DE19739734A1 - Anlage zur Bierherstellung mit Abscheidevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Anlagen zur Herstellung von Bier, wie sie in Brauereien eingesetzt werden. Die flüssigen Zwischenprodukte des Bierbe­ reitungsprozesses enthalten Rohstoffpartikel, die diese Zwischenprodukte trüben. Diese Rohstoffpartikel werden bei der Einmaischung aus den verwendeten Rohstoffen ausgeschwemmt. Das fertige Bier darf jedoch im wesentlichen keine oder nur sehr wenige bzw. sehr kleine Rohstoffparti­ kel enthalten, da das Bier im wesentlichen ungetrübt abgefüllt werden muß. Die Rohstoffpartikel müssen deshalb aus den Zwischenprodukten abgeschieden werden.

Dies geschieht in den bekannten Anlagen vornehmlich in den Läuterbot­ tichen, wie sie zum Abläutern der Würze verwendet werden. Nach dem Befüllen des Läuterbottichs bildet sich beim unterschichtigen Abzug der Würze am Boden des Läuterbottichs durch Sedimentierung von Rohstoff­ partikeln eine Treberschicht aus, die ab einer bestimmten Stärke die gewünschte Filterwirkung aufweist. Da sich zu Beginn des Abläuterns die Treberschicht erst ausbilden muß, ist es normalerweise erforderlich, nach der Befüllung des Läuterbottichs die Vorderwürze im Kreis zu pumpen. Dieser Rückpumpvorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Treberschicht eine ausreichende Filterwirkung zeigt und somit die abgezogene Würze eine Trübung unterhalb eines definierten Maßes aufweist. Erst dann wird die Würze zur Weiterverarbeitung weitergelei­ tet.

Nachteilig beim Abläutern der Würze in derartigen Anlagen ist es, daß während des Rückpumpens der Vorderwürze zum Aufbau der Treber­ schicht aus Qualitätsgründen keine Würze aus dem Produktionsprozeß abgezogen werden kann. Die erforderlichen Rückpumpzeiten verlangsa­ men somit den Produktionsprozeß und beeinträchtigen die Produktions­ leistung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Anlage zur Herstellung von Bier zu schaffen, die es ermöglicht, Rohstoffpartikel auch unabhängig vom Läuterungsprozeß aus den Zwischenprodukten der Bierbereitung abzuscheiden.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Bier ist in der Anlage eine Abscheidevorrichtung vorgesehen, durch die Zwischenpro­ dukte zumindest teilweise durchleitbar sind. In der Abscheidevorrich­ tung wird zumindest ein Teil der Rohstoffpartikel aus dem Zwischen­ produkt abgeschieden. Im Ergebnis kann damit eine Befreiung der Zwischenprodukte von Rohstoffpartikeln unabhängig vom Läuterungs­ prozeß in der Treberschicht erreicht werden. Die Abscheidung kann dabei auf alle während des Bierbereitungsprozeß entstehenden Zwi­ schenprodukte angewandt werden, wodurch eine hohe Flexibilität erreicht wird. Die Rücksicht bei der Produktionssteuerung auf spezifi­ sche Anforderungen bezüglich des Läuterungsprozesses kann stark eingeschränkt werden. Die Leistung von Brauereianlagen läßt sich dadurch erhöhen, wobei auch die Nachrüstung der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtungen in bereits bestehende Anlagen möglich ist.

Prinzipiell kann in der Abscheidevorrichtung jedes lebensmitteltech­ nisch zulässige Verfahren zur Abscheidung von Feststoffe aus einer flüssigen Phase angewandt werden. Besonders vorzugswürdig ist es in der Abscheidevorrichtung ein Filter und/oder ein Sieb und/oder eine zyklonisches Abscheideelement und/oder ein ähnliches Abscheidemodul zur Abscheidung der Rohstoffpartikel einzusetzen. Dabei kann durch Wahl der eines oder mehrerer gleicher oder verschiedener Abscheide­ module die Trennschärfe der Abscheidevorrichtung eingestellt werden.

Die Abscheidevorrichtung kann erfindungsgemäß zur Klärung aller während des Bierbereitungsprozesses entstehender Zwischenprodukte eingesetzt werden. So kann die Abscheidevorrichtung insbesondere auch an einen Maischefilter, ein Whirlpool, eine Kammerfilterpresse, einen Membranfilter, einen Läuterbottich oder an mehrere dieser Anlagen­ komponenten zusammen angeschlossen wird. Zwischenprodukte, die in diesen Anlageteilen hergestellt werden, können damit zumindest teil­ weise von enthaltenen Rohstoffpartikeln befreit werden.

