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Gärverfahren für unter-und obergäriges Bier
Die Bierherstellung war bisher ein zeitraubender, sich über die Dauer von 40 bis 120 Tagen erstreckender und sehr kapitalintensiver Prozess. Es hat daher verschiedene Versuche gegeben, eine Verkürzung der Bierherstellung zu erreichen. Dies ist jedoch immer nur für einzelne Stufen des Herstellungsprozesses, vor allem durch Verkürzung der Haupt- und Nachgärung, möglich gewesen, wobei die Zeiteinsparungen auf den gesamten Herstellungsprozess meist nicht massgeblich ins Gewicht fielen und die resultierenden Biere geschmacklich oder in ihrer Zusammensetzung nicht befriedigten.
Nach der Herstellung der Würze im Sudhaus folgen im Brauprozess bekanntlich Hauptgärung, Nachgärung und Reifung. Bei der Hauptgärung wird rund auf einen Vergärungsgrad von 65 bis 70go im Gärkeller vergoren, dann erfolgt mit fallender Temperatur die Nachgärung im Lagerkeller bis zur Endvergärung, der sich die Ausreifung des Bieres anschliesst.
Es ist bekannt, dass z. B. durch Herausnahme des Heiss- und Kühltrubs aus der Würze, beispielsweise mittels Sedimentation, Zentrifugieren., Separierung oder Filtration, die Hauptgärung um 1 - 2 Tage und die Nachgärung und Reifung des Bieres um zirka 3 Wochen gegenüber der konventionellen Arbeitsweise verkürzt werden kann. Weiter ist bekannt, dass durch höhere Temperaturen bei der Gärung, Rühren oder Umpumpen der gärenden Würze bzw. erhöhte Hefeabgabe die Gärzeit verkürzt werden kann.
Weiterhin erfolgt bei dem bekannten Nathan-Verfahren die Gärung offen in 4 - 8 m hohen zylindrisch- - konischen Bottichen, die gleichzeitig als Lagergefäss dienen, wobei künstlich C 0, eingeführt wird.
Dieses Verfahren hat sich jedoch nicht durchsetzen können. Auch die Vergärung von Würze in abgedeckten Gärbottichen bei etwa 0, 2 atü zur Kohlensäuregewinnung oder die Gärung in offenen Lagertanks bzw. bei dem sogenannten Weizenbier mit geteilter Gärung und Hefenachgabe in gekühlten Lagertanks, in denen der Druck ohne jede Steuerung auf 3 - 5 atü ansteigt, um einen abnormalen hohen Kohlensäuregehalt bei dieser Biersorte zu erreichen, ist bekannt.
Der Erfindung liegt nun als Ziel ebenfalls eine Abkürzung der Zeit des Bierbereitungsverfahrens, aber ohne geschmackliche Beeinträchtigung des Bieres, zugrunde. Die Zeiteinsparung wird gemäss der Erfindung gleichfalls durch eine Veränderung der Bedingungen, unter denen bisher die Haupt- und Nachgärung und das Reifen bzw. Ablagern erfolgte, erreicht. Diese letzteren Verfahrensstufen schliessen sich bekanntlich an das Kochen der Würze, nach dem Abtrennen von den Hopfentrebern und Abkühlen der Würze an. Nach den herkömmlichen Methoden wird nach Zusatz von bestimmten Hefekulturen in
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noch ein Rest vergärbarer Stoffe aus der Würze für die Nachgärung übrig bleibt. Das bei dieser Hauptgärung erhaltene Jungbier wird dann üblicherweise bei etwa 0-3 C abgelagert, wobei eine Nachgärung erfolgt und sich die Ausreifung anschliesst.
Mit einer Filtration des abgelagerten Bieres ist der Bereitungsprozess praktisch abgeschlossen.
Es ist grundsätzlich bekannt, die Biergärung in zwei Stufen durchzuführen, indem man in der ersten Stufe belüftet (aerob arbeitet) und in der zweiten Stufe anaerob arbeitet, d. h. die Luft ausschliesst.
(Siehe brit. Patentschriften Nr. 894, 899 und Nr. 835, 964.)
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h.unerwünschter Jungbukettstoffe erfolgt. Die aus dem Druckgärungstank austretende Kohlensäure wird entweder direkt zum Vorspannen der Reifungstanks weitergeleitet, oder aber einer Kohlensäuregewinnungsanlage zugeführt. Dadurch, dass der gesamte Gärvorgang in einem Gefäss erfolgt, kann auch die gesamte entstehende Kohlensäure, abgesehen von der im Bier gebundenen, aufgefangen und verwertet werden.
