AT514148B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung. Dabei wird in einem Wärmetransportmittelkreislauf (107) ein Wärmetransportmittel in einer ersten Strömungsrichtung über einen Wärmespeicher (105) zum Speichern/Abgeben von Wärme, ein Heizmittel (111) zum Erwärmen des Wärmetransportmittels, und einen Wärmeabgaberaum (103), in dem die Wärme von dem Wärmetransportmittel zu dem in einer Leitung (101) strömenden fermentierbaren Ausgangsstoff übertragen wird, transportiert.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ERWÄRMEN EINES FERMENTIERBAREN AUS¬GANGSSTOFFES ZUR GETRÄNKEHERSTELLUNG

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erwärmen eines fermen¬tierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1bzw. des Anspruchs 8.

[0002] Bekannt ist aus dem Stand der Technik eine in der Druckschrift AT 390 266 B offenbarteVorrichtung zum Erwärmen von Braumaische. In dieser Vorrichtung ist eine Leitung durch einregelmäßig gewundenes (wendelförmiges) Rohr gebildet, das sich innerhalb eines Brennraumsbefindet. Die Leitung steht mit einer Wärmequelle in Wärme übertragendem Kontakt, wodurchdie durch die Leitung strömende Braumaische erwärmt wird. Eine derartige Vorrichtung ist auchals sogenannter Außenkocher bekannt. In Vorrichtungen wie z. B. der anhand der DruckschriftAT 390 266 B beschriebenen ist es möglich, eine beliebige fermentierbare Flüssigkeit unterEinsatz einer vergleichsweise hohen Temperatur innerhalb kurzer Zeit schonend zu erwärmen.

[0003] Da in einigen Staaten die Verwendung eines Gas- oder Ölbrenners gesetzlich verbotenist, besteht Bedarf eine ökologisch und wirtschaftlich sinnvolle Alternative zu der bekanntenVorrichtung zum Erwärmen von Braumaische zu schaffen.

[0004] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangs¬stoffes zur Getränkeherstellung hat einen Wärmetransportmittelkreislauf, in dem ein Wär¬metransportmittel in einer ersten Strömungsrichtung über einen Wärmespeicher zum Spei-chern/Abgeben von Wärme, ein Heizmittel zum Erwärmen des Wärmetransportmittels undeinen Wärmeabgaberaum, in dem die Wärme von dem Wärmetransportmittel zu dem in einerLeitung strömenden fermentierbaren Ausgangsstoff übertragen wird, transportiert wird.

[0005] Die Erfindung ermöglicht es, ein bereits aus einem Wärmespeicher mit Wärme beauf¬schlagtes Wärmetransportmittel durch ein Heizmittel weiter mit Wärme zu beaufschlagen, umdie Gesamtwärme in dem Wärmeabgaberaum zu dem in der Leitung strömenden fermentierba¬ren Ausgangsstoff abzugeben. Dabei ist es ebenfalls möglich, lediglich die dem Wärmespeicherentnommene Wärme zu transportieren und so verschiedene Aufwärmstufen zu realisieren.Wenn ein Aufwärmvorgang des fermentierbaren Ausgangsstoffes beendet ist, kann der Wär¬mespeicher mit der dem Wärmetransportmittel zugeführten Wärme des Heizmittels wiederteilweise oder vollständig geladen werden.

[0006] Fermentierbare Ausgangsstoffe gemäß der Erfindung können dabei alle Stoffgemischeoder Reinsubstanzen sein, die zumindest eine fermentierbare Substanz enthalten. Eine fermen¬tierbare Substanz im Sinne der Erfindung ist eine chemische Verbindung, die unter anaerobenund/oder aeroben Bedingungen von Mikroorganismen, wie etwa Hefen und Bakterien, alsEnergie- bzw. Kohlenstoffquelle genutzt werden kann. Insbesondere fallen darunter Monosac¬charide, Disaccharide und Polysaccharide. Besonders bevorzugt sind dabei fermentierbareAusgangsstoffe, die mindestens eines von Fructose, Glucose, Saccharose, Maltose (Malzzu¬cker) oder Stärke oder eines ihrer Abbauprodukte enthalten. Insbesondere fallen darunter Aus¬gangsstoffe zur Herstellung von Bier, wie z. B. Maische, Brauwürze, abgeleitete Nachprodukte,Rohfrüchte in Wasser gelöst (wie z. B. Reis oder Mais).

