DE102017215930A1 - Apparatus and method for mashing and filtering for beer production - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Maischen und Filtrieren für die Bierherstellung mit einem Plattenfilter, mit mehreren Filterkammern, einem Zulauf zum Zuführen von Maische und einen Ablauf zum Ableiten von Würze aus den Plattenfilter. Über eine Zirkulationsleitung kann zumindest ein Teil der Würze vom Ablauf zurück zum Zulauf im Kreislauf geführt werden.The invention relates to a device and a method for mashing and filtering for beer production with a plate filter, with a plurality of filter chambers, a feed for feeding mash and a drain for discharging wort from the plate filter. Via a circulation line, at least part of the wort can be recirculated from the outlet back to the inlet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Maischen und Filtrieren für die Bierherstellung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 12.The invention relates to a device and a method for mashing and filtering for beer production according to the preambles of
Bei der industriellen Bierbereitung erfolgt zur Herstellung der Würze klassisch zunächst eine Vermahlung (Schrotung) der eingesetzten Getreide und das Vermengen des Mahlguts mit Wasser (Einmaischen). Zum Gewinnen der Würze ist es notwendig, die zunächst noch unlösliche Stärke des Malzes mit Hilfe von Enzymen in vergärbare Zucker umzuwandeln. Dies erfolgt während des Maischprozesses, bei dem die Maische meist graduell erhitzt wird, um erwünschte enzymatische Reaktionen zu katalysieren.In industrial beer production, the first step in the production of the wort is first of all grinding (grinding) of the cereals used and mixing the ground material with water (maceration). To extract the wort, it is necessary to convert the initially insoluble starch of the malt with the help of enzymes into fermentable sugars. This occurs during the mashing process, where the mash is usually heated gradually to catalyze desired enzymatic reactions.
Moderne Maischegefäße sind zu diesem Zweck mit Heizflächen an den Zargen und/oder Böden ausgestattet und beinhalten Rührwerke, um eine Homogenisierung und Wärmeübertragung während des Prozesses zu gewährleisten. Nachdem die Verzuckerung, d.h., insbesondere die Stärkehydrolyse erfolgt ist und gegebenenfalls noch andere gewünschte Prozesse wie zum Beispiel Eiweiß- oder Beta-Glucan-Abbau erfolgt ist, wird die Maische in Filtersysteme gepumpt, in denen anschließend eine Separation von festen und flüssigen Bestandteilen, also der Abzug der geklärten Vorderwürze und das Auswaschen des Treberkuchens erfolgt. Apparativ werden dazu überwiegend entweder Läuterbottiche eingesetzt, bei denen sich das Filterbett aus festen Bestandteilen (insbesondere Spelzen) durch Sedimentation ausbildet und die Filtration gravimetrisch erfolgt, oder es kommen z.B. Plattenfilter zum Einsatz, bei denen die Maische vertikal in Kammern eingelagert wird und eine horizontale Filtrationsrichtung der vergleichsweise dünnen Schichten erfolgt.Modern mash vessels are equipped for this purpose with heating surfaces on the frames and / or floors and include agitators to ensure homogenization and heat transfer during the process. After the saccharification, ie, in particular the starch hydrolysis has taken place and possibly other desired processes such as protein or beta-glucan degradation is carried out, the mash is pumped into filter systems, in which then a separation of solid and liquid components, ie the withdrawal of the clarified wort and the washing out of the grain cake takes place. Apparently, either lauter tuns are predominantly used for this, in which the filter bed is formed from solid components (in particular husks) by sedimentation and the filtration is carried out gravimetrically, or e.g. Plate filter used, in which the mash is stored vertically in chambers and a horizontal filtration direction of the relatively thin layers takes place.
Der beschriebene Stand der Technik sieht, wie aus
Die Verwendung von mindestens zwei gesonderten Vorrichtungen für das Maischen und die Separation (Filtration) bedeutet einen großen apparativen Aufwand und hohe Kosten. Das Umpumpen der Maische von dem Maischegefäß in die Filtrationssysteme ist darüber hinaus zeitaufwendig. Schließlich ist auch die Steuerung der Prozessparameter beim Maischen schwierig, da bestimmte Prozessparameter, in der partikelhaltigen, oft hochviskosen, inhomogenen Maischen im Maischegefäßschlecht, oder aber zumindest nicht exakt messbar sind.The use of at least two separate devices for mashing and separation (filtration) means a lot of equipment and high costs. In addition, pumping the mash from the mash vessel into the filtration systems is time consuming. Finally, the control of the process parameters during mashing is difficult because certain process parameters, in the particulate, often highly viscous, inhomogeneous mashes in the mash pot bad, or at least not exactly measurable.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Maischen und Filtrieren bereitzustellen.On this basis, the object of the present invention is to provide an improved apparatus and method for mashing and filtering.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum gleichzeitigen Maischen und Filtrieren für die Würze/Bierherstellung weist einen Plattenfilter mit mehreren Filterkammern auf. Der Plattenfilter hat mindestens einen Zulauf zum Zuführen von Maische in dem Plattenfilter und einen Ablauf zum Ableiten der filtrierten Würze aus dem Plattenfilter. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Zirkulationsleitung, über die zumindest ein Teil der Würze vom Ablauf zurück zum Zulauf im Kreislauf geführt werden kann. Ein Plattenfilter ist ein Maischefilter, bei dem hintereinander in Reihe angeordnete Filterkammern die Würzeklärung ermöglichen. Eine Filterkammer wird beispielsweise von zwei Platten begrenzt. Zwischen den Platten befindet sich mindestens eine Filterfläche (z.B. Filtertuch), mit deren Hilfe Partikel, zumindest zu einem gewissen Grad, zurückgehalten werden. Dieser Plattenfilter kann nun erfindungsgemäß sowohl zum Maischen als auch zum Filtrieren verwendet werden, indem Maische in die Kammern des Plattenfilters eingelagert werden kann und die gefilterte Würze zumindest teilweise über eine Zirkulationsleitung vom Ablauf zurück zum Zulauf im Kreislauf K geführt und wahlweise temperiert (erwärmt und/oder abgekühlt) werden kann. Somit ist nur noch eine Vorrichtung für die beiden Prozesseschritte Maischen und Filtrieren notwendig.The inventive device for simultaneous mashing and filtering for wort / beer production has a plate filter with a plurality of filter chambers. The plate filter has at least one inlet for feeding mash in the plate filter and a drain for draining the filtered wort from the plate filter. According to the present invention, the device comprises a circulation line, via which at least part of the wort can be recirculated from the outlet back to the inlet. A plate filter is a mash filter in which successively arranged in series filter chambers allow the wort clarification. A filter chamber is limited, for example, by two plates. There is at least one filter surface (e.g., filter cloth) between the plates for retaining particles, at least to some degree. According to the invention, this plate filter can now be used both for mashing and for filtering by allowing mash to be stored in the chambers of the plate filter and at least partially passing the filtered wort through a circulation line from the outlet back to the inlet in the circuit K and optionally heated (heated and / or or cooled down). Thus, only one device for the two process steps mashing and filtering is necessary.
