AT405291B - Verfahren zur herstellung von kaltfiltriertem bier - Google Patents
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Description
AT 405 291 B
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kaltfiltriertem Bier, wobei Bier durch ein Membranfilter filtriert wird, welches Calciumionen aufnehmen kann und nach Filtration mit wässerigen Medien gereinigt und gespült wird, wonach das gereinigte und gespülte Membranfilter zur neuerlichen Filtration eingesetzt wird.
Bier muß aufgrund der langen Vertriebswege entkeimt werden, um es lagerfähig zu machen. Heutzutage wird das Bier zur Entkeimung in erster Linie pasteurisiert. Dazu wird das Bier, z.B. in Flaschen oder Dosen abgefüllt, auf eine Temperatur zwischen 62 und 68 ’C erhitzt, wodurch die Keime abgetötet werden.
Dieses Pasteurisieren ist jedoch energieaufwendig. Ferner hat es den Nachteil, daß die zugeführte Energie chemische Reaktionen auslösen kann, die das Produkt beeinträchtigen und nur schwer beherrschbar sind. Durch diese Reaktionen kann z.B. der Geschmack des Produktes nachteilig verändert werden ("Pasteur-Geschmack”), und es besteht darüberhinaus die Gefahr, daß sich unerwünschte Substanzen bilden. Das Pasteurisieren ist somit ein relativ teures, energieaufwendiges und daher umweltbefastendes, und gualitätsminderndes Entkeimungsverfahren.
Als weiteres Entkeimungsverfahren ist die Kaltfiltration durch Membranfilter bekannt. Kaltfiltrierte Biere werden z.B. in USA, Japan und Korea als sogenannte "Draft-Biere" angeboten. In Europa sind diese Biere verboten, da sie technische Enzyme enthalten. Mit diesen technischen Enzymen wird einem Nachteil der Kaltfiltration entgegengesteuert, der dieser Technik anhaftet: die rasche Verblockung des Filters. Diese Verblockung ist auf Ablagerungen der aus dem Bier zu filtrierenden Stoffe auf der stromaufwärtigen Seite des Membranfilters Zurückzufuhren. Die Ablagerungen lassen sich nur schwer oder überhaupt nicht mehr vom Filter entfernen und reduzieren die Standzeiten des Filters. Dies verteuert die Bierproduktion, da Membranfilter teuer sind.
Um die Standzeiten des Filters zu erhöhen, empfehlen die Hersteller von Membranfiltern, die gebrauchten Membranen durch Behandeln mit Proteasen, Glucanasen und Xylanasen, sowie mit Chemikalien, wie Tensiden, Säuren/Basen und mit Oxidationsmitteln, zu reinigen und damit wieder einsatzfähig zu machen. Diese Reinigung kann beispielsweise in zwei Stufen ablaufen, wobei in einer ersten Stufe mit den genannten Enzymen und danach gegebenenfalls zusätzlich mit den genannten Chemikalien gereinigt wird.
Eine beispielhafte Reinigungsprozedur sieht beispielsweise bei einer Filterfläche von etwa 320 m2 nach einer Filtrationsmenge von jeweils 5000 Hektoliter (hl) eine enzymatische Reinigung und nach jeweils 20000 hl zusätzlich eine chemische Reinigung vor. Die typische Standzeit von derart gereinigten Filtern mit der genannten Filterfläche von etwa 320 m2 ist etwa 100000 Hektoliter (hl).
Es ist bekannt, daß manche Membranfilterarten, nachdem sie einer ersten Reinigungsprozedur unterzogen wurden, unmittelbar nach der Reinigung ein Bier filtrieren, welches, abgefüllt in Flaschen oder Dosen, zum sogenannten "Gushen” neigt.
Unter dem Begriff "Gushing" ist ein spontanes Überschäumen von Bier beim Öffnen der Flasche bzw. Dose bekannt. Dabei kommt es zu einem plötzlichen Entweichen von Kohlendioxid, das von derart starker Schaumbildung begleitet ist, sodaß es zu einer mehr oder weniger starken Entleerung der Flasche bzw. der Dose kommt.
Es liegt auf der Hand, daß die Neigung zum "Gushing" vom Konsumenten als Produktfehler betrachtet wird, der zu gravierenden wirtschaftlichen Nachteilen des Bierbrauers führen kann.
Die genaue Ursache für das Auftreten des Gushing ist nicht bekannt. Es wird vermutet, daß das Gushing mit den verwendeten Rohstoffen für die Bierproduktion in Zusammenhang steht. Als sogenannte "Gushing-Promotoren" gelten niedermolekulare Verbindungen, z.B. Fettsäuren, Hopfenbitterstoffe, Polypeptide, Oxalsäure und Stoffe aus einem Schimmelpilzbefall. Es ist ferner bekannt, daß Membranfiltration die Gushing-Neigung reduzieren kann. Allerdings führen Membranfilter mit verschiedenen Porengrößen zu unterschiedlichen Ergebnissen.
