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Verfahren zum Hopfen von Bierwürze
Im praktischen Brauereibetrieb wird das Hopfen der Bierwürze im allgemeinen so durchgeführt, dass der Hopfen in grobzerkleinertem Zustand der Würze zugeführt wird. Dieses Verfahren ist aber mit dem Nachteil verbunden, dass beim Kochen nur etwa 1/3-1/4 der in dem eingesetzten Hopfen vorhandenen Bitterstoffe in die Würze übergehen und ausserdem noch eine gewisse Menge von Bitterstoffen, z. B. etwa 3-7je, bei der Weiterbehandlung (Gärung und Lagerung) durch Ausscheidung verlorengehen.
Die bisher bekanntgewordenen Vorschläge, diese Nachteile zu beseitigen, haben zu befriedigenden Erfolgen nicht geführt. Es ist unter anderem vorgeschlagen worden, Suspensionen von Hopfen in Wasser oder Würze oder Hopfenextrakte mit mechanischen Schwingungen im Hörschallbereich zu behandeln, um die Bitterstoffe löslich zu machen und eine bessere Extraktion derselben zu bewirken und die so erzielten Extrakte zum Hopfen der Würze zu verwenden. Die Wirkung der Hörschallenergie ist aber zu gering, um die einzelnen Zellverbände des Hopfens in dem gewünschten Sinne ausreichend zu beeinflussen.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, Nasszerkleinerung von Hopfen mit rührwerkartigen Vorrichtun- gen durchzuführen. Hiebei werden aber nur geringfügige Zerreissungen erzielt, so dass nur die an den Zerreissgrenzen geöffneten Zellen des pflanzlichen Hopfengewebes eine leichtere Extraktion erfahren.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, dem anzuwendenden Naturhopfen durch Ultrabeschallung in Gegenwart von Wasser oder wässerigen Lösungen die Bitterstoffe zu entziehen und den so gewonnenen Bitterstoffextrakt durch Einführung in die kochende Würze zur Hopfung derselben zu verwenden. Die Ultrabeschallung erfordert aber empfindliche kostspielige Geräte, deren Betrieb mit grossen Energiekosten verbunden ist und die infolgedessen unwirtschaftlich sind. Die Herstellung von Bitterstoffextrakten mit Hilfe von Ultraschall nimmt ausserdem einen erheblichen Zeitaufwand, z. B. 1-2 Stunden und mehr, in Anspruch. Während dieser langwierigen Behandlung ist Gelegenheit zu störenden Nebenreaktionen gegeben, die den Geschmack des hergestellten Bieres ungünstig beeinflussen können.
Erfindungsgemäss erfolgt die Hopfung von Bierwürze unter Verwendung von durch Nassvermahlung mittels rotierender Zerreissvorrichtungen- erhaltenen wässerigen Hopfendispersionen derart, dass Aufschläm- mungen von Hopfen in einer Teilmenge Würze, bei möglichst kurzer Verweilzeit.
zweckmässig bei mässig erhöhten Temperaturen, beispielsweise 50-1000 C, durch unter der Bezeichnung Kreiselgeräte bekannte hochtourige (etwa 3000 Umdr/min) Rotationszerkleinerungsgeräte geführt werden, die aus einem feststehenden Stator und einem umlaufenden Rotor oder aus zwei mit verschiedenen'Geschwindigkeiten in gleicher oder entgegengesetzter Richtung rotierenden Teilen bestehen, in deren Wirkungszone das Gut durch wechselnde Spannungs- und Entspannungsvorgänge in eine Würze-Hopfen-Dispersion übergeführt wird und diese zur Hopfung der Würze im Brauereibetrieb verwendet wird. Die Verweilzeit der Aufschlämmungen im Kreiselgerät ist von verschiedenen Umständen abhängig. Beispielsweise kann eine 25 kg Hopfen enthaltende Aufschlämmung in 5-10 min durch das Kreiselgerät geführt werden.
Die tatsächliche Verweilzeit in der Wirkungszone des Kreiselgerätes dürfte nur wenige Sekunden betragen.
Die bestgeeigneten Mengenverhältnisse von Hopfen und Würze können durch Vorversuche ermittelt werden. Im allgemeinen können für die Dispergierung von 0, 5 bis 1, 0 kg Hopfen etwa 100 1 Würze ver-
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Die erfindungsgemäss anzuwendenden an sich bekannten Kreiselgeräte sind hochtourige Rotationsgerli- te, die etwa 3000 Touren je Minute machen und eine hervorragende Wirkung ausüben. Gegenüber der bereits vorgeschlagenen Nasszerreissung von Hopfen mit rührwerkartigen Vorrichtungen niedriger Tourenzahl besitzen die hochtourigen Kreiselgeräte einen massierten und gerichteten Einsatz der Impulskräfte auf die durch die Wirkungszone geführte Hopfensuspension.
