DE102016121014A1

DE102016121014A1 - Verfahren zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats in einem Bierbereitungsverfahren, entsprechende Vorrichtung und Verwendung des Isomerisats

Info

Publication number: DE102016121014A1
Application number: DE102016121014.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Gehrig; Klaus Karl Wasmuht; Tobias Becher; Konstantin Ziller; Tom Benninghaus
Original assignee: Ziemann Holvrieka GmbH
Current assignee: Ziemann Holvrieka GmbH
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-03
Also published as: EP3535379A1; EP3535379B1; CN109963933A; WO2018083165A1; ES2943644T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats (H) in einem Bierbereitungsverfahren, welches eine Erzeugung und eine thermische Behandlung einer Würze (W) einschließt. Das Isomerisieren findet in einem Isomerisierungssubstrat (I) statt bei einer Temperatur zwischen 15 °C unterhalb bis 2 °C unterhalb einer Temperatur, welche die Würze (W) während der thermischen Behandlung derselben im Bierbereitungsverfahren höchstens erreicht. Dabei ist die Isomerisierungsdauer (tI) um 20 bis 50 min länger als eine Zeitdauer (tK) der thermischen Behandlung der Würze (W) im Bierbereitungsverfahren. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Verwendung und Vorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats in einem Bierbereitungsverfahren nach Anspruch 1, eine Verwendung des erhaltenen Isomerisats nach Anspruch 5, und eine Vorrichtung zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats in einem Bierbereitungsverfahren nach Anspruch 7.
Stand der Technik
In herkömmlichen Bierbrauverfahren erfolgt die Hopfung üblicherweise durch Zugabe von Hopfen oder eines Hopfenproduktes zur Würze während der Würzekochung. Darüber hinaus sind Bierbrauverfahren bekannt, bei denen die Isomerisierung der Hopfenbestandteile nicht mit der Würze in der Sudpfanne, sondern separat in einem Fluid bei gegenüber der Kochtemperatur der Würze erhöhten Temperaturen stattfindet. Der derart vorisomerisierte Hopfen wird dann der Würze beispielsweise am Ende der Würzekochung in die Sudpfanne zugeführt. Eine separate Isomerisierung von Hopfenprodukten ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 062 948 A1 bekannt.
Wenn jedoch eine Isomerisierung der Hopfenbestandteile auf die vorstehend beschriebene Weise vorgenommen wird, findet zwar eine schnelle und weitgehende Isomerisierung von Bestandteilen des Hopfensubstrats statt. Jedoch ist die thermische Belastung des isomerisierten Hopfensubstrats hoch, was sich insgesamt bspw. durch sich bildende Nebenprodukte negativ auf die Qualität der Hopfung auswirkt.
Ferner tritt beim herkömmlichen Verfahren wie vorstehend beschrieben häufig das Problem der Anreicherung von unerwünschten Hopfenaromastoffen im isomerisierten Hopfensubstrat auf, welche sich nachteilig auf die Qualität der resultierenden Biere auswirken.
Aufgabe der Erfindung
Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, welches bzw. welche die Qualität eines in einem Bierbereitungsverfahren verwendbaren Hopfensubstrats mit isomerisierten Hopfenbestandteilen verbessert, vorzugsweise unter Erzielung eines hohen Isomerisierungsgrades der Hopfenbestandteile.
Definitionen
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter „Bierbereitungsverfahren“ ein Verfahren zum Herstellen eines Bieres einschließlich eines alkoholfreien Bieres oder eines bierhaltigen oder bierähnlichen Getränks oder einer Vorstufe derselben verstanden. Dies schließt folglich auch ein Verfahren zum Zubereiten einer Bierwürze (Bierwürzebereitungsverfahren) mit ein. Ferner kann „Bierbereitungsverfahren“ auch ein Verfahren zum Herstellen eines beliebigen Getränks umfassen, insbesondere, wenn zur Herstellung des Getränks ein zum Bierbrauen verwendbarer Rohstoff verwendet wird und/oder das Getränk mit der üblichen Brauereiausstattung hergestellt werden kann, wie beispielsweise malzbasierte Getränke oder Softdrinks.
„Hopfensubstrat“ ist ein Substrat oder eine Mischung aus Substraten, ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst: Hopfen, vorzugsweise Naturhopfen; Hopfenprodukt, vorzugsweise Hopfenpellets, Hopfenextrakt, oder ein sonstiges Substrat, das isomerisierbare Hopfenbestandteile, vorzugsweise wenigstens eine α-Säure und/oder wenigstens eine β-Säure, aufweist.
