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Verfahren zur Herstellung eines lupulinreichen Hopfenprodukts Verfahren
zur teilweisen Anreicherung des Lupulins des Hopfens sind bereits bekannt, doch
ist eine praktisch vollkommene Lupulinabtrennung nach diesen bekannten Verfahren
nicht möglich.
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So wird in der deutschen Patentschrift 85 211 eine Hopfenzerblätterungs-
und -sortiermaschine beschrieben, die den Hopfen in bekannter Weise zerblättert
und das Lupulin mit Samen von den Blättem und Stengeln auf Grund seiner spezifischen
Schwere durch einen Luftstrom trennt.
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Dieser Luftstrom, der zur Trennung der nur unwesentlich schwereren
Lupulin- und Samenkömer von den zerrissenen Blatt- und Stengelteilen erforderlich
ist, besitzt eine geringe Strömungsgeschwindigkeit. Eine Feinzerkleinerung des Hopfens
oder eine praktisch vollkommene Lupulinabtrennung, wie sie nach der erfindungsgemäßen
Verfahrensweise erzielt wird (vgl. das Beispiel, Grobgutanalyse), ist hierdurch
nicht möglich (vgl. Vergleichsbeispiel 2).
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Außerdem ist aus der USA.-Patentschrift 2 833 652
ein Verfahren
bekannt, bei dem eine Tiefkühlung des Hopfens auf -18 bis -62'C erforderlich
ist (vgl. Spalte 3, Zeilen 50 bis 59), da die abzutrennenden
Hopfenkomponenten bis zu ihrem Erstarrungspunkt gekühlt werden müssen. Für die Öle
und Harze des Lupulins liegt dieser Erstarrungspunkt zwischen - 9,5 und
- 12,00 C.
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Nach einem älteren Vorschlag wird ein lupulinreiches Hopfenprodukt
durch Tiefgefrierung, Zerkleinerung und Sichtung von Hopfen gewonnen, wobei die
Zerkleinerung des Hopfens in Wirbelströme erzeugenden Zerkleinerungsmaschinen auf
200 bis 6000 Mikron erfolgt. Vorzugsweise wird der Hopfen hierbei auf eine
Eigentemperatur von - 15 bis - 301 C gekühlt. - Dabei wird
das Lupulin praktisch vollständig von den umgebenden Blatt- und Stengelteilchen
herausgelöst und kann dann ohne Schwierigkeiten auf üblichen Siebsichtern allein
oder mit gewissen Blattanteilen als konzentrierter Hopfen gewonnen werden.
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Es wurde nun gefunden, daß bei vorheriger Zerkleinerung des Hopfens
keine so tiefen Temperaturen bei der Lupulingewinnung erforderlich sind und daß
man den gekühlten Hopfen nicht nur in Wirbelströme erzeugenden Zerkleinerungsmaschinen,
sondern auch in Wirbelströme erzeugenden oder mit Wirbelströmen gespeisten Sichtern
bearbeiten kann. Der Hopfen muß dabei nicht auf eine mittlere Teilchengröße von
200 bis 6000 Mikron zerkleinert werden, sondern es genügt eine gröbere Doldenzerblätterun(r.
Außerdem genügt eine Kühlung der Doldenblätter auf - 1 bis - 81 C,
um das Lupulin fast quantitativ in der Feingutfraktion zu ge-
winnen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines lupulinreichen
Hopfenproduktes durch Gefrierung des Hopfens und anschließender Sichtung unter Zerkleinerung
besteht darin, daß der Hopfen vor dem Gefrieren, wobei eine Temperatur von
- 1 bis - 8' C angewandt wird, auf eine Teilchengröße von mindestens
15 bis 25 mm zerkleinert wird und das Sichten des gefrorenen Hopfens
in Wirbelströme erzeugenden oder mit Wirbelströmen gespeisten Sichtern bei einer
Wirbelströmegeschwindigkeit von etwa 20 m/Sek. vorgenommen wird.
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Vorzugsweise bestehen die Wirbelströme aus Luft oder inerten Gasen.
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Vorzugsweise wird das Verfahren der Erfindung folgendermaßen ausgeführt:
Handelsübliche Hopfendolden werden bei Normaltemperatur »entblättert«,
d. h., es findet eine Zerlegung in die einzelnen Doldenblättchen statt. Durch
diese Vorzerkleinerung der Dolden, die auch bei tieferer Temperatur als
+ 20' C vorgenommen werden kann, tritt keine bemerkenswerte Zerkleinerung
der Einzelblättchen ein. Im allgemeinen genügt für die Vorzerkleinerungsmaschine
ein Passiereinsatz mit einer Lochung von 15 bis 25 mm lichter Weite.