[0007] Erfindungsgemäß kann die Strömungsrichtung des Wärmetransportmittels in dem Wär¬metransportmittelkreislauf zum Laden des Wärmespeichers in eine zweite Strömungsrichtungumgekehrt werden.

[0008] Dies ist insbesondere vorteilhaft, da das erwärmte Wärmetransportmittel kürzere Wegezurücklegen kann und es somit zu geringeren Abwärmeverlusten kommt. Erfindungsgemäßkann der Wärmetransportmittelkreislauf über eine den Wärmeabgaberaum umgehende Umge¬hungsleitung verfügen, durch die das Wärmetransportmittel während des Ladens des Wärme¬speichers transportiert wird.

[0009] Da das Wärmetransportmittel in diesem Fall nicht über einen Wärmeabgaberaum ge¬führt werden muss, sind energetisch günstigere und verkürzte Ladevorgänge möglich.

[0010] Erfindungsgemäß kann der Transport des Wärmetransportmittels über eine Pumpebewirkt werden, die in einem nicht aktivierten Zustand einen Durchsatz des Wärmetransportmit¬tels verhindert.

[0011] Erfindungsgemäß kann der Transport des Wärmetransportmittels in der ersten Strö¬mungsrichtung durch eine außerhalb einer dem Wärmeabgaberaum umgehenden Umgehungs¬leitung vorgesehenen Pumpe erfolgen, während der Transport des Wärmetransportmittels ineiner zweiten Strömungsrichtung durch eine in der dem Wärmeabgaberaum umgehendenUmgehungsleitung vorgesehene Pumpe erfolgt. Da jede der Pumpen derart ausgeführt ist, dassin einem nicht aktivierten Zustand der Pumpe ein Durchsatz des Wärmetransportmittels verhin¬dert ist, ist durch diese Anordnung der Pumpen sichergestellt, dass das Wärmetransportmitteljeweils auf kürzestem Wege zu dem Wärmeabgaberaum einerseits bzw. zu dem Wärmespei¬cher andererseits transportiert wird.

[0012] Erfindungsgemäß kann der Wärmespeicher als Latentwärmespeicher ausgebildet sein,in dem eine Übertragung von Wärme von dem Wärmetransportmittel zu einem Phasenwech¬selmaterial in dem Latentwärmespeicher oder umgekehrt statt finden kann.

[0013] Erfindungsgemäß kann als Phasenwechselmaterial ein Parafin oder ein Salz eingesetztsein, wobei bevorzugte Flüssigkeitstemperatur zwischen 130°C und 50°C liegt und dessenRekristallisierungstemperatur zwischen 130°C und 120°C liegt.

[0014] Erfindungsgemäß kann das Heizmittel als elektrische Fleizung ausgeführt sein. Außer¬dem kann das Wärmetransportmittel ein Thermoöl sein.

[0015] Die Ausführung als elektrisches Heizmittel ermöglicht die Einhaltung von gesetzlichenRahmenbedingungen z.B. in Fällen, in denen Gas- oder Ölbrenner verboten sind. Der Einsatzvon Thermoöl kann besonders vorteilhaft sein, da Thermoöl beispielsweise mittels elektrischerHeizelemente erwärmt werden kann, wodurch bei entsprechender Stromerzeugung (Windstrom,Solarstrom, Wasserkraft) eine Abgasbelastung der Umwelt vermieden wird. Darüber hinauskann Thermoöl für höhere Temperaturbereiche verwendet werden, ohne seinen Aggregatzu¬stand oder Druck zu ändern, da seine Siedetemperatur unter Umgebungsdruck mehr als 300° Cbeträgt. Daher ist eine Verwendung von Thermoöl in Temperaturbereichen von bis zu 300° Cmöglich. Außerdem ist die energetische Effizienz von Thermoöl wesentlich besser als die von z.B. Wasser oder Dampf. Ein Erfindungsgemäßes Verfahren zum Erwärmen eines fermentierba¬ren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung weist die folgenden Schritte auf.

