DE10149644C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Würzeherstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Würzeherstellung in einem Sudhaus, wobei die Rohstoffe und Zwischenprodukte derart verarbeitet, insbesondere eingemaischt und/oder abgeläutert und/oder gekocht, werden, dass die Würze (05) nach der Würzekochung einen höheren Stammwürzegehalt aufweist als es der mit der Würze herzustellenden Biersorte entspricht. Diese höherkonzentrierte Würze (05) wird vor und/oder nach der Gärung durch Zugabe von Wasser (13) auf den Stammwürzegehalt der herzustellenden Biersorte herunterkonzentriert. Zur Kühlung der höherkonzentrierten Würze (05) nach der Würzekochung in einer Würzekocheinrichtung (01), beispielsweise einer Würzepfanne, wird der Würze (05) Wasser (13) zugegeben, dessen Temperatur unterhalb der Temperatur der höherkonzentrierten Würze (05) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Würzeher­ stellung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Hauptansprüche.

Gattungsgemäße Herstellungsverfahren sind beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, unter der Bezeichnung "High-Gravity- Brewing" bekannt. Mit derartigen Brauverfahren ist es möglich, eine höherprozentigere Würze herzustellen, als es dem herzustellenden Bier entspricht. Zur Einstellung der gewünschten Konzentration des herzustellenden Bieres wird der höherkonzentrierten Würze vor oder nach der Gärung soviel Wasser zugegeben, bis der gewünschte Stammwürzegehalt entsprechend erreicht ist. Vorteile durch das High- Gravity-Brewing ergeben sich durch eine höhere Kapazität des Sudhauses und erheblichen Energieeinspareffekten, da die später im kalten Zustand aufzufüllende Wassermenge bis zur Beimischung nicht erhitzt und nicht mitgekocht werden muss.

Neben dem Einsatz beim High-Gravity-Brewing können gattungsgemäße Verfahren auch bei der Herstellung von Leichtbier, Vollbier, Starkbier, alkoholfreien Bieren eingesetzt werden. Vorraussetzung dabei ist je­ weils, dass das herzustellende Bier einen niedrigeren Stammwürzegehalt aufweist als die Würze nach der Würzekochung.

Wie beispielsweise in dem Fachbuch "Technologie Brauer & Mälzer", VLB-Verlag, 8. Auflage, 1998, auf Seite 473 bis 475 beschrieben, wird beim bekannten High-Gravity-Brewing der höherkonzentrierten Würze vor der Vergärung Wasser zugegeben, das die gleiche Temperatur wie die Würze selbst aufweist. Im Ergebnis wird also durch die Zumischung des Wassers keine Temperaturänderung erreicht.

Umfangreiche Qualitätstests haben gezeigt, dass die Produktqualität des Biers von der thermischen Belastung der Würze während des Braupro­ zesses abhängt. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Qualität des herzustellenden Bieres dadurch verbessert werden kann, dass die thermi­ sche Belastung der Würze möglichst gering und auf das brautechnolo­ gisch Unerlässliche reduziert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein neues Verfahren vorzuschlagen, bei dem mit einfachen Mitteln eine Verbesserung der Produktqualität erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem unabhängigen Vorrich­ tungsanspruch gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, bei der Herunterkonzentrierung der höherkonzentrierten Würze Wasser zu verwenden, dessen Temperatur unterhalb der Temperatur der höherkon­ zentrierten Würze liegt. Im Ergebnis wird dadurch eine Abkühlung der Würze erreicht, was zur einer Verringerung der thermischen Belastung der Würze und damit zu einer Qualitätsverbesserung führt.

Außerdem kann der Aufwand, der für die Anwärmung des zuzumischen­ den Wassers an die Temperatur der höherkonzentrierten Würze erforder­ lich ist, zumindest teilweise eingespart werden. Somit kann also mit geringerem Aufwand eine höhere Produktqualität erzeugt werden.

Weiterhin werden die technologischen Eigenschaften der Würze durch das erfindungsgemäße Verfahren verbessert. In der auf die Würzeko­ chung folgenden Heißhaltezeit entstehen nämlich in der Würze aufgrund der hohen Temperaturen unerwünschte Substanzen, insbesondere freies DMS, die im Gegensatz zur Würzekochung aufgrund der fehlenden Kochbewegungen nicht mehr effektiv ausdampfen und deshalb in der Würze verbleiben. Durch die erfindungsgemäße Kühlung der Würze wird die Entstehung dieser unerwünschten Aromastoffe nach der Würzeko­ chung reduziert, was im Ergebnis zu einer Geschmacksverbesserung des Endprodukts führt.