Moderne Maischegefäße werden mit Heizzonen, Rührwerken, Kaminen, Begehungsmöglichkeiten, sowie Maischetransferpumpen als große, isolierte Edelstahlbehälter mit definiertem Puffervolumen ausgelegt. Das Entfallen derartiger Behältnisse führt somit zu einer deutlichen Investitionsreduzierung und einer deutlichen Platzersparnis. Zudem vereinfacht sich die Wartung und Instandhaltung, da weniger Ersatzteile, z.B. für Rührwerksgetriebe, etc. bevorratet werden müssen.Modern mash tanks are designed with heating zones, agitators, fireplaces, walk-in facilities and mash transfer pumps as large, insulated stainless steel containers with a defined buffer volume. The elimination of such containers thus leads to a significant investment reduction and a significant space savings. In addition, the maintenance and servicing simplified because fewer spare parts, e.g. for agitator gearbox, etc. need to be stocked.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun kein zeitaufwendiges Umpumpen der Maische vom Maischegefäß in das Filtrationssystem notwendig, sodass der Prozess zur Würze/Bierherstellung deutlich verkürzt bzw. die Anlageneffizienz gesteigert werden kann.According to the present invention, no time-consuming pumping of the mash from the mash vessel into the filtration system is necessary, so that the process for seasoning / beer production can be significantly shortened or the plant efficiency can be increased.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht auch ein enzymschonendes Aufheizen der eingelagerten Maische über die zirkulierende Würze, die über den Wärmetauscher erwärmt wird, da Aufgrund des guten Wärmeübergangs mit geringeren Heizmitteltemperaturen im Wärmetauscher und/oder gesteigerten Aufheizraten gearbeitet werden kann. Insbesondere bei dicken Maischen mit hohen Stammwürzen kann dies von Vorteil sein und zusätzlich die Anbrenngefahr verringern. Durch die entfallenden Transferzeiten reduziert sich weiterhin die Kontaktzeit bei hohem Temperaturniveau, sodass weniger unerwünschte Bestandteile, wie Polyphenole, aus den Spelzen ausgewaschen werden. Dadurch verbessert sich die chemisch-physikalische Stabilität und somit auch die Qualität des Bieres.The device according to the invention also allows an enzyme gentle heating of the stored mash via the circulating wort, which is heated via the heat exchanger, since due to the good heat transfer with lower heating medium temperatures in the heat exchanger and / or increased heating rates can be worked. Especially with thick mashes with high original wort this can be an advantage and additionally reduce the risk of burning. As a result of the transfer times which are no longer involved, the contact time at high temperature level is reduced, so that less unwanted constituents, such as polyphenols, are washed out of the husks. This improves the chemical-physical stability and thus the quality of the beer.
Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Wärmespeichersystem verbunden ist. Dieses kann beispielsweise das Heizmedium für die Heizeinrichtung in Form von Heizwasser in einem geschlossenem oder offenem Kreislauf zur Verfügung stellen. Zur Heizmediumherstellung eignen sich dabei insbesondere Würzekühler, Pfannendunstkondensatoren, Solarthermieanlagen, Blockheizkraftwerke und/oder andere regenerative Energiequellen.It is possible that the device according to the invention is connected to a heat storage system. This can provide, for example, the heating medium for the heating device in the form of heating water in a closed or open circuit. In particular, wort coolers, pan vapor condensers, solar thermal systems, combined heat and power plants and / or other regenerative energy sources are suitable for the production of heating medium.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Heizeinrichtung, insbesondere einen Wärmetauscher, um das/die Einmaischwässer-, Würzen- und/oder Anschwänzwässer zu temperieren. Außerdem soll eine stufenweise Temperierung (insbesondere Erwärmung) unter Einhalten von sogenannten Rasten bis auf eine bestimmte Temperatur gewährleistet werden können. Da beim Maischen eine graduelle Temperaturerhöhung erfolgen soll, soll die Vorrichtung im Gegensatz zu herkömmlichen Maischefiltern eine gezielte Temperierung, insbesondere eine stufenweise Erwärmung des zu filtrierenden Guts ermöglichen. Vorteilhafterweise wird dazu die durch die Treberkuchen in den Filterkammern strömende Würze zum Aufheizen verwendet. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch beispielsweise das Einmaischwasser und/oder die Anschwänz/Auslaugungsfluide temperiert werden und dadurch zu den gewünschten Temperaturniveaus in dem zu filtrierenden Gut führen. Eine Zirkulation bzw. gezieltes Ab- und erneutes Zuleiten der durch die Heizeinrichtung erwärmten Flüssigkeiten (Würze/Wasser) begünstigt dabei enzymatische Prozesse und katalysiert somit die gewünschten Reaktionsgeschwindigkeiten. Der zur Maischetemperatursteuerung eingesetzte Wärmetauscher kann dann vorteilhafterweise nachträglich als Läuterwürzeerhitzer vor dem Kochen der erzeugten Würze dienen, und/oder während der Würzekochung zur Erhitzung oder Heißhaltung während des Kochprozesses verwendet werden. Zudem kann erfindungsgemäß die Heizeinrichtung weitere, andere Würzeaufheiz- insbesondere Würzekochvorrichtungen, wie beispielsweise Innen- oder Außenkocher obsolet machen/ersetzen. Auch ist denkbar, dass so die Würzekochpfanne durch das erfindungsgemäße Vorlaufgefäß ganz, oder zumindest teilweise ersetzt wird. In diesem Fall finden ein Teil der üblichen Prozessschritte wie eine Hopfenisomerisierung, eine DMSP-Umwandlung, eine Eiweißausfällung und/oder zumindest ein Teil der Verdampfung im Vorlaufgefäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung statt. In diesem Fall ersetzt das Vorlaufgefäß die Würzepfanne und/oder übernimmt deren Aufgaben zumindest teilweise, so dass hier beispielsweise auch eine Kochung der Vorderwürze und/oder Läuterwürze erfolgt.Advantageously, the device comprises a heating device, in particular a heat exchanger, in order to temper the maceration, wort and / or macerating waters. In addition, a gradual tempering (in particular heating) should be able to be guaranteed while maintaining so-called notches to a certain temperature. Since a gradual increase in temperature should take place during mashing, the device should, in contrast to conventional mash filters, allow targeted temperature control, in particular a stepwise heating of the material to be filtered. Advantageously, the wort flowing through the spent grains in the filter chambers is used for heating. Alternatively or additionally, however, for example, the mashing water and / or the Anschwänz / leaching fluids can be tempered and thereby lead to the desired temperature levels in the material to be filtered. A circulation or targeted discharge and renewed feeding of the heated by the heater fluids (wort / water) favors enzymatic processes and thus catalyzes the desired reaction rates. The heat exchanger used for mash temperature control can then advantageously be used later as Läuterwürzeerhitzer before boiling the wort produced, and / or be used during the wort boiling for heating or heat retention during the cooking process. In addition, according to the invention, the heater can render obsolete other wort heating devices, in particular seasoning cooking appliances, such as indoor or outdoor stoves, for example. It is also conceivable that the wort cooking pan is completely, or at least partially, replaced by the preliminary vessel according to the invention. In this case, a part of the usual process steps such as a hop isomerization, a DMSP conversion, a protein precipitation and / or at least part of the evaporation in the flow vessel of the device according to the invention take place. In this case, the preliminary vessel replaced the wort kettle and / or takes over their tasks at least partially, so that here, for example, a cooking of the wort and / or Läuterwürze done.