Die hiebei eintretende Dispergierung des Hopfensin der kürze ermöglicht die Einwirkung der auf kleinstem Raum konzentrierten Impulskräfte im Augenblick der Feinzerkleinerung. Von den bekannten Nasszerreissvorrichtungen für Hopfen. in rührwerkähnlichen Vorrichtungen niedriger Tourenzahl, unterscheidet sich die vorliegende Arbeitsweise durch das Arbeiten mit hoher Tourenzahl (etwa 3000 Touren je Minute) sowie durch den hohen und massierten Energieeinsatz, der beispielsweise bei einem Kreiselgerät, in dem ein Quantum von 25 kg Hopfen in Würze suspendiert in etwa 5-10 min Durchlaufzeit behandelt wird, rund 30 kW pro Stunde beträgt.
Eine Ausführungsform eines für die Herstellung der Dispersion geeigneten I (reiselgerätes ist auf der beigefügten Zeichnung veranschaulicht.
Das Kreiselgerät 1 besitzt bei 2 einen Zulauf, in den die aus Hopfen und Würze hergestellte Suspension kontinuierlich eingeleitet wird. 3 ist der Rotor, 4 der Stator, 5 und 6 sind die Dispergierelemente, die aus Nuten bestehen, zwischen denen Rippen vorgesehen sind. Der für die Dispergierung wichtigste Teil des Gerätes besteht in der Drosselzone, in der sich Kammern 7 und 8 befinden. Die Zahl dieser Kammern kann beliebig gross sein. Es können z. B. 200 Kammern auf dem Rotor und ebensoviele Kammern auf dem Stator vorhanden sein. Die Zahl der Nuten 5 und 6 kann kleiner sein als die der Kammern.
Es können sich z. B. etwa 40 Nuten auf dem Rotor und 40 Nuten auf dem Stator befinden. 9 ist ein Sammelraum für die aus der Drosselzone kommende Dispersion, in dem Schaufeln 10 für die Austragung der Dispersion durch einen (nicht gezeichneten) Stutzen vorgesehen sind. Bei der gezeichneten Ausführungsform ist das Kreiselgerät 1 durch eine Kupplung 12 mit einem Elektromotor 11 verbunden.
In Ausübung der Erfindung kann der anzuwendende Hopfen einer an sich bekannten Vorzerkleinerung. vorteilhaft Grobzerkleinerung, unterworfen werden, die zweckmässig lasch durchgeführt wird, umstörende Oxydationswirkungen auszuschliessen. Das zerkleinerte Material wird vorteilhaft in unmittelbarem Anschluss an den Zerkleinerungsvorgang in einen Mischbottich eingeführt, in den gleichzeitig die zur Herstellung der Hopfendispersion dienende Würze in bemessener Menge eingeführt wird. Hopfen und Würze werden dann z. B. mit Hilfe eines Rührwerks einer guten Durchmischung unterworfen und die so gebildete, die Hopfenbestandteile in gleichmässiger Anfeuchtung oder Durchfeuchtung enthaltende Suspension in den Zulauf 2 des Kreiselgeräts 1 kontinuierlich eingeleitet.
Man kann aber auch auf Vorzerkleinerung des Hopfens verzichten und diesen, so wie er angeliefert wird, in das Kreiselgerät einführen. Dieses Verfahren hat sich besonders bei Anwendung von grossen Kreiselgeräten mit grosser Leistungsfähigkeit bewährt.
Da hiebei die Zerteilung des Hopfens erst nach Einführung in den Anfangsteil des Kreiselgerätes stattfindet, ist die Gefahr von unerwünschten Oxydationsvorgängen vermieden. Infolge der Antriebsenergie strömt die Hopfensuspension durch die Zentrifugalkraft beschleunigt, vornehmlich in radialer Richtung durch das Ge- raat. In der im Strömungsweg befindlichen Drosselzone, die bei der gezeichneten Ausführungsform aus einer grossen Anzahl von durch Einfräsungen gebildeten Kammern besteht, die sich sowohl auf dem Stator, als auch auf dem Rotor befinden, spielen sich folgende Vorgänge ab :
Die auf dem Rotor befindlichen Kammern bewegen sich im Rhythmus der Kammerzahl und der Umlaufgeschwindigkeit des Rotors an den feststehenden Kammern des Stators vorbei.
