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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile eines Hopfenprodukts bei der Bierherstellung.
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Die Hopfengabe stellt im Rahmen der Herstellung von Bier mittels eines Brauprozesses einen sehr wichtigen Verfahrensschritt dar. Klassischerweise wird der Hopfen während des Kochens der Würze zugesetzt und mitgekocht. Durch das Kochen des Hopfens bzw. des Hopfenprodukts, wobei es sich um Naturhopfen, Hopfenpellets, Hopfenöle oder andere flüssige bzw. pastöse Hopfenprodukte handeln kann, wird eine Isomerisierung der Alpha-Säuren in Iso-Alpha-Säuren erreicht, wodurch das Bier insbesondere die für den Geschmack erwünschten Bitterstoffe erhält. Da Hopfenprodukte einen signifikanten Kostenfaktor bei der Bierherstellung darstellen, ist es von großer Bedeutung, eine möglichst effektive Nutzung der im Hopfenprodukt enthaltenen Inhaltsstoffe zu gewährleisten. Bei der klassischen Vorgehensweise des Brauens, bei der der Hopfen beim Würzekochen mitgekocht wird, ist die Nutzung der Inhaltsstoffe des Hopfenprodukts relativ gering, weshalb viel Hopfenprodukt eingesetzt werden muss.
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Aus der
EP 2 227 535 B1 ist ein Verfahren zur Bierbereitung bekannt, bei dem die Nutzung der Inhaltsstoffe des Hopfenprodukts gesteigert wird. Die Steigerung der Hopfennutzung wird dabei dadurch erreicht, dass ein Teil der Würze aus dem normalen Würzekochprozess abgezweigt und separiert wird. Diese Teilmenge der Würze wird dann mit dem Hopfenprodukt versetzt und anschließend bei einer Temperatur gekocht, die höher ist als die Temperatur der Würzekochung im Hauptkontingent. Durch die Separation des mit dem Hopfenprodukt versetzten Würzeanteils kann also eine höhere Kochtemperatur bei der Isomerisierung des Hopfenprodukts eingestellt werden, ohne dadurch unerwünschte Geschmackseffekte im Hauptkontingent der Würze zu verursachen. Die Steigerungsmöglichkeiten zur Nutzung der im Hopfenprodukt enthaltenen Inhaltsstoffe werden jedoch dadurch begrenzt, dass die Temperatur bei der Kochung der Würze mit dem Hopfenprodukt nicht unbegrenzt gesteigert werden kann.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren vorzuschlagen, mit dem die Effektivität der Hopfenbestandteile bei der Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile eines Hopfenprodukts zur Bierherstellung gesteigert werden kann. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren beruht im Grundgedanken darauf, dass die Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts nicht in einem auf Würze beruhenden Fluid durchgeführt wird. Versuche haben nämlich gezeigt, dass die Lösbarkeit der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts deutlich gesteigert werden kann, wenn das als Lösungsmittel eingesetzte Fluid Alkohol enthält. Da Würze aber vor der Vergärung mittels Hefe keinen Alkohol enthält, kann dieser positive Effekt von Alkohol auf die Lösbarkeit der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts bei den bekannten Verfahren nicht genutzt werden. Soweit bisher auch schon Jungbier zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile eines Hopfenprodukts genutzt wurde, war dieses Jungbier grundsätzlich ungeeignet, da das Jungbier mit Hefepartikeln beaufschlagt ist. Diese Hefepartikel stören jedoch die Isomerisierung des Hopfens, so dass das Jungbier aufgrund der Verunreinigung mit Hefepartikeln kein geeignetes Lösungsfluid zur Lösung der lösbaren Bestandteile eines Hopfenprodukts ist.
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Ausgehend von diesen Überlegungen schlägt das erfindungsgemäße Verfahren zunächst die Zugabe eines alkoholhaltigen, wässrigen Fluids vor, das als Lösungsmittel zur Lösung der lösbaren Bestandteile eines Hopfenprodukts dient. Dieses Fluid ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol im Fluid durch Vergärung mit Hefe gewonnen worden ist, wobei zugleich die Hefe durch Filtration aus dem Fluid entfernt worden ist, um die Isomerisierung der Hopfenbestandteile durch die Hefepartikel nicht zu stören.
