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Gär-und Lageranlage für gärende Flüssigkeiten während ihrer Verarbeitung im Gär-und Lagerkeller unter Benutzung von Metallgefässen, insbesondere für Bier.
Es ist bekannt, dass bei Gärungsprozessen, besonders in den Brauereien, aber auch den Brennereien, Hefefabriken u. dgl. in häufigen Fällen Gärungsstörungen, die zu recht beträchtlichen Betriebsstörungen und auch materiellen Verlusten führen, vorkommen.
Es treten Fälle auf, bei denen die Gärung, sowohl die Haupt-als auch die Nachgärung, vorzeitig aussetzt und in keiner Weise wieder recht in Gang zu bringen ist, trotzdem die zu vergärende Flüssigkeit noch genügende Mengen vergärbaren Zuckers enthält. Auch Blasengärungen und ähnliche unangenehme Gärerscheinungen sind zu beobachten.
Es wurde erkannt, dass bei der bisherigen Gärführung die ungeeignete Abführung der Gärungswärme durch relativ kleine, stark gekühlte Kühlflächen eine besonders nachteilige Rolle spielt. Die Temperaturdifferenzen an den Kühlflächen der bisher verwendeten Kühlsysteme, z. B. in die Gärbottiche eingesetzte Kühlschlangen, Eisschwimmer u. dgl. oder aussen um die Gärgefässe herumgeführte, in die Bottiehwände eingelassene Rohrschlangen od. dgl, die von ziemlich tief temperierten Kältemitteln bedient werden, so dass zwischen gärender Flüssigkeit und Kältemittel ein relativ grosses Temperaturgefälle vorhanden ist, bewirken ein Abschrecken der Gärung und eine ungünstige Beeinflussung der Gärungserreger.
An und für sich wäre es denkbar, die Kühlung allein durch entsprechend kühl gehaltene Kellerluft zu bewirken und die Wärme nur durch die Gärgefässwände nach aussen an die Kellerluft abzuführen.
Dieses Verfahren der Luftkühlung durch die Bottichwände, das im Interesse der Qualität der hergestellten Gärungsgetränke u. dgl. wegen der Gleichmässigkeit und Allmählichkeit der Temperierung den Vorzug verdienen würde, lässt sich praktisch bisher nicht durchführen, weil in einem Gär-oder Lagerraum stets gefüllte Gärgefässe in den verschiedensten Stadien des Gärungsprozesses, die bekanntlich ganz verschieden temperiert werden müssen, untergebracht sind. Da also die Temperatur der Raumluft für alle Gäroder Lagergefässe, gleichgültig in welchem Stadium sich ihr Inhalt befindet, die gleiche ist, so musste man notgedrungen zu den oben erwähnten Flüssigkeitskühlem schreiten.
Nach vorliegender Erfindung wird die Gärungswärme durch die Bottichwände od. dgl. hindurch abgeführt. Zu diesem Zwecke wird jedes Gärgefäss oder eine Gruppe von solchen mit einer Umhüllung, die zwischen sich und der Gefässwand einen gegen die Kellerluft abgeschlossenen Raum bildet, der sozusagen für jedes einzelne Gärgefäss oder eine Gruppe von solchen eine Art Mantelraum bildet, versehen, wobei durch diesen Mantelraum vorteilhaft ein gasförmiges Medium, zweckmässig Luft, als Temperierungsmittel geleitet wird, wobei sich die Einrichtungen zur Temperierung des den Mantelraum erfüllenden Mediums ausserhalb des Mantelraumes befinden ;
es wird in diesem Falle das den Mantelraum erfüllende Medium durch den letzteren gesaugt oder gedrückt, so dass in den meisten Fällen besondere Druck-und Saugeinrichtungen zur Bewegung des auf die Gefässwandungen einwirkenden Temperierungsmittels erforderlich sind. Es kann aber die Einrichtung zur Temperierung bzw. Kühlung des den Mantelraum erfüllenden Mediums in dem Mantelraum selbst untergebracht werden, ohne dass sie zweckmässigerweise mit den Bottichwänden selbst in Berührung kommt.