[0016] - Transportieren des fermentierbaren Ausgangsstoffes durch eine Leitung, die durch einen Wärmeabgaberaum geführt ist, [0017] - Transportieren eines Wärmetransportmittels in einer ersten Strömungsrichtung in einem Kreislauf über einen Wärmespeicher zum Speichern/Abgeben von Wärme, einHeizmittel zum Erwärmen des Wärmetransportmittels, und den Wärmeabgaberaum,in dem die Wärme von dem Wärmetransportmittel zu dem in der Leitung strömendenfermentierbaren Ausgangsstoff übertragen wird.

[0018] Erfindungsgemäß kann der Wärmespeicher nach seiner teilweisen oder vollständigenEntladung durch Umkehren der Strömungsrichtung des Wärmetransportmittels in einer zweitenStrömungsrichtung wieder geladen werden.

[0019] Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von derzeitbevorzugten Ausführungsformen deutlich, die zusammen mit den anhängenden Figuren zuberücksichtigen ist. In den Figuren zeigt: [0020] Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung gemäß einerbevorzugten Ausführungsform der Erfindung; [0021] Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Entladevorgangs eines Wärmespeichers, in dem ein fermentierbarer Ausgangsstoff zur Getränkeherstellung erwärmt wird; [0022] Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ladevorgangs des Wärmespeichers; [0023] Fig. 4 eine Alternative zur bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

[0024] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand von Figuren 1 bis 3 be¬schrieben. In der Beschreibung der Ausführungsform dienen Maische und/oder Würze alsBeispiele für den fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung.

[0025] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstof¬fes zur Getränkeherstellung besteht im Wesentlichen aus einem Kreislauf 107, in dem einThermoöl als Beispiel für ein erfindungsgemäßes Wärmetransportmittel transportiert wird. Indem Kreislauf 107 sind im Uhrzeigersinn ein Wärmespeicher (auch als Latentwärmespeicherbezeichnet) 105, eine elektrische Heizung (auch als thermo-elektrische Heizung bezeichnet)111 und ein (bevorzugt als Außenkocher ausgeführter) Wärmeabgaberaum 103 angeordnet.

[0026] Der Wärmespeicher 105 ist gemäß der Ausführungsform durch eine Vielzahl von miteinem Paraffin als Phasenwechselmaterial befüllten Rohrbündelspeichern ausgebildet, die inparalleler Weise geschaltet sind.

[0027] Die elektrische Heizung 111 dient zum Erwärmen des durch diese hindurchströmendenThermoöls. Das erwärmte Thermoöl gibt in dem Wärmeabgaberaum 103 seine Wärme zu einerin einer Leitung 101 strömenden Maische oder einer Würze ab und wird dabei abgekühlt. Nachdem Durchströmen des Wärmeabgaberaums strömt das Thermoöl wiederum zu dem Wärme¬speicher 105. Die Strömung des Thermoöls in dieser ersten Strömungsrichtung (in der Figurgemäß dem Uhrzeigersinn) wird durch eine Pumpe 115 erreicht, die gemäß der Ausführungs¬form in der ersten Strömungsrichtung stromaufwärts des Wärmeabgaberaums 103 angeordnetist und als Entladepumpe (zum Entladen des Wärmespeichers 105) dient.

[0028] Entsprechend ist es möglich, bei geladenem Wärmespeicher 105 das durch den Wär¬mespeicher 105 strömende Thermoöl zu erwärmen, das bereits erwärmte Thermoöl in derelektrischen Heizung 111 weiter zu erwärmen und die Wärme in dem Wärmeabgaberaum 103zu der Maische oder der Würze abzugeben, wodurch diese erwärmt werden.

[0029] Dabei ist es auch möglich, das Thermoöl durch die elektrische Heizung durchzuführen,ohne diese zu aktivieren. Dementsprechend transportiert das Thermoöl in diesem Fall lediglichdie dem Wärmespeicher 105 entnommene Wärme.

[0030] Die Vorrichtung zum Erwärmen von Maische oder Würze gemäß der Ausführungsformverfügt außerdem über eine Umgehungsleitung 107b, die den Wärmeabgaberaum 103 umgeht.In der Umgehungsleitung 107b ist eine Pumpe 117 vorgesehen, die das Thermoöl in eine ent¬gegengesetzte Richtung wie die Pumpe 115 pumpt.

