AT507149A1 - Verfahren und vorrichtung zur bierbereitung - Google Patents

Description

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Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Bierfoereitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bierbereitung, wobei aus einer Maische eine Würze gewonnen, die Würze anschließend einer Temperaturbehandlung unterzogen, aus der behandelten Würze der Heißtrub abgeschieden, und nach der Heißtrubabscheidung aus der Würze durch eine Gerung Bier gewonnen wird. Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere damit, wie die Ausbeute aus Hopfenprodukten im Zuge eines Bierbereitijngeprozeeses gesteigert werden kann. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Ein wesentlicher Kostenfaktor im Bierbereitungsprozess ist der Einsatz von Hopfenprodukten. Da die Preise für Hopfen in den ieizfeen Jahren gestiegen sind, und auf dem Biermarkt ein immer stärkerer Preiekampfentetanden ist wird die eingesetzte Hopfenmenge reduziert. Dadurch soll erreicht werden, dass die Herstel-lungskosten sinken und das resultierende Bier für einen geringeren Preisangeboten werden kann. Auf diese Weise wurde in den letzten Jahren der herbe Cherak-ter einiger Biersorten schrittweise immer weiter verringert. Nicht zuletzt deswegen haben auch viele ursprüngliche Pilsbier-Brauereien inzwischen sogenannte „milde“ Biere im Sortiment.

Der Ausnutzungsgrad des Hopfens im Zuge der Bierbereitung ist mit ca. 30% bis heute sehr gering. Durch eirwgezieto Steigerung der Einbringung von Hopfenbestandteilen in die Würze könnte der Einsatz an Hopfenproduktan, bei gtoichbloi bender Zusammensetzung des resultierenden Bieres, reduzieft werden. Somit könnten Rohstoffkosten gespart und ein geringerer Verkaufspreis erzielt werden, ohne den Charakter eines Stores zu verändern und die Queüiat zu vermindern.

Welche Kostenersparnis eine nur um 3 % bessere Ausnutzung der Bitterstoffe im gesamten Brauprozess hat, soll in folgendem Beispiel erläutert werden: Um 2 2 f ···· ·· • · CaHia

• · «^VIW • · · • · · · ·· ·· 35 mg/l Bitterstoffe im fertigen Bier zu erhalten, müssen bei einer 32%igen Bitterstoffausnutzung 10,94 g α-Säuren / hl, die als Bestandteile des Hopfens zu den derrtso-a-Säuren umgesetzt werden, dosiert werden. Bei einer 35%igen Bitterstoffausnutzung müssten nur 10 g α-Säuren / hl in die Würze eingebracht werden. Beträgt die Jahresproduktion 500.000 hl, bedeutet dies eine Hopfeneinsparung von ca. 71. Bei einem Preis von 550 € je 100 kg Hopfen bedeutet dies eine jährliche finanzielle Einsparung von 38.500 €. Diese Berechnung bezieht sich auf den Ausnutzungsgrad Über den gesamten Brauprozess, aiJerdings ist dieser auch maßgeblich vom Ausnutzungsgrad im Sudhaus abhängig.

Neben Wasser, Malz und Hefe ist der Hopfen in Deutschland eine weitere, durch das Reinheitsgebot vorgeschriebene Zutat zur Bierbereitung. Trotz der relativ geringen Menge, in der er der Würze zugegeben wird, besitzt er eine große Bedeu-tung für das Bier und dessen Hersteüung. In der Regel werden HopfsmnhaHstoffe in verschiedenen Formen während der Würzekochung, beispielsweise durch einfache Zugabe oder durch Dosiervoniditungen in das Bier eingebracht Als Hop-

TenprOuuKie ο»Π0 ρρΟπΒίΟΡ^ΡίΝπ·^ ΘΗ VOss «·0ρΡββ^ ·ρθρβΒ»ι§ΐΡ®» lets sowie Hopfenextrakfce bekannt. Während durch die Würzekochung unerwünschte Aromastoffe ausgetrieben werden, sind die meisten Hopfenkomponen-ten im Bier erwünscht und sollen, je nach Biertyp, in unterschiedlicher Höhe in die Würze und somit auch ins fertige Bier eingebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ekt Verfahren und eine Vorrichtung zur Bierberei-tuna wie einoanos Genannt anzuoeben. womit sich die Ausbeute der Hoofenoro-

PPP — PP PP** PB^^PPP ^^BPiP ®W PPf ^BB^* PPP P ^^^Pt PiP^P^^B P PH^^PIP J» P*l^^*^PB^^P^^P^V*BBiiP τΒΡβΙ^ΡΡ P ^^PP^BP^Bp^B® ^^BPP PP dukte bei der Biefbereitung erhöhen lässt

Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird dabei für ein Verfahren der ein-versetit und zur Isorwerisierung der BamuMh iww mirrf und dass das derart »V|PWB*B P·* PPP ΡΛ*Ι <W*BPPIPWWM<in| PPP#* pPBIPpP ppilNtPV *p# ννίΒΒρΜ WPS« PP } PP* *PP WMPW pPBWMP pppPppPIIp vorbehandelte Fluid anschließend der Würze zugeführt wild. 4 ··

Unter dem Begriff Würze sollen dabei alle Flüssigkeiten während des Brauprozesses zwischen der Maischebereitung und der Gärung inklusive der Nachgärung bzw. Lagerung verstanden werden. So werden insbesondere auch Folgebezeichnungen wie beispielsweise Jungbier und dergleichen von dem hier verwendeten Begriff umfasst.

In einem ersten Schritt geht die Erfindung dabei von der Tatsache aus, dass die wichtiasten inhattsstoffe des Hoofens. die für die eoätere der Biere sor- gen, die erwähnten α-Säuren sind. Zwar stellen per Definition die Gesamtharze des Hopfens die Summe aller Bitterstoffe dar, und es spielen bei der Bitterkeit plarisch nur auf die a-oder iso-a-Säuren als Bitterstoffe eingegangen wird. Die beschriebenen Mechanismen und Vorteile sind jedoch auch auf die ß-Säuren ü-bertragbar.

Die α-Säuren werden bei der Bierbereitung in ihre isomerisierte Form, die Iso-a-Säuren, überführt Ober Hopfsnprodukte werden der Würze α-Säuren zugeführt und in ihr gelöst Die α-Säuren werden dann durch die hohen Temperaturen bei der Kochung in ihre isomerisierte Form überfühlt uiese Umwandlung rojgt einer κββκιιοη emer uranung. me mraeren rteaKuons-konstanten *, fürden Vertuet an o-Säuren und demzufolge für die Bildung der werden bekanntermaßen wie folgt angegeben: (9o*c) = 0,0083 ; , kt (100-C)= 0,0136 ; , ky (no*c>= 0,0354 ; mm min mm

Die Endprodukte dieser Isomerisierung können in der cis- und in der trans-Form vorliegen. Das Verhältnis der Stereoisomere ist für alle Würzen nahem konstant Die cis-Form tritt zu 65% und die trans-Form zu 35% auf. In der isomerisierten

Form erhalten diese Stoffe einen deutlich bittereren Charakter. Für die unterschiedlichen Stereoisomere ist zwar eine gering differierende Bitterkeit im fertigen Bier gemessen worden, jedoch ist diese Differenz nicht für die Praxis relevant Die

Bitterkeit verantwortlich sind. Dte Iso-o-SAuren bestehen aus teo-Humuion, iso-Co-Hurmdon, Iso-Ad-Humulon, Iso-Post-Humulon und Iso-Prä-Humulon. Diese untergeordnete ΒΦ be* der mMmü ninnn Björns Des Wnitnrnn hatten te· Humulone eine positive Wirkung auf den Bierschaum. Sie reichem sich in ihm an und

Beer Bitter Actds“ (Developments in Food Science) von M. Versals und D. Keuke-leire, gebundene Ausgabe: 418 Sotten, Elsewer-Veriag (4. Dezember 1891), ISBN-10:0444881654, »SBM-13:978-0444881656, entnommen werden. in einem zweiten Schritt erkennt die Erfindung, dass sich die geringe Ausbeute an Hopfenbitterstoffen vor allem dadurch erklären lässt, dass ein Großteil der a-Säuren nicht in Lösung geht, beziehungsweise nicht ausreichend isomerisiert wird. Sowohl die Lösung als auch die Isomerisierung von σ-Sfturen ist ein von Zeit

Reaktionskonstanten entnommen werden.

Zur Lösung dieses Problems geht die Erfindung nun von den folgenden Überlegungen aus:

Die maximale Lösung von Bitterstoffen, also Iso-o-Säuren beziehungsweise a-Säuren, ist durch das FlOsaig-Flüssig-Gtoichgowicht der Substanzen in Wasser physikalisch begrenzt Wetter ist eine maximal mögliche Lösung der Hopfenbitter-SiOTTe vom pri-wen oer würze aonangtg. cs Können umso menr noprenoHKrstoi- 5 ♦ e ♦♦ ··· • ♦ · · • · ♦ · 0 e · · · # • · · · · ·· ·· 0 fe in Würze beziehungsweise Wasser gelöst wenden, je höher der pH-Wert ist.

Darüber hinaus weisen die α-Säuren in ihrer isomerisierten Form eine deutlich höhere maximale Löslichkeit auf. So liegt die Löslichkeit der α-Säuren bei einem pH-Wert von 5,2 bei 84 mg pro Liter. Die Löslichkeit der Iso-o-Säuren Hegt bei demselben pH-Wert bereits bei dem mehr als KMachen Wert Bei höheren pH-Werten steigt die maximale Löslichkeit noch weiter stark an, so dass bei einer weiteren Erhöhung des pH-Wertes um nur 0,7 bereite die Löslichkeit der o-Säuren, die generell eine geringere Löslichkeit aufwoisonais die iso-o-Säuren, auf ca. 480 mg pro Liter angestiegen ist

Im Braubereich können zwei große Felder, in denen die Ausbeuteveriuste auftre-ten, unterschieden werden: der Hei&bereich, also die Würzebereitung, und der Kaltbereich, also der Bereich der Gärung, Lagerung, Filtration und AbfQHung. Während im Kaltbereich 20% Verluste auftreten, werden bei der Würzebereitung hamjtft <j|y yiirirMtiortAfi Hnpfanhittorilnffn wrinf ««Merhinrjnn huyift. hungsweise erst gar nicht in die Würze eingebracht

Werden die Hopfenprodukte, beziehungsweise die a- oder Iso-a-Säuren, im Zuge der Würzebereitung nicht gleichmäßig in der Würze verteilt, so kann es Vorkommen, dass an einigen Steden in der Würze Iso-a-Säuren beziehungsweise a-Säuren lokal über ihrer maximalen Löslichkeit vorliegen, während an anderen stent, ist eine gi€Ncnmai&ige venssung oer noprenproowas ozw. oer tarnrsiofve m der gesamten Würze oflmate nicht mögHcli. Dias führt zu der Tatsache, dass, ODwoni aie ijosumrmefige »1 KsrnsremiiBn oei norongener vermtecnung m oer gesamten Wüizemenoe löslich wäre, nicht aHe Mnmns· jn Lösuna gehen kön-

B V BBP»B^i«iPlffl-—fBW pBWp^B·· B WWBpBB ΒΒφ Β Β^φΡ· PBI pBBIWB»BWBr»tBP BP B B^VPBPBH BBfl MB* wffPrP ff pbBBB P der Würze euch eine verringerte Isomerieierung hervor, de nicht aHe BiOBratoffrno-ιβκυΐθ voHMancHg von tvssot unigoDon wo. ranzu κογπγτη, oww ptuwoioTre · • · • · • · • · ·· ···· ···« ···« • · «Seite g « · · w gerade bei Verwendung von feststoffreichen Hopfenprodukten wie Pellets, aber aufgrund der Harzeigenschaften auch bei Extrakten - eist aus dem Hopfenprodukt in die Würze extrahiert werden mOssen. Dieser Vorgang entspricht einer Fest-Flüssig-Extraktion und unterliegt somit auch deren Gesetzmäßigkeiten. Mit dem 1 .FICKschen Gesetz können die entscheidenden Parameter benannt werden, welche die Vorgänge der Fest-Flüssig^xtraktion bestimmen, bzw. evtl, beschleu-sind hierunter die gewünschten a-oder Iso-o-Säuren zu verstehen-zu, wenn je-zur Temoeraiur und indirekt nrooortional der dynamischen 7aiW«ir und dem hvd-rodvnamischen Radius eines kuoetförmioen Teilchens. Die Extraktksnszeft vom

^PBPRB ^B B PB^BP B BB^P^^BP^B ^^P^FB B B BBiBB^FBP^FB«^ BRP^^P B^PB^FBP^BiBBBBI^FW 9 P-PWBRBBBB P- 9 ^PB^^FB^^F ^^P^FB IBR^PIF Βηρι^^ΒΜΒ^ΡΙΒ^^ΒΒΒΒΡ^« PBBPWB«B|«^^B ^P P^fle B B

HnpfennrodiiktV h* ««m KnnTnntnititTrmaiinnlnirh h*e^ majUmhiifth unn Har Kan. BPPBPPPP'F· iBrf B^PBlB PlBBBB^B BlB^PR« BRbPBBB. 9 9 B ^PBBRV «BBBBBB PPP Pi^HM^PRBB ^^B^^B^FBBBB^^B^P^Bi^P^BB^P Β· B 4BBIBP' 9 9 ^^ΒβΒΒΒΒ^ΒΗ^ΒΒΒβΒΒ^^^Ρ^^Ρ « B BiBPI^^P 9 pilar- oder V\Mftnge ab. die das Löstmgimätel im also die Würze

BP PPPBP B^^BBPBBB « ^·Β«^^Β«ΒΒ|Β 99^^99 BW«B£ BpBBBB «BBBBIB ΒΒ^ΒΠΒ^««Β B m B φ B BBIBBB PB«B1B BBiBBB W 9 B«B BPPP im Hoofenorodukt. zurücktaoan muss. Damit wird deutlich, dass eine schnelle und vollständige Extraktion der Bitterstoffe mr zu eneichen ist «wenn dar Würze große Austauschflächen mit dem und kurze KapMtorwege in dem Hopfsnproduktangebo-ten werden. Darüber hinaus ist es für eine gute Extraktion von Vorteil, wenn im-