Auch ist es möglich dass anstelle des Vorlaufgefäßes und/oder der hier vorgesehenen Heizeinrichtung die Würzekochpfanne, die z.B. mit Innen- und/oder Außenkochern verbunden ist, zur Zwischenspeicherung und Erwärmung des Gutes im erfindungsgemäßen Filter mitbenutzt wird. In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird die Würze und/oder vorfiltrierte Maische oder zumindest ein Teil davon hierzu gezielt durch/oder an einem Platten- Rohrbündel und/oder Flächenheizelement (wie Dimpleplates/Heizschlangen/Heizkissen) an oder in der Würzepfanne zur Temperierung hindurch/vorbeigeführt. Neben der Erwärmung kann so auch bspw. eine partielle Verdampfung, bspw. von unerwünschten Aromen erfolgen.It is also possible that, instead of the preliminary vessel and / or the heating device provided here, the wort cooking pan, e.g. is connected to indoor and / or outdoor cookers, shared for intermediate storage and heating of the goods in the filter according to the invention. In a particular embodiment, the wort and / or pre-filtered mash or at least a part thereof for this purpose targeted by / on a plate tube bundle and / or surface heating element (such as Dimpleplates / heating coils / heating pad) on or in the wort kettle for tempering passed / past. In addition to the heating so can, for example, a partial evaporation, for example. Take place of unwanted flavors.
Im Vergleich zu konventionellen Vorrichtungen kann somit die Anzahl der notwendigen Heizeinrichtungen und/oder Würzespeichereinrichtungen reduziert und somit Kosten gespart werden. Wird die erfindungsgemäße Heizeinrichtung, zu einem anderen Zweck - als die Flüssigkeit in der Zirkulationsleitung zu temperieren- also wie zuvor beschrieben zum Beispiel zum Heizen, Kochen oder Kühlen verwendet, werden dazu entsprechende Ventile geschaltet. Insbesondere kann die Heizeinrichtung dann zu anderen Zwecken verwendet werden, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung gerade nicht zum Maischen und/oder Filtrieren verwendet wird. Dies ist insbesondere bei Anlagen mit geringer Sudfolge vorteilhaft.Thus, compared to conventional devices, the number of necessary heaters and / or wort storage devices can be reduced and thus costs can be saved. If the heating device according to the invention, for another purpose - to temper as the liquid in the circulation line - so used as described above, for example, for heating, cooking or cooling, corresponding valves are switched to this. In particular, the heating device can then be used for other purposes when the device according to the invention is not being used for mashing and / or filtering. This is particularly advantageous in systems with low Sudfolge.
Als Heizmedium für die Heizeinrichtung eignen sich hierzu insbesondere Dampf, Heißwasser oder/oder andere Medien wie Heizöle, wobei eine Anbindung an ein Energiespeichersystem und/oder einem Blockheizkraftwerk in jedem Fall vorteilhaft ist.Steam or hot water and / or other media, such as heating oils, are particularly suitable for this purpose as the heating medium for the heating device, wherein a connection to an energy storage system and / or a cogeneration plant is in any case advantageous.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird die Vorderwürze oder zumindest der größte Anteil der Vorderwürze (sprich idealerweise mehr als 75%) und die Nachgüsse oder zumindest der größte Anteil der Nachgüsse (sprich idealerweise mehr als 75%) separat behandelt. So kann beispielswiese lediglich die Vorderwürze gekocht werden, so dass darin eine Verdampfung ungewünschter Aromastoffe und weiterer gewollter Reaktionen erfolgt und die Nachgüsse werden wahlweise zu einem späteren Zeitpunkt -wahlweise sogar an einer anderen Prozessstelle wie vor/in/und/oder nach dem Whirlpool oder Sedimentationstank- zugegeben, wodurch beispielsweise eine weitere DMSP Umwandlung reduziert wird und/oder weniger Energie benötigt wird.In a particular embodiment, the wort or at least the largest portion of the wort (ideally more than 75%) and the Nachgüsse or at least the largest portion of the Nachgüsse (ideally more than 75%) treated separately. Thus, for example, only the wort can be boiled, so that there is an evaporation of unwanted flavorings and other desired reactions and the refills are optionally at a later date-optionally, even at a different process site as before / in / and after the hot tub or sedimentation tank - added, by For example, another DMSP conversion is reduced and / or less energy is needed.
Vorzugsweise erfolgt das Aufheizen und Kochen der benötigten Vorderwürze und Nachgüssmengen dabei zeitlich so, dass mindestens eins der zur Kochung und/oder Pufferung genutzten Gefäße spätestens dann entleert und somit für eine neue Charge bereit steht, wenn im erfindungsgemäßen Filter erneut eine Zwischenspeicherung und/oder Erwärmung der vorfiltrierten Würze notwendig sind. Idealerwiese ist somit Austreberende bzw. Einmaischen des Folgesudes annähernd gleichzeitig, oder nur max. 20 Minuten mit dem Kochende des vorhergehenden Sudes versetzt.Preferably, the heating and cooking of the required Vorwürze and Nachgüssmengen done in time so that at least one of the vessels used for cooking and / or buffering emptied at the latest and thus ready for a new batch, if in the filter according to the invention again caching and / or heating the prefiltered wort is necessary. Idealer meadow is thus Austreberende or mashing the following song almost simultaneously, or only max. Spent 20 minutes with the cook end of the previous sude.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, die die Heizeinrichtung insbesondere zum stufenweisen Erwärmen der Flüssigkeiten (z.B. Würze oder Wasser) ansteuern kann. Somit kann ein optimaler und flexibler Maischprozess, z.B. abgestimmt auf die Rohstoffqualitäten und/oder Rohstoffarten realisiert werden.According to a preferred embodiment, the device comprises a control device which can drive the heating device in particular for the stepwise heating of the liquids (for example wort or water). Thus, an optimal and flexible mashing process, e.g. realized on the raw material qualities and / or raw material types.
Vorteilhafterweise ist diese Heizeinrichtung in einer Zirkulationsleitung angeordnet. Hier kann gezielt die Temperatur eingestellt werden, bevor die Würze erstmalig oder zum wiederholten Male in dem Plattenfilter einläuft. Vorteilhafterweise kann diese Heizeinrichtung über einen Bypass bzw. eine Bypassleitung und entsprechende Ventile überbrückt werden, wenn beispielsweise keine Heizleistung notwendig ist. Auch kann der Bypass beispielsweise dann genutzt werden, wenn partikelhaltige Würze (z.B. zu Prozessbeginn) zirkuliert werden soll.Advantageously, this heating device is arranged in a circulation line. Here, the temperature can be set specifically before the wort enters the plate filter for the first time or repeatedly. Advantageously, this heater can be bypassed via a bypass or a bypass line and corresponding valves, for example, if no heating power is necessary. The bypass can also be used, for example, if particle-containing wort (for example at the beginning of the process) is to be circulated.
