DE102010044966A1 - Manufacturing beverage, comprises processing fresh water into beverage water, preferably brewing water for producing beer, comprising e.g. producing saturated, lime water containing process solution, and producing a beverage water stream - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getränkeherstellungsverfahren und eine Getränkeherstellungsanlage zur Durchführung des Verfahrens. Das Getränkeherstellungsverfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:
Aufbereiten von Frischwasser zu Getränkewasser, insbesondere Brauwasser zur Herstellung von Bier, durch Herstellen mindestens einer abgesättigtes Kalkwasser enthaltenden Prozesslösung durch Absättigen, bevorzugt Sättigen, eines ersten Teilstromes des Frischwassers mit Kalk, bevorzugt durch Zugabe von Kalkmilch in das Frischwasser des ersten Teilstroms, und Einmischen von zumindest einem Teilvolumen der Prozesslösung in einen zweiten Teilstrom des Frischwassers in einem vorgegeben Mischungsverhältnis zur Herstellung eines Getränkewasserstroms. Nachfolgend wird ein Getränk aus dem Getränkewasser des Getränkewasserstromes in einem Getränkeherstellungsprozess hergestellt.The invention relates to a beverage production process and a beverage production plant for carrying out the process. The beverage production process comprises the following process steps:
Preparing fresh water to beverage water, in particular brewing water for the production of beer, by preparing at least one saturated lime water containing process solution by saturating, preferably saturating, a first partial stream of fresh water with lime, preferably by adding lime in the fresh water of the first partial stream, and mixing at least a partial volume of the process solution in a second partial flow of the fresh water in a predetermined mixing ratio for producing a beverage water flow. Subsequently, a beverage is made from the beverage water of the beverage water stream in a beverage manufacturing process.
Ein derartiges Getränkeherstellungsverfahren ist aus der Bierherstellung, d. h. beim Brauen von Bier, bekannt. Sowohl im Bereich der Wasserentkarbonisierung, d. h. in Kalkfällungsanlagen, als auch bei der Getränkeherstellung spielt Calcium in mehrerlei Hinsicht eine wichtige Rolle, so dass es von Interesse ist, klare Prozesslösungen aus Weißkalkhydrat – einem handelsüblichen Feststoff – herzustellen. Z. B. im Bierherstellungsprozess, ist der Calciumgehalt im Brauwasser bei verschiedenen Herstellungsprozessstufen von entscheidender Bedeutung für die Qualität des zu brauenden Bieres. Neben der Beeinflussung des Maische-pH-Wertes verbessert Calcium die Enzymwirkung, unterstützt die Kochtrubbildung und stimuliert die Hefevermehrung und -flockung. Wesentlich ist auch die frühzeitige Ausfällung von Oxalaten im Bierherstellungsprozess durch Calcium, die notwendig ist, um ein technologisch bedingtes spontanes Überschäumen des Bieres beim Öffnen einer Bierflasche, also das sogenannte sekundäre Gushing, zu vermeiden oder zu vermindern.Such a beverage manufacturing process is from beer production, i. H. brewing beer, known. Both in the field of water decarbonization, d. H. In lime precipitation systems, as well as in beverage production, calcium plays an important role in several respects, so it is of interest to produce clear process solutions from white lime hydrate - a commercial solid. For example, in the beer production process, the calcium content in the brewing water at various stages of the production process is of crucial importance for the quality of the beer to be brewed. In addition to influencing the mash pH value, calcium improves the enzyme's activity, supports the formation of the boil and stimulates yeast multiplication and flocculation. Also important is the early precipitation of oxalates in the beer production process by calcium, which is necessary to avoid or reduce a technologically induced spontaneous foaming of the beer when opening a beer bottle, so called secondary Gushing.
Um den Calciumgehalt des Brauwassers, insbesondere in Würze und Bier, zu steigern und/oder um einen definierten Calciumgehalt im Brauwasser zu erreichen, wird in der
Kostenintensiv bei der Herstellung der Prozesslösung ist also die Klärung des Kalkwassers, die üblicherweise auf Sedimentation z. B. in Kalksättigern beruht, da diese aufgrund der dabei niedrigen maximal möglichen Strömungsgeschwindigkeit große Behälter erfordert. Dazu kommen insbesondere im Grenzbelastungsbereich derartiger Sedimentationseinrichtungen oder auch bei häufigem Ein- und Abschalten der Anlagen Qualitätsprobleme in Form von trüben Abläufen, die in nachfolgenden Prozessen zu erheblichen Schwierigkeiten führen können.Cost-intensive in the production of the process solution is therefore the clarification of the lime water, which is usually sedimentation z. B. in lime saturators, since this requires large containers due to the low maximum possible flow rate. In addition, especially in the limit load range of such sedimentation facilities or even with frequent switching on and off the quality problems in the form of hazy processes that can lead to considerable difficulties in subsequent processes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getränkeherstellungsverfahren und eine Getränkeherstellungsanlage bereitzustellen, welche Nachteile des Standes der Technik vermeiden, insbesondere wobei eine Trübung des herzustellenden Getränkes auch bei hohen Getränkeproduktionsmengen zuverlässig vermieden werden soll und/oder undefinierter Eintrag von Alkalität vermieden werden soll.The invention has for its object to provide a beverage production process and a beverage production plant, which avoid disadvantages of the prior art, in particular wherein a turbidity of the beverage to be produced should be reliably avoided even at high beverage production quantities and / or undefined entry of alkalinity to be avoided.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung nach den Patentansprüchen gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.This object is achieved by the method and the device according to the claims. The dependent claims represent preferred embodiments of the invention.