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In dieses alkoholhaltige, wässrige Fluid, dessen Alkohol durch Hefevergärung gewonnen worden ist, wird das Hopfenprodukt in feststoffförmiger, flüssiger oder pastöser Form hinzugegeben und anschließend vermischt. Die Vermischung sollte dabei möglichst innig und intensiv sein. Nach der Mischung von Fluid und Hopfenprodukt setzen ohne Weiteres Lösungsprozesse ein, durch die die lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts aus dem Hopfenprodukt herausgelöst werden und in das alkoholhaltige, wässrige Fluid übergehen. Außerdem setzen die gewünschten Umwandlungsprozesse der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts ein, um insbesondere die gewünschten Bitterstoffe zu erhalten.
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Zuletzt wird dann zumindest ein Teil der Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt, der jetzt im Fluid die lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts in gelöster Form enthält, in den Herstellungsprozess des Biers zugeleitet.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Lösungsprozess der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts in seiner Effektivität stark gesteigert, da die Lösbarkeit durch den Alkohol im verwendeten wässrigen Fluid deutlich erhöht wird. Außerdem kann der Prozess zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts vom Würzekochverfahren unabhängig durchgeführt werden, was prozesstechnisch einen großen Vorteil darstellt. Weiterhin wird die Effektivität der Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts stark gesteigert, ohne dass dazu die Temperatur des zur Lösung verwendeten Fluids übermäßig erhöht werden muss.
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Grundsätzlich reicht es zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts aus, dass das alkoholhaltige, wässrige Fluid mit dem Hopfenprodukt vermischt wird. Die entsprechenden Lösungsprozesse der lösbaren Bestandteile setzen auch bei niedriger Temperatur, beispielsweise bei Raumtemperatur, schon ein. Allerdings verlaufen die Lösungsprozesse abhängig von der Temperatur entsprechend langsamer, was aber angesichts der Entkopplung zwischen dem Prozess zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts einerseits und der Würzekochung andererseits nicht unbedingt einen größeren Nachteil darstellt. Um die Effektivität des Verfahrens zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts jedoch noch zu steigern, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt nicht nur innig miteinander vermischt wird, sondern zugleich einer Temperaturbehandlung unterworfen wird. Bei dieser Temperaturbehandlung wird das Fluid erhitzt bzw. wird bereits in erhitzter Form dem Hopfenprodukt zugeführt. Durch die höhere Prozesstemperatur werden die Lösungsprozesse zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts beschleunigt und intensiviert. Außerdem werden die Prozesse zur Umwandlung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts, insbesondere die Isomerisierungsprozesse, beschleunigt und intensiviert.
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Welche Art von Temperaturbehandlung eingesetzt wird, um die gewünschte Beschleunigung und Intensivierung der Prozesse zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts zu erreichen, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die maximale Temperatur während der Temperaturbehandlung zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts oberhalb der maximalen Temperatur der Würzekochung liegt.
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Um eine möglichst gleichmäßige und feine Verteilung des Hopfenprodukt im Fluid zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt zusätzlich gerührt und/oder dispergiert und/oder homogenisiert wird. Dies kann für den Fall einer Temperaturbehandlung der Mischung vor und/oder während und/oder nach der Temperaturbehandlung erfolgen. Dadurch wird erreicht, dass die lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts noch weiter zerkleinert werden und damit die Lösbarkeit des Hopfenprodukts verbessert wird.
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Soweit die Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt unlösbare Bestandteile enthält, beispielsweise bei der Verwendung von Naturhopfen oder Hopfenpellets, sollte die Mischung vor der Zuführung in den Herstellungsprozess des Biers abfiltriert werden, um die unlösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts zu entfernen.
