DE19963743A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Brauwasser - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von BrauwasserInfo
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Abstract
Ein zusammen mit einem Wasserhauptstrang an eine Rohwasserleitung angeschlossener Wassernebenstrang ist mit einem Kalkmilchspender sowie einer Salzsäuredosierstation und einer Schwefelsäuredosierstation verbunden und enthält vor seiner Vereinigung mit dem Wasserhauptstrang einen für eine langsame Aufwärtsströmung eingericheteten Reaktionsbehälter. Diese Brauwasseraufbereitung wird kostengünstiger gestaltet und unter Bevorzugung der Nichtkarbonathärte und Vermeidung einer Alkakisierung in der Genauigkeit beim Einstellen der Nichtkarbonathärte verbessert. DOLLAR A Dazu kommt im Hauptstrom und vor der Stromaufteilung keinen Kationenaustauscher zur Anwendung und ist ein am Ende des Teilstroms verbleibender Überschuss an gelöstem Calciumhydroxyd zumindest annähernd vermieden. Die Zuleitungen in den Teilstrom sind aus dem Reaktionsbehälter herausgenommen, so dass eine vor der Langzeitreaktion vorgeschaltete Kurzzeitreaktion zu Steuerungszwecken genutzt werden kann. DOLLAR A Die Anwendung der Brauwasseraufbereitung ist vorzugsweise auf weiches Rohwasser abgestellt. Bei hartem Rohwasser kann eine Umkehrosmosestation vorgeschaltet werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von
Brauwasser, bei dem das zuströmende Rohwasser in einen an
teilsmäßig kleinen Teilstrom und einen Hauptstrom aufgeteilt
wird, dem Teilstrom Kalkmilch zugeleitet wird und Salzsäure
und Schwefelsäure zudosiert werden, danach in dem Teilstrom
eine Langzeitreaktion bei langsam aufsteigender Strömung und
sich absetzendem Kalkschlamm vorgesehen ist und abschließend
der Teilstrom mit dem Hauptstrom zu einem Brauwasserstrom
vermischt wird. In der Durchführung des Verfahrens wird von
einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Brauwasser ausgegangen,
bei der ein zusammen mit einem Wasserhauptstrang an eine Roh
wasserleitung angeschlossener Wassernebenstrang mit einem
Kalkmilchspender sowie einer Salzsäuredosierstation und einer
Schwefelsäuredosierstation verbunden ist, wobei für die Salz
säuredosierstation und die Schwefelsäuredosierstation je eine
von einem Durchflussmengen-Messer gesteuerte Dosierpumpe vor
gesehen ist, und der Wassernebenstrang vor seiner Vereinigung
mit dem Wasserhauptstrang einen für eine langsame Aufwärts
strömung eingerichteten und an seinem unteren Ende zum Sam
meln und Ablassen von Kalkschlamm ausgestalteten Reaktions
behälter enthält.
Auf die Qualität eines Bieres hat die Salzfracht seines Brau
wassers einen großen Einfluss. Man bevorzugt weiche Rohwässer
oder Wässer mit reduzierter Karbonathärte, weil sich eine
hohe Karbonathärte insbesondere auf den Geschmack und die
Farbe des Bieres ungünstig auswirkt. Die Nichtkarbonathärte
des Brauwassers wird dagegen zumeist durch die Zugabe von
Calciumchlorid und/oder Calciumsulfat gezielt angehoben. Um
zu vermeiden, dass aus dem Malz stammendes Calciumoxalat
kristallisierte Keime zum Überschäumen des Bieres bilden
kann, muss es vorher entfernt werden, was vorzugsweise durch
Ausfällen mittels eines hohen Calciumgehaltes geschieht. Cal
ciumchlorid wurde bisher zumeist mittels einer separaten Do
sierstation dem Brauwasser zugegeben, wogegen Calciumsulfat
in Form von Braugips beim Einmaischen dem Sud beigefügt wur
de. Nachteilig ist daran, dass aufgrund der hohen Reinheits
anforderung an das zu verwendende Calciumchlorid unerwünschte
Mehrkosten entstehen und aufgrund der schlechten Löslichkeit
von Braugips die Dosiergenauigkeit und die Ausbeute recht
unbefriedigend ausfallen.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angeführten
Art sind bereits aus der Publikation DE 44 20 685 C1 bekannt.
