<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Durchlaufpasteurisieren von Bier und Wärmeaustauscher zur Durchführung des Verfahrens
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Der Plattenpasteur zeigt aber noch einen andern Nachteil. Es kommt auch manchmal vor, dass beim Plattenpasteurisieren von Bier augenblicklich Trübungen auftreten. Zuweilen bestehen diese aus Eiweissstoffen, zuweilen aus Kohlenhydraten. Momentane Biertrübung konnte z. B. beobachtet werden, wenn die Pasteurisationstemperatur hoch, z. B. 75-80 C, und der Gegendruck z. B. 6 atü waren, verbunden mit einem relativ hohen Kohlensäuregehalt des Bieres.
Man war der Meinung, dass derartige Trübungen darauf beruhen können, dass während des kurzzeitigen Verweilens auf den höchsten Temperaturspitzen, d. h. in und in der Nähe der Haltezelle, im Bier Kohlensäure frei wird, die möglicherweise während eines kurzen aber kritischen Zeitraumes bei realtiv hoher Temperatur in Form feiner Gasblasen vorliegt, die wieder beim Abkühlen des Bieres in Lösung gehen. Die von den Gasblasen verursachte Oberflächenvergrösserung zwischen Kohlensäure und Bier könnte dabei zu einer Anreicherung gewisser Stoffe im Bier in der Grenzschicht zwischen Gasblasen und Bier führen, so dass diese Stoffe irreversibel ausfallen (koagulieren).
Diese weitere Schwäche des Plattenpasteurs hat man durch Erhöhung des Pasteurisationsdruckes zu beseitigen versucht, um dadurch das Freiwerden von Kohlensäure zu verhindern.
Die Gefahr des Auftretens von Biertrübungen während des Pasteurisierens sowie die genannte Schwierigkeit mit Hilfe proteolytischer Enzyme die chemische Haltbarkeit entscheidend zu verbessern, wurde als selbstverständliche Schwäche des Plattenpasteuers angesehen.
Erfindungsgemäss werden die geschilderten Nachteile des Durchlaufpasteurisierens dadurch vermieden, dass in, im Wärmeaustauscher selbst vorhandenen und/oder in den Durchfluss des Wärmeaustauschers angeschlossenen, Behandlungskammern eine Behandlung des Pasteurisiergutes vorgenommen wird, dermassen, dass vor Erreichen der Pasteurisiertemperatur mindestens eine Behandlung mittels eiweissabbauender Enzymen, wie Pepsin, mittels Klärmitteln, wie Tannin, mittels Reduktionsmitteln, wie Ascorbinsäure oder eine Behandlung mittels Gasen, wie Kohlensäure, Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefeldioxyd erfolgt, an- schliessend gegebenenfalls auch eine Filtration des heissen Pasteurisierungsgutes von während dieser Be- handlungen ausgeschiedenen Feststoffen zwischengeschaltet wird, wobei die Temperatur während der (den)
Behandlung (-en) annähernd konstant gehalten wird,
worauf erst das Pasteurisiergut schliesslich auf die
Pasteurisiertemperatur erhitzt und nachher abgekühlt wird.
Vorteilhaft erfolgt erfindungsgemäss die Behandlung in den Behandlungskammern und in den Pasteuri- sierkammern bei einstellbarem Druck.
Der Wärmeaustauscher nach der Erfindung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine oder mehrere in den aufzuheizenden Flüssigkeitsstrom eingeschaltete,'vor der eigentlichen Pasteurisierstufe angeordnete Haltezellen bzw. Behandlungskammern und mit einer nach der letzten Erwärmungsstufe angeordneten Pasteurisierkammer, wobei die Behandlungskammern mit Zu- und
Abflüssen für die Behandlungsmittel ausgestattet sind, gegebenenfalls durch ein in den Flüssigkeitsstrom vor der Pasteurisierkammer zwischengeschaltetes Filter.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen und der folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Anlage als Prinzipskizze und Fig. 2 eine dieser Anlage entsprechende Temperatur-Zeit-Kurve, während die Fig. 3 und 4 die analogen Darstellungen gemäss der Erfindung zeigen.