Ein erfindungsgemäßes Getränkeherstellungsverfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:
Aufbereiten von Frischwasser zu Getränkewasser, insbesondere Brauwasser zur Herstellung von Bier, durch
– Herstellen mindestens einer abgesättigtes Kalkwasser enthaltenden Prozesslösung durch Absättigen, bevorzugt Sättigen, eines ersten Teilstromes des Frischwassers mit Kalk, bevorzugt durch Zugabe von Kalkmilch in das Frischwasser des ersten Teilstroms,
– Einmischen von zumindest einem Teilvolumen der Prozesslösung in einen zweiten Teilstrom des Frischwassers in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis zur Herstellung eines Getränkewasserstroms, und nachfolgende Herstellung eines Getränkes aus dem Getränkewasser des Getränkewasserstroms in einem Getränkeherstellungsprozess. A beverage production process according to the invention comprises the following process steps:
Preparation of fresh water to beverage water, in particular brewing water for the production of beer, by
Producing at least one process solution containing saturated lime water by saturating, preferably saturating, a first partial stream of the fresh water with lime, preferably by adding lime milk into the fresh water of the first part stream,
Mixing at least a partial volume of the process solution into a second partial stream of the fresh water in a predetermined mixing ratio for producing a beverage water stream, and subsequently producing a beverage from the beverage water of the beverage water stream in a beverage production process.
Unter dem Getränkewasser wird Wasser verstanden, das mit z. B. Geschmacksstoffen vermischt wird, um ein fertiges Getränk herzustellen. Als Prozesslösung wird dabei das mit Kalk abgesättigte Frischwasser des ersten Teilstromes verstanden, wobei darin auch bereits zugegebene Säuren enthalten sein können. Die Prozesslösungen können jeweils unterschiedliche Kalksättigungsgrade und/oder Säurezudosierungen aufweisen, d. h. es können unterschiedliche Säuren in unterschiedlichen Mengen zur Ausbildung der Prozesslösungen zugegeben werden.Under the beverage water is understood to mean that with z. B. flavors is mixed to produce a finished drink. In this case, the process solution is understood to mean the fresh water saturated with lime of the first partial stream, it also being possible for there to already contain added acids therein. The process solutions may each have different degrees of limescale saturation and / or acid additions, i. H. Different acids can be added in different amounts to form the process solutions.
Unter Frischwasser wird Wasser verstanden, das sich zur Herstellung von Lebensmitteln eignet. Z. B kann es sich dabei um Leitungswasser oder um Wasser aus einem geeigneten Brunnen handeln. Das Frischwasser kann auch z. B. in einem Umkehrosmoseprozess vorbehandelt sein. Als Getränkewasser wird das aufbereitete Frischwasser bezeichnet, wie es nachfolgend zur Getränkeherstellung verwendet wird. Es muss sich bei dem Getränkeherstellungsprozess nicht um ein Brauen im eigentlichen Sinne von z. B. Bierbrauen handeln. Der Getränkeherstellungsprozess kann auch z. B. die Herstellung eines alkoholfreien Getränkes, wie Tafelwasser, betreffen.Fresh water is water that is suitable for the production of food. For example, it may be tap water or water from a suitable well. The fresh water can also z. B. be pretreated in a reverse osmosis process. As drinking water, the treated fresh water is referred to, as it is used below for beverage production. It must be in the beverage production process is not a brewing in the true sense of z. B. beer brewing act. The beverage production process can also z. B. concern the production of a soft drink, such as table water.
Erfindungsgemäß wird die Prozesslösung und/oder das Getränkewasser des Getränkewasserstroms durch Membranfiltration in einer Vorrichtung zur Membranfiltration geklärt. Es können dabei selbstverständlich mehrere Membranfilter zum Einsatz kommen.According to the invention, the process solution and / or the beverage water of the beverage water stream is clarified by membrane filtration in a device for membrane filtration. Of course, several membrane filters can be used.
