DE19638299A1 - Uses for recovered condensate from mash and wort production - Google Patents

Uses for recovered condensate from mash and wort production

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    • C11D2111/14—
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Abstract

Recovery of the evaporated condensate from the mash and wort production in brewing is such that the condensate is used (i) as the last after-mash or sparging water in a clarification process; (ii) for flushing the straining vat false bottom or strainer; (iii) as an ingredient for the alkaline or acid cleaning agents or disinfectants used for cleaning various vessels such as bottles or barrels; (iv) for cleaning buildings, surfaces or vehicles; (v) as cooling water eg for condensers or motors; or (vi) for toilet flushing.

Description

Wesentlicher Schritt zur Bierherstellung in der Brauerei ist die "Würzekochung". Die "Würze" ist eine wäßrige Lösung, die die wasserlöslichen Bestandteile des Malzes enthält, hauptsächlich also Zucker. Diese Würze wird beim Würzekochen ca. 60-90 min unter Zusatz von Hopfen gekocht. Dabei entsteht Wasserdampf mit geringen organischen Verunreinigungen, der sogenannte "Würzebrüden" oder kurz "Brüden". In vielen Brauereien wird auch die Maische, das mit Wasser angerührte geschrotete Malz, kurz gekocht, so daß "Maischebrüden" entsteht. Mengenmäßig fällt wesentlich weniger Maischebrüden als Würzebrüden an.An essential step in beer production in the brewery is "wort boiling". The "Wort" is an aqueous solution containing the water-soluble components of the malt contains, mainly sugar. This wort is about 60-90 when boiling wort min cooked with the addition of hops. This creates water vapor with little organic impurities, the so-called "wort vapors" or "vapors" for short. In many breweries, the mash is also crushed with water Malt, cooked briefly, so that "mash vapors" are formed. Quantitatively falls significantly less mash vapors than wort vapors.

Wegen des Emissionsschutzes und der Notwendigkeit zur Energieeinsparung wird der Brüden in den meisten Brauereien kondensiert. Das bei der Kondensation des Brüdens anfallende Brüdenkondensat ist bisher Abwasser. Es kann in der Brauerei nicht weiter eingesetzt werden, da es organisch verunreinigt ist und es bisher keine industriell einsatzfähigen Verfahren zur Aufbereitung gibt /1, 2/. Die dadurch anfallende Abwassermenge entspricht ca. 10% des Jahresausstoßes einer Brauerei.Because of emission protection and the need to save energy of the brothers condensed in most breweries. The condensation of the So far, the vapor condensate from Brüdens is wastewater. It can be in the brewery can no longer be used because it is organically contaminated and so far has not been used there are industrially usable processes for processing / 1, 2 /. The result the amount of wastewater generated corresponds to approx. 10% of the annual output Brewery.

Bisher wurden nur relativ aufwendige Aufbereitungsverfahren für das Brüden­ kondensat wie Umkehrosmose /7, 9/ oder Aktivkohlefiltration /8/ untersucht, deren Probleme sowohl in der technischen Einsatzfähigkeit als auch in der Wirtschaftlichkeit bestehen. Es liegt daher nahe, nach Verfahren und Vorrichtungen zu suchen, mit denen das Brüdenkondensat ohne aufwendige und teure Aufbereitungsverfahren einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann. So far, only relatively complex preparation processes for the vapors have been carried out condensate such as reverse osmosis / 7, 9 / or activated carbon filtration / 8 /, whose Problems both in the technical usability and in the Economy exist. It is therefore obvious to use methods and devices to look for with which the vapor condensate without complex and expensive Processing methods can be used for further use.  

