DD260285A1

DD260285A1 - METHOD OF COOKING BEER SPICES

Info

Publication number: DD260285A1
Application number: DD30233587A
Authority: DD
Inventors: Irene Senge; Wolfgang Boehm; Heinz Doebler; Sigrid Breiden; Ernst Fuchs; Thomas Weiss
Original assignee: Humboldt Univers Zu Berlin Dir
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1988-09-21

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Kochen von Bierwuerze unter einem Ueberdruck von maximal etwa 0,05 MPa in einer Wuerzekocheinrichtung mit Aussen- oder Innenkocher beschrieben. Durch die Erzeugung von Druckschwankungen im Wuerzekochgefaess werden in mehreren Phasen der Wuerzeentspannung im gesamten Wuerzevolumen Dampfblasen entbunden. Das infolge der Wuerzeentspannung verdampfte Wasservolumen betraegt unabhaengig von der maximalen Temperatur des Wuerzevolumens im Wuerzekochgefaess, die zwischen 102 und 112C liegt, mindestens etwa 2,5% des Wuerzevolumens. Die Druckschwankungen im Wuerzekochgefaess werden durch Schwankungen bei der Heizdampfzufuhr zum Kocher oder durch Schwankungen bei der Bruedenableitung erzeugt.A process is described for cooking beer wort under a maximum pressure of about 0.05 MPa in a wort cooker having an external or internal cooker. Due to the generation of pressure fluctuations in the wort cooker, steam bubbles are released in several phases of the wort relaxation in the entire wort volume. The volume of water evaporated as a result of the wort relaxation is at least about 2.5% of the wort volume, independent of the maximum temperature of the wort volume in the wort cooker, which is between 102 and 112C. The pressure fluctuations in the wort cooking vessel are caused by fluctuations in the heating steam supply to the stove or by fluctuations in the Bruederableitung.

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kochen von Bierwürze aller Biersorten unter einem Überdruck von maximal etwa 0,05MPa, das für die chargenweise Kochung in Würzekocheinrichtungen mit Außen-oder Innenkocher angewendet werden kann.The invention relates to a method for cooking wort of all types of beer under a maximum pressure of about 0.05 MPa, which can be applied for batch cooking in wort boiling with outdoor or indoor.

Characteristic of the known state of the art

Von den unterschiedlichen technologischen Zielen bei der Würzekochung ist vor allem die Eiweißkoagulation und die Austreibung unerwünschter flüchtiger Substanzen eine ausreichende Kochbewegung und Dampfblasenbildung in der Würze notwendig. In den konventionellen Doppelbodenpfannen wurden bei einer Kochzeit von 90 bis 100 min beide Aufgaben in befriedigendem-Maße erfüllt, jedoch entstand bei der hohen Wasserverdampfung von 12 bis 16% des Würzevolumens während der Kochzeit ein großer Dampfverbrauch (Brauwelt [1982], S.6).Of the different technological goals in wort boiling, protein coagulation and the expulsion of undesired volatile substances, in particular, require adequate cooking movement and vapor bubble formation in the wort. In the conventional double bottom pans, both tasks were satisfactorily fulfilled with a cooking time of 90 to 100 min, but at the high water evaporation of 12 to 16% of the wort volume during cooking a large amount of steam was consumed (Brauwelt [1982], p.6) ,