„Isomerisierungssubstrat“ ist ein wässeriges Fluid oder eine wässerige Suspension, ausgewählt aus der Gruppe, die umfasst: Wasser, (Bier-)Maische, (Bier-)Würze, einschließlich Vorderwürze, Pfanne-voll-Würze, Nachguss bzw. Nachgussablauf, Glattwasser, oder Mischungen, Verdünnungen oder Konzentrate der genannten Substrate, jeweils insbesondere aus dem Bierbereitungsverfahren.
„Läuterwürze“ umfasst: Vorderwürze, Pfanne-voll-Würze, Nachguss bzw. Nachgussablauf, Glattwasser, oder Mischungen, Verdünnungen oder Konzentrate der genannten Substrate, jeweils insbesondere aus dem Bierbereitungsverfahren.
Unter „thermischer Behandlung“ der Würze im Sinne dieser Anmeldung wird ein Heißhalten der Würze oberhalb von 85 °C oder Kochen der Würze verstanden, dessen Dauer vorzugsweise 40 bis 120 min, insbesondere 50 bis 90 min, ist. Die thermische Behandlung beginnt beim Erwärmen der bei der Läuterung gewonnenen Würze, insbesondere der Pfanne-voll-Würze, und endet zumeist beim Ausschlagen der Würze aus der Würzepfanne. Nachgelagerte Verfahrensschritte, welche keinen oder keinen nennenswerten Wärmeeintrag in die Würze umfassen, wie beispielweise die herkömmliche Trubabscheidung im Whirlpool oder ein Strippen der Würze ohne Nacherwärmen, sind nicht Teil der thermischen Behandlung.
„Ausdampfen“ meint das Freisetzen eines Dampfes oder eines Aerosols aus dem Isomerisierungssubstrat oder aus einem Gemisch enthaltend das Isomerisierungssubstrat, was auf ein Verdampfen und/oder ein Verdunsten einer Flüssigkeit bei oder unterhalb der Siedetemperatur derselben zurückzuführen ist.
„Zwischen- oder Enderzeugnis des Bierbereitungsverfahrens“ umfasst: (Bier-)Maische, (Bier-)Würze, einschließlich Vorderwürze, Nachguss bzw. Nachgussablauf, Glattwasser, Pfanne-voll-Würze, Ausschlagwürze, geklärte Würze oder Würze nach dem Whirlpoolschritt, Kaltwürze, belüftete Würze, Anstellwürze, Grünbier, Jungbier, gärendes Bier, endvergorenes Bier, Bier im Stadium der Reifung oder Lagerung; filtriertes Bier; Drucktankbier, abgefülltes Bier, voll- oder teilentalkoholisiertes Bier, Biermischgetränk oder beliebige Mischungen derselben.
Das „Einstellen der Temperatur TG des in Schritt (a) erhaltenen Gemischs G auf eine Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs TB“ umfasst das Erwärmen und das Abkühlen des Gemischs G auf eine Temperatur innerhalb des Temperaturbereichs TB. Es umfasst aber auch das Halten oder Belassen der Temperatur TG des Gemischs G, wenn das Gemisch G bereits beim oder nach dem Mischen im Schritt (a) eine Temperatur innerhalb des Temperaturbereichs TB aufweist und daher keine Änderung der Temperatur TG im Schritt (b) erforderlich ist. Analoges gilt für das Vorrichtungsmerkmal „Einrichtung zum Einstellen der Temperatur TG des Gemischs G“.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
So wird ein Verfahren zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats in einem Bierbereitungsverfahren, wobei das Bierbereitungsverfahren eine Erzeugung und eine thermische Behandlung einer Würze W einschließt, offenbart, mit den Schritten:

(a) Mischen des Hopfensubstrats mit einem Isomerisierungssubstrat I unter Erhalt eines Gemischs G; wobei das Hopfensubstrat H wenigstens einen isomerisierbaren Hopfenbestandteil, vorzugsweise wenigstens eine α-Säure, enthält; wobei das Isomerisierungssubstrat I eine Läuterwürze enthält oder daraus besteht; wobei das Isomerisierungssubstrat I einen Extraktgehalt im Bereich von 0,2 bis 8 °P, vorzugsweise von 0,5 bis 5 °P; insbesondere von 0,8 bis 3 °P, aufweist; und wobei das Isomerisierungssubstrat I einen pH-Wert von wenigstens 5,6, vorzugsweise wenigstens 7,0, aufweist;
(b) Einstellen einer Temperatur TG des in Schritt (a) erhaltenen Gemischs G auf eine Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs TB, welcher die Temperaturen von 15 °C unterhalb bis 2 °C, vorzugsweise von 15 °C unterhalb bis 5 °C, unterhalb einer Temperatur TMAX umfasst, welche die Würze W während der thermischen Behandlung derselben im Bierbereitungsverfahren höchstens erreicht;
(c) Halten der Temperatur TG des in Schritt (b) erhaltenen Gemischs G für eine vorbestimmte Zeitdauer tI innerhalb des Temperaturbereichs TB; wobei die Zeitdauer tI um 20 bis 50 min länger, vorzugsweise 20 bis 45 min länger, ist als eine Zeitdauer tK der thermischen Behandlung der Würze W im Bierbereitungsverfahren (als Formel ausgedrückt: tI = tK + (20 bis 50 min) = tK + 20 min bis tK + 50 min); und
(d) vorzugsweise wenigstens teilweises Abtrennen von Feststoffen aus dem in Schritt (c) erhaltenen Gemisch G.

