DE1029320B

DE1029320B - Device for rapid aging of carbonated beverages, in particular beer

Info

Publication number: DE1029320B
Application number: DEK27820A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Braumstr Wo Kohlschuetter
Original assignee: DIPL BRAUMSTR WOLFGANG KOHLSCH
Current assignee: DIPL BRAUMSTR WOLFGANG KOHLSCH
Priority date: 1956-01-10
Filing date: 1956-01-10
Publication date: 1958-05-08

Description

Vorrichtung zum Schnellreifen von kohlensäurehaltigen Getränken, insbesondere Bier Unter einem Schnellreifer für Bier versteht man eine Apparatur, die den normalerweise 6 bis 18 Wochen dauernden Reifungsprozeß mehr oder weniger stark zu verkürzen gestattet.Device for rapid aging of carbonated beverages, in particular Beer A fast maturer for beer is an apparatus that normally does Allow 6 to 18 weeks of maturation to be shortened to a greater or lesser extent.

Unter dem herkömmlichen Begriffe Bierreifung faßt man eine Reihe von biologischen, physikalischen und chemischen Vorgängen zusammen, die im großen und ganzen folgende sind: 1. Durch die stille Nachgärung des Bieres in geschlossenen Gefäßen unter einem Spundungsdruck von 0,2 bis 0,6 atii und bei Temperaturen von etwa 2° C entsteht fortwährend Kohlensäure durch die Gärtätigkeit der Hefe. Diese Kohlensäure steigt im Bier nach oben, reichert sich dabei mit den schlecht schmeckenden und schlecht riechenden jungbukettstoffen an und wird durch den Spundapparat unter andauernder Einhaltung des Spundungsdruckes entfernt. Das Bier wird also langsam und stetig mit Kohlensäure ausgewaschen und zuletzt konsumreif.The traditional term beer maturation encompasses a number of biological, physical and chemical processes together, which by and large The following are all: 1. By the silent secondary fermentation of the beer in closed Vessels under a bung pressure of 0.2 to 0.6 atii and at temperatures of About 2 ° C carbonic acid is continuously produced by the fermentation of the yeast. These Carbon dioxide rises in the beer, accumulating with the bad-tasting ones and bad-smelling young bouquet substances and is under the bunging apparatus permanent compliance with the bung pressure removed. So the beer is getting slow and steadily washed out with carbonic acid and finally ripe for consumption.

2. Die Kohlensäure reichert sich im Biere an, es entsteht eine physikalisch und eventuell auch kolloidchemisch bedingte Übersättigung und Bindung mit Kohlensäure, die Geschmack, Bekömmlichkeit und Schäurriungsvermögen des Bieres verbessert.2. The carbon dioxide accumulates in the beer, it creates a physical one and possibly also supersaturation caused by colloid chemistry and binding with carbonic acid, improves the taste, digestibility and flavor of the beer.

3. Die Kühlung des Bieres beim Reifungsprozeß vermehrt entscheidend die Menge der adsorbierten Kohlensäure und läßt gleichzeitig Kühltrübungseiweiß koagulieren. Durch Sedimentieren und Filtrieren des Bieres können dann diese Kühltrübungsstoffe leichter abgeschieden werden. Die Biere werden nach dem Filtrieren glanzfein und kältefest.3. The cooling of the beer during the maturation process is increasingly crucial the amount of adsorbed carbonic acid and at the same time leaves cooling clouding protein coagulate. By sedimenting and filtering the beer, these cooling cloud substances can then be removed be deposited more easily. The beers become shiny and fine after filtering cold resistant.

=1. Die rauhbitteren kolloiden Hopfenharze und Trubbestandteile ballen sich mit koagulierter Hefe zusammen und sedimentieren oder kleben langsam an der Oberfläche des Bieres an der Gefäßwandung als sogenannte Brandhefe an. Die Biere werden milder und feiner im Geschmack und bekömmlicher.= 1. The bitter colloidal hop resins and lees build up together with coagulated yeast and slowly sediment or stick to the Surface of the beer on the vessel wall as so-called brandy yeast. The beers become milder and finer in taste and more digestible.