Es kann durch diese Einrichtung die Gärung bzw. Lagerung in jedem Gefäss od. dgl. oder in jeder Gruppe individuell geführt werden, wobei tatsächlich eine Temperierung im Sinne der so erwünschten direkten Kellerluftkühlung stattfindet.
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Eine ähnlich gleichmässige Kühlung über die ganze Gefässfläche kann man auch bei Verwendung einer Flüssigkeit als raumerfüllendes Mittel in dem Mantelraum erzielen, wenn man eine Flüssigkeit, deren Temperatur sich dann nur wenig beim Passieren des Unterkellers ändert, mit grösserer Geschwindigkeit durch die Mantelräume oder Teile derselben strömen lässt oder auch durch eine in den Mantelräumen
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aber die gleichmässige Bespülung der Gefässwände mit einem gasförmigen Medium keine besonderen technischen Schwierigkeiten bereitet, ist die Anwendung von Flüssigkeiten als raumerfüllendes Medium für den Mantelraum schon wegen des zur Überwindung der Leitungswiderstände erforderlichen grösseren Kraftbedarfs, wegen der sorgfältigen Abdichtungen usw. schwieriger durchführbar.
Die Luftkühlung als solche ist nicht mehr neu ; man hat z. B. Maischbottiche unter gleichzeitiger Anwendung von Luft und Wasser gekühlt, indem man das Wasser durch aufgeblasene Luft zur Verdunstung brachte. Man hat auch schon Würze-und Bierkühler mit Luftkühlung ausgestattet.
Es ist weiter darauf hinzuweisen, dass die Umhüllung der Gefässe mit einem Luftmantel od. dgl. der Haltbarkeit derselben in jeder Weise zuträglich ist ; bekanntlich kommen in der Technik dt r Gärungs- gewerbe in immer weiterem Umfange Metallgär-und Lagergefässe, besonders auch aus Aluminium, zur Anwendung.
Es ist die Verwendung dieser Metallgefässe durch das eben geschilderte Tempericrungsverfahren einen bedeutenden Schritt weitergebracht, da sich naturgemäss nur metallene Gefässe zur Temperierung durch die Gefässwände eignen.
Die Mantelraumkühlung gibt aber auch die Möglichkeit, einem weiteren Mangel, der sich bisher bei der Gärung und Lagerung bemerkbar gemacht hat, abzuhelfen.
Es ist bekannt, dass Gärungsschwierigkeiten in vielen Fällen auf elektrischen Vorgängen beruhen.
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keiten besonders auf, wenn die elektrolythaltige gärende Flüssigkeit während des Gärungsprozesses mit zwei Metallen in Berührung kommt, wie das z. B. bei den üblichen Aluminiumbottichen, die mit kupfernen Kühlschlangen ausgerüstet sind, der Fall ist ; aber auch die Verbindung der Metallgär-und Lagergefässe mit der Erde gibt zum Erdschluss Anlass, so dass durch die zwischen Gefäss und Erde bestehende Potentialdifferenz ein Stromfluss zustande kommt.
Auch besteht bei mit Innenkühlung ausgerüsteten Gärbottichen eine Erdung durch die Wasser-oder Soleleitung, die vorhanden ist, sobald mit metallenen Innenkühlern, wie sie ausschliesslich in Benutzung sind, gearbeitet wird.
Die Aussenluftkühlung ermöglicht es, diese elektrische Beeinflussung durch die Kühlleitung zu verhindern, indem durch die Aussenkühlung die Innenkühlung überflüssig wird, so dass besondere Vor- sichtsmassregeln bezüglich einer Isolierung der Innenkühlung, die an und für sieh bekannt sind, in Fortfall kommen.
Um die Aufstellung ganz einwandfrei zu machen, müssen die metallenen Gär-und Lagergefässe in dem Mantelraum selbst auch gegen Erdschluss isoliert aufgestellt werden, wodurch jede Potentialdifferenz zwischen Gefässinhalt und Erde verhindert wird.