Der größte Qualitätseffekt durch die erfindungsgemäße Kühlung der Würze lässt sich in der Verfahrensstufe erzielen, die sich unmittelbar an die Würzekochung anschließt. In dieser Verfahrensstufe weist die Würze die höchsten Temperaturen auf und ist somit der größten thermischen Belastung ausgesetzt. Es ist deshalb besonders vorteilhaft, wenn die Zugabe des Wassers unmittelbar nach der Würzekochung und somit vor der Abtrennung des Heißtrubes in einer Trubentfernungseinrichtung, beispielsweise einem Whirlpool, erfolgt. Unmittelbar nach der Würzeko­ chung weist die höherkonzentrierte Würze eine Temperatur auf, die knapp unterhalb des Siedepunktes liegt. Durch Zumischen des kälteren Wassers kann die Würze sehr schnell und effektiv auf eine niedrigere Temperatur heruntergekühlt werden. Dabei ist allerdings darauf zu achten, dass die Würze nach der Zugabe des Wassers noch eine Tempera­ tur aufweist, bei der die Abtrennung des Heißtrubes noch mit der not­ wendigen Effektivität möglich ist.

Eine gleichmäßige Mischung des Wassers mit der höherkonzentrierten Würze ist von entscheidender Bedeutung, da nur dadurch eine gleichmä­ ßige Temperaturverteilung erreicht werden kann. Wird in einen bereits mit der höherkonzentrierten Würze gefüllten Tank lediglich eine vorbe­ stimmte Wassermenge zugegeben, kann eine gleichmäßige Vermischung von Wasser und Würze in der Regel nicht erreicht werden. Es ist deshalb besonders vorteilhaft, wenn das Wasser während des Ausschlagens der höherkonzentrierten Würze zugemischt wird. Während des Ausschlagens fließt die Würze ohnehin, so dass ein kontinuierliches Zugeben der erforderlichen Wassermenge in einfacher Weise ohne besondere Misch­ vorrichtungen möglich ist.

Alternativ zur Zumischung des Wassers während des Ausschlagens kann das Wasser nach dem Kochen der höherkonzentrierten Würze auch direkt in die Würzepfanne zugegeben werden. Dabei ist es besonders vorteil­ haft, das Wasser unterschichtig in die Würzepfanne einzupumpen. Das Wasser kann nach der Zugabe in die Würzepfanne durch Betrieb einer Zirkulationseinrichtung, beispielsweise einer Pumpe oder einem Rühr­ werk, mit der Würze vermischt werden, um einen möglichst gleichmäßi­ gen Temperaturausgleich zu erhalten.

Wird das Wasser vor der Abtrennung des Heißtrubes der höherkonzent­ rierten Würze zugegeben, sollte die Mischtemperatur in der Regel einen Temperaturbereich von 80 bis 90°Celsius nicht unterschreiten, um das Abtrennen des Heißtrubes nicht zu behindern.

Der erfindungsgemäß gewünschte Effekt der Verbesserung der Produkt­ qualität durch Verringerung der thermischen Belastung der Würze kann bereits durch relativ geringe Wassermengen bei entsprechend niedrigen Temperaturen erreicht werden. Nach einer besonders bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung wird die Temperatur und die Menge des zugegebenen Wassers jedoch derart gewählt, dass die Würze nach der Zumischung des Wassers einen Stammwürzegehalt aufweist, der der herzustellenden Biersorte bereits entspricht. Damit wird erreicht, dass eine spätere zusätzliche Zumischung von Wasser zur Einstellung des gewünschten Konzentrationsgrades nicht mehr erforderlich ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist grundsätzlich jedes Brauwasser geeignet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das zuge­ mischte Wasser eine solche Temperatur aufweist, dass bei der Zugabe einer bestimmten Menge Wasser, die sich durch die einzustellende Konzentration ergibt, sich die angestrebte Mischtemperatur ergibt. Steht beispielsweise kaltes Brauwasser zur Zumischung zur Verfügung, wird zunächst anhand der Menge und dem gewünschten Konzentrationsgrad errechnet, welche Menge Wasser zugemischt werden muss. Sobald die Zumischmenge bekannt ist, kann dann aus der Ausgangstemperatur der höherkonzentrierten Würze und der einzustellenden Mischtemperatur abgeleitet werden, welche Temperatur das zuzumischende Brauwasser aufweisen muss. Stimmt die Ist-Temperatur des Brauwassers nicht mit dieser Temperatur überein, wird das Brauwasser geeignet angewärmt, beispielsweise durch Zumischen von Heißwasser oder Erwärmung in einem Wärmetauscher.

