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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Bier mit gegenüber
einem Ausgangsbier verändertem
Restextraktgehalt und/oder verändertem
Alkoholgehalt und/oder veränderter
Farbe.
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Nach
dem Stand der Technik werden derzeit Biere mit reduziertem Restextraktgehalt
entweder als Schankbiere oder als Diätbiere eingebraut. Schankbiere
haben nicht nur einen geringeren Restextraktgehalt, sondern auch
einen niedrigeren Alkoholgehalt. Die Herstellung von Diätbieren
ist umständlich. Zunächst wird
ein Diastaseauszug hergestellt aus Malz oder Maische. Bei den herkömmlichen
Verfahren zur Herstellung von Diätbieren
der genannten Art besteht ein erhebliches Infektionsrisiko.
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Ein
Verfahren zur Herstellung von Bier mit gegenüber einem Ausgangsbier verändertem
Alkoholgehalt bei gleichbleibendem Restextraktgehalt ist in der
DE 102 19 932 A1 beschrieben.
In diesem Brauverfahren geht es darum, ein Bier mit einem erhöhten Alkoholgehalt
herzustellen, wobei jedoch vermieden werden soll, dass sich gleichzeitig
der Restextraktgehalt erhöht,
wie dies bei den herkömmlichen Verfahren
zur Herstellung von Starkbier oder Bockbier der Fall ist. Es wird
also in diesem bekannten Verfahren ein Bier mit einem erhöhten Alkoholgehalt angestrebt,
welches im Geschmackstyp einem trockenen Bier und der Farbe nach
einem hellen Bier ähnlich
ist. Um dies zu erreichen, gibt man dem Bier ein ebenfalls aus Bier
gewonnenes Alkoholdestillat zu. Dadurch erhöht sich der Alkoholgehalt aber
nicht der Restextraktgehalt des Produktbieres.
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Nach
dem Stand der Technik geschieht das Entfärben von Bier in der Regel
durch Aktivkohle. Die Anwendung von Filtrationsverfahren zur Entfärbung beziehungsweise
teilweisen Entfärbung
von Bier ist bislang nicht üblich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung
von Bier mit gegenüber einem
Ausgangsbier verändertem
Restextraktgehalt und/oder verändertem
Alkoholgehalt und/oder veränderter
Farbe zur Verfügung
zu stellen, bei dem anders als bei der Herstellung eines herkömmlichen Schankbiers
die drei genannten Parameter unabhängig voneinander quasi beliebig
einstellbar sind. Die Lösung
dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung
von Bier der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs. Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es vorrangig, aus einem Ausgangsbier beliebiger Gattung ein Produktbier
zu gewinnen, dessen Restextraktgehalt geringer, gleich oder auch
höher ist
als derjenige des Ausgangsbiers, wobei der Alkoholgehalt des Produktbiers
vorwiegend gleich oder geringer sein sollte als derjenige des Ausgangsbiers,
wobei sich durch eine Veränderung
des Restextraktgehalts auch eine Änderung in der Bierfarbe ergibt.
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Die
Lösung
der erfindungsgemäßen Aufgabe
liegt im Prinzip darin, dass man aus dem Ausgangsbier durch Filtration
ein Filtrat und ein Retentat gewinnt, wobei das Retentat einen erhöhten Restextraktgehalt
aufweist und man anschließend
das Filtrat und/oder das Retentat und gegebenenfalls Wasser zur
Herstellung mindestens eines Produktbiers mit einem gewünschten
Restextraktgehalt und/oder einem gewünschten Alkoholgehalt und/oder
einer gewünschten
Farbe verwendet. Bei der erfindungsgemäßen Filtrationsmethode trennt
man demnach das Ausgangsbier auf in ein Filtrat (Permeat) und in ein
Retentat, wobei das Retentat einen erhöhten Restextraktgehalt aufweist,
das heißt,
dass sich der Restextrakt in dem Retentat quasi aufkonzentriert. Das
Filtrat enthält überwiegend
ein Alkohol-/Wassergemisch, wobei sich in der Regel der Alkoholgehalt gegenüber demjenigen
des Ausgangsbiers und demjenigen des Retentats nicht oder nur unwesentlich ändert.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
erlaubt eine Entfärbung
oder eine teilweise Entfärbung
des Ausgangsbiers, da im Filtrat (Permeat) der Restextraktgehalt
geringer und somit auch die Farbe des Biers heller ist. Insbesondere
kommt zur Entfärbung oder
teilweisen Entfärbung
die Verwendung eines Permeats aus einer Nanofiltration in Betracht.