Nach Erfahrung der Patentinhaberin ist die Gushing-Neigung besonders bei Bieren ausgeprägt, die durch bestimmte, frisch gereinigte Membranfilter filtriert werden. Besonders ausgeprägt ist dies bei Membranfiltern, die zumindest teilweise aus Polyamid bestehen. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von kaltfiltriertem Bier zur Verfügung zu stellen, bei welchem Verfahren über Membranfilter filtriert wird und trotzdem die Gushing-Neigung von Bier, welches unmittelbar nach einer Reinigungsprozedur filtriert wird, zumindest verringert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von kaltfiltriertem Bier, wobei Bier durch ein Membranfilter filtriert wird, welches Calciumionen aufnehmen kann und nach Filtration mit wässerigen Medien gereinigt und gespült wird, wonach das gereinigte und gespülte Membranfilter zur neuerlichen Filtration eingesetzt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Spülen ein saures wässeriges Medium eingesetzt wird, welches einen pH von kleiner als 5,0 aufweist, oder daß das zum Spülen eingesetzte Medium einer Behandlung zur Herabsetzung des Gehaltes an Calcium-Ionen unterzogen ist. 2
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Gushing-Neigung besonders dann ausgeprägt ist, wenn das Bier über ein Membranfilter filtriert wird, welches Calciumionen aufnehmen kann. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Filter zumindest teilweise aus Polyamid besteht. Wird ein solches Filter nach der Reinigung mit einem wässerigen Medium, z.B. Leitungswasser, welches Calciumionen enthält, gespült, so nehmen sie diese auf, sodaß sich das Filter mit Calciumionen belädt. Wird nun ein derartiges, mit Calciumionen beladenes Filter zum neuerlichen Filtrieren von Bier verwendet, so werden diese Calciumionen vom Filter bei Beginnn der Filtration aufgrund des sauren pH-Wertes des zu filtrierenden Bieres wieder freigesetzt. Diese Calciumionen gelangen somit in das Bier. Die Patentinhaberin nimmt an, daß die freigesetzten Calciumionen mit im Bier vorhandenen Carboxylat-Anionen, z.B. Oxalat, feine Kristalle bilden, die als Keime für die Bildung von CO2-Gasbläschen wirken.
Es hat sich nun gezeigt, daß die Gushing-Neigung auf die anfängliche Abgabe von Calcium-Ionen von frisch gereinigten Filtern zurückzuführen ist. Die erfindungsgemäße saure Spülung dient somit dazu, die während der Reinigungsprozedur vom Membranfilter aufgenommenen Calciumionen wieder abzuspülen.
Werden zum Reinigen und Spülen wässerige Medien eingesetzt, welche einer Behandlung zur Herabsetzung des Gehaltes an Calcium-Ionen, also einer Entkalkung, z.B. mit Ionenaustauschern, unterzogen sind, erübrigt sich die erfindungsgemäße saure Spülung. Auch in diesem Fall weist das Bier, welches durch ein frisch gereinigtes Filter filtriert wird, keine Gushing-Neigung auf.
Das saure wässerige Medium weist zweckmäßigerweise einen pH von kleiner als 4,5, vorteilhaft zwischen 3,0 und 4,0 und insbesondere kleiner als 3,5 auf.
Zur Einstellung des pH-Wertes wird zweckmäßigerweise eine organische Säure, insbesondere Milchsäure, verwendet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von kaltfiltriertem Bier, wobei das aus Malz, Hopfen und Wasser hergestellte Bier einer Membranfiltration unterworfen wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Bierherstellung Wasser eingesetzt wird, welches einer Behandlung zur Herabsetzung des Gehaltes an Calcium-Ionen unterzogen ist.
Die Erfindung kann bei allen Membranfiltern ausgeübt werden, die Calciumionen binden. Die ist z.B. bei einem Membranfilter der Fall, welches zumindest teilweise aus Polyamid besteht. Es wird angenommen, daß das Polymer freie Carboxylat-Gruppen oder ähnliche reaktive Gruppen aufweist, welche Calciumionen binden können.
Nachfolgend wird die Erfindung noch näher beschrieben.
Zur Membranfiltration wurde ein im Stand der Technik üblicherweise verwendetes Polyamid-Membranfilter eingesetzt. Nach der Filtration wurde das Filter zuerst enzymatisch und dann chemisch wie folgt gereinigt:
Zur enzymatischen Reinigung wurde das verblockte Filter 1 Stunde mit einer 1%igen wässerigen Lösung eines Gemisches von /3-Glucanasen und Xylanasen (P3-Ultrasil 65; Hersteller: Henkel) mit einem pH von 5 (eingestellt mittels einer 0,05%igen wässerigen Lösung eines Gemisches von Tensiden und einer sauren Komponente (P3-Ultrasil 75 enthaltend Salpetersäure und Phosphorsäure; Hersteller: Henkel) bei einer Temperatur von 50 * C behandelt. Anschließend wurde diese Behandlung ein weiteres Mal vorgenommen.
Dann wurde das Filter mit einer 0,5%igen wässerigen Lösung eines Gemisches von Tensiden, Glucanasen und Proteasen (P3-Ultrasil 62; Hersteller: Henkel) mit einem pH von 9-9,5 (eingestellt mittels einer 0,15%igen wässerigen Lösung eines Gemisches von Tensiden und einer alkalischen Komponente (P3-Ultrasil 91 enthaltend KOH, EDTA, Glukonat, Phosphonat und Phosphat; Hersteller: Henkel) bei einer Temperatur von 50 *C 3 Stunden lang behandelt und danach mit warmem Leitungswasser (50 *C) gespült.
Zur chemischen Reinigung wurde das Filter mit einer 1%igen wässerigen Lösung eines Gemisches von Tensiden und einer sauren Komponente (P3-Ultrasil 75; Hersteller; Henkel) bei 60 *C 30 Minuten lang behandelt und dann mit frischem Leitungswasser gespült. Anschließend wurde das Filter mit einer wässerigen Lösung enthaltend 1% eines Gemisches von Tensiden und einer alkalischen Komponente (P3-Ultrasil 91; Hersteller: Henkel) und 1% eines Gemisches von Tensiden und einem Sauerstoffspender (P3-Ultrasil 05 enthaltend H2O2 und Fettalkoholethoxylate; Hersteller: Henkel) bei einer Temperatur von 60 *C 30 Minuten lang behandelt und danach mit frischem Leitungswasser gespült. Dann wurde das Filter ein weiteres Mal mit einer 0,5%igen wässerigen Losung eines Gemisches von Tensiden und einer sauren Komponente (P3-Ultrasil 75; Hersteller: Henkel) 30 Minuten lang behandelt und dann so lange mit frischem Leitungswasser gespült, bis das Spülwasser die elektrische Leitfähigkeit von frischem Wasser erreicht hat.
Die zur Reinigung und Spülung des gebrauchten Membranfilters verwendeten Wässer waren jeweils nicht entkalkte Leitungswässer.
Es hat sich gezeigt, daß Bier, welches anfänglich durch dieses, gemäß obigem Verfahren gereinigte Membranfilter filtriert wurde, eine Gushing-Neigung aufwies. Erst ab einer Filtratmenge von etwa 0,8 hl Bier 3
Claims (7)
- AT 405 29t B pro Quadratmeter Filterfläche, als die Calcium-Abgabe beendet war, konnte wieder Bier ohne Gushing-Neigung filtriert werden. Wurde das gleiche, gemäß obigem Verfahren gereinigte Filter mit Wasser gespült, welches durch Zusatz von Milchsäure auf einen pH von 4,5 gebracht worden war, hat sich gezeigt, daß das Spülwasser mit 5 Calcium-Ionen angereichert war, die offenbar vom frisch gereinigten Membranfilter stammten. Bier, welches durch dieses mit saurem Spülwasser gespültes Membranfilter filtriert wurde, wies keine Gushing-Neigung aus. Der gleiche Effekt konnte beobachtet werden, wenn zur Reinigung und Spülung entkalktes Wasser verwendet wurde. JO Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von kaltfiltriertem Bier, wobei Bier durch ein Membranfilter filtriert wird, welches Calciumionen aufnehmen kann und nach Filtration mit wässerigen Medien gereinigt und 15 gespült wird, wonach das gereinigte und gespülte Membranfilter zur neuerlichen Filtration eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spülen ein saures wässeriges Medium eingesetzt wird, welches einen pH von kleiner als 5,0 aufweist, oder daß das zum Spülen eingesetzte Medium einer Behandlung zur Herabsetzung des 20 Gehaltes an Calcium-Ionen unterzogen wurde.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das saure wässerige Medium einen pH von kleiner als 4,5 aufweist.
- 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wässerige Medium einen pH zwischen 3,0 und 4,0, insbesondere kleiner als 3,5, aufweist.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Spülen eingesetzte saure wässerige Medium eine organische Säure enthält. 30
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im sauren wässerigen Medium enthaltene Säure Milchsäure Ist.
- 6. Verfahren zur Herstellung von kaltfiltriertem Bier, wobei das aus Malz, Hopfen und Wasser hergestellte 35 Bier einer Membranfiltration unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bierherstellung Wasser eingesetzt wird, welches einer Behandlung zur Herabsetzung des Gehaltes an Calcium-Ionen unterzogen wurde.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Membranfilter 40 eingesetzt wird, welches zumindest teilweise aus Polyamid besteht. 45 so 554
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