LösungsansatzApproach

Bisher ist über die Verschmutzung von Brüdenkondensat bekannt:So far it is known about the contamination of vapor condensate:

  • - ausschließlich organische Inhaltsstoffe /1/- only organic ingredients / 1 /
  • - Salzfreiheit /1/- salt-free / 1 /
  • - pH-Wert ca. 6,0-8,0 /4, 6/- pH approx.6.0-8.0 / 4, 6 /
  • - CSB (Chemischer-Sauerstoff-Bedarf) ca. 200-1000 mg/l (durchschnittlich ca. 350 mg/l) /3, 4/- COD (chemical oxygen demand) approx. 200-1000 mg / l (average approx. 350 mg / l) / 3, 4 /
  • - ca. 150 /5/ Inhaltsstoffe im Brüdendampf, die aber nicht alle ins Kondensat gelangen (Ester, Ketone, Aldehyde, Terpene, Alkane, Alkohole, Furane).- approx. 150/5 / ingredients in vapor, but not all of them in the condensate arrive (esters, ketones, aldehydes, terpenes, alkanes, alcohols, furans).

Es existieren verschiedene Bereiche innerhalb der Brauerei, in denen der Einsatz gering organisch verschmutzten Wassers, also des Brüdenkondensats, möglich ist, da die genannten Verunreinigungen dort nicht nachteilig sind. Um mikrobielles Wachstum und Geruchsbelästigung zu vermeiden, sollte das Brüdenkondensat unmittelbar nach seiner Entstehung mit Reinigungs- oder Desinfektionsmittel­ konzentrat versetzt werden. Laborversuche haben ergeben, daß hier Konzentrationen von z. B. 0,2% Natronlauge NaOH ausreichend sind. Die möglichen Einsatzbereiche für Brüdenkondensat sind:There are various areas within the brewery in which the use slightly organically polluted water, i.e. the vapor condensate, is possible, since the impurities mentioned are not disadvantageous there. To microbial The vapor condensate should avoid growth and odor nuisance immediately after its formation with cleaning agents or disinfectants be added concentrate. Laboratory tests have shown that here Concentrations of e.g. B. 0.2% sodium hydroxide NaOH are sufficient. The Possible areas of application for vapor condensate are:

  • - als letzten Nachguß beim Abläutern- as a final rinse during purification
  • - zum Ausspülen des Läuterbottich-Senkbodens- for rinsing the lauter tun bottom
  • - zum Ansatz von alkalischen oder sauren Reinigungsmitteln oder von Desinfektionsmitteln zur Reinigung verschiedenster Gefäße in der Brauerei sowie von Flaschen und Fässern- for the preparation of alkaline or acidic cleaning agents or of Disinfectants for cleaning various vessels in the brewery as well of bottles and barrels
  • - als Kühlwasser für Kondensatoren und Motoren- as cooling water for condensers and motors
  • - zur Außenreinigung von Fässern, Gefäßen oder Kästen- for external cleaning of drums, vessels or boxes
  • - zur Reinigung von Gebäuden, Flächen oder Fahrzeugen- for cleaning buildings, surfaces or vehicles
  • - zur Toilettenspülung- for flushing the toilet
  • - als Vorspülwasser bei der Reinigung verschiedenster Gefäße.- As pre-rinse water when cleaning a wide variety of vessels.

Eine entsprechende Vorrichtung zeigt Abb. 1. Der Brüden entsteht in der Maische- oder Würzepfanne 1 durch Verdampfung. Er wird über einen Abzug 2 zur Kondensationseinrichtung 3 geleitet. Diese Kondensationseinrichtung kann ein wassergekühlter Kondensator, der Kondensator einer Brüdenverdichtungsanlage oder eine andere Vorrichtung mit dem Zweck der Brüdenkondensation sein. Aus der Kondensationseinrichtung 3 fließt das Brüdenkondensat ab. Es kann direkt in einem der vorher genannten Prozesse verwendet werden. Je nach Art des Prozesses kann der Zusatz eines Reinigungs- oder Desinfektionsmittelkonzentrates erforderlich sein, das über eine Dosiervorrichtung 4 zudosiert wird. Die jeweils notwendige Konzentration wird über eine Konzentrationsüberwachung 5 eingestellt.A corresponding device is shown in Fig. 1. The vapors are formed in the mash or wort kettle 1 by evaporation. It is directed to a condensation device 3 via a trigger 2 . This condensation device can be a water-cooled condenser, the condenser of a vapor compression system or another device for the purpose of vapor condensation. The vapor condensate flows out of the condensation device 3 . It can be used directly in one of the previously mentioned processes. Depending on the type of process, it may be necessary to add a cleaning or disinfectant concentrate, which is metered in via a metering device 4 . The concentration required in each case is set via a concentration monitor 5 .

