BE1022235B1

BE1022235B1 - Kwaliteitsverbetering van nagistingsbieren

Info

Publication number: BE1022235B1
Application number: BE2014/5125A
Authority: BE
Inventors: Carl ALSBERGHE
Original assignee: Brouwerij Omer Vander Ghinste NV
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-03-03

Abstract

De uitvinding omvat een verbeterd proces voor het produceren van nagistingsbier, waarbij de nagistingsgist proportioneel wordt gedoseerd tussen helderbiertank en flessenvuller, waarbij iedere afgevuld fles een gelijke hoeveelheid gist bevat. Dit resulteert in een gelijkmatige nagisting en in een zeer sterke reductie van het risico op bierverlies.

Description

TECHNISCH VELD

KWALITEITSVERBETERING VAN NAGISTINGSBIEREN

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterd proces voor het produceren van nagistingsbier. De nagistingsgist wordt proportioneel in line gedoseerd tussen helderbiertank en flessenafvulmachine, waardoor de hoeveelheid gist per afgevulde fles vrij homogeen is over de volledig afgevulde batch.

TECHNOLOGISCHE ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

Voor het afvullen van bier met nagisting op fles (nagistingsbier) wordt na het lageren en filteren van bier (helder bier) nagistingssuiker toegevoegd, gevolgd door pasteuriseren van het bier.

Aan het nagistingsbier wordt “nagist” toegevoegd, die de “nagistsuiker” in het bier vergist op fles. Het doseren van nagist gebeurt traditioneel tussen de pasteur en de helderbiertank. De hoeveelheid suiker en nagist wordt afgestemd op de hoeveelheid bier in de helderbiertank, met een batchgrootte van 10.000 tot 30.000 liter.

Na het afvullen van het nagistingsbier (met gist en suiker), dient de lege helderbiertank die restbier met gistcellen bevat, chemisch te worden gereinigd om deze tank bierrest- en gistvrij (kiemvrij) te maken. Dit moet gebeuren alvorens de helderbiertank terug met gefilterd bier (zonder gist) of nagistingsbier te vullen.

Dit zorgt voor een aantal praktische problemen: - Totale gistverwijdering in een helderbiertank is vrij moeilijk, waarbij het risico tot besmetten van helderbier waar geen gist mag aanwezig zijn niet gering is. Dit kan leiden tot grote bierverliezen. - Technische storingen in de bier-afvullijn zorgen ervoor dat het ledigen van de tank met nagistingsbier (met gist en suiker) wordt onderbroken, waarbij het bier een langere tijd dan kwalitatief toegelaten in de tank verblijft. De min of meer homogeen verdeelde gist bezinkt daarbij in de helderbiertank, waarbij de concentratie van de gist in het bier vrij ongelijkmatig wordt. Bij afvullen van dit bier zijn er dus flessen met teveel nagist en met te weinig nagist. Bij te weinig nagist is er onvoldoende of geen vergisting van de nagistsuiker in de fles, wat resulteert in bier dat te zoet is en te weinig koolzuur bevat, wat niet overéénstemt met wat de brouwerij en de consument in het bijzonder wenst. Een teveel aan nagist in de fles resulteert dan weer in teveel intenser is dan gewenst. gistafzetting op de bodem van de fles na de nagisting en in een gistsmaak cii·

Bovendien is het afvullen van nagistbier met gist na een verblijf in de helderbiertank van meer dan 5 uur niet meer aangewezen, omdat de vergisting dan kan starten in de helderbiertank (de temperatuur stijgt). Enkel het rondpompen van bier op de tank is een mogelijke oplossing, maar is verre van optimaal omdat dit onnodige complexiteit van het circuit met zich meebrengt.

De hierna beschreven uitvinding voorziet in een oplossing voor bovenstaande problemen. SAMENVATTING

De uitvinding omvat volgende aspecten:

In een eerste aspect omvat de uitvinding een werkwijze voor het voorbereiden van nagistingsbier dat de volgende stappen omvat: a) helder filteren van gelagerd bier, b) toevoegen van suiker voor nagisting, c) flashpasteuriseren van het mengsel uit b), d) transfereren van het mengsel uit c) naar helderbiertank e) proportioneel doseren van nagist in de bierlijn tussen helderbiertank en flessenvuller f) het vullen van de flessen in de flessenvuller,en g) het nagisten van het bier in de fles, (in een warme kamer op gemiddeld 25°C voor minimaal 14 dagen).