Das Retentat einer solchen Nanofiltration zeigt demgegenüber eine
Konzentration der Bierfarbe, so dass bei der Filtration einerseits
ein Bier ohne Farbe, beziehungsweise mit hellerer Farbe als die
des Ausgangsbiers entsteht und andererseits bei Verwendung des Retentats
Biere mit einer höheren
Farbe resultieren.
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Soll
gemäß einer
bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Bier mit
bestimmter Farbe hergestellt werden, dann kann man dazu das Filtrat
beziehungsweise Permeat einer Nanofiltration verwenden, wobei man
die zunächst
sehr helle Farbe zum Beispiel durch Verschneiden mit geeigneten
anderen dunkleren Bierchargen wieder nachdunkeln kann, um zu einer
Einstellung auf einen bestimmten Farbwert zu kommen. Man kann auch
einen Teilstrom eines bei einer Nanofiltration gewonnenen Permeats
mit einem Teilstrom eines Retentats verschneiden und gegebenenfalls
diesem Verschnitt noch Wasser zusetzen, um ein Bier mit bestimmter Farbe
herzustellen. Ein aus dem Filtrat und/oder Retentat und/oder Wasser
gewonnenes Produktbier kann anschließend mit anderen Bierchargen
verschnitten oder beispielsweise auch als Grundbier für Biermixgetränke genutzt
werden.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Herstellung eines
Produktbiers mit einem gewünschten
Restextraktgehalt und/oder einem gewünschten Alkoholgehalt. Dabei kann
man die bei der Filtration gewonnenen Fraktionen Filtrat und Retentat
oder Teilströme
davon im Anschluss an die Filtration miteinander vermischen in einem
beliebig einstellbaren Verhältnis,
so dass man ein Produktbier mit einem entsprechend einstellbaren
Restextraktgehalt erhält.
Falls dies notwendig ist, kann man zusätzlich auch eine Einstellung
des Alkoholgehalts vornehmen, wobei man den Alkoholgehalt beispielsweise
absenken kann durch Zugabe von Wasser zu dem Gemisch oder zum Filtrat.
Es kann auch gegebenenfalls nur eine Feinjustierung des Alkoholgehalts
durch eine solche Wasserzugabe erfolgen.
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Als
Filtrationsmethode verwendet man vorzugsweise die Nanofiltration.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
liefert vielfältige
Möglichkeiten
zur Herstellung von Bier mit verändertem
Restextraktgehalt und/oder Alkoholgehalt. Beispielsweise kann man
Filtrat und Retentat so miteinander verschneiden, dass ein Produktbier
mit einem geringeren Restextraktgehalt, aber etwa gleichbleibenden
Alkoholgehalt gegenüber
dem Ausgangsbier erhalten wird. Man erhält dann eine Art Schankbier,
welches kalorienärmer
ist als das Ausgangsbier, wobei aber anders als bei den herkömmlichen Schankbieren
der Alkoholgehalt gegenüber
dem Ausgangsbier etwa unverändert
sein kann. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, Filtrat und Retentat so miteinander zu verschneiden,
dass ein gegenüber
einem Ausgangsbier gleicher oder sogar höherer Restextraktgehalt erhalten
wird, wobei der Alkoholgehalt des Produktbiers jedoch gleich oder
geringer ist als derjenige des Ausgangsbiers. Es lassen sich so
Biere herstellen, die kräftig
sind im Geschmack, zum Beispiel ähnlich
einem Bockbier, die dabei jedoch einen verringerten Alkoholgehalt
aufweisen.
