer

Das Internet der Dinge erobert die Braukunst: Mit vernetzter Computertechnik kann heute jeder Bier in seiner eigenen Heimbrauerei herstellen.

Bier gehört zu den ältesten Genussmitteln unserer Zivilisation. Seine Herstellung blickt auf eine lange Entwicklungsgeschichte zurück: Sie reicht von den handwerklichen Methoden des alten Mesopotamiens bis zum Industriezeitalter, als Bier erstmals maschinell für den Massenmarkt produziert wurde. Das Geheimnis hinter dem über sechstausend Jahre währenden Erfolg dieses Getränks könnte darin liegen, dass beim Brauen Alchemie und Kunstfertigkeit mit Technik verschmelzen.

Einige Jahrzehnte nach der ersten Boomphase von Mikrobrauereien hat sich ein neuer Trend entwickelt: Experten und Einsteiger nutzen für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) entwickelte Technik, um zu den Wurzeln der Braukunst zurückzukehren. Viele der technisch versierten Tüftler stellen nur kleine Mengen ihrer Kreationen her – und das häufig in der heimischen Küche oder Garage.

Viele Hobbybrauer stellen ihr Bier selbst her. IQ-BEER-1-e1475169822953
Viele Hobbybrauer stellen ihr Bier selbst her.

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Die Möglichkeiten, um zu Hause eigenes Bier herzustellen, waren nie größer: Sowohl Zutaten und Rezepte als auch Anlagen sind heute für jedermann leicht zugänglich. Dazu kommt die Unterstützung durch moderne Technik. Einige der zum Bierbrauen verwendeten Elektronikkomponenten sind dieselben, die auch im IoT zum Einsatz kommen, etwa in Smart Cities oder bei Robotern in modernen Produktionsanlagen.

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„Heute ist die optimale Zeit für Heimbrauereien“, erklärte Eric Toft, ein in Deutschland ausgebildeter Braumeister mit 25 Jahren Berufserfahrung. Die Technik sei inzwischen sogar weniger problematisch als das Besorgen der geeigneten Rohstoffe. Spezielle Shops bieten eine riesige Vielfalt an Grundzutaten, bei der die Wahl durchaus schwer falle, so Toft.

Die Zahl der Heimbrauereien hat sich in den letzten Jahren fast verdoppelt. IQ-BEER-2-e1475169873235
Die Zahl der Heimbrauereien hat sich in den letzten Jahren fast verdoppelt.

Die wachsende Anzahl kommerzieller Brauereien inspiriert immer mehr Menschen, zu Hause ihr eigenes Bier zu brauen, fügt er hinzu. „Es ist verrückt“, so Toft. „Das Phänomen kurbelt sich sozusagen selbst an: Je mehr neue Brauereien öffnen, desto mehr Menschen starten ihre eigene Heimbrauerei.“

mikrobrauereien im trend

Laut Toft gibt es in den USA vermutlich an die sechstausend Biersorten von viertausend Brauereien. Diese Zahlen sind der Beweis für den explosionsartigen Anstieg neuer Craft-Biere der letzten Jahre. Die Brewer Association zählte 2015 in den USA 4.225 regionale Brauereien, Mikrobrauereien und Brau-Pubs. Im Vergleich zu 2012, als es noch 2.400 waren, hat sich die Zahl beinahe verdoppelt.

Ein gutes Bier braucht nicht viele Grundzutaten. IQ-BEER-6-e1475169916635
Ein gutes Bier braucht nicht viele Grundzutaten.

Toft, der ursprünglich aus Cheyenne im US-Bundesstaat Wyoming stammt, machte seine ersten privaten Brauversuche in den 1980ern, als die Craft-Bier-Revolution in den USA ihren Anfang nahm. Er reiste über den großen Teich nach Deutschland, um an der Hochschule Weihenstephan ein Braumeister-Diplom zu machen. Anschließend verbrachte er einige Jahre in Belgien, bevor er sich vor etwa zwanzig Jahren im Südosten von Bayern niederließ.

Braumeister Eric Toft (links) und Hobbybrauer Markus Weingartner (rechts). Brewing_Eric_Toft_Markus_Weingartner_Oktoberfest2016-e1475169963481
Braumeister Eric Toft (links) und Hobbybrauer Markus Weingartner (rechts).

Obwohl sich Toft durchaus der Brautradition verbunden fühlt, möchte er unbedingt herausfinden, wie Wissenschaft und Technik die Bierherstellung beeinflussen. Er arbeitet heute in der 236 Jahre alten Brauerei Schönram, die sich nahe der österreichischen Grenze zu Salzburg befindet. Der Braumeister beobachtet seit einiger Zeit, wie der Trend der Heimbrauerei von Amerika aus Europa erobert und insbesondere in Großbritannien, Schweden, Dänemark, Italien, Frankreich und Österreich Fuß gefasst hat. „In Deutschland nimmt der Trend gerade erst an Fahrt auf“, sagte er.