S. Der nach der Hauptgärung noch im Bier in zu großer Menge enthaltene vergärbare Malzextrakt wird weitervergoren, das Bier nähert sich dem Zustand der Endvergärung. Die Hefe geht in den Ruhezustand über, die Produktion von Kohlensäure verlangsamt sich, das Bier bleibt dadurch nicht in Belegung, und den trübenden Bestandteilen ist Gele-. genheit zum Sedimentieren gegeben, das Bier klärt sich. Der Abbau des leicht vergärbaren Anteiles des Extraktrestes bedingt Verbesserung des Geschmacks und der Bekömmlichkeit und entzieht mehr oder weniger dem Bier die Nährstoffe und Wuchsstoffe für bierschädliche Organismen. Das Bier wird haltbarer.S. The amount still contained in the beer in too large a quantity after the main fermentation fermentable malt extract is fermented further, the beer approaches the state of Final fermentation. The yeast goes to rest, the production of carbonic acid slows down, the beer does not remain in the occupancy, and the clouding components is gel. if given enough to sediment, the beer clears. The breakdown of the The easily fermentable portion of the extract residue improves the taste and digestibility and more or less deprives the beer of the nutrients and Growth substances for organisms that are harmful to beer. The beer becomes more durable.

6. Der im Bier noch gelöste Luftsauerstoff wird durch die Hefe verbraucht. Es wird das sogenannte rH verbessert,. und die fertigen Biere werden vor schädlichen Oxydationseinflüssen beschützt. Die Biere «erden pasteurisierbeständiger, lichtbeständiger, der Geschmacksverfall des Konsumbieres wird verlangsamt, und der aktivierende Einfluß des Luftsauerstoffes für das Wachstum von Hefen und Bakterien im filtrierten Biere wird verringert. Die Biere werden haltbarer.6. The oxygen still dissolved in the beer is consumed by the yeast. The so-called rH is improved. and the finished beers are from harmful Protected against the effects of oxidation. The beers "earth pasteurization-resistant, light-resistant, the decline in taste of the consumer beer is slowed down, and the activating influence the oxygen in the air for the growth of yeast and bacteria in the filtered beer is reduced. The beers are getting longer.

7. Die gärende Hefe entwickelt eine Reihe von gutschmeckenden organischen Stoffen, neben Äthylalkohol und Kohlensäure z. B. geringe Mengen organische Säuren. Glyzerin, höhere Alkohole, Aldehyde, Ketone. Die Biere erhalten den feinen reifen Geschmack und Geruch.7. The fermenting yeast develops a number of great tasting organic ones Substances, in addition to ethyl alcohol and carbonic acid z. B. small amounts of organic acids. Glycerine, higher alcohols, aldehydes, ketones. The beers get their fine maturity Taste and smell.

Die Nachteile des natürlichen langsamen Reifungsprozesses liegen in folgenden: 1. Sehr große lagernde Biermengen sind dauernd notwendig, d. h., es müssen sehr erhebliche Mengen von Kapital für Lagergefäße, Kellerräume und deren Kühlmaschinen sowie für Rohstoffe Malz und Hopfen lange Zeit unproduktiv festgelegt werden.The disadvantages of the natural slow ripening process are in the following: 1. Very large amounts of beer to be stored are constantly necessary, d. h., it must very substantial amounts of capital for storage vessels, basements and their refrigerating machines and for raw materials malt and hops are set unproductive for a long time.

2. Die Überwachung und Lenkung des langdauernden Reifungsprozesses in den unter Spundungsdruck stehenden Bieren ist schwierig.2. The monitoring and control of the long maturation process in beers under pressure is difficult.