Sobald sich Rotorkammem und Statorkammern gegenüber befinden, fliesst das Behandlungsgut aus den Rotorkammern in die benachbarten Statorkammern. Befindet sich bei fortschreitender Drehbewegung eine Rotorkammer nicht mehr gegenüber einer Statorkammer. sondern gegenüber der Wand zwischen zwei Statorkammern, so wird die Strömung des Behandlungsguts gestoppt. Es tritt infolgedessen ein Stau innerhalb des Behandlungsguts ein. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Phase der Drehbewegung, in der sich Kammern des Rotors und des Stators gegenüberliegen oder Rotorkammern sich gegenüber den Wandungen zwischen je zwei Statorkammern befinden. Infolgedessen erfolgt ein ständiger Wechsel von Entspannungen und Spannungen im Behandlungsgut.
Hiedurch werden die Zellen der Hopfenbestandteile einer ständig wechselnden Spannung und Entspannung unterworfen, wodurch die Inhaltsstoffe der Zellen freigelegt und je nach ihrer Beschaf- fenheit in dem flüssigen Medium gelöst oder kolloidal gelöst werden, während. die nicht in Lösung übergeführten festen Teilchen weitgehend aufgeschlossene Zellen enthalten.
Da die Aufenthaltsdauer des durch das Kreiselgerät fliessenden Lösungsgemisches von Hopfen in Würze nur eine ausserordentlich kurze Zeit beträgt, treten keine störenden Nebenreahtionen, insbesondere keine Oxydationserscheinungen und auch keine störenden Rotorerhitzungen auf.
Der Betrieb des Kreiselgerätes und die sich darin abspielenden Vorgänge können so gesteuert werden,
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dass der Aufschluss des Hopfens, die Lösung der darin befindlichen löslichen Wertstoffe und die Feinverteilung unter Bildung von Dispersionen stattfinden, die für die Hopfung des Bieres besonders geeignet sind. Wenn der Rotor z. B. mit 3000 Touren je Minute umläuft, dann ergibt sich bei einer Kammeranzahl von
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dentlich kurzen Aufenthaltsdauer im Gerät insbesondere in der Drosselzone in eine Feindispersion übergeführt, welche die löslichen Bestandteile des Hopfens unter Einschluss der im Hopfen enthaltenen Kolloide in gelöster bzw. kolloidal gelöster Form und die ungelösten Feststoffe in weitgehendst aufgeschlossenem Zustand enthält.
Die Hopfung der Würze im Brauereibetrieb erfolgt durch Zugabe der erfindungsgemäss erzeugten Gesamtdispersion zu der kochendenwürze. Die weitgehendst aufgeschlossenen festen Teilchen der Dispersion beteiligen sich an der Hopfung der Bierwürze und werden nach erfolgter Hopfung in bekannter Weise zusammen mit dem beim Kochen der Würze entstehenden Niederschlag (Bruch), z. B. durch Zentrifugieren oder Filtrieren aus der Würze entfernt.
Im Vergleich zu den bisher allgemein gebräuchlichen Hopfungsverfahren durch direkte Einführung von Naturhopfen in die Würze, bietet das vorliegende Verfahren den Vorteil einer erheblichen Einsparung an Hopfen. Betriebsversuche haben gezeigt, dass die Einsparung an Hopfen mehr als 300/0, z. B. 30-500/0 gegenüber der bisher üblichen Hopfengabe betragen kann und trotzdem Biere von einwandfreier Beschaffenheit erhalten werden, die einen besonders guten Geschmack aufweisen und sich durch ausgezeichnete Schaumbildung und Standfestigkeit des Schaums auszeichnen.
Die überraschend hohe Wirksamkeit der Dispersion und die damit ve. rbundene Hopfenersparnis dürfte wesentlich darauf beruhen, dass die im Kreiselgerät weitgehendst unter Zellsprengung aufgeschlossenen Festteilchen bei dem Kochprozess noch wertvolle Wirkstoffe an die Würze abgeben.
Die fortschreitende Wirkung der vorliegenden Erfindung gegenüber andern bekannten Vorschlägen zur Hopfung von Bierwürze dürfte darauf beruhen, dass die Suspension von Hopfen in Würze beim Durchgang das Kreiselgerät in deren Wirkungszone einer Dispergierung und gleichzeitigen Einwirkung der auf kleinstem Raum konzentrierten Impulskräfte im Augenblick der Feinzerkleinerung (Dispersion) unterworfen wird.
