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Wissen · Fitting und Sicherheit

Bei 35 Grad fliegt die Dichtung

Eine Charge Slim-Kegs geht im Sommer nach Italien und kommt undicht zurück. Der Verdacht fällt zuerst auf die Abfüllung. Ein Gutachten der TU München zeigt: Das Bier war in Ordnung. Das Problem war die Physik – und ein Konstruktionsdetail, das man kennen sollte, bevor man ein Fass auf einen langen Weg schickt.

Sommerexport: Was bei 35 Grad im Laderaum passiert, entscheidet die Dichtung.
Sommerexport: Was bei 35 Grad im Laderaum passiert, entscheidet die Dichtung.

Der Fall

Im Sommer 2017 verschickt eine Brauerei eine Charge 20-Liter-Slim-Kegs nach Italien. Was zurückkommt, sind Reklamationen: Die Fässer sind undicht. Bei der Begutachtung vor Ort zeigt sich ein einheitliches Bild – nahezu alle Dichtungen an den Flachfittingen dieser Charge waren herausgedrückt.

Herausgedrückte Dichtungen lassen üblicherweise auf zu hohe Drücke im Fass schließen. Dafür gibt es drei bekannte Ursachen: zu viel Kohlensäure im Bier, falsches Abfüllen mit zu hohem Druck – oder Erwärmung.

Die Brauerei holt sich das Forschungszentrum Weihenstephan für Brau- und Lebensmittelqualität der TU München ins Haus. Ein Betriebsberater ist vor Ort.

Was es nicht war

Der naheliegendste Verdacht wird als Erstes geprüft – und fällt aus.

Drei Kegs der betroffenen Charge werden am Forschungszentrum auf ihren Kohlensäuregehalt untersucht. Ergebnis: durchschnittlich 5,15 Gramm pro Liter. Das liegt im normalen Bereich und entspricht dem, was die Brauerei angestrebt hatte.

Ein Fehler in der Produktion ist somit auszuschließen. Schlussfolgerung des Gutachtens

Damit ist die bequemste Erklärung vom Tisch. Es war weder zu viel Kohlensäure noch ein Abfüllfehler. Das Bier war in Ordnung, als es das Werk verließ.

Der Versuch im Wasserbad

Also wird die dritte Ursache untersucht: Wärme. Die Fässer werden in einem Wasserbad kontrolliert erwärmt und der Innendruck mitgemessen.

Schon bei 30 °C steht das reklamierte Fass unter 3,5 bar – und liegt damit bereits über dem zulässigen Betriebsdruck von 3,0 bar. Die Dichtung im Fitting wölbt sich zu diesem Zeitpunkt bereits sichtbar nach außen.

Bei 35 °C wird sie herausgedrückt. Der Druck liegt dann bei über 6 bar – mehr als dem Doppelten dessen, wofür das Fass ausgelegt ist.

Anschließend wird derselbe Versuch mit zwei Vergleichsgruppen wiederholt.

Bei welcher Temperatur die Dichtung nachgibt

Kontrollierte Erwärmung im Wasserbad, drei Fassgruppen im Vergleich

Punktdiagramm: Versagenstemperatur der Fittingdichtung nach Fassgruppe 20 °C2530 35404550 °C 35 °C · Grenze laut Gutachten 20 l Slim · reklamiert 20 l Slim · Vergleich 20 l Standard andere Fertigung anderer Hersteller kein Slim-Keg 35 °C 30 °C → 3,5 bar 39 °C kein Versagen bis 45 °C
Gefüllter Punkt = Dichtung herausgedrückt. Offener Punkt mit Pfeil = kein Versagen; der Versuch wurde bei 45 °C mangels Praxisrelevanz abgebrochen, die tatsächliche Grenze liegt höher. Quelle: Kurzbericht TU München, Weihenstephan.
Werte als Tabelle
FassgruppeBeobachtungTemperaturDruck
20 l Slim, reklamierte ChargeDichtung wölbt sich nach außen30 °C3,5 bar
20 l Slim, reklamierte ChargeDichtung herausgedrückt35 °Cüber 6 bar
20 l Slim, VergleichschargeDichtung herausgedrückt39 °Cnicht angegeben
20 l Standardkegkein Versagen, Versuch abgebrochen45 °Cnicht angegeben

Die Vergleichscharge eines anderen Herstellers hielt 35 °C stand. Erst als die Temperatur in Ein-Grad-Schritten weiter erhöht wurde, gab die Dichtung bei 39 °C nach.

Und dann der eigentliche Befund: Gewöhnliche 20-Liter-Kegs derselben Brauerei – gleiches Volumen, gleiches Bier, aber keine Slim-Bauform – hielten 45 °C aus, ohne dass irgendetwas passierte. Höher wurde nicht geprüft, weil es keinen Praxisbezug mehr gehabt hätte.

Warum das schlanke Fass zuerst aufgibt

Gleiches Volumen, gleiches Bier, zehn Grad Unterschied. Die Erklärung des Gutachtens ist knapp und sitzt: Das Standardfass hat mehr Gasvolumen über dem Bier.