IMAB Zp£dK4k|bi|kS BbIbBBB IpBbSbKJP B«Beäe«BBBB B ImuBBA AgUAM^SpkittA ^uBAtkjk|4dkBhjä« UtfA«BPP mer wieoer „mscne, «so Meine ooer nanezu Keine oraeisiORe enutanonoe, würze mftdemi^^a^MocMdwICtMTtoldkonwi^umdasItonzentrailkwv^BäfiMteiHTdso- mit die Extraktion dem HepfenorndnlrtMirf «in Mtoadm»imyitertifthen Oiee ist

p P B B^k BiBBB^F BBSB^FBBBiPB « Br^^B^^P^P BP^PIBbB B « B^P^^^PBB^BBB ^BPB ^Β^^ΡΡΒΒΒβΡΒ^ρ Bp^^B^PB ^p«BB B BBl^^BV B fllBBBB Bi«B ^^Β^^Β·^^ΒΒΒ·ΒΒ BI^b BB^^BB ^PIBB gen und langsamen - Verteilung der Baterstoffe in der Würze nicht reaksierbar· Bei einer direkten Zugabe eines Hopfenproduktes kl die gesamte Würze kommt es zwangsläufig immer dazu, dee# sich ein i"Unk*-hgowicht zwischen den Bitterstoffen im Hcpfenprodukt und den in der Würze gelösten einstalit Gleiches gilt auch bei Verwendung gängiger Doeiervomchtufigan. Nach Erreichen dieses GMchge- ne werteren σηβτηοπβ aus oem noprenpnxiLMu m cne würze uoergenen. tne vollständige Extraktion der Bitterstoffe aus einem Hopfenprodukt ist somit bei einer direkten Zugabe eines Hopfenproduktse in die gesamte Würze nicht möglich. ·· ·· ···· ···· ···· ·· ·· ···· ···· ···· • · · · • · · · • · · · ·* es ·* ·* S.Seite 7 • · · · ·

Auch ist es zur Erhöhung des Diffusionskoeffizienten von Vorteil, die Temperatur bei der Extraktion möglichst hoch zu halten, was jedoch aufgrund einer noch näher beschriebenen thermischen Belastung der Würze nicht vorteilhaft und bei atmosphärischen Würzekochsystemen nicht möglich ist Es ist folglich ersichtlich, dass eine Hopfangabe zur gesamten Würz», wie sie heutzutage durchgeführt wird, nur zu einer unzureichenden Extraktion der Bitterstoffe in die Würze führen kann, woraus noch zusätzlich der mangelnde Ausnutzungsgrad resultiert In der Praxis ist dies an dem hohen Gehalt an Bitterstoffen, welchen die Hopfenrückstände bei konventioneller Hopfengabe noch enthaften, ersichtlich.

Bei den gängigen Kochzeiten kommt es ferner auch dazu, dass bei den vorliegenden Kochtemperaturen sowohl die Lösung bzw. die Extraktion, aber vor allem auch die Isomerisiemng von Hopfenbestandteäen, nicht ausreichend vonstatten gehen kann. Da die Isomerisierung von Bitterstoffen den Gosotzon der Reaktionskinetik unterliegt, ist die zur vollständigen Isomerisierung der zudosiorten Bitter-stoffe benötigte Reaktionszeit bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen pH-Wert von der Reekbonskonatante abhängig und kann nicht weder reduziert werden. Hierbei bedingt eine mangelnde Isomerisierung auch, dass die maximale Löslichkeit der Bfflerstoffe stark vermindert ist (s.o.). Längere Koch- oder Heit&aitezeften würden zwar eine höhere Isomerisierung und Lösung hervorrufen, allerdings wird hierdurch auch die thermische Belastung der Würze stark anstei-gen, was vor allem bei gleichbleibenden Gesamtverdamfrfungen zu geschmacklichen Beeinträchtigungen führt Einer Erhöhung der Gesamtverdampfung steht der damit verbundene Energieauhmnd entschieden entgegen. Eine Erhöhung der würde, ist bei atmosphärisch betriebenen Würaspfannen aufgrund des vorgegebenen UmgebungsdruckeenicM möglich. Eine Erhöhung der Kochiemperatur bei gängigen Kochzetten würde darüber hinaus zu derselben geschmacklichen Beein-trächtigungen führen wie eine längere Kochzaä. Darüber Nnaus haben Versuche gezeigt, dass der Dampif-FIOssigkaits-Vertoikingsfsfctor bei höheren Temperaturen für die meisten AromastoSe stark abnimmi, so dass die Austreibung dieser Stoffe - bei gleich bleibenden Ckwamtvwdarnpfiingen - verringert werdon würde, was noch zusätzlich zu einem Fehlgeschmack führen kann.

Laut Literatur [Mallowicki, M.G., Shellhammer, T.H.: Isomerization and Degradation Kinetics of Hop (Humulus Lupulus) Acids in a Model Wort-Boiling System, J. Agr. Food Chem. 2005,53,4434-4438} haben Versuche gezeigt, dass eine Temperaturbehandlung von α-Säuren in einer schwach alkoholischen Lösung neben der Bildung von Iso-o-Säuren auch zu deren Abbau bzw. einer Umwandluna zu FokNXHOdukten fühlte. Dieser Abbau unterliegt ebenfalls einer Reaktion erster Ordnung und ist mit den GesetzmiftiQkaiten der Reokiionskinotikzu be-schreiben. Die ReakltonakonefaMiton rtintcr Umwandlung sowie die Gesetzmäßigkeiten der Reakbonskinetik der stiauiBiidwi Fteaktionen kflnnan der angegebe-nen Literatur entnommen werden. Fe ktf deshalb denkbar. dass sich ein Teil der gebildeten Iso-o-Säuren auch in WQrze zu Foteeprodukten abbaut, wes noch zubau der Iso-g-Säuren geführt. Hieraus kann geschlossen werden, dass diese Umwandlung bei den pH-Werten von WQrze oder Wasser bzw. den bei den Versuchen vorliegenden Mischungen mäa- oder Iso-a-Säuren zu vernachlässigen ist und erst bei deutlich höheren pH-Werten, Temperaturen undfader dem Vortiegen von Alkohol zum Tragen kommt Gerade das Voriiegen von Alkohol könnte bei hohen Temperaturen zu einer vermehrten Estherbildung führen. fe binden, so dass sie bei der Heißtrubabscheidung aus der Würze wieder entfernt werden und fol^ich auch recht mehr in das fertige Bier angebracht weiden Können, oo sma aseine ou - ou w oer venusiB an zuoosienen oseissoiien aur eine Adsorption und spätere Ausscheidung am Trub zurOckzuführen.

Ai» den genannten Verlusten remitiert zusammen mit den weheren Verlusten, die 9 9 ee es • · · · • · · · • · · · • · · · ·* ·♦ ···· es·# ···· ·· .·* .·* ·!··*«te • · · · · · • · ·· ·· im Kaltbereich entstehen, der geringe Ausnutzungsgrad des Hopfens. Die Verluste im Kaltbereich resultieren vor allem aus der Adsorption und späteren Ausscheidung am durch den Temperaturabfall entstehenden Kühltrub oder an den Hefezellen, aber auch zu geringen Teilen durch die Adsorption am FiltermateriaL Darüber hinaus kommt es aufgrund des pH-Sturzes bei der Gärung auch zu einer Abscheidung bereits in der Würze gelöster und nicht adsorpthr gebundener Bitterstoffe. Hierbei handelt es sich aufgrund ihrer Hydrophobizität und ihrer geringen Löslichkeit fast ausschließlich um unisomerisierte α-Säuren. Dies ist darauf zurückzu-führen, dass die maximale Löslichkeit der α-Säuren (s.o.) mit fallenden pH-Werten stark abnimmt Die o-Säuren befinden sich nach dem pH-Stwz fotaüch in auch bei geringeren pH-Werten noch eine relativ hohe Löslichkeit auf (s.o.) und verbleiben somit auch nach dem pH-Starz noch in der Würze. Bei gängigen Brauverfahren liegt der Anteü an unisomerisiertena-Säuren an den in der Würze gelösten Bitterstoffen teilweise bei deutlich über 25 %, so dass dieee Bäteretoffe im Zuge der Gärung zwangsläufig nahezu voltetändig wieder verloren gehen. Bei einer Erhöhung der Isomerisierungsanteils der gelösten Bitterstoffe airf über 75%, könnten diese Verluste zumindest teilweise, bei einem vollständigen Isomerisierungsanteil vollkommen vermieden werden.

Zur Erhöhung der Hopfenausbeute wind nun ein insbesondere wässriges Fluid zusammen mit einem Hopisnpradtikt in eine separate Vorrichtung geführt, welche der Lösung und vor adern der Isomerisierung der α-Säuren dient Das Fluid wird dort mit dem Hoplanprodukt separat erhitzt, so dass es zu emsr verbesserten I-

Vorteil, dass aufgrund der Bewegung in der Flüssigkeit eine gute Homogenisierung des Fluides mit dem zugcsetztan Hopfenprodukt hervoigerufenwwd· Die I-somerisierung wird somit nicht durch die zur Bieifaeieilung erfolgende Tempera-turbehandkmg der Würze als solche, 10 10 Μ #· • · · · • · · · • · · · • · · · ·· *··· ···· ···· • · · • · · ··: • · · · • · · · * • · ·· Μ dem durch eine hiervon getrennte, separate Erhitzung durchgeführt. Durch eine Zuführung dieser Mischung des Fluids mit den Hopfenkomponenten, d.h. des derart vorbehandelten Fluids, kommt es zu einer besseren Einbringung der Bitterstoffe in die gesamte Würze, was letztendlich zu einem deutlich höheren Ausnutzungsgrad der verwendeten Hopfenprodukte und somit zu einer Reduzierung der benötigten Menge an Hopfen kommt

Bei der herkömmlichen BierberBitung ist die Isomerisierung von Bitterstoffen ein die Temperaturbehandlung der Würze, insbesondere die Kochzeit limitierender Faktor. Durch die Erfindung ist es erstmalig möglich, die Kochzeit der Würze bzw. günstigt ein höherer pH-Wert und somit eine höhere Konzentration an Ot-T-Ionen die Isomerisieruna der a-Säuren. Das Verfahren wird oroblemioe während des Rrai ipmyess**** und insbesondere wäNend der Würzekochung pfrajini «xtef zeitnah zu dieser durchgeführt Somit wird eine zu starke Umwandlung bzw. Oxidati

on weise durch Lagerung, vermieden. Als zeitnah wird insofern die Vorbehandlung des Fluids mit dem Hoptenprodukt während des Sud-Tages verstanden. Die Erhitzung des Fluids kann dabei rUskondnuiMkch, also oder kontinu ierlich in einem Durchlaufverfahran vorgenommen werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bzw. der in ihr enthaltene Heiz-

Die Zuführung des vorbehandetten Fluids in die Würze kann an unterschiedlichen Stellen oder Zeitpunkten durch geeignete Vorrichtungen im Sudhaus erfolgen, auf weiche später insbesondere am Beispiel der Verwendung eines Würzeteüstroms als Fluid noch näher eingegangen wird. Die dort aufgeführten Rückführungsvari-anten gelten selbstverständlich auch für die Verwendung anderer Fluide. Dadurch, dass die Bitterstoffe nun in ihrer isomerisierten Form voriiegen, weisen sie die o-ben beschriebene höhere Löslichkeit auf, wodurch sie leichter und in größerer Menge in die Würze eingebracht werden können, was letztendlich dazu führt,

Die Temperatur im Heizbehälter kann derjenigen, welche die Würze während der deten Isopnerisierungsprod1**1» erhöht, also zugunsten der Isomerieie-von a- bzw. Iso-a-Säuren in einer schwach alkoholischen Lösung geben für diesen Fall darauf Hinweis.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Fluid auf eine Temperatur oberhalb der von der Würze während der Temperateibehandlune erreichten Tempersdur erhitzt Dabei wird Bezug darauf genommen, dass bei bisher üblichen Bierbereitungen dte Isomerisierung adtoend der Tempaialuifaehanrihwg der Würze erfolgt, was den Ausnutzungsgrad Mmifiert. Durch eine Erhöhung der Temperatur während der separaten Erhitzung des msbeeondece wässrigen Fluids kann der Isomerisierungsgrad deutlich verbessert werden. Einschränkungen, wie sie bei der Temperaturbehandlung der Würze voriiegen, gibt es nicht. 12

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Um die gesamte Menge an eingebrachten Hopfenprodukten in Kontakt zum Fluid zu bringen, und um lokale, die Löslichkeit beeinflussende Konzentrationsunterschiede zu vermeiden, empfiehlt es sich, das Fluid mit dem Hopfenprodukt homogen zu vermischen. Eine Homogenisierung der Mischung kann beispielsweise durch ein Umpumpen oder Rühren wühlend des Hei&haitens erfolgen. Auch können zur Homogenisierung Ultraschall oder Vibrationen eingebracht weiden. Darüber hinaus kann eine Homogenisierung durch ein Ein- bzw. Durchleiten von Gasen oder Dämpfen hervorgerufen werden.

Darüber hinaus empfiehlt es sich, den verwendeten Behälter zur Vermeidung von Verlusten im Anschluss an die Behandlung leer zu drücken hzw. diesen zu spülen. Dies kann beispielsweise durch eine Flüssigkeit oder durch entsprechende Stempel geschehen. Diese Stempel können auch dazu genutzt werden, das Hopfenprodukt zu prassen, um as zu entfkädisieren und somit noch bitterstoffreiches Flukt zu gewinnen. Darüber hinaus empfiehlt es sich gerade bei Verwendung von HHninwinAAto und/oder bei einer Rückführung zu späteren Stellen im Brauprozess, vor der Rückführung des Fluides zur restlichen Würze eine später noch beschriebene Fest-FIQssig-Trannung durchzuführen. Besondersvorteilhaft ist es auch, eine-später noch ausführlich danjft«teHto - Fest-Flüsmg-Extraktion oder eine Hryhdn»ckekt)raMwn durchzufüh-ren, um somit das Maximum an Bitterstoffen aus dem Hopfenprodukt extrahieren zu können. Auch ist es denkbar, diese Extraktion der Bitterstoffe aus dem Hopfenprodukt in ein Fluid vor dem eigentlichen Isomerisiefungsprazees bzw. währenddessen durchzuführen. Um die Fest-Flüssig-Extraktion zu beschleunigen, können - wie später beschrieben - mehrere Apparaturen verwendet werden - insbesondere diejenigen, welche während der Isomerisierung der Homogenisierung dienen.

