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Verfahren und Einrichtung zum sterilen Abfüllen von Bier und anderen
Kohlensäure enthaltenden Trinkflüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum sterilen Abfüllen von Bier und anderen Kohlensäure enthaltenden Trinkflüssigkeiten
und eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
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Es ist bekannt, insl)esondereExportbiere und solche Biere,
die aus extraktarrnen Würzen hergestellt und niedrig vergoren sind, zur Erhöhung
ihrer Haltbarkeit zu pasteurisieren. Hierbei ist einerseits die Dauerpasteurisation
in geschlossenen Transportbehältern (Fässern, Flaschen, Dosen) bekannt. Die Hefen,
Bakterien und sonstigen Keime werden hierbei durch Wärme abgetötet. Das Bier wird
in die nicht sterilen Behälter abgefüllt, und diese werden nach dem Füllen verschlossen.
Die sich daran anschließende Erhitzung erfolgt meist im Wasserbad oder durch Berieselung.
Hierbei ist normalerweise eine Aufheizzeit von 2o bis 30 Minuten, eine Pasteurisierdauer
von 30 bis 4o Minuten und eine Abkühlzeit von 20 bis 4o Minuten erforderlich.
Während der eigentlichen Pasteurisi-erung wird die Temperatur auf 6o bis 7o'
C gehalten.
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Mit einem derartigen Verfahren sind erhebliche Nachteile verbunden.
Es ergeben sich Geschmacksveränderungen und oft Geschmacksverschlechterungen, wobei
insbesondere auf die Gefahr des Entstehens eines Brotgeschmackes hingewiesen wird.
Durch diese Pasteurisierung kann sich auch eine Trübung des Bieres infolge Veränderungen
im kolloidalen Zustand und in der Kohlensäure-Bindung ergeben. Auch eine Verfärbung
des Bieres durch Oxydation ist möglich.
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In betrieblicher Hinsicht ergeben sich erhebliche Zeitveriuste infolge
Unterbrechung der Fließbandarbeit, wodurch sich die Lohnkosten erhöhen und die Ausnutzung
der Anlagen verschlechtert.
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Außerdem sind größere Stapelräume und Transportanlagen erforderlich,
wodurch wiederum der Energieaufwand, die allgemeinen Unko#sten und die Investitio#nskosten
steigen.
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Bei der besonders stark verbreiteten Dauerpasteurisierung in Flaschen
ergel-->en sich zusätzlich weitere Nachteile. Das Glasmaterial ist empfindlich und
nur bedingt beanspruchbar. Daraus ergeben sich erhebliche Substanzverluste infolge
schadhafter Flaschen insbesondere bei ungleichmäßigen Wandstärken. Außerdem erwachsen
Schwierigkeiten bei der Verwendung unzureichender Verschlüsse (geringe Druckbelastbarkeit
der Kronenkorken oder Bügelverschlüsse gegenüber den Flaschen). Die Verluste an
Verpackungsmaterial und fertigem Bier sind daher hierbei beträchtlich.
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Andererseits ist auch eine Durchflußpasteurisierung im Plattenapparat
möglich. Auch hierbei werden die vorhandenen Hefen, Bakterien und sonstigen Keime
durch Wärme abgetötet, indem das Bier im Durchflußverfahren binnen wenigen Sekunden
auf die Pasteurisiertemperatur erhitzt und dann wiederum sehr schnell nach kurzer
Heißhaltezeit (,etwa 30 SC-kunden) abgekühlt wird. Die oben beschriebenen
Schädigungen können hierbei zwar teilweise vermieden werden, wenn der Flüssigkeitsdruck
stets über dem Kohlensäure-Sättigungsdruck gehalten wird. Die durch dieses System
bedingte rasche Abkühlung beeinträchtigt jedoch die Stabilität des Bieres, indem
es gegen physikalische Beeinflussungen anfälliger wird. Das Bier wird hierdurch
auch gegenüber Kältetrübungen stark empfindlich und ist in der Eiweißstabilität
herabgesetzt. Bei diesem Pasteurisierverfahren ist also eine Abfüllung in die Transportbehälter
erst nach der Pasteurisierung möglich. Absolute Sterilität der Transportbehälter
ist entscheidende Voraussetzung zur Erzielung eines einwandfrei haltbaren Bieres.
