DE1091516B - Verfahren zur Behandlung von Bierwuerze - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von Bierwuerze

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DE1091516B
DE1091516B DEA27805A DEA0027805A DE1091516B DE 1091516 B DE1091516 B DE 1091516B DE A27805 A DEA27805 A DE A27805A DE A0027805 A DEA0027805 A DE A0027805A DE 1091516 B DE1091516 B DE 1091516B
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DEA27805A
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George Anthony Dummett
Stanley William Thomas Paine
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SPX Flow Technology Crawley Ltd
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APV Corp Ltd
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12CBEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C7/00Preparation of wort
    • C12C7/28After-treatment, e.g. sterilisation
    • C12C7/287Treating beerwort with hopextract
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12CBEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
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    • C12C7/20Boiling the beerwort
    • C12C7/205Boiling with hops
    • C12C7/22Processes or apparatus specially adapted to save or recover energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12CBEER; PREPARATION OF BEER BY FERMENTATION; PREPARATION OF MALT FOR MAKING BEER; PREPARATION OF HOPS FOR MAKING BEER
    • C12C7/00Preparation of wort
    • C12C7/24Clarifying beerwort between hop boiling and cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

  • Verfahren zur Behandlung von Bierwürze Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Bierwürze.
  • Bei bekannten Verfahren dieser Art wird die Würze in kontinuierlichem Durchlauf, ausgehend von abgeläuterter Würze, im folgenden Süßwürze genannt, durch einzelne Verfahrensstufen von Süßwürze in gehopfte Würze umgewandelt und dann einem Gärbehälter zugeführt, wobei die Würze in ihrem Durchlauf gekocht und anschließend gekühlt wird. Die an sich vorteilhafte kontinuierliche Betriebsweise bei diesen bekannten Verfahren bietet regeltechnische Schwierigkeiten. Außerdem sind damit, insbesondere infolge längerer Verweilzeiten in einzelnen Verfahrensstufen, gewisse Nachteile verbunden, welche vornehmlich von Krustenbildungen auf den Wärmeaustauschflächen herrühren, die den Wärmeübergang beeinträchtigen und örtliche Überhitzungen zur Folge haben.
  • Ein Ziel der Erfindung ist die Überwindung der regeltechnischen Schwierigkeiten bei Gewährleistung der kontinuierlichen Betriebsweise.
  • Ferner bezweckt die Erfindung verfahrenstechnische Verbesserungen, insbesondere die Verwirklichung kürzerer Verweilzeiten und die Vermeidung von Überhitzungen.
  • Diese Ziele werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Würze oder wenigstens ein Teil von ihr nach dem Kühlen rückgeführt und im gleichen Arbeitsgang erneut gekocht und wieder gekühlt wird.
  • Vorzugsweise erfolgt die Rückführung vor oder nach der Hopfung.
  • Wenn die Würze eine Sedimentationsstufe durchläuft, ist es zweckmäßig, die Würze vor Eintritt in die Sedimentationsstufe zur Rückführung zu bringen.
  • ,Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Anteil der Würze geregelt, der von dem Würzefluß zur Sedimentationsstufe zur Rückführung abgezweigt wird.
  • Eine weitere verfahrenstechnische Verbesserung wird bei der Behandlung von Bierwürze, bei der die Würze eine Reinigungs- oder Konzentrierungsstufe durchläuft, gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Entfernung von mit Wasserdampf flüchtigen Verunreinigungen aus der Würze bzw. die Konzentrierung der Würze durch Entspannen der heißen Würze erfolgt.
  • Vorzugsweise entspricht der Entspannungsdruck dem Außendruck oder übersteigt letzteren nur geringfügig.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt die Konzentrierung der Würze in einem einzigen Entspannungsbehälter oder stufenweise in einer Mehrzahl von Entspannungsbehältern. Besonders vorteilhaft ist es, die Entspannung mit der Rückführung der Würze zu verbinden, wobei vorzugsweise die Entspannung in der Rückführleitung der Würze erfolgt.