Falls das Brüdenkondensat nicht unmittelbar nach seiner Entstehung einer weiteren Verwendung zugeführt wird, muß es unabhängig vom späteren Einsatzzweck in einem Stapelbehälter 6 gespeichert werden. Der Stapelbehälter sollte geschlossen ausgeführt werden, abgesehen von Zu- und Ableitungen und Sicherungen gegen Über- oder Unterdruck 9. Der Stapelbehälter 6 kann aber auch offen zur Umgebung sein. Vom Stapelbehälter aus kann das Brüdenkondensat dann seiner weiteren Verwendung zugeführt werden.If the vapor condensate is not used for further use immediately after it is formed, it must be stored in a stacking container 6, regardless of the intended purpose. The stacking container should be closed, apart from supply and discharge lines and safeguards against overpressure or underpressure 9 . The stacking container 6 can also be open to the environment. The vapor condensate can then be fed from the stacking container for further use.

Durch eine Konzentrationsüberwachung 7 und eine Dosiervorrichtung 8 sollte eine ausreichende Konzentration an Reinigungs- oder Desinfektionsmittel - je nach späterem Verwendungszweck - im Stapelbehälter 6 sichergestellt werden.A concentration monitor 7 and a dosing device 8 should ensure a sufficient concentration of cleaning agent or disinfectant in the stacking container 6 , depending on the later use.

Zusätzlich sollte das Material, aus dem der Stapelbehälter 6 gefertigt ist, korrosionsstabil sein und inert gegenüber den Medien, mit denen er in Berührung kommt. Dies gilt auch für andere Leitungen und Behälter in der Vorrichtung nach Abb. 1. Meist verwendet man für die genannten Zwecke in der Lebensmittelindustrie Edelstahl-Behälter, es sind jedoch auch andere Werkstoffe möglich.In addition, the material from which the stacking container 6 is made should be corrosion-resistant and inert to the media with which it comes into contact. This also applies to other lines and containers in the device according to Fig. 1. Mostly stainless steel containers are used for the purposes mentioned in the food industry, but other materials are also possible.

Soll das Brüdenkondensat in heißem Zustand gespeichert werden, so sollte der Stapelbehälter 6 aus einem hitzebeständigen Material gefertigt, isoliert und gegenüber der Umgebung geschlossen sein, was eine Über- und Unterdruck­ sicherung 9 erforderlich macht.If the vapor condensate is to be stored in a hot state, then the stacking container 6 should be made of a heat-resistant material, insulated and closed to the environment, which makes overpressure and underpressure protection 9 necessary.

Abb. 1 zeigt der Einfachheit halber die Aufstellung eines einzelnen Stapelbehälters. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Stapelbehälter aufzustellen, um Brüden­ kondensat z. B. mit verschiedenen Reinigungs- oder Desinfektionsmittel­ konzentraten zu versetzen. Ebenso kann ein Stapelbehälter für Brüdenkondensat in eine bereits bestehende Anlage integriert werden, z. B. in eine Reinigungsanlage. Fig. 1 shows the installation of a single stacking container for the sake of simplicity. However, it is also possible to set up several stacking containers to condense vapors such. B. with different cleaning or disinfectant concentrates. Likewise, a stack container for vapor condensate can be integrated into an existing system, e.g. B. in a cleaning system.