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Eine
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht eine Mehrfachfiltration vor, wobei man mindestens einen Teilstrom
des Filtrats in die Filtration zurückleiten und im Kreislauf führen kann. Ebenso
kann man einen Teilstrom des Retentats mehrfach durch die Filtration
führen
und im Kreislauf leiten, wobei man eine zunehmende Aufkonzentrierung
des Retentats erreicht. Das anschließende Vermischen von Filtrat,
Retentat und/oder Wasser zur Einstellung des für das Produktbier gewünschten Restextrakt-
und/oder Alkoholgehalts kann dann erfolgen, indem man jeweils einen
Teilstrom des Retentats und einen Teilstrom des Filtrats dem Kreislauf entnimmt
und gegebenenfalls mit Wasser in einem vorzugsweise regelbaren Mischungsverhältnis miteinander
verschneidet. Dabei kann beispielsweise die Regelung derart erfolgen,
dass man den Volumenstrom des Teilstroms des Retentats, welcher
mit dem Filtrat und/oder Wasser verschnitten wird, in Abhängigkeit
gewisser für
das Produktbier erhaltener Messwerte steuert. Solche Messwerte können beispielsweise
der Restextraktgehalt und/oder der Alkoholgehalts des Biers sein.
Diese werden gemessen und entsprechend den jeweiligen Ergebnissen
wird der Teilstrom des Retentats und/oder des Wassers, der dem Filtrat
zugemischt wird, in Abhängigkeit
von mindestens einem dieser Parameter gesteuert. Dadurch ist es
möglich,
während
des laufenden Verfahrens den Restextraktgehalt und/oder den Alkoholgehalt
des Produktbiers in einfacher Weise zu korrigieren, indem man beispielsweise über ein
Regelventil den Teilstrom des Retentats, der mit dem Filtrat und/oder
dem Wasser vermischt wird erhöht
oder reduziert.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
kommen für
das Ausgangsbier eine große
Bandbreite von Bieren verschiedener herkömmlicher Gattungen in Betracht,
die filtriert oder unfiltriert sein können. Als Ausgangsbier kann
beispielsweise auch eine angegorene Würze oder auch ein Gemisch aus
einem endvergorenen Bier und einer angegorenen Würze dienen.
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Eine
besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
man jeweils einen vergleichsweise hohen Volumenstrom des Retentats
innerhalb der Anlage durch die Filtration führt und im Kreislauf leitet
und man jeweils nur einen demgegenüber geringeren Volumenstrom
an Retentat beziehungsweise Filtrat der Anlage entnimmt. Dies hat
den Vorteil, dass man durch den hohen Volumenstrom die Membran in
der Nanofiltrationseinrichtung frei hält.
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Die
in den Unteransprüchen
genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
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1 eine
vereinfachte Schemazeichnung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Anlage
zur Herstellung von Bier.
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Es
wird auf 1 Bezug genommen. Ein Ausgangsbier
gelangt über
eine Bierzulaufleitung 10 und die Zulaufpumpe 19 in
die Anlage. Dabei kann es sich beispielsweise um ein filtriertes
Bier mit normalem Alkohol- und Restextraktgehalt handeln, beispielsweise
mit einer Stammwürze
von ca. 11% bis 12%. Der Durchfluss des Ausgangsbiers durch diese Bierzulaufleitung 10 ist
vorzugsweise regelbar. Das Ausgangsbier strömt in Pfeilrichtung über die
Abzweigung 11 in die Ringleitung 13 und wird dabei
mittels der Pumpe 12 in Pfeilrichtung, das heißt in der Zeichnung
im Uhrzeigersinn gefördert.
Aus dieser Ringleitung 13 gelangt das Ausgangsbier in die
Filtrationsanlage, welche zahlreiche parallel und/oder in Reihe
geschaltete Nanofiltrationsbehälter 14 umfasst,
die jeweils über
die von der Ringleitung 13 abzweigenden Zuführleitungen 15 gespeist
werden. Das Ausgangsbier erfährt
in dem Filtrationsbehälter 14 eine
Nanofiltration über
eine Membran, wobei das Retentat jeweils über die Ausgangsleitung 16 den
Filtrationsbehälter
verlässt
und dann über
eine Abzweigung wieder der Ringleitung 13 zugeführt wird, über die
es erneut in Pfeilrichtung im Kreislauf gepumpt wird, um dann wieder
in eine Zuführleitung 15 zu
gelangen zur erneuten Filtration. Dieser Vorgang wiederholt sich
im Prinzip ständig,
wobei durch einen hohen Volumenstrom in der Ringleitung 13 verhindert wird,
dass sich die Membran in der Nanofiltrationsvorrichtung zusetzt.