In Fig. 1 ist 4 eine Hauptleitung für das zu behandelnde Getränk. 1 ist ein als Wärmeaustauscher gebauter Plattenpasteur. 2 ist eine Haltezelle, die das Beibehalten einer geeigneten Flüssigkeitstemperatur ermöglicht, und kann vom Typ einer Röhrenhaltezelle oder im Plattenpaket des Pasteurs eingebaut sein.
9 ist eine Shunt-Leitung mit eingeschaltetem Rückschlag- oder Überströmventil10, 11 ist eine Pumpe.
In Fig. 3 ist zusätzlich noch eine ausserhalb des Pasteurs angeordnete Haltezelle (Behandlungskammer) 3, die auch in den Pasteur eingebaut sein kann, gezeigt. Die Haltezelle 3 ist mit Anschlüssen zum Ein-und Auslauf der Flüssigkeit, zum Einführen und Entfernen von Gasen, Flüssigkeiten, Chemikalien, in der Flüssigkeit entstandene Fällungen usw. zum Filtrieren und andern Flüssigkeitsbehandlungen, sowie den gebräuchlichen Instrumenten ausgerüstet. Die Haltezelle 3 ist so zwischen zwei Punkten der Aufwärmzone des Pasteurs eingebaut, dass die in Frage kommende Behandlung der Flüssigkeit im geeigneten Temperaturgebiet stattfindet. Die Ausmasse der Haltezelle werden den erforderlichen Haltezeiten angepasst. Die Figur zeigt nur eine solche Haltezelle 3, eine andere Anzahl ist natürlich denkbar.
5 ist ein Anschluss zum Einführen von Behandlungsmitteln (Chemikalien, Gasen, Flüssigkeiten usw.) in die Hauptleitung 4. Der Anschluss kann auch an einer andern Stelle als in der Figur gezeigt angebracht sein.
Fig. 2 zeigt die Temperatur-Zeitkurve 6,6a, 6b und 6c, beim Pasteurisieren nach herkömmlicher Methode, während Fig. 4 die Temperatur-Zeitkurve 6,7, 7a, 7b und 7c nach der Erfindung veranschaulicht. Nach der bekannten Methode wird die Flüssigkeit in einer Aufheizzone von 0 auf 700C erwärmt (Kurven 6, 6a). Danach wird die Temperatur in einer Haltezelle 2, während zirka 30 sec konstant
<Desc/Clms Page number 3>
gehalten (Kurve 6b). wonach die Flüssigkeit in einer Kühlzone auf 00C abgekühlt wird (Kurve 6c).
Bei Behandlung der Flüssigkeit nach der Erfindung wird die Flüssigkeit von 0 auf 500C erwärmt (Kur- ve 6), wonach die Temperatur gleichbleibend gehalten wird und die Flüssigkeit die gewünschte Behand- lung in der Haltezelle 3 während einer Zeit von z. B. 5 min durchläuft (Kurve 7). Danach wird das Aufheizen auf Pasteurisierungstemperatur, z. B. 700C fortgesetzt (Kurve 7a). Diese Temperatur wird wäh- rend der erforderlichen Zeit in der Haltezelle 2 gehalten (Kurve 7b). Das Kühlen auf 00C geschieht, wie vorher, in einer Kühlzone gemäss Kurve 7c.
Die einzelnen Schritte in den Temperatur-Zeit-Diagrammen sind auch in den Fig. 1 und 3 einge- tragen.
Die obigen Ausführungen können durch folgende Angaben ergänzt werden :
1. Kurve 6,6a, 6b, 6c, nur übliche Plattenpasteurisation,
2. Kurve 6,7, 7a, 7b und 7c, Enzymbehandlung gefolgt von Plattenpasteurisation.
Kapazität des Pasteurs : 24 hl/h.
Haltezeit des Pasteurs : 300 sec Enzymbehandlungstemperatur, einer Haltezelle von
200 1 entsprechend.