Gerade bei Durchführung einer der Isomerisierung nachgeschatteten Extraktion kann die Isomerisierung der Bitterstoffe mich kn eigentlichen Hopfenprodukt stattfinden. Zur Isomerisierung ist es nämlich nicht zwangsläufig notwendig, dass die

Bitterstoffe vorher aus dem Hopfenprodukt gelöst werden müssen. Dies bedeutet, dass die benötigte Menge an zugeführtem Fluid auf eine absolutes Minimum verringert werden kann. Da für die Isomerisierung eines Mols α-Säure nur ein „Mol“ OH -Ion und demzufolge beispielsweise nur ein Mol Wasser benötigt wird, reicht es im Extremfall und bei ausreichender Homooenisieruna aut, ledialich eine iden-tische Molmenge an Wasser dem Hopfenprodukt zuzugeben. Gleiches gilt für andere Fluide - unter Berückaichtigting ihrer Otf-tonen-Anzahi. Da die Molmasse von α-Säure in der Regel deutlich größer ist als diejenige der ngngehenden Flui-de, hier vor allem Wasser, kann im kteatfaU auch eine geringere Menge (Masse) an Fluid als an Hopfenproduict zur Isomerisiening der Bdterstoee zugegeben wer- mcht nur zu ringeren sondern auch zu ge-an

Druckgeräterichtlinie fällt So kann sein Volumen in den meisten Föien deutlich unter 1/100 des Volumens des Behältern zur Temperabitbeharidlung der Würze liegen.

Vorteilhaftefweise ist der pH-Wert des verwendeten Fluids größer als 5. Hierdurch wird gewährleistet, dass für die Isomerisierung der a-S&uren genügend OH'-lonen zur Verfügung stehen. Insbesondere kann auch eine Lauge mit einem pH-Wert von mehr 7 verwendet werden. Durch den kn Vergleich zur restlichen Würze ge-

Durchführung einer gezielten Fest-Fiüesig-ExtraMion von Vorteil sein, für den Spül- oder Extraktionsprozees ein abweichendes Fluid, in wnlrhom sich die Bitter-Stoffe Ηαββογ lösen lassen zu verwenden. Dies kam beisoieisweise Alkohol sein. Um dem Reinheitsgebot zu entsprechen, empfiehft sich hier auch die Verwendung eines — nur umnin oshooften. aber vom innwninn stark nikoholhaltinon — Bieres.

Gerade bei der Verwendung von Laugen zur Isomerisierung kann die nachgeschattete Fest-Flüssig-€xtraktion auch unter Säuerung bzw. Verwendung von Säuren erfolgen, um eine Neutralisation zu erreichen oder gegebenenfalls eine Umwandlung der gebildeten Isomerisierungsprodukte zu mindern. Die Verwendung eines anderen Fluides eigibt sich natürlich auch bei Durchführung einer Hochdruckextraktion. Für einen möglichst hohen Isomerisierungsgrad wird das Fluid auf eine Temperatur oberhalb der atmosphärischen Kochtemperatur (für Wasser bet Normalbedingungen sind dies 100°C) für eine Dauer zwischen 5 und 90 Minuten erhitzt. Je nach Höhe der gewähren Temperatur und abhängig vom pH-Wert lässt sich innerhalb der angegebenen Dauer, die deutlich unter einer heute üblichen Würzekochzeit liegen kann, eine nahezu vollständige bzw. optimale Isomerisierung erzielen.

Um in einem geforderten Zeitintervall eine optimale Isomerisierung zu erzielen, ist es von Vorteil, die Temperatur derart einzustellen, dass sich in dem Zeitraum der Isomerisierung eine nahezu vollständige bzw. optimale Umwandlung der a-Säuren

Kenntnis der zu berücksichtigen. Hierfür können die hier sowie in dar aufgeführten Literatur angegebenen Rnaktjnnskopg»«"*«" wenden Durch diese Verfahrenswei se ist sichergeeteilt dass der größtmögliche Aräeä der zudoaiertBn o-Säuren in Form von Iso-a-Säuren in die Würze bzw. ins fertige Bier eingebracht werden kann. Somit kann eine maximale Ausnutzung der zugesatzten Hopfenprodukte erzielt werden, ohne hierbei unnötig viel Energie für die Isomerisierung zuzuführen. Sou eine optimale Isomerisierung tTT!rr^‘Tsioinn in der abtaufen, welche für die gängige Temperaturbehanrtiung der restlichen Würze benötigt wild (30 -60 min.), so ergibt sich eine Temperatur zwischen 110 und 140 °C.

Fluid ein Würzeteüstrom verwertetet, so entspricht dieses Verfahren auch dem Deutschen Reinheitsgebot bzw. dem vorläufigen Biergesetz. Ein dem Reinheits- ?*· 15 gebot entsprechendes Hopfenprodukt wird nämlich, wie bei herkömmlichen Verfahren auch, mit der Würze gekocht, um eine Isomerisierung zu erreichen. Dies ist vor allem bei der Verwendung von Extrakten oder Auszügen nötig, da hier das vorläufige Biergesetz den möglichen Zugabezeitpunkt auf den Bereich vor Beginn oder während der Kochung der Würze eingrenzt Eine geschmackliche Beeinträchtigung durch höhere Kochtemperaturen kann aufgrund der Verwendung nur eines geringen Teilstromes vernachlässigt werden.

Hierzu wird insbesondere im Anschluss an die Fest-Flüssig-Trennung beziehungsweise vor der Würzekochung ein Strom der Würze nicht in die Würzepfanne sondern in einen separaten Behälter geführt Während die restliche Würze in der Würzepfanne gekocht oder heiß gehalten wird, erfolgt ein Teil oder die gesamte Hopfengabe zu dem abgezogenen Teüstrocn in den separaten Behälter. Die Wür-oehalten. Der Behälter kann hierfür r^netcHniitfin weiden. Durch die hohen l^a®0ip®BPP ·Ρ· Pb^^b^P Pi^^BI»® bP®pp®»® —* p P Pp^® ^^^^P^^Bpp^^B^w Pp ·Β^^ρ®Β Pi^B B Pp—P— — ———- ®P»® — sen ist wird der Teilstrom wieder der übrigen Würze zugeführt

Da in dem abgezogenen Teilstrom der Würze, bedingt durch die höheren Temperaturen oder gegebenenfalls auch durch längere HaiShtütessMtert, auch eine stärkere Nachbädung an unerwünschten AromMtofien stattfinden kann, empfiehtt es sich die Menne des rrNiffmnftnen Tyihhnmafi nghpfwfti** MteenMe» tu beschränken. Aiifgnind rinr Trrtnacho, dass der oben beschriebene Extremfall der minimal benötigten Flüssigkoitsmenge einem kteetteü entspricht, ergibt sich dieses Minimum in der Regel daraus, für eine vollständige Isomerisierung die gesamte Menge an zugegebenen Hopfsnprodukten von Wesser umgeben sein sollte, damttdteiür eine Isomeristetuna benötigten Otf -Ionen nioichrnflftin zur P»P^BBBpflB» φ P®P®BB B BB% PPB^PB» p pbb pbp^^b P^B» ^^BPBP ^BB^^^PB®B PBBB ^^B^K pbppb^p B^BPP^^B^BB^P^BI P PB^B p p ^pb^bp »ppp p P^^^B^PPpP ^^B » BBpP» —

Verfügung stehen. Folglich soUte der Behälter vollständig mit dem abgezogenen

Teilstrom gefüllt, beziehungsweise die gesamte Menge an verwendeten Hopfen-produkten vollständig mit der Flüssigkeit umgeben sein. Um einen guten Kontakt zu schaffen, sollten hier die beschriebenen Homogenisierungsvarianten zum Tragen kommen. Darüber hinaus kann es in einigen Fällen von Vorteil sein, etwas Sauerstoff (Luft) in dem Behälter zu belassen, um so einige Isomerisierungsvorgänge noch beschleunigen zu können. Für ein wässriges Fluid empfiehlt es sich, die Erhitzung in einem geschlossenen Behälter durchzuführen, oder eine Kochung durchzuführen, bei welcher durch den Einsatz eines Ventils höhere Kochtemperaturen erzielt werden können. Eine Kochung - gleichgültig bei welchem Druck sie durchgeführt wird - hat genau wie eine Verdampfung durch Entspannung den Vorteil, dass mit dem abgeführten Dampf auch unerwünschte Aromastoffe aus der Flüssigkeit auageirieben werden. Der entstehende Druck im bmeien das Behüters kann vorteilhaft auch für das Zuführen des Fluids zur Würze nach dem Erhitzen verwandet werden.

Die Erhitzung kann beispielsweise mit einer elektrischen Hetzqueüe, einem Wärmetauscher und/oder alternativ mfttels Mikrowetteneinetrahiung oder durch eine Induktion erfolgen. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, dass Fluid kn Kreislauf zu erhitzen, es also aus dem eigentlichen Heiz-bzw. Isomerisierungsbehälter abzuziehen sowie durch einen externen Wärmetauscher - oder allgemein durch eine externe Heizquelle - zu führen und es in diesem auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen, bevor es wieder in den eigentlichen Heizbehäiter zurückgeführt wird. Hierdurch kann vermieden werden, dass der Heizbehäiter an sich in seiner Ausführung einem Kessel entspricht Letzteres kann gerade im Bezug auf die Druckgeräterichtynie Nachteile - vor allem mit Hinsicht auf «ne Überprüfung bzw. Abnahme des Behälters - haben.

Um im Falle eines WUrzeteüsfroms die benötigte Menge des abgezogenen Teil-Stromes weiter deutlich reduzieren zu können, kann der Behälter auch nach dem Prinzip eines „ SchneUkochtopfes“ arbeiten. Hierzu wird eine geringe Menge des Teilstromes zusammen mit den Hopfenprodukten in den Behälter gegeben, so .SMe 17 • · » • · · 9 ·· ·· dass dieser nicht vollständig gefällt ist. Hierauf wird der Teilstrom der Würze zum Kochen gebracht, während der Behälter noch offen ist Durch das Verdampfen wird erreicht, dass die restliche Luft aus dem Behälter ausgetrieben werden kann. Nachdem dies erfolgt ist, wird die Vorrichtung verschlossen und der in ihr befindliche Dampf, zusammen mit den Hopfenprodukten, auf höhere Temperaturen erhitzt. Da das gesamte Innere der Vorrichtung somit mit Wasserdampf ausgefällt

Wasserdampf umgeben sind, können sie problemlos und schnell isomerisieren. Der wesentliche Vortal dieser Variante, im Gegensatz zu einem vollständigen Befüllen der Vorrichtung mit den Teilstrom, ist dass eine deutüch oerinaere Menae estaebrscM werden muss, wo- * V^AAflAVA V^A A A φ AVWf V^·· AVA AflrWPWAVA^VAA · PW P AW^WAA VwlW BHfWP Mt A W APHWpPQWf ww Va* durch auch weniger Vorläufer unerwünschter Aromakomoonenten mit ekMehirocht

Vll v^^P P ViAVl®V^^P A HAV^P^P^*A ^A ^P^^A WPABM A^AAA ΑίΑΑ ^^AAA ^P^P^pWA wlMP· w ^^P TP^AP AJAflflPPA^I^^P A ABIAVlAA ^^AAA AAflflAA A P AA^p ^PaAA ^^P^^VaIaaA A^Pfl^^P P V werden. Hierdurch wird erreicht, risse deutlich weniger iinAnufinffrhh» Ai^marfnife in dem Teilstrom gebildet werden.

Die angegebene Verfahrensvariante bzw. generell die Verwendung einer möglichst geringen Menge Fluid ist natürlich auch bei der Verwendung eines anderen Fluids vorteilhaft, da sich aufgrund der geringeren benötigten Menge energetische Vorteile ergeben. Es braucht nämlich hierbei stets auch nur die geringere Menge aufgeheizt zu worden.

Darüber hinaus ist es ratsam, anstelle der Hauptgüsse oder der bereits homogenisierten Würze, einen Teil der Nachgüsse, welche dem letzten Auslaugen der Spelzen dienen, als Teilstrom zu verwenden, da dieser hierdurch eine deutlich geringere Konzentration an Vorläufern unerwünschter Aromastoffe besitzt, Folglich können auch wenkier Aromastoffe nachoebädet werden, so dass ein nach- ilaPP fl AVVAA AA ^PpiAA A VAPVPPV^^P fl ^^^A^fll^V P^flflflflP A VA ^fl^^P flflflMAPflflAP A^BA fl ^^^Pi^AAA ^A^P PPAA AflPfll^AP A fl V^^fllA V^PVA^A^^WA VA®A A A AApAAAA — träalicher Eintrag dieser Stoffe zu keiner nnnfhmnrtrlirhnn neeinträr lilini iiwi fährt · A^flA^jA AA^^P PPA1 ^MkAA AfliA AflP&^F A^PAV^^A^^AI^^P fll^Afllfll^PAAfll^P flBftAi^p PflAAPP P^eAA A^PW^^A^^A^^P Aa V ^^AAAMIAAPA^Vi^^P I^V^^A AA^W^^AI^AAP W VI^MPAA JAflR^B^^WPP ^M^P A AIAA AA Vfl güsse oder die homogene Würze. Hierdurch kommen auch dfe oberhalb beschriebenen Vorteile höherer pH-Werte zum Tragen. Diese Variante hat den weiteren Vorteil, dass im Teästrom eine geringere Menge an Hetötrub gebildet wird, da durch die Nachgüsse weniger Eiweiße mit eingebracht werden.