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Welche Art von alkoholhaltigem, wässrigem Fluid als Lösungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig, solange als Randbedingung gewährleistet ist, dass der Alkohol im Fluid durch Vergärung mit Hefe gewonnen worden ist. Außerdem muss gewährleistet sein, dass die zur Herstellung des Alkohols im wässrigen Fluid verwendete Hefe bereits durch Filtration aus dem Fluid entfernt wurde. Im Hinblick auf die in bestimmten Ländern geltenden lebensmittelrechtlichen Vorschriften, beispielsweise das deutsche Reinheitsgebot, ist es besonders vorteilhaft, wenn als alkoholhaltiges, wässriges Lösungsfluid zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts Bier verwendet wird. Dieses Bier ist dabei dadurch charakterisiert, dass der im Bier enthaltene Alkohol durch Vergärung von Bierwürze mit Hefe gewonnen wurde. Außerdem ist zu gewährleisten, dass die zur Herstellung des Biers verwendete Hefe bereits abfiltriert ist, bevor das Hopfenprodukt dem Bier zugemischt wird. Im fertigen Bier können die zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts erforderlichen Prozesse sehr gut ablaufen, wobei das anschließend daraus erhaltene Zwischenprodukt, nämlich das Bier mit den darin gelösten Inhaltsstoffen des Hopfens, problemlos in den vorgelagerten Bierherstellungsprozess zurückgeleitet werden kann.
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Welche Art von Bier zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Lösungsmittel zur Lösung und Umwandlung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Sobald verkaufsfertiges Bier dazu verwendet wird, stellt dies einen zusätzlichen Kostenfaktor dar, da ein Teil des Endprodukts in den Produktionsprozess zurückgeleitet werden muss. Zur Vermeidung dieser zusätzlichen Produktionskosten ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn als alkoholhaltiges, wässriges Fluid filtriertes Prozessbier verwendet wird, das insbesondere bei Fehlfüllungen, Ausschüben von Rohrleitungen, Nachläufen von Filteranlagen oder Abspritzprozessen in der Abfüllerei anfällt. Dieses filtrierte Prozessbier stellt üblicherweise ein Abfallprodukt dar und muss in den meisten Brauereien über die Kanalisation entsorgt werden. Durch die Verwendung dieses Prozessbiers als Lösungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also die Verwendung von produktfertigem Bier vermieden und es können außerdem unnötige Entsorgungskosten zur Entsorgung des Biers eingespart werden.
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Alternativ zur Verwendung von Prozessbier kann als alkoholhaltiges, wässriges Fluid auch Restbier und/oder Rückbier verwendet werden, das durch Rückführung von fertigen Bierprodukten anfällt. Solches Restbier oder Rückbier wird vielfach in Verkaufsgebinden in die Brauereianlagen zurücktransportiert, wenn beispielsweise das Mindesthaltbarkeitsdatum abgelaufen ist oder der Getränkebehälter, beispielsweise ein Bierfass, nicht vollständig geleert wurde. Üblicherweise muss dieses Restbier bzw. Rückbier als Abfallprodukt entsorgt werden. Diese Restbier bzw. Rückbier kann jedoch ohne Weiteres zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Mikrobiologische Bedenken bestehen dabei nicht, da das Restbier bzw. Rückbier nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dadurch erreichten Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts problemlos einer Temperaturbehandlung unterworfen werden kann, bei der alle im Restbier bzw. Rückbier enthaltenen Mikroorganismen abgetötet werden.
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Soweit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Bier, insbesondere Prozessbier, Restbier oder Rückbier, verwendet wird, enthält dieses vielfach Kohlensäure. Die im Bier enthaltene Kohlensäure hat dabei einen negativen Einfluss auf die gewünschte Lösbarkeit der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zur Vermeidung dieses negativen Einflusses der Kohlensäure ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn dem als Lösungsmittel verwendeten alkoholhaltigen, wässrigen Fluid, insbesondere dem als Lösungsmittel verwendeten Bier, ein Neutralisationsmittel zugesetzt wird, um den pH-Wert einzustellen. Als Neutralisationsmittel kann beispielsweise lebensmitteltaugliche Natronlauge zugesetzt werden.