Bei den bekannten Würzekocheinrichtungen mit Außenkocher wird die im Außenkocher erhitzte Würze entweder tangential (DE-AS 2515451) oder senkrecht von unten über ein Leitrohr mit einer Umlenk- und Verteileinrichtung (DE-OS 2231900, DE-OS 2535120) in das Würzekochgefäß zurückgeleitet. Die Bildung von Dampfblasen erfolgt nur in dem über den Außenkocher umgewälzten Volumenstrom. Um zu sichern, daß nahezu alle Würzeteilchen den Außenkocher während der Kochzeit ausreichend oft passieren, wird im Durchschnitt eine zehnmalige Umwälzung des Würzevolumens über den Außenkocher gefordert. Ein Nachteil dertangentialen Rückführung der Würze in das Würzekochgefäß besteht darin, daß im Gefäß ein Steigraum für die schäumende Würze vorhanden sein muß und Maßnahmen zur Schaumbekämpfung notwendig sind (DD-PS 228822). Wie Untersuchungen zur Strömungsmechanik von Würzekocheinrichtungen mit Außenkocher an Hand der ermittelten Häufigkeitsverteilungen zeigen (Brauwissenschaft [1980], S. 221,227), ergibt ein exzentrischer Würzeauslauf bei tangentialem Einlauf (DD-PS 219035) keinen Vorteil im Vergleich zu einem zentrischen Würzeauslauf. Dagegen ist bekannt, daß mit Hilfe einer aufwendigen Würzeverteileinrichtung zum gleichmäßigen Aufschichten der Würze auf die Würzeoberfläche und mehrerer Ablauföffnungen im Gefäßboden eine Kolbenströmung der Würze im Gefäß erzwungen werden kann (DE-PS 3018111). Auf diese Weise findet im Würzekochgefäß jedoch keine intensive Bewegung der Würzeteilchen mehr statt. Eine Energieeinsparung im Vergleich zu den konventionellen Doppelbodenpfannen wurde durch die Würzekocheinrichtungen mit Außenkocher nicht erreicht (Brauwelt [1982], S. 8).In the known wort boiling with external boiler heated in the external boiler wort either tangentially (DE-AS 2515451) or vertically from below via a guide tube with a deflection and distribution device (DE-OS 2231900, DE-OS 2535120) returned to the wort cooking vessel. The formation of vapor bubbles takes place only in the volume flow circulated via the external boiler. In order to ensure that almost all seasoning particles pass the outdoor cooker sufficiently often during the cooking time, on average ten times the circulation volume of the wort is demanded by the outside cooker. A disadvantage dertangentialen return of the wort in the wort cooker is that in the vessel a rising space for the foaming wort must be present and measures to combat foam are necessary (DD-PS 228822). As studies on the flow mechanics of wort boiling with external boiler on the basis of the determined frequency distributions show (Brauwissenschaft [1980], p 221,227), results in an eccentric Würzeauslauf tangential inlet (DD-PS 219035) no advantage compared to a centric Würzeauslauf. In contrast, it is known that with the help of a complex Würzeverteileinrichtung for uniform coating of the wort on the wort surface and a plurality of drain holes in the bottom of the vessel a piston flow of the wort in the vessel can be enforced (DE-PS 3018111). In this way, however, there is no longer any intensive movement of the seasoning particles in the wort boiling vessel. An energy saving compared to the conventional double bottom pans was not achieved by the wort boiling with outdoor boiler (Brauwelt [1982], p 8).

Auch bei den bekannten Einrichtungen mitlnnenkocher besteht die Gefahr der Ausbildung von „Totwasserzonen" (Brauelt [1982], S6). .There is also the danger of the formation of "dead water zones" in the known equipment of domestic cookers (Brauelt [1982], S6).

Durch die Kochung bei Temperaturen über 100⁰C werden die Vorgänge der Eiweißdenaturierung, die Spaltung der Dimethylsulfid-Vorläufer und die Isomerisierung der alpha-Säuren beschleunigt.By boiling at temperatures above 100 ⁰ C, the processes of protein denaturation, the cleavage of the dimethyl sulfide precursors and the isomerization of the alpha acids are accelerated.

Es ist bekannt, den Würzestrom nach dem Austritt aus dem Außenkocher einem Thermoreaktionsgefäß zuzuführen, in dem die Würze einige Minuten bei einer Temperatur zwischen 110 und 13O⁰C verweilt (DE-PS 3320627). Totwasserzonen im Würzekochgefäß wirken sich bei diesem Verfahren besonders nachteilig aus, weil die Würze für eine Wasserverdampfung von 5% während der Kochung je nach Reaktionstemperatur nur ein- bis dreimal über den Außenkocher umgewälzt wird. UngünstigIt is known to supply the wort stream after exiting the external boiler a thermoreaction vessel in which the wort for a few minutes at a temperature between 110 and 13O ⁰ C dwells (DE-PS 3320627). Dead water zones in the wort cooking vessel have a particularly disadvantageous effect in this process, because the wort is circulated only once to three times via the external cooker during the boiling process, depending on the reaction temperature, for a water evaporation of 5%. Unfavorable

ist auch der Platzbedarf für das Thermoreaktionsgefäß. Eine Behandlung des gesamten Würzevolumens über einen Zeitraum von etwa 30min bei einer Tempertur von 110 bis 112°C in einem für einen Überdruck von z.B. 0,07MPa ausgelegten Würzekochgefäß führt aufgrund der hohen thermischen Belastung der Würze zu einer verstärkten Bildung der unerwünschten Produkte der Maillard-Reaktion (Brauwelt [1982], S.9,10).is also the space required for the thermal reaction vessel. A treatment of the entire wort volume over a period of about 30 minutes at a temperature of 110 to 112 ° C in a for a positive pressure of e.g. Due to the high thermal load of the wort, 0.07 MPa wort boiling vessel leads to an increased formation of the unwanted products of the Maillard reaction (Brauwelt [1982], p.9,10).