[0031] Nachdem ein Aufwärmvorgang der Maische oder Würze beendet wurde, kann erfin¬dungsgemäß durch Abschalten der Pumpe 115, die auch als Entladepumpe bezeichnet wird,und durch Aktivierung der Pumpe 117, die auch als Ladepumpe bezeichnet wird, die Strö¬mungsrichtung des Thermoöls in dem Thermoölkreislauf 107 in eine zweite Strömungsrichtungumgekehrt werden. Somit kann das nun (in der Figur gegen den Uhrzeigersinn) in der zweitenStrömungsrichtung transportierte Thermoöl durch die elektrische Heizung 111 transportiert undin dieser aufgewärmt werden, um danach durch den Wärmespeicher 105 transportiert zu wer¬den, in dem es die von der elektrischen Heizung 111 aufgenommene Wärme wieder an dasParaffin als Phasenwechselmaterial abgibt, um den Wärmespeicher 105 wieder zu laden.

[0032] Fig. 2 zeigt schematisch einen Entladevorgang des Wärmespeichers 105 bzw. einenAufwärmvorgang des in der Leitung 101 transportierten fermentierbaren Ausgangsstoffes zurGetränkeherstellung. In der Fig. 2 bezeichnen die weißen Pfeile die Strömungsrichtung desThermoöls in dem Thermoölkreislauf 107. In der Leitung zwischen dem Wärmespeicher 105und dem Wärmeabgaberaum 101 wird das erwärmte Thermoöl transportiert. Dabei sei daraufhingewiesen, dass das durch die von dem Wärmespeicher 105 abgegebene Wärme erwärmte

Thermoöl während des Durchströmens der elektrischen Heizung 111 weiter erwärmt werdenkann um einen Spitzenbedarf an Wärme abzudecken, dies aber nicht unabdingbar erforderlichist.

[0033] Das erwärmte Thermoöl wird dann durch die Tätigkeit der Entladepumpe 115 weiter zudem Wärmeabgaberaum 103 transportiert, wo die Wärme von dem erwärmten Thermoöl zu derin der Leitung 101 strömenden Maische oder Würze abgegeben wird. Das erkaltete Thermoölfließt dann in der Leitung in der ersten Strömungsrichtung (in der Figur im Uhrzeigersinn)stromabwärts von dem Wärmeabgaberaum 103 weiter zu dem Wärmespeicher 105.

[0034] Fig. 3 zeigt schematisch einen Ladevorgang des Wärmespeichers 105, der durchgeführtwird, wenn eine Wärmeabgabe zu dem in der Leitung 101 strömenden Ausgangsstoff zur Ge¬tränkeherstellung nicht erforderlich ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der er¬wärmte Ausgangsstoff zur Getränkeherstellung beispielsweise im Zuge eines Abläuterprozes¬ses wieder abgekühlt wird, oder die Getränkeherstellung vollständig ruht. In diesem Fall wirddas abgekühlte Thermoöl aus dem Wärmespeicher 105 durch die Ladepumpe 117 in der zwei¬ten Strömungsrichtung (in der Figur gegen den Uhrzeigersinn) durch die Umgehungsleitung107b zu der elektrischen Heizung 111 gepumpt, wo das Thermoöl erwärmt wird. Das erwärmteThermoöl wird von der elektrischen Heizung 111 weiter zu dem Speicher 105 geleitet, wo es dieWärme zu dem als Phasenwechselmaterial dienenden Paraffin abgibt, um dieses zu verflüssi¬gen. Nach vollständiger Verflüssigung des Paraffins ist der Wärmespeicher 105 vollständiggeladen.

[0035] Als Pumpen 115, 117 werden bevorzugt Flügelzellenpumpen oder Zahnradpumpen ein¬gesetzt, die pro Umdrehung einen fix definierten Flüssigkeitsdurchsatz gewährleisten, undandererseits in einem abgeschalteten Zustand keine Durchströmung des Thermoöls aufgrundvon beispielsweise Druckdifferenzen gestatten. Im Bereich des Speichers 105 und Ladesys¬tems (Heizung 111) sind zwei Strömungsrichtungen möglich, im Bereich des Entladesystems(Wärmeabgaberaum 101 bzw. Aussenkocher) nur eine Strömungsrichtung.