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Anschließend werden die in Einzelblättchen getrennten Hopfenteile
gekühlt. Die Kühlung des Hopfens wird nach bekannten Methoden der Kühltechnik vorgenommen-
In einer Kühlkammer streichen Luft oder inertes Gas über den Hopfen und erzeugen
die gewünschte Temperatur. Die gekühlten Hopfenblättchen werden in einen mit Wirbelströmen
gespeisten oder einen Wirbelströme erzeugenden Sichter gebracht. Diese Sichter arbeiten
nach einem anderen Prinzip als die allgemein üblichen Plansichter, Taumelsichter,
rotierenden Plansichter, Vibrationssichter usw. Bei diesen Sichterarten werden keine
nennenswerten Luftwirbelströme erzeugt, die als Sichthilfsmittel wirken.
Die
zur Lupulinablösung geeigneten Wirbelströme schleudern das gekühlte Gut gegen einen
geeigneten Widerstand (Werkstoffplatte, Siebgewebe oder zwei oder mehr aufeinandertreffende
Gasstrahlen). Dieser Widerstand kann so eingestellt werden, daß keine besondere
Zerkleinerungsarbeit an den gekühlten Hopfenblättchen stattfindet.
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Durch die Form und Art des Widerstandes, z. B. zylindrischer Siebmantel
oder aufeinandertreffende Gasstrahlen, wie im Luftstrahlsieb, können die in den
Wirbelströmen befindlichen Teilchen so bewegt werden, daß ein längeres Verweilen
in den Wirbelzonen stattfindet. Das ist erfindungsgemäß erforderlich, um eine möglichst
vollkommene Ablösung der zapfenartig am Blattparenehym verankerten Lupulinteilchen
herbeizuführen.
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Erfindungsgemäß ist die Abtrennung der Lupulinteile insbesondere der
noch zapfenartig am Blattparenchym verankerten Teile durch weniger intensive Wirbelströme
als die zur Zerkleinerung gemäß dem älteren Vorschlag erforderlichen möglich, aber
nicht erforderlich.
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Der Grad der Ablösung des Lupulins vom Hopfen ist von folgenden Faktoren
abhängig: a) von der Temperatur des mit Wirbelströmen bearbeiteten Hopfens;
b) von der Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelströme; c) von der Einwirkungszeit
der Wirbelströme.
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Bei einer konstant gehaltenen Strömungsgeschwindigkeit der Wirbelströme
im Sichter von beispielsweise 20 m/Sek. und bei einer Einwirkungszeit der Wirbelströme
von 5 Minuten wurde bei verschiedenen Eigentemperaturen des Hopfens der in
der Figur dargestellte Trennungsgrad in der lupulinfreien Grobgutfraktion gefunden.
In der Fig. 1 bedeutet % = Rückstand an Gesamtharzen im Grobgut der
Trockensubstanz und ' C = Temperatur des Hopfens. Beispiel 5 kg gedarrter
Hopfen werden durch eine Zerreißmaschine mit einer Sieblochung von 20 mm lichter
Weite bei Zimmertemperatur zerblättert.
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Das Blattmaterial kommt in eine Kühlkammer und wird auf eine Eigentemperatur
des Hopfens von -8' C abgekühlt. Das abgekühlte Gut wird bei dieser Temperatur
in eine Siebschleuder gebracht. Die von der Siebschleuder erzeugten Wirbelströme,
die durch Zufuhr von gasförmiger Kohlensäure ergänzt werden, haben eine Geschwindigkeit
von etwa 20 m/Sek. Nach 5 Minuten langem Rotieren der Hopfenblätter in dem
zylinderförmigen Siebmantel haben die vorhandenen Lupulinteile das Sieb passiert.
Das in der Siebtrommel verbleibende Grobgut wird herausgeschleudert und wurde auf
evtl. Lupulinrückstände untersucht.