Selbst wenn auch die sich abspielenden elektrischen oder elektrolytischen Vorgänge während des Gärungsprozesses gering sind, so ist doch immer zu bedenken, dass dabei gewisse Mengen Metall in Lösung gehen bzw. sich die Aziditätsverhältnisse der Flüssigkeit eventuell zonenweise ändern, was eine nachteilige Wirkung mit sich bringt.
Ausser dem Vorteil, dass sich die Gärung in einwandfreier Weise abspielt, hat die elektrisch isolierte Aufstellung der Gefässe im Sinne der Erfindung noch den Vorteil, dass die bisher kaum beherrschbaren elektrolytischen Zerstörungsprozesse der metallischen Gär- und Lagergefässe, insbesondere derjenigen aus Aluminium, so verzögert oder verhindert werden, dass sie praktisch nicht mehr ins Gewicht fallen.
Zweckmässigerweise werden, um die Bildung von Strombrücken zu verhindern, Isolatoren verwendet, die die Entstehung überbrückender Flüssigkeitshäutchen so gut wie unmöglich machen ; es kommen nach den Erfahrungen der Hochspannungsisolierung ausgebildete teller-oder glockenartig geformte Elemente zur Verwendung, bei denen immer Strecken grösseren und Strecken engeren Querschnitts aufeinanderfolgen.
'Im einfachsten Falle stellen schon zwischen Gefäss und Erdboden gelegte Streifen oder Blöcke aus stromisolierendem Material, z. B. Glas, keramischen Stoffen, Hartgummi u. dgl. eine Lösung dar, wobei die Isolierung in die Sockel oder Füsse der Gefässe vorteilhaft eingebaut wird.
Die beiliegenden Abbildungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen von zur Ausübung des neuen Gär-und Lagerverfahrens geeigneten Apparaturen in Anwendung auf Gärgefässe.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt in Schnittlinie A-A der Fig. 2 und Fig. 2 ein Querschnitt in Schnittlinie B-B der Fig. 1 und stellt einen mit Mantelraum gemäss der Erfindung versehenen Gärbottich dar, bei dem ein gasförmiges Temperierungsmedium, hier Luft, nach Passieren einer ausserhalb des Mantelraums vorgesehenen Temperierungsanlage (Kühlanlage) durch den Mantelraum in labyrinthartig am Wege hindurchgesaugt wird.
Der Gärbottich j ! ist mit einer Umhüllung 2, z. B. aus Stampfbeton, umgeben, die aussen in üblicher Weise mit Klinkerplatten 3 verschalt ist. Das Gärgefäss j ! ruht nur mit seiner Bordkante auf der Um-
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hüllung auf und lässt zwischen sich und der Umhüllung einen mantelförmigen Raum 13 frei. Zur Abstützung der Gefässwände und der Böden innerhalb des Raumes 13 werden Stützrippen 14 aus Belageisen oder Eisenträgern (Grey-Profile) vorgesehen.
Diese Stützleisten, die natürlich auch aus Mauerwerk gebildet werden können, werden zweckmässig labyrinthartig angeordnet, wie das auf Fig. 2 zu sehen ist, so dass das durchströmende Temperierungsmittel gezwungen ist, die ganze Gefässwand und Bodenfläche zu bestreichen.
Das Kühlmittel, im einfachsten Falle Luft, tritt bei dem Einlassrohr 6 ein, durchstreicht den Mantelraum 13, gelangt durch das Abzugrohr 7 zu dem Exhaustor 9 und das Abzugrohr 11 ins Freie oder zur Kühlkammer 4 zurück.
Die Temperierung der Luft erfolgt nämlich in der Vorkammer 4, die mit der Aussenluft ausserhalb des Gärraumes oder mit dem Rohr 11 durch den Windkanal 5 verbunden ist. Der Windkanal kann auch ganz oder teilweise innerhalb des Hauptkellers ausmünden, so dass die Einrichtung gleich zur Lufterneuerung im Hauptkeller dient. Zur Luftmengenregulierung ist in den Kanal 5 zweckmässig eine Klappenjalousie 8 od. dgl. eingebaut.
Innerhalb der Kammer 4 befindet sich eine der bekannten Einrichtungen zur Luftkühlung, z. B. eine von kalter Sole od. dgl. durchströmte Kühlschlange 10.