Falls diese Voraussetzung nicht erfüllt ist, erfährt das pasteurisierte, in erheblichem
Umfange geschwächte Bier (die Schutzwirkung der Hefe fällt beispielsweise weg) eine
Nachinfektion.
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Es ist aber schwierig und kostspielig, diese absolute Sterilität der
Transportl>ehälter zu erreichen. Die Gefahren der Nachinfektion erscheinen bei dieser
Art ,der Pasteurisie,rung um so größer, als man größten Wert darauf gelegt hat,
die Temperatur des Bieres nach dem Pasteurisieren beim Abfüllen auf einen möglichst
geringen Wert zu senken, um ein Heraussprudeln des Bieres aus dem Versandgefäß beim
Ab-
heben des Füllelementes infolge der hohen Biertemperatur und damit verbundenen
starken Übersättigung des Bieres an Kohlensäure zu vermeiden. Das Bier wurde infolgedessen
durch Vorkühlen und Tiefkühlen auf eine Temperatur von etwa. i' C gebracht,
bevor
es auf Flaschen, Dosen u. dgl. abgefüllt wurde.
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Es ist schließlich auch möglich, -eine Entkeimung des Bieres durch
Plattenfilter zu erreichen, die auch als Entkeimungsfilter oder EK-Filter bezeichnet
werden. Die Filterschielit dieser Filter erreicht durch einen hohen Gehalt an Asbest
eine besondere scharfe Filtratio.n. Durch die Filterschichten eines derartigen EIZ-Filters
wird zum Zwecke der Entkeimung das 'kalte Bier gedrückt. Aber auch dieses Verfahren
läßt viel zu wünschen übrig. UM kleinste Keime (Bakterieli) entfernen 7ti können,
muß so scharf filtriert werden, daß auch notwendige größere Bierkolloide herausgenommen
werden. Dadurch werden Farbe, Geschmack und Schaumhaltigl<eit des Bieres beeinträchtigt
und die Zusammensetzung des Bieres, insbesondere die Eiweißstabilität durch Entfernung
von Schutzkolloiden, verändert. Die wichtigste Voraussetzung auch dieses Verfahrens
besteht darin, daß steril-es Bier in sterile Transportbehälter gefüllt wird.
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Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Nachteile dadurch vermieden,
daß das Bier auf die zum Zwecke seiner Pastenrisierung bzw. Sterilisierung erforderliche
Temperatur erhitzt -und danach noch heiß auf sterilisierte, für den unmittelbaren
Verbrauch bestimmte Kleinbehälter oder Versandgefäße (Flaschen oder Dosen) gefüllt
wird. Es hat sich erstaunlicherweise gezeigt, daß ein Heraussprudeln des Bieres
aus den Versandgefäßen nach dem Entfernen der Gefäße vom Füllorgan überhaupt nicht
befürchtet zu werden braucht. Diese Befürchtung, die durch die Erfahrung nicht bestätigt
worden ist, war bis jetzt so groß, daß man eine derartige Abfüllung unmittelbar
nach der Pasteurisierung ohne zwischengeschaltete Kühlung nur in den Fällen für
möglich gehalten hat, wo entweder die Flüssigkeit keine oder nur sehr wenig Kohlensäure,
wie beispielsweise Süß-
most, enthält oder wo Stahlfässer benutzt werden können,
die mit einem selbsttätig wirkenden Absperrventil versehen sind, das das befürchtete
Heraussprudeln des Bieres beim Abheben des Füllelementesverhindern sollte.
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Es hat sich entgegen der allgemeinen Überzeugung gezeigt, daß eine
derartige unmittelbare Abfüllung des pasteurisierten oder erhitzten Bieres ohne
Zwischenschaltung einer Kühlung auch bei Flaschen, Dosen und anderen Versandbehältern
möglich ist, die mit keinem derartigen automatisch wirkenden Ab-
sperrventil
versehen sein können.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung bringt wesentliche Verbesserungen
und Vüreinfachungen beim Ab-
füllen von pasteurisiertem Flaschen- oder Dosenbier.