Es wird derart trübefreies und klares, mit Kalk abgesättigtes, d. h. Weißkalkhydrat enthaltendes Wasser als Filtrat aus der Membranfiltration abgeleitet. Insbesondere wird eine klare Prozesslösung aus Weißkalkhydrat durch die Membranfiltration hergestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert als Prozesslösung untersättigtes oder gesättigtes Kalkwasser bzw. in besonderer Ausgestaltung Prozesslösung, die CaSO4 und/oder CaCl2 enthält, die vorteilhaft z. B. für die Bierbereitung zur Erhöhung der Nichtkarbonathärte eingesetzt werden kann.It is such dull-free and clear, saturated with lime, ie water containing white chalk hydrate derived as filtrate from the membrane filtration. In particular, a clear process solution of white-lime hydrate is produced by the membrane filtration. The inventive method provides as a process solution undersaturated or saturated lime water or in a special embodiment process solution containing CaSO 4 and / or CaCl 2 , the advantageous z. B. can be used for beer production to increase the non-carbonate hardness.
Derart können große Frischwasservolumina in kurzer Zeit zu Prozesslösung weiterverarbeitet werden. Das Absättigen des ersten Teilstromes des Frischwassers mit Kalk erfolgt auf einfache Weise durch Zugabe von Kalkmilch in den ersten Teilstrom. Letzteres kann sowohl in einem Kalksättiger, d. h. einem Absetzbehälter, als auch direkt durch Einleiten der Kalkmilch in eine den ersten Teilstrom führende Leitung erfolgen. Wird die Zugabe von Kalkmilch in den ersten Teilstrom ohne Einsatz eines Absetzbehälters vorgenommen, dann kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer besonders platzsparend ausgeführten Getränkeherstellungsanlage durchgeführt werden.In this way, large quantities of fresh water can be processed into process solutions in a short time. The saturation of the first partial stream of fresh water with lime takes place in a simple manner by adding lime milk into the first partial stream. The latter can be found both in a calcifier, d. H. a settling tank, as well as directly by introducing the milk of lime into a line carrying the first partial flow. If the addition of lime milk is made in the first partial stream without the use of a settling tank, then the inventive method can be carried out in a particularly space-saving running beverage production plant.
Wenn mindestens eine der Prozesslösungen und/oder das Getränkewasser durch Membranfiltration geklärt wird, können noch größere Mengen von Prozesslösung pro Zeiteinheit bereitgestellt werden, da dann der zeitaufwändige Absetzprozess zur Klärung des abgesättigten Kalkwassers im Absetzbehälter nicht mehr mengenbeschränkend wirkt. Die Membranfiltration wird durch einen Membranfilter vorgenommen, wobei es sich um einen Filter mit mindestens einer mikroporösen Membran handelt, die als Filter eingesetzt wird.If at least one of the process solutions and / or the beverage water is clarified by membrane filtration, even larger amounts of process solution can be provided per unit time, since then the time-consuming settling process for clarifying the saturated lime water in the settling tank no longer has a quantitative effect. The membrane filtration is performed through a membrane filter, which is a filter with at least one microporous membrane, which is used as a filter.
Bei der Membranfiltration handelt es sich vorteilhaft um eine Mikrofiltration, bevorzugt eine Ultrafiltration, wodurch eine vollständige Ausfilterung von wassertrübenden Kalkpartikeln ermöglicht wird. Man unterscheidet Mikrofiltration, Nanofiltration und Ultrafiltration über den Grad der Abtrennung. Werden Partikel mit der Größe 0,5–0,1 μm abgetrennt, spricht man von Mikrofiltration, sind die Partikel 0,1–0,01 μm groß, dann bezeichnet man es als Ultrafiltration. Sehr vorteilhaft wird die Vorrichtung zur Membranfiltration im Überströmverfahren (Crossflow) betrieben. Dadurch wird eine immer ausreichende Menge des abgesättigten klaren Kalkwassers, d. h. der Prozesslösung zum Abführen aus der Membranfiltration als Filtrat zur Verfügung gestellt.The membrane filtration is advantageously a microfiltration, preferably an ultrafiltration, whereby a complete filtering of water-tainting lime particles is made possible. A distinction is made between microfiltration, nanofiltration and ultrafiltration over the degree of separation. If particles with the size 0.5-0.1 microns are separated, it is called microfiltration, the particles are 0.1-0.01 microns in size, then it is referred to as ultrafiltration. Very advantageously, the device for membrane filtration in the overflow (crossflow) is operated. As a result, an always sufficient amount of the saturated clear limestone water, i. H. the process solution for removal from the membrane filtration provided as a filtrate.