Ein 20-Liter-DIN-Keg misst 363 Millimeter im Durchmesser, ein Slim-Keg je nach Baureihe 237 bis 278. Beide fassen dieselbe Menge, aber das breite Fass ist niedriger und hat oben eine große, flache Fläche. Der Kopfraum – das Gaspolster über dem Bier – ist dort deutlich größer.

  • Das Bier dehnt sich ausErwärmt sich das Fass, nimmt die Flüssigkeit mehr Raum ein. Für ein amerikanisches Halbfass sind gegenüber Kellertemperatur rund 200 ml Mehrvolumen bei 15 °C dokumentiert, 260 ml bei 20 °C und 450 ml bei 40 °C.
  • Gleichzeitig entweicht Kohlensäure aus dem BierWarmes Bier hält weniger CO₂ gelöst. Was sich löst, geht in den Kopfraum.
  • Und der Kopfraum wird kleinerMehr Gas, weniger Platz. Der Druck steigt nicht linear, sondern beschleunigt – je kleiner das Polster, desto steiler.
  • Beim schlanken Fass ist das Polster von Anfang an dünnerDeshalb erreicht es die kritische Schwelle früher. Nicht weil es schlechter gebaut wäre, sondern weil die Geometrie eine andere ist.

Und hier kommt die Füllmenge ins Spiel

Der Kopfraum ist keine große Reserve. Für gängige Fassgrößen sind rund 0,4 Liter bei 20 Litern, 0,6 bei 30 und 0,8 bei 50 dokumentiert. Jeder Milliliter, der beim Abfüllen zu viel ins Fass geht, fehlt genau dort.

Ein überfülltes Fass ist deshalb kein Kavaliersdelikt, sondern verschiebt die Versagensgrenze nach unten. Im Fall des Gutachtens war die Füllmenge nicht die Ursache – aber wer bei einem Slim-Keg großzügig füllt, nimmt sich genau das Polster, das im Sommer über die Reklamation entscheidet.

Was das für den Sommer heißt

Fünfunddreißig Grad klingt nach Extremwert. Im Frachtraum eines Lkw auf dem Weg über die Alpen ist es keiner.

Das Gutachten sagt dazu klar: Solche Temperaturen werden beim Transport in südliche Länder des Öfteren erreicht – vor allem, wenn die Distributionswege lang sind oder das Fass länger im Transporter steht. Verwiesen wird auf eine Untersuchung zu physischen Transportbedingungen in der Getränkelogistik.

Nach Einschätzung des Forschungszentrums sind diese Slim Kegs nur bedingt für den Export in südliche Länder mit langen Distributionswegen geeignet, es sei denn, es kann gewährleistet werden, dass die Umgebungstemperaturen beim Transport unter 35 °C bleiben. Wörtliches Fazit des Gutachtens

Bemerkenswert daran ist, was nicht dasteht. Keine Rede von einem Materialfehler, keine Rede von einer mangelhaften Charge. Der Befund ist: Diese Bauform hat für diesen Einsatzzweck zu wenig Reserve. Das ist eine Frage der Auswahl, nicht der Qualität.

Und es erklärt ein Phänomen, das jeder Fassaufarbeiter kennt: Reklamationen wegen undichter Fittings häufen sich im Sommer, und sie kommen überproportional aus dem Export. Es ist selten das Fitting. Es ist fast immer der Weg, den das Fass genommen hat.

Die Grenzwerte, die man kennen sollte

Wer die Zahlen im Kopf hat, erkennt das Problem, bevor es zur Reklamation wird.

GrößeWertGrundlage
Arbeitsdruck Flach-, Korb- und Kombifittingbis 3 barHerstellerangaben
Zulässiger Betriebsüberdruck Behälterbis 0,3 MPa (3 bar)DIN 6647-1
… bei der höheren Druckklassebis 0,7 MPa (7 bar)DIN 6647-2
Zapfkopf am Behälterbis 4 barDIN 32677
Ansprechdruck der Berstsicherung30 bis 35 bar, je ± 5Herstellerangaben, je nach Hersteller
Kopfraum je Fassgröße20 l: 0,4 l · 30 l: 0,6 l · 50 l: 0,8 lBrewers Association
Volumenzunahme bei Erwärmung (½ bbl gegen 4 °C)15 °C: +200 ml · 20 °C: +260 ml · 40 °C: +450 mlBrewers Association

Zwischen dem Arbeitsdruck des Fittings und dem Ansprechdruck der Berstsicherung liegt eine große Lücke – und in dieser Lücke liegt der Bereich, in dem die Dichtung nachgibt. Die Berstsicherung schützt das Fass vor dem Zerreißen, nicht das Fitting vor dem Undichtwerden. Sie spricht erst an, wenn längst alles andere versagt hat.

Anders gesagt: Ein Fass, dessen Dichtung bei 6 bar aus dem Fitting fliegt, hat sich genau so verhalten, wie es soll. Die Dichtung ist die schwächste Stelle – und das ist konstruktiv gewollt, denn sie versagt kontrolliert und langsam, während ein Behälter schlagartig versagen würde.

