DE1517796C - Gär- und Lagerbehälter für die Bierherstellung - Google Patents

Description

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noch die geringen Mengen an Hefezellen, die nötig sind, um die Nachgärung zu bewirken, der übrige Teil wird jedoch aus dem Behälter entfernt. Wenn die Hefezellen jedoch stark dazu neigen, in der Flüssigkeit ' suspendiert zu bleiben bzw. wenn die Flüssigkeit in dem erfindungsgemäßen Großbehälter eine beträchtliche Standhöhe aufweist, tritt die Schwierigkeit auf, daß die durch ein einfaches Absetzen infolge ihrer eigenen Schwere erreichte Aufsammlung der Hefezellen nicht mehr ausreicht und der Behälter mit besonderen Abscheidevorrichtungen für die Hefezellen ausgestattet werden muß. Wenn die Standhöhe der Flüssigkeit im Behälter sehr beträchtlich ist, traten zusätzliche Schwierigkeiten auf, die festen eiweißhaltigen Substanzen oder auch das sich als Koagulatmasse während des Gärungsprozesses aus dem Bier ausscheidende Hopfenharz durch Absetzenlassen oder Sedimentieren anzusammeln.

Eine unzureichende Klärung des Bieres im Lagerbehälter führte nicht nur zu einer übermäßigen Belastung der Fiitrationsvorrichtung, sondern sie war auch die Ursache für die Beeinträchtigung des Aromas und sogar der Lagerbarkeit des fertigen Bieres.

Dagegen besitzt die Klärgeschwindigkeit der Flüs- _ sigkeit im Behälter infolge der Sedimentation der in der Flüssigkeit befindlichen feinen Teilchen eine enge Beziehung zur Viskosität der Flüssigkeit und auch zur Größe und zu dem spezifischen Gewicht der in der Flüssigkeit befindlichen Teilchen. Bei Berücksichtigung des Stokeschen Gesetzes ist es leicht verständlich, daß die Absetzgeschwindigkeit auch von der Entfernung beeinflußt wird, die von den Teilchen zurückzulegen ist, bis sie sich am Boden ablagern können. Bisher galt es aus diesem Grunde als feststehende Regel, daß man ein Bier von marktgerechter Qualität nur in Gärbottichen herstellen könne, bei denen die Flüssigkeitsstandhöhe einen Grenzwert von 2 m nicht wesentlich überschreitet.

Durch die erfindungsgemäße Einfügung von horizontalen Sedimentabfangflächen kömmt man zu einer neuartigen Ausgestaltung des Gärbehälters, mit der sich die bei den bisherigen Versuchen zur Erhöhung des Fassungsvermögens aufgetretenen Schwierigkeiten äußerst elegant vollständig überwinden lassen.

Die Sedimentabfangflächen besitzen zweckmäßigerweise die Gestalt einer flachen Schale oder Schüssel, deren peripherer Rand gegenüber dem Zentrum so weit erhöht ist, daß ein Abfließen des durch das angesammelte Sediment gebildeten Sumpfes während der Nachgärung oder des Ablassens des geklärten Bieres verhindert wird.

Bei der Erprobung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Gär- und Lagerbehälters mit einem sehr großen Fassungsvermögen und einer beträchtlichen Standhöhe für die Flüssigkeit hat sich seine hervorragende Brauchbarkeit erwiesen. Trotz des außerordentlich einfachen Aufbaues bietet der erfindungsgemäße Behälter erhebliche Vorteile und Wirkungen, die sich aus der nachfolgenden, in das einzelne gehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen unter Erläuterung von Ausführungsbeispielen genauer ergeben. In den Zeichnungen zeigt

A b b. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Behälters,

A b b. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in A b b. 1 und

A b b. 3 einen Längsschnitt eines wesentlichen Teiles der Spülwasserzufuhr.