Dabei beträgt in Schritt (c) die Zeitdauer tK der thermischen Behandlung vorzugsweise 40 bis 120 min, insbesondere 50 bis 90 min. Folglich beträgt die Zeitdauer tI des Haltens der Temperatur TG des in Schritt (b) erhaltenen Gemischs G vorzugsweise 60 bis 150 min, insbesondere 70 bis 135 min.
Erfindungsgemäß wird erstreckt sich folglich der in Schritt (b) genannte Temperaturbereich TB der Temperatur des Gemisches G auf einen Bereich von 15 °C unterhalb der höchsten Temperatur TMAX, welcher die Würze W während der thermischen Behandlung ausgesetzt ist, bis 2 °C unterhalb dieser höchsten Temperatur TMAX. Als Formel ausgedrückt: TB = (TMAX - 15 °C) bis (TMAX - 2 °C). Als erläuterndes Beispiel kann hinzugefügt werden: Entspricht die höchste Temperatur TMAX, welcher die Würze während der thermischen Behandlung ausgesetzt ist, beispielsweise einer Würzekochtemperatur von 100 °C, so erstreckt sich der Temperaturbereich TB zwischen (100 - 15) °C und (100 - 2) °C = 85 bis 98 °C.
Erfindungsgemäß wird folglich die Temperatur TG des Gemisches G aus dem Hopfensubstrat H und dem Isomerisierungssubstrat I unterhalb einer Temperatur TMAX gehalten, welche die Würze während der thermischen Behandlung derselben im Bierbereitungsverfahren höchstens erreicht. Letztere ist üblicherweise die Heißhalte- oder die Kochtemperatur der Würze. Aufgrund der gegenüber der herkömmlichen Würze- und Hopfenbehandlung und insbesondere gegenüber bekannten Hochtemperatur-Schnellisomerisierungsverfahren (mit T = ca. 120 °C) abgesenkten Temperatur TG läuft die Isomerisierung erfindungsgemäß schonender ab und die thermische Belastung ist geringer, was sich beispielsweise in einem geringeren Anstieg der Thiobarbitursäurezahl (TBZ) ausdrückt. Dies bedeutet auch eine schonendere Behandlung des Hopfenaromas, was sich positiv auf die Qualität des resultierenden Isomerisats auswirkt.
Darüber hinaus ist der Energiebedarf des vorgeschlagenen Verfahrens aufgrund der abgesenkten Temperatur TG geringer.
Die aufgrund der abgesenkten Temperatur TG geringere Isomerisierungsgeschwindigkeit wird im erfindungsgemäßen Verfahren durch eine um wenigstens 20 Minuten gegenüber der herkömmlichen thermischen Behandlung verlängerten Isomerisierungsdauer tI kompensiert, so dass beim Isomerisierungsgrad bzw. bei der Isomerisierungsausbeute keine Einbußen in Kauf genommen werden müssen. Während die Isomerisierungsdauer bei der herkömmlichen Würzekochung im Wesentlichen auf die Kochzeit beschränkt ist, wird erfindungsgemäß mit der separaten Behandlung des Hopfensubstrats H unabhängig von der Wärmebehandlung des Würzebatches eine Verlängerung der Isomerisierungsdauer möglich. Somit kann die Isomerisierungsdauer tI völlig unabhängig von der eigentlichen Würzekochung oder -heißbehandlung eingestellt werden. So kann erfindungsgemäß neben der Kochdauer beispielsweise auch die Dauer der Heißtrubabscheidung im Whirlpoolschritt genutzt werden, um parallel die Hopfenisomerisierung voranzutreiben und hierdurch die Ausbeute an isomerisierten Hopfenbestandteilen zu erhöhen. Anders gesagt, gelingt es durch das vorgeschlagene Verfahren, eine optimale Ausbeute an isomerisierten Hopfenbestandteilen, wie α-Säuren, zu erzielen, ohne dass die Temperatur während der Isomerisierung auf die übliche Temperatur während der thermischen Behandlung der Würze W oder sogar darüber angehoben werden muss.