  • Der Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt einerseits darin, daß sich die Eigenschaften des Endproduktes bei kontinuierlicher Betriebsweise leichter und genauer beeinflussen lassen als bisher.
  • Bei der Erwärmung von Bierwürze bildet die Proteinsuspension üblicherweise leicht Schlammablagerungen auf den Heizflächen, die zur Krustenbildung führen, welche den Wärmeübergang beeinträchtigt und örtliche Überhitzungen zur Folge haben kann. Es hat sich gezeigt, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung eine weitgehende Stabilisierung der Proteinsuspension gewährleistet wird, so daß die geschilderten nachteiligen Folgen nicht eintreten. Die Gründe dafür sind folgende: 1. Es lassen sich durch Rückführung höhere Geschwindigkeiten bei Erhaltung der erforderlichen Verweilzeiten erzielen, welche der Ablagerung stärkeren Proteinschlamms auf den Heizflächen entgegenwirken, so daß der Würze keine wertvollen Bestandteile entzogen werden; 2. da der Proteinschlamm nicht mehr mit den Heizflächen in längere Berührung kommt, können keine überhitzten Teilchen in der Würze entstehen; 3. durch die Rückführung werden die Temperaturunterschiede an dem Aufgabeende des Wärmetauschers verringert und damit auch der Temperaturgradient in der Grenzschicht der Würze auf den Wärmeaustaüschflächen, so daß von vornherein die Überhitzungsgefahr verringert wird, und 4. da als Folge von 3. keine Krustenbildung mehr eintritt, bleiben die eingestellten Temperaturgradienten im wesentlichen erhalten. Ferner sind dadurch die Wärmeaustauscher auch nach relativ langen Betriebszeiten noch in sauberer Verfassung. Durch die Anwendung der Entspannung zur Entfernung von mit Wasserdampf flüchtigen Verunreinigungen aus der Würze bzw. zur Konzentrierung der Würze an Stelle des bisher üblichen langzeitigen Kochens läßt sich eine weitere Verkürzung der Verweilzeiten erzielen, die der kontinuierlichen Betriebsweise sehr förderlich ist.
  • Die bei der Entspannung freiwerdende Dampfmenge ist dem Produkt aus der der Reinigungs- oder Konzentrierungsstufe zugeführten Würzmenge und dem zulässigen Temperaturabfall proportional, der einerseits durch die Temperatur der Würze in der Verweilstufe und andererseits von der Temperatur der Würze begrenzt wird, mit der sie der weiteren Behandlung zugeführt werden muß. Besonders vorteilhaft ist die Kombination des Rückführprinzips mit dem Entspannungsprinzip, wenn sich der geforderte Konzentrationsgrad unter gegebenen Grenzbedingungen bei einmaligem Durchlauf der Konzentrierungsstufe nicht erzielen läßt. Die durch Rückführung geschaffenen Wiederholungsbedingungen ermöglichen dann nicht nur die Erzielung des geforderten Konzentrationsgrades durch Entspannen. Sie sind darüber hinaus von Wichtigkeit für die Aufrechterhaltung eines Würzestr omes, der die Oberflächen der Apparate durch Reibung in reinem Zustand erhält.
  • Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
  • Fig. 1 und 2 sind schematische Ansichten einer Anlage, in der das Rückführprinzip gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt; Fig.3 und 4 sind Ansichten einer Anlage, in der sowohl das Rückführ- als auch das Entspannungsprinzip gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt.
  • In Fig. 1 ist mit 1 ein Maischbehälter bezeichnet mit einem perforierten Boden 2, der eine Charge Malz trägt, dem Brauwasser zugeleitet wird. Die resultierende Maische wird von einer Leitung 3 als Süßwürze abgezogen und einem Sammeltrog 3' zugeführt. Selbstverständlich könnte auch eine beliebige andere Maischvorrichtung eingesetzt werden, beispielsweise Läuterbottich, Maischbottich mit Maischfilter, kontinuierliche Maischvorrichtung u. dgl.