Weil Maische ein Fest/Flüssigkeitsgemisch ist, das dynamischen Veränderungen unterliegt und das klassisch oftmals Inhomogenitäten aufweist, sind Mess- und somit Steuerungsverfahren schwer möglich. Daher wird üblicherweise, gemäß dem Stand der Technik, zum Maischen lediglich ein zuvor bestimmtes voreingestelltes Temperatur/Zeitprofil implementiert, bei dem erfahrungsgemäß eine Verzuckerung und gewünschte stoffliche Veränderung erzielt werden können. Dabei wird oftmals ein gewisser zeitlicher Aufschlag als Sicherheit dazu addiert, um eine vollständige gewünschte Umsetzung in jedem Fall zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht jedoch den Einsatz von optimierten Prozessüberwachungs- und Steuerungsmethoden, da permanent ein vorgeklärter Würzestrom für die Messung von Prozessdaten verwendet werden kann, sodass die Messtechnik deutlich einfacher integriert und die Daten entsprechend ausgewertet werden können. Dazu ist gemäß der vorliegenden Erfindung in der Zirkulationsleitung mindestens ein Sensor zum Messen prozesstechnischer Daten angeordnet, insbesondere zumindest ein Sensor aus folgender Gruppe: Temperatursensor, pH-Sensor, Sensor zum Messen des Eiweißgehalts, des Zuckergehalts, der Zuckerart, des Brechungsindex, des Extraktgehalts, der Farbe, des Feststoffgehalts, des Jodwerts, der Viskosität, der Dichte, der Trübheit bzw. Klarheit, der Leitfähigkeit und/oder des Drucks. Außerdem kann sich die Durchströmungsgeschwindigkeit mit Hilfe eines Durchflussmessers und einer frequenzgesteuerten Pumpe regeln lassen. Weiterhin können Probenamestellen vorgesehen werden. Die zur Kontrolle und Steuerung erfassten Parameter können erfindungsgemäß in der flüssigen, vorgeklärten Würze deutlich besser gemessen werden als in der herkömmlich inhomogenen, dicken und partikelreichen Maische.Because mash is a solid / liquid mixture that is subject to dynamic changes and classically often has inhomogeneities, measuring and thus control methods are difficult. Therefore, usually, according to the prior art, for mashing only a predetermined pre-set temperature / time profile is implemented, in which, according to experience, saccharification and desired material change can be achieved. In this case, a certain time premium is often added as collateral in order to ensure a complete desired implementation in each case. However, the device according to the invention enables the use of optimized process monitoring and control methods, since a pre-clarified wort stream can be used permanently for the measurement of process data, so that the measurement technology can be integrated much easier and the data can be evaluated accordingly. For this purpose, according to the present invention, at least one sensor for measuring process engineering data is arranged in the circulation line, in particular at least one sensor from the following group: temperature sensor, pH sensor, sensor for measuring the protein content, the sugar content, the sugar type, the refractive index, the extract content, the color, the solids content, the iodine value, the viscosity, the density, the turbidity or clarity, the conductivity and / or the pressure. In addition, the flow rate can be controlled with the aid of a flow meter and a frequency-controlled pump. Furthermore, sample tags can be provided. According to the invention, the parameters recorded for control and control can be measured significantly better in the liquid, preclarified wort than in the conventionally inhomogeneous, thick and particle-rich mash.
Somit können viele Parameter inline und in Echtzeit erfasst werden und die Daten für eine Regelung/Steuerung verwendet werden. Idealerweise kann so der Prozess automatisiert und an schwankende Rohstoffqualitäten und/oder Rohstoffarten und/oder Rezepte angepasst werden. Dazu umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung, die Prozessparameter des Maische- und Filterprozesses steuert oder regelt und die insbesondere die Temperatur der zirkulierenden Würze und/oder somit des Guts in den Kammern vorzugsweise stufenweise erhöhen kann. Dabei ist der mindestens ein Sensor mit der Steuereinrichtung derart verbunden, dass die Prozessparameter in Abhängigkeit der Signale des mindestens einen Sensors eingestellt, insbesondere geregelt werden können. So kann das Temperatur/Zeitprofil (d.h. die Temperatur der Würze in Abhängigkeit der Zeit) in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter eingestellt werden: Viskosität, Eiweißgehalt, Zuckergehalt, Zuckerart, Gehalt an vergärbaren Zuckern, Brechungsindex, Farbe, Dichte, Extraktgehalt, Jodwert, pH-Wert, Leitfähigkeit, Trübung, Feststoffe, Druck.Thus, many parameters can be acquired inline and in real time and the data used for control. Ideally, the process can thus be automated and adapted to fluctuating raw material qualities and / or raw material types and / or recipes. For this purpose, the device comprises a control device which controls or regulates process parameters of the mash and filter process and which in particular can preferably gradually increase the temperature of the circulating wort and / or thus of the product in the chambers. In this case, the at least one sensor is connected to the control device in such a way that the process parameters can be set, in particular regulated, as a function of the signals of the at least one sensor. Thus, the temperature / time profile (ie the temperature of the wort as a function of time) can be adjusted depending on at least one of the following parameters: viscosity, protein content, sugar content, sugar type, fermentable sugar content, refractive index, color, density, extract content, iodine value , pH, conductivity, turbidity, solids, pressure.
Vorteilhafterweise befindet sich in der Zirkulationsleitung nach dem Plattenfilter ein Vorlaufgefäß. In diesem Vorlaufgefäß kann Würze gesammelt und dann entweder in die Zikulationsleitung zurück in den Plattenfilter oder z.B. in Richtung Würzepfanne weitergeleitet werden. Ein Teil dieser Würze oder Wässer bzw. Nachgüsse aus dem Vorlaufgefäß kann auch zum Einmaischen des nachfolgenden Sudes verwendet werden, z.B. wenn der Inhalt nicht komplett in die Würzepfanne gepumpt wird. Es ist auch möglich, dass zusätzlich vor dem Vorlaufgefäß ein Puffertank/Ausgleichsgefäß vorgesehen ist, über den beispielsweise Wasser oder Würze in das Vorlaufgefäß, das ab einer bestimmten Höhe bzw. einem bestimmten Füllungsgrad die Zirkulation in der Zirkulationsleitung erlaubt und/oder Druckschwankungen kompensiert. Die Zirkulation kann dann solange ablaufen, bis alle Geräte und Tanks auf die Einmaischtemperatur temperiert sind, derart, dass die zirkulierende Flüssigkeit eine konstante Temperatur haben kann.Advantageously, located in the circulation line after the plate filter is a flow vessel. In this Vorlaufgefäß wort can be collected and then forwarded either in the Zikulationsleitung back into the plate filter or eg in the direction of wort kettle. Part of this wort or water or infusions from the Vorlaufgefäß can also be used for mashing the subsequent Sudes, for example, if the content is not completely pumped into the wort kettle. It is also possible for a buffer tank / equalizing vessel to be additionally provided in front of the preliminary vessel via which, for example, water or wort in the preliminary vessel, which permits circulation in the circulation line above a certain height or a certain degree of filling and / or compensates for pressure fluctuations. The circulation can then run as long as all equipment and tanks are tempered to the mashing temperature, such that the circulating liquid can have a constant temperature.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest ein Teil der Maische direkt in der Vorrichtung eingemaischt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wobei die Vorrichtung, insbesondere die Zirkulationsleitung mit mindestens einer Dosagestelle für Malz und/oder Rohfrucht verbunden ist. Somit ergibt sich eine kompakte Anlage, die neben Maischen und Filtrieren auch noch das Einmaischen erlaubt und somit das notwendige Equipment vereinfacht sowie Platz und Transportwege spart und Verluste verringert. Wenn von Rohfruchtmaische gesprochen wird so kann diese auch einen gewissen Anteil von zuvor gekeimtem, vermälztem Getreide wie Gerstenmalz enthalten.According to the present invention, at least a portion of the mash may be mashed directly in the device. This is particularly advantageous, wherein the device, in particular the circulation line is connected to at least one Dosagestelle for malt and / or raw fruit. This results in a compact system which, in addition to mashing and filtering, also allows maceration, thus simplifying the necessary equipment and saving space and transport distances and reducing losses. When referring to raw fruit mash, it may also contain a certain proportion of previously germinated, malted cereals such as barley malt.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Filterkammern individuell mit Maische befüllbar sind und/oder die Filterkammern nacheinander von einer vorgeschalteten Filterkammer in eine nachgeschaltete Filterkammer mit Maische befüllbar sind. Entsprechendes kann erfindungsgemäß durch geeignete Ventile und deren Schaltung realisiert werden. Eine entsprechende Verschaltung ermöglicht, dass entweder ein Gemisch von unterschiedlichen Cerealien in den Kammern resultiert, oder dass unterschiedliche Rohstoffwassermischungen nacheinander in den Filter eingebracht werden, derart, dass unterschiedliche Zonen bzw. unterschiedliche Rohstoffe in unterschiedlichen Filterkammern vorgesehen sind. Somit können unterschiedliche Behandlungen in unterschiedlichen Filterkammern realisiert werden, wahlweise sogar unterschiedliche Temperaturniveaus innerhalb des Filters eingestellt werden.It is particularly advantageous if the filter chambers can be individually filled with mash and / or the filter chambers can be filled in succession from an upstream filter chamber into a downstream filter chamber with mash. Corresponding can be realized according to the invention by suitable valves and their circuit. A corresponding interconnection allows either a mixture of different cereals in the chambers results, or that different raw material water mixtures are successively introduced into the filter, such that different zones or different raw materials are provided in different filter chambers. Thus, different treatments in different filter chambers can be realized, optionally even different temperature levels can be set within the filter.