Bei der Gärung wird die Würze bis zur Sättigungsfähigkeit mit der bei der Gärung entstehenden Kohlensäure angereichert.
Wie bereits erwähnt, ist der Gärverlauf genauestens nach dem Leitdiagramm, bei welchem von Extraktrest der Anstellwürze ausgegangen wird und die jeweiligen scheinbaren Extraktreste aufgetragen sind, durchzuführen. Weiterhin ist der Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens durch das Diagramm anschaulich dargestellt. Auf der Abszisse des Schemas ist die Gärdauer in Tagen aufgetragen ; auf den Ordinaten erstens der Extraktgehalt in Grew.-%, zweitens die Temperatur in 0 C und drittens der Druck im Gärtank in atü. Die den Ordinaten zugeordneten Kurven sind entsprechend gekennzeichnet. Der eingezeichnete Verlauf der Kurven entspricht dem nachfolgenden Beispiel eines erfindungsgemässen Gärvorganges.
Allgemein erfolgt bei der Vergärung von unter- oder obergärigen Bierwürzen, gleich welchen Stammwürzgehaltes, die stufenweise Anhebung gemäss der Erfindung in der Weise, dass bei einem an-
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säuredruck auf 700/0 Vergärungsgrad, sodann bei Ansteigen des Druckes auf 1, 2 atü auf 73% Vergärungsgrad und weiterhin bei gleichem Druck auf 77% Vergärungsgrad und nun bei Ansteigen des Druckes auf 1, 5 atü auf 78% Vergärungsgrad vergoren wird, und schliesslich die Gärung beendet wird, wenn der Vergärungsgrad 791o beträgt.
Beispiel : In üblicher Weise wird aus Malz eine Würze hergestellt, die einen Extraktgehalt von 12%, hievon 80% vergärbaren Zucker enthält. Diese Würze wird vom Heiss- und Kühltrub, beispielsweise mittels Sedimentation, Zentrifugieren, Separierung oder Filtration so weit befreit, dass die Würze noch
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1 Formazin-EinheitenLondon- New York [1963], S. 213, 214.) Ein kompletter Sud dieser Würze wird in einen Angärbottich oder drucklos in einen Druckgärtank eingefüllt. Während der Einfüllzeit wird mit 15 - 25 ml Luft/hl Würze/h über einer keramischen Kerze im Drehfluss feinstbelüftet.
Bei einer Temperatur von 100C wird 1, 2 l/hl dickbreiiger untergäriger Hefe, Stamm"DGH"zugesetzt. Hierauf überlässt man den Angärvorgang sich selbst. Nach 6 h ergibt sich eine Saccharometeranzeige von 10, 5%. Dies entspricht einem scheinbaren Vergärungsgrad von 12, 50/0.
Diese so drucklos angegorene Würze wird nun unter dem erfindungsgemässen stufenweisen Druckanstieg weiter vergoren. Dabei wird die angegorene Würze im Druckgärtank bei einem Druck von 0, 3 atü auf eine Saccharometeranzeige von 6% vergoren, was einem scheinbaren Vergärungsgrad von 501o entspricht. Jetzt wird der Druck auf 0, 7 atü angehoben, wobei der Extraktgehalt ausgedrückt in Gewichtsteilen auf 4, 40/0 Saccharometeranzeige entsprechend 63% scheinbaren Vergärungsgrad absinken muss. Der Druck von 0, 7 atü wird gehalten, bis die Saccharometeranzeige 3, 6% = 70% scheinbarer Vergärungsgrad beträgt. Erneutes Anheben des Druckes auf 1, 2 atü bringt durch die Vergärung ein Absinken der Saccharometeranzeige auf 3, 20/0 entsprechend 73% scheinbaren Vergärungsgrad.
Der Druck von 1, 2 atü wird wieder gehalten, bis der Extrakt auf eine Saccharometeranzeige von 2, 8% absinkt. Dies entspricht einem scheinbaren Vergärungsgrad von 77%. Anschliessend lässt man den Druck auf 1, 5 atü ansteigen und der Extrakt ist dann auf eine Saccharometeranzeige von 2, 6% entsprechend 78% scheinbarem Vergärungsgrad vergoren. Nach 2 3/4 Tagen ist die gesamte Vergärung beendet und eine Saccharometeranzeige von 2, 5% erreicht, was einem scheinbaren Vergärungsgrad von 79% entspricht, womit praktisch eine vollständige Vergärung des vergärbaren Zuckers der Würze erreicht ist. Danach erfolgt die Überführung in den Reifungstank.