[0036] Bevorzugt ist der Wärmespeicher in einer stehenden Position vorgesehen, in der seineHöhe wesentlich größer als seine Breite und Tiefe bzw. seinem Durchmesser ist. Die Rohrbün¬del sind dabei im Wesentlichen parallel zu einer Hochachse angeordnet.

[0037] Während der Ladung (z.B. über Nacht) ist die Ladepumpe 117 aktiviert, entnimmt daskalte Thermoöl unten aus dem/den Latentwärmespeicher(n) 105, erwärmt das kalte Thermoölbei der Durchströmung des thermoelektrischen Zusatzheizers 111 und führt das heiße Thermo¬öl wieder oben in den Latentwärmespeicher 105 zurück. Der Latentwärmespeicher 105 wird vonoben nach unten geladen. In dieser Funktion, ist die Entladepumpe nicht in Betrieb und verhin¬dert durch ihre Bauform eine ungewollte Durchströmung des Aussenkochers 103.

[0038] Bei der Entladung, mit oder ohne thermoelektrische Zusatzheizung 111 wird die Strö¬mungsrichtung in dem Latentwärmespeicher umgekehrt. Die Ladepumpe ist dabei nicht inBetrieb und verhindert durch ihre Bauform, dass das Thermoöl durchströmt. Die Entladepumpeist in Betrieb und zieht das heiße Thermoöl aus dem Latentwärmespeicher. Das Thermoöl kannzusätzlich noch durch die thermoelektrische Zusatzheizung erwärmt sein. Dies kann in Abhän¬gigkeit von der vorgewählten Heizleistung des gesamten Systems durch den Aussenkochervariabel geregelt werden. Weiter führt die Entladepumpe 115 das erkaltete Thermoöl von untenzurück in den Latentwärmespeicher 105.

[0039] Um bei der Umschaltung von reiner Ladung zur Entladung mit oder ohne ZusatzheizungTemperaturspitzen im Aussenkocher zu vermeiden, erfolgt die Umschaltung durch die Pumpenbevorzugt gleitend. Das bedeutet, dass sich die Entladepumpe langsam hinzuschaltet, währenddie Ladepumpe noch arbeitet, die elektrische Zusatzheizung 111 wird angehalten, da es kurz¬fristig zu einem Strömungsstillstand im thermoelektrischem Heizsystem 111 kommt, und an¬schließend wird die Ladepumpe heruntergefahren. Dadurch ändert sich die Strömungsrichtungund die Heizelemente der elektrischen Zusatzheizung 111 können wieder aktiviert werden. DerVorteil der Strömungsumkehr bei reiner Ladung gegenüber Entladung mit oder ohne Zusatzhei¬ zung ergibt sich aus der Thermosyphonwirkung innerhalb des Latentwärmespeichers, da dieseinen höheren Ladungsgrad ermöglicht.

[0040] Der Ladegrad im Entladungsbetrieb wiederum ist irrelevant, da elektrisch nur zugeheiztwird und die zunehmende Temperaturabnahme des Thermoöls infolge der abnehmenden Ka¬pazität des Latentwärmespeichers ausgeglichen werden soll, bzw. die fehlende Energie nach¬gespeist werden soll.

[0041] Somit kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen von Maische undWürze ein notwendiger elektrischer Anschlusswert bei gleichen Leistungsdaten um ca. 60%reduziert werden und damit einerseits die Bereitstellungskosten (z.B. US$ 6.000,-/1 kW überNetzverfügbarkeit) erheblich reduziert werden, andererseits aber auch ein Anschlusswert gerin¬gerer Leistung erreicht werden, welcher auch mit alternativen Energien leichter erzielt werdenkann.

[0042] Im Folgenden wird ein Beispiel zur Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtungzum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung am Beispieleines Suds zur Bierherstellung gegeben.