Eine Filterkammer ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform seitlich von zwei Platten begrenzt, wobei für Filtrationen einer Filterkammer entweder ein Filtertuch und/oder zwei beabstandete Filtertücher, erfindungsgemäß mit unterschiedlicher Maschenweite für die Grob- und Feinfiltration vorgesehen sind. Dabei kann beispielsweise entschieden werden, durch welches Filtertuch die zirkulierende Würze bzw. Flüssigkeit durchtritt, indem entsprechende Anschlüsse an den Kammern geöffnet oder geschlossen werden.According to a preferred embodiment, a filter chamber is laterally delimited by two plates, wherein for filtrations of a filter chamber either a filter cloth and / or two spaced filter cloths are provided according to the invention with different mesh widths for coarse and fine filtration. In this case, it can be decided, for example, through which filter cloth the circulating wort or liquid passes, by opening or closing corresponding connections on the chambers.
Somit kann ganz gezielt eine Grob- und/oder eine Feinfiltration simultan oder zeitlich versetzt vorgenommen werden.Thus, a coarse and / or a fine filtration can be carried out in a very targeted manner simultaneously or with a time offset.
Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn während des Maischprozesses die noch nicht vollständig verzuckerte, ggf. stärkehaltige Würze zirkuliert und stufenweise erhitzt werden soll. Damit die feinen Poren der Filtrationsmembran nicht verblocken, erfolgt in diesem Fall zunächst das Abziehen der Würze über die Grobtuchseite hinter der wahlweise eine Membran befestigt ist. Durch die Erwärmung und während der Zirkulation werden dann nach und nach mehr Enzyme aktiviert; so dass die Würze verzuckert und die feine Filtration sowie das Auspressen der Treber mit Hilfe der Membran hinter der Grobtuchseite im Anschluss über die Feintuchseite erfolgen kann.This is for example advantageous if during the mashing process, the not yet fully saccharified, possibly starch-containing wort is to be circulated and gradually heated. So that the fine pores of the filtration membrane do not become blocked, in this case the extraction of the wort takes place via the coarse cloth side behind which a membrane is optionally attached. Warming and circulation will gradually activate more enzymes; so that the wort saccharified and the fine filtration and the pressing of the grains can be done with the help of the membrane behind the coarse cloth side on the fine cloth side.
An mindestens einer Platte bzw. Kammerseite kann eine aufblasbare (flexible und dehnbare) Membran angeordnet sein, wobei vorzugsweise die Membran an ihrer zur Kammermitte gerichteten Seite glatt ist, oder aber eine funktionelle Oberflächenstruktur aufweist. Die Membran kann beispielsweise mit Gas (bspw. Luft) oder Flüssigkeit (bspw. Wasser) aufgeblasen werden, derart, dass sie sich zur Mitte der Kammer hin stülpt und einen Druck auf die Treber in den Filterkammern ausübt, sodass die Treber ausgepresst werden. Erfindungsgemäß kann das Medium, das die Membran aufbläst, beheizt werden und dadurch zu den gewünschten Temperaturen im Filtrationsgut führen oder beitragen.On at least one plate or chamber side, an inflatable (flexible and stretchable) membrane may be arranged, wherein preferably the membrane is smooth on its side directed to the chamber center, or else has a functional surface structure. The membrane may, for example, be inflated with gas (eg, air) or liquid (eg, water) such that it inverts toward the center of the chamber and exerts pressure on the spent grains in the filter chambers to squeeze out the grains. According to the invention, the medium which inflates the membrane can be heated and thereby lead or contribute to the desired temperatures in the Filtrationsgut.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zum Dosieren von Enzymen oder anderen Stoffen wie Säuren oder Mineralstoffen auf, die insbesondere in der Zirkulationsleitung angeordnet ist oder in einer Leitung, die mit der Zirkulationsleitung verbunden ist. Somit ergibt sich eine kompakte, vorzugsweise geschlossene Anlage.According to a preferred embodiment, the device has at least one device for dosing enzymes or other substances such as acids or minerals, which is arranged in particular in the circulation line or in a line which is connected to the circulation line. This results in a compact, preferably closed system.
Bei einem dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst Malz und/oder Rohfrucht eingemaischt. Vorzugsweise erfolgt dies bereits in der Vorrichtung, kann jedoch auch separat erfolgen, wobei zumindest ein Teil der eingemaischten Maische in die Filterkammern eines Plattenfilters eingelagert wird. Vorzugsweise erfolgt dies direkt nach dem Einmaischen, wobei wahlweise Komponenten wie Reaktionsstrecken, Separatoren und/oder (statische) Mischer in den Leitungssystemen integriert werden können. Wesentlich ist jedoch, dass bei dieser Maische noch eine weitere Verzuckerung stattfinden muss und sie zur Stärkehydrolyse in die Filterkammern des Plattenfilters eingeleitet wird. Die Verzuckerung erfolgt somit in der Reaktionsstrecke (Wegstrecke zwischen Trockengut und Einmaischwassergabe und Plattenfilter), hauptsächlich im Plattenfilter. In der Würze enthaltene Maischepartikel können zusätzlich im Vorlaufgefäß und/oder in der Bypass/Zirkulationsleitung verzuckern, d.h., dass Stärke enzymatisch in niedermolekulare, überwiegend vergärbare Zucker abgebaut wird. Nach dem Einlagern der Maische wird gefilterte/filtrierte Würze aus dem Plattenfilter abgeleitet, wahlweise zumindest ein Teil davon bei Bedarf erwärmt und im Kreislauf erneut dem Plattenfilter zugeführt. Das bedeutet, dass während des Maischens, eine -zumindest partielle- Filtration stattfindet. Wenn eine ausreichende Verzuckerung der Maische stattgefunden hat, beispielsweise beim Erreichen der Iod-Normalität und/oder des Ziel-Extrakt/Zuckergehaltes bzw. Gehalts an vergärbaren Zuckern, oder wenn das vorherige festgestellte Temperatur/Zeit-Programm abgeschlossen ist, kann dann, die Vorderwürze abgeführt und noch ein Auswaschen der Treber mit Würze und/oder Wasser erfolgen. Diese sollten dabei auf eine Temperatur eingestellt werden die dem Prozess begünstigt und sinnvoll im Energiesystem des Betriebes integriert werden kann.In a method according to the invention malt and / or raw fruit is first mashed. Preferably, this is already done in the device, but can also be done separately, wherein at least a portion of the mashed-in mash is stored in the filter chambers of a plate filter. Preferably, this is done directly after mashing, with optional components such as reaction sections, separators and / or (static) mixers can be integrated in the piping systems. However, it is essential that this mash requires another saccharification and that it is introduced into the filter chambers of the plate filter for starch hydrolysis. The saccharification thus takes place in the reaction zone (distance between the dry material and the mashed water inlet and plate filter), mainly in the plate filter. In the wort contained mash particles can also saccharify in the flow vessel and / or in the bypass / circulation line, ie, that starch is degraded enzymatically into low molecular weight, mainly fermentable sugars. After storage of the mash, filtered / filtered wort is discharged from the plate filter, optionally at least a portion thereof heated as needed and recycled to the plate filter again. This means that during mashing, at least partial filtration takes place. If adequate saccharification of the Mash has taken place, for example, upon reaching the iodine normality and / or the target extract / sugar content or content of fermentable sugars, or if the previous determined temperature / time program is completed, then the wort can be removed and still a washout the spent grains are seasoned with wort and / or water. These should be set to a temperature that favors the process and can be meaningfully integrated into the energy system of the operation.