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Sollte die Isomerisierung bei niedrigeren Temperaturen als der atmosphärischen Kochtemperatur des Fluids (welche über der atmosphärischen Kochtemperatur von Würze oder Wasser liegen kann) unter Verdampfung - und somit unter Austreibung unerwünschter Aromastoffe - durchgeführt oder auch in diesem Fall das Prinzip eines Schnellkochtopfes angewendet werden, muss hierbei lediglich der Druck im Behälter durch geeignete Apparaturen, wie beispielsweise Pumpen, reduziert werden. Darüber hinaus kann ein Austreiben unerwünschter Aromastoffe aus dem Fluid generell auch durch eine Desorption, beispielsweise durch das Einoder Darüberleiten von Gasen oder Dämpfen, hervorgerufen werden.

Nachdem die Isomerisierung der Bitterstoffe zu einem gewissen Grad abgeschlossen ist, kann der abgezogene Teilstrom der Würze zusammen mit den Hopfenprodukten der restlichen Würze wieder zugeführt werden.

Die im Folgenden beschriebenen Zuführungsmöglichkdten des vorbehandelten Fluids sind für jedes verwendete Fluid gültig. Exemplarisch wird die Rückführung im Folgenden anhand eines abgezogenen Würzeteilstromes daroesteUt.

Eine Zuführung kann zum einen direkt in die Vorrichtung zur Temperaturbehandlung der Würze bzw. m die Würzepfanne erfolgen. Hierzu wird der abgezogene Teilstrom über geeignete Rohrleitungen und Ventile der Würzepianne wieder zugefügt. Da die Würze in der Pfanne einer Bewegung unterworfen ist und da nun die Löslichkeit der (isomerisierten) Bitterstoffe deutlich höher ist, ist es - je nach verwendetem Hopfenprodukt - möglich, durch ein langsames Zudoaieren nahezu alle Iso-a-Säuren in Löaung mit der restlichen Würze zu bringen. Hierdurch können die Verluste vermieden werden, die bei einer herkömmlichen Würzekochung durch eine manoelnde Löaung von α-Säuren imdfoder eine mangelnde Isomeri-sierung erfolgt wären. Da diese Veriuate nun wegfallen, ist der Ausnutzungsgrad im Gegensatz zu früher rtoutlirh gesteigert· Dwch ein 7iirloaifiron während der Temperaturbehandlung der Würze kann es darüber hinaus auch noch nachträg- ·· Μ

**·· ···· : : • ·· ^eite 19 • · · *ν Würze zu verbessern, kann die Zuführung zur Würzepfanne an mehreren Stellen erfolgen. Hierdurch wird vermieden, dass es zu besagten Zonen in der Würze mit Überschreitung der Löslichkeitsgrenze kommen kann.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der abgezogene Teilstrom gegebenenfalls zusammen mit den Hopfenprodukten erst im Anschluss an die Würzekochung vor der Heißtrubabscheidung wieder zugeführt Dies kann entweder durch ein kontinuierliches Zumischen zur restlichen Würze während der Überführung in den Heißtrubabscheider erfolgen. Das Zudosieren erfolgt hier vorteilhafter Weise direkt in die Rohrleitung, während die restliche Würze durch diese geführt wird. Durch ein langsam«» Zudosieren wird hierdurch erreicht, dass jeder zugeführte Teil der Mischung immer in „ frische“ Würze eingebracht wird und folglich vollständig gelöst werden kann.

Alternativ kann die Mischung auch im Heißtrubabscheider vorgelegt und die restliche Würze im Anschluss daran zugegeben werden oder der Teüstrom wird während der Heißtrubabscheidung in den Heißtrubabscheider, ähnlich wie in die Würzepfanne, zugeführt. Bei einem tangentialen Eintritt des Teilstroms oder des vorbehandelten Fluids in einen Whirlpool könnte hierdurch auch die Heißtrubabscheidung verbessert werden.

In einer weiter vorteilhaften Ausführung des Verfahrens empfiehlt es sich, den Teilstrom der Würze beziehungsweise die Mischung erst im Anschluss an die Heißtrubabscheidung der restlichen Würze wieder zuzuführen. Hierdurch können auch die Ausbeuteverluste vermieden werden, welche durch die Heißtrubabscheidung hervorgerufen werden. Im Idealfall kann somit erreicht werden, dass es zu keinen Ausbeuteverlust«» im Sudhaus kommt Der Teüstrom der Würze wird in diesem Fall ebenfalls kontinuierlich der restlichen Würze in einer Rohrleitung wieder zudosiert, während diese im Anschluss an die Heißtrubabscheidung einem Kühler und danach einer Gärvorrichtung oder einem Flotationstank zur Belüftung zugeführt wird. Die oben beschriebenen Vorteile dieser Art der Zudosierung bleiben auch hier erhalten.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführung wird der Teilstrom bei Vorhandensein einer Vorrichtung zur Kühltrubabscheidung - dies kann bspw. ein Flotationstank sein- erst nach dieser wieder zugeführt Hierbei können auch die Verluste im Kaltbereich vermieden werden, die durch Adsorption am Kühltrub hervorgerufen werden. Die Rückführung erfolgt hier vorteilhafter Weise in die Lotung von der Vorrichtung zur Kühltrubabscheidung zum Görtank. Bei einer Rückführung des Teilstroms in den Kaithereich soüte dieser jedoch vorher gekühlt werden, um bspw. Denaturierungen von Hefen zu vermeiden.

Prinzipien kann der Teilstrom auch an noch spateren Stellen der Würze oder dem aus ihr resultierenden Bier zugeführt werden. Darüber hinaus ist die Zuführung zu anderen Chargen gerade bei der Verwendung von anderen Fluiden möglich. So kann beispielsweise eine mit Lauge hergesteBte Mischung auch erat dem fertigen Bier vor oder nach der Filtration zugeführt werden, um auch die weiteren Verluste zu umgehen. Um dem Reiriheilsgebot zu entsprechen sollte hterbet, bei der Ver-wendung von Würze, diese vorher durch die Zugabe von Hefe angegoren werden. Hieraus resultiert bereits bei geringen Vergärungsgraden per Definition Bier, welches auch nach dem Reinheitsgebot zu jeder Stelle mit anderem Bier verschnitten werden darf. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein auf diese Weise hergestelltes Bier zu filtrieren oder es einer Temperaturbehandlung zur Haltbarmachung, z.B. einer Pasteurisation zu unterziehen, um es zumindest kurzzeitig lagerfähig zu machen und es somit beispielsweise der selben Charge, aus der es entstammt, erst während oder im Anschluss an die Lagerung zuzuführen. Eine zusätzliche Haltbarmachung ist aufgrund des hohen Bütoretoffgehattes des vorbehandelten Fluides in der Regel aber nicht nötig, da dieser antimikrobiell wirkt. Neben einer möglichen Zugabe im Lagertank empfiehtt es sich vor allem, das vorbehandelte Fluid erst bei der Filtration der restlichen Charge im Drucktenk vorzule-gen, wodurch auch die Verluste vermieden werden können, welche bei der Filtration hervorgerufen werden. De die Bitterstoffe somit an allen HauptqueBen-die-ser Begriff wurde deswogon gewählt, da eine leichte Adsorption natürlich auch in jedem Behälter oder beispielsweise auch im Flascheninneren stattfinden kann -vorbeigeführt werden, an denen sie signifikant adsorptiv gebunden und somit wie- der aus dem vorbehandelten Fluid entfernt weiden können, kann erstmalig eine maximal mögliche Ausnutzung der zugesetzten Bitterstoffe erzielt werden. Aufgrund der Bewegung bei einem Filtrationsprozess wird auch in diesem Fall der Zuführung problemlos noch eine Homogenisierung des zu einem deutlich früheren Zeitpunkt abgezogenen Teilstromes mit der restlichen Charge sichergestellt.

Bei einer Zuführung des vorbehandelten Fluides bzw. der Bitterstoffe, welche erst im Anschluss an die Hauplgfirung erfolgt, können sich darüber hinaus noch weitere Vorteile im Bereich der Gärung selbst ergeben. Wie erwähnt, haben Bitterstoffe eine antimikrobielle Wirkung und können somit auch das Wachstum von Hefezellen beeinflussen bzw. mindern. Darüber hinaus körnen sie auch die Gärung an sich und somit die Bildung von Gdrungsnebenprodukten in für das resultierende γ;3η ingsrw^M^nprodukte) und vor tiHom urhncilkir und flnmnifnign nffiiinntnr nhlmi fen kann, wodurch sich neben geschmacklichen auch energetische Vorteile ergeben können. Dies haben eigene Versuche, bei denen eine Garung von bitterstofffreien Würzen durchgeführt wurde, bereits bestätigt

Wird das Fluid oder der TeiMrom der Würze in einem abgeschlossenen Behälter auf höhere Temperaturen gebracht ist naturgemäß auch der Druck in dem Behäl-ze, gleichgültig an welcher Stelle dieser zurückgeführt wird, durch ein einfaches Öffnen von Ventilen erfolgen kann, solange der BehaHer noch unter Druck steht. Durch den hohen Druck im Behälter und den Leitungen wird der Teilstrom beziehungsweise die Mischung aus dem Ventil gedrückt Je nach Öffnung des Ventils geschieht diee mehr oder weniger schnell. Um diese Forderung noch zu unterstützen beziehungsweise den letzten Rest des vorbehandelten Fluids zu fördern, können darüber hinaus Pumpen zum Einsatz kommen. Auch kann der Behälter wie vorbeschrieben leer gedrückt werden.

In einer alternativen Ausführung wild der Behälter vorher ganz oder teilweise und insbesondere kontinuierlich entspannt, wodurch es - genau wie bei einer ebenfalls möglichen Kochung durch Wärmezufuhr - zu einem intensiven Ausdampfen nachgebildeter Aromastoffe kommt Zwar ist auch eine schlagartige Entspannung, beispielsweise in einen vorab evakuierten weiteren Behälter möglich, allerdings hat diese Form der Entspannung neben einer schlechteren Ausdampfeffizienz auch den Nachteil, dass sich auch das Verhältnis der Ausdampfung unerwünschter Komponenten zur Ausdampfung der erwünschten Hopfenkomponente Linalool deutlich verschlechtert Da Isom-Säuren in Wasser einen Dampf-Flüssigkeits-Verteilungsfaktor von nahezu NuU besitzen, führt eine Entspannung und die damit einhergehende Verdampfung aber immer dazu, dass diese während des Verdampfungsprozesses in der Mischung verbleiben und folglich auch nach dem Verdampfen noch der reeNehen Würze zugeführt werden können. Geschmackliche Beeinträchtigungen, welche durch höhere Temperaturen hervorgerufen werden können, werden so vermieden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass - wie erwähnt - immer auch der gewünschte Hopfeninhattsstoff Linalool, welcher maßgeblich für die Entstehung einer Hopfenblume verantwortlich ist mit ausgedampft wird. Dies ist bei einem Entspannen beziehungsweise Zudosieren in die restliche Würze nicht der FaH, da die Aromastoffe entsprechend ihrem Phasengleichgewicht in der Flüssigkeit absorbiert oder bei vollständiger Kondensation des Dampfes in die restliche Würze überführt werden.

Bei der Durchführung von Verdampfungen können die entstehenden Brüden vor-teilhafterweise auch einem Wärmetauscher (Dunstkondensator) zur Gewinnung der in ihnen enthaltenen Wärme zugeführt werden, wodurch die zur Durchführung der Erfindung benötigte Energie zumindest teilweise zurückgewonnen werden kann.

Vorteilhaft können die leicht flüchtigen Aromastoffe durch spezielle Hopfenprodukte auch separat der Würze zugegeben werden. Zur Erzielung hopfenaromatischer Würzen oder Biere kann beispielsweise ein Hopfenprodukt eines Aromahopfens in einem separaten Behälter einem WürzateUstrom beigergeben und die Mischung erhitzt werden, ohne die Mischung zu verdampfen. Auch die Hopfenaromastoffe, wie beispielsweise Linalool, müssen in der Würze gelüst weiden. Die aulgezeigten Vorteile der Erfindung bei der Lösung von Hopfenbestandteilen in Würze bleiben auch hier erhalten. Dies gilt vor allem bei einer Durchführung gezielter Extrak-tionsprozeaee. Durch Kombination zweier oder mehrerer Behälter kann dem einen Bitterhopfen zugeführt werden, wobei verdampft wird, um Fehlgeschmäcke zu vermeiden. Dem zweiten Behälter wird Aromahopfen zugegeben und auf eine Verdampfung verzichtet, wodurch die flüchtige Komponente Linalool nicht entweichen und somit vollständige in die Würze eingebracht werden kann. Durch diese Kombinatten kann die Einbringung von Hopfenaromastoffen unabhängig von der Einbringung von Hopfenbitleratollien gesteuert werden und erfolgen, wodurch sich vollkommen neue Möglichkeiten in der Erzielung hopfenaromatischer Biere ergeben. Darüber hinaus musste aufgrund der starken Ausdampfung des Stofles Linalool (der Dampf-Flüssigkeitsverteikjngsfaktor von Linalool in Wasser bei 100 °C liegt bei ca. 36) bisher viel Aromahopfen-vor allem am Ende der Kochung-der Würze zugegeben werden, um überhaupt Biere mit einem ausgeprägten Hopfenaroma erzeugen zu können. Durch das angegebene Verfahren ist es nun auch möglich, die benötigte Menge an Aromahopfen deutlich zu reduzieren, da auch der Ausnutzungsgrad des in den Hopfenprodukten vorhandenen Linalools stark gesteigert werden kann.

Darüber hinaus ist es bei Verwendung von Hopfenprodukten eines Aromahopfens auch möglich, den bei einer Verdampfung entweichenden Dampf-, bzw. das bei einer Desorption entweichende Gas-Dampfgemiech, gezielt aufzufangen und zumindest in einzelnen Fraktionen dem vorbehandeftsn Fluid undfodar der restlichen Würze wieder zuzuführen. Insbesondere kann der Dampf hierbei aufgefangen und einer Auftriebekotorme zugeführt werden, te dieser wird eine Rektifikation vollzogen, wodurch sich leichtflüchtige Aromastoffe, und somit auch ünaiool, im Dampf stark anreichem. Da der die Kotonne verlassende Dampf eine deutlich gesteigerte Konzentration an Linatoo! besitzt kann dieser kondensiert und dem vorbehandelten Fluid und/oder der restlichen Würze wieder zugeführt werden. Natürlich kann der Dampf oder das Kondensat auch auf einer beliebigen Trennstufe der Kotonne ·*·· ··«· *·»« ·· SÄ» 24 entnommen werden, um somit das Verhältnis aus Linalool zu unerwünschten A-romastoffen möglichst groß zu hatten. Ist der Konzentrationsanstieg an Aroma-stoffen im Dampf so hoch, dass sich nach dessen Kondensation eine wässrige und eine aromastoffreiche Phase ausbilden, kann hier insbesondere auch nur die aromastoffreiche Phase wieder zugeführt werden.