Heimbrauer aus Leidenschaft

Die aktuelle Begeisterung für Heimbrauereien ist zum Teil auf die neue Technik zurückzuführen, die die Hobbybrauer bei jedem Schritt des Prozesses unterstützt. In seiner Garage in der Nähe von München braut und fermentiert Markus Weingartner sein eigenes Bier. Neben den üblichen Kesseln, Behältern und Schläuchen kommt dabei auch ganz spezielle Automatisierungstechnik zum Einsatz.

Markus Weingartner braut mit dem Intel Edison-Modul. IQ-BEER-10-e1475170011995
Markus Weingartner braut mit dem Intel Edison-Modul.

Das Herzstück seines smarten Brausystems ist ein Intel Edison-Modul. Diese Computerplatine im Kreditkartenformat sammelt und verarbeitet Sensordaten. Anschließend werden je nach Rezept automatisch – oder manuell über ein Mobilgerät – Anpassungen durchgeführt. Weingartner importiert die Rezepte über den BeerXML-Standard, eine Datenbank für selbst gebraute Biere, in sein Automatisierungssystem.

automatisierung des brauvorgangs

Temperatursensoren, die im Fermentierungskessel und der Kühlanlage angebracht sind, senden konstant Informationen an das computergestützte System. Weingartner kann den Brauvorgang überall und jederzeit über sein Tablet oder Smartphone beobachten und steuern. „Das Brausystem überwacht konstant die Temperatursensoren. Auf Basis dieser Informationen kann die Software entscheiden, ob die Gasbrenner ein- oder ausgeschaltet werden sollen“, erklärt Weingartner, Global Communications Manager bei Intel.

Das Verhältnis der verschiedenen Zutaten ist elementar. IQ-BEER-4-e1475170075974
Das Verhältnis der verschiedenen Zutaten ist elementar.

„Ein Brenner befindet sich unter dem Maischebottich, der andere unter dem Kessel, in dem sich die Bierwürze befindet“, fügt er hinzu. „Das System kontrolliert präzise die Temperatur der Maische und der kochenden Mischung, was – ähnlich wie in professionellen Brauereien – von zentraler Bedeutung ist, um in der Heimbrauerei großartiges Bier zu produzieren.“

Moderne Technik für die Bierbraukunst

Während der letzten 30 Jahre sei bei der Automatisierung des Brauens viel geschehen, so Toft. Doch einen noch größeren Einfluss hatte die Technik während der industriellen Revolution. Im 17. Jahrhundert verwendete Anton van Leeuwenhoek, der „Vater der Mikrobiologie“, ein Mikroskop, um besser zu verstehen, welche Vorgänge Hefe auslöst. 1818 wurde – wahrscheinlich inspiriert durch die Dampfmaschine von James Watt – ein Brennofen erfunden, der den Prozess der Malztrocknung veränderte.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts setzte der Franzose Louis Pasteur die wissenschaftliche Arbeit fort und beschäftigte sich mit Details jenseits der Fermentation von Hefe. Toft zufolge schmeckte Bier vor jener Zeit wie Whiskey mit geringerem Alkoholgehalt. „Für die Malztrocknung wurden Torf, Kohle und Holz verwendet, was dem Bier einen rauchigen oder von Torf und Holzkohle geprägten Geschmack verlieh.“

Der Brauvorgang wird vom System genau überwacht. IQ-BEER-8-e1475170168686
Der Brauvorgang wird vom System genau überwacht.

Durch die Einführung moderner Kühlanlagen in den 1870ern wurde es möglich, Bier ganzjährig zu brauen. Heute lassen mit dem Internet verbundene Sensoren und digitale Steuersysteme auch für Craft-Bier das digitale Zeitalter anbrechen. „Das Streben nach Perfektion und Konsistenz steht immer im Mittelpunkt“, ist Toft überzeugt. Die heutige Automatisierungstechnik hilft ihm dabei, den Prozess zu verfeinern und Rezepte wiederholbar zu machen.

Besseres Setup, besseres Bier

Für Bierpuristen sind vier Zutaten ausreichend: Wasser, Gerste, Hopfen und Malz. „Mit guten Zutaten lässt sich ein großartiges Bier herstellen, mit schlechten Zutaten hingegen nicht“, erklärt der Verfechter des Reinheitsgebots, das dieses Jahr sein 500-jähriges Jubiläum feiert. „Wir versuchen, Tradition und Fortschritt verschmelzen zu lassen“, so Toft. „Wir automatisieren und modernisieren, wo immer dies möglich ist, verlieren aber nie die Tradition aus dem Blickfeld.“

Hopfen ist eine der Grundzutaten von Bier. IQ-BEER-7-e1475170223917
Hopfen ist eine der Grundzutaten von Bier.