3. Oualitativ besteht die Gefahr, daß während der langdauernden Reifung abgestorbene oder überalterte Hefezellen durch Autolyse, das ist Selbstverdauung, den Geschmack verderben, daß Hopfenharze aus der Brandhefe sich langsam wieder unter Bildung einer muhen Bittere lösen, daß unerwünschte vergröberung der Kolloide des Bieres eintritt, daß der günstigste Reifungsgrad nur schwer ermittelt und berücksichtigt werden kann, daß Druckverluste durch minimalste und schwer vermeidbare Undichtigkeiten am Lagergefäß entstehen und das Bier schal und schaumlos werden lassen und daß durch langsame Umsetzung von Eiweißstoffen sich Fuselöle bilden, die dem Biere Wohlgeschmack und Bekömmlichkeit nehmen können. Die Einstellung des günstigsten engen Verhältnisses von Endvergärungsgrad und Ausstoßvergärungsgrad ist von vielen und daher nicht immer zu beherrschenden Faktoren abhängig. Schließlich kann durch die lange Lagerzeit eine gefährliche Vermehrung der bierschädlichen Organismen eintreten, vorzugsweise bei warmen Kellern, bei vorliegenden Infektionen und bei geringem Kohlensäuregehalt unter 0,4%. Geschmack, Haltbarkeit und Bekömmlichkeit können verschlechtert, das Bier kann sogar in krassen Fällen zum Genusse ganz untauglich werden.3. Qualitatively there is a risk that during long-term ripening dead or overaged yeast cells due to autolysis, this is self-digestion, spoil the taste that hop resins from the yeast slowly get under it again Formation of a low bitterness trigger that unwanted coarsening of the colloids of the Beer occurs that the most favorable degree of ripeness is difficult to determine and take into account can be that pressure losses through minimal and difficult to avoid leaks arise on the storage vessel and let the beer become stale and foamless and that through slow implementation fusel oils are formed from proteins, which correspond to the Beers can have a good taste and digestibility. Hiring the cheapest close relationship between final degree of fermentation and discharge degree of fermentation is of many and therefore not always dependent on factors to be controlled. Finally can through the long storage period leads to a dangerous multiplication of organisms that are harmful to the beer, preferably in warm cellars, if there are infections and if the carbon dioxide content is low below 0.4%. Taste, shelf life and digestibility can worsen that Even in extreme cases, beer can become completely unsuitable for consumption.

Alle diese möglichen \ achteile sollen durch die Schnellreifung behoben werden, ohne den Reifungsprozeß an sich zu beeinträchtigen. Der Stand der Technik Beim Nathanverfahren der Nathan Institut A. G., Zürich, wird die Kohlensäurewäsche mittels Durchblasen von Kohlensäure durch das Bier und Überleiten von Kohlensäure über dünne Bierschichten bewerkstelligt. Dazu benötigt man große Gär- und Reifungsgeräte mit Kühlmittel ganz besonderer Bauart. Das Verfahren erfordert deshalb Umbau bzw. Neubau der bestehenden Brauerei-Kellereien in so großem Umfange, daß es nur in verschwindend geringem Maße praktisch zur Anwendung kommt. Die Reinigung der zum Waschprozeß benötigten und wiederverwendeten Gärungskohlensäure erfolgt in umfangreichen Apparaturen m:t Hilfe von Kaliumpermanganat-Schwefelsäure und Alkalien.All of these possible disadvantages are intended to be remedied by rapid maturation without affecting the ripening process itself. The state of the art In the Nathan process of the Nathan Institute A. G., Zurich, the carbonic acid wash is used by blowing carbon dioxide through the beer and passing carbon dioxide over it accomplished over thin layers of beer. This requires large fermentation and maturation devices with a very special type of coolant. The process therefore requires modification or New construction of the existing brewery cellars on such a large scale that it is only disappearing is practically used to a small extent. The cleaning of the needed for the washing process and reused fermentation carbonic acid takes place in extensive equipment m: t Help of potassium permanganate-sulfuric acid and alkalis.