Des Weiteren empfiehlt es sich, den Behälter während oder im Anschluss an das Zudosieren mit einem Fluid, hier vorzugsweise mit einem weiteren Würzeteil· ström, zu spülen, damit auch aHe eingesetzten Hopfenprodukte vollständig eingebracht werden können. Hierbei findet während dem Spülvorgang naturgemäß auch eine Fest-Flüssig-Extraktion der Bitterstoffe aus dem Hopfenprodukt statt.

Um einen Spülvorgang durchführen zu können, ist der Behälter bei Verwendung von Würze als Fluid durch geeignete Rohrleitungen mit der Würzepfanne, dem Heißtrubabscheider oder weiteren Rohrleitungen verbunden, in denen zum Spülvorgang benötigte Würze vorhanden ist Der Anschluss dieser Rohrleitungen empfiehlt sich insofern etwas stromauf des Anschlusses, Ober weichen das vorbehandelte Fluid der Würze wieder zugeführt wird. Somit kann Würz» über eine Bypassieitung durch den Heizbehälter geleitet werden und diesen durchspülen. Alternativ ist der Behälter über geeignete Rohrleitungen rmt einem weiteren Behälter verbunden, in welchem das für den Spülvorgang verwendete Fluid vorgelegt werden kann. Beim Spülen mit Wasser kann er auch direkt an eine wasserführende Leitung angeschlossen werden.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung wird in dem vorbehandelten Fluid eine gezielte Fest-Flüssig-Trennung zwischen dem Fluid und dem zugesetzten Hopfenprodukt durchgeführt. Hierdurch wird es auch ermöglicht, trotz Zugabe eines feststoffreichen Hopfenprodiikfes. das vorbehandeite Fluid der restlichen Würze auch Prozessschritten nach der Heißtrubabscheidung, oder auch der Kühttmbab-scheidung, wieder zuzuführen. Die Fest-Flüssig-T rennung kann hierbei nach mehreren Verfahren ablaufen. Diese sind die Sedimentation, die Filtration und das Auspressen. Bei der Sedimentation erfolgt durch Einwirkung der Schwerkraftfeldes, des FliehkraftfekJes oder gegebenenfeNs eines magnetischen Feldes eine ···· ff .·* 25 • « # · *· ·* ··♦♦ I · i I · • · · * · I · · · · • · # · · ·· fl · freie, dann behinderte Bewegung und zuletzt die Ablagerung der Feststoffe (Hopfenprodukt), wodurch eine Sedimentschicht entsteht Am Ende des Sedimentationsvorganges wird die entsprechend reine Flüssigkeit abgeführt Zur Ausbildung eines Fliehkraftfeldes können beispielsweise Zentrifugen eingesetzt werden. Bei der Filtration wird der Feststoff mit HHfe einer Filterschicht aus dem strömenden Fluid abgeschieden bzw. zurückgehalten. Als Fiitennittei können steife, nicht deformierbare Materialien wie poröse Naturstoffe, feste Sinteretoffe oder mechanisch aufberertete metallische Stoffe verwandet werden. Darüber hinaus können auch flexible Stoffe, wie beispielsweise Textilien, Gewebe oder Zelluloseprodukte zum Einsatz kommen. Der zurücfcgehattene Feststoff, also das Hopfenprodukt verhalt sich hierbei selbst wie ein Filtermittel. Dadurch, dass es auch möglich ist, immer neues Fluid bzw. „frische“ Würze durch den Fitterkuchen (Hopfenprodukte) durchzuleiten, kommt es hierbei auch zu einer später noch näher beschriebenen Fest-Flüssig-Extraktion. Da Bitterstoffe auch an FHterhüfsmitteln gebunden werden können, empfiehlt sich hierbei die Verwendung von metallischen Stoffen, insbesondere in der Ausführung eines Siebgewebes. Die treibende Kraft bei dieser Form der Fest-Flüssig-Trennung ist die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Filters, die von der Schwerkraft (hydrostatischer Druck), von Pumpen vor oder hinter dem Filter (Druck- oder Saugfiltration) und/oder durch die Zentrifugalkraft erzeugt werden kann.

Da die Entfernung der Flüssigkeit beim Auspressen mit Hilfe der Verringerung des Probenvolumens erfolgt, muss die Feststoffschicht deformierbar sein und ihr KomgefÜge muss dem äußeren Druck durch Verschiebung der einzelnen Körner nachgeben können, was für die eingesetzten Hopfenprodukte zutrifft Insofern ist gerade diese Prozessführung überaus vorteilhaft Natürlich ist auch in diesem Fall der Einsatz einer Fitterschichtknmer notwendig. Für eine effektive Auspressung wird hierbei die Feststoffscfecht durch eine äußere Kraft zusammengepresst Diese kann beispielsweise durch ΚοηφβΜϊβηΑαΙζβη, (hach Vibrationen oder in einer besondere vorteilhaften Ausführung mit Höfe eines Kolbens bzw. des erwähnten Stempels erfolgen. Ein Auspreesen ist doewsgen sehr vorteilhaft, da hierdurch mehr bitterstoffreiches Fluid gewonnen werden kann. Das Auspressen kann hier- bei prinzipiell vor, während oder nach einer im Anschluss beschriebenen gezielten Fest-FIUssig-Extraktion erfolgen, bzw. sich als Teil dieser verstehen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird eine gezielte Fest-Flüssig-Extraktion zur Gewinnung der Bitterstoffe aus einem Hopfenprodukt durchgefühlt Diese Fest-FJüssig-Extraktion kann prinzipiell auch vor der Temperaturbehandlung des zugesetzten Fluides mit dem Hopfenprodukt erfolgen, wobei in diesem Fall die Isomerisierung der Bäterstoffe erst im Anschluss - und somit vor allem im Extraktionsmittei gelöst - stattfindet. Dies hat allerdings gerade bei Verwendung von Würze oder Wasser den Nachteil, dass sich unisomerisierte Bitterstoffe schwerer extrahieren / lösen lassen und, dass nach einem Extraktionsprozess prinzipiell eine größere Menge Fluid zur Isomerisierung erhitzt werden muss. Bei einer Verwendung von Alkohol als Lösungsmittel sollte beachtet werden, dass es auch zu einer erwähnten Estherbildung während der anschließenden Isomerisierung kommen kann, was die Ausnutzung wieder mindern würde. Aus diesem Grunde erfolgt eine gezielte Fest-Fiüssig-Extiaktion der Bitterstoffe aus dem nopienproouKt vortBttnanefweise erst vn Anscruuss oaer wanrena einer Isomerisierung der Bitterstoffe. Diese Fest-Flüssig-Erfraktion kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt weiden. Bei ein«’ diskontinuierlichen Fahrweise kann die Extraktion beispielsweise m einem Behälter erfolgen, der mit einem Rührwerk und/oder einer Umpumpanlage verbunden ist. Hierbei kann der Extrak-tionsbehälter mit dem Heiz- bzw. Isomerisierungsbehäiier identisch sein oder es kann für die Extraktion ein separater Behftttorherangsgnoen werden. Um die Be-hättergröße des Isomerisiefimgsbehältere aus den erwähnten Gründen möglichst klein zu hatten, empfiehlt es sich, die Extraktion in einem separaten Behälter durchzuführen, welcher vorteilhaftetwoiaoebenfalla beheizt werden kann. Darüber ten. Als mögliche Verfahrensvarianten der Fest-Ftüssig-Extraktion können hierbei das Verdrängungs-, das Durchlauf- sowie das Einteuchverfahren zum Einsatz kommen. Beim Verdräixiunoeverfahran wird ***** Extraktionsaut also hier das Hopfenprodukt mit frischem Fluid beaufschlagt worauf das Fluid mft dem Hopfenprodukt zur Extraktion gut durchmischt wird. Hierfür können beispielsweise

«· ee ·· • · · · • I · · • · · φ · • φ · φ φ *· ·· · Rührer zum Einsatz kommen. Im Anschluss daran setzt sich der Extraktionsrückstand, also das an Bitterstoffen verarmte Hopfenprodukt, ab und wird somit nicht in die restliche Würze eingebracht, und das Bitterstoffe enthaltende Fluid wird abgezogen. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, bis eine gewünschte Extraktion der Bitterstoffe aus dem Hopfenprodukt erreicht ist. Bei Verwendung von alternativen und nur für eine gute Extraktion eingesetzten Fluiden, kann das Fluid im Anschluss an die Extraktion auch autbereket werden. Beim Durchlaufverfahren wird das Hopfenprodukt nicht bewegt Das Fluid (Lösungsmittel) durchdringt das Feststoffbett und entfernt somit aus diesem die Bitterstoffe. Da das Feststoffbett hierbei das durchlaufende Lösungsmittel filtriert (s.o.), sind in dem austretenden Fluid nur geringe Feinanteile festzustellen, wodurch diese Verfahren gerade bei einer Rückführung des vorbehandelten Fluides an späteren Starten im Brauprozess von Vorteil ist Beim Eintauchverfahren hingegen wird das Hopfenprodukt durch das Lösungsmittel geführt Bei allen Verfahrensvarianten ergibt sich bei Verwendung von im Produkt verbleibenden Fluiden, wie Beispielsweise Wasser oder Würze, als Lösungsmittel der grundlegende Unterschied zu einer gängigen Fest-Flüssig-Extraktion, dass das Lösungsmittel vom extrahierten Stoff nicht mehr getrennt werden muss. Bet Verwendung alternativer FMdefÜr die Extraktion erfolgt im Anschluss an selbige in der Regel noch eine Trennung der gelösten Bitterstoffe vom Lösungsmittel, was beispielsweise durch destiüative Prozesse erfolgen kann. Bei dieser Verfahrensvariante kann da» von den Bitterstoffen befreite

Ausführungsformen erfolgen. Wegen der sie entscheidend heirifrnmenriiw Diffusi-onsvorgftnge weiden sie auch als IlWiffjwMteteifin bezeichnet Wie beschrieben können deren entscheidende Parameter nach dem 1. FICKschen Gesetz beschrieben werden. Für die Extraktion können verschiedene Fluide zum Einsatz kommen. Hierzu zählen, wie später noch bei der Verfahrensvariante der Hochdruckextraktion beschrieben, auch Gase. Des Fluid sekret sollte aufgrund der Erhöhung des Diffusi-onskoefftrienten hierbei eine mflgücN* geringe 7flhigKoit sowie ge- gebenenfalls eine erhöhte Temperatur aufweisen, um die Extraktion zu beschleunigen. Aufgrund der guten Lösungseigenschaften ist die Verwendung von Alkohol bzw. alkoholhaltigem Flüssigkeiten vorteilhaft. Unter Einhaltung des Reinheitsgebotes ergibt sich die Möglichkeit der Verwendung von Bier oder Würze - und hierunter aufgrund ihrer niedrigeren dynamischen Zähigkeit die Verwendung von Nachgüssen aber bei der später beschriebenen Hochdrucfcextrakiion auch die Verwendung von Gasen, die im Brauprozess Vorkommen oder gebildet werden. Hierunter fallen beispielsweise Kohtenstoffdioxid oder Stickstoff.

Darüber hinaus ist es möglich, für einen Extraktionsprozess auch zusätzlich die Hopfenproduktreste eines anderen Brauprozesses zu verwenden, wenn sie noch größere Mengen an Bitterstoffen beinhalten. Hierdurch können Verluste an Bitterstoffen, welche in den Hoptenprodukbesten verblieben sind, vermieden werden. Die Verwendung von Hopfenprodukbesten wird toüwoioo auch in einem Brauprozess mit herkömmlicher Hoofenoaribe durchoeführt und entsoricht dem Deutschen Reinheitsgebot.

Der Extraktionsprozess kann beispielsweise in einer einstufigen, diskontinuierlich arbeitenden Extraktionsbatterie erfolgen. Hierbei wird der Extraktor mit dem vorbehandelten Hopfenprodukt - unter Umständen nach Entfernung des für die Isomerisierung benötigten Fluides - und dann mit dem Lösungsmittel befüllt Das Hopfenprodukt liegt hier beispielsweise auf einem Siebboden. Das Gemisch wird daraufhin unter Rühren und gegebenenfalls unter Erhitzung bewegt wobei der Feststoff a>ppgf»ia»Egt und die Bitterstoffe grrjnhnnfinfsltn noch isomerisiert werden. Danach wird das Lösungsmittel mittels Pumpen über den Siebboden abgezogen. onsmtttel wird gegebenenfalls aufbereitet Die Extraktion wird mtt frischem Lö-ftiMvwrWiipi erneut Awhgrtllhrt, Dieser Vonuma wird «nfaMw* wiederholt bis das Hopfenprodukt genügend ausgelaugt ist, also bis es keinen oder nur noch einen geringen Anteil an Bitterstoffen enthält »· ·· ·* ·· ·*«« · .S&te 29 • · · · • · # · · * *« · ·

Darüber hinaus kann auch eine kontinuierliche Fahrweise durchgeführt werden. Hierbei wird, wie bei der Fest-Flüssig-Trennung beschrieben, das vorbehandette Fluid - unter Ausbildung einer aus den Feststoffen des Hopfenproduktes bestehenden Filterschicht - durch einen Fiber geführt und mit „frischem“ Fluid gespült, wodurch es zu besagter Extraktion der Bitterstoffe kommt Als Filter kann hier auch der in einem oben beschriebenen Bebakter oder in einem Heizbehafer unter Umstanden vorhandene Siebboden eingesetzt werden, so dass diese Form der Extraktion auch im Anschluss an einen diskontinuierlich arbeitenden Extraktions-prozess und/oder kn Heizbehäiter stattfinden kann.