Eine Kühlkammer 4 sowie der Exhaustor 9, kann für eine ganze Serie von Gefässen gemeinsam Verwendung finden, in welchem Falle die Temperierung der einzelnen Bottich durch Dosierung der durch die einzelnen Räume 13 strömenden Luft mittels in den Zu-oder Abführungskanal 6 eingebauter Regulierungsorgane erfolgt.
Fig. 3 zeigt wieder einen Gärbottich im Längsschnitt, bei dem die Kühleinrichtung zur Kühlung des den Mantelraum erfüllenden Mediums innerhalb des letzteren untergebracht ist und ausserdem Einrichtungen getroffen sind, um einen Erdschluss des Metallbottichs zu verhindern.
Der Gärbottich 1 ist wieder mit einer Umhüllung 2, z. B. aus Stampfbeton, umgeben, die aussen in herkömmlicher Weise mit Klinkerplatten 3 verschalt ist. Das Gärgefäss 1 ruht nur mit seiner Bordkante auf einer in die Umhüllung 2 eingelassenen Einlage 22 aus einem elektrisch isolierten Material, z. B. Gummi oder Kunstharzplatten, auf und lässt zwischen sich und der Umhüllung den mantelförmigen Raum 13 frei. Zur Abstützung des Gefässbodens sind die Isoliersockel. M vorgesehen, die in ähnlicher Weise auch zur Abstützung der Gefässseitenwände verwendet werden können. In dem mantelförmigen Raum 13 sind die Schlangen 10 untergebracht, denen durch das Zuführungsrohr 20 und das Abführungsrohr 21 das Temperierungsmittel, z. B. gekühlte Sole od. dgl., zu-und abgeführt wird.
Die Schlagen 10 werden an drei Stellen von Trägern 33 gehalten, die zweckmässigerweise in die Umhüllung 2 eingelassen sind.
Die Kühlschlangen 10 berühren die Bottichwände nicht direkt, sondern geben die Kälte nur an das den Mantelraum erfüllende Medium, im vorliegenden Fall Luft, ab, das als Kälteträger seinerseits gleichmässig die Bottichwände temperiert.
Der Bottich 1 ist durch die elektrisch isolierenden Sockel 18 und die Einlage 22 vollkommen isoliert aufgestellt und besitzt keine irgendwie geartete leitende Verbindung mit der Erde.
Bei 34 ist ein Auslass in den Mantelraum vorgesehen, um etwa sich in dem Mantelraum bildendes Kondenswasser abzulassen.
An und für sich kann natürlich der Mantelraum 13 vollkommen luftdicht gegen die Umgebung abgeschlossen werden.
Die Anordnung der Kühlschlangen 10 kann innerhalb des Mantelraumes in jeder gewünschten Weise vorgesehen werden, so dass sie z. B. auch unterhalb des Bottichbodens entlang laufen können.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch Gärgefässe von vornherein mit hohlen Wänden und Böden hergestellt werden können.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf offene, sondern in gleicher Weise auf geschlossene Gärund Lagertanks.
Besonders zu erwähnen ist, dass bei Verwendung der Gär- und Lagergefässe nach vorliegender Erfindung die Tiefkühlung der Gär-und Lagerräume gar nicht mehr in der exakten Weise im ganzen erfolgen muss, sondern sich die Temperierung in der Hauptsache auf die gerade gefüllten Gefässe beschränken kann, was zu ganz wesentlichen Ersparnissen führt.
Es sei noch erwähnt, dass die Gefässe auch isoliert aufgehängt werden können, z. B. an Isolatoren
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gär-und Lageranlage für gärende Flüssigkeiten während ihrer Verarbeitung im Gear-fund Lagerkeller unter Benutzung von Metallgefässen, insbesondere für Bier, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefässe (1) mit einer Umhüllung (2) umgeben sind, die zwischen sich und der Gefässaussenwand einen für ein oder mehrere Gefässe gegen die Aussenluft getrennten Mantelraum (13) bildet, wobei die Temperierung der Gefässaussenwände mit Hilfe des diesen Mantelraum erfüllenden Mediums stattfindet.