Literaturliterature

/1/ Pensel, S.; Hackensellner, Th.: Mechanische und thermische Brüdenverdich­ tung im Sudhaus. Brauwelt 133 (1993) Nr. 38, S. 1786-1798./ 1 / Pensel, S .; Hackensellner, Th .: Mechanical and thermal vapor compression tung in the brewhouse. Brauwelt 133 (1993) No. 38, pp. 1786-1798.

/2/ Fohr, M.: Energietechnische Untersuchungen zur thermischen Brüdenverdich­ tung in Brauereien. Technische Universität München, Fakultät für Brauwesen, Lebensmitteltechnologie und Milchwissenschaft, Diplomarbeit, Freising, 1995./ 2 / Fohr, M .: Energy technology investigations on thermal vapor compression in breweries. Technical University of Munich, Faculty of Brewing, Food technology and milk science, diploma thesis, Freising, 1995.

/3/ Müller, K.: Neue Möglichkeiten der Verminderung der Geruchsemission von Brauereibrüden durch Kondensation und thermische Behandlung: Technische Universität München, Fakultät für Brauwesen, Lebensmitteltechnologie und Milchwissenschaft, Dissertation, Freising, 1990./ 3 / Müller, K .: New ways of reducing odor emissions from Brewery vapors through condensation and thermal treatment: Technical University of Munich, Faculty of Brewing, Food Technology and Milk science, dissertation, Freising, 1990.

/4/ Wildhagen, H.: Energiesparende Würzekochung mit einer mechanischen Brüdenverdichtungsanlage in einer Brauerei. Altanlagenvorhaben Nr. 4012 des Umweltbundesamtes, Berlin, 1985./ 4 / Wildhagen, H .: Energy-saving wort boiling with a mechanical Vapor compression system in a brewery. Old plant project No. 4012 des Federal Environment Agency, Berlin, 1985.

/5/ Drawert, F.; Wächter, H.: Verfahren zur Bewertung von Emissionen bei Brauereianlagen mit dem Ziel rationeller und energiesparender Abwendung, Teil 1. Monatsschrift für Brauwissenschaft 37 (1984) Nr. 7, S. 304-313./ 5 / Drawert, F .; Wächter, H .: Procedure for the Evaluation of Emissions at Brewery plants with the aim of rational and energy-saving averting, Part 1. Monthly Journal of Brewing Science 37 (1984) No. 7, pp. 304-313.

/6/ Heinz: Persönliche Mitteilung. Firma Grünbeck, Höchstadt (Donau, 1995./ 6 / Heinz: Personal communication. Grünbeck, Höchstadt (Danube, 1995.

/7/ Schutzrecht DE 44 42 393 C1 (21-9-95). Chmiel, H.; Kaschek, M.; Mavrov, V.; Fähnrich, A./ 7 / Property right DE 44 42 393 C1 (21-9-95). Chmiel, H .; Kaschek, M .; Mavrov, V .; Ensign, A.

/8/ Haller, M.: Persönliche Information. Sulzer Chemtech AG, Winterthur, Schweiz, 1995./ 8 / Haller, M .: Personal information. Sulzer Chemtech AG, Winterthur, Switzerland, 1995.

/9/ Back, W.; Krottenthaler, M.; Vetterlein, K.: Technologische Möglichkeiten zur Wiederverwendung von Brüdenkondensat. Der Weihenstephaner 64 (1996) Nr. 4, S. 235-241./ 9 / Back, W .; Krottenthaler, M .; Vetterlein, K .: Technological Possibilities for Reuse of vapor condensate. Weihenstephaner 64 (1996) No. 4, pp. 235-241.