Alternativ zu der eben beschriebenen kontinuierlichen Fahrwoisa können auch kn Reihe geschaltete Extraldeure nacheinander vom Lösungemiäeldurchetrömt werden. Hierzu können Hopfenprodukto in mehreren Extraktianebeheitorn vorgelegt werden. Somit ist es insbesondere auch möglich, den Hoptenproduktrest eines vorangegangenen Brauprozesaet (Sudes) noch weiter ausniiauosn. Dieser wird hierzuaufgrunddesgeringerenBitterBtoffanteilsimerstenBehftlter.dendasEx-tralrtionsmittel durchströmt, vorqelegf Der oder die darauftoigerMton Behälter sind entweder ebenfalls mit-einen höheren Bitterstofianteü enthaltenden-Hopfenproduktresten aus anderen Brauprozeesen und dann müdem Hopfenprodukt des aktuellen Brauprozesses (mehrere Extrakteure) oder direkt mit diesem (zwei Extrakteure) befüllt Ist ein Brauprozess beendet, wird der erste Behälter von dem nun vollkommen ausgelaugten Hoptenprodukt entleert mit dem neuen Hopfenprodukt des folgenden Brauprozesses beftMIt und an die letzte Stelle in der Behöl-terreihe angeordnet. Behüter zwei eines vorangegangenen Brauprozesses „rutscht* für den folgenden Brauprasaes folglich an erste Stalte und wild im An* Schluss an diesen Brauprozeesentteert und für den nachsten Brauprozess mit neuem Hopfenprodukt befüllt wobei er wiodomm an die letzte SteHe in der Behäi-terreihe angeorderrt wird usw. Dadurch, dass sich das weitestgehend ausgelaugte Hoptenprodukt somit stets in» ersten Behälter befindet, ist gewährleistet, dass das Extraktioramittel die Hoptenprodukto immer in der Reihenfolge aufrtoigenderBit-terstoffkonzentrationen durchströmt Durch dieses Vorgehen ist es gerade bei vie- ·* ·· » · · « » · · « *·«· ·*·· #« .S*fc 30 • · ♦ • · · ♦ ·· »♦ len aufeinanderfolgenden Süden möglich, die maximale Bitterstoffkonzentration pro Suddtag in die Würzen einzubringen.

Des Weiteren können auch Extraktionsanlagen mit Förderband und mehreren Extraktionskammem zum Einsatz kommen. Hierbei durchströmt die Lösungsmittelphase das auf geschüttete Extraktionsgut und wird nach dem Durchlauf durch das Feststoffbett unten aufgefangen sowie mittels einer Förderpumpe der nächsten Sektion angeboren und dort beispielsweise versprüht. Die Dicke der Extraktionsschicht auf dem Band kann hierbei eingestellt werden. Darüber hinaus können auch Neuentwicklungen, wie beispielsweise der Karusseiextraktor o. ä. zum Einsatz kommen.

Aufgrund der möglicherweise begrenzten, für den Extraktionsprozess zur Verfügung stehenden Zeit werden in einer vorteilhaften Ausführung darüber hinaus Apparaturen eingesetzt, mit welchen eine Fest-Flüssig-E)draktion beschleunigt und somit die Extraktionsdauer abgesenkt bzw. die Ausbeute des Fest-Flüssig' nwairt Ha«« die Extraktion von isomerisierten Bitterstoffen aus Hopfenpellets unter Einsatz von Ultraschall mit einer Schaltfrequenz von ca. 300 - 400 kHz in 5 Minuten Exiraktionszeit ungefähr die dreifache Menge an Bitterstoffen in Lösung brachte wie ohne Ultraschall. Somit ergibt sich die Möglichkeit, eine gezielte Fest-Flüssig€xtraktion auch in kurzen Zeiten, wie beispielsweise der Dauer des Kühlprozesses im Anschluss an die Heißtrubabscheidung, durchzuführen.

Da die Abnahme an Bitterstoffen im Hopfenprodukt - und somit der Konzentrati-onsveriauf im Lösungsmittel - bei einer gezielten Fest-Ftüssig€xtraktion mit guter teretoffmchen Lösung. So können einzelne gewonnene Fraktionen an verschiedenen Stellen der restlichen Würze wieder zugeführt werden. Insbesondere kön-nen oie ersten rnHCDonen, wwcne nawrgemais einen noneren tHueisiOTrarueii • ♦ · · • · · · • t · ♦ · • · · · · ·· ♦· · .·* .frite 31 • · I * " 1 • · · · · • ·· ·· aufweisen, getrennt geführt und der restlichen Würze erst im Anschluss an die Hauptgärung wieder zugegeben werden, während die bitterstoffärmeren Fraktionen beispielsweise bereite im Heißbereich zurückgeführt werden.

In einer weiteren, allerdings etwas aufwendigeren Verfahrensvariante kann zur Extraktion der Bitterstoffe auch eine Hochdruckextraktion durchgeführt werden. Natürlich kann auch diese Form der Extraktion vor, während oder nach «her Isomerisierung der Bitterstoffe erfolgen. Unter Hochdruckexfraktion kann hierbei ein thermisches Trennverfahren mit einem gasförmigen Lösungsmittel verstanden werden. Im überkritischen Zustand haben die eingesetzten Gase wegen ihrer Dichte ebenfalte vorteilhafte Eigenschaften wie die beschriebenen flüssigen Lösungsmittel, vor allem, was das Lösen von Bitter- und/oder Aromastoffen (Linalool) betrifft Dabei verlieren Gase aber im überkritischen Zustand nicht die hervorstechenden Merkmale von gasförmigen Phasen, vor allem ihre geringeren Viskositätswerte im Gegensatz zu flüssigen Phasen, was zu einer drasttechen Erhöhung des DifliisiMiskoeffizieritBn urfo einer damit emhetgehenden optimierten Ex-traktion führt Geringe Viskositäten bedingen gute Stofftransportoigenschaften. Stoffe lassen sich jeweils auch über ihre kritischen Punkte charakterisieren. Oberhalb der kritischen Temperatur lässt sich ein gasförmiger Stoff nicht mehr verflüssigen. Beispielhaft sei diese Tatsache für das in einer Brauerei naturgemäß entstehende und somit häufig vorkommende Kohlenstoffdioxid erläutert dessen kritische Temperatur 31,3 °C und dessen kritischer Druck 73,8 bar beträgt. Oberhalb von 31,3 °C kann Kohienstoffdioxid nicht verflüssigt werden, und oberhalb von 100 °C verhält sich Kohlenstoffdioxid wie ein ideales Gas.

Ein gasförmiges Lösungsmittel lässt sich jeweite um seinen kritischen Punkt durch einfache Druck- und Temperaturänderung in seinen Eigenschaften stark variieren, so dass sich ein Extraktionsprozess vereinfacht der in diesem Fall -mitAusnah-me des Lösens der Bitterstoffe in Lösungsmitteln, welche später auch der Würze zugeführt werden - ja immer aus den Verfahrensschritten Lösen der Bitter-und/oder Aromastoffe aus dem Hopfonprodukt Trennen dar gelösten Stoffe vom Lösungsmittel und Regeneration des Lösungsmittels besteht. • · · · i • · * · * • · · I · *1 ·· · • 32

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Gerade zur Gewinnung von evtl, thermisch labilen Hopfenaromastoffen bietet sich der Einsatz von Kohlenstoffdioxid wegen seiner niedrigen kritischen Werte von Druck und Temperatur an (s.o.). Darüber hinaus kann gerade das im Brauprozess gewinnbare Gärungsgas, welches überwiegend aus Kohlenstoffdioxid besteht, aufgrund seines Alkoholgehaltes noch die beschriebenen weiteren Vorteile für eine Extraktion von Bitterstoffen haben. Des Weiteren können natürlich auch andere Gase, wie beispielsweise Stickstoff, verwendet werden. Hierbei ist allerdings ergibt.

Das Verfahren der Gewinnung der Bitterstoffe mittels Gasen kann hierbei am Beispiel von Kohlenstoffdioxid als Fluid wie folgt beschrieben werden. Gasförmiges Kohlenstoffdioxid wird komprimiert und gekühlt In einem Extraktionsfoehälter, welcher aufgrund seiner Druckbeständigkeit vorteühafterweise auch der Isomerisierung dienen kann, findet die Hochdrudrextrektion statt Das überkritische Kohlenstoffdioxid mit den gelösten Bitterstoffen wird hierauf entspannt und einem Ab-scheider zugeführt. Hier werden die bitteistoffreiche Flüssigphese und die reine Gasphase unter geeigneten Bedingungen voneinander getrennt Die Fiüssigphase kann entnommen und der Würze zugegeben und die bittorstofffreie Gasphase dem Extraktionsbehälter neu zugeführt werden.

Durch eine Zugabe von anderen Komponenten können hierbei die technologischen Möglichkeiten der Hochdruckextraktion noch erweitert werden. So kann beispielsweise die kritische Temperatur von reinem Kohlenstoffdioxid durch die einem reinen Gas.

Zur Durchführung des Verfahrens eignen sich alte gängigen Hopfenprodukte. Da Rohhoofen. gemahlener Hopfen oder Hoofenoettets iedoch auch immer Schale

»Irl ·· PP^P^P^B^^ P IVB WR·· V P PpBRBPpP BPBBIpPP^Bi Ρβ^^Ββ^β^^ΡΡΡΒΡγ ^BPi^BPfPpB^B P PpPPP^BB^R P PP P PP P P^B^b — ^ppP^B npRPP des Hopfens mit in die Würze erbringen, welche im Zuge der HeiBfrubabechei-dung oder durch so genannte Hopfenseiher aus der Würze entfernt werden muss, •tete 33 » · · · *· ·· • · * · · • · · · · · • · · · · · • · · · · · ·· e* e · empfiehlt sich bei Verwendung dieser Produkte immer eine Zudosierung vor der Heißtrubabscheidung, um mögliche Beeinträchtigungen bei der weiteren Bierbereitung zu vermeiden. Werden jedoch Hopfenextrakte verwendet, bei welchen nahezu keine Zellstruktur in das Fluid mit eingebracht wird oder wird eine Fest-Flüssig-Trennung oder eine gezielte Hochdruck- bzw. Fest-Flüssig-Extraktion durchgeführt empfiehlt sich eine Zudosierung nach der Heißtrubabscheidung, um auch die durch die Heißtrubabscheidung hervorgerufenen Ausbeuteverluste verhindern zu können.

Bei Verwendung von Extrakten oder der Durchführung einer Fest-Flüssig-Trennung oder einer Hochdruck- bzw. Fest-Flüssig- Extraktion ist darüber hinaus auch eine Zuführung nach der Kühltrubabscheidung vorteilhaft, da hierdurch auch die durch diesen Klärungsprozess hervorgerufenen Verluste umgangen werden. Für eine ebenfalls mögliche Zuführung an späteren Stellen gelten die oben aufgeführten Vorteile.

In einigen Fällen kann es von Vorteil sein, nur einen Teil der verwendeten Hopfenprodukte über die Vorrichtung in die Würze einzubringen, während der restliche Teil wie herkömmlich in der Würzepfanne zugegeben wird. Hierdurch können speziell bei der Verwendung von Aromahopfen geschmackliche Vorteile der resultierenden Biere erzielt werden. Darüber hinaus können einige InhaHsstoffe des Hopfens die Koagulation von Eiweißem fördern. Somit kann die Zugabe einer Teilmenge des Hoptenprodukts in die Würzepfanne die dort benötigte Eiweißausscheidung forderen.

Auch kann es wie vorbeschrieben vorteilhaft vorgesehen sein, dem zu erhitzenden Fluid ein Hopfenprodukteines Bittsrhopfans zuzumischen, während ein anderes Fluid ohne Verdampfung separat mit einem Hoptenprodukt eines Aromahopfens versehen wird. Beide vorbehandelten Fluide werden unabhängig an geeigneter Stelle der Würze zugeführt Diese Kombination kann ebenfalls zur Erzielung geschmacklicher Vorteile des hergesteilten Bieres eingesetzt werden. • · · I • · · · • · · · • * φ · «· ·· .£**« 34 • · · • · · · ·· ·*

Durch das angegebene Verfahren konnten in eigenen Versuchen Ausnutzungen erzielt werden, welche deutlich Uber denen der herkömmlichen Bierbereitung mit konventioneller Hopfengabe liegen. So konnten bei Rückführung des vorbehandelten Fluides nach der Heißtrubabscheidung Ausnutzungsgrade von deutlich ü-ber 50 %, bei Rückführung nach der Hauptgarung von deutlich Ober 70 % erzielt werden. Geschmacklich waren die so heroestetten Biere einwandfrei und insbe-

“ V p PP ipWVppnn P WW b#9* p 1MV B K^PPB MVmBpWIMFB V BPP· IWR MP*V BW VP PPP PP ppPPp PP sondere nicht von denen mit den gleichen Zutaten, aber auf konventionellem Weg, hergestellten Bieren zu unterscheiden.

Die auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Vorrichtung zur Bierbereitung mit einem Behälter zur Maischebereitung, mit einer Vorrichtung zur Temperatutbehandlung der Würze, mit einem Heißtrubabscheider und mit einem Gärbehälter dadurch gelöst, dass ein Heizbehätter, umfassend eine Einbringstelie für ein Hopfenprodukt und einen Fiuideiniass für ein insbesondere wässriges Fluid, zur Erhitzung des Fluids mit dem Hopfenprodukt vorgesehen ist, wobei der Heizbehälter weiter einen FiutdausJass aufweist, deren eine Würze führende Stelle angeschlossen ist Für die Vorrichtung ist es dabei nicht nötig, dass die angegebenen Prozesse alle in verschiedenen Behältern abtaufen. Es sott von der erfindungsgemäßen Vorrichtung genauso umfasst sein, dass die Maischebereitung, die Temperaturbehandlung, die Heißtrubabscheidung und/oder die Gärung auch in einem einzigen Behälter oder jeweils einzelne dieser Prozesse kl einem gemeinsamen Behälter zusammengefasst sein können. So wird insbesondere eine Ausgestaltung umfasst, gemäß der die Maischebereitung und die Tamperaturbehandlung in einer Pfanne,

Pfanne durchgeführt werden. nen Brauereianlagen befinden. Der Heizbehälter kann aber ebenso vom Inneren * der vorhandenen Anlagen angeordnet sein. SokennderHefrbehäberhe^ieki-e . weis im inneren einer bestehenden Würzepfanne eingebaut sein. Darüber hinaus

• · · · • · können auch mehrere separate Heizbehälter an einer Brauanlage angeordnet sein.