Es ist ferner vorteilhaft, bei der Durchführung der Isomerisierung eine Unterschreitung der im Anspruch definierten, unteren Grenztemperatur des Temperaturbereichs TB zu vermeiden. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Isomerisierungsreaktion bis zum Erreichen des gewünschten Isomerisierungsgrades noch in akzeptabler Zeit abläuft. Eine Absenkung der Isomerisierungstemperatur unter die untere Grenztemperatur hätte eine starke Verlangsamung der Isomerisierungsreaktion zufolge, so dass der gewünschte Isomerisierungsgrad in der vorgegebenen Zeit möglichweise nicht erreicht werden kann.
Da erfindungsgemäß die Konzentration des eingesetzten Isomerisierungssubstrats I aufgrund des geringen Extraktgehaltes gering ist, ist der Verlust an wertvollen Hopfenbestandteilen vermindert. Ferner sind die Verluste an wertvollen Bestandteilen, welche im Hopfentrub zurückbleiben, geringer. Nebenbei wird aufgrund der geringeren Menge an Hopfentrub auch ein geringerer Verlust an im Hopfentrub zurückbleibender Würze erzielt, was die letztendlich mit dem Brauverfahren erzielbare Extraktausbeute steigert.
Die Kombination aus im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren geringerer Konzentration des eingesetzten Isomerisierungssubstrats I und der abgesenkten Isomerisierungstemperatur wirkt sich positiv auf die Qualität des resultierenden Isomerisats aus, da die thermische Belastung geringer ist.
Besonders vorteilhaft ist, wenn als Isomerisierungssubstrat I ein Nachguss bzw. Nachgussablauf oder ein Glattwasser aus dem herkömmlichen Bierbereitungsverfahren verwendet werden, da diese Substrate sowohl einen geringen Extraktgehalt, als auch einen geringen Feststoffgehalt bzw. eine geringe Partikelfracht beispielsweise im Vergleich zur Vorderwürze desselben Suds aufweisen, was zu geringeren Verlusten an isomerisierten Hopfenbestandteilen führt. Darüber hinaus ist die thermische Belastung geringer, da eine geringere Menge an organischer Fracht im Isomerisierungssubstrat I vorhanden ist. Zudem ist der pH-Wert dieser Substrate relativ hoch, was ebenfalls die Isomerisierung fördert.
Dagegen kann es nach der Beobachtung der Erfinder vorteilhaft sein, wenn das eingesetzte Isomerisierungssubstrat I einen Anteil an Grobpartikeln aufweist, insbesondere, falls im Isomerisierungssubstrat I auch Feinpartikel anwesend sind. Hierbei versteht man unter Grobpartikeln Partikeln mit Partikelgrößen zwischen 40 und 400 µm, vorzugsweise zwischen 40 und 300 µm, insbesondere zwischen 40 und 200 µm. Unter Feinpartikel werden hier Partikel mit einer Partikelgröße von kleiner 40 µm, vorzugsweise von etwa 1 µm bis kleiner 40 µm, verstanden. Dabei wird die Partikelgrößenmessung gemäß der im Anhang aufgeführten Methode durchgeführt.
Die Konzentration der vorstehend definierten Grobpartikel im Isomerisierungssubstrat I kann bei > 100 mg/l, vorzugsweise bei > 200 mg/l, insbesondere bei > 400 mg/l, liegen. Wenn die Grobpartikel im Isomerisierungssubstrat I in einer Menge von > 100 mg/l, vorzugsweise bei > 200 mg/l, insbesondere von > 400 mg/l, vorhanden sind, wurde eine weitere Steigerung der Isomerisierungsausbeute der Hopfenbestandteile, insbesondere der α-Säuren, beobachtet. Vermutlich haben die Grobpartikel im Gegensatz zu den Feinpartikeln aufgrund ihrer geringeren spezifischen Oberfläche eine geringere Affinität zu anderen Substanzen, so dass diese die Hopfenbestandteile weniger binden. Möglicherweise absorbieren die Grobpartikel auch die im Isomerisierungssubstrat I vorhandenen Feinpartikel, so dass die Feinpartikel ihre adsorbierende Wirkung auf die Hopfenbestandteile nicht mehr oder nur vermindert ausüben können.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 4.
So kann/können das Isomerisierungssubstrat I und/oder das Gemisch G wenigstens während der thermischen Behandlung der Würze W im Bierbereitungsverfahren von der Würze W getrennt sein. Zudem oder alternativ kann/können das Isomerisierungssubstrat I und/oder das Gemisch G wenigstens während einer der Schritte (a) bis (d), vorzugsweise wenigstens während des Schrittes (c), von der Würze W getrennt sein.
Die getrennte Behandlung von Hopfensubstrat H und Würze W erhöht die Flexibilität der Steuerung des Verfahrens bezüglich den während der jeweiligen Behandlung einzustellenden Temperaturen, Konzentrationen, Behandlungsdauern etc.
Ferner kann wenigstens einer der Schritte (a) bis (d), vorzugsweise wenigstens der Schritt (c), in einem separaten Behälter durchgeführt werden, der nicht für die thermische Behandlung der Würze W im Bierbereitungsverfahren verwendet wird.