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Alternativ bzw. additiv zur Verwendung von Bier als Lösungsmittel zur Lösung der lösbaren Bestandteile des Hopfenprodukts kann als alkoholhaltiges wässriges Fluid in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein Destillat und/oder Retentat aus der Entalkoholisierung von Bier Verwendung finden. Durch den Einsatz von Destillaten bzw. Retentaten aus der Entalkoholisierung kann der dabei anfallende Alkohol nachhaltig verwertet werden, und die ansonsten angewandte, energieaufwendige Aufkonzentration des Alkoholgehalts für eine wertstoffbezogene Abgabe an Drittverwerter kann entfallen.
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An welcher Stelle das erfindungsgemäß erzeugte Zwischenprodukt in den zur Bierherstellung eingesetzten Prozess rückgeführt wird, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt der bei der Bierherstellung erzeugten Würze, insbesondere nach der Würzekochung, zugesetzt wird. Die Würze erhält somit durch die Zugabe des erfindungsgemäßen Zwischenprodukts die erwünschten Bitterstoffe aus dem Hopfen, ohne dass die Würze zusammen mit dem Hopfenprodukt gekocht werden muss.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen Mischbehälter aufweist. In diesen Mischbehälter kann über eine Einbringungsstelle das alkoholhaltige, wässrige Fluid eingebracht werden. Über die gleiche Einbringungsstelle bzw. über eine zweite Einbringungsstelle kann dann auch das Hopfenprodukt in den Mischbehälter eingebracht werden. Um eine innige Vermischung von Fluid und Hopfenprodukt zu bewirken, kann im Mischbehälter eine Mischeinrichtung, insbesondere eine Rühreinrichtung und/oder eine Dispergiervorrichtung und/oder eine Homogenisierungsvorrichtung, vorgesehen werden.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der Mischbehälter eine Heizeinrichtung aufweist, die die Erhitzung der Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt ermöglicht. Falls eine Heizeinrichtung am Mischbehälter nicht vorhanden ist, aber dennoch eine Temperaturbehandlung gewünscht wird, kann das Fluid alternativ auch vor dem Einbringen in den Mischbehälter erhitzt werden, so dass sich im Mischbehälter die gewünschte Temperatur einstellt.
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Bevorzugt kann die Ausbringungsstelle zur Ausbringung der Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt aus dem Mischbehälter mit einer Würze führenden Stelle des Sudhauses verbunden werden. Auf diese Weise kann die Mischung aus Fluid und Hopfenprodukt, und insbesondere die im Fluid gelösten Hopfeninhaltsstoffe, in die Würze eingeführt werden.
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Soweit in den Mischbehälter Bier zur Mischung mit dem Hopfenprodukt eingeführt wird, sollte der Mischbehälter weiterhin eine Einbringungsstelle aufweisen, durch die die Zugabe eines Neutralisationsmittels, insbesondere lebensmitteltauglicher Natronlauge, ermöglicht wird.
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Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der Mischbehälter eine Einbringungsstelle aufweist, durch die die Zugabe von filtriertem Prozessbier und/oder Restbier und/oder Rückbier und/oder bei der Entalkoholisierung von Bier erzeugtem Destillat und/oder Retentat ermöglicht wird.
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Für die verschiedenen Rezepturbestandteile, die im Mischbehälter miteinander vermischt werden sollen, können jeweils eigene Einbringungsstellen vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich, dass einzelne Einbringungsstellen zur Einbringung verschiedener Rezepturbestandteile vorgesehen sind. Grundsätzlich reicht sogar eine Einbringungsstelle aus, um die unterschiedlichen Rezepturbestandteile einzuführen. Gegebenenfalls kann die Einbringungsstelle zugleich auch als Ausbringungsstelle zur Ausbringung der Mischung von Fluid und Hopfenprodukt dienen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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