Außerdem sollte das zugemischte Wasser biologisch einwandfrei sein, um die nach der Würzekochung bereits sterilisierte Würze nicht nach­ träglich mit Mikroorganismen zu belasten. Dies kann insbesondere durch Sterilisation des zugemischten Wassers erreicht werden.

Bei manchen Anwendungsfällen kann es zudem von Vorteil sein, das zugemischte Wasser zu entgasen, um keinen zusätzlichen Sauerstoff in die Würze einzutragen.

Besonders einfach lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren konstruk­ tiv in Sudhäusern dadurch umsetzen, dass in der Ausschlagleitung, durch die die Würze aus der Würzepfanne in die Trubentfernungseinrichtung ausgeschlagen, das heißt übergeführt, wird, eine Zumischeinrichtung vorgesehen ist. Die Zumischeinrichtung ihrerseits ist dabei an eine Wasserversorgung angeschlossen, so dass in der Zumischeinrichtung während des Würzeausschlagens Wasser in die überströmende höherkon­ zentrierte Würze eingemischt werden kann.

Die Zumischeinrichtung kann beispielsweise besonders einfach durch entsprechend miteinander verbundene Zuleitungen geschaffen werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch in der Zumischein­ richtung eine Dosiereinrichtung vorgesehen, so dass die beim Ausschla­ gen zugemischte Wassermenge variabel eingestellt werden kann.

Zur Kontrolle der verschiedenen Prozessparameter können in der Zu­ mischeinrichtung verschiedenste Temperatursensoren vorgesehen sein, um insbesondere die Temperatur der ausgeschlagenen Würze vor der Zumischung des Wassers, die Temperatur der ausgeschlagenen Würze nach der Zumischung des Wassers und die Temperatur des zugemischten Wassers selbst messen zu können.

Um insbesondere die Temperaturen und Mengenverhältnisse zwischen Wasser und Würze jederzeit richtig und automatisch einstellen bzw. korrigieren zu können, kann an der Zumischeinrichtung eine Steuer- oder Regeleinrichtung vorgesehen werden, mit der die Menge des der Würze zugemischten Wassers in Abhängigkeit geeigneter Messwerte gesteuert oder geregelt wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil einer ersten Ausführungsform eines Sudhauses zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in schemati­ scher Darstellung.

Fig. 2 einen Teil einer ersten Ausführungsform eines Sudhauses zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in schemati­ scher Darstellung.

In einem in Fig. 1 lediglich teilweise dargestellten Sudhaus ist eine Würzepfanne 01 und eine als Whirlpool ausgebildete Trubentfernungs­ einrichtung 02 vorgesehen. In dem Sudhaus kann beispielsweise nach einem High-Gravity-Verfahren gearbeitet werden. Durch entsprechendes Einmaischen und Abläutern durch eine Zuleitung 03 wird eine Würze mit hohem Stammwürzegehalt in die Würzepfanne 01 eingepumpt.

Durch Beheizung des Innenkochers 04 wird die Würze 05 in der Würze­ pfanne 01 bis zum Siedepunkt erhitzt, so dass ein Teil des in der Würze 05 enthaltenen Wassers und unerwünschte Aromastoffe verdampfen. Zum Ende der Würzekochung weist die Würze 05 einen Stammwürzegehalt auf, der oberhalb des Stammwürzegehalts der herzustellenden Biersorte liegt. Soll beispielsweise ein Bier mit einem Stammwürzegehalt von 12% hergestellt werden, kann die Würze 05 nach der Würzekochung durch Anwendung des High-Gravity-Verfahrens einen Stammwürzegehalt von circa 15% Extraktgehalt aufweisen.