Die Pasteurisierung kann auf einfach-- Weise im Durchflußsterilisator vorgenommen
werden. Das Ab-
füllen ist fortlaufend sehr einfach möglich, indem die Flaschen
oder Dosen unmittelbar von der Waschmaschine dem Abfüllapparat zugeführt werden.
Die ,Maßnahmen für eine Sterilhaltung der Füllgefäße und des Abfüllvorganges können
auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden, und die Gefahr der Nachinfektion ist sowieso
wesentlich geringer, da das Bier heiß abgefüllt wird.
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Die Zeichnung zeigt schematisch eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung. An Hand dieser Zeichnung sind -weitere Verbesserungen und zweckmäßige
Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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In der Zeichnung sind mit i ein Filter und Mit 2 ein Plattensterilisator
bezeichnet, der jedoch im Gegensatz zu den üblich,-#n Plat"znst--,r,1#,satoreii
das Bier oder eine andere Kohlensäure enthaltende Flüssigkeit nur erwärmt und pasteurisiert,
danach aber nicht abkühlt. Hinter dem St"#rilisator 2 ist ein Puffertank
3 eingeschaltet, der so ausgelegt ist. daß sein unterer Teil 4 mit Bier angefüllt
ist, während sein oberer Teil 5 mit unter Druck stehendem Kohlensäuregas
gefüllt ist. Man erreicht auf diese Weise eine Pufferung und gleichzeitig die Sicherheit,
daß 'keine Kohlensäure-Entbindung eintritt. -Mit 12 ist schematisch ein Füllapparat
angedeutet, von dem Flaschen 6
abgefüllt werden, die aus einer Waschmaschine
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austr.--t-,n. Mit 8 ist --,ine Vorrichtung bezeichnet, in der die
gefüllten Flaschen mit Hilfe von Korken. insbesondere Kronenkorken, verschlossen
werden-Hinter die Verschließvorrichtung 8 ist eine Kühlvorrichtung
9 geschaltet, die als Kühlinedium insbesondere Luft benutzt.
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Das Bier oder die andere Kohlensäure enthaltende Flüssigkeit wird
mittels einer nicht dargestellten Pumpe von einem Vorratsbehälter, insbesondere
aus dem Lagerkeller, durch den Filter i hindurchgepumpt. Es gelangt dann über eine
Leitung io zu dem Plattensterilisator ?" den das Bier in pasteurisiertem Zustand
bei ein-er Temperatur von beispielsweise 6o bis 70' C
verläßt. Das
Bier gelangt nunmehr über eine Leitung 11 zu dem Puffertank 3 und
strömt von hier aus zu der Füllvorrichtung 12, wo das Bier bei der gleichen Temperatur,
also etwa 65" C, in die Flaschen 6 abgefüllt wird. Diese Flaschen
wurden vorher in der Waschmaschine 7 beispielsweise mit heißem, überchloriertern
Wasser nachgespült, so daß sie steril aus der Waschmaschine austreten. Es wird häufig
ausreichen, daß sie von der Waschmaschine 7 unmittelbar der Füllvorrichtung
zugeführt werden, ohne daß weitere Maßnahmen zur Sterilhaltung der Flaschen ergriff
en werden. IM Ausführungsbeispiel ist sicherheitshalber auf dem Wege von der Waschmaschine
zur Füllvorrichtun- ein Ultraviolettstrahler 15 vorgesehen, durch den eine Nachinfektion
der Flaschen verhindert wird.
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Auch andere Vorrichtungen können zu diesem Zwecke vorgesehen werden.
Es ist in gleichem Sinne möglich, die Korken 13 vor dem Abschließen der gefüllten
Flasche einer Sterilisierungsbehandlung zu unterziehen. Die nachgeschaltete Kühlvorrichtung
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arbeitet mit Luft, wobei meistens die normale, nicht gekühlte Außenluft
Verwendung finden kann. Auch eine natürliche Abkühlung der gefüllten Flaschen ist
möglich. Nach der Abkühlung werden die Flaschen auf übliche Weise einer Etikettiermaschine
14 zugeleitet.