Der im Wassernebenstrang befindliche Reaktionsbehälter wird
dort als Kalksättiger betrieben, so dass der Teilstrom vor
seiner Einleitung in den Hauptstrom einen massiven Überschuss
an gelöstem Calciumhydroxyd enthält. Damit geht einher, dass
der Hauptstrom zunächst durch einen Kationenaustauscher ge
leitet wird, was einen hohen Kostenaufwand beinhaltet, zumal
wegen der Regenerierphase des Kationenaustauschers zwei wech
selweise betreibbare Kationenaustauscher bereitgehalten wer
den müssen. In dem sich konusförmig nach oben verbreiternden
Unterteil des Kalksättigers befindet sich jeweils in der
Kalksättigerachse ganz unten ein Kalkschlammauslass, darüber
ein zum Wassernebenstrang gehörender Rohwassereinlass und
noch weiter oben ein mit einem Kalkmilch-Ansetzbehälter ver
bundener Kalkmilcheinlass. Auch die Salzsäureleitung und die
Schwefelsäureleitung münden in die Kalkmilchzone des Kalksät
tigers ein, und zwar über eine gemeinsame Düsenanordnung zwi
schen dem Rohwassereinlass und dem Kalkmilcheinlass. Bei al
ledem kann auf die Zusammensetzung des Fertigwassers nur nach
der mehrstündigen Durchlaufzeit für die Passage des Kalksät
tigers reagiert werden, weshalb die Salzsäure-Dosierpumpe und
die Schwefelsäure-Dosierpumpe ausschließlich von einem im
Fertigwasserstrang befindlichen Durchflussmengen-Messer ge
steuert werden. Die Überleitung von neuer Kalkmilch als der
feinteiligen Aufschlämmung des Calciumhydroxyds in Wasser er
folgt in größeren Zeitabständen, nachdem jeweils zuvor der
die Verunreinigungen enthaltende alte Kalkschlamm vom unteren
Ende des Kalksättigers über dessen Kalkschlammauslass ent
fernt worden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brauwasserauf
bereitung der eingangs angeführten Art kostengünstiger zu
gestalten und unter Bevorzugung der Nichtkarbonathärte und
Vermeidung einer Alkalisierung die Genauigkeit beim Einstel
len der Nichtkarbonathärte zu verbessern.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensmäßig dadurch
gelöst, dass im Hauptstrom und vor der Stromaufteilung kein
Kationenaustauscher zur Anwendung kommt und ein am Ende des
Teilstroms verbleibender Überschuss an gelöstem Calciumhy
droxyd durch eine Regelung der Kalkmilchzuleitung zumindest
annähernd vermieden ist. Vorrichtungsmäßig besteht die Erfin
dung darin, dass in den Wasserhauptstrang und vor dem Wasser
hauptstrang kein Kationenaustauscher eingefügt ist, das Zu
leiten von Kalkmilch durch eine von einem Durchflussmengen-
Messer gesteuerte Dosierpumpe geregelt ist, dieser Durch
flussmengen-Messer in den Wassernebenstrang eingefügt und
zugleich zur Steuerung der Dosierpumpe für die Salzsäure und
der Dosierpumpe für die Schwefelsäure eingesetzt ist, zur
Steuerung der Dosierpumpe für die Salzsäure zusätzlich ein
Chloridmesser am vereinigten Brauwasserstrang vorgesehen ist
und zur Steuerung der Dosierpumpe für die Schwefelsäure zu
sätzlich ein pH-Wert-Messer am Wassernebenstrang vorgesehen
ist.