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bei vergleichsweise geringem apparativem Aufwand und Energieverbrauch für die Prozeßstufe Würzekochung eine qualitativ hochwertige Würze herzustellen.The aim of the invention is to produce a high quality wort at relatively low equipment cost and energy consumption for the process stage wort boiling.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wasserverdampfung von etwa 5% des Würzevolumensund nahezu schaumfreier Kochung eine hohe Würzequalität zu erreichen, wobei die unerwünschte Bildung von Produkten der Maillard-Reaktion im Vergleich zur konventionellen Kochung nicht zunehmen soll.The invention has for its object to achieve a high wort quality at a water evaporation of about 5% of the wort volume and almost foam-free boiling, the unwanted formation of products of the Maillard reaction should not increase in comparison to conventional cooking.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das gesamte Würzevolumen nach Erreichen einer Temperatur im Bereich zwischen 102 und 112⁰C unter weiterer Dampfzufuhr durch die Erzeugung von Druckschwankungen im Würzekochgefäß mehreren Phasen einer Enspannungsverdampfung unterzogen wird. Unabhängig von der im Würzekochgefäß erreichten Maximaltemperatur beträgt das durch die Entspannung der Würze verdampfte Wasservolumen mindestens etwa 2,5% des Würzevolumens am Kochbeginn. Während der Entspannungsphasen verlaufen aufgrund der kräftigen Bewegung der Würzeteilchen bei der Dampfblasenbildung im gesamten Würzevolumen die Austreibung der unerwünschten flüchtigen Stoffe und Agglomerisation der denaturierten Eiweiße besonders intensiv.According to the invention the object is achieved in that the entire wort volume is subjected to several phases of Enspannungsverdampfung after reaching a temperature in the range between 102 and 112 ⁰ C with further steam supply by the generation of pressure fluctuations in the wort kettle. Regardless of the maximum temperature reached in the wort kettle, the volume of water vaporized by the expansion of the wort is at least about 2.5% of the wort volume at the start of cooking. During the relaxation phases run due to the vigorous movement of Würzpartchen in the formation of vapor bubbles throughout the wort volume, the expulsion of unwanted volatiles and agglomeration of denatured proteins particularly intense.

Die Druckschwankungen im Würzekochgefäß werden durch Schwankungen des Brüdenvolumenstromes infolge einer Veränderung des freien Querschnittes zur Ableitung des Brüdens (aus dem Kochgefäß) beziehungsweise des Brüdenkondensates (nach dem Brüdenkondensator) oder durch Schwankungen in der Heizdampfzufuhr zum Kocher infolge der Veränderung des freien Querschnittes für die Dampfzuleitung oder die Kondensatableitung oder die Veränderung des Dampfdruckes erzeugt.The pressure fluctuations in the wort kettle are due to variations in the vapors volume flow due to a change in the free cross section to dissipate the vapor (from the cooking vessel) or the vapor condensate (after the vapor condenser) or by fluctuations in the Heizdampfzufuhr to the stove due to the change in the free cross section for the steam supply or the condensate drainage or the change of the vapor pressure is generated.

Das Verfahren kannfürWürzekocheinrichtungen mit Außen- oder Innenkocher angewendet werden. Die Würze wird vom Kocher aus vorzugsweise durch ein senkrechtes Leitrohr mit einer Umlenk- und Verteileinrichtung über die Würzeoberfläche geführt. Bei dieser Anordnung wird der während der Würzeentspannung entstehende feinporige Schaum durch den „Kochpilz" sicher zerschlagen.The method can be used for outdoor or indoor cooker cookers. The wort is preferably conducted from the digester through a vertical guide tube with a deflection and distribution device over the wort surface. With this arrangement, the fine-pored foam produced during wort relaxation is safely broken by the "cooking mushroom".