Die für das Verfahren zur Bierbereitung genannten Vorteile können hierbei sinngemäß auf die Vorrichtung übertragen werden. Wettere vorteilhafte Ausführungen der Vorrichtung können den hierzu formulierten Unteransprüchen entnommen werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung zur Bierbereitung ist der Flui-dausiass an eine Zuführteitung angeschlossen, die eine Anzahl von Abzweigleitungen aufweist, wobei die Abzweigleitungen in die Vorrichtung zur Temperaturbehandlung der Würze, in die Würzeieitung zwischen der Vorrichtung zur Temperaturbehandlung der Würze und dem Heißtrubabscheider, in den Heißtrubabscheider, in die Würzeieitung aus dem Heißtrubabscheider, in einen dem Heißtrubabscheider nachgeschatteten Kühler, in eine Würzeieitung zwischen dem Kühler und einem Kühttrubabscheider und/oder in die Würzeieitung aus dem Kühttmbab-schekfer münden, und wobei den Abzweigleitungen jeweils ein Ventil zur Absperrung oder Freischaltung zugeordnet ist.

Bei dieser Ausgestaltung ist die Zuführung des vorbehandetten Fluids bzw. des Würzeteilstroms mit zugesetztem Hopfenprodukt zurück in den Würzestrom des eigentlichen Brauvorganges über beispielsweise zwei Abzweigleitungen variabel. Zum einen kann somit die Vorrichtung an die entsprechenden Wünsche des Bierbrauers angepasst werden. Zum anderen ist aber auch bei einer bestehenden Anlage eine geänderte Rückführung des Fluids oder des Würzotoitotroms bei ei-ner Abwandlung des verwendeten Hopfenprodukte oder bei der Bereitung unterschiedlicher Biere anpassbar.

In einer überaus bevorzugten Ausgestaltung sind der Vorrichtung Apparaturen zur Fest-Flüssig-Extraktion, Fest-Flüssig-Trennung und/oder zur Hochdruckextraktion zugeordnet. Insbesondere ist die Vorrichtung in diesem Patte auch mit Apparatu- .*·. .··. .............. : :: : .· Seite 3$:.. · · *..· : : ren zur Beschleunigung der Fest-Flüssig-Extraktion, hier insbesondere mit Ultraschallgeneratoren, verbunden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist dem Heizbehälter ein Temperatursensor zugeordnet, sind der Fluideinlass, gegebenenfalls die Zufuhr des Hopfenprodukts, die Heizeinrichtung zur Erhitzung des Fluids mit dem Hopfenprodukt und der Fluidauslass steuerbar ausgebildet, und es ist eine mit dem Temperatursensor, dem Fluideinlase, dem Fluidauslass und der Heizeinrichtung verbundene Steuervorrichtung zur Steuerung der Aufbereitung des Fluids bzw. des Würzeteilstroms unter Zugabe des Hoptenprodukts vorgesehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur BierbereHung gemäß einer ersten Ausführungsform und

Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Bierbereitung gemäß einer zweiten

Ausführungsform.

In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 1 zur Bierbereitung dargestellt Die Vorrichtung 1 umfasst hierbei einen Maischebottich 3, der der Zubereitung von Maische, insbesondere unter der Verwendung von Malz dient An den Maischebottich 3 ist ein so genannter Uuterbottich 5 angeschlossen, in welchem eine Fest-Flüssig-Trennung der Maische durchgeführt wird. Insbesondere werden dabei Spelzen und andere teste Maizbestendteiie abfiltriert Die aus dem Läuterbottich 5 gewonnene Würze fließt anschließend in eine Würzepfanne 7, in welcher die Temperaturbehandlung der Würze zum Abreichem unerwünschter und Anreichem gewollter Aromastoffe durchgeführt wird. Bei üblichen Brauvorgängen spricht man hierbei auch von der „Würzekochung”. Die Würze kann aber auch einer Rektifizierung unterzogen oder in einer sonstigen Art und Weise temperaturbehandelt werden. Der Würzepfanne 7 Mein Heißtrubabscheider 9 nachgeschaltet, in welchem die sich während der Temperaturbehandiung der Würze gebilde- ten Eiweiße und sonstigen Feststoffe abgeschieden werden. Geschieht dies durch eine Zirkulation, so spricht man auch von einem .Whirlpool“. Die aus dem Heißtrubabscheider 9 gewonnene Würze gelangt schließlich in einen Kühler 11, in dem die Würze auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Anschließend wird die Würze gegebenenfalls unter Zusatz von Hefe in einem Gärbehälter 13 zu Bier vergoren. Für eine Unterscheidung ist die Würzeleitung zwischen dem Läuterbottich 5 und der Würzepfanne 7 mit 15a, die Würzeleitung zwischen der Würzepfanne 7 und dem Heißtrubabscheider 9 mit 15b, die Würzeleitung zwischen dem Heißtrubabscheider 9 und dem Kühler 11 mit 15c und die Würzeleitung zwischen dem Kühler 11 und dem Gärbehälter 13 mit 15d bezeichnet.

Im Unterschied zu einer herkömmlichen Vorrichtung zur Bierbereitung wird bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 ein zur Herstellung des Bieres benötigtes Hopfenprodukt nicht der Würze in die Würzepfanne 7 zugegeben. Stattdessen zweigt der Würzeleitung 15a zwischen dem Läuterbottieh 5 und der Würzpfanne 7 eine Würzeanzapfleitung 18 ab, die in einen Heizbehälter 20 mündet Der Heizbehälter 20 weist eine Einbringöffriung 23 zur Einbringung eines Hopfenprodukte auf und umfasst weiter eine Heizung 24 zur Erhitzung des abgezweigten Würzeteilstroms gemeinsam mit dem angebrachten Hopfenprodukt Darüber hinaus ist er noch mit einer Bypassleitung 17 verbunden, welche wiederum mit steuerbaren Ventilen 32 und 33 zur Absperrung und Öffnung versehen und mit der Würzeleitung 15c verbunden ist. Auslassseitig ist an dem Hatebahältor 20 eine Zuführleitung 27 angeschlossen, die über eine Oiffusionsbatterie 21 in die Würzeleitung 15c zwischen dem Heißtrubabscheider 9 und dam Kühler 11 mündet Ebenso kann auch der Heizbehälter 20 selbst als Diffueionsbaterie ausgebildet sein. Die Diffusionsbaterie 21 ist mit einem Uttraschallgeneretor 47 verbunden. Die Würzeanzapfleitung 18 und die Zuführieitung 27 sind jeweils mittels steuerbaren Ventilen 30 bzw. 31 abzusperren bzw. zu öffnen.

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Oer Heizbehäiter 20 ist als ein abgeschlossener Behälter ausgeführt und weist einen steuerbaren Fluideinlass 34 sowie eine steuerbaren Fluidauslass 35 auf. Im Inneren befindet sich ein Rührwerk 36 zur homogenen Durchmischung des einströmenden Würzeteilstroms mit dem zuzugebenden Hopfenprodukt Weiter ist ein Temperatursensor 37 vorgesehen, der der Kontrolle der erzielten Temperatur in dem Heizbehälter 20 dient. Ferner ist an dem Heizbehälter 20 ein Dampfabtassventil 38 zur Entspannung des Heizbehältere 20 angeordnet.

Mit den Ventilen 30,31,32 und 33, dem Fluideinlass 34, dem Fluidauslass 35, dem Rührwerk 36, dem Temperatursensor 37 und dem Dampfabiassventil 38 ist eine Steuervorrichtung 40 verbunden, die der Steuerung der Abzweigung des Würzeteilstroms aus der Würzeleitung 15a, der Aufbereitung des abgezweigten Würzeteilstroms unter Zugabe eines Hopfenprodukts in dem Heizbehäiter 20 und der Zuführung des aufbereiteten WützeteUsboms in die Würzeleitung 15c sowie der Steuerung des Spülens des Heizbehälters 20 und der Diffusionebaterie 21 über die Bypassleitung 17 dient. Während Würze über die Würzeleitung 15a aus dem Läuterbottich 5 in die Würzepfanne 7 fließt, öffnet die Steuervorrichtung 40 das Einlassventil 30 der Würze-anzapfleitung 18. Auch wird der Fluideinlass 34 geöffnet Ate Folge strömt ein Würzeteüstrom aus der Würzeleitung 15a über die Würzeanzapfleitung 18 in den Heizbehäiter 20. Vorab oder zugleich wird die Einbringöffnung 23 geöffnet, wostrom eingeströmt ist, wird der Fluideinlass 34 über die Steuervorrichtung 40 wieder geschlossen. Anschließend wird die Heizvorrichtung 24, die als ein oloktri-sches Heizelement ausgebildet ist zu einer Teilverdampfung des eingeströmten Würzeteilstroms bei geöffnetem Dampfablassventil 38 angesteuert. Anschließend wird das Dampfablassventil 38 geschlossen und die Mischung aus angebrachtem πορτβπρΓοαυκι uno wurzefettscrorTi mti flOgMcnuNnw πβιζοβπαΒΒΓ zu tut etwa 30 Minuten auf einer Temperatur von ca. 130°C gehalten. Der Heizbehäiter 20 wirkt dabei gewissermaßen als eine Art »Schnellkochtopf.

Da der Heizbehälter 20 im Inneren vollständig mit dem Dampf aus dem eingeströmten Würzeteilstrom ausgefüllt ist, sind auch die eingebrachten Hopfenpellets vollständig vom Dampf umgeben. Es sind genügend OH'lonen vorhanden, so dass eine Isomerisierung der α-Säuren erfolgen kann. Die Iso-ctrSäuren lösen sich bereits teilweise in dem eingebrachten Würzeteilstrom bzw. in seinem Dampf, so dass eine optimale Ausnutzung des eingebrachten Hopfenprodukts hinsichtlich seiner Bitterstoffe erfolgt

Nach erfolgter Temperaturbehandlung des Würzeteilstroms in dem Heizbehälter 20 wird mittete der Steuervorrichtung 40 der Fluidauslass 35 und das Ventil 31 geöffnet. Der aufbereitete Würzeteilstrom strömt als Folge des Innendruckes im Behälter 20 über die Zuführieitung 27 in die Diffusionsbaterie 21, in welcher nicht gelöste Bestandteile des Hopfenproduktezuritek^^ werden, und weiter in die Würzeleitung 15c und vermischt sich dort mit dem Würzehauptstrom aus dem Heißtrubabscheider 9. Nachdem sich der Druck im Heizbehäiier abgebaut hat, werden die Ventile 32 und 33 geöffnet, wodurch über die Bypassieitung 17 geklärte Würze durch den Heizbehälter und die Diffusionsbatterie fließt Hierdurch werden auch letzte Reste des Hopfenproduktes aus dem Heizbehälter ausgewaschen. In der Diffusionsbaterie 21, welche in diesem Fatt nach dem Durchlaufverfahren arbeitet, kann somit eine weitere Extraktion durchgeführt werden, zu deren Beschleunigung der Ultraschallgenerator 47 betrieben wird.

Die Zugstee des Hopfanprodtdds bzw. die Aufbereitung des abgezweigten Würzeteilstroms benötigt insgesamt weniger Zeit als die Temperaturbehandlung der Würze te der Würzepfanne 7 sowie die nachgeschattete Heißtrubabscheidung im Heißtrubabscheider 9. Während die Würze im Hauptstrom temperaturbehandelt und der Heißtrub anschließend abgeschieden wird, kann demzufolge die Aufbereitung des abgezweigtenWürzetetetroms unter Zugabe des Hopfenprodukts erfol-gen. Durch die aufcezeigte separate Aufbereitung des Würzeteüstroms unter Zugabe des Hopfenprodukts aufgrund der hohen Temperaturen wird eine nahezu vollständige Isomerisierung der α-Säuren und somit ein hoher Ausnutzungsgrad des Hopfens erzielt. Ohne geschmackliche Veränderung des hergestellten Bieres und unter Einhaltung des deutschen Reinheitsgebots wird somit weniger Hopfen als bei herkömmlicher Bierbereitung benötigt. Dies führt zu einer deutlichen Kostenreduktion.

Zur Zuführung des Würzeteilstroms nach erfolgter Aufbereitung über die Zuführleitung 27 kann auch eine Pumpe eingesetzt werden. Dann ist es möglich, den Heizbehälter 20 nach der Temperaturbehandiung zu entspannen, wodurch unerwünschte Aromastoffe abgetrennt werden.