  • Über eine Leitung 5 wird die Süßwürze aus dem Trog 3' abgezogen und einem Ausgleichbehälter T zugeführt. Von dort liefert eine Pumpe 6 die Süßwürze über eine Leitung 7 zu einer Seite eines Wärmeaustauschers 8, von wo sie eine Seite einer indirekten Heizvorrichtung 11 passiert, deren andere Seite mit einem Heizmedium, wie z. B. Wasserdampf, durch eine Speisung 12 gespeist wird. Von dem Auslaß der Heizvorrichtung 11 läuft die Süßwürze mit der Temperatur, auf die sie von der Heizvorrichtung gebracht worden ist, über eine Leitung 13 in einen Behälter 14, dessen Fassungsvermögen ausreicht, die Süßwürze über eine vorbestimmte Zeitdauer auf der Temperatur in dem Behälter zu halten. Anschließend wird die Würze über eine Leitung 15 in die andere Seite des Wärmeaustauschers 8 gefördert. Beim Durchlauf durch diesen Wärmeaustauscher wird die Temperatur der Süßwürze verringert, da sie einen Teil ihrer Wärme an die Süßwürze abgibt, die in die erste Seite des Wärmeaustauschers über die Leitung 7 eintritt, so daß eine wirtschaftliche Verwendung des Heizmediums erzielt wird. Zur Regelung der Temperatur, mit der die Süßwürze (über eine Leitung 17) in die nächste Behandlungsstufe eintritt, ist eine Leitung 18 auf der Eintrittsseite des Wärmeaustauschers 8 von der Leitung 15 abgezweigt, die den Wärmeaustauscher 8 überbrückt und mit der Leitung 17 durch ein Regelventil 19 verbunden ist. Das Regelventil 19 kann zur Einstellung der den Wärmeaustauscher 8 überbrückenden Menge getätigt werden und daher zur Einstellung der in die Leitung 17 eintretenden Würze, indem das Verhältnis der durch den Wärmeaustauscher durchgesetzten Würzemenge zu der Würzemenge mit hoher Temperatur, die den Wärmeaustauscher überbrückt und daher nicht durch Wärmeaustausch gekühlt wird, verändert wird.
  • Die gesamte Durchsatzmenge der Süßwürze, die die Hochtemperaturstufe über die Leitung 17 verläßt, wird durch ein Regelventil 20 bestimmt. Die Leitung 17 fördert hinter dem Regelventil 20 die soweit behandelte Süßwürze in einen Hopfenauslaugebehälter, der bei 21 angedeutet ist und beliebige übliche Form haben kann.
  • Die Würze verläßt den Hopfenauslagebehälter 21 durch ein Ventil 29 als gehopfte Würze und kann über eine Leitung 28 einem Absetzbehälter 31 zugeführt werden, der beispielsweise ein schwenkbares Abzugsrohr 32 aufweist, dessen oberes Eintrittsende durch einen Schwimmer 33 auf dem oberen Würzespiegel des Behälters gehalten wird und folglich von dem Sediment frei ist. Das Abzugsrohr 32 ist mit einer Würzeleitung 32' verbunden, über die die Würze einem Schlammabscheider 43 zufließt, der beliebige gebräuchliche Form, wie z. B. eine Zentrifuge oder ein Filter, haben kann. Von dort läuft die jetzt geklärte @@'ürze über eine Leitung 44 in eine Kühlvorrichtung 45, die beliebiger Bauart sein kann, jedoch vorzugsweise ein Plattenwärmeaustauscher ist. Von dort gelangt die gehopfte Würze schließlich in einen Gärbehälter 46.
  • Zur Durchführung der Rückführung ist von der Leitung 17 (über die die Süßwürze nach der Hochtemperaturbehandlung in den Hopfenauslaugebehälter 21 geleitet wird) eine Leitung 17' abgezweigt, die wieder in den Ausgleichbehälter T zurückführt und damit in die Eintrittsleitung 7, die die Süßwürze der Hochtemperaturbehandlung zuleitet.