Ausführungsbeispieleembodiments

In den Figuren 1 und 2 wurden für den weiteren Verlauf der Würzekochung nach dem Erreichen der Maximaltemperatur im Würzekochgefäß zwei Beispiele vereinfacht dargestellt.In the figures 1 and 2, two examples have been simplified for the further course of the wort boiling after reaching the maximum temperature in the wort kettle.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Beträgt die Würzetemperatur im Würzekochgefäß 98 bis 100⁰C, wird das Würzevolumen nach dem Schließen des Schiebers in der Brüdenleitung weiter bis auf 105⁰C erwärmt. Anschließend wird der Schieber in der Brüdenleitung bis zu einer festgelegten Stellung geöffnet. Der weitere Druck- und Temperaturverlauf im Würzekochgefäß ist in Figur 1 angegeben. Die Mengenströme für den Brüden rh_Bund dem Heizdampf m_D gelten für ein Sudwerk für 10t Schüttung bei einem Würzvolumen am Kochbeginn von 850 hl. Die regelmäßigen Schwankungen im Dampfdurchsatz durch den Kocher können von einem für das Sudhaus in vielen Fällen ohnehin vorhandenen Dampfspeicher leicht ausgeglichen werden. Die Schwankungen werden erzeugt, indem eine oder mehrere Leitungen für das Heizdampfkondensat geöffnet bzw. geschlossen werden. Für den in Figur 1 dargestellten Verlauf der Kochung beträgt das verdampfte Wasservolumen 4,5% des Würzevolumens am Kochbeginn; 3,1 % werden durch die Würzeentspannung verdampft.If the wort in the wort boiling vessel temperature from 98 to 100 ⁰ C, the wort volume is heated after closing the gate valve in the vapor line further to 105 ⁰ C. Subsequently, the slide is opened in the vapor line up to a specified position. The further pressure and temperature profile in the wort kettle is shown in FIG. The flow rates for the vapor rh _B and the heating steam m _D apply to a brewhouse for 10 tons of feed with a wort volume of 850 hl at the start of the cooking. The regular fluctuations in the steam flow rate through the digester can easily be compensated for by a steam storage unit that is already present in many cases for the brewhouse. The fluctuations are generated by opening or closing one or more lines for the heating steam condensate. For the course of the cooking shown in Figure 1, the evaporated water volume is 4.5% of the wort volume at the start of cooking; 3.1% are evaporated by the wort relaxation.

Dieser Verlauf der Kochung ist besonders für Whirlpoolpfannen mit großen Durchmessern von z. B. sechs Metern geeignet. Eine Auslegung großer Whirlpoolpfannen bis zu Drücken von etwa 0,07MPa erfordert einen hohen Aufwand, da im Interesse einer guten Trubabscheidung die Neigung des Gefäßbodens zur Bodenmitte 5° nicht überschreiten sollte. Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens reicht es aus, das Kochgefäß für einen Überdruck von 0,03 MPa auszulegen.This course of cooking is especially for whirlpool pans with large diameters of z. B. six meters suitable. A design of large whirlpool pans up to pressures of about 0.07 MPa requires a lot of effort, since in the interest of good Trubabscheidung the inclination of the bottom of the vessel to the center should not exceed 5 °. When using the method described it is sufficient to design the cooking vessel for a pressure of 0.03 MPa.

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

Nachdem Erwärmen des Würzevolumens im Würzekochgefäß auf 98 bis 100⁰C wird der Schieber in der Brüdenleitung geschlossen. Im Würzekochgefäß erfolgt durch die weitere Dampfzufuhr zum Kocher in 10 bis 15min der Druckaufbau bis zu einem Überdruck von 0,05MPa. Die stufenweise Entspannung des Würzevolumens bei weiterer Dampfzufuhr verläuft entsprechend der Darstellung in Figur 2.After heating the wort volume in wort condenser to 98 to 100 ⁰ C, the slide is closed in the vapor line. In the wort boiling vessel, the pressure builds up to an overpressure of 0.05 MPa in 10 to 15 minutes due to the further supply of steam to the cooker. The stepwise expansion of the wort volume with further steam supply proceeds in accordance with the illustration in FIG. 2.

Die Mengenströme für den Brüden rh_B und den Heizdampf rh_D gelten für ein Sudwerk für 5t Schüttung bei einem Würzevolumen am Koch beginn von 400hl. Der starken Schwankungen unterworfene Brüdenstrom kann von den meisten Verfahren der Brüdenverwertung ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand verarbeitet werden.The flow rates for the vapor rh _B and the heating steam rh _D apply to a brewhouse for 5 tons of feed at a wort volume at the beginning of 400 liters. The strong fluctuations subjected vapor stream can be processed by most methods of vapor utilization without significant additional effort.