De kern van de huidige uitvinding ligt dus in het proportioneel doseren van nagist in de bierlijn (in transfer) van bier tussen helderbiertank en flessenvuller. In plaats van gist in de bierstroom naar de helderbiertank te doseren, waarbij de helderbiertank wordt “beladen” met gist, wordt de nagistingsgist proportioneel in de bierlijn tussen helderbiertank en flessenvuller gedoseerd, door gebruik te maken van een inductieve debietmeter op de bierlijn, dewelke een gistdoseerpomp aanstuurt die de nagistingsgist aanvoert uit een nagistingstank in de bierlijn (cf. Figuur 1).

De inductieve debietmeter registreert het debiet op elk moment en stuurt 1^ doseringsvolume van de gistdoseerpomp. De dosering van gist in het bier gebeurt voor een regelventiel en een ON/OFF ventiel in de bierlijn net voor de flessenvuller. De biervulsnelheid van de flessenvuller is discontinu en met schommelend debiet. Een inductieve debietmeter is dus noodzakelijk.

In de bierlijn is tevens een terugslagklep voorzien waarbij het bier met gist niet naar de helderbiertank kan terugvloeien.

In het proces volgens de uitvinding schakelt de debietmeter de gistdosering uit bij “0” debiet. Indien het regelventiel is gesloten en er een zeer gering debiet wordt aangegeven (bv. lager dan 0.5hl/uur) wordt geen gist gedoseerd.

Het doseren van de nagist in de bierlijn tussen de helderbiertank en de flessenvuller zorgt ervoor dat de helderbiertank niet wordt beladen met gist, waarbij reiniging veel betrouwbaarder kan worden uitgevoerd. Er is dus veel minder kans op besmetting van “nieuw” helderbier in de desbetreffende helderbiertank.

Het bottelen gebeurt tevens met een constante hoeveelheid nagist in de afgevulde fles, waardoor het risico op niet of onvoldoende nagisten zeer sterk verminderd. Er is dus een constantere nagistafzettingshoeveelheid en een constantere kwaliteit van het bier.

Bierverlies bij technische storing (langer dan 5 uur) in de afvulinstallatie of bottelarij wordt sterk gereduceerd. Enkel het biervolume aanwezig in de flessenvuller (ongeveer 200 liter) kan verloren worden, i.p.v. mogelijks een volle helderbiertank die 10.000 tot 30.000 liter bier kan bevatten. Dit is een enorme besparing.

Het proces volgens de huidige uitvinding kan worden gebruikt in het bierproces van eender welk bier dat nagisting vereist.

De uitvinding voorziet dus in het gebruik van hierin beschreven proces voor het produceren van bier met een gewaarborgde nagistings-kwaliteit, en tevens voor het verminderen van bierverlies tijdens het brouw- en afvullingsproces.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING

Zoals verder gebruikt in deze tekst omvatten de enkelvoudsvormen “een”, “de”, “het” zowel het enkelvoud als de meervoudsvorm tenzij de context duidelijk anders is.

De termen “omvatten”, en “omvat” zoals verder gebruikt, zijn synoniem met “inclusief’, “includeren” of “bevatten, en “bevat” en zijn open en sluiten met andere woorden bijkomende, niet vernoemde leden, elementen of methode stappen niet uit.

De opsomming van numerieke waarden aan hand van cijferbereiken omvat alle waarden ëÉ fracties in deze bereiken, zowel als de geciteerde eindpunten.

De term “ongeveer”, zoals gebruikt wanneer gerefereerd wordt naar een meetbare waarde zoals een parameter, een hoeveelheid, een tijdsduur, en zo meer, is bedoeld variaties te omsluiten van +/- 10% of minder, bij voorkeur +1-5% of minder, meer bij voorkeur +/-1% of minder, en meer nog bij voorkeur +/-0.1% of minder, van en vanaf de gespecificeerde waarde, in zo ver de variaties van toepassing zijn om te functioneren in de bekend gemaakte uitvinding. Het dient te worden verstaan dat de waarde waarnaar de term “ongeveer” refereert op zich, ook werd bekend gemaakt.

Alle documenten geciteerd in de huidige specificatie worden hierin volledig opgenomen door middel van verwijzing.

Tenzij anders gedefiniëerd, hebben alle termen bekend gemaakt in de uitvinding, inclusief technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals een vakman deze gewoonlijk verstaat. Als verdere leidraad, worden definities opgenomen voor verdere toelichting van termen die in de beschrijving van de uitvinding worden gebruikt.

Traditioneel bierbrouwproces:

Als niet beperkend voorbeeld wordt hieronder het algemene proces geschetst voor het brouwen van een gelagerd bier, dat als startpunt wordt gebruikt voor nagistingsbieren.