Durch die räumliche Auftrennung der Behandlungen des Hopfensubstrats H bzw. des Gemischs G und der Würze W in vorrichtungstechnischer Hinsicht ist es möglich, die hierzu verwendeten Behälter optimal dem jeweiligen Einsatzzweck hinsichtlich ihres Volumens und Ausstattung anzupassen.
Zudem kann wenigstens während einer der Schritte (a) bis (d), vorzugsweise wenigstens während des Schrittes (c), das Gemisch G ausdampfen gelassen werden. Dabei kann das Ausdampfen des Gemisches G gegen den Umgebungsdruck oder gegen einen Druck unterhalb des Umgebungsdrucks erfolgen.
Durch die Möglichkeit des Ausdampfens oder Ausdunstens gelingt es, unerwünschte Hopfenbestandteile wie bspw. etherische Öle, insbesondere Myrcen, auf einfache Weise zu entfernen, ohne dass diese später in ein Zwischen- oder Enderzeugnisses ZW des Bierbereitungsverfahrens gelangen.
Durch die im Vergleich zur herkömmlichen Würzekochung verringerte Ausdampfung von Hopfenbestandteilen während der Temperaturbehandlung des Hopfens wird eine selektive Ausdampfung unerwünschter Hopfenbestandteile in einem nachgeschalteten Schritt ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner durch die Verwendung nach Anspruch 5 gelöst.
So wird das aus Schritt (c) oder (d) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhaltenen Gemisch G zur Hopfung eines Zwischen- oder Enderzeugnisses ZW des Bierbereitungsverfahrens, vorzugsweise der Würze W, verwendet.
Die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorstehend diskutierten Vorteile gelten bei der hier vorgeschlagenen Verwendung analog und führen zu einer verbesserten Qualität des mit dem Gemisch G beaufschlagten Zwischen- oder Enderzeugnisses ZW.
Wenn in der vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung der Feststoffgehalt des Zwischen- oder Enderzeugnisses ZW des Bierbereitungsverfahrens vor der Zugabe des Gemischs G, vorzugweise durch Sedimentieren, Zentrifugieren oder Filtrieren, verringert wurde oder gering ist, wird der Verlust an isomerisierten Hopfenbestandteilen im Erzeugnis verringert.
So kann das Gemisch G mit den isomerisierten Hopfenbestandteilen einer wärmebehandelten Würze W im Brauverfahren beispielsweise nach dem Whirlpoolschritt zugegeben werden. Die hat den Vorteil, dass die isomerisierten Hopfenbestandteile mit der Würze W erst nach einer Feststoffabreicherung derselben, beispielsweise im Whirlpool, in Kontakt kommen und hierdurch ein Verlust von Iso-α-Säuren durch Adsorption an den Heißtrub vermieden werden kann.
Schließlich wird die Aufgabe durch die Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten analog für die Vorrichtung.
Dabei wird eine Vorrichtung zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats H in einem Bierbereitungsverfahren, wobei das Bierbereitungsverfahren eine Erzeugung und eine thermische Behandlung einer Würze W einschließt, vorzugsweise zum Durchführen wenigstens eines der Schritte (a), (b), (c) und (d) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, vorgeschlagen, welche aufweist:

einen Behälter B zur Aufnahme des Hopfensubstrats H, des Isomerisierungssubstrats I und/oder des Gemischs G aus dem Hopfensubstrat H und dem Isomerisierungssubstrat I;
wobei der Behälter B wenigstens eine Einlassöffnung E zum Einbringen des Hopfensubstrats H, des Isomerisierungssubstrats I und/oder des Gemisches G in den Behälter B aufweist;
wobei der Behälter B wenigstens eine Auslassöffnung A zum Ausbringen des Gemisches G aus dem Behälter B aufweist;
ein Dunstrohr D zum Abführen von aus dem Gemisch G stammenden Dampf oder Dunst aus dem Behälter B;
eine Einrichtung WG zum Einstellen und/oder Halten der Temperatur TG des Gemischs G oder des Isomerisierungssubstrats I;
wobei die Einlassöffnung E oder wenigstens eine der Einlassöffnungen E mit einer Läutervorrichtung in Fluidverbindung steht;
wobei die Auslassöffnung A oder wenigstens eine der Auslassöffnungen A mit einem ein Zwischen- oder Enderzeugnis ZW des Bierbereitungsverfahrens führenden, vorzugsweise würze- oder bierführenden, Gefäß L in Fluidverbindung steht, wobei das Gefäß L bezogen auf einen Würzestrom stromabwärts zu einer Einrichtung zum wenigstens teilweisen Abtrennen von Feststoffen aus der Würze W, vorzugweise durch Sedimentieren, Zentrifugieren oder Filtrieren, insbesondere zu einem Whirlpool, angeordnet ist.