Besonders bevorzugt durchläuft, nach der Zugabe von Kalkmilch in das Frischwasser des ersten Teilstroms, der erste Teilstrom einen bevorzugt statischen Mischer zur Absättigung des Kalkwassers der Prozesslösung. Dadurch wird bei einer direkten Einleitung der Kalkmilch in eine den ersten Teilstrom führende Leitung eine bessere Durchmischung der Kalkmilch mit dem Frischwasser des ersten Teilstromes erreicht. Bei einem Mischer handelt es sich um ein Durchströmelement mit Innenstrukturen, die zu einer Verwirbelung der den Mischer durchströmenden Flüssigkeit führen. Der Mischer wird als statisch bezeichnet, wenn die Innenstrukturen statisch, d. h. nicht z. B. elektrisch angetrieben, ausgeführt sind. Derartige Innenstrukturen können z. B. sich teilweise in Strömungsrichtung überdeckende Anströmflächen ausbilden.Particularly preferably, after the addition of lime milk into the fresh water of the first partial flow, the first partial flow passes through a preferably static mixer for saturating the lime water of the process solution. As a result, a better mixing of the milk of lime with the fresh water of the first partial flow is achieved in a direct introduction of the milk of lime into a line carrying the first partial flow. A mixer is a flow-through element with internal structures that causes turbulence in the mixer through flowing liquid. The mixer is referred to as static, if the internal structures static, ie not z. B. electrically driven, are executed. Such internal structures can, for. B. form partially overlapping in the flow direction Anströmflächen.
Wenn die Membranfiltration der Prozesslösung unmittelbar nach Durchlaufen des Mischers vorgenommen wird, werden Kalkabsetzungen innerhalb einer den ersten Teilstrom führenden Leitung weitgehend vermieden. Unter „unmittelbar” wird dabei insbesondere verstanden, dass keine Zugabe einer Säure zwischen dem Mischer und der Membranfiltration der Prozesslösung in den mit Kalkmilch vermischten ersten Teilstrom, d. h. die Prozesslösung, vorgenommen wird.If the membrane filtration of the process solution is carried out immediately after passing through the mixer, lime deposits within a line carrying the first partial flow are largely avoided. By "immediate" is meant in particular that no addition of an acid between the mixer and the membrane filtration of the process solution in the mixed with lime milk first part stream, d. H. the process solution is made.
Vorteilhaft kann eine Rückführung von abgesättigtem Kalkwasser und/oder von Filterretentat aus der Vorrichtung zur Membranfiltration zu einer Kalkmilchmischvorrichtung zur Anmischung der Kalkmilch vorgenommen werden. In der Kalkmilchmischvorrichtung wird die Kalkmilch zur Zugabe in den ersten Teilstrom des Frischwassers angemischt. Es wird dazu ca. 5 bis 50 Gewichtsprozent Kalk in Wasser in einem Behälter der Kalkmilchmischvorrichtung eingemischt, insbesondere eingerührt. Dadurch wird eine übersättigte Kalkmilch, die eine dickflüssige Konsistenz aufweist, zur Zugabe in den ersten Teilstrom bereitgestellt. Über den ersten Teilstrom wird die hochkonzentrierte Kalkmilch auf eine Konzentration von 0,1 bis 5% verdünnt und in dieser Zusammensetzung dem statischen Mischer zugeführt.Advantageously, recirculation of saturated lime water and / or filter retentate from the membrane filtration device to a lime milk mixing device for lime milk admixing can be carried out. In the Kalkmilchmischvorrichtung the milk of lime is mixed for addition in the first part stream of fresh water. It is about 5 to 50 weight percent lime mixed in water in a container of Kalkmilchmischvorrichtung, in particular stirred. As a result, a supersaturated milk of lime, which has a thick consistency, is provided for addition to the first partial stream. The highly concentrated milk of lime is diluted to a concentration of 0.1 to 5% via the first partial stream and fed into this mixer to the static mixer.
Die Prozesslösungen können vor der Zugabe in den zweiten Teilstrom jeweils in einen Vorratstank eingeleitet werden, so dass eine Pufferung der Prozesslösungsmengen bei schwankender Getränkeherstellungsmenge und/oder eine Überbrückung von Stillstandzeiten, z. B. bei Reinigung und Kalkneuansatz, ermöglicht wird.The process solutions can each be introduced into a storage tank prior to addition to the second partial stream, so that a buffering of the process solution quantities with fluctuating beverage production quantity and / or a bridging of downtime, eg. As in cleaning and Kalkneuansatz, is possible.
