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Verfahren zum kontinuierlichen Vergären von Bierwürze
Es ist bereits bekannt, beim Vergären von Bierwürze in geschlossenen Behältern unter Druck zu arbeiten und hiebei die gegebenenfalls kontinuierlich durchgeführte Gärung dadurch zu regeln und zu beschleunigen, dass die in Gärung befindliche Würze innerhalb des Behälters so dauernd umgewälzt wird, dass die Flüssigkeit in jedem Bereich des Gärbehälters homogen und dünnflüssig bleibt, wobei das bei der Gärung entstehende Kohlendioxyd innerhalb des Gärbehälters unter einem den Atmosphärendruck beträchtlich übersteigenden Druck steht.
Es wurde nun gefunden, dass es unter gewissen Arbeitsbedingungen möglich ist, bei einem solchen
Verfahren, wenn es kontinuierlich durchgeführt wird, die Raum-Zeit-Ausbeuten beträchtlich zu erhöhen, wenn aus der in Gärung befindlichen Würze und dem Kohlendioxyd eine Pseudoemulsion mit geringem spezifischen Gewicht von 0, 15 bis 0, 40 g/cm3 erzeugt wird.
Ein Verfahren zum kontinuierlichen Vergären von Bierwürze zu Bier, wobei die in Gärung befindliche Würze innerhalb eines dicht verschlossenen Behälters unter Druck vergoren und derart umgewälzt wird, dass die
Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung praktisch in jedem Bereich des Gärbehälters im wesentlichen zeitlich konstant ist und die Würze in einem dünnflüssigen homogenen Zustand gehalten wird, und wobei das während des Vergärens der Würze entstehende Kohlendioxyd zumindest zum Teil im Gärbehälter zurückgehalten wird, ist dementsprechend gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass dem Behälter mit Hefe geimpfte Würze im Bereiche des unteren Teiles des Behälters zugeführt und dem Behälter unmittelbar stromaufwärts der Zufuhtstelle geimpfter Würze Bier in der Menge zugeführter geimpfter Würze gleicher Menge entnommen wird und dass man die im Behälter befindliche Fermentationsflüssigkeit als eine im wesentlichen aus Würze und Kohlensäure bestehende Emulsion konstanter Zusammensetzung ausbildet, deren spezifisches Gewicht in jedem Bereiche des Behälters einen konstanten Wert zwischen etwa 0, 15 und 0, 40 g/cm3 besitzt, und dass der Druck des CO2 im Behälter auf einem über Atmosphärendruck liegenden Wert gehalten wird,
wobei die im Gärbehälter befindliche und dauernd umgewälzte Emulsion innerhalb des Behälters rasch-in Richtung nach oben und anschliessend daran langsamer in Richtung nach unten gefördert wird.
Die im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens verwendbaren Gärbehälter, innerhalb derselben die in Gärung befindliche Würze in Teilströmen von unten nach oben und von oben nach unten gefördert wird, sind zweckmässig so ausgebildet, dass der aufsteigende Teilstrom, innerhalb desselben der grösste Teil der in den Gärbehälter eingebrachten Nährstoffe verbraucht wird und das Gas und die Würze innig vermischt werden, eine hohe Geschwindigkeit erlangt.
Hiebei ist es zweckmässig, das Verhältnis des Querschnitts des nach oben gerichteten Teilstroms (innerhalb des Leitzylinders gemäss der franz. Patentschrift Nr. 1. 056. 594 bzw. innerhalb des Leitringes gemäss der franz. Patentschrift Nr. 1. 373. 751) und des Querschnitts des nach unten gerichteten Teilstroms auf einen Wert zwischen 0, 08 und 0, 5 einzustellen, womit die Geschwindigkeit des nach oben gerichteten Teilstroms im wesentlichen das 2-bis 12, 5-fache der Geschwindigkeit des nach unten strömenden Teilstromes wird.
Es ergibt sich damit eine weitgehend gleichmässige Umwälzung der Würze,
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d. h. dass sich für jeden in Betracht gezogenen Bereich innerhalb des Gärbehälters während der gesamten
Arbeitsdauer die gleiche Strömungsgeschwindigkeit und die gleiche Strömungsrichtung ergibt. Da kontinuierlich gearbeitet wird, ergibt sich beim erfindungsgemässen Verfahren in jedem Bereich des
Gärbehälters eine im wesentlich konstant bleibende Zusammensetzung der in Gärung befindlichen
Würze, weil die dem Gärbehälter im Bereiche des unteren Teils des aufsteigenden Teilstromes zugeführte frische Würze mit diesem Teilstrom praktisch augenblicklich vollständig durchmischt wird und die
Menge an dem Gärbehälter frisch zugeführter Würze weniger als ein Hundertstel der Gesamtmenge an umgewälzter, in Gärung befindlicher Würze beträgt.
Auf diese Weise wird es möglich, die dem
Gärbehälter zugeführte Würze praktisch augenblicklich mit der praktisch vollständig zu Bier vergorenen
Würze zu vermischen.
Jede der die Gärung beeinflussenden Grössen, beispielsweise das Verhältnis der Menge an zugeführter frischer Würze zur Menge an im Gärbehälter zu vergärender Würze (wodurch die "Verweilzeit" festgelegt wird), die Arbeitstemperatur, die Umwälzgeschwindigkeit, der Kohlensäure- druck, der Sauerstoffgehalt der Würze, die Menge an Bierhefe usw., kann unabhängig von den andern
Grössen von Hand aus oder automatisch innerhalb genügend weit auseinander liegender Grenzen so geregelt werden, dass ausgehend von einer Würze bestimmter Zusammensetzung und einer bestimmten
Reinkultur von Bierhefe ein Bier der gewünschten Qualität erhalten wird.