Dabei schließt die Fluidverbindung zwischen Einlassöffnung und Läutervorrichtung auch ein, dass beispielsweise ein Wärmeüberträger oder eine andere Anlagenkomponente im Strömungsweg zwischen Einlassöffnung E und Läutervorrichtung angeordnet ist. Analoges gilt für die Fluidverbindung zwischen Auslassöffnung A und dem ein Zwischen- oder Enderzeugnis führenden Gefäß.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 8 und 9.
So kann der Behälter B geeignet ist, in seinem Inneren einem Druck unterhalb des Umgebungsdrucks standzuhalten. Zusätzlich kann der Behälter B eine Einrichtung zur Erzeugung eines Drucks unterhalb des Umgebungsdrucks im Inneren des Behälters B aufweisen.
Durch die Möglichkeit, einen Unterdruck auf das Gemisch während der Isomerisierungsdauer einwirken zu lassen, wird die Ausdampfung bzw. Ausdunstung unerwünschter Hopfenbestanteile, insbesondere von Hopfenaromen, verbessert.
Ferner kann der Behälter B oder ein Teil desselben die Gestalt eines Kegels oder Stumpfkegels aufweisen, wobei der Öffnungswinkel (a) des Kegels oder Stumpfkegels vorzugsweise im Bereich von 15 bis 120 °, insbesondere 45 bis 75 °, liegt. Der Behälter B oder ein Teil desselben kann die Gestalt eines Zylinders oder Zylindrokonus, vorzugsweise mit rundem, elliptischem oder mehreckigem Querschnitt, aufweisen.
Durch das Vorsehen einer konus- oder kegelförmigen Gestalt des Bodens des Behälters B wird das Absetzen der festen Hopfenbestandteile und anderer Feststoffe erleichtert, wodurch eine einfache Trennung zwischen gelösten und ungelösten Hopfenbestandteilen ermöglicht wird und sich somit die Hopfenausbeute weiter steigern lässt.
Alternativen und weitere Offenbarung der Erfindung
In Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Temperatur TG des Gemisches auch auf eine Temperatur innerhalb eines der nachfolgenden Temperaturbereiche TB eingestellt werden:

15 °C unterhalb bis 2 °C unterhalb,
vorzugsweise 10 °C unterhalb bis 2 °C unterhalb,
vorzugsweise 12 °C unterhalb bis 3 °C unterhalb,
vorzugsweise 8 °C unterhalb bis 2 °C unterhalb,
vorzugsweise 10 °C unterhalb bis 3 °C unterhalb,
vorzugsweise 15 °C unterhalb bis 5 °C unterhalb,
vorzugsweise 10 °C unterhalb bis 4 °C unterhalb,
vorzugsweise 8 °C unterhalb bis 3 °C unterhalb,
vorzugsweise 7 °C unterhalb bis 3 °C unterhalb,

W

Der Temperaturbereich TB kann alternativ auch einen der folgenden Bereiche umfassen: 85 bis 98 °C; 85 bis 97 °C; 85 bis 96 °C; 85 bis 95 °C; 88 bis 98 °C; 88 bis 95 °C; 88 bis 94 °C; 90 bis 98 °C; 90 bis 97 °C; 90 bis 96 °C; 90 bis 95 °C; und 92 bis 97 °C.
Erfindungsgemäß kann der Gehalt (Massenanteil) an „Feststoffen“ oder „Partikeln“ gemäß der Methode MEBAK Band II, 2002, 2.6.2, bestimmt werden.
1 zeigt eine Brauanlage mit einer Maischvorrichtung MB, einer Läutervorrichtung LB, einer Würzepfanne SP, einem Whirlpool WH, einem Würzekühler WK und einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung V. Dabei weist die Vorrichtung V einen Behälter B zur Aufnahme eines Hopfensubstrats H, eines Isomerisierungssubstrats I und/oder eines Gemischs G aus dem Hopfensubstrat H und dem Isomerisierungssubstrat I auf. Der Behälter B weist zwei Einlassöffnungen E auf, eine zum Einbringen des Hopfensubstrats H und zum Einbringen des Isomerisierungssubstrats I in den Behälter B auf. Ferner weist der Behälter B eine Auslassöffnung A zum Ausbringen des Gemisches G aus dem Behälter B auf. Der Behälter B weist ferner ein Dunstrohr D zum Abführen von aus dem Gemisch G stammenden Dampf oder Dunst aus dem Behälter B auf. Zudem weist der Behälter B eine Einrichtung WG zum Einstellen der Temperatur TG des Gemischs G oder des Isomerisierungssubstrats I auf. Eine der Einlassöffnungen E steht mit der Läutervorrichtung SP in Fluidverbindung. Die Auslassöffnung A steht mit einem ein Zwischen- oder Enderzeugnis ZW des Bierbereitungsverfahrens, hier eine Würze, führendes Gefäß L in Fluidverbindung. Das Gefäß L ist bezogen auf den Würzestrom stromabwärts zum Whirlpool WH angeordnet.
Ausführungsbeispiel
Erfindungsgemäß ist das Isomerisierungssubstrat I vorzugsweise eine Läuterwürze, insbesondere ein Glattwasser, mit einem pH-Wert > 5,6, insbesondere > 7,0, einer geringen Stammwürze von < 3 °P und einem Feststoffgehalt > 100 mg/L.
In einem Laborversuch wurden 5 L Würze als Isomerisierungssubstrat I auf 98 °C erhitzt und heiß gehalten. Sobald diese Heißhaltetemperatur erreicht war, wurde ein Hopfen in einer Konzentration von 10 g/5 L gegeben, so dass die Würze auf 29,4 Bittereinheiten eingestellt wurde. Die Heißhaltedauer betrug insgesamt 60 min, wobei Rühreinheiten nach 20 min und 40 min erfolgten. Nach Ablauf der Heißhaltedauer wurde eine Probe gezogen und auf Iso-α-Säuren untersucht (HPLC, Methode Forschungszentrum Weihenstephan für Brau- und Lebensmittelqualität).
Parallel dazu wurden 5 L Würze auf 100 °C erhitzt, dieselbe Hopfengabe gegeben und nach Art der konventionellen Würzekochung bei 100 °C (= TMAX) für 40 min atmosphärisch gekocht. Nach Ablauf der Kochdauer wurde auch von diese Würze eine Probe gezogen und auf Iso-α-Säuren nach derselben Methode untersucht.
Der Vergleich der Messergebnisse zeigt, dass die Ausbeute an Iso-α-Säuren bei der erfindungsgemäßen, verlängerten, separaten Isomerisierung bei abgesenkter Temperatur um 85 % erhöht war.
Anhang
Messung der Partikelgrößenverteilung
Die Analyse erfolgt mit dem Laserbeugungssensor HELOS der Firma Sympatec GmbH in Kombination mit der automatischen Nassdispergiereinheit SUCELL. Kombiniert hat der Sensor einen Messbereich von 0,1 µm bis 875 µm. Die Auswahl der Linse R4, mit einem Bereich von 0,5/1,8 µm bis 350 µm, dient der weiteren Eingrenzung des Messbereiches. Eine Anregung der Probe erfolgte mit einem HeNe-Laser mit einer Wellenlänge von λ=632,8 nm. Die Auswertung der Messsignale erfolgt über die geräteeigene Software.
Die zeitliche Abfolge einer Partikelgrößenmessung ist nachfolgend aufgezeigt:

1. Einfüllen von 400 ml entionisiertem Wasser in die Dispergiereinheit
2. 10 s entlüften der Dispergiereinheit
3. 30 s Umpumpen
4. Signaltest (Referenz)
5. Zugabe der Probe mittels Messpipette (bis zu optischer Konzentration von ca. 15 %)
6. 10 s entlüften der Dispergiereinheit
7. 120 s Umpumpen (zur Dispergierung)
8. Messung 1 (Messzeit: 60 s)
9. 60 s Umpumpen
10. Messung 2 (Messzeit: 60 s)
11. 60 s Umpumpen
12. Messung 3 (Messzeit: 60 s)
13. Entleeren und Spülen der Dispergiereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007062948 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats (H) in einem Bierbereitungsverfahren, welches eine Erzeugung und eine thermische Behandlung einer Würze (W) einschließt, mit den Schritten: (a) Mischen des Hopfensubstrats (H) mit einem Isomerisierungssubstrat (I) unter Erhalt eines Gemischs (G); wobei das Hopfensubstrat (H) wenigstens einen isomerisierbaren Hopfenbestandteil, vorzugsweise wenigstens eine α-Säure, enthält; wobei das Isomerisierungssubstrat (I) eine Läuterwürze enthält oder daraus besteht; wobei das Isomerisierungssubstrat (I) einen Extraktgehalt im Bereich von 0,2 bis 8 °P aufweist; und wobei das Isomerisierungssubstrat (I) einen pH-Wert von wenigstens 5,6, vorzugsweise wenigstens 7,0, aufweist; (b) Einstellen einer Temperatur (TG) des in Schritt (a) erhaltenen Gemischs (G) auf eine Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs (TB), welcher die Temperaturen von 15 °C unterhalb bis 2 °C unterhalb einer Temperatur (TMAX) umfasst, welche die Würze (W) während der thermischen Behandlung derselben im Bierbereitungsverfahren höchstens erreicht; (c) Halten der Temperatur (TG) des in Schritt (b) erhaltenen Gemischs (G) für eine vorbestimmte Zeitdauer (tI) innerhalb des Temperaturbereichs (TB); wobei die Zeitdauer (tI) um 20 bis 50 min länger ist als eine Zeitdauer (tK) der thermischen Behandlung der Würze (W) im Bierbereitungsverfahren; und (d) vorzugsweise wenigstens teilweises Abtrennen von Feststoffen aus dem in Schritt (c) erhaltenen Gemisch (G).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Isomerisierungssubstrat (I) und/oder das Gemisch (G) wenigstens während der thermischen Behandlung der Würze (W) im Bierbereitungsverfahren von der Würze (W) getrennt ist/sind; und/oder das Isomerisierungssubstrat (I) und/oder das Gemisch (G) wenigstens während einer der Schritte (a) bis (d), vorzugsweise wenigstens während des Schrittes (c), von der Würze (W) getrennt ist/sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Schritte (a) bis (d), vorzugsweise wenigstens der Schritt (c), in einem separaten Behälter durchgeführt wird/werden, der nicht für die thermische Behandlung der Würze (W) im Bierbereitungsverfahren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens während einer der Schritte (a) bis (d), vorzugsweise wenigstens während des Schrittes (c), das Gemisch (G) ausdampfen gelassen wird; wobei das Ausdampfen des Gemisches (G) gegen den Umgebungsdruck oder gegen einen Druck unterhalb des Umgebungsdrucks erfolgt.