Wird ein feststoffreiches Hopfenprodukt anstelle von Extrakt verwendet, gelangt dieses nach dem öffnen des Fluidauslasses 35 über die Leitung 27 in die Diffusi-onsbaterie 21, in welcher die Feststoffe zurückgehalten und somit nicht in die restliche Würze eingebracht werden. Die zurückgehaHienen Feststoffs bauen eine Filterschicht auf, durch welche eine Fest-Flüssig-Trennung im voibehandelten Fluid vollzogen wird. Werden die Ventile 32 und 33 geöffnet, strömt heißirubfreie Würze erst durch den Heizbehälter 20 und spült diesen aus, wodurch sich die Filterschicht weiter vergrößert Die von Heißtrub befreite Würze fließt zwangsläufig auch durch das zurückgehaitene feststoffreiche Hopfenprodukt in der Diffusions-baterie 21 und extrahiert aus diesem aufgrund ihres gegen Null gehenden Büter-stoffanteite die Bitterstoffe aus. Diese Extraktion wird durch das Betreiben das Ultraschallgenerators 47 beschleunigt Die Bitterstoffe werden somit effektiv in die restliche Würze eingebracht Somit können auch bei Verwendung von feststoffreichen Hopfenprodukten nahezu ade Bitterstoffe in die Würze eingebracht werden. Der Volumenstrom - und somit auch die Extraktionszeit für die Würze im Hopfenprodukt - kann hierbei über die Ventile 32 und 33 mittels der Steuervorrichtung 40 geregelt werden.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung einer Vorrichtung V zur Bierbereitung dargestelit Die Vorrichtung T unterscheidet sich hierbei von der Vorrichtung 1 durch die Art der Aufbereitung eines Fluids unter Zugabe eines Hopfenprodukts. Zwischen dem Kühier 11 und dem Gärbehälter 13 ist weiter ein Kühitrubabschei- der 41 angeordnet. In der Vorrichtung V gemäß Fig. 2 wird nicht ein Würzeteilstrom abgezweigt, sondern es wird aus einem Fluidtank 44 mittels einer Fluidleitung 42 ein Fluid separat in den Heizbehälter 20' eingebracht. Bei diesem Fluid handelt es sich beispielsweise um Wasser. Während die Würze in der Würzepfanne 7 einer Temperaturbehandlung unterzogen wird, wird mittels der Steuervorrichtung 40 durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 45 und des Fluideinlasses 34 eine bestimmte Menge an Wasser aus dem Fluidtank 44 in den Heizbehälter 20‘ geführt. Dem eingebracht»! Wasser wird mittels der Einbringöffnung 23 wiederum ein Hopfenprodukt zugeführt. Über einen Ultraschallgenerator 46 wird die Mischung homogenisiert

Anschließend wird bei geschlossenem Fluideinlass 34 und geschlossenem Fluidauslass 35 der Heizbehälter 20' mittels der elektrischen Heizvorrichtung 24 erhitzt. Die Temperatur wird auf etwa 130°C gebracht und mittels des Temperatursensors 37 überwacht Während des Heizvorganges wird der Ultraschallgenerator 46 kontinuierlich betrieben.

Nach vollzogener Kochung des eingebrachten Fluids mit den Hopfenprodukten wird der Fluidauslass 35 geöffnet und die entstandene wässrige Lösung, die nun reich an Iso-a-Säuren ist mittels einer Pumpe 48 in die ZufÜhrieitung 27 gefördert. Die Zuführleitung 27 weist drei Abzweigleitungen 27b, 27c und 27d auf, die jeweils in die Würzeleitungen 15b, 15c bzw. 15d münden. Über entsprechende Abzweig-ventiie 54b, 54c und 54d ist eine gesteuerte Öffnung jeweils einer der Abzweigleitungen 27b, 27c und 27d möglich. Auf diese Weise kann das aufbereitete Fluid über die Abzweigleitung 27b der Würzeleitung 15b vor dem Heißtrubabscheider 9, überdie Abzweigung 24c der Würzeieitung 15c vor dem Kühler 11 oder über die Abzweigung 27d der Würzeleitung 15d vor dem Gärbehälter 13 und nach dem Kühltrubabscheider 41 zugeführt werden. Somit ist eine Anpassung an verschiedene Biere oder an verschiedene eingesetzte Hopfenprodukte möglich.

Enthalten beispielsweise die eingebrachten Hopfenprodukte viele Feststoffe, so bietet es sich an, das aufbereitete Fluid über die Abzweigung 27b der Würzeleitung 15b vor dem Heißtrubabscheider 9 zuzuleiten. In diesem Fall erfolgt in dem Heißtrubabscheider 9 eine Abtrennung dieser unerwünschten Feststoffe. Wird andererseits als ein Hopfenprodukt ein Hopfenextrakt zugesetzt, so kann das aufbereitete Fluid mittels der Abzweigung 27d der Würzeleitung 15d direkt vor dem Gärbehälter 13 zugeleitet werden. In diesem Fall findet vor Zuleitung in die Wür-zeieitung 15d mittels eines Kühlers 56 eine Kühlung des aufbereiteten Fluids statt.

Auch die Vorrichtung V zeichnet sich aufgrund der hohen Temperaturen in dem Heizbehälter durch eine hohe Hopfenausbeute aus. Die nahezu voltständige Isomerisierung der a-Säuren führt zudem zu einer höheren Löslichkeit in dem Fluid bzw. in der Würze, in weiche das aufbereitete Fluid eingebracht wird. • ft ·· * · · « * · · · ► · · ft ft ·· ftft ft ··♦· ··· ·* Seite * «·· ft » * mß ?· • · • ·

Bezugszeichenliste 1,1' Vorrichtung 38 Dampfablassventil 3 Maischebottich 40 Steuervorrichtung 5 Läuterbottich 41 Kühltrubabscheider 7 Würzepfanne 42 Fluidleitung 9 Heißtrubabscheider (Whirl 44 Fluidtank pool) 45 Ventil 11 Kühler 46 Ultraschallgenerator 13 Gärbehälter 47 Ultraschallgenerator 15a Würzeleitung 48 Pumpe 15b Würzeleitung 49 Ventil 15c Würzeleitung 50 Ventil 15d Würzeleitung 54b Abzweigventil 17 Bypassleitung 54c Abzweigventil 18 Würzeanzapfleitung 54d Abzweigventil 20 Heizbehälter 56 Kühler 21 Diffusionsbatterie 23 Einbringöffnung 24 Heizung 27 Zuführieitung 27b Abzweigung 27c Abzweigung 27d Abzweigung 30 Ventil 31 Ventil 32 Ventil 33 Ventil 34 Fluideinlass 35 Fluidauslass 36 Rührwerk 37 Temperatursensor

Claims (42)

1. • · ft. »··· ···♦ 9φ • · · · • · · « • · • ·· *· Ansprüche 1. Verfahren zur Bierbereitung, wobei aus einer Maische eine Würze gewonnen, die Würze anschließend einer Temperaturbehandlung unterzogen, aus der behandelten Würze der Heißtrub abgeschieden, und nach der Heißtrubabscheidung aus der Würze durch eine Gärung Bier gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Brauprozesses ein, insbesondere wässriges, Fluid separat mit einem Hopfenprodukt versetzt und zu einer Isomerisierung der Bitterstoffe erhitzt wird, und dass das derart vorbehandelte Fluid anschließend der Würze zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid während einer Temperaturbehandlung der Würze erhitzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid auf eine Temperatur oberhalb der von der Würze während der Temperaturbehandlung erreichten Temperatur erhitzt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid mit dem Hopfenprodukt homogen vermischt wird. ···· ··»# 9«t* :2
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluid mit einem pH-Wert größer als 5 verwendet wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid für eine Dauer zwischen 5 und 90 Minuten auf eine Temperatur oberhalb der atmosphärischen Kochtemperatur erhitzt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid auf eine derart hohe Temperatur erhitzt wird, dass sich in einem geforderten Zeitintervall, hier insbesondere der Zeit der Temperaturbehandlung der Würze, eine unter Berücksichtigung der Gesetze der Reaktionskinetik erreichbare maximale Endkonzentratipn an Isomerisierungsprodukten ergibt
8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als wässriges Fluid ein Würzeteilstrom aus der Würze entnommen wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Würzeteilstrom vor der Temperaturbehandlung entnommen wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Würzeteilstrom aus den Nachgüssen der Würze entnommen wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, u·· dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid nur soviel Würzeteilstrom entnommen wird, wie zur Bedeckung des zuzusetzenden Hopfenprodukts notwendig ist.
12. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in einem geschlossenen Behälter (20) erhitzt wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in dem geschlossenen Behälter (20) zumindest teilweise in seinen dampfförmigen Zustand überführt wird.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (20) nach der Erhitzung unter Druckreduzierung geöffnet und das verbleibende Fluid in die Würze geführt wird.
15. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid gekocht wird.
16. 16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach der Zuführung des vorbehandeiten Fluids zur Würze eine Nachspülung mit einem Fluid, hier insbesondere einem weiteren Würzeteilstrom, erfolgt.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachspülung in Form einer Fest-Flüssig-Extraktion erfolgt. : :: : .· .· : :: : : ψ&λ* .γ\ ·· ·· : Γ
18. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Flüssig-Extraktion in Form eines Verdrängungsverfahrens durchgeführt wird.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Flüssig-Extraktion in Form eines Durchlaufverfahrens durchgeführt wird.
20. 20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hopfenprodukt zur weitgehenden Entfluidisierung ausgepresst wird.
21. 21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbehandelte Fluid der strömenden Würze vor der Heißtrubabscheidung zugeführt wird.
22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fluid ein Hopfenprodukt mit wenig Feststoffen, insbesondere ein Hopfenextrakt, zugegeben oder die Feststoffe vorher au» dem Fluid bzw. den Nachspblungen zumindest teilweise abgetrennt werden und das vorbehandelte Fluid der Würze nach der Heißtrubabscheidung zugeführt wird.
23. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fluid ein Hopfenprodukt zugegeben wird, welches den Anforderungen des Deutschen Reinheitsgebotes entspricht. 4· _· · ·· ·*·· ♦ · · · *
24. 24. Vorrichtung zur Bierbereitung (1,1'), mit einem Behälter (3) zur Maischebereitung, mit einer Vorrichtung (7) zur Temperaturbehandlung der Würze, mit einem Heißtrubabscheider (9) und mit einem Gärbehälter (13), dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizbehälter (20,20'), umfassend eine Einbringstelle (23) für ein Hopfenprodukt und einen Fluideinlass (34) für ein insbesondere wässriges Fluid, zur Erhitzung des Fluids mit dem Hopfenprodukt vorgesehen ist, wobei der Heizbehälter (20,20') weiter einen Fluidauslass (35) aufweist, der an eine Würze führende Stelle abgeschlossen ist.
25. 25. Vorrichtung (1,1') nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbehälter (20,20') Mittel (36,46) zur Vermischung des Fluids mit dem Hopfenprodukt umfasst.
26. 26. Vorrichtung (1,1) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heizbehälter (20,20') eine externe Heizvorrichtung (24) zugeordnet ist.
27. 27. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprüche 24 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass der Fluideinlass (34) mit einer Würzeanzapfleitung (18) verbunden ist, die einer Würzeleitung (15a) zwischen dem Behälter (5) zur Maischebereitung und der Vorrichtung (7) zur Temperaturbehandlung der Würze abzweigt.
28. 28. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbehälter (20) geschlossen iet. ·· ·· • * · * • t t · • · · · • · · · ## ·· t··· ···· ·*** :* ^eitf
29. 29. Vorrichtung (1,1) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Heizbehälter (20) als ein Dampfkochbehälter ausgebildet ist.
30. 30. Vorrichtung (1,Γ) nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbehälter ein Dampfablassventil (38) aulweist.
31. 31. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprache 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Diffusionsbatterie (21) aufweist.
32. 32. Vorrichtung (1,1') nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsbatterie (21) nach dem Verdrängungsverfahren arbeitet.
33. 33. Vorrichtung (1,1') nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Diffusionsbatterie (21) nach dem Durchlaufverfahren arbeitet.
34. 34. Vorrichtung (1, Γ) nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Apparatur zur Beschleunigung der Fest-Flüssig-Extraktion, hier insbesondere eine Ultraschallgenerator (47), angebracht ist.
35. 35. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhitzung des Fluides und zur Fest-Flüssig-Extraktion separate Behälter vorgesehen sind. ·· ·· • · · · • · · · • · · · • · · · »· ·♦ »· ···· ··»· tv
36. 36. Vorrichtung (1,Γ) nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizbehälter (20,20') ein Volumen aufweist, welches kleiner ist als 1/100 des Volumens der Vorrichtung (7) zur Temperaturbehandlung der Würze.
37. 37. Vorrichtung (1,1) nach einem der Ansprüche 24 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidauslass (35) an eine Würzeleitung (15b) zwischen der Vorrichtung (7) zur Temperaturbehandlung der Würze und dem Heißtrubabscheider (9) angeschlossen ist.
38. 38. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprüche 24 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidauslass (35) an eine dem Heißtrubabscheider (9) austretende Würzeleitung (15c) angeschlossen ist
39. 39. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprüche 24 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidauslass (35) an eine Zuführleitung (27) angeschlossen ist, die eine Anzahl von Abzweigleitungen (27b, 27c, 27d) aufweist wobei die Abzweigleitungen (27b, 27c, 27d) in die Vorrichtung (7) zur Temperaturbehandlung der Würze, in die Würzeleitung (15b) zwischen der Vorrichtung (7) zur Temperaturbehandlung der Würze und dem Heißtrubabscheider (9), in den Heißtrubabscheider (9), in die Würzeleitung (15c) aus dem Heißtrubabscheider (9), in einen dem Hetßtrubabecheider (9) nachgeschalteten Kühler (11), in die Würzeleitung (15d) aus dem Kühler (11), in einen Kühltrubabscheider (12), und/oder in die Würzeleitung (15e) aus dem Kühltrubabscheider (12) münden, und wobei den Abzweigleitungen (27b, 27c, 27d,27e) jeweils ein Ventil (49,31,50) zur Absperrrung oder Freischaltung zugeordnet ist. ··*· ·*·· ♦·»· «I ·· «· • · · · • · · · • * · · • · · · ·· ··
40. 40. Vorrichtung (1,1') nach einem der Ansprüche 24 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heizbehälter (20,20') ein Temperatursensor (37) zugeordnet ist, dass der Fluideinlass (34), gegebenenfalls die Zufuhr des Hopfenprodukts, die Heizeinrichtung (24) zur Erhitzung des Fluids mit dem Hopfenprodukt, und der Fluidauslass (35) steuerbar ausgebildet sind, und dass eine mit dem Temperatursensor (37), dem Fluideinlass (34), dem Fluidauslass (35) und der Heizeinrichtung (24) verbundene Steuervorrichtung (40) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildet ist.
41. 41. Vorrichtung (1,1') nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (4Θ, 31,50) in der Zuführieitung (27) steuerbar ausgebildet sind, und dass die Steuervorrichtung (40) zur bedarfsweisen Freischaltung der Abzweigleitungen (27b, 27c, 27d,27e) ausgebiidet ist.
42. 42. Vorrichtung (1,1) nach einem der Ansprüche 24 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Rechen- und Steuereinheit aufweist, die ausgebildet ist, die bei einem vorgegebenen Zeitintervall zur Erzeugung der maximalen Isome-risierungsprodukte benötigte Temperatur zu berechnen und im Heizbehälter (20) automatisch einzustellen.