Claims (7)

1. Verfahren zur Wiederverwendung von Brüdenkondensat aus Maische- und Würzekochung in der Brauerei, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüden­ kondensat als letzter Nachguß beim Abläutern, zum Ausspülen des Läuterbottich- Senkbodens, zum Ansatz von alkalischen oder sauren Reinigungsmitteln oder von Desinfektionsmitteln zur Reinigung verschiedenster Gefäße sowie von Flaschen und Fässern, zur Außenreinigung von Fässern, Gefäßen oder Kästen, als Vorspülwasser bei der Reinigung verschiedenster Gefäße, zur Reinigung von Gebäuden, Flächen oder Fahrzeugen, als Kühlwasser - z. B. für Kondensatoren oder Motoren - oder zur Toilettenspülung wiederverwendet wird.1. A method for reusing vapor condensate from mash and wort boiling in the brewery, characterized in that the vapor condensate as the last replenishment during purification, for rinsing the lauter tun sink bottom, for the preparation of alkaline or acidic cleaning agents or of disinfectants for cleaning a wide variety of vessels as well as bottles and barrels, for the external cleaning of barrels, vessels or boxes, as pre-rinse water for cleaning a wide variety of vessels, for cleaning buildings, surfaces or vehicles, as cooling water - e.g. B. for capacitors or motors - or for toilet flushing is reused. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdenkondensat ohne Zwischenstapelung direkt wiederverwendet wird oder nach einer Zwischenstapelung in einem Stapelbehälter wiederverwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the vapor condensate can be directly reused without intermediate stacking or after one Intermediate stacking is reused in a stacking container. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Brüden­ kondensat durch eine Dosiervorrichtung Reinigungs- oder Desinfektionsmittel oder entsprechende Zusätze in bestimmter Konzentration zugegeben werden, wobei diese Konzentration durch eine entsprechende Vorrichtung überwacht wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that for vaping condensate through a dosing device detergent or disinfectant or appropriate additives are added in a certain concentration, this concentration is monitored by an appropriate device. 4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsmittel- und Reinigungsmittelkomponenten folgende Stoffe in der Konzentration von 0,01-5,00% eingesetzt werden: Schmutzaufschließende Komponenten (Natrium- oder Kaliumhydroxid, Natrium- oder Kaliumcarbonat, alkalische Salze der Orthophosphorsäure oder anderer organischer Säuren, Natrium- oder Kalium-Wasserglassorten mit unterschiedlichen Siliciumdioxid/Al­ kaloid-Verhältnissen, anorganische Säuren, z. B. Schwefel-, Salpeter- oder Phosphorsäure, organische Säuren, z. B. Ameisen-, Citronen- oder Gluconsäure, Salzsäure, Flußsäure), Komplexierungsmittel (anorganische, z. B. Alkalisalze der Oligophosphorsäuren, und organische, z. B. Nitriloessigsäure, Ethylendiamino­ tetraacetat, Gluconsäure, Polyacrylsäure und ihre Alkalimetallsalze, Phosphor­ säuren bzw. Phosphonate), oberflächenaktive Substanzen (anionische Tenside, z. B. Seifen und Detergentien auf Basis von Fettalkoholsulfaten oder Alkylbenzolsulfonaten, kationische Tenside, z. B. quaternäre Verbindungen oder höhermolekulare aliphatische Amine, nichtionische Tenside, z. B. Polyalkylene, und amphotere Tenside), Antischaummittel (wasserunlösliche Verbindungen, z. B. Paraffinöl oder Silikone, spezielle Äthoxylierungs- und Propoxylierungsprodukte), Korrosionsinhibitoren (saure und alkalische, z. B. Wasserglas), Lösungsmittel und Lösungsvermittler (destilliertes Wasser, organische und anorganische Lösungsmittel).4. The method and device according to claim 1, 2 and 3, characterized in that as detergent and detergent components the following substances in the concentration of 0.01-5.00% can be used: Components (sodium or potassium hydroxide, sodium or potassium carbonate, alkaline salts of orthophosphoric acid or other organic acids, Sodium or potassium water glass