Die Hansena A.-G., Glarus (Schweiz), führt die Reifung in großenWaschbehältern durch. Sie läßt das Bier an der Innenwand der großen Behälter in dünnen Schichten herabrieseln, entzieht zu 90% die adsorbierte Kohlensäure und imprägniert dann von neuem.Hansena A.-G., Glarus (Switzerland), matures in large washing containers by. She leaves the beer on the inner wall of the large container in thin layers trickles down, removes 90% of the adsorbed carbonic acid and then impregnates it new.

Beim Verfahren nach der deutschen Patentschrift 525 420 wird das in normalen Tanks lagernde Bier mehrmals in frischgereinigte Tanks umgepumpt. Durch die Oberflächenwirkung der frischen Tankinnenwände soll die Schnellreifung bewirkt werden. Das Verfahren führt zu einer relativ nur geringfügigen Abkürzung der Lagerzeit. Andere Verfahren der Schnellreifung, insbesondere für Brauereien in tropischen Gegenden, sowie das amerikanische Chilling-Verfahren arbeiten nach den Grundprinzipien der oben geschilderten Verfahrensweisen unter Anwendung nur einzelner Punkte. Sie benötigen ebenfalls besonders große Kohlensäurewäschetanks.In the method according to German patent specification 525 420, the in Beer stored in normal tanks is repeatedly pumped into freshly cleaned tanks. By the surface effect of the fresh inside walls of the tank is intended to cause rapid ripening will. The process leads to a relatively minor shortening of the storage time. Other rapid aging methods, especially for breweries in tropical areas, as well as the American chilling process work according to the basic principles of the procedures outlined above using only individual points. you need also particularly large carbon dioxide washing tanks.

Weitere Verfahren beziehen sich lediglich auf eine Anreicherung der Biere mit Kohlensäure. Sie verzichten auf einen intensiven Waschungsprozeß zur Absonderung der jungbukettstoffe.Further procedures relate only to an enrichment of the Carbonated beers. You forego an intensive washing process for secretion the young bouquet fabrics.

Alle genannten Verfahren berücksichtigen nicht oder nicht intensiv genug die beim natürlichen Reifungsverfahren mitspielenden Nebenprozesse, wie Abscheidung von Hopfenharz, Trub, Hefenkonglomerate, Luftsauerstoff, ätherische Öle, leichtflüchtige Stoffe und zum Teil auch Kühltrübungsstoffe und Extraktreste. -Sie erfordern meist besondere große Aufbereitungsgefäße und Sonderarbeit.All of the procedures mentioned do not take into account or do not take them into account intensively enough the secondary processes involved in the natural ripening process, such as separation of hop resin, lees, yeast conglomerates, atmospheric oxygen, essential oils, volatile ones Substances and, in some cases, also coolants and extract residues. -They mostly require special large processing vessels and special work.