Allgemein kann die Zugabe von mindestens einer Säure, insbesondere HCl und/oder H2SO4, und/oder CO2, an nahezu beliebiger Stelle vorgenommen werden. Z. B.:
Vor der Membranfiltration und/oder in die Frischwasserteilströme und/oder hinter der Membranfiltration vor einer Bevorratung der Prozesslösung in einem Vorratsbehälter und/oder in den zweiten Frischwasserteilstrom nach Zugabe von Kalkwasser und/oder in Prozesslösungsströme nach einem Durchlaufen von Pumpen zu deren Zugabe in einzelne Getränkeherstellungsschritte. Dazu sind an einer erfindungsgemäßen Getränkeherstellungsanlage entsprechende Dosagestellen am Leitungssystem vorgesehen.In general, the addition of at least one acid, in particular HCl and / or H 2 SO 4 , and / or CO 2 , can be carried out almost anywhere. For example:
Before the membrane filtration and / or in the fresh water streams and / or behind the membrane filtration before storing the process solution in a reservoir and / or in the second freshwater partial stream after adding lime water and / or in process solution streams after passing through pumps for their addition to individual beverage production steps , For this purpose, corresponding dosage points are provided on the line system at a beverage production plant according to the invention.
Bevorzugt wird in mindestens eine der Prozesslösungen mindestens eine Säure, insbesondere HCl und/oder H2SO4, zugegeben wird. Die Säure kann dabei vor oder nach der Mikrofiltration, insbesondere noch vor einer möglichen Speicherung, der Prozesslösung zugegeben werden. Bevorzugt wird die Säure vor der Membranfiltration zugegeben, da dann auftretende Ausfällungen mit aus der Prozesslösung herausgefiltert werden. Es kann auch dem ersten oder dem zweiten Teilstrom des Frischwassers mindestens eine Säure, insbesondere HCl und/oder H2SO4, zugegeben werden und/oder es kann dem Getränkewasser mindestens eine Säure, insbesondere HCl und/oder H2SO4, zugegeben werden. Es erfolgt derart eine Aufhärtung des zu Getränkewasser aufzubereitenden Frischwassers mit Nichtkarbonathärte, also eine Anreicherung von CaSO4 und von CaCl2 im Getränkewasser. Zur Nachjustierung der CaSO4- und CaCl2-Konzentration kann in den zweiten Teilstrom und/oder in den Getränkewasserstrom HCl und/oder H2SO4 zugegeben werden.At least one acid, in particular HCl and / or H 2 SO 4 , is preferably added to at least one of the process solutions. The acid can be added to the process solution before or after the microfiltration, in particular before a possible storage. Preferably, the acid is added before the membrane filtration, since then occurring precipitates are filtered out of the process solution. It can also be the first or the second partial stream of the fresh water at least one acid, in particular HCl and / or H 2 SO 4 are added and / or it may be the drink water at least one acid, in particular HCl and / or H 2 SO 4 are added , There is thus a hardening of the fresh water to be treated with beverage water with non-carbonate hardness, ie an enrichment of CaSO 4 and CaCl 2 in the beverage water. For readjustment of the CaSO 4 and CaCl 2 concentration, HCl and / or H 2 SO 4 may be added to the second partial stream and / or to the beverage water stream.
Es kann eine Bevorratung von mindestens einer der Prozesslösungen in jeweils einem Behälter, insbesondere zu deren Zugabe in das Getränkewasser während des Getränkeherstellungsprozesses vorgenommen werden. Die Bevorratung ermöglicht es, die Prozesslösung in gleichbleibenden Mengen und damit besonders stabil herzustellen. Die Bevorratung erfolgt in jeweils einem Vorratstank pro Prozesslösung, wobei die Vorratstanks bevorzugt aus Kunststoff oder Edelstahl hergestellt sind. Weiter kann nötigenfalls eine Veränderung des Wasserhärtegrades des Getränkewassers in verschiedenen Herstellungsstufen des Getränkes vorgenommen werden. Diese Bevorratung ermöglicht auch die Verfügbarkeit der Prozesslösungen während eines Kalkneuansatzes und/oder einer Reinigung der Membranfiltervorrichtung.It can be made a storage of at least one of the process solutions in each case a container, in particular for their addition to the beverage water during the beverage production process. The stocking makes it possible to produce the process solution in consistent quantities and thus particularly stable. The storage takes place in each case one storage tank per process solution, the storage tanks are preferably made of plastic or stainless steel. Further, if necessary, a change in the water hardness of the beverage water in various stages of the preparation of the beverage can be made. This storage also enables the availability of the process solutions during a Kalkneuansatzes and / or a cleaning of the membrane filter device.
