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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bier mit niederem Alkoholgehalt aus einer Primärwürze mit höchstens geringem Hopfenanteil und aus einer Sekundärwürze, die den auf die Gesamthopfenmenge fehlenden Hopfenanteil enthält.
Bei der normalen Vergärung von Bierwürzen wird ein höherer Alkoholgehalt erzielt, als bei alkoholischen Diätgetränken erwünscht ist, so dass verschiedene Verfahren zur Entfernung des überschüssigen Alkohols bzw. zur Reduzierung des Alkoholgehaltes während des Gärungsprozesses entwickelt worden sind, die jedoch alle zu Geschmacksverschlechterungen führen. Dabei sind im wesentlichen drei Arten bekanntgeworden :
1. Das Entfernen von Alkohol durch Destillation (DE-OS 1266266, DE-OS 1442238, US-PS
Nr. l, 832, 587). Bei diesen Verfahren tritt vor allem durch die Erwärmung eine wesentliche
Geschmacksverschlechterung ein.
2. Das Abbrechen der Gärung durch Pasteurisation oder Entkeimung der angegorenen Substanzen.
Bei diesen Verfahren bleiben mehr Kohlehydrate als erwünscht zurück. Dies ist vor allem bei
Diätgetränken zusätzlich von Bedeutung. Auch hier treten druch die Unterbrechung des
Gärvorganges Geschmacksveränderungen auf.
3. Die Entfernung eines Teiles des Alkohols durch Umkehrosmose ; derartige Verfahren sind beispielsweise in den DE-OS 2135938,2323094, in der DE-AS 2342800, in der DD-PS Nr. 106199 sowie in den DE-OS 2356310 und 2410831 beschrieben.
Vor allem die DE-OS 2356310 und 2410831 beschreiben Verfahren zur Herstellung von alkoholreduzierten bzw. alkoholarmen Bieren, bei denen eine der Ursachen für die Geschmacksverschlechterung ausgeschalten wurde. Die im Hopfen enthaltenen sehr empfindlichen Bitterstoffe werden nur zu einem geringen Teil oder überhaupt nicht dem Verfahren der Alkoholreduzierung unterworfen, so dass der charakteristische Geschmack des entstehenden Bieres dadurch kaum verändert werden dürfte.
Dennoch unterscheiden sich auch diese Biere geschmacklich und in ihren sonstigen Eigenschaften (C02-Gehalt, Nährwert, usw. ) vom angestrebten Ziel, nämlich einem Bier, das mit Ausnahme des niederen Alkoholgehaltes und des niederen Nährwertes in seinen übrigen Eigenschaften völlig einem üblichen Vollbier entspricht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, mit dem dieses angestrebte Ziel so weit als möglich erreicht wird.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe, ein Bier mit niederem Alkoholgehalt ohne Verschlechterung des Geschmacks und des Geruches herzustellen, gelöst durch die Kombination folgender neuer und bekannter Verfahrensschritte : a) die Primärwürze wird in an sich bekannter Weise vergoren, b) die vergorene Primärwürze wird in an sich bekannter Weise unverdünnt durch Umkehrosmose alkoholreduziert und dabei konzentriert, c) die Verdünnung der alkoholreduzierten, konzentrierten Primärwürze erfolgt durch die
Vermischung mit der höchstens angegorenen Sekundärwürze, und d) das erzielte Gemisch wird zur Erbringung des Endalkoholgehaltes des Getränkes wie an sich bekannt drucklos und/oder unter Druck nachvergoren.
Nach den Richtlinien der EBC-Normen wurden von ausgewählten Versuchspersonen Testreihen durchgeführt, bei denen bekannte alkoholarme Biere, Versuchsbiere und das erfindungsgemäss hergestellte sensorisch untersucht wurden. Diese Verkostungen haben ergeben, dass nur dann, wie es nach dem erfindungsgemässen Verfahren geschieht, ein alkoholreduziertes Bier in der geschmacklichen und geruchlichen Qualität eines Vollbieres erzielt werden kann, wenn während des Verfahrens einerseits keine wesentliche Zugabe von bierfremden Substanzen, z. B. eine Verdünnung durch Wasser, erfolgt, und wenn anderseits der letzte Verfahrensschritt gleich dem letzten Verfahrensschritt bei der Vollbierherstellung ist.