In Ab b. 1 wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters gezeigt; sie besteht aus einem Innenzylinder 2, der von einem Kühlmantel 1 umgeben ist und zwischen der äußeren Peripherie des Innenzylinders und der inneren Peripherie eines Außenzylinders 3 eine wärmeisolierende Schicht 4 eingebettet enthält. Es ist oft zweckmäßig, eine solche Kühlvorrichtung, wie sie hier gezeigt ist, anzuordnen, in der ein Kühlmedium umläuft; das gilt vor allem in solchen Fällen, in denen der Behälter im Freien aufgebaut oder in einem ihn umgebenden Raum aufgestellt werden soll, dessen Temperatur nicht geregelt wird. Falls jedoch der Behälter innerhalb eines Gebäudes in einem Raum installiert werden soll, dessen Temperatur niedrig gehalten werden kann, ist es nicht erforderlich, derartige Kühlvorrichtungen vorzusehen. Der Behälter kann dann so gebaut sein, daß er mehrere Seitenflächen besitzt oder daß er eine sich horizontal erstreckende zylindrische Gestalt aufweist; er muß also nicht .unbedingt eine aufrecht stehende zylindrische Gestalt besitzen, sondern er kann eine beliebige geeignete Form aufweisen.

Im Inneren des Gesamtbehälters 5 befindet sich in geeigneten Abständen voneinander und in paralleler Anordnung zueinander eine Vielzahl von Sedimentabfangflächen 6, die sich wie die Abstellbretter eines Regals in dem Zwischenraum des Behälters zwischen Boden und Deckel erstrecken. Die periphere Abschlußkante einer jeden Sedimentabfangplatte 6 ist bis zu einer solchen Höhe aufgebördelt, die ausreicht, um zu verhüten, daß die auf dieser Fläche angesammelten Koagulatmassen und Hefeteilchen in die umgebende Gärflüssigkeit herunterfallen; die Sedimentabfangfläche 6 kann sich auch zu ihrem Zentrum hin progressiv absenken. Die Abfangfläche 6 kann auch mit darauf verteilten feinen Kanälchen versehen sein, die dazu angepaßt sind, das Kohlendioxydgas abzuleiten, das sich in den unteren Teilen der Gärflüssigkeit bildet und nach oben steigt. Grundsätzlich besitzt die Abfangfläche 6 eine Größe, die im wesentlichen insgesamt den Bereich des horizontalen Querschnitts des Behälters ausfüllt. Zur Erleichterung des Abwaschens der auf der Fläche angesammelten Teilchen wird eine Anordnung bevorzugt, bei der die Abfangflächen, die beispielsweise in einem zylindrischen Tank vorgesehen sind, in Rotation versetzt werden können, so daß die angesammelten Teilchen von den Platten abgeschleudert werden können; man kann auch eine Anordnung vorsehen, bei der eine jede der Sedimentabfangflächen in mehrere voneinander trennbare Segmente aufgeteilt sind, die sich nach unten öffnen lassen, so daß die Koagulatmassen und Hopfenharze bzw. Hefezellen od. dgl. nach unten fallen können, wenn sie abgewaschen werden. Die Zwischenräume zwischen den Sedimentabfangflächen und die Anzahl dieser Flächen können so gewählt werden, daß ein Optimum erreicht wird, und zwar in Abhängigkeit von der Standhöhe der Flüssigkeit im Behälter und der Beschaffenheit dieser Gärflüssigkeit.

In A b b. 1 ist ein Beispiel für einen Behälter sichtbar, der mit in Rotation zu versetzende Sedimentabfangflächen 6 ausgestattet ist. Mit. einem derart aufgebauten Behälter ist es möglich, die auf den Flächen angesammelten Teilchen durch Rotation der Flächen vollständig abzuwaschen, wenn gleichzeitig Wasser auf die oberen Flächen der Platten geleitet wird.