[0043] Die Energiemenge für einen Sud ergibt sich aus dem Volumen, den Temperaturunter¬schieden des Braumediums und dem Zeitraster des Prozesses. Beispielweise kann diese Ener¬giemenge (Wärmemenge) für einen 10hl - Dekoktionssud in Verbindung mit einem Aussenko¬cher 161 kWh betragen. Um das notwendige Zeitraster einzuhalten, muss dabei ein energeti¬scher Anschlusswert von 88 kW für die Beheizung zur Verfügung stehen. Bei Verwendungeines Flüssiggasbrenners ist dieser Wert einfach zu erreichen und auch hinsichtlich der Mengevon lediglich 12,5 kg Flüssiggas unproblematisch.

[0044] Allerdings kann es sowohl von einem Kostenstandpunkt einerseits wie auch von einemMachbarkeitsstandpunkt andererseits schwierig bis unmöglich sein, diesen Anschlusswert von88 kW in Form von elektrischer Energie bereitzustellen.

[0045] Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Latentwärmespeicher mit dem Pha¬senwechselmaterial ist es möglich um Wärme in einem Hochtemperaturbereich - z.B. zwischen130° C und 150° C zu speichern. Dabei ist es möglich, eine vollständige Ladung des Latent¬wärmespeichers auch mit einer elektrischen Ladeeinrichtung (thermoelektrische Heizung) miteinem vergleichsweise geringen Anschlusswert zu erreichen. Außerdem kann bei der Entla¬dung des Latentwärmespeichers mit Hilfe dieser thermoelektrischen Heizung auch zugeheiztwerden, d.h. die Temperatur des Thermoöls als Wärmetransportmittel kann weiter erhöht wer¬den.

[0046] Die Dimensionierung des Latentwärmespeichers in Abhängigkeit der thermoelektrischenLadeleistung ist in Verbindung mit dem Aussenkochsystem abzustimmen.

[0047] Ein Beispiel wird ausgehend von den folgenden Daten gegeben:

Sudwerk-Kapazität: 10hl Ausschlagwürze; angewendetes Brauverfahren: steigende Infusion;

Einmaischtemperatur: 52°C;

Speicherkapazität des Latentwärmespeichers: 80,62 kWh;thermoelektrische Thermoöl-Heizung: 30 kW.

[0048] Für die Maischarbeit von 52^0 auf 78‘C wird eine Wärmemenge von ca. 35,19 kWhbenötigt. Diese Wärmemenge kann ohne Zusatzheizung aus dem Latentwärmespeicher entla¬den werden. Dabei befindet sich nach der Maischarbeit noch eine Wärmemenge von 35,19kWh in dem Latentwärmespeicher. Während eines ersten Abläuterprozesses (Vorderwürze) lädtdie thermoelektrische Heizung den Latentwärmespeicher wieder auf. Die dafür verfügbare Zeitbeträgt ca. 45 min.

[0049] In diesem Zeitraum wird dem Latentwärmespeicher über die thermoelektrische Heizungeine Wärmemenge von 22,5 kWh wieder zugeführt, sodass der Latentwärmespeicher nach dem

Ende dieser Teilladung über ca. 57,69kWh Energie verfügt.

[0050] Mit Beginn eines zweiten Abläuterprozesses (Nachgüsse) muss bereits die in derSudpfanne befindliche Würze zur Kochtemperatur aufgewärmt werden. Dies muss in einemZeitraum erfolgen, welcher der Dauer des zweiten Abläuterprozesses entspricht. Die Aufwär¬mung beginnt bei und endet bei 98°C. Gleichzeitig wird eine immer größere Menge kälte¬rer Abläuterwürze von den Nachgüssen in die Pfanne nachgeführt. Für diesen Prozess werdenca. 65,5kWh Wärme benötigt. Die Wärme wird dabei einerseits durch die Entladung des Lat¬entwärmespeichers gewonnen, andererseits aber auch zusätzlich dazu aus der thermoelektri¬schen Heizung. Die Dauer dieses Prozesses beträgt ca. 60min, die Ladeleistung der thermo¬elektrischen Heizung beträgt dabei 30 kWh.

[0051] Aus der Wärmebilanz verbleibt ausgehend von der verbleibenden Wärmemenge desVorprozesses in dem Latentwärmespeicher, von der Entladung und der Ladung nach dem Endedieses Prozesses noch eine Wärmemenge von ca. 22,19 kWh im Latentwärmespeicher.