Besondere Bedeutung hat die erfindungsgemäße Abscheidevorrichtung beim Einsatz im Zusammenhang mit dem Läuterungsprozeß im Läuter­ bottich. Ziel ist es dabei insbesondere den Läuterungsprozeß zu be­ schleunigen. Erfindungsgemäßen kann dazu ein Läuterbottich eingesetzt werden, der im Bereich oberhalb des Treberkuchens eine oberschichtige Würzeabzugsvorrichtung aufweist und im Bereich unterhalb des Treber­ kuchens eine unterschichtige Würzeabzugvorrichtung aufweist, über die jeweils Würze aus dem Läuterbottich abgezogen werden kann. Da die Würze, die im Bereich oberhalb des Treberkuchens abgezogen wird, nicht in der konventionellen Weise durch die Treberschicht gefiltert wird, kann die Würze hier sehr schnell abgezogen werden, muß jedoch separat gereinigt werden. Dies erfolgt in der nachgeschalteten Abschei­ devorrichtung, in der Würze enthaltene Rohstoffpartikel abgeschieden werden.

Besonders beeinträchtigt wird die Abzugsleistung vom Boden des Läu­ terbottichs auch von der Viskosität der Würze. Je höher die Viskosität, desto langsamer der Würzablauf, da die hochviskose Würze den Treber­ widerstand im sedimentierten Filterbett stark erhöht. Dies wirkt sich insbesondere bei dem vielfach angewandten High-Gravity-Verfahren nachteilig aus, da dabei hochviskose Würze abgezogen werden muß. Beim Abzug von oben über die oberschichtige Abzugsvorrichtung ent­ fällt dieser Nachteil, da der Treberwiderstand umgangen wird.

Nach Befüllen des Läuterbottichs kann sofort mit dem Abzug der Vor­ derwürze an dem oberschichtigen Würzeabzug begonnen werden, wobei die hier abgezogene Würze in der nachgeschalteten Filteranlage gefiltert wird. Die so erhaltene gefilterte Würze kann sofort weiter verarbeitet werden. Ein Stillstand des effektiven Würzabzugs während des Rück­ pumpens der Würze bis zur Ausbildung eines Filterbetts am Boden des Läuterbottichs wird vermieden. Erfindungsgemäß kann gleichzeitig zum Abzug der Würze am oberschichtigen Würzeabzug auch Würze auf konventionelle Art und Weise am unterschichtigen Würzeabzug abgezo­ gen werden, wodurch sich die filternde Treberschicht ausbildet. Im Ergebnis wird die Würze über zwei parallel geschaltete Würzleitungen aus dem Läuterbottich abgezogen, wobei in der konventionellen Hauptwürzleitung Würze abgezogen wird, die durch die Filterwirkung des Treberkuchens gefiltert wird und in der Nebenwürzleitung Würze abgezogen wird, die durch Einsatz der Abscheidevorrichtung filterbar ist. Es kann jedoch auch Würze aus dem unterschichtigen Würzabzug über die Abscheidevorrichtung geleitet werden um eine Nachfilterung zu erreichen. Beispielsweise können dazu die Würze aus dem oberschichti­ gen und dem unterschichtigen Würzabzug in einer Leitung gesammelt und gemeinsam über die Abscheidevorrichtung geleitet werden.

Der Einsatz der oberschichtigen Würzeabzugs in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung ist nicht nur zur Vermeidung des Stillstandes des effektiven Würzabzuges während des Rückpumpens vorteilhaft, sondern auch während des nachfolgenden Abläutervorgangs. Beim konventionellen Abläutern entsteht durch den Würzeabzug am Boden den Läuterbottichs ein Differenzdruck zwischen dem Bereich ober- und unterhalb der Treberschicht. Überschreitet dieser Differenz­ druck eine vordefinierte Höchstgrenze, so muß der Abläutervorgang unterbrochen werden und der Treberkuchen mit der Aufhackmaschine aufgelockert werden. Je mehr Würze am Boden des Läuterbottichs abgezogen wird, desto stärker steigt der Differenzdruck. Da bei Abzug eines Teils der Würze über den oberschichtigen Würzeabzug am unter­ schichtigen Würzeabzug zur Erreichung der gleichen Produktionsmenge weniger Würze abgezogen werden muß, bildet sich im Ergebnis nur ein geringerer Differenzdruck aus. Wegen des geringeren Differenzdruckes ist es somit seltener erforderlich, den Treberkuchen in dem erfindungs­ gemäßen Läuterbottich aufzuhacken. Ein Teil der unerwünschte Produk­ tionsunterbrechungen zum Aufhacken des Treberkuchens können im Ergebnis vermieden werden.