Nach der Würzekochung wird die Würze 05 durch die Ausschlagleitung 06a, 06b und 06c bei entsprechendem Antrieb der Ausschlagpumpe 07 in die Trubentfernungseinrichtung 02 gepumpt und strömt dort tangen­ tial ein. Durch die tangentiale Einströmung werden Strömungsverhältnis­ se erreicht, bei denen sich der Heißtrub 08 in einem Heißtrubkegel am Grund der Trubentfernungseinrichtung 02 absetzt. Durch die Leitung 09 kann die Würze nach der Absetzung des Heißtrubes 08 aus der Trubent­ fernungseinrichtung 02 in nachgeordnete Behälter umgepumpt werden.

In der Ausschlagleitung 06 ist eine Dosiereinrichtung 10 angeordnet. Diese Dosiereinrichtung 10 ist über eine Leitung 11 an eine Brauwasser­ versorgung mit sterilisiertem Brauwasser angeschlossen. Die Temperatur des durch die Leitung 11 in die Dosiereinrichtung 10 einströmenden Wassers kann vorgegeben werden. Dazu wird beispielsweise Wasser aus einem Heißwassertank mit Wasser aus einem Kaltwassertank gemischt und durch die Leitung 11 zugefördert.

In der Dosiereinrichtung 10 wird die Temperatur der höherkonzentrierten Würze 05 in der Ausschlagleitung 06a und die Temperatur des Brauwas­ sers in der Leitung 11 gemessen. Außerdem wird das Durchflussvolumen der Würze 05 beim Durchströmen der Dosiereinrichtung 10 gemessen. Im Ergebnis ist es dadurch möglich, der Würze 05, die eine Temperatur von knapp unterhalb des Siedepunktes aufweist, in der Dosiereinrichtung 10 kontinuierlich kühleres Wasser in einer Menge und mit einer Temperatur zuzumischen, so dass die Würze 05 anschließend in der Ausschlagleitung 06b und der Trubentfernungseinrichtung 02 neben der gewünschten Konzentration auch die gewünschte Temperatur, beispielsweise 88° Celsius, aufweist. Durch die sehr schnelle Abkühlung der Würze 05 von circa 100°Celsius auf 88°Celsius wird die thermische Belastung der Würze 05 stark reduziert, was zu einer Verbesserung der Produktqualität führt.

Da Brauwasser in konventionellen Sudhäusern ohnehin zur Verfügung steht, ist zur konstruktiven Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform nur ein Auftrennen der Ausschlagleitung 06 und das Anbringen einer geeigneten Dosiereinrichtung 10 mit geeigneter Brauwasserversorgung erforderlich.

In einem in Fig. 2 lediglich teilweise dargestellten Sudhaus ist eine Würzepfanne 13 und eine als Whirlpool ausgebildete Trubentfernungs­ einrichtung 02 vorgesehen. In dem Sudhaus kann nach einem High- Gravity-Verfahren gearbeitet werden. Durch entsprechendes Einmaischen und Abläutern durch eine Zuleitung 03 wird eine Würze mit hohem Stammwürzegehalt in die Würzepfanne 13 eingepumpt.

Durch Beheizung des Innenkochers 04 wird die Würze 05 in der Würze­ pfanne 13 bis zum Siedepunkt erhitzt, so dass ein Teil des in der Würze 05 enthaltenen Wassers und unerwünschte Aromastoffe verdampfen. Zum Ende der Würzekochung weist die Würze 05 einen Stammwürzegehalt auf, der oberhalb des Stammwürzegehalts der herzustellenden Biersorte liegt. Soll beispielsweise ein Bier mit einem Stammwürzegehalt von 12% hergestellt werden, kann die Würze 05 nach der Würzekochung durch Anwendung des High-Gravity-Verfahrens einen Stammwürzegehalt von circa 15% Extraktgehalt aufweisen.

Über eine Leitung 12 ist die Würzepfanne 13 an eine Brauwasserversor­ gung mit sterilisiertem Brauwasser angeschlossen. In der Leitung 12 ist die Dosiereinrichtung 10 angeordnet. Die Temperatur des durch die Leitung 12 in die Dosiereinrichtung 10 einströmenden Wassers kann vorgegeben werden. Dazu wird beispielsweise Wasser aus einem Heiß­ wassertank mit Wasser aus einem Kaltwassertank gemischt und durch die Leitung 12 zugefördert.