[0052] Der letzte Prozess ist das Würzekochen, wofür ca. 36,40kWh benötigt werden. Durchden Einsatz der thermoelektrischen Zusatzheizung und der aus dem Vorprozess verbleibendenEnergie in dem Latentwärmespeicher verbleibt nach Abschluss der Würzekochung noch eineWärmemenge von ca. 15,79 kWh in dem Latentwärmespeicher.

[0053] Nach dem Abschluss des Brauvorgangs kann der Latentwärmespeicher mittels derthermoelektrischen Heizung (30 kW Leistung) binnen zwei Stunden wieder zu 100% aufgeladenwerden. Dabei findet keine gleichzeitige Entladung statt. Somit ist es möglich, anstelle einerelektrischen Heizung mit einer Leistung von 88 kW mit einer elektrischen Heizung mit nur ledig¬lich 30 kW Leistung die gleichen Leistungswerte zu erzielen. Die gesamte zur Verfügung ge¬stellte Wärmemenge ist in etwa gleich groß, lediglich die Spitzenleistung wird vom Speichersys¬tem abgedeckt.

[0054] Insbesondere in entlegenen Gebieten kann auch generell die Verfügbarkeit von elektri¬scher Energie problematisch sein. In derartigen Fällen kann das thermoelektrische Heizsystemdurch alternative Systeme wie z.B. Thermosolar-Energiesysteme oder auch Blockkraftwerke mitVerbrennungskraftmaschinen ersetzt werden. Dabei ist es vorteilhaft möglich, nicht nur diegewonnene elektrische Energie zu verwenden, sondern auch die Abwärme der Verbrennungs¬kraftmaschine zur Erwärmung des Thermoöls in dem Kreislauf zu verwenden.

[0055] Fig. 4 zeigt eine Alternative zu den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtungen zum Er¬wärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellung. Der Unterschied zuder voranstehend vorgestellten Vorrichtung besteht darin, dass eine umkehrbare Pumpe 119bereitgestellt ist, die das Thermoöl als Wärmetransportmittel sowohl in die erste wie auch in diezweite Strömungsrichtung pumpen kann. Dementsprechend kann gemäß dieser Variante auchdie Umgehungsleitung 107b entfallen.

[0056] Während die Erfindung mit Bezug auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrie¬ben wurde, sei darauf hingewiesen, dass der Bereich der Erfindung lediglich durch die anhän¬genden Ansprüche definiert ist. Vorteilhafte Abwandlungen im Rahmen der Ansprüche sindjederzeit möglich.

[0057] So ist es insbesondere möglich, anstelle einer elektrischen Heizung auch eine Heizungauf Basis von Thermo-Solarenergie oder ein Blockkraftwerk mit einer Verbrennungskraftma¬schine einzusetzen. In diesem Fall kann auch die Abwärme aus dem Abgasstrang des Block¬heizkraftwerks zur Erwärmung des Phasenwechselmaterials in dem Wärmespeicher über denThermoölkreislauf erfolgen. Diese Variante ist insbesondere für sehr entlegene Gebiete interes¬sant, in denen die Verfügbarkeit von elektrischer Energie nicht immer gegeben ist.

[0058] Anstelle die Lade- und Entladepumpe der Fig. 1 bis 3 in der gezeigten Weise anzuord¬nen, kann auch eine einzelne umkehrbare Pumpe bereitgestellt sein, und die Strömung durchden Wärmeabgaberaum 103 bzw. die Umgehungsleitung 107b mittels Ventilen oder äquivalen¬ten Mitteln herbeigeführt werden.

Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung mit einem Wärmespeicher (105), der zum Speichern und Abgeben von Wärme ausgelegt ist, einem Heizmittel (111) zum Erwärmen eines Wärmetransportmittels, und einem Wärmeabgaberaum (103), in dem die Wärme von dem Wärmetransportmittel zudem in einer Leitung (101) strömenden fermentierbaren Ausgangsstoff übertragen wird,wobei das Wärmetransportmittel in einem Wärmetransportmittelkreislauf (107) in einer ers¬ten Strömungsrichtung, die derart definiert ist, dass das Heizmittel (111) stromabwärts desWärmespeichers (105) liegt, der Wärmeabgaberaum (103) stromabwärts des Heizmittels(111) liegt, und der Wärmespeicher (105) stromabwärts des Wärmeabgaberaums (103)liegt, über den Wärmespeicher (105), das Heizmittel (111) und den Wärmeabgaberaum(103) transportiert wird.
2. 2. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung nach Anspruch 1, außerdem mit einer Pumpe (117, 119), wobei die Strömungsrich¬tung des Wärmetransportmittels in dem Wärmetransportmittelkreislauf (107) zum Ladendes Wärmespeichers mittels der Pumpe (117, 119) in eine zweite Strömungsrichtung um¬gekehrt wird, die derart definiert ist, dass das Heizmittel (111) stromaufwärts des Wärme¬speichers (105) liegt, der Wärmeabgaberaum (103) stromaufwärts des Heizmittels (111)liegt, und der Wärmespeicher (105) stromaufwärts des Wärmeabgaberaums (103) liegt.
3. 3. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmetransportmittelkreislauf (107) über eine denWärmeabgaberaum (103) umgehende Umgehungsleitung (107b) verfügt, durch die dasWärmetransportmittel während des Ladens des Wärmespeichers (105) transportiert wird.
4. 4. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, außerdem mit einer in dem Wärmetransportmittel¬kreislauf (107) angeordneten Pumpe (115, 117, 119), über die der Transport des Wär¬metransportmittels bewirkt wird, und die in einem nicht aktivierten Zustand einen Durchsatzdes Wärmetransportmittels verhindert.
5. 5. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Pumpe (115) außerhalb einer denWärmeabgaberaum (103) umgehenden Umgehungsleitung (107b) angeordnet ist, durchdie der Transport des Wärmetransportmittels in der ersten Strömungsrichtung erfolgt, undeine zweite Pumpe (117) in der den Wärmeabgaberaum (103) umgehenden Umgehungs¬leitung (107b) angeordnet ist, durch die der Transport des Wärmetransportmittels in derzweiten Strömungsrichtung erfolgt.
6. 6. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wärmespeicher als Latentwärmespei¬cher (105) ausgebildet ist, in dem eine Übertragung von Wärme von dem Wärmetrans¬portmittel zu einem Phasenwechselmaterial in dem Latentwärmespeicher oder umgekehrtstattfindet.
7. 7. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung nach Anspruch 6, wobei als Phasenwechselmaterial ein Paraffin oder ein Salz einge¬setzt ist, wobei bevorzugt dessen Verflüssigungstemperatur zwischen 130° C und 150° Cliegt und dessen Rekristallisierungstemperatur zwischen 130°C und 120°C liegt.
8. 8. Vorrichtung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstel¬lung zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes nach einem der Ansprüche 1bis 7, wobei das Heizmittel als elektrische Heizung (111) ausgeführt ist, und/oder dasWärmetransportmittel ein Thermoöl ist.
9. 9. Verfahren zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellungmit den Schritten: - Transportieren des fermentierbaren Ausgangsstoffes durch eine Leitung (101), die durcheinen Wärmeabgaberaum (103) geführt ist, - Transportieren eines Wärmetransportmittels in einer ersten Strömungsrichtung in einemKreislauf (107) über einen Wärmespeicher (105) zum Speichern/Abgeben von Wärme,ein Heizmittel (111) zum Erwärmen des Wärmetransportmittels, und den Wärmeabgabe¬raum (103), in dem die Wärme von dem Wärmetransportmittel zu dem in der Leitung(101) strömenden fermentierbaren Ausgangsstoff übertragen wird, wobei das Wär¬metransportmittel in der ersten Strömungsrichtung von dem Wärmespeicher (105) zudem Heizmittel (111), zu dem Wärmeabgaberaum (103) und wieder zu dem Wärme¬speicher strömt.
10. 10. Verfahren zum Erwärmen eines fermentierbaren Ausgangsstoffes zur Getränkeherstellungnach Anspruch 9, wobei der Wärmespeicher (105) nach seiner teilweisen oder vollständi¬gen Entladung durch Umkehren der Strömungsrichtung des Wärmetransportmittels in einezweite Strömungsrichtung wieder geladen wird, in der das Wärmetransportmittel von demWärmeabgaberaum (103) zu dem Heizmittel (111), zu dem Wärmespeicher (105) und wie¬der zu dem Wärmeabgaberaum (103) strömt. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen