BE1028322A1 - Werkwijze en inrichting voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank - Google Patents

Abstract

In een eerste aspect voorziet de uitvinding een werkwijze voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, welke drank in een tank voor fermentatie of maturatie is gevat, de werkwijze omvattende (i) het wegleiden van drank uit de genoemde tank, waarbij de drank in een afzonderlijke homogenisatietank wordt gevoerd, (ii) het homogeniseren van de ingevoerde drank, (iii) het afvoeren van gehomogeniseerde drank uit de homogenisatietank, en (iv) het scheiden van gist uit de afgevoerde drank. Het genoemde homogeniseren omvat het circuleren van drank doorheen een roterende straalkop die in de homogenisatietank is voorzien. In een tweede aspect voorziet de uitvinding nog een inrichting voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank.

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET SCHEIDEN VAN GIST UIT GEFERMENTEERDE DRANK

TECHNISCH DOMEIN De uitvinding heeft betrekking op werkwijzen en inrichtingen voor productie van gefermenteerde drank zoals bier. Onder meer kan de uitvinding worden toegepast bij het “klaren” van bier.

STAND DER TECHNIEK Het “klaren” of “scheiden” van bier is op zich gekend. Tijdens deze productiestap wordt gist van het bier gescheiden. Zo is het mogelijk om de helderheid/troebelheid van het bier te regelen.

Voorafgaand aan het schelden, bevindt hel bier zich nog In een fermentatietank of maturatietank. Tijdens fermentatie/maturatie is een hoeveelheid gist zich als sediment gaan afzetten op de fankbodem. Optioneel wordt een deel hiervan verwijderd door de tank onderaan te spuien (Engels: “purging”). Met oog op scheiding wordt het bier vervolgens naar een scheider (ook wel: “separator”) geleid. Geschikte scheiders werken op basis van filtering of centrifuge. In de brouwerljindustrie zijn zogenaamde “conische plaatcentrifuges” (Engels: “disk stack centrifuges”) welgekend voor het scheiden van bier.

Bij het schelden is het van belang dat de werkingsparameters van de scheider optimaal worden ingesteld. In het geval van centrifugale schelding, bijvoorbeeld, wordt een optimale rotatiesneiheid van de centrifuge beoogd. De optimale rotatiesnelheid zal afhangen van het gemiddeld ingevoerde debiet, en van het gemiddelde aandeel aan vaste stof in de invoer.

Echter bemerkten de uitvinders oncontroleerbare fluctuaties van het aandeel vaste stof op de invoer van de schelder, en zij stelden vast dal deze fuctuaties nadelig zijn voor een optimale werking. In het bijzonder bemerkten de uitvinders een ondermaatse schelding wanneer het aandeel aan vaste stof hoger ligt dan gemiddeld.

Omgekeerd kunnen er productverliezen optreden wanneer het aandeel aan vaste stof lager ligt dan gemiddeld. Bijvoorbeeld in het geval van een conische plaatcentrifuge, moet het vastestofreservoir van de centrifuge regelmatig worden geleegd. Dit, opdat

© BE2020/5354 de vaste stof daarin aanwezig geen harde koek zou gaan vormen. Dus ook bij een laag aandeel aan vaste stof in de invoer (waarbij het reservoir dus voornamelijk is gevuld met bier} moet het reservoir op gezette tijden worden geleegd. Een deel bier gaal daarbij verloren. Fluctuaties op het aandeel aan vaste stof kunnen dus enerzijds leiden tot een ondermaatse scheiding, maar anderzijds ook tot onnodige en ongewenste productverliezen. Ook blijken er meer technische problemen op te treden bij een langdurige werking buiten het optimale werkingsregime voor de schelder (bv. door fluctuaties op de invoer). Andere types van scheiders kennen gelijksoortige problemen.

In het bijzonder bemerklen de uitvinders nog een significante hoeveelheid gistviokken in het bier dal naar de schelder wordt geleid. Dit, zelfs nadat de tank voor fermentatie/maturatie meermaals werd gespuid. Deze gistvlokken veroorzaken aanzienijjke fluctuaties op de Invoer van de scheider. Zij verstoren het scheidingsproces en zij bemoeilijken sen Instelling binnen het optimale werkingsregime van de scheider. Los van het voorgaande beschrijft EP 2 540 386 een fermeniaiielank met sen roterende straaikop voor menging en reiniging van het tankvolume. De straalkop is vanaf de bovenzijde in het tankvolume gebracht. De fermentatietank voorziet één tankafvoer onderaan, met de mogelijkheid om uitgevoerd bier ofwel af te voeren, ofwel doorheen de straalkop te circuleren. Circulatie zorgt voor menging. De gist krijgt dus niet de kans om te clusteren, waarbij de clusters zich als sediment zouden gaan afzetten op de tankbodem. Hiermee verhoog! de activiteit van de gistcellen tijdens het fermentatieproces, omdat zij in oplossing worden gehouden, De fermentatietijd is dus korter. Een belangrijk nadeel is de hoge kostprijs, gezien elke fermentatietank met een dergelijk systeem (roterende straalkop + circulatie} wordt uitgerust. Bovendien is het onzeker of menging tiidens termeniatie de smaak van het bier ongemoeid laat. Dit laatsie is essentieel bij de productie van bier. Tot slot beschrijft US 2018 369 764 nog een systeem voor het mengen van bier of wort met hopmateriaal, met het oog op drooghoppen (Engels: “dry hopping”). Opnieuw wordt gebruik gemaakt van een tank met een roterende straalkop, aangesioten op sen recirculatissysteem voor het mengen en reinigen van het tankvolume. Ditmaal is de straaikop vanaf de onderzijde in het tankvolume gebracht.

Zowel de invoer naar de straalkop als de afvoer uit het tankvolume zijn onderaan voorzien. De invoer passeert concentrisch doorheen de afvoer. Evenwel houden EP 2 540 386 en US 2018 369 764 geen verband met het klaren van gefermenteerde drank zoals bier, waar nog steeds ruimte is voor verdere optimalisatie. De huidige uitvinding tracht hiervoor een oplossing te bieden.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING Daartoe voorziet de uitvinding in een eerste aspect een werkwijze volgens conclusie

1. Gefermenteerde drank (bv. bier} wordt vanuit de fermentatietank/maturatietank naar een afzonderlijke tank voor homogenisatie geleic. Daar wordt de ingevoerde drank gehomogeniseerd, via ciroulatie doorheen een rolerende siraalkop die in de homogenisatietank is voorzien. De gehomogeniseerde drank wordt aansluitend afgevoerd naar de scheider. Een belangrijk voordeel is dal Huctuaties op het aandeel vaste stoi in de invoer van de scheider worden uilgemiddeid. Het homogeniseren leid! namelijk tot een belere spreiding van de gistviokken, en toi een kleinere gemiddelde deeltiesgrootte van de gistvlokken (= desaggregatie). Nog een belangrijk voordeel is dat de homogenisatietank een buffer voorziet. Het legen van de fermentatietank staat dus los van de snelheid waarmee het scheidingsproces zelf kan verlopen. De scheider kan meer gelijkmatig worden gevoed, waarbij de gist bovendien gelijkmatiger en fijner is verdeeld. Dit laat toe om de optimale werkingsparameters beler in te stellen. Het scheidingsproces wordt dus geoptimaliseerd. Noch EP 2 540 386, noch US 2018 369 764 voorziet in een afzonderlijke homogenisatietank voor homogenisatie. Een desaggregatie van clusters wordt trouwens niet beoogd in EP 2 540 386, gezien clusters niel de kans krijgen om zich ie vormen. US 2018 369 764, dat gericht is op drooghoppen, voorziet evenmin een desaggregatie van gistclusters. In een verder te verkiezen uitvoeringsvorm volgens conclusie 4, wordt drank vanuit de homogenisalielank afgevoerd naar de scheider, op een zekere hoogte vanaf de onderzijde van de homogenisatietank. Optioneel is daarvoor een eerste afvoer en een tweede afvoer voorzien. Gistvlokken met de neiging om uit te zakken en neer te slaan zuilen alvast minder de nelging hebben om mee te worden afgevoerd, richting de scheider.

In een tweede aspect voorziet de uitvinding nog een inrichting, bij voorkeur geschikt voor uitvoering van de werkwijze.

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Figuur 1 geeft een schematische voorstelling van een inrichting voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, volgens sen mogelijke uitvoeringsvorm. Figuren 2-3 zijn microscopische weergaves van bier en gist, voorafgaand aan homogenisatie dan wel na homogenisatie van het bier.

Figuur 4 toont nog een doorsnede van een homogenisatietank volgens een mogelijke Uitvoeringsvorm.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De uitvinding betreft een werkwijze en een inrichting voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, bijvoorbeeld uit bier. Echter beperkt de uitvinding zich in cerste instantie niet tot bier alleen.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruik! worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.

“Een”, de” en “het” refereren in dit document aan zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, ‘een segment” betekent een of meer dan een segment.

Wanneer “ongeveer” of “rond” in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, sen tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog

= > BE2020/5354 meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zuike variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term “ongeveer” of “rond” gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.

De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wal volg! aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek, De termen “fermentatie” en “maturatie” zijn op zich gekend. Fermentatie duidt op een hoofdgising waarbij vergisibare suikers van het wort worden omgezet tot alcohol, CO: en secundaire producten. Traditioneel onderscheidi men “bieren van hoge gisting” en “bieren van lage gisting”. In eerste instantie is de uitvinding tot geen van beide geïmiteerd. Fermentatie grijp! plaats in een fermentatietank. Na de hoofdgisting ondergaat het bier bij voorkeur nog een lagering of maturatie bij lage temperatuur, in een maturatietank. De term “fermentatietank” zoals hieronder gebruikt kan verwijzen naar een fermentatietank of een maturatietank. De term “bier”, zoals hierin gebruikt, verwijst naar een drank verkregen na alcoholische gisting van een wort hoofdzakelijk bereid uit zeïmeel- en suikerhoudende grondstoffen, waarvan tenminste 60% gerst- of tarwemout, alsmede hop, eventueel in een verwerkte vorm, en brouwwater. De termen “scheider” en “separator” en hiervan afgeleide termen worden ais synoniem gebruikt. Zij duiden op het schelden van gist uit gefermenteerde drank zoals bier, of nog, op het “klaren” van de drank, Het schelden kan één of meerdere scheidingssiappen en/of scheldingsmiddelen omvatten. Filtratie en centrifuge zijn gekend voor het scheiden van gefermenteerde drank. Bij voorkeur slaat het schelden op het verwijderen van overtollige hoeveelheden gist en eventueel proteïne uit de gefermenteerde drank. De termen “aansluiting” en “connectie” worden hierin gebruikt als synoniemen. Meer bijzonder kunnen zij verwijzen naar een onderdeel dat vloeistofcommunicatie toelaat. Een “tankaansluiting”, bijvoorbeeld, kan verwijzen naar een tankopening die geschikt

© BE2020/5354 is voor invoer van vloeistof in de tank en/of voor uitvoer van vloeistof uit de tank. Bij verdere voorkeur is de tankaansluiting bovendien aangepast voor aansluiting van verder buiswerk, voor het aanvoeren en/of afvoeren van de vloeistof. Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële gelallen tussen de eindpunten, deze eindpunten Inbegrepen. In een cerste aspect voorziet de uitvinding een werkwijze voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, bijvoorbeeld uit bier, welke drank in een tank voor fermentatie of maturatie is gevat, de werkwijze omvattende: - het wegieiden van drank uit de genoemde tank, waarbij de drank in een afzonderlijke homogenisatietank wordt gevoerd, - het homogeniseren van de ingevoerde drank, - het afvoeren van gehomogeniseerde drank uit de homogenisatietank, en - het scheiden van gist uit de afgevoerde drank, welk homogeniseren het circuleren omval van drank doorheen een roterende straalkop die in de homogenisatistank is voorzien. Bijvoorbeeld kan de gefermenteerde drank slaan op “bier”, Echter is de uitvinding geenszins gelimiteerd tot bier alleen. Er wordt benadruk! dal de term bier, zoals hieronder gebruikt, in eerste instantie breed moet worden begrepen ais “gefermenteerde drank”. Bij voorkeur gaal net om een drank verkregen na fermentatie d.m.v. op zijn minst gisten. In een niet-limitatieve voorkeursvorm is de gefermenteerde drank bier, zoals hogerop gedefinieerd.

Eén of meerdere stappen van het “wegleiden”, “invoeren”, “homogeniseren”, “afvoeren” en/of “scheiden” kunnen ofwel opeenvolgend, ofwel gelijktijdig worden uitgevoerd. Indien alle stappen opeenvolgend worden uitgevoerd, moet de homogenisatietank een zeker buffervolume voorzien tenzij de fermentatietank in alzonderlijke stappen wordt geleegd. Echter is dit niet noodzakelijk het geval. Bi voorkeur voorziet de werkwijze een inline proces, waarbij één of meerdere stappen gelijktijdig worden uitgevoerd. Optioneel wordt bijvoorbeeld net invoeren, homogeniseren en afvoeren gelijktijdig uitgevoerd, tijdens op zijn minst een deel van het verloop van het scheiden. Optioneel heeft de fermentatietank een groter volume dan de homogenisatietank. Bij voorkeur werkt de installatie dan quasi-stationair, met een invoerdebiet en sen afvoerdebiet die in hoofdzaak hetzelfde zijn. Het biervolume aanwezig in de homogenisatietank bijft dan gelijk.

‘ BE2020/5354 De term “circuleren” duidt erop dat bier vanuit de homogenisatietank doorheen de straalkop wordt geleid, en dus als een straal (of als een combinatie van stralen) terug in de homogenisatietank terechikomt. Optioneel wordt het bier vanuit de homogenisatietank doorheen een externe lus geleid, welke lus naar de homogenisatietank tot in de straalkop terugvoert. Bij voorkeur heeft het circuleren van bier doorheen de roterende straalkop een homogeniserende werking. Bij voorkeur heeft het circuleren van bier doorheen de roterende straalkop een mengende werking m.b.t. eventusle gistvlokken. Bij voorkeur heeft het circuleren van bier doorheen de roterende straaikop een desaggregerende werking m.b.t. eventuele gistvlokken. Optioneel wordt het ingevoerde bier, bij invoer in de homogenisatietank eveneens doorheen de straalkop geleid.

Een straalkop is typisch niel onderhevig aan nadelen die wel optreden bij andere sysiemen voor homogenisatie zoals mechanisch roerwerk, waar al te hoge schuifkrachten (Engels: “shearing forces”) worden geïntroduceerd. Schuifkrachten kunnen schade aan de gistcellen veroorzaken. Dit vall te vermijden. Een rolerende straalkop van een gepast ontwerp, met een gepast circulatiedebiet en een gepaste rolatiesneiheid, blijkt homogenisatie mogelijk te maken zonder schade aan de gistcelien. in het bijzonder bestudeerden de uitvinders welke invloed het circuleren van bier doorheen de straalkop heeft op de aanwezige gistviokken. Enerzijds worden de gistvlokken onder het bier gemengd, aangezien de straalkop wegens zijn rotatie het bier in continu veranderlijke richtingen uitsloot, Anderzijds blijkt de straalkop in staal tot een voorzichtige desaggregatie van gisvlokken, zonder significante schade aan de gistcellen. Een onregelmatige stroming als gevolg van de roterende straalkop verhindert bovendien de vorming van nieuwe gistviokken. Er wordt verwezen naar Fig. 2-3. Een belangrijk voordeel is dat fluctuaties op het aandee! vaste stol in de invoer van de scheider/separalor worden uitgemiddeld. Het homogeniseren leidt namelijk tot een betere spreiding van de gistviokken over het bier, en tot son kleinere gemiddelde deeltjesgrooitte van de gistvlokken. Het homogeniseren wordt optioneel uitgevoerd als inline proces, waarbij de homogenisatietank weliswaar een buffer voorziet, tussen

© BE2020/5354 de fermentatietank en de scheider, Volgens een niet-limitatief voorbeeld bedraagt het volume van de homogenisatietank tenminste één zesde van het volume van de fermentatietank of maturatietank stroomopwaarts.

In elk geval kan de vaste stof worden gespreid over de inhoud van de homogenisatietank.

Het volume van de homogenisatietank beïnvloedt dus de mate waarin eventuele pieken in vaste stof worden uitgemiddeld.

Nog een belangrijk voordeel is de mogelijkheid om fluctuaties op het ingevoerde debiet aan de scheider/separator uit te vlakken.

Namelijk voorziet de homogenisatietank zoals eerder gesteld een buffer.

Het legen van de fermentatietank staat dus los van de snelheid waarmee het scheidingsproces kan verlopen.

Optioneel kan de fermentatietank aan een hoger debiet worden geleegd, waarbij de fermentatie van een nieuwe batch al eerder kan worden ingezet.

Optioneel kan de fermentatietank met een veranderlijk debiet worden geleegd.

Omwille van de homogenisatietank die daartussen is voorzien en als buffer fungeert, beïnvloedt dit de werking van de scheider niet.

Gezien het voorgaande kan de separator/scheider meer gelijkmatig worden gevoed, waarbij de separalorinvoer bovendien sen fijnere en meer gelijkmatige verdeling van de gist voorziet.

Dit laat toe om de optimale werkingsparameters van de separator in te stellen op basis van gemiddelden.

De invoer zal in veel mindere mate fluctueren, zodat de separator binnen zijn optimale werkingsregime blijft, Het scheidingsproces wordt dus geoptimaliseerd, met minder onderhoud aan de installatie, en met een hogere scheidingsefficiëntie, en dit aan een hoger scheldingsdebiet.

Een separator (bv. een conische plaatcentrifuge) is trouwens een grote investering.

Het is dus belangrijk om deze optimaal te benutten.

Optioneel voorziet de werkwijze een inline meting van parameters m.b.t. het afgevoerde bier dat naar de separator wordt geleid.

Optioneel gaal het om een inline meting van het deelijesgehalie en/of de deeltiesgrootte (bv. via lichidiffusie). Optioneel gaat het om een geautomatiseerde meting.

Dit zou toelaten om de werkingsparamelers van de separalor (bv. sen rotatiesnelheid van een centrifuge) continu bij te stellen en/ol om de invoer van de separator te siuren (bv. qua debiet). Beperkte fluctuaties op de invoer van de separator kunnen dus alsnog in rekening worden gebracht.

Echter is de Uitvinding hier niet tos gelimiteerd.

€ 9 BE2020/5354 In een verdere of alternatieve ultvoeringsvorm verblijft het bier gemiddeld minimaal 10 minuten in de homogenisatietank, bij voorkeur minimaal 20 minuten. De uitdrukking “verblijven in” slaat hier op de aanwezigheid van bier in de homogenisatietank maar ook het voeren van bier doorheen een eventuele externe lus voor circulatie. De gemiddelde verblijftijd van het bier in de homogenisatietank wordt grofweg bepaald door het volume aan bier dat in de tank aanwezig is (in hectoliter) gedeeld door het afvoerdebiet richting de separator (in hectoliter per minuut). Hoe groter het volume, en hoe kleiner het afvoerdebiet, hoe langer de verblijftijd zal zijn. De gemiddelde verblijftijd is gelinkt met de mate waarin het bier wordt gehomogeniseerd (d.w.z. gemengd en/of verkleind). Deze gemiddelde verbiijftijd is bij voorkeur minstens 10 minuten, bij verdere voorkeur minstens 20 minuten. De uitvinders bemerkten een voldoende homogenisatie na een dergelijke verbijjftijd.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm wordt het bier gecirculeerd met een debiet dat minimaal één zesde bedraagt van het ingevoerde debiet, bij voorkeur minimaal één derde. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm wordt het bier gecirculeerd met sen debiet dat minimaal één zesde bedraagt van het afgevoerde debiet, bij voorkeur minimaal één derde. Dat is, tijdens invoer in de homogenisatietank, respectievelijk afvoer uit de homogenisalielank. Het circulatiedebiet is gelinkt met de mate waarin het bier wordt gehomogeniseerd (d.w.z. gemengd en/of verkleind}. Dit circulatiedebiet is bij voorkeur minstens één zesde van het invoerdebiet, bij voorkeur minstens één derde. De uitvinders bemerkten een voldoende homogenisatie bij een dergelijk circulatiedebiet. Meer bijzonder is het circulatiedebiet tezamen met het ontwerp voor de straaikop bepalend voor de agressiviteit van het mengen. Het zal duidelijk zijn voor de vakman dat het circulatiedebiet dus ook niet te hoog mag zijn. Beschadiging van gistcellen moet worden vermeden.

In sen verdere of alternatieve uitvoeringsvorm wordt bier uit de homogenisatietank afgevoerd, op een zekere hoogte vanaf een onderzijde van de homogenisatietank. Bij voorkeur wordt het bier zijdelings afgevoerd uit de homogenisatietank, richting de separator. Bij verdere voorkeur voorziet de homogenisatietank (1) een eerste (tank)aanslulting aan de onderzijde, voor invoer van drank (vanuit ianks voor fermentatie/maturatie) in de homogenisatietank, en voor circulatie van bier vanuit de homogenisatietank doorheen de straalkop, en sen tweede (lank}aansluiting op een zekere hoogte van de onderzijde, voor afvoer van gehomogeniseerd bier naar de separator. Een eerste aansluiting aan de onderzijde, voor circulatie van bier, vanuit het tankvolume doorheen de straalkop heeft als voordeel dat gistviokken die neerslaan op de tankbodem vanzelf meer kans hebben om terug te worden gecirculeerd. Circulatie doorheen de straalkop leidt tot de verspreiding en verdere verkleining van deze gistvlokken.

Een tweede aansluiting op een zekere hoogte vanaf de onderzijde, voor afvoer van gehomogeniseerd bier naar de separator heeft als voordeel dat, met een toenemende atvoerhoogte, gisten die neerslaan op de tankbodem minder snel zullen worden meegenomen in de afvoer (en richting de separator).

Bij voorkeur is de straaikop vanaf de onderzijde in het tankvolume gebracht, waarbij de tankaansiuiting voor Invoer naar de roterende straalkop concenirisch verloop! doorheen de eerste tankaansluiting aan de onderzijde.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm wordt het bier afgevoerd (voor scheiding) op sen hoogte die overeenstemt met minimaal de helft van het volume aan bier dat in de homogenisatietank aanwezig is. Mel het ‘oversensiemmen’ van een hoogte en een volume wordt verwezen naar het volume ingenomen door hel bier indien de tank tot de opgegeven hoogie zou zijn gevuld. De uitvinders bemerkten in deze opstelling een voldoend laag gehalte aan (grote) gistclusiers in de afvoer richting de separator.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de straalkop voorzien op een hoogte die overeenstemt met maximaal een kwart van het volume aan bier dat in de homogenisatietank aanwezig is (tijdens homogenisatie). De lage positis van de straalkop in de homogenisatietank bleek te leiden tot een goede homogenisatie van gistclusters die van nature neerslaan in de tank — waardoor zij vaker een lage positie in de tank gaan innemen, Bij voorkeur is de straalkop (tijdens homogenisatie) omgeven door bier. Meer nog, de Uilvinders stelden vast dat de straaikop zelf en de erdoor gegenereerde stromen nooit boven het vloelstofopperviak mogen reiken. Dit, om schuimvorming en CO:-saturatie te vermijden.

Optioneel is de homogenisatietank cilinder-conisch van vorm. Echter is de uitvinding hier niet toe gelimiteerd. Optioneel is de straalkop voorzien in het onderste, conische gedeelte van de homogenisatietank. Als alternatief is de straalkop daarboven voorzien, in het cilindrische gedeelte van de homogenisatietank. De term “conisch”, zoals hierin gebruikt, wijst erop dat een onderste gedeelte van de tank zich neerwaarts vernauwend uitstrekt. Dat kan bijvoorbeeld via een omgekeerd koepelvormige of kegelvormige vernauwing. De eerste situatie wordt getoond in Fig.

{ en 4. Echter is de uitvinding hiertoe niet gelimiteerd.

In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm wordt de fermentatistank/maturatistank tenminsie éénmaal gespuid, voorefgaand aan het wegleiden van Dier uit de tank. Het spuien zorgt ervoor dat een groot deel aan gist reeds bij aanvang wordt verwijderd. Gesedimenteerde gist wordt weggespoeld. Weliswaar zullen er steeds een aanlal gisiclusters achierblijven. Hiervoor voorziet de uitvinding een homogenisatie zoals hierboven beschreven.

In een verders of alternalieve uitvoeringsvorm wordt de roterende straaikop extern aangedreven. Bijgevolg is er geen contact lussen evenlusie tandwisien en de vloeistof voor aandrijving. Hierdoor kan de straalkop een grotere inhoud aan vaste deeltjes aan. Optioneel maakt de straalkop een dubbel roterende beweging. Bijvoorbeeld gaat hel om een molenvormige beweging in een verticaal vlak, gecombineerd met een azimutale draaibeweging van de molen omheen de verticale as. De uitvinding is hier niet toe gelimiteerd.

In een verdere of alternatieve Uitvoeringsvorm wordt gist door middel van centrifuge uit het bier gescheiden. Een centrifugale plaatcentrifuge is bijvoorbeeld geschikt voor het scheiden van gist uit bier. Optioneel worden nog bijkomende scheidingsstappen en/of scheidingstechnieken toegepast.

in een tweede aspect voorziet de uitvinding een inrichting voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, bijvoorbeeld uit bier, de inrichting omvattende een tank voor fermentatie of maturatie van de drank, en een separator om gist uit de drank te scheiden. In het bijzonder omvat de inrichting verder nog een homogenisatietank die stroomopwaarts in drankverbinding staal met de tank voor fermeniatie of maturatie, en die stroomafwaarlis in drankverbinding staat met de separator, welke homogenisatieiank verder een roteerbare straalkop omvat die in de homogenisatietank is voorzien, met een systeem voor circulatie van drank doorheen de straalkop. Bij voorkeur is de inrichting geschikt voor uitvoering van de hierboven beschreven werkwijze. Dezelfde voordelen kunnen worden hernomen.

Bij voorkeur is de inrichting voorzien van buiswerk en eventuele kranen zodat de homogenisatietank in verbinding kan worden gesteld met de fermentatietank, siroomafwaarts van de fermentatietank. Bij voorkeur is de inrichting voorzien van buiswerk en eventuele kranen zodat de homogenisatietank in verbinding kan worden gesteld met de separator, stroomopwaarts van de separator.

Bij voorkeur gaat het om een vaste installatie omvattende één of meerdere fermentatistanks en/of maturatietanks (gerangschikt in parallel), omvattende één of meerdere homogenisatietanks (gerangschikt in parallel of in serie}, en omvattende één of meerdere scheiders {gerangschikt in parallel). Buiswerk is voorzien om de fermentatie-/maturatistanks in verbinding te stellen met de homogenisatietanks, en verder buiswerk is voorzien om de homogenisatietanks in verbinding te steilen met de separatoren. Bij voorkeur sluit het buiswerk aan op overeenkomstige aansiultingen/connecties. Bij voorkeur is het buiswerk voorzien van kranen (Engels: “vaives”} die een regeling toelaten van welke fermentatio-/maturatietank wordt verbonden met welke homogenisatietank, en/of van welke homogenisatielank mel welke separalor wordt verbonden, Bij voorkeur is het genoemde circulatiesysteem ervoor geschik! om bier vanuit de homogenisatietank doorheen de straalkop terug in de homogenisatietank te stralen. Optioneel omvat het circulatiesysteem een lus om het bier vanuit de homogenisatietank doorheen de straalkop te voeren. Optioneel is de lus minstens gedeeltelijk extern aan de homogenisatietank. Optioneel is de lus voorzien van pompmiddelen. Optioneel zijn de pompmiddelen voorzien van een variabele frequeniiesturing, zodat de invoer van de schelder{s)/separator{en)} alsook het circulatiedebiet over de straalkop kunnen worden gestuurd, zoals hogerop gemeld.

In een verdere of alternatieve uilvoeringsvorm voorziet de homogenisatistank sen eerste aansluiting aan de onderzijde, voor invoer van bier vanuit de tanks voor fermentatie/maturatie, en voor circulatie van bier vanuit de homogenisatietank doorheen de straalkop, en een tweede aansluiting op een zekere hoogte van de onderzijde, voor afvoer van gehomogeniseerd bier naar de separator. Een ‘zekere’ hoogte duidt op een hoogte die niet nul is, zodat er een verticale afstand is tussen de tankbodem en de (aansluiting voor) afvoer. Er is dus ruimte voor gistviokken om eventueel tot onder de tweede afvoer te bezinken. Bij voorkeur is de tweede afvoer een zijdelingse afvoer. Voordelen staan hogerop beschreven. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de tweede afvoer voorzien op een hoogte die overeenstemt met minimaal de helft van het volume van de homogenisatietank.

In een verdere of alternatieve Uitvoeringsvorm is de homogenisatietank uitgerust met een extern aandrijfmiddel voor het roterend aandrijven van de straalkop. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de homogenisatietank via buiswerk en eventuele kranen aangesiotien op een veelheid aan tanks voor fermentatie of maturatie. De homogenisatietank kan bij voorkeur individueel in verbinding worden gesteid met elk van de erop aangesloten tanks voor fermentatie of maturatie, door het afstellen van de kranen, Het homogenisatie-sysleem voorzien als afzonderlijke tank laai toe om het veel efficiénter te benutten. Het is niet nodig om elke fermenialielank afzonderlijk van sen dergelijk sysleem te voorzien, Net als de separator, kan de nomogenisatietank gemeenschappelijk worden ingezet voor de volledige productie van alle erop aangesioten fermentatietanks. In een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is de separator een conische plaaicentrifuge. in wat voigi wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niel-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïmterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren, Figuur 1 geeft een schematische voorstelling van sen Inrichting 1 voor het scheiden van gist uit bier, volgens een mogelijke uitvoeringsvorm. De inrichting 1 omvalt sen homogenisatietank 2 en een separator 3. Via invoerbuiswerk 4' is de homogenisatietank 2 aangesioten op sen veelheid aan fermentatietanks/maturatietanks (niet afgebeeld). Deze zijn stroomopwaarts gerangschiki. Het invoerbuiswerk 4’ voorziet evensens een pompmiddel 5’. Bij voorkeur is het pompmiddel 5’ voorzien van een frequentiesturing. In de homogenisatietank 2 zelf is er een straalkop S voorzien, roteerbaar aangeslolen op een exter aandrijfmiddel 7. De straalkkop 6 kan dubbel rolerend worden aangedreven. De beweging van de straalkop 6 wordt schematisch aangeduid via pijlen.

(a BE2020/5354 De homogenisatietank 2 voorziet een onderste tankaansluiting 8’ aan de onderzijde van de tank 2, met een straalkopinvoer 10 die concentrisch doorheen de onderste aansluiting 8’ passeert. De onderste aansluiting 8’ staat daarbij in verbinding met een externe lus 11 die naar de straalkopinvoer 18 terugvoert, en die uiteindelijk in de siraalkop 6 uitmondt. De externe lus 11 is eveneens voorzien van een pompmiddel 5, bij voorkeur voorzien van een frequentiesturing. De inrichting 1 voorziet dus de mogelijkheid om bier vanaf de onderzijde van de homogenisatietank 2 te circuleren, doorheen de externe lus 11 en doorheen de straalkop 6. Bij doorvoer van bier gaat de straalkop 6 tenminste twee stralen genereren (bv. twee, drie of vier}, in onderling verschillende richtingen die continu veranderlijk zijn. Dit veroorzaakt homogenisatie. In de getoonde uitvoeringsvorm sluit het invoerbuiswerk 4' aan op de externe lus

11. Bij voorkeur wordt het ingevoerde bier (met eventuele gistviokken daarin aanwezig) doorheen de siraalkop 8 in de homogenisatieiank 2 gevoerd. Dit genereert een eersie menging en desaggregatie van gisiviokken. Echter kan een deel van het bier ook doorheen de onderste tankaansliuiting 8’ in de homogenisalielank worden gevoerd. De onderste aansluiting 8’ fungeert dus ais invoer {voor invoer van bier vanuit de fermentatie-/Maturatieiank) en als alvoer (voor circulatie van bier doorheen de straalkop}. De homogenisalietank 2 voorziet verder een zijdelingse aansluiting (tankafvoer) 8” op een zekere hoogte 9 vanat de onderzijde van de tank 2. Deze tankaivoer 8” is aangesloten op afvoerbuiswerk 4” om het bier vanaf de homogenisatietank 2 naar de separalor 3 te geleiden, Het afvoerbuiswerk 4” voorziel eveneens een pompmiddel 5”, bij voorkeur voorzien van een fregquentiesturing. Voorbeeld — het schelden van gist en bier Volgens sen mogelijke, verdere uilvoeringsvorm wordt de homogenisatietank 2 gevuld tot een bepaald niveau, vanuit een tank voor fermentaiie/maturatie. Vervolgens werkt de inrichting 1 quasi-stationair, met een invoerdeblet (doorheen invoerbuiswerk 4’) en een afvoerdebiet (doorheen tankafvoer 8”) die in hooldzaak hetzelfde zijn. Als mogelijk voorbeeld gaat het om een debiet van telkens ongeveer 600 hL per uur. Het biervolume aanwezig in de homogenisatietank 2 blijift dan hoofdzakelijk constant. Bijvoorbeeld wordt het biervolume aanwezig in de homogenisatietank 2 op een gecontroleerd niveau van ongeveer 200 hL gehouden. De gemiddelde verblijftijd van het bier in de tank 2 bedraagt dan ongeveer 20 minuten. De zijdelingse tankafvoer 8” is zoals gezegd voorzien op een zekere hoogte 9 vanaf de onderzijde van de homogenisatietank 2. Bijvoorbeeld stemt deze hoogte overeen met een biervolume van ongeveer 135 hL in de tank 2 (dus meer dan de helft van 200 nL die werkelijk aanwezig is in de tank 2). Ondertussen wordt het bier in de homogenisatietank 2 continu gecirculeerd doorheen de straalkop 8.

Bijvoorbeeld becraagt het circulatiedebiet ongeveer 200 hL per uur, zijnde één derde van het invoerdebiet en uitvoerdebiet. Als gevolg hiervan wordt het Dier gehomogeniseerd. Gehomogeniseerd bier wordt afgevoerd richting de scheider/scheiders 3.

Figuur 2A geeft een microscopisch beeld van een geceeltelijke doorsnede van sen gistviok aanwezig in bier, voorafgaand aan homogenisatie van het bier (400x vergroting). Figuur 2B geeft sen microscopisch beeld van gist in oplossing na homogenisatie van het bier in overeenstemming met de uitvinding (400x vergroting).

Duidelijk is er sprake van een desaggregatie van clusters gist, en van een betere verspreiding van gis! over het bier, Evenwel werden de gistcellen niet beschadigd. Figuur 3A geeft een microscopisch beeld van geclusterde gist vóór homogenisatie {(400x vergroting). Figuur 3B geeft een microscopisch beeld van gist in oplossing na homogenisatie van het bier, in overeenkomstig de uitvinding (400x vergroting). Opnieuw heeft de homogenisatie een duidelijk en positief effect. Evenwel raakten de gistcelien niet beschadigd. Figuur 4 loont nog een doorsnede van een homogenisatietank 2 volgens een mogelijke uitvoeringsvorm. De tank 2 omvat een tankvai 12 gedragen door steunpoten 13. De tankwand 14 is voorzien van sen isolatielaag 15. Het tankvai 12 omsluit een roterend aandrijfbare straalkon 6 die op een extern aandrijfmiddel 7 is aangesloten. De straalkop 6 is vanaf de onderzijde in het ianxvat gebracht. Aan diezelfde onderzijde voorziel het tankvat 12 een onderste tankaansluling 8’, en een straalkopinvoer 10 die concentrisch doorheen de eerste onderste tankaansiuiting 8 verloop. Hiertussen kan overeenkomstig de uitvinding sen externe lus worden gevormd, voor circulatie, De straalkopinvoer 10 staat namelijk in verbinding met de straalkop 8. Verder voorzet het tankvat 12 nog twee zijdelingse tiankafvoeren/tankaansiuitingen 8” op een zekere hoogtes vanaf de onderzijde.

Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden kunnen toegevoegd worden zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen.

De genummerde elementen in de figuren zijn: 1 Inrichting 2 Homogenisatietank 3 Separator 4 Buiswerk 5 Pompmiddel 5 Straalkop 7 Aandrijfmiddel 8 Onderste aansluiting (invoer/afvoer) 8” Zijdelingse aansiuiting (aivoer) 9 Hoogte 10 Straalkopaansluiting (invoer) 11 Lus 12 Tankvat 13 Steunpoot 14 Tankwand 15 Isolatielaag

Claims (1)

1. U BE2020/5354

   CONCLUSIES

   1. Een werkwijze voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, welke drank in een tank voor fermentatie of maturatie is gevat, de werkwijze omvattende: {} het wegleiden van drank uit de genoemde tank, waarbij de drank in een afzonderlijke homogenisatietank (2) wordt gevoerd, (ij het homogeniseren van de ingevoerde drank, (id) het afvoeren van gehomogeniseerde drank uit de homogenisatietank (2), en {iv} het schelden van gist uit de afgevoerde drank, welk homogeniseren het circuleren omvat van drank doorheen een roterende straalkop (6) die in de homogenisatietank (2) is voorzien.

   2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de drank gemiddeld minimaal 10 minuten in de homogenisatietank (2} verbliiit, bij voorkeur minimaal 20 minuten.

   3. Werkwijze volgens één der conclusies 1-2, waarbij de drank wordt gecirculeerd met een debiet dat minimaal één zesde bedraagt van het ingevoerde debiet, bij voorkeur minimaal één derde.

   4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de drank uit de homogenisatielank (2) wordt afgevoerd, op een zekere hoogte (9) vanaf een onderzijde van de homogenisatietank (2).

   5. Werkwijze volgens voorgaande conclusie 4, waarbij drank wordt afgevoerd op een hoogie (9) die overeenstemt! met minimaal de helft van het volume aan drank dat in de homogenisatietank (2) aanwezig is.

   6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de straalkop (6) is voorzien op een hoogte die overeenstem! met maximaal een kwart van het volume van de homogenisatietank (2).

   7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de tank voor fermentatie of maturatie tenminste éénmaal wordt gespuid, voorafgaand aan het wegleiden van drank uit de tank.

   8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de roterende straalkop (6) extern wordt aangedreven. 3, Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij gist op centrifugale wijze uit de drank wordt gescheiden.

   10. Een inrichting (1) voor het scheiden van gist uit gefermenteerde drank, de inrichting {1} omvattende een tank voor fermentatie of maluratie van de drank, en een separator (3) om gist uit de drank te scheiden, met het kenmerk, dat de inrichting {1} verder nog een homogenisatietank (2) omvat, welke homogenisatietank {2} slroomafwaarisis gerangschik! van de tank voor fermentatie of maturatie, en welke homogenisatietank stroomopwaarts is gerangschikt van de separator (3), waarbij de homogenisatietank (2) een roteerbare straalkop (6) omsluit, aangesloten op een systeem (5, 11} voor circulatie van drank doorheen de straalkop (6). 1%. inrichting (1) volgens conclusie 10, waarbij de nomogenisatielank (2) een eerste aansluiling (8’} voorziet aan een onderzijde van de tank (2), voor invoer van drank in de homogenisatietank (2), en voor circulatie van drank vanuit de homogenisatietank (2) doorheen de straaikop (6), en een tweede aansluiting {87} op een zekere hoogie vanai de onderzijde, voor afvoer van gehomogeniseerde drank naar de separator (33.

   12.lnrichting (1) volgens conclusie 11, waarbij de iweede aansluiting (8”) is voorzien op een hoogte die overeenstemt met minimaal de helft van het volume van de homogenisatietank (2). 13 Inrichting (1) volgens één der conclusies 10-12, waarbij de homogenisatietank (2) is uitgerust met een extern aandrijfmiddel (7) voor het roterend aandrijven van de straalkop (6).

   14. Inrichting (1) volgens één der conclusies 10-13, waarbij de homogenisatietank (2) via buiswerk {4} en eventuels kranen is aangesloien op con veelheid aan tanks voor fermentatie of maturatie.

   15. Inrichting (1) volgens één der conclusies 10-14, waarbij de separator (3) een conische plaatcentrifuge is.