Besonders bevorzugt wird während des Aufbereitens des Frischwassers zu Getränkewasser in einen der Teilströme und/oder in mindestens eine der Prozesslösungen und/oder vor der Herstellung des Getränkes in den Getränkewasserstrom CO2 zudosiert, d. h. eingeleitet. Die CO2-Zudosierung kann dabei in einer vorgegebenen Menge vorgenommen werden oder auch variabel gesteuert werden.Particularly preferably, during the preparation of the fresh water to beverage water in one of the partial streams and / or in at least one of the process solutions and / or before the production of the beverage in the beverage water stream CO 2 added, ie initiated. The CO 2 addition can be made in a given amount or can be controlled variably.
Dadurch kann die Qualität des Getränkewassers exakt und gleichbleibend eingestellt werden, so dass ein daraus hergestelltes Getränk nach dessen Herstellung immer gleichbleibende Eigenschaften aufweist. Die Einstellung eines stabilen pH-Wertes in Prozesslösung und damit im Getränkewasser wird durch die Zugabe von CO2 verbessert. CO2 erhöht das Puffervermögen des Getränkewassers im neutralen Bereich. Die CO2-Zudosierung kann z. B. im Bereich von 1 bis 5 mval pro Liter erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine deutliche Verbesserung der Steuerung des Prozesses der Entstehung von CaSO4 und/oder CaCl2 aus der Reaktion von Ca(OH)2 mit Salzsäure HCl und/oder Schwefelsäure H2SO4 in der Prozesslösung und/oder im Getränkewasser. Das CO2 wird zur Stabilisierung des pH-Wertes in der Prozesslösung z. B. zur Bierbereitung und/oder im Getränkewasser im Zusammenhang mit der gezielten Aufhärtung der Prozesslösung und/oder des Getränkewassers durch die Reaktion von Ca(OH)2 mit Salzsäure HCl und/oder Schwefelsäure H2SO4 verwendet.As a result, the quality of the beverage water can be adjusted exactly and consistently, so that a beverage produced from it always has consistent properties after its production. The setting of a stable pH in process solution and thus in the beverage water is improved by the addition of CO 2 . CO 2 increases the buffering capacity of the beverage water in the neutral range. The CO 2 metering can z. B. in the range of 1 to 5 meq per liter. The process according to the invention makes it possible to significantly improve the control of the process of formation of CaSO 4 and / or CaCl 2 from the reaction of Ca (OH) 2 with hydrochloric acid HCl and / or sulfuric acid H 2 SO 4 in the process solution and / or in the beverage water. The CO 2 is used to stabilize the pH in the process solution z. B. for beer and / or in beverage water in connection with the targeted hardening of the process solution and / or the beverage water by the reaction of Ca (OH) 2 with hydrochloric acid HCl and / or sulfuric acid H 2 SO 4 used.
Das CO2 kann in den mit Kalk abgesättigten ersten Teilstrom und/oder in mindestens eine der Prozesslösungen und/oder in den Getränkewasserstrom zudosiert werden. Dadurch wird die Zudosierung nach der Absättigung mit Kalk vorgenommen, wodurch der zudosierte CO2-Gehalt nicht während des Absättigungsprozesses unkontrolliert abnehmen kann.The CO 2 can be metered into the lime-saturated first partial stream and / or into at least one of the process solutions and / or into the beverage water stream. As a result, the metered addition after leaching with lime, whereby the metered CO 2 content can not decrease uncontrolled during the saturation process.
Vorteilhaft wird das CO2 nach der Zugabe der Säure, insbesondere von HCl und/oder H2SO4, zudosiert, wodurch die Aufhärtung und damit der einzustellende pH-Wert noch während der Reaktion der Säuren mit dem im Wasser gelösten Kalk, also Ca(OH)2, gezielt gesteuert und beeinflusst werden kann. Darüberhinaus werden CaCO3 Ausfällungen vermieden.Advantageously, the CO 2 is added after the addition of the acid, in particular of HCl and / or H 2 SO 4 , whereby the hardening and thus the pH to be set still during the reaction of the acids with the lime dissolved in the water, ie Ca ( OH) 2 , can be specifically controlled and influenced. In addition, CaCO 3 precipitations are avoided.