Haltezeit des Pasteurs : 30 sec bei Pasteurisationstemperatur, einer Haltezelle von 20 1 entsprechend.
Der Pasteur ist in Fall 2 mit zwei Haltezellen von 200 bzw. 20 l ausgerüstet.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel enthält der Wärmeaustauscher 47 1 Bier in einem geschlossenen Zirkulationssystem. Diese Quantität wurde auf 155 und 600C erwärmt, wonach eine Menge Pepsin zugeführt wurde, die 0, 2 g per hl Bier entspricht. Nach einer Behandlungszeit von 10 min innerhalb der beiden Temperaturen, wurde das Bier in einer Pasteurisierkammer auf Pasteurisiertemperatur gebracht und nach kurzem Verweilen schnell auf 50C abgekühlt und dann Proben entnommen und hinsichtlich : Kàltetrübungen chemische Haltbarkeit
Schaumhaltbarkeit untersucht. Das Enzym wurde mit einer Dosierpumpe zugesetzt.
Vor jedem Versuch wurde der Wärmeaustauscher mit warmem Wasser bis 55 und 600C erwärmt. Das Wasser wurde dann durch frisches Bier ersetzt, das in dem Wärmeaustauscher bei der gewünschten Temperatur gehalten wurde. Das Enzym wurde zugesetzt und nach einer Einwirkungszeit von 10 min wurde das Bier pasteurisiert und dann bis 50C abgekühlt. 25 Flaschen wurden bei jedem Versuch bei dieser Temperatur (50C) für die Untersuchungen abgefüllt.
Versuch 1 :
Kontrollprobe. Erwärmung bis 56 - 570C während 10 min ohne Pepsinzusatz.
Versuch 2 :
Behandlung mit 0, 2 g/hl Pepsin, 550C während 10 min.
Versuch 3 :
Behandlung mit 0, 2 g/hl Pepsin, 600C während 10 min.
Resultate :
Haltbarkeit, Kältetrübungen. 6 Flaschen in jeder Reihe. Die Resultate sind gemäss EBC- (European Brewery Convention) Bestimmungen angegeben.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Versuch <SEP> Nr. <SEP> Anzahl <SEP> Tage
<tb> 0 <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP>
<tb> 1 <SEP> 5, <SEP> 9 <SEP> 8, <SEP> 9 <SEP> 9, <SEP> 7 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> 5. <SEP> 9 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP>
<tb>
Haltbarkeit bei 250C. 9 Flaschen in jeder Reihe.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb>
<tb> Versuch <SEP> Nr. <SEP> Anzahl <SEP> Flaschen <SEP> mit <SEP> Trübungen <SEP> nach <SEP> Anzahl <SEP> Tage
<tb> 10 <SEP> M <SEP> 23 <SEP> 27 <SEP> 41 <SEP>
<tb> 1 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 9 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 2 <SEP> 5 <SEP> 7 <SEP> 9 <SEP> 9 <SEP>
<tb>
Geschmackprobe :
Bier aus den drei Versuchsreihen wurde von sechs geübten Probekostern geprüft.
Kein Unterschied wurde festgestellt. Schaumhaltbarkeit ( sec).
EMI4.2
EMI4.3
<tb>
<tb> FlaschenAnmerkungen <SEP> : <SEP> 100-120 <SEP> = <SEP> schlechte <SEP> Schaumhaltbarkeit
<tb> 120 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> = <SEP> mittelgute <SEP> Schaumhaltbarkeit
<tb> 140 <SEP> - <SEP> 160 <SEP> = <SEP> gute <SEP> Schaumhaltbarkeit
<tb> > 160 <SEP> = <SEP> sehr <SEP> gute <SEP> Schaumhaltbarkeit.
<tb>
Die Bestimmungen in dem Beispiel wurden gemäss den von EBC (European Brewery Convention) festgelegten Normen ausgeführt. Diesbezügliche Angaben können mit-folgenden Literaturangaben und Beschreibungen ergänzt werden.