Computertechnik hilft dem Braumeister bei der Überwachung von Parametern wie Temperatur und pH-Wert. Er erklärt, dass die Temperatur kontinuierlich im Verhältnis zur Zeit, dem Druck und dem Durchfluss gemessen werden muss. Entscheidend ist auch der Stammwürzegehalt, mit dem Brauer die Extrakt- oder Malzzuckerkonzentration der Stammwürze angeben. „Je besser das technische Setup ist, desto eher lässt sich ein Bier wiederholt produzieren, da der Brauer bei jedem Schritt des Prozesses auf Details achten kann.“

Markus Weingartner baut Hopfen in seinem eigenen Garten an. IQ-BEER-9-e1475170262572
Markus Weingartner baut Hopfen in seinem eigenen Garten an.

Die Kosten für Temperatursensoren sind in den letzten Jahren gesunken, und intelligente, vernetzte Computersysteme, mit denen sich der Brauprozess steuern lässt, sind leichter erhältlich. Infolge der fortschreitenden Automatisierung kann sich Toft mehr auf die Zutaten konzentrieren. „Ein Grund, warum das Brauen eine so große Faszination ausübt, besteht darin, dass Bier ein landwirtschaftliches Produkt ist“, sagt er. „Hopfen und Gerste sind von den Jahreszeiten und dem Wetter abhängig. Braumeister können sich die ureigenen Besonderheiten der Zutaten zunutze machen, um den Prozess anzupassen und ihr Bier genau nach ihren Vorstellungen zu produzieren.

Erste Schritte in der heimbrauerei

Weingartner führte ein anderer Weg zur Braukunst: Sein technisches Wissen und seine Leidenschaft für gutes Bier fanden letztendlich im Brauen zueinander. Nachdem sich der ehemalige Softwaretechniker Kessel, Schläuche, Sensoren und ein Computermodul besorgt hatte, kramte er seine rudimentären Programmierkenntnisse hervor und begann, in der Garage herumzubasteln.

In seiner Garage braut Weingartner Weißbier nach süddeutscher Art. IQ-BEER-5-e1475170309429
In seiner Garage braut Weingartner Weißbier nach süddeutscher Art.

Er entschied sich für ein Weißbier-Rezept nach süddeutscher Art (gemäß amerikanischem „BJCP Style 10A“), aber mit einem bestimmten Etwas: Cascade-Hopfen und frischem Hopfen aus seinem eigenen Garten. „Um 40 Liter Bier zu brauen, nehme ich unsere Garage etwa eineinhalb Tage in Beschlag“, erklärt er. „Wobei zu beachten gilt: Gutes Brauen besteht zu 75 Prozent aus Reinigen“, zitiert er den unter Heimbrauern legendären John Palmer.

Ein spass für die ganze familie

Um Zeit zu sparen, brachte er seinen Kindern bei, wie Gerste gemahlen wird. Während die Kinder beschäftigt sind, kann er die Bierschläuche reinigen und alles zusammenbauen. „Für meine Tochter und meinen Sohn ist es inzwischen ein Wettstreit, wer die Gerste mahlen darf, und so habe ich nun motivierte Brauassistenten.“

Maker führen die Biertradition ins digitale Zeitalter. Homebrew_beer_toast-e1475170355761
Maker führen die Biertradition ins digitale Zeitalter.

Nachdem der Brauprozess abgeschlossen ist, füllt Weingartner die Würze zur Fermentation in Edelstahlfässer. Die Fässer kommen in zwei temperaturgesteuerte Kühlanlagen, die von Intel Edison-Modulen überwacht werden. „Die Hefe muss nun den während des Brauprozesses produzierten Zucker in Alkohol, CO2 und andere Nebenprodukte umwandeln, die dem Bier seinen Geschmack verleihen.“ Weingartner erklärt, dass die Fermentation je nach Biersorte zwischen einer Woche und drei Wochen dauert. Lager und Starkbiere, wie Barley Wine, müssen länger in einem anderen Kessel reifen, bevor sie ihr volles Potenzial entfalten.

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Die Idee, eine Heimbrauerei einzurichten, hatte er eines Tages, als er über Gespräche nachdachte, in denen es über Technik für Maker ging – derselben Computertechnik, die für die Herstellung von Robotern, Haustechniksystemen und Smart Cities zum Einsatz kommt. Von Makern hörte er immer wieder dieselbe Aussage: „Wir sind nur durch unsere Vorstellungskraft eingeschränkt.“

„Das brachte mich zum Nachdenken. Wie wäre es, wenn ich mit einem Intel Edison-Modul ein automatisiertes Heimbrauereisystem baue und die amerikanischen Ale- und „India Pale Ale“-Sorten braue, die in Bayern immer noch relativ schwer zu finden sind.“ Der Rest ist Biergeschichte…

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