Bevorzugt über die CO2 Zugabe wird die Pufferung des Wassers erhöht und damit die Einstellung eines stabilen pH-Wertes durch die Säuren H2SO4 und/oder HCl erleichtert. Die CO2 Zugabe erfolgt in der Regel nicht über eine pH-Wertregelung. Bevorzugt erfolgt eine Rückkoppelung des pH-Wertes auf die Dosage von H2SO4 und/oder HCl. Das Zudosieren von CO2 kann derart geregelt werden, dass im Getränkewasser ein vorgegebener pH-Wert eingestellt wird. Dazu wird bevorzugt der pH-Wert im Getränkewasser gemessen und über eine Steuerungs- und/oder Regelungsrückkopplung die CO2-Zudosierung eingestellt, so dass der pH-Wert dauerhaft im Getränk bestehen bleibt.The buffering of the water is preferably increased via the addition of CO 2 and thus facilitates the establishment of a stable pH by the acids H 2 SO 4 and / or HCl. The addition of CO 2 is usually not via a pH control. Preferably, a feedback of the pH to the dosage of H 2 SO 4 and / or HCl. The metered addition of CO 2 can be regulated in such a way that a predetermined pH value is set in the beverage water. For this purpose, preferably the pH value in the beverage water is measured and adjusted via a control and / or feedback control, the CO 2 addition, so that the pH remains permanently in the drink.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz beim Bierbrauen. Als Getränkewasser wird dann Brauwasser zur Herstellung von Bier hergestellt. Bevorzugt wird dabei mindestens eine der Prozesslösungen in mindestens einem Bierbereitungsschritt, insbesondere dem Maischen und/oder Läutern und/oder Würzekochen dem Getränkewasser zugegeben, wodurch eine feinere Abstimmung der Bierqualität möglich wird.The inventive method is particularly suitable for use in beer brewing. Brewing water for the production of beer is then produced as beverage water. Preferably, at least one of the process solutions is added to the beverage water in at least one beer preparation step, in particular the mashing and / or refining and / or wort boiling, whereby a finer tuning of the beer quality is possible.
Zur Überwachung und/oder Regelung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine pH-Wert-Messung und/oder eine Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Getränkewassers und/oder des geklärten abgesättigten Kalkwassers und/oder mindestens einer der Prozesslösungen vorgenommen werden. Z. B. kann bei einer elektrischen Leitfähigkeit von unter 8 millisiemens pro cm der Prozesslösung nach deren Membranfiltration darauf geschlossen werden, dass die Kalkkonzentration in der Prozesslösung unter die Sättigungsgrenze gefallen ist, wodurch eine Nachspeisung von Kalk oder Neuansatz der Kalkmilch vorgenommen werden sollte.For monitoring and / or regulating the method steps of the method according to the invention, a pH measurement and / or a measurement of the electrical conductivity of the beverage water and / or the clarified saturated lime water and / or at least one of the process solutions can be made. For example, with an electrical conductivity of less than 8 millisiemens per cm of process solution after membrane filtration, it can be concluded that the concentration of lime in the process solution has dropped below the saturation limit, which should make it possible to add lime or make a new lime milk.
Eine erfindungsgemäße Getränkeherstellungsanlage ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Getränkeherstellungsverfahrens eingerichtet. Die Getränkeherstellungsanlage weist eine Kalkabsättigungsvorrichtung, bevorzugt einen Kalksättigungsbehälter und/oder einen Mischer auf. Selbstverständlich können auch mehrere Kalkabsättigungsvorrichtungen vorhanden sein. Die Kalkabsättigungsvorrichtung ist zum Ausbilden mindestens einer Prozesslösung durch Absättigen eines ersten Teilstromes von Frischwasser mit Kalk, bevorzugt durch Zugabe von Kalkmilch in den ersten Teilstrom, eingerichtet. Es ist ein Leitungssystem mit einer Leitung zur Ableitung des abgesättigten ersten Teilstromes aus der Kalkabsättigungsvorrichtung, und einer Dosierstelle zum Einmischen von mindestens einem Teilvolumen der Prozesslösung in einen zweiten Teilstrom des Frischwassers in einem vorgegeben Mischungsverhältnis zum Ausbilden eines Getränkewasserstromes vorgesehen. Ferner ist eine Getränkeproduktionsanlage zur nachfolgenden Herstellung eines Getränkes aus dem Getränkewasser des Getränkewasserstromes in einem Getränkeherstellungsprozess vorgesehen.A beverage production plant according to the invention is set up to carry out the beverage production process according to the invention. The beverage production plant has a Kalkabsättigungsvorrichtung, preferably a Kalksättigungsbehälter and / or a mixer. Of course, several Kalkabsättigungsvorrichtungen may be present. The Kalkabsättigungsvorrichtung is for forming at least one process solution by saturating a first partial stream of fresh water with lime, preferably by adding lime in the first partial flow furnished. It is a line system with a line for discharging the saturated first partial stream from the Kalkabsättigungsvorrichtung, and a metering point for mixing at least a partial volume of the process solution in a second partial stream of fresh water in a predetermined mixing ratio to form a beverage water stream provided. Furthermore, a beverage production plant is provided for the subsequent production of a beverage from the beverage water of the beverage water stream in a beverage production process.
Erfindungsgemäß ist an dem Leitungssystem mindestens eine Vorrichtung zur Membranfiltration der Prozesslösung und/oder des Getränkewasserstroms vorgesehen.According to the invention, at least one device for membrane filtration of the process solution and / or the beverage water stream is provided on the line system.
Dabei ist vorteilhaft an dem Leitungssystem mindestens eine Verzweigung zur Zugabe von mindestens einer Säure, insbesondere von HCl und/oder H2SO4, bevorzugt in mindestens eine der Prozesslösungen und/oder in den Getränkewasserstrom vorgesehen.In this case, at least one branch for the addition of at least one acid, in particular of HCl and / or H 2 SO 4 , is preferably provided on the line system, preferably in at least one of the process solutions and / or in the beverage water stream.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getränkeherstellungsanlage ist an dem Leitungssystem und/oder der Kalkabsättigungsvorrichtung mindestens eine Vorrichtung zum Zudosieren von CO2 vorgesehen.In a particularly advantageous embodiment of the beverage production plant according to the invention at least one device for metered addition of CO 2 is provided on the line system and / or the Kalkabsättigungsvorrichtung.
Es versteht sich, dass erfindungsgemäß auch Verfahrensschritte mit dem Getränkeherstellungsverfahren abgedeckt sind, die die direkte Nutzung einer oder mehrerer Prozesslösungen ohne Vermischung mit Frischwasser (zweiter Teilstrom) zur Herstellung eines Getränks oder eines anderen beliebigen Betriebswasserstroms vorsehen. Darüberhinaus ist das erfindungsgemäße Getränkeherstellungsverfahren auch für die Herstellung von Prozesslösungen uneingeschränkt geeignet, die nicht Getränkewasserqualität aufweisen, d. h. auch nicht als Trinkwasser genutzt werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vor oder hinter dem statischen Mischer bzw. anstatt des statischen Mischers ein Behältnis vorgesehen sein, in das das Kalkmilch-Frischwassergemisch eingeleitet wird, bevor es anschließend der Membranfiltration zugeleitet wird.It goes without saying that process steps according to the invention are also covered by the beverage production method, which provide for the direct use of one or more process solutions without mixing with fresh water (second partial stream) for the production of a beverage or any other stream of industrial water. Moreover, the beverage production process according to the invention is also for the production of Fully suitable process solutions that do not have drinking water quality, ie can not be used as drinking water. In the method according to the invention, a container may be provided in front of or behind the static mixer or instead of the static mixer into which the lime milk / fresh-water mixture is introduced before it is subsequently fed to the membrane filtration.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.
Die
Die
Die Figuren der Zeichnungen zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.The figures of the drawings show the subject matter of the invention in a highly schematic manner and are not to scale. The individual components of the article according to the invention are shown so that their structure can be well shown.
In der
Der erste Teilstrom
An der Leitung zur Ableitung des abgesättigten ersten Teilstromes
Die Prozesslösung
In dem Leitungssystem
Die Filtration der Prozesslösung
In
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Getränkeherstellungsanlage wird Kalkmilch
Die Kalkmilch
Als Kalkabsättigungsvorrichtung kann die zur Einleitung der Kalkmilch (
Nachfolgend wird das Kalkmilch-Frischwassergemisch, also die Prozesslösung
Die als Filtrat aus der Vorrichtung zur Membranfiltration
Vorgeschlagen wird Getränkeherstellungsverfahren mit den Verfahrensschritten: Aufbereiten von Frischwasser zu Getränkewasser, insbesondere Brauwasser zur Herstellung von Bier, durch
- – Herstellen mindestens einer abgesättigtes Kalkwasser enthaltenden Prozesslösung
27 durch Absättigen, bevorzugt Sättigen, eines ersten Teilstromes1 desFrischwassers mit Kalk 16 , bevorzugt durchZugabe von Kalkmilch 70 in das Frischwasser des ersten Teilstroms1 , - – Einmischen von zumindest einem Teilvolumen der Prozesslösung
27 in einen zweiten Teilstrom2 des Frischwassers in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis zur Herstellung eines Getränkewasserstroms5 , und nachfolgende Herstellung eines Getränkes8 aus dem Getränkewasser des Getränkewasserstroms5 in einem Getränkeherstellungsprozess.
- - Make at least one saturated process solution containing saturated
lime water 27 by saturating, preferably saturating, a first partial flow1 of fresh water withlime 16 . preferably by addinglime milk 70 into the fresh water of the first partial flow1 . - - Mixing in at least a partial volume of the
process solution 27 into a secondpartial flow 2 the fresh water in a predetermined mixing ratio for the production of abeverage water stream 5 , and subsequent production of a beverage8th from the beverage water of thebeverage water stream 5 in a beverage manufacturing process.
Dabei werden die Prozesslösung
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.The invention is not limited to the embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the features of the invention even with fundamentally different type of execution.
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Legal Events
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