Zur Stärkehydrolyse, d.h. zum Maischen, wird die im Kreislauf geführte Würze über einen Wärmetauscher insbesondere stufenweise temperiert (insbesondere erhitzt), wobei die für den speziellen Prozess geeigneten Maischerasten eingehalten werden.For starch hydrolysis, i. For mashing, the recirculated wort is tempered (in particular heated), in particular stepwise, by means of a heat exchanger, whereby the maceration loads suitable for the special process are maintained.
Vorzugsweise wird zum Maischen die im Kreislauf K geführte Würze stufenweise erhitzt, wodurch auch der Treberkuchen in den Filterkammern des Plattenfilters stufenweise erwärmt wird, insbesondere bis auf Temperaturen ≤100 °C, vorzugsweise von minimal 35 °C bis maximal auf 95 °C, zum Beispiel bei Rohfruchtmaischen und bis auf 68-85 °C und bei Malzmaischen auf 60-78 °C, vorzugsweise bei einem Druck von ≤3 bar, insbesondere 0,2-2,0 bar. Durch die zuvor genannten Temperaturen und den relativ niedrigen Druckbereich kann verhindert werden, dass unerwünschte Stoffe, wie beispielsweise Gerbstoffe extrahiert werden, was zu einem dunkleren und kratzigerem Bier führen würde. Darüber hinaus würden bei zu hohen Drücken Feststoffpartikel durch die Siebfläche bzw. die Filtertücher gedrückt werden, und die Einheit müsste sehr viel aufwändiger konstruiert werden, was ebenfalls unerwünscht, bzw. unwirtschaftlicher istPreferably, for mashing the guided in the circuit K wort is gradually heated, whereby the spent grain cake in the filter chambers of the plate filter is gradually heated, in particular up to temperatures ≤100 ° C, preferably from a minimum of 35 ° C to a maximum of 95 ° C, for example in Rohfruchtmaischen and up to 68-85 ° C and malt mash to 60-78 ° C, preferably at a pressure of ≤3 bar, in particular 0.2-2.0 bar. The aforementioned temperatures and the relatively low pressure range can be used to prevent unwanted substances such as tannins from being extracted, which would result in a darker and more scratchy beer. In addition, at high pressures solid particles would be pushed through the screen surface or the filter cloths, and the unit would have to be designed much more complex, which is also undesirable, or uneconomical
Vorteilhafterweise erfolgt das Einmaischen in einer Zirkulationsleitung für die im Kreislauf geführte Würze oder in einer Leitung, die unmittelbar mit der Zirkulationsleitung verbunden ist. Durch die Integration eines Mischers können die trockenen Bestandteile ideal mit der Flüssigkeit benetzt und homogenisiert werden. Außerdem kann eine Fraktionierung der festen und flüssigen Bestandteile wahlweise durch einen Vorseparator erfolgen, so dass unterschiedliche Feststoffgehalte und Feststoffgrößen zu unterschiedlichen Zeiten in die Vorrichtung eingebracht werden können. Denkbar sind dazu beispielsweise, Flotationstanks, Sedimentationstanks, Schwebebettreaktoren, Hydrozyklone und/oder sonstige Schwer- und Scherkraftabscheider. Außerdem kann dem Plattenfilter eine Reaktionsstrecke, z.B. als Rohrstrecke (wahlweise temperierbar) vorgeschaltet sein, um gewünschte Reaktionen zu erreichen.Advantageously, the mashing takes place in a circulation line for the circulating wort or in a line which is connected directly to the circulation line. By integrating a mixer, the dry ingredients can be ideally wetted with the liquid and homogenized. In addition, a fractionation of the solid and liquid components can optionally be carried out by a pre-separator, so that different solids contents and solids sizes can be introduced at different times in the device. For example, flotation tanks, sedimentation tanks, suspended bed reactors, hydrocyclones and / or other gravity and shear separators are conceivable. In addition, a reaction path, e.g. be upstream as a pipe route (optionally tempered) to achieve desired reactions.
Nach dem Maischen, d.h. dem ausreichenden Abbau von Stärke zu löslichem, vergärbarem Zucker und ggf. weiteren Stoffumsetzungen wie dem Abbau von Eiweiß und/oder Glucanen wird die Vorderwürze abgezogen. Anschließend können die zurückgehaltenen Feststoffe in Form von Filterkuchen bzw. Treberkuchen in den Filterkammern mit Wasser ausgewaschen werden, indem Wasser ebenfalls in die Zirkulationsleitung gegeben, im Kreislauf geführt, oder vorzugsweise durch den Maischefilter direkt bis zum Vorlaufgefäß oder Puffertank/Ausgleichsgefäß weitergeleitet wird. Außerdem kann bereits, während die Würze durch den Plattenfilter zirkuliert, der zirkulierenden Würze Wasser zudosiert werden.After mashing, i. the sufficient extraction of starch to soluble, fermentable sugar and possibly further substance conversions such as the degradation of protein and / or glucans, the wort is withdrawn. Subsequently, the retained solids in the form of filter cake or spent grains cake in the filter chambers can be washed with water by water also added to the circulation line, recirculated, or preferably passed through the mash filter directly to the flow vessel or buffer tank / expansion tank. In addition, while the wort is circulated through the plate filter, water can be added to the circulating wort.