Haltbarkeit, Kältetrübungen (EBC)
Die Proben sind luftfrei genommen. Die Trübungen werden zuerst unmittelbar, bei 20 C, gemessen (Initialtrübungen), = 0 Tage und dann bis 00C gekühlt und in einem Kältebad bei 00C aufbewahrt.
Nachher werden die Trübungen nach 2,4 und 6 Tagen gemessen und laut der EBC-Normen angegeben, s. z. B."Brasserie"Nr. 173, Vol. 15, Feber 1961, S. 44.
Haltbarkeit bei 250C
Die Flaschen werden bei 250C aufbewahrt. Die Ziffern der Tafel geben an, in wie vielen Flaschen man nach 10 - 41 Tagen eine sichtbare Trübung feststellen kann. Schaumhaltbarkeit. Siehe"Baruwelt" Jg. 98, Nr. 37,9. Mai, [1958], S. 666.
Zusammenfassung :
1. Aus den Versuchen kann festgestellt werden, dass bei Bier Pepsin in einer Menge von 0, 2 g/hl, wenn es 10 min lang bei 55 C einwirken gelassen wird, eine offensichtlich verbessernde Wirkung auf die chemische Haltbarkeit zeigt.
2. Auch bei 600C zeigt Pepsin eine gute Wirkung. Es dürfte jedoch die optimale Temperatur schon überschritten sein.
3. Die Schaumhaltbarkeit und der Geschmack des Bieres wird nicht unvorteilhaft beeinflusst.
Dieselben Versuche wurden auch mit 4 g Ascorbinsäure pro hl Bier und einer Behandlungszeit von 5 min bei 500C unternommen. In derselben Weise wurden mit 0, 5 g Tannin pro hl Bier und einer Behandlungsdauer von 5 min bei 40 - 600C Versuche gemacht. Für weitere Versuche verwendete man 1 - 4 g S02 pro hl Bier während 5 min bei 40-60 C. Mit Luft bzw. mit Sauerstoff wurde das Bier bei 70 C während 2 min behandelt, um eine Trübung herbeizuführen, hierauf wurde der Niederschlag abfiltriert. Bei diesen Behandlungen wird die Haltbarkeit des Bieres durch die Einwirkung der verschiedenen Reaktionsmittel erheblich verbessert.
Selbstverständlich sind die obigen Angaben nur als Beispiele zu werten. Die Werte für Zeit. Temperatur, Druck usw. müssen selbstverständlich dem Charakter der zu behandelnden Flüssigkeit sowie den gewünschten Ergebnissen angepasst werden.
<Desc/Clms Page number 5>
Einige andere Ausführungsformen als die hier beschriebenen Vorrichtungen sind ebenfalls denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann z. B. der Wärmeaustausche-Pasteur röhrenförmig, als Spiralenwärmeaustauscher usw. gedacht sein. Desgleichen kann die Anzahl der Haltezellen, deren Grösse und Aussehen, Ausrüstung usw. weitgehend veränderlich sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Durchlaufpasteurisieren von Bier, dadurch gekennzeichnet, dass in, im Wärmeaustauscher selbst vorhandenen und/oder in den Durchfluss des Wärmeaustauschers angeschlossenen, Behandlungskammern eine Behandlung des Pasteurisiergutes vorgenommen wird, dermassen, dass vor Erreichen der Pasteurisiertemperatur mindestens eine Behandlung mittels eiweissabbauender Enzymen, wie Pepsin, mittels Klärmitteln, wie Tannin, mittels Reduktionsmitteln, wie Ascorbinsäure oder eine Behandlung mittels Gasen, wie Kohlensäure, Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefeldioxyd erfolgt, anschliessend gegebenenfalls auch eine Filtration des heissen Pasteurisierungsgutes von während dieser Behandlungen ausgeschiedenen Feststoffen zwischengeschaltet wird, wobei die Temperatur während der (den) Behandlung (-en)
annähernd konstant gehalten wird, worauf erst das Pasteurisiergut schliesslich auf die Pasteurisiertemperatur erhitzt und nachher abgekühlt wird.