  • In Fig.2 ist in Teil der Anlage dargestellt mit einer Abwandlung, die ermöglicht, daß ein Teil der Würze, die der Hochtemperaturhehandlung, der Verringerung der Temperatur unterworfen und gehopft worden ist, rückgeführt wird. In diesem Falle ist aus der Abzugsleitung 28 aus dem Hopfenauslaugebehälter 21 eine Leitung 29' abgezweigt und über den Behälter T mit der Eintrittsleitung 7 verbunden, die zu der Hochtemperaturstufe führt. Selbstverständlich kann der Hopfenauslauger auch an jeder gewünschten Stelle in den Kreis zwischen Ausgleichsbehälter T und Leitung 28 eingeschaltet werden und dadurch eine Hopfenextraktion bei höheren Temperaturen ermöglichen, wenn dies erwünscht ist.
  • In Fig. 3 und 4 sind den Teilen, die denen in Fig. 1 und 2 entsprechen, entsprechende Bezugszeichen gegeben worden. Hier läuft die gehopfte Würze, die den Hopfenauslaugebehälter 21 verlassen hat, über eine Leitung 47 in einen Ausdampfbehälter 48, der unter solchem Innendruck gehalten wird, daß unerwünschte Bestandteile durch Entspannen als Dampf ausgetrieben werden. Dieser Dampf wird von einer Leitung 49 abgezogen und läßt gereinigte Würze zurück, die über eine Leitung 50 einem Absetzbehälter 51 zugeführt wird, der als Äquivalent zu dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Absetz- oder Sedimentationsbehälter 21 angesehen werden kann. Von dort kann die Würze nun über eine Leitung 52 dem Schlammabscheider 43 zugeführt werden und darauf über die Kühlvorrichtung 45 in den Gärbehälter 46 eintreten, auf den an Hand von Fig. 1 und 2 eingegangen wurde.
  • In Fig. 3 ist weiterhin der Einsatz eines Entspannungs- oder Ausdampfbehälters zur Erzielung einer Konzentrierung der Würze veranschaulicht. Dazu ist der Auslaß des Verweilbehälters 14 zu einem ersten Ausdampfbehälter 53 gezogen, dessen durch Entspannen ausgetriebener Dampf von einer Leitung 54 abgezogen und einem Abschnitt des Wärmeaustauschers 8 zugeführt wird. Die konzentrierte Würze wird über eine Leitung 55 in einen zweiten Ausdampfbehälter 56 geleitet, dessen durch Entspannen ausgetriebener Dampf von einer Leitung 57 abgezogen und einem weiteren Abschnitt des Wärmeaustauschers 8 zugeführt wird.
  • Die endkonzentrierte Würze wird dann über eine Leitung 58 einer Leitung 59 zugeführt, die Ventile 60 und 61 aufweist, durch deren Betätigung die konzentrierte Würze in verschiedenen Verhältnissen in den Behälter T zur Rückführung und in den Hopfenauslaugebehälter 21 zur Umwandlung in gehopfte Würze geleitet werden kann.
  • In Fig. 4 ist eine Anlage dargestellt, die nur einen Entspannungs- oder Ausdampfbehälter 48 zum Reinigen der gehopften Würze enthält. In diesem Falle wird die Würze von einer Leitung 62 aus dem Verweilbehälter 14 abgezogen und so weitergeleitet, daß ein Teil den Wärmeaustauscher 8 durchläuft und der andere von einem Ventil 63 bestimmte Teil diesen Wärmeaustauscher überbrückt, worauf die Zweigströme wieder vereinigt werden und in eine Leitung eintreten, die ein Äquivalent zu der Leitung 59 bildet und Regelventile 60 und 61 aufweist, mittels deren der Fluß geteilt werden kann, um den Hopfenauslaugebehälter 21 zu passieren und rückgeführt zu werden.
  • Zweckmäßigerweise kann in dem Ausgleichbehälter T dem Würzefluß Karrageen-Moos (Irländisches Moos, Algendroge) oder ein ähnlicher Stoff zugesetzt werden. Man hat festgestellt, daß dieser Zusatz die Flockenbildung fördert und die Bildung von Festteilchen mit haftenden Eigenschaften verringern kann, die leicht die Anlage verstopfen.