Ist wegen Überschreitung des Differenzdruckes ein Tiefschnitt notwen­ dig, so wird in der Regel aus Qualitätsgründen in konventionellen Läu­ terbottichen wiederum ein Rückpumpvorgang vorgeschaltet, bis der Treberkuchen wieder eine ausreichende Filterwirkung zeigt. Erst danach kann erneut Würze aus dem Läuterbottich abgezogen und zur Weiterver­ arbeitung weitergeleitet werden. Durch Einsatz des oberschichtigen Würzeabzugs in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Abscheidevor­ richtung können Produktionsstillstände während dieser Rückpumpvor­ gänge nach einem Tiefschnitt genauso wie beim oben beschriebenen Anfahren des Abläutervorgangs vermieden werden. Während die Vor­ derwürze aus dem unterschichtigen Würzabzug bis zur Wiederherstellung der Treberschicht rückgepumpt wird, kann am oberschichtigen Würzab­ zug Würze abgezogen werden, die in der Abscheidevorrichtung gefiltert wird.

Insgesamt wird der Durchsatz des Läuterbottichs durch Einsatz des oberschichtigen Würzeabzugs mit nachgeschalteter Abscheidevorrichtung stark erhöht.

Prinzipiell kann der oberschichtige Würzeabzug an jedem Ort des Läu­ terbottichs angeordnet sein, der sich im Bereich oberhalb der sich aus­ bildenden Treberschicht befindet. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, den oberschichtigen Würzeabzug im Mittelstock des Läuterbottichs anzuordnen, da dies konstruktiv besonders einfach darzustellen ist.

Vorzugswürdig sollte die Hauptwürzleitung und die Nebenwürzleitung mit der nachgeschalteten Abscheidevorrichtung über ein Leitungssystem miteinander verbunden sein. In den Leitungen sind dabei schaltbare Ventile anzuordnen, so daß einzelne Leitungsabschnitte abgesperrt werden können. Im Ergebnis sind dadurch beide Würzleitungen mitein­ ander verbindbar und die verschiedenen Flüssigkeitsströme können durch gezieltes Öffnen und Schließen einzelner Ventile ineinander übergeführt und gemischt werden. So kann der gesamte Flüssigkeitsstrom durch die Abscheidevorrichtung geführt werden oder auch der gesamte Flüssig­ keitsstrom ohne Filterung in der Abscheidevorrichtung abgezogen wer­ den. Beliebige Zwischenzustände können durch Zustellung der Ventile eingestellt werden und dadurch die Trübung der Würze beliebig verän­ dert werden.

In der Abscheidevorrichtung können erfindungsgemäß ein oder mehrere Abscheidemodule eingesetzt werden. Sind in der Abscheidevorrichtung mehrere Abscheidemodule eingebaut, die über Leitungen mittelbar oder unmittelbar mit dem Einlauf und dem Auslauf der Abscheidevorrichtung verbunden sind, so sind in den Leitungen schaltbare Ventile anzuordnen. Auf diese Weise sind einzelne Abscheidemodule oder Abscheidemodul­ gruppen separat zuschaltbar. Durch Öffnen bzw. Schließen der Ventile kann dann die Filtercharakteristik der Abscheidevorrichtung mittels Zu- bzw. Abschaltung einzelner Abscheidemodule oder Abscheidemodul­ gruppen verändert werden.

Erfindungsgemäß können in der Abscheidevorrichtung zumindest zwei parallel geschaltete Abscheidemodule von der Würze durchströmbar sein. Die Parallelschaltung mehrerer Abscheidemodule erlaubt es, den Durch­ satz der Abscheidevorrichtung ohne Absenkung des Filterungsgrades zu erhöhen.