Der Alkoholgehalt des Gemisches wird dabei so gering gehalten, dass trotz der für den unverfälschten Geschmack und für den COg-Gehalt notwendigen, aus der DE-AS 2243800 an sich bekannten Nachvergärung und dem dadurch bedingten Alkoholzuwachs ein gegenüber dem normal vergorenen Bier ein alkohol-und kalorienarmes Bier entsteht.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens führt, wie erwähnt, zu einem Bier mit reduziertem Alkoholgehalt, das weder einen geschmacklichen, noch geruchlichen Unterschied zum normal vergorenen Bier aufweist, wobei der CO2-Gehalt dem eines Vollbieres entspricht.
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Eine bevorzugte Ausführung für die Herstellung von alkoholarmem Bier sieht vor, dass die Primärwürze maximal verzuckert wird, nach dem Angären vorzugsweise eine zusätzliche Verzuckerung erfolgt, und dass nach der Vergärung auf höchsten Alkoholgehalt die Umkehrosmose bis zur Erreichung einer 5 bis 8fachen Konzentration in an sich bekannter Weise bei niederer Temperatur in CO-Atmosphäre durchgeführt wird.
Die maximale Verzuckerung der höchstens gering gehopften Primärwürze, sowie deren maximale Vergärung lässt ein Bier mit höchst erzielbarem Alkoholgehalt entstehen. Die Vergärung zum maximalen Alkoholgehalt wird durch eine zusätzliche Malzauszugzugabe nach dem Angären abgesichert.
Die anschliessende Umkehrosmose, die zu einer Abtrennung eines Alkohol-Wasser-Gemisches führt, erfolgt in einem weit grösseren Ausmass als bei bisher bekannten Verfahren, da der durch die Nachvergärung erfolgende Alkoholzuwachs bereits bei der Alkoholreduzierung berücksichtigt werden muss.
Sie erfolgt vorzugsweise, wie auch in der DD-PS Nr. l06199 beschrieben, in C02-Atmosphäre, unter einem konstanten Druck, wobei eine Temperatur von maximal 10 C herrscht, so dass eine C02-Abscheidung aus der vergorenen Primärwürze während der Umkehrosmose weitgehend verhindert wird.
Ein geringer Verlust von C02 kann während dieses Verfahrensschrittes in Kauf genommen werden, da er durch die Nachvergärung wieder ausgeglichen wird, so dass dadurch die Qualität des Endproduktes nicht leidet.
Die Reduzierung des Alkohols führt naturgemäss auch zu einer proportionalen Verminderung des Brennwertes des Bieres, so dass auch dieser bedeutend unter dem Nährwert von in bekannter Weise hergestellten alkoholarmen Bieren liegt.
Die auf diese Weise erhaltene alkoholarme, hochkonzentrierte Primärwürze wird anschliessend mit der Sekundärwürze verschnitten, wodurch eine Verdünnung der Primärwürze erfolgt. Die Sekundärwürze enthält wie erwähnt, den auf die Gesamthopfenmenge fehlenden Hopfenanteil, und weist eine geringe zur Primärwürze komplementäre Konzentration auf. Auch kompensiert sie vorzugsweise den Verzuckerungsgrad der Primärwürze.
Durch den Verschnitt wird also ein Gemisch erzeugt, das einen Alkoholgehalt und einen Nährwert aufweist, die unter dem Alkoholgehalt und dem Nährwert des Endproduktes liegen, dessen COg-Gehalt höchstens geringfügig unter dem des Endproduktes liegt, und dessen Konzentration sowie dessen Extraktgehalt im wesentlichen dem Endprodukt, dem alkoholreduzierten Bier entsprechen, wobei die geschmacklichen Eigenschaften dieses Gemisches dem eines angegorenen Bieres entsprechen. Gegebenenfalls kann die genaue Einstellung der Konzentration des Gemisches noch durch die Zugabe von in an sich bekannter Weise aufbereiteten Wasser erfolgen. Diese Zugabe entfällt jedoch bei genauer Berechnung der Ausgangssubstanzen. Das Wasser kann beispielsweise aus dem durch die Umkehrosmose gewonnenen Alkohol-Wasser-Gemisch, etwa ebenfalls durch Umkehrosmose, gewonnen werden.
Die im letzten Verfahrensschritt erfolgende Nachvergärung erhöht, wie bereits beschrieben, den Alkoholgehalt des Gemisches auf den gewünschten Endalkoholgehalt, wobei auch der anfänglich während der Umkehrosmose geringfügig aufgetretene COg-Verlust durch die Vergärung im Drucktank in natürlicher Weise wettgemacht wird.
Es entsteht also ein alkohol-und kalorienarmes Bier mit üblichem Extraktgehalt bzw. üblicher Konzentration sowie üblichem CO2-Gehalt, ohne dass eine Geschmacks- oder Geruchsveränderung gegenüber gewöhnlichem Vollbier eintritt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrosmose in einem Kreislaufprozess durchgeführt wird. Dabei wird die vergorene Primärwürze beim Durchgang durch die Umkehrosmoseanlage nur geringfügig konzentriert, das Konzentrat jedoch wieder in den unter CO2-Gehalt Atmosphäre stehenden Ausgangsbehälter zurückgeleitet und von dort erneut der Umkehrosmose zugeführt. Dies geschieht so lange, bis die gewünschte Konzentration erreicht ist. Dabei wird die Primärwürze bzw. das Konzentrat mit einer Geschwindigkeit durch die Anlage umgewälzt, die über der Permeatgeschwindigkeit liegt. Dadurch wird einerseits eine lokale und geschmacksschädigende Erwärmung des Flüssigkeitsstromes, vor allem in den Umwälzpumpen, vermieden, da eine erhöhte oftmalige Kühlung erfolgen kann.
Anderseits wird an den Membranen der Osmoseanlage eine wesentliche Konzentrationspolarisation und damit eine eventuelle Trübung des Konzentrates vermieden und die Möglichkeit geschaffen, die vergorene Primärwürze auch gering gehopft ohne Geschmacksveränderung zu konzentrieren. Ein weiterer Vorteil dieses Kreislaufprozesses liegt auch in der längeren Stehzeit der Membranen.
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Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann beispielsweise ein Diätbier wie folgt hergestellt werden :
Eine Stammwürze mit einem Extraktgehalt von 11, 3% wird vollständig vergoren und mittels der Umkehrosmose zirka auf das 7fache konzentriert, wobei das Konzentrat ungefähr 14% Extrakt und 5% Alkohol aufweist. Diesem Konzentrat wird die Sekundärwürze mit 5, 5% Extrakt- und dem komplementären Bitterstoffgehalt zugegeben. Darauf erfolgt die angeführte Nachgärung.
Nach Beendigung des Verfahrens weist das alkoholreduzierte Diätbier folgende Parameter auf :
EMI3.1
<tb>
<tb> Spez. <SEP> Gewicht <SEP> 0, <SEP> 999 <SEP>
<tb> Extraktgehalt <SEP> (wirklich) <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Scheinbarer <SEP> Extrakt <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Alkoholgehalt <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Rohmaltose <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Dextrose <SEP> vor <SEP> Inversion <SEP> 0, <SEP> 57 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Dextrose <SEP> nach <SEP> Inversion <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Restdextrose <SEP> 0, <SEP> 42 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Dextrin <SEP> 0, <SEP> 38 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Vergärbare <SEP> Extrakt <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> belastende <SEP> Kohlenhydrate <SEP> 0,
<SEP> 57 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Kilojoule <SEP> 100 <SEP> pro <SEP> 100 <SEP> ml
<tb>
Nachstehend wird nun an Hand der Zeichnungen eine Anlage zur Durchführung des erfindunggemässen Verfahrens im Kreislaufprozess beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Die Fig. 1 und 2 zeigen prinzipielle Darstellungen einer bisher bekannten Anlage und einer Anlage für den Kreislaufprozess, und die Fig. 3 schematisch den Aufbau einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens im Kreislaufprozess.
EMI3.2
Die Druckdifferenz in der Umkehrosmoseanlage muss relativ gross sein, um eine ausreichende Konzentration zu erzielen. Die Gefahr lokaler Erwärmung des Flüssigkeitsstromes und damit der Geschmacksveränderung ist gross. Die Kühlleistung muss daher ebenfalls sehr gross sein.
Bei Durchführung des Kreislaufprozesses nach Fig. 2 können durch den wiederholten Durchgang des Flüssigkeitsstromes günstigere und leichter beherrschbare Betriebsbedingungen erzielt werden. Die Druckdifferenz in der Osmoseanlage kann geringer sein, die Gefahr der Erwärmung des Flüssigkeitsstromes ist herabgesetzt, da er fortlaufend und wiederholt gekühlt werden kann. Zudem kann auch die Leistung der Kühlanlage geringer bemessen sein.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird die vergorene Primärwürze in einem Drucktank --1--, der unter C02-Atmosphäre steht, aufbewahrt. Der Drucktank --1-- besteht beispielsweise mit einer CO2-Druck- flasche --2-- in Verbindung. Aus dem Drucktank wird die vergorene Primärwürze mittels einer
EMI3.3
Alkohol-Wasser-Gemisch entzogen wird.
Die in der Umkehrosmoseanlage --5-- aufrechterhaltene Druckdifferenz ist dabei geringer als bei der Anlage nach Fig. l, beispielsweise 28 bar, so dass beim Durchfluss der Primärwürze nur eine relativ geringfügige Konzentrierung erfolgt. Die konstruktiven und betrieblichen Anforderungen, die an die Umkehrosmoseanlage --5-- gestellt werden, sind daher nicht gross und leicht beherrschbar. Die Primärwürze mit geringfügig erhöhter Konzentration fliesst über die Druckleitung --6-- zurück in den Drucktank --1--, während das Permeat, also das Alkohol-Wassergemisch in den Behälter --7-- abfliesst. Durch den ständigen Kreislauf der Primärwürze wird im Laufe der Zeit eine Konzentrierung erzielt, die jederzeit abgebrochen werden kann.
Bevorzugt beträgt sie das 5 bis 8fache der ursprünglichen Konzentration der Primärwürze. Dank des Kreislaufs sind diese Werte, wie erwähnt, ohne besonderen Aufwand zu erzielen. Der gesamte Vorgang spielt sich bei Temperaturen unter +10 C ab. Da die Fliessgeschwindigkeit der Primärwürze im Kreislauf höher gehalten wird als die Permeatgeschwindigkeit, kommt es weder zur einer lokalen Erwärmung im Kreislauf noch zu einer Konzentrationspolarisation an den Membranen der Umkehrosmoseanlage --5--.
Die Verlegung der Membranen wird dadurch herabgesetzt und eine Geschmacksveränderung der Primärwürze praktisch verhindert, da in der gesamten Anlage an jeder
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Stelle während der gesamten Verfahrensdauer dieselben, auf die geschmacklichen Eigenschaften der Primärwürze nahezu keinen Einfluss ausübenden Betriebsbedingungen herrschen.
Mit --8-- ist eine Zuleitung zur Umkehrosmoseanlage --5-- bezeichnet, durch die eine Spülung verlegter Membranen möglich ist.
Weiters sind noch Ausgleichsleitungen --9-- vorgesehen, durch die Druckunterschiede vor und nach der Umkehrosmoseanlage --5-- zusätzlich ausgeglichen werden können.
Das im Behälter --7-- sich sammelnde Alkohol-Wassergemisch kann weiterverwendet werden.
Beispielsweise ist es denkbar, ebenfalls durch umgekehrte Osmose das Wasser zurückzugewinnen, und eventuell zur Einstellung der genauen Konzentration nach dem Verschnitt des Konzentrates mit der Sekundärwürze, oder auch zum Ansetzen der Sekundärwürze selbst zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bier mit niederem Alkoholgehalt aus einer Primärwürze mit höchstens geringem Hopfenanteil und aus einer Sekundärwürze, die den auf die Gesamthopfenmenge fehlenden Hopfenanteil enthält, gekennzeichnet durch die Kombination folgender neuer und bekannter Verfahrensschritte : a) die Primärwürze wird in an sich bekannter Weise vergoren, b) die vergorene Primärwürze wird in an sich bekannter Weise unverdünnt durch Umkehr- osmose alkoholreduziert und dabei konzentriert, c) die Verdünnung der alkoholreduzierten, konzentrierten Primärwürze erfolgt durch die
Vermischung mit der höchstens angegorenen Sekundärwürze, und d) das erzielte Gemisch wird zur Erbringung des Endalkoholgehaltes des Getränkes, wie an sich bekannt, drucklos und/oder unter Druck nachvergoren.