Vorteilhafterweise erfolgt eine gezielte Einlagerung von Teilmaischen in bestimmte Filterkammern, wobei insbesondere in einem Teil der Filterkammern Rohfruchtmaische und in einem anderen Teil der Filterkammern vermälztes Getreide getrennt eingelagert wird. Dabei werden die Teile des Plattenfilters so voneinander getrennt, dass es beispielsweise möglich ist, dass die einzelnen Teilmaischen unabhängig voneinander eingelagert werden können, und dass die Teilmaischen auch unterschiedlich behandelt werden können. Die Teilmaischen können dann beispielsweise über die zirkulierende Würze auf unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt und/oder unterschiedliche Stoffe zugegeben werden. Es ist auch möglich, dass Würze einer Teilmaische durch die Kammern, in der eine andere Teilmaische gelagert ist, geleitet wird.Advantageously, there is a targeted storage of partial mash in certain filter chambers, wherein in particular in one part of the filter chambers Rohfruchtmaische and in another part of the filter chambers malted cereals is stored separately. In this case, the parts of the plate filter are separated from each other so that it is possible, for example, that the individual Teilmaischen can be stored independently of each other, and that the Teilmaischen can also be treated differently. The Teilmai can then be heated, for example, on the circulating wort to different temperatures and / or different substances are added. It is also possible that wort of a partial mash is passed through the chambers in which another Teilmaische is stored.
Erfindungsgemäß kann jedoch auch eine gleichzeitige und/oder zeitlich versetzte Einlagerung unterschiedlicher Cerealien in den Filter erfolgen. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, erst Reis, Mais, oder Sorgum-Maischen einzulagern, bevor dann die Gersten/Malz Teilmenge in den Filter eingebracht wird, oder umgekehrt.According to the invention, however, a simultaneous and / or staggered storage of different cereals in the filter can take place. Thus, it may be advantageous, for example, first to store rice, corn, or sorghum mash before the barley / malt subset is then introduced into the filter, or vice versa.
Um den enzymatischen Abbau zu beschleunigen sollte die Temperatur beim Einmaischen, sprich die Temperatur die nach dem Kontakt des trockenen Schüttgutes mit dem Einmaischwasser, vor der Einlagerung in den Plattenfilter resultiert, annähernd der spezifischen Verkleisterungstemperatur des jeweils verwendeten Rohstoffes; bzw. Rohstoffgemischs entsprechen. Vorzugsweise sollte die Abweichung nicht kälter als 5 °C und nicht wärmer als 10 °C bezogen auf die sorten-, jahrgangs- und schüttungsspezifische Verkleisterungstemperatur sein, wobei exakte oder wärmere Temperaturen oberhalb der Verkleisterungstemperatur immer bevorzugt werden sollten.In order to accelerate the enzymatic degradation, the temperature during mashing, ie the temperature which results after the contact of the dry bulk material with the mashing water, before being stored in the plate filter, should be approximately the specific gelatinization temperature of the particular raw material used; or mixture of raw materials. Preferably, the deviation should not be colder than 5 ° C and not warmer than 10 ° C relative to the grade, vintage and bulk specific gelatinization temperature, with exact or warmer temperatures above the gelatinization temperature always being preferred.
Vorteilhafterweise kann das Temperatur/Zeitprofil (d.h. die Temperatur der Würze in Abhängigkeit der Zeit) in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter eingestellt werden: Viskosität, Eiweißgehalt, Zuckergehalt, Zuckerzusammensetzung, Dichte, Extraktgehalt, Jodwert, Farbe, pH-Wert, Leitwert, Trübung, Brechungsindex, Gehalt vergärbarer Zucker. Während im Stand der Technik vorgegebene Temperatur/Zeitprofile beim Maischen in Maischegefäßen verwendet wurden, da eine Messung diverser Parameter in der partikelhaltigen und inhomogenen Maische nicht zuverlässig möglich war, ist es jetzt möglich, das Temperatur/Zeitprofil an den speziellen Prozess anzupassen, und somit den Prozess wesentlich zu optimieren bzw. zu beschleunigen.Advantageously, the temperature / time profile (ie the temperature of the wort as a function of time) can be set as a function of at least one of the following parameters: viscosity, protein content, sugar content, sugar composition, density, extract content, iodine value, color, pH, conductance, Haze, refractive index, content fermentable sugar. While in the prior art predetermined temperature / time profiles were used in mashing in mash vessels, since a measurement of various parameters in the particulate and inhomogeneous mash was not reliable possible, it is now possible to adapt the temperature / time profile to the specific process, and thus the Process to optimize or accelerate significantly.
Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Ventilanordnung auf, die so schaltbar ist, dass gezielt einzelne Filterkammern in einer vorbestimmten Reihenfolge durchströmt werden können und/oder Filterkammern überbrückt werden können. Dies dient insbesondere dazu, beispielsweise Teilmaischen unterschiedlich zu behandeln oder aber Maische gezielt einzulagern.Advantageously, the device according to the invention has a valve arrangement which can be switched such that individual filter chambers can be selectively flowed through in a predetermined sequence and / or filter chambers can be bridged. This serves in particular to treat, for example, partial mashes differently or to store mash in a targeted manner.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme der folgenden Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt grobschematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum gleichzeitigen Maischen und Filtrieren für die Würze- bzw. Bierherstellung. -
2 zeigt grobschematisch einen Schnitt durch einen Teil eines Plattenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt grobschematisch den in2 gezeigten Plattenfilter, wobei die Kammern hintereinander angeströmt werden. -
4 zeigt grobschematisch unterschiedliche Ausführungsformen von Kammern eines Plattenfilters. -
5 zeigt grobschematisch unterschiedliche aufblasbare Membranen an einer Platte mit und ohne Oberflächenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung. -
6 zeigt grobschematisch Filtertücher mit unterschiedlicher Maschenweite. -
7 zeigt grobschematisch eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. -
8 zeigt unterschiedliche Möglichkeiten, Maische in die Filterkammern eines Plattenfilters einzulagern. -
9a zeigt eine Produktführung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
9b zeigt eine weitere Produktführung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. -
9c zeigt eine weitere Produktführung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. -
9d zeigt eine weitere Würzeführung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. -
10 zeigt ein mögliches Temperatur/Zeitprofil für einen Maischevorgang in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. -
11 zeigt exemplarisch eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
-
1 shows a rough schematic of an embodiment of an inventive device for simultaneous mashing and filtering for wort or beer production. -
2 shows a rough schematic of a section through a part of a plate filter according to the present invention. -
3 shows roughly in the2 shown plate filter, the chambers are flowed one behind the other. -
4 shows roughly schematically different embodiments of chambers of a plate filter. -
5 shows roughly schematically different inflatable membranes on a plate with and without surface structure according to the present invention. -
6 shows roughly schematic filter cloths with different mesh size. -
7 shows a rough schematic of another embodiment according to the present invention. -
8th shows different ways to store mash in the filter chambers of a plate filter. -
9a shows a product guide through the device according to the invention according to an embodiment of the present invention. -
9b shows a further product guide according to another embodiment. -
9c shows a further product guide by the device according to the invention. -
9d shows a further wort guide through the device according to the invention. -
10 shows a possible temperature / time profile for a mashing process in the device according to the invention. -
11 shows an example of a device according to the prior art.
Somit kann beispielsweise ein Temperatursensor, ein pH-Sensor, ein Sensor zum Messen des Extraktgehalts, ein Sensor zum Messen des Eiweißgehalts, des Feststoffgehalts, des Jodwertes, der Viskosität, der Dicht, der Farbe, der Leitfähigkeit, des Drucks, der Feststoffe ein Sensor zum Messen der Trübung (
Wie aus
Die dritte Abbildung von links zeigt eine Ausführungsform mit aufblasbaren Membran
Die Tücher und Membran/Plattenstrukturen müssen dabei immer an den jeweiligen Prozess angepasst werden und können daher unterschiedlich in den Kammern oder sogar über die Filterlänge ausgeprägt sein.The wipes and membrane / plate structures must always be adapted to the respective process and can therefore be different in the chambers or even over the filter length pronounced.