In den Zeichnungen ist ein vertikaler Hohlschaft 7 ersichtlich, an dem die entsprechenden Sediment-

abfangflächen angebracht sind. Durch das Antriebmittel 8' wird der Schaft in Drehung versetzt. Der Hebel 9 dient zum Anlassen und Abschalten des Antriebmittels. Der Deckel 10 verschließt das Mannloch, das im unteren Teil des Behälters 5 als Einstiegsmöglichkeit vorgesehen ist. Durch die Rohrleitung 11 kann die Würze eingeführt und die vergorene Würze abgelassen werden; sie ist mit dem Ventil 12 versehen und steht mit dem Bodenteil des Behälters 5 in Verbindung. Die Rohrleitung 13 dient für die Einspeisung und die Rohrleitung 14 für die Abführung des Kühlmittels. Der Rohrstutzen 15 ist für die Abführung der gebildeten Kohlensäure vorgesehen. Der Drehschaft 7 ruht auf dem Lager 16. Eine Wassereinleitungsdrehvorrichtung 17 sorgt für die Wasserzufuhr aus der Wasserleitung 18 in den Hohlschaft 7 hinein. Die Wassereinleitungskanäle 19 sind durch die Wand des Hohlschaftes 7 in der Höhe der Wassereinleitungsdrehvorrichtung 17 gebohrt. Die Wasserauslaßkanäle 20 sind durch die Wand des Hohlschaftes 7 gebohrt und in solcher Hohe angeordnet, daß sie sich gerade über den jeweiligen Sedimentabfangflächen befinden. Wenn ein derart gebauter Behälter als Gärbehälter benutzt wird, ist es möglich, auch die Gärung selbst durch eine Rotation der Sedimentabfangflächen 6 zu beschleunigen und damit die zum Gären gebrachte Flüssigkeit zu rühren.
Im folgenden soll die Wirkungsweise eines erfindungsgemäß ausgestalteten Ausführungsbeispiels geschildert werden. Zu Vergleichszwecken benutzte man einen erfindungsgemäßen Behälter mit einer Flüssigkeitsstandhöhe von 10 m, der mit vier jeweils in Abständen von 2 m angeordneten Abfangflächen ausgerüstet war, und einen konvertionellen Behälter gleicher Größe, jedoch ohne Abfangflächen. Die Behälter-wurden mit Würze und Hefe beschickt und die Änderungen der Anzahl der in der Flüssigkeit suspendierten Hefezellen wurde bestimmt.

Behälter gemäß der Erfindung Ortsbereiche der Probeentnahme

Λ I P. I P, I Λ Ι Λ Konventioneller Behälter
Ortsbereiche der Probeentnahme

Nach 0 Tagen
Nach 10 Tagen
Nach 20 Tagen
Nach 30 Tagen

25,0
9,0
4,5
4,5

25,5
9,0
4,5
4,5

25,5 9,5 5,5 4,5

25,7

10,5

6,0

5,0 25,5

11,0

6,0

5,5

25,0
10,0

5,5
5,5

25,5

11,5

8,5

8,0

25,5
14,0
10,5
10,0

25,5
14,0
11,5
10,0

26,0
16,2
14,0
12,0

In der vorstehenden Tabelle bedeuten die Zeichen P₁ ... P₆ und K₁ ... K_b jeweils die örtlichen Bereiche, aus denen die Probe aus den Behältern entnommen worden war. P₁ ... P₆ bedeuten jeweils mittlere Bereiche in den Flüssigkeitsschichten, die sich zwischen den benachbarten, als Trennwände dienenden Abfangflächen befanden. K₁ ... K₅ bezeichnen jeweils die entsprechenden Bereiche der Flüssigkeit im konventionellen Behälter, die den Höhen der Flüssigkeitsschichten gemäß P₁ ... P₅ entsprachen. Die Kennzahl der suspendierten Teilchen bedeutet das jeweilige Vielfache von 10³ Zellen/cm³ Bierflüssigkeit.