Het startproduct van gelagerd bier is gekiemd graan, afkomstig van bijvoorbeeld gerst, tarwe, rogge enz. waaruit mout wordt gevormd. Dit “vermouten” gebeurt door het graan in water te laten weken en ontkiemen in vb. een kiemkast (op 16 °C) voor enkele dagen. Bij dit proces worden enzymen (amylases) vrijgezet uit het graan, die belangrijk zijn bij het verdere brouwproces. Deze amylases zullen het zetmeel uit het graan omzetten in eenvoudigere suikers, die door de biergist kunnen worden omgezet in alcohol en C02. Na het ontkiemen wordt het graan gedroogd, geroosterd, of gebrand, afhankelijk van de gewenste kleur en smaak van het bier. Na het drogen worden de graankorrels van hun kiem ontdaan en geperst tot mout.

Brouwproces

Vervolgens wordt gestart met het eigenlijke brouwproces. Dit gebeurt in verschillende stappen: maischen, koken, klaren, vergisten, filteren en lageren. Hieronder wordt elke stap kort toegelicht.

Maischen

Maischen is het proces waarbij de mout wordt omgezet in wort. Eerst wordt de mout gekneusd en geplet om de graankorrels open te breken. Daarna volgen een reeks enzyme-activeringsstappen, waarbij afhankelijk van de temperatuur ondermeer alpha- of beta-amylases de hoofdrol krijgen. Deze zetten het zetmeel om in suikers. De activiteit van beta-amylase is het hoogst bij temperaturen in de buurt van 65°C wat resulteert in de vorming van enkelvoudige suikers zoals maltotriose, maltose, en glucose. Dit resulteert typisch in een bier met hoog alcohol gehalte. De activiteit van alpha-amylase is het hoogst bij een temperatuur van rond de 70-71 °C, waarbij complexere suikers en dextrines worden geproduceerd die minder vergistbaar zijn en dus resulteren in een bier met lager alcoholgehalte. Ook de zuurtegraad, de tijdsduur en de suikersamenstelling beïnvloeden dit proces. Na inactivatie van de enzymen door het tijdelijk verhogen van de temperatuur tot 75-80°C, kan het mengsel worden gefilterd tot een wort.

Koken

De bekomen wort wordt daarna gekookt om de nog aanwezige enzymen te inactiveren, het mengsel te steriliseren, een gedeelte van het eiwit te laten bezinken en om het mengsel te concentreren. In dit stadium kan hop worden toegevoegd alsook andere aromatiserende kruiden en dergelijke meer.

Klaren

Na het kookproces gaat men het mengsel klaren of decanteren door sedimentatie van de vaste deeltjes in het mengsel, waarbij een vloeibare uitgeklaarde wort-fase wordt bekomen, klaar voor vergisting.

Veraistina

In een volgende stap wordt de uitgeklaarde wort in een vergistingstank overgebracht en afgekoeld tot de gewenste vergistingstemperatuur van ongeveer 20-26°C, in aerobe condities. De vergistbare suikers die in de wort aanwezig worden door de gist omgezet in alcohol en CO2. Dit proces kan één tot drie weken duren. Mogelijke types gist zijn bijvoorbeeld gisten van het genus Saccharomyces, zoals bijvoorbeeld Saccharomyces Cerevisiae, ook bekend als brouwersgist, Saccharomyces pastorianus of Saccharomyces carlsbergensis. Het type gist kan heel erg de smaak van het bier bepalen. De meeste brouwerijen hebben dan ook hun eigen typisce giststammen.

Lageren

Na de eerste vergisting wordt het jonge bier “gelagerd”, door het in van de lucht afgesloten vaten, tonnen, kuipen, of flessen over te brengen en te laten rusten. Een tweede anaerobe gisting vindt hier plaats. Het CO2 dat in deze fase wordt gevormd, wordt ditmaal door het bier opgenomen.

Helder filteren en Pasteuriseren

Dit gelagerde bier wordt dan gefilterd tot een helder bier en gepasteuriseerd om alle gistactiviteit en andere microbiologische activiteit te vermijden.

Naaisten op fles

Voor sommige bieren wordt een nagisting op fles toegepast, waarbij tijdens vóór het bottelen een nieuwe hoeveelheid gist wordt toegevoegd en waarbij de flessen eerst een aantal dagen tot een paar weken worden bewaard in een warme ruimte (20-26°C). Daarna is het bier klaar voor verkoop.

Verbeterde procedure voor het naaisten van bieren volgens de huidige uitvinding

De huidige uitvinding start van een helder gelagerd, gepasteuriseerd bier voorbereid met nagistingssuiker.