Es ist ebenfalls möglich, in der Abscheidevorrichtung einzelne Abschei­ demodule hintereinander zu schalten, die von dem gleichen Flüssigkeits­ strom nacheinander durchströmt werden. Dadurch wird zwar nicht, wie bei parallel geschalteten Abscheidemodule, der Durchsatz erhöht, durch die kaskadenartige Filterung der Würze kann jedoch stufenweise der Filterungsgrad erhöht werden. Die sequentielle Anordnung der einzelnen Abscheidemodule hat den Vorteil, daß in den einzelnen Abscheidemo­ dule nunmehr Abscheidelemente mit unterschiedlichem Trennungsver­ mögen eingesetzt werden können. Da während der einzelnen Verfahrens­ schritte des Abläutervorgangs (Trübwürzpumpen, Vorderwürzeabzug, Abläutern der Nachgüsse) die Würze unterschiedlichst mit Trübungsstof­ fen sowie Partikeln verschiedenster Größe beaufschlagt ist, kann durch Zu- bzw. Abschalten der verschiedenen Abscheidmodule immer die gewünschte Trübung erreicht werden.

Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß möglich, eine Vielzahl von Abscheidmodule in einzelnen Abscheidersträngen die parallel und/oder hintereinander geschaltet sind, zusammenzufassen. Dadurch kann beina­ he jede beliebige Filtercharakteristik durch Kombination der einzelnen Abscheiderstränge mittels Öffnen bzw. Schließen der dazwischenliegen­ den Ventile eingestellt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, in der Abscheidevorrichtung Abscheidmo­ dule mit unterschiedlichen Trennungsvermögen einzusetzen. Beispiels­ weise können in Grobfiltern zunächst Grobstoffe abgeschieden werden und dadurch werden nachgeschaltete Feinfilter nicht unnötig mit Grob­ partikeln beaufschlagt. Besonders vorzugswürdig ist es somit, Ab­ scheidmodule mit ansteigendem Trennungsvermögen hintereinander anzuordnen. Durch diese Maßnahme wird die Anzahl der notwendigen Reinigungszyklen zur Regenerierung der Abscheidmodule erheblich minimiert, da das Filterungsspektrum der einzelnen Abscheidmodule jeweils optimal genutzt wird.

Erfindungsgemäß sollte nach der Abscheidevorrichtung ein Gerät zur Messung der Würzetrübung angeordnet sein. Die hier gemessenen Trü­ bungswerte können von einer Steuerung ausgewertet werden und die dadurch gewonnenen Daten unter anderem zur Regelung der Abscheide­ vorrichtung verwendet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand lediglich eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Läuterbottichs darstellende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung das Wirkprinzip einer er­ sten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage.

Fig. 2 in schematischer Darstellung das Wirkprinzip einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage.

Fig. 3 in schematischer Darstellung das Wirkprinzip einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage.

Der in Fig. 1 dargestellte Läuterbottich 1 wird von oben mit Rohmaterial beschickt, wodurch sich über dem Boden 2 des Läuterbottichs die Flüs­ sigkeitssäule 3 aufbaut. Über das Läutersammelgefäß 4 und der daran angeschlossenen Hauptwürzleitung 5 kann die Würze auf konventionelle Weise nach unten abgezogen werden. Dabei bildet sich über dem Boden 2 des Läuterbottichs die Treberschicht 6 aus.

Im Mittelstock 7 des Läuterbottichs sind die Durchgangsöffnungen 8 eingearbeitet, durch die die Würze aus dem Bereich oberhalb der Treber­ schicht 6 aus dem Läuterbottich abgezogen werden kann. Die Würze aus diesem oberschichtigen Würzeabzug 8 kann bei entsprechender Stellung der Ventile 9 und 10 mittels der Läuterpumpe 11 in die Abscheidevor­ richtung 12 gepumpt werden.

In der Abscheidevorrichtung 12 sind die beiden Filter 13 und 14 parallel geschaltet und filtern aus der Würze Rohstoffpartikel aus. Durch Öffnen und Schließen der Ventile 15 innerhalb der Filteranlage kann die Fil­ tercharakteristik der Filteranlage 12 verändert werden. Dabei kann die Würze aus beiden Würzabzugvorrichtungen über die Abscheidevorrich­ tung geleitet werden oder über parallel geschaltete Leitungen an der Abscheidevorrichtung vorbeigeleitet werden. Die einzelnen Würzeströme werden durch Öffnen bzw. Schließen der Ventile in Abhängigkeit von der Würztrübung geregelt.

Mittels des Trübungsmessers 16 kann der Trübungsgrad der Würze zu jeder Zeit überprüft werden und die Anlagenregelung darauf abgestimmt werden.