types with different silicon dioxide / Al caloid ratios, inorganic acids, e.g. B. sulfur, nitrate or Phosphoric acid, organic acids, e.g. B. formic, citric or gluconic acid, Hydrochloric acid, hydrofluoric acid), complexing agents (inorganic, e.g. alkali salts of Oligophosphoric acids, and organic, e.g. B. nitriloacetic acid, ethylenediamino tetraacetate, gluconic acid, polyacrylic acid and its alkali metal salts, phosphorus acids or phosphonates), surface-active substances (anionic surfactants, e.g. B. soaps and detergents based on fatty alcohol sulfates or Alkylbenzenesulfonates, cationic surfactants, e.g. B. quaternary compounds or High molecular weight aliphatic amines, nonionic surfactants, e.g. B. polyalkylenes, and amphoteric surfactants), anti-foaming agents (water-insoluble compounds, e.g. Paraffin oil or silicone, special ethoxylation and propoxylation products),  Corrosion inhibitors (acidic and alkaline, e.g. water glass), solvents and Solubilizers (distilled water, organic and inorganic Solvent). 5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Desinfektionsmittel- und Desinfektionsmittelkomponenten folgende Stoffe in der Konzentration von 0,01-10,00% eingesetzt werden: Chlor abspaltende Verbindungen (Salze der unterchlorigen Säure, Alkalimetall-Hypochlorite, Addukte von Alkalimetall-Hypochloriten mit Trinatriumphosphat, Halane, z. B. Dichlorcyanursäure, Chloramine, z. B. Chloramin B), Korrosionsschutz­ komponenten (z. B. Natrium- bzw. Kaliumhydroxid, Natrium- bzw. Kalium­ carbonat), Jodophore, Peroxide (z. B. Wasserstoffperoxid, Peroxyverbindungen kurzkettiger Fettsäuren), Halogencarbonsäuren und -derivate (Chlor- oder Bromessigsäure in Verbindung mit Schwefel- oder Phosphorsäure, Ester der Halogencarbonsäuren in Kombination mit Halogencarbonsäuren und eventuell einem Lösungsvermittler vom Typ Dichlore), Aldehyde (z. B. Formaldahyd, Glutaraldehyd, Paraformaldehyd, Kombinationen verschiedener Aldehyde untereinander und Kombination von Aldehyden mit quaternären Ammonium­ verbindungen), Alkohole, Phenol- und Phenolderivate, Schwefeldioxid, anorganische Stickstoffverbindungen.5. The method and device according to claim 1, 2, and 3, characterized in that as disinfectant and disinfectant components the following substances in the concentration of 0.01-10.00% are used: chlorine-releasing Compounds (hypochlorous acid salts, alkali metal hypochlorites, Adducts of alkali metal hypochlorites with trisodium phosphate, halanes, e.g. B. Dichlorocyanuric acid, chloramines, e.g. B. chloramine B), corrosion protection components (e.g. sodium or potassium hydroxide, sodium or potassium carbonate), iodophores, peroxides (e.g. hydrogen peroxide, peroxy compounds short chain fatty acids), halocarboxylic acids and derivatives (chlorine or Bromoacetic acid in combination with sulfuric or phosphoric acid, esters of Halogen carboxylic acids in combination with halogen carboxylic acids and possibly a dichloro solubilizer), aldehydes (e.g. formaldehyde, Glutaraldehyde, paraformaldehyde, combinations of different aldehydes with each other and combination of aldehydes with quaternary ammonium compounds), alcohols, phenol and phenol derivatives, sulfur dioxide, inorganic nitrogen compounds. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brüdenkondensat in einem isolierten oder nicht isolierten Stapelbehälter gespeichert wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the vapor condensate stored in an insulated or non-insulated stacking container. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel­ behälter bis auf Zu- und Ableitungen geschlossen ist und daß der Druck innerhalb des Behälters durch Über- und Unterdrucksicherungsvorrichtungen geregelt wird.7. The method according to claim 1 and 6, characterized in that the stack container is closed except for inlets and outlets and that the pressure within the container is regulated by overpressure and underpressure safety devices.
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