Über Sensoren wird die Temperatur der höherkonzentrierten Würze 05 in der Würzepfanne 13 und die Temperatur des Brauwassers in der Leitung 12 gemessen. Im Ergebnis ist es dadurch möglich, der Würze 05 , die eine Temperatur von knapp unterhalb des Siedepunktes aufweist, mittels der Dosiereinrichtung 10 eine solche Menge kühleren Wassers zuzumischen, dass die Würze 05 anschließend in der Würzepfanne 13 neben der ge­ wünschten Konzentration auch die gewünschte Temperatur, beispielswei­ se 88°Celsius, aufweist. Durch die sehr schnelle Abkühlung der Würze 05 von circa 100°Celsius auf 88°Celsius wird die thermische Belastung der Würze 05 stark reduziert, was zu einer Verbesserung der Produktqua­ lität führt.

Claims (16)

1. Verfahren zur Würzeherstellung in einem Sudhaus, wobei die Roh­ stoffe und Zwischenprodukte derart verarbeitet, insbesondere einge­ maischt und/oder ab geläutert und/oder gekocht, werden, dass die Würze (05) nach der Würzekochung einen höheren Stammwürzege­ halt aufweist als es der mit der Würze herzustellenden Biersorte ent­ spricht, wobei diese höherkonzentrierte Würze (05) vor und/oder nach der Gärung durch Zugabe von Wasser auf den Stammwürzege­ halt der herzustellenden Biersorte herunterkonzentriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung der höherkonzentrierten Würze (05) nach der Wür­ zekochung Wasser zugegeben wird, dessen Temperatur unterhalb der Temperatur der höherkonzentrierten Würze (05) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des Wassers vor der Abtrennung des Heißtrubes (08) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser während des Ausschlagens der höherkonzentrierten Würze (05) zugemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser der höherkonzentrierten Würze (05) während des ge­ samten Ausschlagens kontinuierlich in im Wesentlichen gleichbleibendem Mengenverhältnis zugemischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser nach dem Kochen und vor dem Ausschlagen der hö­ herkonzentrierten Würze (05) in die Würzepfanne (13) zugemischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser unterschichtig in die Würzepfanne (13) eingepumpt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser nach der Zugabe in die Würzepfanne (13) durch eine Zirkulationseinrichtung, insbesondere eine Pumpe oder ein Rühr­ werk, mit der Würze vermischt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur und Menge des zugegebenen Wassers derart ge­ wählt sind, dass die Würze nach der Zumischung eine vorab definier­ te Temperatur aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des zugegebenen Wassers derart gewählt ist, dass die Würze nach der Zumischung den Stammwürzegehalt der herzustel­ lenden Biersorte aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zugemischte Wasser sterilisiert ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zugemischte Wasser entgast ist.

12. Vorrichtung zur Herstellung von Würze gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Würzepfanne (01) und einer Trubentfernungseinrichtung (02) zur Abtrennung des Heißtrubes (08), wobei Würzepfanne (01) und Trubentfernungseinrichtung (02) durch zumindest eine Ausschlagleitung (06a, 06b, 06c) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausschlagleitung (06a, 06b, 06c) eine Zumischeinrich­ tung (10) vorgesehen ist, mittels der beim Würzeausschlagen Wasser in die Würze (05) eingemischt werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zumischeinrichtung (10) ein Temperatursensor vorgese­ hen ist, mit dem die Temperatur der ausgeschlagenen Würze vor der Zumischung des Wassers gemessen werden kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zumischeinrichtung (10) ein Temperatursensor vorgese­ hen ist, mit dem die Temperatur der ausgeschlagenen Würze nach der Zumischung des Wassers gemessen werden kann.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zumischeinrichtung (10) ein Temperatursensor vorgese­ hen ist, mit dem die Temperatur des zugemischten Wassers gemessen werden kann.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zumischeinrichtung (10) eine Steuer- oder Regeleinrich­ tung vorgesehen ist, mit der die Menge des der Würze (05) zuge­ mischten Wassers in Abhängigkeit bestimmter Messwerte gesteuert oder geregelt werden kann.