Das Filtrat verlässt
die Filtrationsbehälter 14 jeweils über die
Ausgangsleitung 17 und gelangt von dort in eine Sammelleitung 18 für das Filtrat,
wobei von jedem der Nanofiltrationsbehälter 14 über je eine
Ausgangsleitung 17 und je einen Abzweig Filtrat der Sammelleitung 18 zugeführt wird. Das
Filtrat verlässt über die
Sammelleitung 18 die Nanofiltrationseinheit und gelangt über die
Leitung 24 zu dem Abzweig 25. An dem Abzweig 25 erfolgt die
Vermischung mit einem Teilstrom des Retentats, welcher dem Retentatablauf 26 über den
Abzweig 27 entnommen wird. Diese Entnahme des Teilstroms des
Retentats erfolgt durch das Regelventil 28 in die Zweigleitung 29,
die zu dem Abzweig 25 führt,
an dem die Vermischung mit dem Filtrat erfolgt. Die Regelungseinrichtung
mit dem Regelventil 28 ist dabei vorgesehen, um den Teilstrom
des Retentats, welcher in die Zweigleitung 29 gelangt,
einzustellen, und zwar in Abhängigkeit
von gewissen Parametern, die für
das Produktbier gemessen werden, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Das
durch Verschneiden des Filtrats mit dem Retentat gewonnene Produktbier
gelangt dann über die
Leitung 32 zum Abzweig 39. Es ist eine Zuleitung 30 für Wasser
vorgesehen, welches in Pfeilrichtung zu einer Einstellvorrichtung 31 strömt, mittels
derer am Abzweig 39 eine Einstellung des Alkoholgehalts des
Produktbiers dadurch möglich
ist, dass eine Verdünnung
mit Wasser aus der Zuleitung 30 erfolgt. Diese Einstellung
kann auch lediglich eine Feineinstellung des Alkoholgehalts sein,
da der Alkoholgehalt des Filtrats nicht unbedingt wesentlich von
demjenigen des Ausgangsbiers abweicht. Das Produktbier strömt weiter über die
Leitung 36 zu den Messeinheiten 37, 38,
an denen verschiedene Parameter des Produktbiers gemessen werden
können.
Diese Messeinheiten 37, 38 umfassen unter anderem
eine Vorrichtung für
die Bestimmung des Restextrakts und eine Vorrichtung für die Bestimmung
des Alkoholgehalts im Produktbier. Das Produktbier gelangt dann über die
Leitung 41 zum Produktauslauf, an dem das Produktbier die
Anlage verlässt.
Die durch die Messvorrichtungen 37, 38 erhaltenen
Messwerte für
Restextraktgehalt und Alkoholgehalt des Produktbiers können über die
Steuerleitung 42 und 43 zu den Regelventilen 28, 31 geleitet
werden, so dass dort der Volumenteilstrom des Retentats und/oder
des Wassers, der zum Mischen mit dem der Anlage entnommenen Teilstrom
des Filtrats vorgesehen ist, eingestellt werden kann, in Abhängigkeit
von den für
das Produktbier erhaltenen Messwerten. Das überschüssige Retentat, welches stark
aufkonzentriert ist, kann die Anlage über die Leitung 44 und
das Regelventil 20 verlassen.
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- 10
- Bierzulaufleitung
- 11
- Abzweigung
- 12
- Pumpe
- 13
- Ringleitung
- 14
- Nanofiltrationsbehälter
- 15
- Zuführleitungen
- 16
- Ausgangsleitung
- 17
- Ausgangsleitung
- 18
- Sammelleitung
- 19
- Zulaufpumpe
- 20
- Regelventil
- 24
- Leitung
- 25
- Abzweig
- 26
- Retentatablauf
- 27
- Abzweig
- 28
- Regelventil
- 29
- Zweigleitung
- 30
- Zuleitung
- 31
- Einstellvorrichtung
- 32
- Leitung
- 33
- Abzweig
- 36
- Leitung
- 37
- Messeinheit
- 38
- Messeinheit
- 39
- Abzweig
- 41
- Leitung
- 42
- Steuerleitung
- 43
- Steuerleitung
- 44
- Leitung