Was Sie tun können

Nichts davon ist teuer. Das meiste ist eine Frage der Disziplin.

  • Füllmenge einhalten, gerade bei Slim-KegsDer Kopfraum ist die einzige Reserve, die das Fass gegen Wärme hat. Wer ihn wegfüllt, verschiebt die Versagensgrenze nach unten – und merkt es erst im Juli.
  • Bauform zum Transportweg wählenFür lange Wege in den Süden ist das breite Standardfass die robustere Wahl. Slim-Kegs spielen ihre Vorteile dort aus, wo Platz knapp und der Weg kurz ist – in der Gastronomie, nicht auf der Autobahn nach Sizilien.
  • Standzeiten im Transporter begrenzenNicht die Fahrt ist das Problem, sondern das Stehen. Ein Anhänger auf einem Rasthof heizt sich weit über die Außentemperatur auf.
  • Dichtungen als Verschleißteil führen, nicht als ErsatzteilEine Dichtung, die schon einmal gewölbt war, ist vorgeschädigt, auch wenn sie noch dicht ist. Bei Rückläufern aus dem Sommerexport lohnt der pauschale Tausch mehr als die Einzelprüfung.
  • Reinigungsparameter einhaltenFür Fittings gelten dokumentierte Obergrenzen: Dampf 135 °C für höchstens 2 Minuten, Lauge und Säure 80 °C für höchstens 10 Minuten bei maximal 3 Prozent. Chlorhaltige Reiniger greifen die Dichtungen an. Wer darüber fährt, produziert die Undichtigkeit selbst – und schiebt sie dann auf den Sommer.
  • Alter der Gummiteile im Blick behaltenAls typisches Schadensbild ist dokumentiert, dass sich der Gummi nach etwa zehn Jahren zersetzt und sich vom Metallkern löst – beschleunigt durch zu viel Dampf, zu viel Chemie und UV-Licht. Fässer, die im Freien stehen, altern schneller.
  • Bei einer Häufung nicht raten, sondern messenGenau das hat die Brauerei im geschilderten Fall richtig gemacht. Der Kohlensäuregehalt ist in einer Stunde bestimmt – und hätte man ihn nicht gemessen, würde man bis heute die Abfüllung verdächtigen.

Ein Wort zur Sicherheit

Der geschilderte Fall ging glimpflich aus: Die Dichtung gab nach, das Bier war hin, niemand kam zu Schaden. Das ist nicht selbstverständlich.

Ein Fass unter Druck ist kein Behälter, sondern ein Speicher

Für ein amerikanisches Halbfass ist dokumentiert, dass der Innendruck 10 bar erreichen oder deutlich überschreiten kann, für ein Sixth-Barrel bis zu 13 bar. Ein Fitting, das sich unter solchem Druck löst, wird zum Geschoss.

Vier Regeln, die aus der Praxis stammen und nicht verhandelbar sind:

  • Ein Fass immer zuerst entlasten, bevor irgendetwas am Fitting gemacht wird.
  • Nie annehmen, dass ein Fass drucklos ist – und sich nie darauf verlassen, dass am Fitting eine Sicherung vorhanden ist.
  • Zum Entlasten Abstand halten und ein langes Hilfsmittel verwenden, damit niemand in der Ausstoßrichtung steht.
  • Restbier und Temperaturänderung können ein bereits entlastetes Fass wieder unter Druck setzen. Ein Fass, das gestern drucklos war, ist es heute nicht zwangsläufig.

Und ein Detail, das oft übergangen wird: Der Sicherungsring ist ein Einwegteil. Er kommt bei den gewindelosen Systemen vor und hält dort das Fitting in der Muffe. Jedes Mal, wenn ein solches Fitting ausgebaut wird, gehört ein neuer hinein – zusammen mit dem O-Ring beziehungsweise der Vierkantdichtung und dem CO₂-Ventil. Beim eingeschraubten Fitting gibt es ihn nicht; dort hält das Gewinde, und die Sicherung ist ein innenliegender Sicherheitshaken.

Auf eine sichtbare Sicherung ist kein Verlass. Ob ein Fitting einen Sicherheitshaken hat, zeigt sich erst am ausgebauten Teil. Am eingebauten Fass geben allenfalls die Typbezeichnung oder eine Laserung am Gehäuse einen Hinweis – und Haken werden nachträglich abgeschnitten. Das hat bereits zu Unfällen geführt. Behandeln Sie jedes Fitting so, als hätte es keine Sicherung.

Was daraus folgt

Der Fall ist neun Jahre alt und er ist aktueller denn je, weil die Sommer nicht kühler geworden sind und der Export nicht kürzer.

Die Lehre daraus ist keine technische, sondern eine organisatorische: Die Fassbauform ist eine Logistikentscheidung, keine Einkaufsentscheidung. Wer Slim-Kegs kauft, weil sie im Kühlraum weniger Platz brauchen, und sie dann in den Süden schickt, hat zwei richtige Einzelentscheidungen zu einer falschen kombiniert.

Und wenn im nächsten Juli eine Charge undicht zurückkommt: Messen Sie zuerst die Kohlensäure. Wenn die stimmt, war es der Weg.

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