Die Erfindung ermöglicht eine Herabsetzung der räumlichen Abmessungen für die Apparate und Gefäße der Schnellreifung und vereinigt sie alle in einem einzigen leicht transportablen Block, der in jeden Kellergang geschoben werden kann. Jeder normal eingerichteten Brauerei wird so ohne Umbauten ermöglicht, mit Schnellreifung ein vorzüglich ausgereiftes Bier in größeren Mengen und billiger zu produzieren. Erfindungsgemäß erhält das Schnellreifungsgerät einen schnell rotierenden Körper, insbesondere eine - in einem vertikal angeordneten und durch ein Kältemedium h tief gekühlten Rohr d - schnell rotierende Schnecke e, die das Bier spiralig kreisend auf einem sehr langen Wege von unten nach oben fördert. Durch Drosselung des aus dem normalen Lagertank a zulaufenden Bierstromes entsteht ein verminderter Druck im Zulaufrohr, der eine teilweise Entgasung bewirkt. Das abgeschiedene Gas wird durch Zentrifugalkräfte im Vertikalrohr als spezifisch leichter längs der Schneckenachse nach oben wandern, während das spezifisch schwerere Bier an den Innenwandungen des Vertikalrohres einen dünnen Biermantel bilden muß, der von den Schneckenflügeln dauernd tief gewellt und dauernd nach oben gefördert wird. Das Waschgas tritt dabei mit dünnsten und schnell bewegten Schichten des Bieres in ausgiebige Reaktion. Das Gas wird gewissermaßen in das Bier wie in einer Kolloidmühle hineingerieben. Das ausgewaschene, carbonisierte und tiefgekühlte Bier geht durch die Spundöffnung in den Lagertank zurück. Dieser Kreislauf wird beispielsweise 24 Stunden lang fortgesetzt, wobei das Bier noch einen - vor oder nach dem Reifungsgerät angeordneten - Hopfenharzabscheider L passiert. Durch einen am an sich bekannten Hopfenharzabscheider angebrachten Füllstutzen können noch die Reifung beschleunigende Mittel wie die an sich bekannten Biospäne, Degluten und ähnliches vorteilhaft eingeführt werden. Das Waschgas, insbesondere die überschüssige Kohlensäure, wird durch eine auf dem Bier schwimmende Kugel n, der die Kohlensäuredurchgangsdüse o-o periodisch öffnet und schließt, abgetrennt, entfeuchtet durch eine poröse, horizontal eingebaute, leicht auswechselbare Filterplatte aus keramischem Material p und von jungbukettstof£en befreit, insbesondere durch Aktivkohlefilter u und in den Kreislauf wieder durch ein Druckerhöhungsgebläse z zugeführt.The invention makes it possible to reduce the spatial dimensions for the apparatus and vessels for rapid maturation and unites them all in a single, easily transportable block that can be pushed into any cellar corridor. Every normally furnished brewery is thus enabled, without any modifications, to produce an excellently matured beer in larger quantities and more cheaply with rapid maturation. According to the invention, the rapid maturation device receives a rapidly rotating body, in particular a - in a vertically arranged tube d deeply cooled by a cooling medium h - rapidly rotating screw e, which conveys the beer in a spiral circling on a very long path from bottom to top. By throttling the flow of beer flowing in from the normal storage tank a, a reduced pressure arises in the supply pipe, which causes partial degassing. Due to centrifugal forces in the vertical tube, the separated gas will migrate upwards along the screw axis as specifically more easily, while the specifically heavier beer must form a thin beer jacket on the inner walls of the vertical tube, which is continuously corrugated by the screw blades and continuously conveyed upwards. The scrubbing gas reacts extensively with the thinnest and most rapidly moving layers of the beer. The gas is rubbed into the beer as it were in a colloid mill. The washed, carbonized and frozen beer goes back through the bung opening into the storage tank. This cycle is continued, for example, for 24 hours, with the beer also passing through a hop resin separator L arranged before or after the maturing device. A filling nozzle attached to the hop resin separator known per se can also advantageously be used to introduce means which accelerate ripening, such as the known organic chips, degluten and the like. The scrubbing gas, especially the excess carbonic acid, is separated by a ball n floating on the beer, which periodically opens and closes the carbonic acid passage nozzle oo, dehumidified by a porous, horizontally installed, easily replaceable filter plate made of ceramic material p and freed from young bouquet substances , in particular through activated charcoal filter u and fed into the circuit again through a booster fan z.