Wie aus
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren exemplarisch erläutert.The method according to the invention will be explained below by way of example.
Zunächst muss die Anlage für den nachfolgenden Prozess vorbereitet werden. Zum Anfahren der Anlage wird das Ganze in
Ist der gesamte Hauptguss im System, d.h. eine vorbestimmte Menge an Wasser und sind alle Geräte, Leitungen und Gefäße temperiert, was zum Beispiel mit einer Temperaturmessung mittels Temperatursensor
Wie bereits erläutert, kann, um ein sauerstoffarmes Arbeiten im Filtersystem zu gewährleisten, der Plattenfilter
Vorteilhafterweise kann bei dieser Erfindung eine Inline-Zugabe der (zerkleinerten) Cerealien, beispielsweise über die Tanks
Es ist ganz besonders vorteilhaft, dass die Vorrichtung den Wärmetauscher
Durch die beschriebene Verfahrensweise reichern sich die nicht löslichen Teile nach und nach im Plattenfilter
In
Wahlweise und rezeptabhängig können auch technische Enzyme wie beispielsweise Amylasen, β-Glucanasen und/oder Proteasen und/oder Mineralstoffe, wie Calcium, Kalkmilch; Magnesium; Kalziumchlorid etc. zu den Einmaischwässern der (Rohfrucht)Teilmaischen zugegeben werden.Optionally and depending on the recipe, technical enzymes such as, for example, amylases, β-glucanases and / or proteases and / or minerals, such as calcium, lime milk; Magnesium; Calcium chloride, etc. are added to the mash waters of the (raw fruit) Teilmaischen.
Neben dem hier illustrierten Verfahren besteht weiterhin die Möglichkeit, dass beispielsweise unvermälzte Getreide, d.h. Rohfrucht, in einem vorangegangenen Prozessschritt zunächst verkleistert oder zumindest teilweise verzuckert werden, bevor sie in dem Plattenfilter
Auch während des Einmaischens und Einlagern der Maische in dem Plattenfilter
Dabei wird zumindest ein Teil der Würze im Kreislauf geführt, wobei die Würze z.B. am Ende des gesamten Plattenfilters abgezogen und zirkuliert werden kann (siehe z.B.
Wird ein Plattenfilter
Es gibt für das Maischverfahren unterschiedliche Ausführungsformen.
Wie in
Wie aus
Hier erfolgt also (zunächst) eine separate Zirkulation der Rohfruchtseite. Bei einer separaten Zirkulation bietet sich beispielsweise eine Taktung an, bei der die Rohfrucht und die Malzwürzen separat nacheinander zirkuliert und simultan jeweils die andere Teilmaische heiß gehalten wird. Nach der Verkleisterung der Getreide kann dann die Würze über den gesamten Plattenfilter
So kann beispielsweise auch bei einer Zirkulation im Kreislauf
Durch die Sensoren
Ist die Maische ausreichend verzuckert, was beispielsweise festgestellt wird, in dem der Sollwert von Extrakt, Viskosität, Jodwert und/oder Dichte erreicht wird, d.h., wenn alle Maischrasten durchgeführt sind, wird die zuckerhaltige Vorderwürze abgeführt und die Treberkuchen können über die mindestens eine aufblasbare Membran ausgepresst werden. Die Temperatur - und Zusammensetzung des Auspressmediums (z.B. mit/ohne Trub) können dabei frei gewählt werden. Anschließend beginnt das Anschwänzen des in Plattenfilter befindlichen Treberkuchens. Die Zugaben des Nachgusses können dabei verschiedentlich erfolgen:
- - temperiertem Anschwänzwasser wird durch die
Filterkammer 3 desPlattenfilters 2 geleitet und abgeführt, ohne dass das Wasser zirkuliert, oder - - durch portionsweise Zugabe von Wasser in die rezirkulierende (Läuter)würze. Anschließend können die Treberkuchen erneut über die mindestens eine Membran ausgepresst werden.
- - Tempered tar water is through the
filter chamber 3 of theplate filter 2 directed and discharged without the water circulating, or - - by adding portions of water in the recirculating (lauter) seasoning. Subsequently, the Treberkuchen can be pressed again on the at least one membrane.
Unabhängig von der ausgewählten Art und Weise des Anschwänzens wird die Zirkulation in der Zirkulationsleitung
Sobald alle gewünschten Umwandlungsreaktionen hinreichend erfolgt sind, die Vorderwürze abgezogen und die Getreidereste (Treber) im gewünschten Maße ausgewaschen wurden, kann der ausgeprägte Treber aus den Filterkammern
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren bringen den Vorteil mit sich, dass in einer Vorrichtung ein Maisch- und Filterprozess möglich ist, wobei vorteilhafterweise die Schritte Einmaischen, Maischen, sowie Auswaschen der Treber (Nachgüsse) in einer Vorrichtung stattfinden können. Auch wenn der Wärmetauscher
In einer bestimmten Ausführungsform wird die im System gewonnene Vorderwürze getrennt von den zumindest letzten Nachgüssen behandelt, insbesondere gemeinsam mit Hopfen gekocht. Dadurch verringert sich die zu kochende Teilmenge deutlich, wodurch auf Energierückgewinnungssysteme wie Pfannendunstkondensatoren in der Pfanne gegebenenfalls verzichtet werden kann und allgemein weniger Energie zum Verdampfen benötigt wird. Durch die spätere Zugabe der Nachgüsse (die in etwa die Läutertemperatur bzw. das Temperaturniveau der Treber aufweisen) in die (kochend)heiße Kochwürze, stellt sich eine geringere Temperatur des Gemisches ein, wodurch eine unerwünschte DMSP-Umwandlung reduziert oder verhindert wird. In einer bevorzugten Anlagenausprägung wird somit nur die Vorderwürze max. mit der ersten Nachgussmenge mit Hopfen in der Pfanne gekocht, während idealerweise simultan die weiteren Nachgüsse in einem anderen Gefäß (Vorlaufgefäß) eingelagert werden. Diese letzteren Nachgüsse und/oder das Glattwasser werden dann an einer anderen, entweder vorgeschalteten Prozessstelle - bspw. zum erneuten Einmaischen- und/oder einer nachgeschalteten Prozessstelle - bspw. nach der Kochung- dem Prozess wieder zugeführt.In a specific embodiment, the wort obtained in the system is treated separately from the at least last pouring, in particular cooked together with hops. As a result, the portion to be boiled decreases significantly, which may possibly be dispensed with energy recovery systems such as ladle vapor condensers in the pan and generally less energy is needed for evaporation. The subsequent addition of the make-ups (which have approximately the refining temperature or the temperature level of the spent grains) into the (boiling) hot wort, results in a lower temperature of the mixture, which reduces or prevents unwanted DMSP conversion. In a preferred plant expression thus only the wort is max. cooked with the first Nachgussmenge with hops in the pan, while ideally, the other additional infusions in another vessel (Vorlaufgefäß) are stored. These latter refills and / or the smooth water are then fed back to the process at another, either upstream process location - for example for re-mashing and / or a downstream process location - for example after cooking.
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Legal Events
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| R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRUENECKER PATENT- UND RECHTSANWAELTE PARTG MB, DE |
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