  • Wenn die Hopfenextraktion auch im allgemeinen, wie beschrieben, hinter dem Rückführungsteil der Anlage erfolgen wird, so kann sie doch ebenfalls innerhalb des Rückführungssystems entweder vor oder hinter der Verweilstufe in dem Behälter 14 vorgenommen werden.
  • Es können in jeder Verfahrensstufe Vorkehrungen zur Einblasung von Luft getroffen werden, um kontrollierte Oxydationsreaktionen darin zu erzielen. Normalerweise wird die Luftinjektion an dem Einlaß des Wärmeaustauschers 8 oder des Hopfenauslaugebehälters 21 erfolgen.
  • Im folgenden wird ein Beispiel für die Betriebsbedingungen der in Fig. 3 dargestellten Anlage gegeben, und zwar für den Fall, daß die rückgeführte Würzemenge gleich der eintretenden Würzemenge ist: Die Süßwürze wird mit 68,4°C aus einem Mischbehälter in den Ausgleichbehälter T eingespeist, dem ebenfalls rückgeführte Süßwürze mit einer Temperatur von 104,4° C zugeführt wird, die aus dem wärmeabgebenden Teil des Wärmeaustauschers 8 kommt. Die gemischte Süßwürze mit einer Temperatur von 85 bis 87,8° C läuft mit einer Temperatur von 132,2° C dem Verweilbehälter 14 zu, nachdem sie den wärmeaufnehmenden Teil des Wärmeaustauschers 8 und die Heizvorrichung 11 passiert hat..
  • Die Süßwürze wird mit einer Temperatur von 132,2° C aus dem Verweilbehälter 14 ausgetragen und den beiden Entspannungs- oder Ausdampfbehältern 53 und 56 zur Konzentrierung zugeführt, die jeweils bei 15,6° C und 104,4° C arbeiten. Das Druckgefälle des ersten bei 115,6° C arbeitenden Behältes 53 ist so eingestellt, daß 4,25 % der eingespeisten Würze, das des zweiten Behälters 56 so, daß 3,66°/o ausdampfen. Der Hopfenauslaugebehälter arbeitet bei einer Temperatur von 104,4° C. Von dort gelangt die gehopfte Würze in den Reinigungsausdampfbehälter 48, der durch Entspannung bei 100° C ungefähr 1 % austreibt. Der Absetzbehälter 51 arbeitet bei 98,9° C.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Behandlung von Bierwürze, bei dem die Würze in kontinuierlichem Durchlauf durch einzelne Verfahrensstufen von Süßwürze in gehopfte Würze umgewandelt und dann einem Gärbehälter zugeführt wird und bei dem die Würze in ihrem Durchlauf gekocht und anschließend gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Würze oder wenigstens ein Teil von ihr nach dem Kühlen rückgeführt und im gleichen Arbeitsgang erneut gekocht und wieder gekühlt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Würze vor oder nach der Hopfung zur Rückführung gebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Würze eine Sedimentationsstufe durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Würze vor Eintritt in die Sedimentationsstufe zur Rückführung gebracht wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Würze geregelt wird, der von dem Würzefluß zur Sedimentationsstufe zur Rückführung abgezweigt wird.
  5. 5. Verfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Würze eine Reinigungs- oder Konzentrierungsstufe durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung von mit Wasserdampf flüchtigen Verunreinigungen aus der Würze bzw. die Konzentrierung der Würze durch Entspannen der heißen Würze erfolgt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entspannungsdruck dem Außendruck entspricht oder nur geringfügig übersteigt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Konzentrierung der Würze in einem einzigen Entspannungsbehälter oder stufenweise in einer Mehrzahl von Entspannungsbehältern erfolgt. B. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entspannung in der Rückführleitung der Würze erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 721297, 845 487; britische Patentschriften N r. 646 208, 737 782.
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