Das an Kohlensäure gesättigte Bier wird aus dem Gärbehälter unter dem im Gärbehälter herrschenden Druck, vorzugsweise am unteren Teil desselben und über eine Schleuse, an einer Stelle abgezogen, wo sich das Gemisch aus Gas und flüssiger Phase praktisch in seine beiden Phasen getrennt hat, worauf das noch immer unter Druck stehende Bier von der darin suspendierten Hefe, beispielsweise durch Zentrifugieren oder Filtrieren, getrennt und gegebenenfalls noch gekühlt wird. Das Bier ist dann bereits für die Lagerung bzw. den Versand geeignet.
Der Gärbehälter wird mit mit Hefe versetzter Würze gefällt, die Würze unter den oben angegebenen Bedingungen vergoren und dann aus dem Gärbehälter das Bier zur Gänze oder zum Teil abgezogen.
Hiedurch wird unmittelbar für den Versand geeignetes Bier kontinuierlich erhalten, womit es möglich wird, die vorhandenen Einrichtungen ohne Arbeitsunterbrechung auf eine niedrigere Produktion, beispielsweise 1/3 der normalen Produktion, durch blosses Verringern der Menge der dem Gärbehälter zugeführten frischen Würze einzustellen.
Im Hinblick darauf, dass der Bierkonsum in Abhängigkeit von der Witterung und den Jahreszeiten raschen und starken Schwankungen unterliegt, bietet das erfindungsgemässe Verfahren wegen seiner Anpassungsfähigkeit an den bestehenden Bedarf besondere Vorteile. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es auch, zur Durchführung desselben dienende Anlagen mehrere Stunden stillzulegen und ohne überwachung zu lassen und anschliessend an Arbeitspausen den Betrieb sofort aufzunehmen. Das erfindungsgemässe Verfahren kann in den zur Durchführung desselben verwendeten Anlagen rasch ablaufen und stets in einfachster Weise beherrscht werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Anlage schematisch dargestellt ist.
In einem geschlossenen Gärbehälter--21--von 4 m Durchmesser und 20 m Höhe werden bei --22-- kontinuierlich 30 hl/h frischer Würze von 12 Bg eingeführt, wobei bei--23--gleichzeitig etwa 30 hl/h an Bier der gewünschten Qualität abgezogen werden. Im Gärbehälter--21--wird ein Druck (überdruck von 1 bar aufrecht erhalten.
Die vom Kopf der Kolonne bei --24-- abgezogene Kohlensäure wird durch einen Zyklon--25--und einen Kondensator --26-- geleitet und sodann in einem Kompressor--27--von einer Förderleistung von 2000 m3/h verdichtet, der die Kohlensäure an der Unterseite des Gärbehälter, u. zw. an einer unterhalb eines Leitzylinders--28-- von 1, 30 m Durchmesser liegenden Stelle, derart in den Gärbehälter einpresst, dass der gesamte Inhalt des Gärbehälters gleichmässig umgewälzt wird.
Auf diese Weise kann der Inhalt des Gärbehälters innerhalb einer Minute zur Gänze umgewälzt werden ; es ist aber durch Veränderung des Druckes auch möglich, das 0, 3-fache bis 3-fache des Inhalts des Gärbehälters innerhalb einer Minute umzusetzen. überschüssiges Kohlendioxyd wird über ein Ventil--29--abgeblasen. Durch entsprechende Einstellung eines Ventiles--30--wird die Menge der im Behälter befindlichen vergorenen Würze automatisch auf 36000 kg gehalten. Die Dichte der innerhalb des Gärbehälters umgewälzten Flüssigkeit beträgt im Mittel 0, 20. Durch bei --31-- zugeführtes Eiswasser wird die Fermentationstemperatur automatisch auf 100C gehalten.
Das Bier wird aus dem Gärbehälter bei--33--unter Druck abgezogen und in der Zentrifuge--32--von der Hefe abgetrennt und gelangt anschliessend über
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Filter, u. zw. noch unter Druck stehend, zur Abfüllstation. Die abgetrennte Hefe (33 kg Trockengewicht/Stunde) wird bei--34--in solcher Menge in den Gärbehälter zurückgefördert, dass dort die Hefekonzentration 15 g/l, als Trockensubstanz gerechnet, beträgt. Überschüssige Hefe wird bei --35-- für anderweitige Verwendung abgezogen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum kontinuierlichen Vergären von Bierwürze zu Bier, wobei die in Gärung befindliche Würze innerhalb eines dicht verschlossenen Behälters unter Druck vergoren und derart umgewälzt wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung praktisch in jedem Bereich des Gärbehälters im wesentlichen zeitlich konstant ist und die Würze in einem dünnflüssigen homogenen Zustand gehalten wird,
und wobei das während des Vergärens der Würze entstehende Kohlendioxyd
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dem Behälter mit Hefe geimpfte Würze im Bereiche des unteren Teiles des Behälters zugeführt und dem Behälter unmittelbar stromaufwärts der Zufuhrstelle geimpfter Würze Bier in der Menge zugeführter geimpfter Würze gleicher Menge entnommen wird und dass man die im Behälter befindliche Fermentationsflüssigkeit als eine im wesentlichen aus Würze und Kohlensäure bestehende Emulsion konstanter Zusammensetzung ausbildet, deren spez. Gewicht in jedem Bereiche des Behälters einen
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auf einem über Atmosphärendruck liegenden Wert gehalten wird, wobei die im Gärbehälter befindliche und dauernd umgewälzte Emulsion innerhalb des Behälters rasch in Richtung nach oben und anschliessend daran langsamer in Richtung nach unten gefördert wird.
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