Bei der Belüftung der gekühlten Würze vor der Angärung muss darauf geachtet werden, dass nicht eine zu starke Belüftung stattfindet, da sonst bei der Druckgärung der Anteil an nicht flüchtigen Säuren zu hoch wird und dadurch im Vergleich zu konventionellen Bieren ein zu niedriges PH und gegebenenfalls ein Säuregeschrnack auftreten kann.
Die Druckgärung ist bei sorgfältiger Arbeitsweise je nach Biersorte in 2 1/2 Tagen bis maximal 5 Tagen beendet. Zum Schluss der Druckgärung sind die Temperaturen im Tank durch das Ende des exothermen Gärprozesses um 3 - 50 C abgesunken. Auf dem Wege vom Druckgärtank zum Reifetank
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muss das Bier durch einen Plattentiefkühler üblicher Bauart auf 2 - 2, 50 C abgekühlt werden. Vorzugsweise kann das gekühlte Bier dann noch durch einen Gewebefilter vor Eintritt in den Reifungstank geführt werden.
Als Reifungstank dienen normale Bierlagertanks. Die Temperatur in den Lagerkellerabteilungen muss 0 bis-10 C oder auch kälter sein. Nach bis zu 7 Tagen Verweilzeit in den Reifungstanks kann das Bier direkt zur Endfiltration und Abfüllung gelangen. Ist der Kohlensäuregehalt des Bieres zu hoch, kann derselbe durch Abblasen am Entlüftungshahn gesenkt werden.
Man erhält bei dem angeführten Beispiel ein Bier mit folgenden Analysenwerte:
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<tb>
<tb> Extrakt, <SEP> scheinbar <SEP> : <SEP> 2, <SEP> 45 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Extrakt, <SEP> scheinbar,
<tb> endvergoren <SEP> : <SEP> 2, <SEP> 37 <SEP> Gew.-la <SEP>
<tb> Extrakt, <SEP> wirklich <SEP> : <SEP> 4,30 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP>
<tb> Alkohol <SEP> : <SEP> 4, <SEP> 00 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Stammwürze <SEP> (Destillationsmethode) <SEP> : <SEP> 12, <SEP> 050/0
<tb> Ausstossvergärungsgrad,
<tb> scheinbar <SEP> : <SEP> 79, <SEP> 700/0 <SEP>
<tb> Ausstossvergärungsgrad,
<tb> wirklich <SEP> : <SEP> 64, <SEP> 30%
<tb> Endvergärungsgrad, <SEP> scheinbar <SEP> 80, <SEP> 300/0 <SEP>
<tb> Jodreaktion <SEP> (Alkoholschüttelprobe) <SEP> : <SEP> jodnormal <SEP> PH
<tb> (Glaselektrode) <SEP> : <SEP> 4,32
<tb> EBC-Farbwert <SEP> :
<SEP> 9,4 <SEP> Farbe <SEP> in <SEP> ml <SEP> n/10 <SEP> Jodlösung
<tb> (berechnet) <SEP> : <SEP> 0,59
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Folgende Vorteile bietet das erfindungsgemässe Verfahren :
1. Der bisherige Gärkeller entfällt, und es sind neben dem Druckgärgefäss maximal, wie bereits oben erwähnt, nur zwei bis drei Angärbottiche erforderlich.
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erzielt.
5. Das Verfahren bietet eine erhöhte biologische Sicherheit einwandfrei vergorener Biere infolge weitgehend geschlossener Arbeitsweise.
6. Die anfallende Gärungskohlensäure kann auf einfache Art gesammelt und zum Vorspannen der Lagertanks verwendet werden, so dass nur gäreigene Kohlensäure zur Verwendung gelangt. Somit gelangt nach der Gärung bis zum eigentlichen Abfüllvorgang kein schädlicher Sauerstoff mehr an das Bier.
Weiterhin gestattet das Druckgärsystem, Flaschenbier und Fassbier mit dem gewünschten unterschiedlichen Kohlensäuregehalt herauszubringen.
7. Die Druckgärbiere sind eiweissstabiler und zeigen auch sonst eine erhöhte Stabilität.
8. Die Schaumverhältnisse der Druckgärbiere sind im allgemeinen besser.
9. Der zeitlich stark verkürzte Bierherstellungsprozess, bei dem Gärung und Reifung des Bieres nur zirka 7 -12 Tage erforderte, ermöglicht es, Ausstossspitzen leicht aufzufangen.
10. Das erfindungsgemässe Verfahren ist gegenüber den herkömmlichen Verfahren betriebswirtschaftlich wesentlich weniger aufwendig.
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