Kreiselgeräte sind, wie bereits erwähnt wurde, bekannt ; sie haben unter anderem Verwendung zur Herstellung von Dispersionen und Emulsionen in der pharmazeutischen Industrie gefunden. Daraus konnte das vorliegende Verfahren zur Hopfung von Bierwürze und seine besonderen Vorteile weder entnommen noch hergeleitet werden.
Es wurde auch bereits die Verwendung von Hörschall bei der Hopfung von Bierwürze vorgeschlagen.
Während einer derartigen Behandlung mit Hörschall, welche eine Stunde und länger dauert, findet jedoch keine Zerkleinerung und Dispergierung des Hopfens statt.
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Process for hops from wort
In practical breweries, the wort hops are generally carried out in such a way that the hops are added to the wort in a coarsely crushed state. However, this method has the disadvantage that when cooking only about 1 / 3-1 / 4 of the bitter substances present in the hops are transferred into the wort and also a certain amount of bitter substances, e.g. B. about 3-7 each, are lost in further treatment (fermentation and storage) through excretion.
The previously known proposals to eliminate these disadvantages have not led to satisfactory results. It has been proposed, inter alia, to treat suspensions of hops in water or wort or hop extracts with mechanical vibrations in the audible sound range in order to make the bitter substances soluble and to effect a better extraction of the same and to use the extracts obtained in this way for hops the wort. The effect of the auditory sound energy is, however, too small to sufficiently influence the individual cell associations of the hops in the desired sense.
It has also been proposed to wet hops comminution with stirrer-like devices. In doing so, however, only slight tears are achieved, so that only the cells of the plant hop tissue that have been opened at the tear limits experience an easier extraction.
It has also been proposed to remove the bitter substances from the natural hops to be used by means of ultrasound in the presence of water or aqueous solutions and to use the bitter substance extract thus obtained by introducing it into the boiling wort for hopping the same. However, ultrasound requires sensitive, expensive equipment, the operation of which is associated with high energy costs and which are consequently uneconomical. The production of bitter substance extracts with the help of ultrasound also takes a considerable amount of time, e.g. B. 1-2 hours and more to complete. During this lengthy treatment there is an opportunity for disruptive side reactions which can adversely affect the taste of the beer produced.
According to the invention, wort is hopped using aqueous hop dispersions obtained by wet grinding by means of rotating shredding devices in such a way that hops are slurried in a partial amount of wort with the shortest possible residence time.
expediently at moderately elevated temperatures, for example 50-1000 C, by high-speed (about 3000 rev / min) rotary crushers known as gyroscopes, which consist of a fixed stator and a rotating rotor or two with different speeds in the same or opposite directions In the direction of rotating parts, in the zone of action of which the material is converted into a wort-hop dispersion by alternating tension and relaxation processes and this is used for hopping the wort in the brewery. The residence time of the slurries in the gyroscope depends on various circumstances. For example, a slurry containing 25 kg of hops can be passed through the gyroscope in 5-10 minutes.
The actual dwell time in the effective zone of the gyro device should only be a few seconds.
The most suitable proportions of hops and wort can be determined through preliminary tests. In general, about 100 liters of wort can be used to disperse 0.5 to 1.0 kg of hops.
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The gyroscopic devices known per se to be used according to the invention are high-speed rotary devices which make about 3000 tours per minute and have an excellent effect. Compared to the already proposed wet tearing of hops with agitator-like devices with a low number of revolutions, the high-revving gyroscopes have a massed and directed application of the impulse forces on the hop suspension guided through the zone of action.
The short dispersion of the hops enables the impulse forces concentrated in the smallest of spaces to act at the moment of fine comminution. Of the known wet shredding devices for hops. In agitator-like devices with a low number of revolutions, the present mode of operation differs in that it works with a high number of revolutions (around 3000 revolutions per minute) and through the high and massed use of energy, which is, for example, in a gyroscope in which a quantity of 25 kg of hops is suspended in wort 5-10 min throughput time is treated, which is around 30 kW per hour.
An embodiment of a device suitable for preparing the dispersion is illustrated in the accompanying drawing.
The gyroscope 1 has an inlet at 2 into which the suspension made from hops and wort is continuously introduced. 3 is the rotor, 4 is the stator, 5 and 6 are the dispersing elements, which consist of grooves between which ribs are provided. The most important part of the device for dispersion is the throttle zone, in which chambers 7 and 8 are located. The number of these chambers can be as large as desired. It can e.g. B. 200 chambers on the rotor and the same number of chambers on the stator. The number of grooves 5 and 6 can be smaller than that of the chambers.