Mit dem Verzicht auf einen Kationenaustauscher und der Ver
meidung eines Überschusses an gelöstem Calciumhydroxyd wird
die im Rohwasser vorhandene Karbonathärte unverändert hinge
nommen, was beim Aufbereiten von Brauwasser aus weichem Roh
wasser unkritisch ist, zumal sich die Gesamthärte des Brau
wassers mit der Nichtkarbonathärte einstellen lässt. Die Er
zeugung von Calciumchlorid-Lösung und Calciumsulfat-Lösung im
Wassernebenstrang erfüllt mit geringeren Kosten wesentlich
höhere Reinheitsanforderungen als die Zugabe von Calcium
chlorid und Braugips. Dadurch, dass außer dem Zudosieren von
Salzsäure und Schwefelsäure auch eine geregelte Kalkmilch
zuleitung vorgesehen ist, wird die Genauigkeit beim Einstel
len der Nichtkarbonathärte weiter verbessert. Der hohe Cal
ciumgehalt des gewonnenen Brauwassers begünstigt das Ausfäl
len von Calciumoxalat und vermindert damit die Gefahr, dass
das mit dem Brauwasser erzeugte Bier überschäumt. Die Bevor
zugung der Nichtkarbonathärte bei der Calciumzufuhr wirkt
sich vorteilhaft auf den Maische-pH-Wert aus. Sofern auf Roh
wässer mit höheren Härtegraden zurückgegriffen werden muss
und wenn die Salzfracht des Rohwassers einen hohen Anteil
unerwünschter Natrium- und Magnesiumsalze enthält, lässt sich
vor der Verzweigung in den Wasserhauptstrang und den Wasser
nebenstrang eine Umkehrosmosestation vorschalten, die ent
entsprechend der Trenncharakteristik ihrer Membranen gelöste
Stoffe verschiedener Art breitbandig abtrennt. Da dem für
eine langsame Aufwärtsströmung eingerichteten und an seinem
unteren Ende zum Sammeln und Ablassen von Kalkschlamm ausge
stalten Reaktionsbehälter die Funktion eines Kalksättigers
genommen ist, kann er baulich vereinfacht werden.
Ein aufgrund der in den Unteransprüchen angegebenen Erfin
dungsausgestaltungen bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er
findung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung
näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt den bereits erwähnten Sonderfall, dass
vor der Verzweigung 10 in den Wasserhauptstrang 11 und den
Wassernebenstrang 12 eine Umkehrosmosestation 13 mit ein
gangsseitiger Druckpumpe 14 vorgeschaltet ist. Das Aufprägen
eines den osmotischen Druck übersteigenden Druckes kehrt den
Osmoseprozess um, so dass die konzentriertere Lösung entwäs
sert und damit einen aufkonzentrierten Ablauf 15 abtrennt.
Beim Vorhandensein eines weichen Rohwassers befindet sich die
Verzweigung 10 unmittelbar an der Rohwasserleitung 16, tritt
also das Rohwasser an die Stelle des hinter der Membran 17
der Umkehrosmosestation 13 befindlichen Permeats 18.
Im Wassernebenstrang 12 folgen in der durch einen Pfeil ge
kennzeichneten Durchflussrichtung hinter dem Durchflussmen
gen-Messer 19 und außerhalb des Reaktionsbehälters 20 der
Reihe nach der Kalkmilchzufluss 21, der Salzsäurezufluss 22
und der Schwefelsäurezufluss 23 aufeinander. Daran schließen
sich ebenfalls noch vor dem Reaktionsbehälter 20 eine Misch
strecke 24, eine Reaktionsleitung 25, ein pH-Wert-Messer 26
und ein Probenentnahmeventil 27 an, so dass die Zusammen
setzung des erzeugten Brauwassers sehr früh beurteilt und
beeinflusst werden kann, d. h. noch vor der mehrstündigen
Durchlaufzeit für die Passage des anteilsmäßig kleinen Teil
stroms durch den Reaktionsbehälter 20.
Die Dosierpumpe 28 der Schwefelsäuredosierstation 29 ist über
die Signalleitung 30 mit dem pH-Wert-Messer 26 und über die
Signalleitung 31 mit dem Durchflussmengen-Messer 19 verbun
den. Zur Dosierpumpe 32 der Salzsäuredosierstation 33 führt
dagegen außer der Signalleitung 34 des Durchflussmengen-Mes
sers 19 eine Signalleitung 35 des am vereinigten Brauwasser
strang 36 hinter einer Mischstrecke 37 vorgesehenen Chlorid
messers 38. Die Dosierpumpe 39 des vorzugsweise als Kalk
milch-Ansetzbehälter ausgebildeten und wie die Salzsäuredo
sierstation 33 und die Schwefelsäuredosierstation 29 mit
einem Rührwerk 40 ausgestatteten Kalkmilchspenders 41 wird
lediglich von dem Durchflussmengen-Messer 19 über die Signal
leitung 42 gesteuert.