Voor het nagisten van een dergelijk bier op fles wordt traditioneel onderstaand proces gevolgd:

Gelagerd bier wordt helder gefilterd,

Direct na het filteren wordt proportioneel een gewenste hoeveelheid suiker voor de nagisting gedoseerd en toegevoegd aan het bier,

Het bier met suiker wordt gepasteuriseerd via een flash-pasteur (bv 72 °C - 30 sec.),

De nagistingsgist wordt gedoseerd in de bierleiding tussen de pasteurisatieinrichting en de helderbiertank.

In het traditionele proces wordt de nodige gist proportioneel mee gedoseerd in de bierliPf berekend op 90% van de hoeveelheid bier tijdens transfer. Hierdoor is er dus geen zekerheid om overal voldoende gist in bier aanwezig te hebben.

Direct na het filtreren moet het bier gebotteld worden, wat de nodige organisatie vereist. Dit is logistiek niet altijd te realiseren bij gebrek aan middelen en personeelsbezetting,

Het gebottelde bier verblijft ongeveer 14 dagen in een warme kamer (25°C) voor nagisting op fles,

Finaal bierstockage - klaar voor verkoop.

Dit traditionele proces heeft enkele nadelen:

De nagistingsgist komt in de helderbiertank terecht, wat niet wenselijk is. Gist in helderbiertanks dient vermeden te worden en de helderbiertank moet chemisch gereinigd worden en met zuiver water worden nagespoeld. Er mogen in principe geen gisten overleven voor de helderbiertank opnieuw in gebruik wordt genomen. - Gistoverleving in de tank kan bij volgende biertransfer naar de tank van gefilterd bier leiden tot ongewenst troebelbier en grote bierverliezen. - Direct afvullen van het bier na toevoegen nagist is noodzakelijk omdat de gist in de tank anders bezinkt. Dit zorgt ervoor dat de gistconcentratie in de flessenpartij niet altijd homogeen is. De kans bestaat dat een deel van het gebottelde bier niet hergist op fles. Ook de gistafzetting op de bodem van de fles is zeer verscheiden en zorgt dus voor een wisselende kwaliteit van het nagegiste bier.

Bij een technische storing in de bottelarij dient de afvulling van het bier soms onderbroken te worden, wat gistbezinking in de helderbiertank kan veroorzaken.

Dit leidt soms tot de nood aan herfiltreren van het bier met belangrijk kwaliteitsverlies tot gevolg en soms groot bierverlies.

De helderbiertank bevat al snel 10.000 tot 30.000 liter gelagerd bier, wat bij vernietiging een groot verlies betekent.

De huidige uitvinding biedt een oplossing voor dit probleem door onderstaand proces voor3§ stellen:

Gelagerd bier wordt helder gefilterd,

Direct na het filteren wordt proportioneel de gewenste hoeveelheid suiker voor de nagisting gedoseerd in het gelagerde bier,

Het bier met suiker wordt gepasteuriseerd via flash-pasteur (72 °C - 30 sec - 22 pasteurisatie eenheden (PU)),

Het bier wordt getransfereerd naar de helderbiertank, zonder toevoegen van nagist,

Het bottelen of afvullen kan direct gebeuren of het bier kan enige tijd (tot meerdere dagen) in de helderbiertank blijven staan. Dit vergemakkelijkt de logistieke organisatie en maakt het afvulproces flexibeler,

Bij het afvullen of bottelen wordt de nagistingsgist proportioneel in de bierlijn gedoseerd - via een nagist-doseerpomp, dewelke is aangestuurd door een inductieve debietmeter - tussen de helderbiertank en het bierregelventiel van de flessenvuller. Afhankelijk van het debiet wordt de nagisthoeveelheid aangepast. Geen bierdebiet resulteert in geen gistdosering in de bierlijn, - Gebottelde bier wordt ongeveer 14 dagen in een warme kamer geplaatst voor de nagisting, - Hierna is het nagistingsbier klaar voor stockage en verkoop Als voorbeeld wordt het proces schematisch voorgesteld in Figuur 1.

De voordelen van een dergelijk aangepast proces zijn als volgt: - Er wordt een constante hoeveelheid gist per fles toegevoegd, waardoor de garantie ontstaat dat het bier in alle flessen effectief nagist (mits andere condities worden gerespecteerd). Alle flessen zullen een constante hoeveelheid koolzuur bevatten door gelijkmatig vergisten van nagistingssuiker en dus een constante nagistingskwaliteit hebben. - Er is tevens geen “nagistvervuiling” in de helderbiertank en bijkomend besmettingsgevaar van het volgende bierbrouwsel. Er is dus geen risico op onnodig bierverlies.