It can z. B. about 40 slots on the rotor and 40 slots on the stator. 9 is a collecting space for the dispersion coming from the throttle zone, in which blades 10 are provided for discharging the dispersion through a nozzle (not shown). In the embodiment shown, the gyroscope 1 is connected to an electric motor 11 by a coupling 12.
When practicing the invention, the hops to be used can be pre-shredded, known per se. advantageously coarse comminution, which is expediently carried out laxly in order to exclude disruptive oxidative effects. The comminuted material is advantageously introduced immediately after the comminution process into a mixing vat, into which the wort used for the production of the hop dispersion is introduced in measured quantities at the same time. Hops and wort are then z. B. is subjected to thorough mixing with the aid of a stirrer and the suspension thus formed and containing the hops components in uniform moistening or moisture penetration is continuously introduced into the inlet 2 of the gyro device 1.
But you can also do without pre-shredding the hops and introduce them into the gyroscope as they are delivered. This method has proven itself particularly when using large gyroscopic devices with high performance.
Since the hops are only broken up after they have been introduced into the initial part of the gyroscope, the risk of undesired oxidation processes is avoided. As a result of the drive energy, the hop suspension flows accelerated by the centrifugal force, primarily in the radial direction through the device. The following processes take place in the throttle zone located in the flow path, which in the embodiment shown consists of a large number of chambers formed by millings, which are located on both the stator and the rotor:
The chambers on the rotor move in the rhythm of the number of chambers and the rotational speed of the rotor past the stationary chambers of the stator.
As soon as the rotor chambers and stator chambers are opposite, the material to be treated flows out of the rotor chambers into the neighboring stator chambers. If a rotor chamber is no longer opposite a stator chamber as the rotational movement progresses. but opposite the wall between two stator chambers, the flow of the material to be treated is stopped. As a result, a jam occurs within the items to be treated. This process is repeated in each phase of the rotary movement in which chambers of the rotor and the stator are opposite each other or rotor chambers are located opposite the walls between two stator chambers. As a result, there is a constant alternation of relaxation and tension in the material to be treated.
As a result, the cells of the hop constituents are subjected to constantly changing tension and relaxation, whereby the constituents of the cells are exposed and, depending on their nature, are either dissolved in the liquid medium or dissolved colloidally while. the solid particles not converted into solution contain largely disrupted cells.
Since the dwell time of the mixed solution of hops in wort flowing through the gyro device is only an extremely short time, there are no disruptive side reactions, in particular no signs of oxidation and also no disruptive rotor heating.
The operation of the gyro and the processes taking place in it can be controlled
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that the digestion of the hops, the dissolution of the soluble valuable substances contained therein and the fine distribution take place with the formation of dispersions that are particularly suitable for the hops of the beer. When the rotor z. B. rotates at 3000 tours per minute, then results in a number of chambers of
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A very short stay in the device, especially in the throttle zone, is converted into a fine dispersion which contains the soluble components of the hops including the colloids contained in the hops in dissolved or colloidally dissolved form and the undissolved solids in a largely disintegrated state.
The wort is hopped in the brewery by adding the total dispersion produced according to the invention to the boiling wort. The largely disrupted solid particles of the dispersion take part in the hopping of the wort and are, after hopping, in a known manner together with the precipitate (breakage) that occurs when the wort is boiled, e.g. B. removed from the wort by centrifugation or filtration.
Compared to the hitherto generally used hopping processes through the direct introduction of natural hops into the wort, the present process offers the advantage of a considerable saving in hops. Field tests have shown that the savings in hops are more than 300/0, e.g. B. 30-500 / 0 compared to the usual hops and still beers of perfect quality are obtained, which have a particularly good taste and are characterized by excellent foam formation and stability of the foam.
The surprisingly high effectiveness of the dispersion and thus the ve. The associated hops savings are likely to be based essentially on the fact that the solid particles, which are largely broken down in the gyroscope, still release valuable active substances to the wort during the boiling process.
The progressive effect of the present invention compared to other known proposals for the hopping of wort is likely to be based on the fact that the suspension of hops in wort is dispersed in its zone of action during passage through the gyroscope and the simultaneous action of the impulse forces concentrated in the smallest space at the moment of fine grinding is subjected.
As already mentioned, gyroscopes are known; Among other things, they have found use for the production of dispersions and emulsions in the pharmaceutical industry. The present method for hopping beer wort and its particular advantages could neither be inferred from this nor derived.
The use of acoustic sound in the hopping of wort has also already been proposed.
During such a treatment with acoustic sound, which lasts an hour or more, however, no comminution and dispersion of the hops takes place.