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Analyse des Grobgutes in % und Trockensubstanz:
| Gesamtharze ..................... 1,1 100 |
| Weichharze ...................... 0,6 54,5 |
| Humulon (spektrophotometrisch) ... 0,05 4,5 |
| ß-Anteil ......................... 0,55 50,0 |
| Hartharze ........................ 0,5 45,5 |
| Bitterwert nach Wöllmer ........ 0,11 |
Vergleichsbeispiel
1
Entsprechend dem Beispiel der USA.-Patentschrift
2833652 wurden ganze Hopfendolden unter Anwendung der angegebenen Temperaturen
behandelt. Es wurden folgende Ergebnisse, die in der Tabelle
1
zusammengestellt
sind, erzielt.
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Vergleichsbeispiel 2 Entsprechend der Beschreibung der deutschen Patentschrift
85211 wurden lkg gedarrte Hopfendolden bei Normaltemperatur durch eine Mühle,
deren Walzen aus lanzenförmig zugespitzten Zähnen bestanden, zerrissen, durch ein
Sieb mit einer Maschenweite von 220 Mikron in Lupulin, Stengel-und Blattanteile
getrennt und die Blatt- und Stengelanteile durch Bürsten behandelt, um anhaftendes
Lupulin zu entfernen. Dann wurde sowohl die Lupulinfraktion als auch die Blatt-
und Stengelfraktion einer Windsichtung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa
3 m/Sek. unterworfen, um noch weitere Lupulinkörnchen aus den Blatt- und
Stengelanteilen auf Grund ihrer spezifischen Schwere zu entfernen. Zur Feststellung
des durch die verwendeten Luftströme erzielten Zerkleinerungsgrades und zur Bestimmung
der Bitterstoffabtrennung vom Grobgut wurde eine Siebanalyse der Grob- und Feingutfraktion
und eine cc-Säurebestimmung des Grobgutes mit Hilfe des Spektralphotometers durchgeführt
und in der Tabelle 11 zusammengestellt.
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Der Maßstab der besseren oder weniger guten Lupulinabtrennung ist
der a-Säuregehalt des Grobgutes (Beispiel und Vergleichsbeispiel 2) bzw. der Gehalt
an Gesamtharzen (Beispiel und Vergleichsbeispiel 1).
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Die Analyse des Grobgutes (Beispiel) zeigt eindeutig den technischen
Fortschritt vorliegender Erfindung.
| Tabelle I |
| Vergleichsbeispiel 1 |
| Fraktion A Fraktion B Fraktion C Fraktion
D |
| Hopfen Schütteldauer Äther- Ausbeute Äther-
Ausbeute Äther- Ausbeute Äther- Ausbeute |
| extrakt extrakt extrakt extrakt |
| -29' C ungedarrt 5 Minuten 15,3 94,52
7,9 1,34 448 195 70,2 1,14 |
| - 29' C gedarrt 5 Minuten 14,8 95,21 9,2 1,28
46:3 2:05 69,4 0,78 |
| -29' C ungedarrt 15 Minuten 15,0 93,71
8,2 2,26 45,4 1,54 68,3 1,21 |
| -29' C gedarrt 15 Minuten 14,6 94,30
8,5 1,78 44,1 1,87 69,8 1,02 |
Die Trennung der Fraktionen
A, B,
C und
D
wurden durch Plansichtersiebe mit lichten Maschenweiten von
1500
Mikron (zwischen
A + B),
300 Mikron (zwischen B
+ C), 150 Mikron
(zwischen
C +
D), 75 Mikron (zwischen
D -' Feinstaub) unter
Einsatz von
je drei Silikonwürfeln (Durchmesser 20 nun) und
je drei
Silikonkugeln (Kantenlänge 20 mm) pro Sieb vorgenommen. Der Ausgangshopfen hatte
beim ungedarrten Hopfen 16,40%, beim gedarrten Hopfen 16,900,lo Ätherextraktanteile
in der Trockensubstanz.
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DieanderGesamtausbeute(FraktionA+B-', C+D) von 100 fehlenden
Mengen sind Staub und experimentelle Verluste.
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Die Zahlen sind bezogen auf
| Tabelle 11 |
| 1 Vergleichsbeispiel 2 |
| Grobgut .......................................................
2000 Mikron und größer 82% |
| 1000 Mikron 5010 |
| 500 Mikron 404 |
| 250 Mikron 2% |
| Feingut ........................................................
125 Mikron 6% |
| 62,5 Mikron und kleiner 1% |
| &-Säure des Grobgutes (spektral photometrisch), wasserfrei
.......... 4,5% |