Indien er een technische storing van een bottelarijmachine optreedt en de afvulling niet kan worden verdergezet, beperkt het bierverlies zich tot het biervolume in de flessenvuller aanwezig, wat ongeveer 200 liter omvat. Dit is 50 tot 150 keer mind^ bierinhoud dan van een volledige helderbiertank (10.000 tot 30.000 liter) en leidt dus tot een sterke reductie van bierverliesrisico.

Elke batch nagist wordt vooraf klaargemaakt als een mengsel van nagist en UV-behandeld ontlucht water. Dit mengsel wordt gemaakt in een nagistingstank, die via een gistdoseerpomp in verbinding staat met de bierlijn. Het mengsel moet voldoen aan een aantal kwaliteitscriteria inzake zuiverheid, toegevoegde gisthoeveelheid, aangevoerde hoeveelheid ontlucht water, intensiteit van UV behandeling van ontlucht water voor het maken van het nagistingsmengsel, niveau van de nagistingstank en dergelijke meer. De nagistingstank moet ook telkens chemisch worden gereinigd na gebruik en worden nagespoeld met drinkbaar water.

De nagistingstank is daarom bij voorkeur uitgerust met interne controlesystemen voor bijvoorbeeld het voltooien van het reiningsproces tussen 2 nagistdoseringsstappen door, het correct vullen en mengen van het nagistingsmensel, de intensiteit van de UV-lamp die het ontluchte water moet bestralen, en dergelijke meer. Een foutmelding in het controlesysteem zorgt ervoor dat de nagistdosering automatisch stopt of zelfs niet van start kan gaan. In combinatie met de informatie uit de inductieve debietmeter op de bierlijn wordt de gistdoseringspomp volledig automatisch aangestuurd.

De inductieve debietmeter controleert het debiet in de bierlijn. Valt bijvoorbeeld de flessenvuller uit, of is er een storing in de bierlijn of de helderbiertank, dan valt het debiet stil door het inschakelen van een van de bierregelventielen. Dit wordt geregistreerd door de debietmeter, die een signaal geeft aan de gistdoseerpomp om geen gist meer te doseren en wordt het afvulproces stilgelegd. Er is tevens een terugkoppeling tussen de bierpomp en de regelventielen op de bierlijn die moet voorkomen dat bier met nagist uit de bierlijn terugvloeit naar de helderbiertank.

Het spreekt voor zich dat de vakman in staat is om modificaties door te voeren aan dit basischema van het brouwproces, zonder daarvoor buiten de beschermingsomvang van de huidige uitvinding te vallen.

De huidige uitvinding is verder gedefinieerd door de hiernavolgende conclusies.

Claims

CONCLUSIES

1. Werkwijze voor het brouwen van nagistingsbier dat de volgende stappen omvat: a) het helder filteren van het gelagerd bier, b) het toevoegen van suiker voor de nagisting, c) het flashpasteuriseren van het mengsel uit b), d) het trasfereren van het mengsel uit c) naar een helderbiertank e) het proportioneel doseren van nagist in de bierlijn tussen helderbiertank en flessenvuller, f) het vullen van de flessen in de flessenvuller,en g) het nagisten van het bier in de fles,
2. Het proces volgens conclusie 1, waarin het doseren gebeurt in de bierlijn tussen de helderbiertank en de flessenvuller, meerbepaald tussen de helderbiertank en het bierregelventiel van de flessenvuller.
3. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 of 2, waarin het doseren gebeurt door middel van een gistdoseerpomp tussen de nagistingstank en de flessenvuller.
4. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 3, waarin de gistdoseerpomp wordt gestuurd via een inductieve debietmeter op de bierlijn naar de flessenvuller.
5. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 4, waarbij de debietmeter het afvulproces controleert.
6. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 5, waarbij de debietmeter de gistdosering kan stilleggen indien het bierdebiet stilvalt, wanneer het afvullen stilvalt, of wanneer er een probleem is met de nagistingstank.
7. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 6, waarbij geen gistbezinking kan plaatsvinden in de helderbiertank.
8. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 7, waarbij geen nagistingsgist in de helderbiertank terechtkomt.
9. Het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 8, waarbij een constante nagistafzetting in de fles wordt verkregen.
10. Bier van gewaarborgde nagistingskwaliteit, bekomen door middel van het proces van eender welke der conclusies 1 tot en met 9.
11. Het gebruik van het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 9, voor het produceren van bier met een gewaarborgde nagistings-kwaliteit.
12. Het gebruik van het proces volgens eender welke der conclusies 1 tot en met 9, vo< het verminderen van bierverlies tijdens het brouw en afvullingsproces.