Wird im Würzekochgefäß der Überdruck von 0,05MPa erreicht, öffnet der Speicher in der Brüdenleitung so weit, daß in der vorgesehenen Zeit der Druck bis auf einen festgelegten oberen Wert abgebaut wird. Anschließend pendeln Druck und Temperatur im Würzekochgefäß durch den Wechsel zwischen zwei Schieberstellungen in einem Betrieb oberhalb dieses oberen Druckwertes. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne öffnet der Schieber so weit, daß in der vorgesehenen Zeit ein weiterer Druckabbau auf einen festgelegten unteren Wert erfolgt. Durch den Wechsel zwischen zwei Schieberstellungen pendeln Druck und Temperatur in einem Bereich oberhalb dieses unteren Druckwertes. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne wird das Würzevolumen durch weiteres Öffnen des Schiebers in der Brüdenleitung auf· Normaldruck enspannt.If the overpressure of 0.05MPa is reached in the wort kettle, the accumulator in the vapor line opens so far that the pressure in the intended time is reduced to a specified upper value. Subsequently, the pressure and temperature in the wort boiling vessel oscillate due to the change between two spool positions in an operation above this upper pressure value. After a predetermined period of time, the slide opens so far that takes place in the scheduled time, a further pressure reduction to a specified lower value. By switching between two slide positions, pressure and temperature oscillate in a range above this lower pressure value. After a predetermined period of time, the wort volume is relaxed by further opening the slide in the vapor line to normal pressure.

Für den in Figur 2 dargestellten Verlauf der Kochung nach Erreichen der maximalen Temperatur von 111⁰C beträgt das verdampfte Wasservoiumen 5,0% des Würzevolumens am Kochbeginn, 2,8% werden durch die Würzeentspannung verdampft.For the course of the cooking shown in Figure 2 after reaching the maximum temperature of 111 ⁰ C, the vaporized Wasservoiumen 5.0% of the wort volume at the start of cooking, 2.8% are evaporated by the wort relaxation.

Eine Veränderung des Heizdampfstromes zum Kocher führt nur zu einer geringfügigen Abweichung von der vorgesehenen Kochzeit der Würze; während Druck und Temperatur im oberen oder unteren Bereich pendeln, verändert sich lediglich die Anzahl der Druckschwankungen. Auf diese Weise haben einerseits betrieblich bedingte Schwankungen im Heizdampfangebot kaum einen Einfluß auf den Verlauf der Kochung, andererseits kann eine Erhöhung der Wasserverdampfung durch eine erhöhte Dampfzufuhr zum Kocher ohne wesentliche Verlängerung der Kochzeit erzielt werden. Damit entfallen bei einem zu niedrigen Extraktgehalt der Würze am Kochbeginn weitgehend die nachteiligen Folgen einer größeren thermischen Belastung der Würze und einer Verzögerung im Sudablauf.A change in the Heizdampfstromes to the digester leads only to a slight deviation from the intended cooking time of the wort; while pressure and temperature oscillate in the upper or lower range, only the number of pressure fluctuations changes. In this way, on the one hand operational fluctuations in Heizdampfangebot have little effect on the course of cooking, on the other hand, an increase in water evaporation can be achieved by an increased steam supply to the stove without substantial extension of the cooking time. This accounts for a too low extract content of the wort at the start of cooking largely the adverse consequences of a greater thermal load on the wort and a delay in the brewing process.

Claims

1. A method for cooking wort under pressure up to a maximum of about 0.05MPa in a wort boiling with an external boiler or internal boiler, the wort stream is preferably passed after leaving the digester through a vertical guide tube with a deflection and distribution over the wort surface, characterized in that the entire wort volume in the wort cooking vessel is subjected to several phases of flash evaporation after reaching a maximum temperature in the range from 102 to 112 ° C with further steam supply by generating pressure fluctuations in the wort kettle.

2. The method according to claim 1, characterized in that evaporated by the wort expansion regardless of the maximum temperature of the wort volume, a volume of water of at least about 2.5% of the wort volume.

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that after reaching the maximum temperature in the wort boiling vessel by fluctuations in the Heizdampfzufuhr to the digester due to the change of the free cross-section for the steam supply or the condensate drainage or the change of the steam pressure and temperature in the wort kettle commute in a given area.

4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the wort volume is gradually relaxed after reaching the maximum temperature in the wort kettle, wherein pressure and temperature in the wort kettle on one or more pressure levels due to the change of the free Querschittes for the discharge of the vapor or the Commute vapor condensates in a given range.