In Fig. 2 ist eine Anlage mit einer zweiten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Anlage mit der Abscheidevorrichtung 21 dargestellt. Die beiden Abscheidemodule 17 und 18 sind darin so miteinander verbunden, daß entweder jeweils nur eines der Abscheidemodule von Würze durch­ strömt wird oder beide Abscheidemodule nacheinander durchströmt werden können. Je nach Trübung der Würze kann durch eine derartige Filterkaskade eine optimale Abstimmung der Filtercharakteristik auf den Produktionsprozeß erfolgen. Es können auch noch weitere Filter parallel oder in Reihe geschaltet werden, falls dies erforderlich ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Abscheidevor­ richtung 19 an einen Maischefilter 20 angeschlossen. Die Zwischenpro­ dukte aus dem Maischefilter 20 können dadurch in der Abscheidevor­ richtung 19 nachgefiltert werden, wodurch der Prozeß der Maischefilte­ rung beschleunigt werden kann. Die Wirkungsweise der Abscheidevor­ richtung entspricht dabei im wesentlichen den in Fig. 1 und Fig. 2 be­ schriebenen Ausführungsformen.

Claims (13)

1. Anlage zur Herstellung von Bier, bei der ein flüssiges Zwischen­ produkt des Bierbereitungsprozesses Rohstoffpartikel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anlage eine Abscheidevorrichtung (12) angeordnet ist, durch die das Zwischenprodukt zumindest teilweise durchleitbar ist, wobei in der Abscheidevorrichtung (12) zumindest ein Teil der Rohstoffpartikel aus dem Zwischenprodukt abscheidbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abscheidevorrichtung (12) ein Filter (13, 14) und/oder ein Sieb und/oder eine zyklonisches Abscheideelement und/oder ein ähnliches Abscheidemodul zur Abscheidung der Rohstoffparti­ kel eingesetzt wird.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidevorrichtung an einen Maischefilter (20) und/oder ein Whirlpool und/oder eine Kammerfilterpresse und/oder einen Membranfilter und/oder einen Läuterbottich (1) angeschlossen wird, so daß Zwischenprodukte, die in diesen An­ lageteilen hergestellt werden, zumindest teilweise von enthaltenen Rohstoffpartikeln befreit werden können.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einen Läuterbottich (1) mit einer unterschichtigen Würze­ abzugvorrichtung (4), die im Bereich unterhalb des Treberku­ chens im Boden des Läuterbottichs angeordnet ist, über die Wür­ ze aus dem Läuterbottich abziehbar ist und einer oberschichtigen Würzeabzugvorrichtung (8), die im Bereich oberhalb des Treber­ kuchens angeordnet ist, über die Würze aus dem Läuterbottich abziehbar ist, eine Abscheidevorrichtung (12) angeschlossen ist, wobei Rohstoffpartikel, die in der Würze aus einer der Würzeab­ zugvorrichtungen (4, 8) enthalten sind, zumindest teilweise ab­ scheidbar sind.

5. Anlage einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberschichtige Würzeabzugvorrichtung (8) im Mittelstock des Läuterbottichs (1) angeordnet ist.

6. Anlage einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberschichtige Würzeabzugvorrichtung (8), die unter­ schichtige Würzeabzugvorrichtung (4), sowie der Einlauf und der Auslauf der Abscheidevorrichtung (12) mit Leitungen verbunden sind, wobei in den Leitungen schaltbare Ventile angeordnet sind.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidevorrichtung (12) zumindest zwei Abscheidemo­ dule (13, 14) aufweist, die über Leitungen mittelbar oder unmittel­ bar mit dem Einlauf und dem Auslauf der Abscheidevorrichtung (12) verbunden sind, wobei in den Leitungen schaltbare Ventile angeordnet sind, so daß einzelne Abscheidemodule (13, 14) oder Abscheidemodulgruppen separat zuschaltbar sind.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abscheidevorrichtung (12) zumindest zwei parallel ge­ schaltete Abscheidemodule (13, 14) durchströmbar sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abscheidevorrichtung (21) zumindest zwei hintereinan­ der geschaltete Abscheidemodule (17, 18) durchströmbar sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Abscheidemodule (13, 14) ein unterschiedliches Trennungsvermögen aufweisen.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Abscheidemodule (13, 14) mit ansteigendem Trennungsvermö­ gen hintereinander angeordnet sind.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abscheidevorrichtung ein Gerät (16) zur Messung der Würztrübung angeordnet ist.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidevorrichtung (12) in Abhängigkeit von der ge­ messenen Würztrübung geregelt wird.