Es wurde beobachtet, daß schnell bewegtes Bier schnell vergärt und reift. Der damit verbundene Anfall an überschüssiger Gärungskohlensäure wird durch einen Spundapparat am Scheitelpunkt des Gefäßes zusammen mit anderen Gärgasen und Luft abgeführt unter dauernder Einhaltung des Spundungsdruckes im gesamten System. Zum Ausblasen der Luft vor Benutzung desApparates ist eineKohlensäureflaschex angeschlossen, die gleichzeitig zum Leerdrücken des Apparates nach Gebrauch dient. Zur Erleichterung von Sauberhaltung und Beobachtung können die Anschlußrohre aus durchsichtigem Material hergestellt sein und die ganze Apparatur mit Dampfzuführungsstutzen s zum Ausdämpfen versehen sein.It has been observed that rapidly moving beer ferments and quickly matures. The associated accumulation of excess fermentation carbonic acid is caused by a bung apparatus at the apex of the vessel together with other fermentation gases and Air discharged while maintaining the bung pressure in the entire system. A carbonic acid bottle is connected to blow out the air before using the device. which also serves to empty the device after use. To make things easier The connecting pipes made of transparent material can be kept clean and observed be made and the whole apparatus with steam supply nozzle s for steaming out be provided.

Weiterbildungen der Erfindung beziehen sich unter Anwendung der gleichen Schnecke auf die Entlüftung, Tiefkühlung und Übersättigung mit Kohlensäure bei der Herstellung anderer Getränke und gashaltiger Flüssigkeiten, insbesondere brausenden Limonaden, Sprudel, Fruchtsäfte, Mineralwasser, Schaumweine, Weißbier und ähnliches. Durch die mit der Apparatur verbundene Tiefkühlung ist die vorteilhafte Herstellung und Abfüllung mit Niederdruck möglich.Developments of the invention relate using the same Snail on the venting, freezing and carbonation in the case of the Production of other beverages and gaseous liquids, especially fizzy drinks Lemonades, fizzy drinks, fruit juices, mineral water, sparkling wines, wheat beer and the like. Due to the deep freezing associated with the apparatus, production is advantageous and filling with low pressure possible.

Eine weitere Fortbildung der Erfindung besteht in Herstellung von überall reproduzierbaren Kohlensäure-Übersättigungsgraden in Versuchsbieren zwecks qualitativem Vergleich von Geschmack und quantitativem Vergleich von Schaumbildung und Schaumhaltung. DieApparatur kann dann fürLaboratoriumszwecke in verkleinerter, besonders handlicher Ausführung hergestellt werden. Als Lagertank a dient dann zweckmäßig eine mit doppelt durchbohrtem Stopfen versehene Glasflasche mit Glaskugel-Schnellverschluß.Another development of the invention consists in the production of everywhere reproducible degrees of carbonic acid supersaturation in test beers for the purpose of qualitative comparison of taste and quantitative comparison of foam formation and foaming. The equipment can then be used for laboratory purposes in a particularly handy execution. Serves as storage tank a then It is advisable to use a glass bottle with a double-pierced stopper with a glass ball quick-release fastener.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the rapid tire of carbonated Beverages, in particular beer, characterized in that for dividing the in Silent secondary fermentation under bunger pressure into thin layers of beer and a fast rotating one for the simultaneous circulation of the beer in the circuit Screw (e) is arranged in a tube (d).

2. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the tube (d) with an internally rotating screw (e) from one with Cooling medium-filled jacket (h) is surrounded.

3. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the tube (d) is set up vertically with an internally rotating screw (e) is, with a funnel-shaped head piece with a nozzle-like constriction (o-o) and a floating ball (s) closing or opening this constriction is and that the head piece is below its upper closure plate by a porous ceramic plate (p) is separated into two parts.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pipe (d) has a carbon dioxide inflow line at its base with check valve (i) and a beer inflow line, preferably made of transparent Material is provided with a check valve (c) and a throttle device (b).

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the funnel-shaped Head piece with a beverage outlet pipe (k), preferably made of transparent material and is provided with a hop resin separator (1) which is known per se.

6. Apparatus according to claim 3, characterized in that the funnel-shaped attachment is connected to a known activated carbon filter (u) and an adjoining pressure booster pump (z) and a carbonic acid bottle (x) with a reducing valve (zv) and gas filter (y).