Das Untersuchungsergebnis zeigt, daß die Sedimentation der Hefezellen im Behälter gemäß der Erfindung im Vergleich zum konventionellen Behälter erheblich beschleunigt ist, d. h., daß die Klärung in den unteren Schichten ebensoschnell verläuft wie in den oberen Flüssigkeitsschichten. Dies bedeutet eine erhebliche Verbesserung in der Arbeits- und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Behälters.

Wie bereits erwähnt, erreicht man mit dem erfindungsgemäßen Behälter jedoch nicht nur eine Beschleunigung der Sedimentation der Schwebstoffe und der sich während der Haupt- und Nachgärung aus der gärenden Würze bzw. Jungbier ausscheidenden Koagulatmassen, sondern er erzielt auch eine gleichförmige Gärung der gesamten Flüssigkeit. Deshalb erweist sich der erfindungsgemäße Behälter in der Bierbrauerei als sehr nützlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 den Feintrub gut aus der Würze zu entfernen. Das VerPatentansprüche: fahren hat sich nur zur Herstellung eines zwar noch durststillenden, jedoch nicht weltmarktfähigen bitteren

1. Gär- und Lagerbehälter für die Bierherstellung vollmundigen Bieres ausbauen lassen.

mit mehreren in mittlerer Höhe zwischen Boden 5 Für die Durchführung eines Tieftemperaturprozesses,

und Deckel übereinander angeordneten Sediment- bei dem sich besonders große Hefemengen bilden

abfangflächen und einer Flüssigkeitsstandhöhe, die sollen, sind in der deutschen Patentschrift 301 830 mit

ein Mehrfaches der bisher als Optimum für Gär- dem Zusatzpatent 318 004 zur Vergrößerung der

behälter geltenden Höhenbegrenzung auf etwa 2 m Absetzflächen für die übermäßig großen Hefemengen

beträgt,'d a d u r c h ge k e η η ζ e i c h η e t, daß io mehrere in mittlerer Höhe zwischen Boden und

die Sedimentabfangflächen (6) horizontal in einer Deckel des Gärbottiches angeordnete Sedimentabsetz-

Flächenausdehnung angebracht sind, die im we- flächen vorgeschlagen worden, für die jedoch zur

sentlichen insgesamt den Bereich des horizontalen Vermeidung von Gasstauungen eine Schräganordnung

Querschnitts des Behälters ausfüllt. erforderlich war. Auch bei dem sehr alten Schnell-

2. Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 gärungsprozeß gemäß der britischen Patentschrift 678 zeichnet, daß eine jede der vorhandenen Sediment- aus dem Jahre 1890, bei dem die gleiche Hefe für viele abfangflächen (6) als flache Schale mit einem Gär.prozesse hintereinander benutzt werden sollte, gegenüber ihrem Zentrum erhöhten peripheren wurden" Sedimentabsetzflächen im Gärbottich vorge-Rand ausgestaltet ist, bei dem die Randerhöhung sehen, die für die Biergärung nicht den gesamten gerade ausreicht, um ein Abfließen des durch das 20 Horizontalflächenbereich überdecken durften, damit angesammelte Sediment gebildeten Sumpfes wäh- ein Zentralbereich für Eiskühlung frei blieb. Mit dem

• rend der Nachgärung oder des Ablassens der ge- Problem der Klärung bei Großbottichen haben diese

klärten Bierflüssigkeit zu verhindern. Verfahren nichts zu tun und haben "aucli keine An-

3. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, regung zu entsprechenden Anwendungen von Sedidadurch gekennzeichnet, daß eine jede der vornan- 35 mentabfangflächen bei dem Nathanschen Verfahren denen Sedimentabfangflächen in mehrere nach gegeben. Als Mittel zur Erleichterung des Absetzens unten zu öffnende Segmente aufgeteilt ist. der Hefe wurde lediglich eine Beaufschlagung mit

4. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, künstlichem CO₂-Druck am Schluß des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß eine jede der vor- empfohlen und danach zur Entfernung flüchtiger handenen Sedimentabfangflächen (6) an einem 30 unerwünschter Stoffe ein Waschen mit CO₂ durch zentral im Behälter (5) rotierbar gelagerten und Einblasen von unten durchgeführt. Darüber hinaus ließ von einem über dem Behälterdeckel angebrachten es sich nicht vermeiden, daß bis zur Herstellung des Antriebmittel (8) in Rotation zu versetzenden gebrauchsfertigen Brauereierzeugnisses längere Zeiten Schaft (7) angebracht ist. als bei kleineren Gärbottichen verstreichen. Die

5. Behälter gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn- 35 Verbesserung der Klärung war deshalb Gegenstand zeichnet, daß der Schaft (7) hohl ausgestaltet ist zahlreicher Untersuchungen, und Verbesserungen auf und mit einer Vielzahl von auf die Sediment- diesem Gebiete stellen ein Problem von steigender abfangflächen (6) gerichteten Waschwasserdüsen Bedeutung dar.

(20) ausgestattet ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

40 bestand demgemäß in der Schaffung eines Behälters

mit großem Fassungsvermögen, der in der Brauerei

für den Hauptgärprozeß des Bieres und auch für die Nachgärung zur Erzeugung eines Bieres erster Qualität

Die Erfindung betrifft einen Gär- und Lagergroß- brauchbar ist, ohne das Erfordernis einer besonderen behälter für die Bierherstellung. 45 Vorbehandlung der Würze zur Entfernung des Fein-

In Anbetracht der ständig steigenden Nachfrage trubs, ohne Benötigung einer Beaufschlagung mit für Bier und der Fortschritte in der Ausrüstung der CO₂-Druck am Verfahrensende zur Vervollständigung Bierbrauereien geht das Bestreben auf dem Gebiet des Absetzens der Hefe und ohne Einblasen von der Bierherstellung dahin, das Fassungsvermögen der CO₂-GaS zum Abschluß zwecks Entfernung flüchtiger Behälter für die Hauptgärung und die Nachgärung zu 50 Stoffe.

vergrößern. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht bei einem

für das Fassungsvermögen dieser Behälter und ins- Gär- und Lagerbehälter für die Bierherstellung mit besondere für die Flüssigkeitsstandhöhe in den Be- mehreren in mittlerer Höhe zwischen Boden und hältern eine Begrenzung gibt, die mit bestimmten Deckel übereinander angeordneten Sedimentabfang-Problemen der durch Sedimentation der Hefezellen 55 flächen und einer Flüssigkeitsstandhöhe, die ein Mehr- und anderen Koagulatmassen bewirkten Klärung faches der bisher als Optimum für Gärbehälter geltenzusammenhängt. Als Optimum für Gärbehälter galt den Höhenbegrenzung auf etwa 2 m beträgt, der deshalb bisher die aus D e C 1 e r k »Lehrbuch der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sedimentabfang-Bierbrauerei«, 1964, Bd. I, S. 614 und 615, ersichtliche flächen (6) horizontal in einer Flächenausdehnung Höhenbegrenzung auf etwa 2 m. In diesem Lehrbuch 60 angebracht sind, die im wesentlichen insgesamt den ist zwar auf S. 623 auch das von Nathan geschaf- Bereich des horizontalen Querschnitts des Behälters fene Verfahren einer kombinierten Gärung und ausfüllt.

Lagerung in einem Großtank mit größeren Höhen Zur Erklärung der Wirkungsweise sei folgendes

beschrieben, jedoch heißt es auf S. 624 über die ausgeführt: Bei der Herstellung von untergärigem Bier Qualität eines in solchen hohen Bottichen herstellbaren 65 setzt sich während der Endphase des Hauptgärungs-Hieres, daß sich die dabei bildenden bitteren Krausen prozesses ein größerer Anteil der Hefe am Boden des und Trübungen nur schlecht beseitigen lassen und daß Behälters ab. Nach Abschluß der Hauptgärung bleiben deshalb besondere Maßnahmen erforderlich sind, um in dem noch nicht ausgereiften Bier im Behälter nur