Verwendung des aus Schritt (c) oder (d) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erhaltenen Gemischs (G) zur Hopfung eines Zwischen- oder Enderzeugnisses (ZW) des Bierbereitungsverfahrens, vorzugsweise der Würze (W).
Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt des Zwischen- oder Enderzeugnisses (ZW) des Bierbereitungsverfahrens vor der Zugabe des Gemischs (G), vorzugweise durch Sedimentieren, Zentrifugieren oder Filtrieren, verringert wurde.
Vorrichtung (V) zum Isomerisieren von Bestandteilen eines Hopfensubstrats (H) in einem Bierbereitungsverfahren, welches eine Erzeugung und eine thermische Behandlung einer Würze (W) einschließt, vorzugsweise zum Durchführen wenigstens eines der Schritte (a), (b), (c) und (d) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, aufweisend: einen Behälter (B) zur Aufnahme des Hopfensubstrats (H), des Isomerisierungssubstrats (I) und/oder eines Gemischs (G) aus dem Hopfensubstrat (H) und dem Isomerisierungssubstrat (I); wobei der Behälter (B) wenigstens eine Einlassöffnung (E) zum Einbringen des Hopfensubstrats (H), des Isomerisierungssubstrats (I) und/oder des Gemisches (G) in den Behälter (B) aufweist; wobei der Behälter (B) wenigstens eine Auslassöffnung (A) zum Ausbringen des Gemisches (G) aus dem Behälter (B) aufweist; ein Dunstrohr (D) zum Abführen von aus dem Gemisch (G) stammenden Dampf oder Dunst aus dem Behälter (B); eine Einrichtung (WG) zum Einstellen der Temperatur (TG) des Gemischs (G) oder des Isomerisierungssubstrats (I); wobei die Einlassöffnung (E) oder wenigstens eine der Einlassöffnungen (E) mit einer Läutervorrichtung in Fluidverbindung steht; wobei die Auslassöffnung (A) oder wenigstens eine der Auslassöffnungen (A) mit einem ein Zwischen- oder Enderzeugnis (ZW) des Bierbereitungsverfahrens führenden, vorzugsweise würze- oder bierführenden, Gefäß (L) in Fluidverbindung steht, wobei das Gefäß (L) bezogen auf einen Würzestrom stromabwärts zu einer Einrichtung zum wenigstens teilweisen Abtrennen von Feststoffen aus der Würze (W), vorzugweise durch Sedimentieren, Zentrifugieren oder Filtrieren, insbesondere zu einem Whirlpool, angeordnet ist.
Vorrichtung (V) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (B) geeignet ist, in seinem Inneren einem Druck unterhalb des Umgebungsdrucks standzuhalten; und vorzugsweise eine Einrichtung zur Erzeugung eines Drucks unterhalb des Umgebungsdrucks im Inneren des Behälters (B) aufweist.
Vorrichtung (V) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (B) oder ein Teil desselben die Gestalt eines Kegels oder Stumpfkegels aufweist, wobei der Öffnungswinkel (α) des Kegels oder Stumpfkegels vorzugsweise im Bereich von 15 bis 120 °, insbesondere 45 bis 75 °, liegt; und/oder; der Behälter (B) oder ein Teil desselben die Gestalt eines Zylinders oder Zylindrokonus, vorzugsweise mit rundem, elliptischem oder mehreckigem Querschnitt, aufweist.