Der Teilstrom ist proportional zu der im Hauptstrom gemesse
nen Durchflussmenge mit etwa einem Zehntel des Hauptstroms
bemessen, was eine Bandbreite zwischen einem Fünftel und
einem Zwanzigstel abdecken kann. Dazu ist in den Wasserhaupt
strang 11 nach einem Zwischenventil 43 und vor der Einleit
stelle 44 des veränderten Wassernebenstrangs 12 ein Durch
flussmengen-Messer 45 eingefügt, über dessen Signalleitung 46
ein nach dem Reaktionsbehälter 20 eingefügter Durchflussreg
ler 47 gesteuert wird. Der an seinem unteren Ende mit einem
Ablassventil 48 für den sich absetzenden Kalkschlamm ver
sehene Reaktionsbehälter 20 ist von jeglichen Einbauten be
freit.
Mit der dem Reaktionsbehälter 20 vorgeordneten Reaktionslei
tung 25 wird dafür gesorgt, dass ein im Teilstrom zwischen
der Langzeitreaktion und einer vorausgehenden Kurzzeitreak
tion gemessener pH-Wert zusammen mit der im Teilstrom gemes
senen Durchflussmenge zur Regelung der Schwefelsäurezuleitung
verwendet ist, wogegen ein im Brauwasser gemessener Chlorid
wert zusammen mit der im Teilstrom gemessenen Durchflussmenge
zur Regelung der Salzsäurezuleitung verwendet ist und die
Zuleitung der Kalkmilch allein mit der im Teilstrom gemesse
nen Durchflussmenge geregelt ist. Alle diese Maßnahmen dienen
insbesondere dem Zweck, unter Bevorzugung der Nichtkarbonat
härte und Vermeidung einer Alkalisierung die Genauigkeit beim
Einstellen der Nichtkarbonathärte des Brauwassers zu verbes
sern.
Claims (9)
1. Verfahren zum Aufbereiten von Brauwasser, bei dem das zu
strömende Rohwasser in einen anteilsmäßig kleinen Teil
strom und einen Hauptstrom aufgeteilt wird, dem Teilstrom
Kalkmilch zugeleitet wird und Salzsäure und Schwefelsäure
zudosiert werden, danach in dem Teilstrom eine Langzeit
reaktion bei langsam aufsteigender Strömung und sich ab
setzendem Kalkschlamm vorgesehen ist und abschließend der
Teilstrom mit dem Hauptstrom zu einem Brauwasserstrom
vermischt wird, dadurch gekennzeich
net, dass im Hauptstrom und vor der Stromaufteilung
kein Kationenaustauscher zur Anwendung kommt und ein am
Ende des Teilstroms verbleibender Überschuss an gelöstem
Calciumhydroxyd durch eine Regelung der Kalkmilchzulei
tung zumindest annähernd vermieden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
ein im Teilstrom zwischen der Langzeitreaktion und einer
vorausgehenden Kurzzeitreaktion gemessener pH-Wert zusam
men mit der im Teilstrom gemessenen Durchflussmenge zur
Regelung der Schwefelsäurezuleitung verwendet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass ein im Brauwasserstrom gemessener Chloridwert zusam
men mit der im Teilstrom gemessenen Durchflussmenge zur
Regelung der Salzsäurezuleitung verwendet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Zuleitung der Kalkmilch mit der im
Teilstrom gemessenen Durchflussmenge geregelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Teilstrom proportional zu der im
Hauptstrom gemessenen Durchflussmenge mit etwa einem
Zehntel des Hauptstroms bemessen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, dass vor der Stromaufteilung eine Umkehros
mosebehandlung des Wassers vorgesehen ist.
7. Vorrichtung zum Aufbereiten von Brauwasser, bei der ein
zusammen mit einem Wasserhauptstrang an eine Rohwasser
leitung angeschlossener Wassernebenstrang mit einem Kalk
milchspender sowie einer Salzsäuredosierstation und einer
Schwefelsäuredosierstation verbunden ist, wobei für die
Salzsäuredosierstation und die Schwefelsäuredosierstation
je eine von einem Durchflussmengen-Messer gesteuerte Do
sierpumpe vorgesehen ist, und der Wassernebenstrang vor
seiner Vereinigung mit dem Wasserhauptstrang einen für
eine langsame Aufwärtsströmung eingerichteten und an sei
nem unteren Ende zum Sammeln und Ablassen von Kalkschlamm
ausgestalteten Reaktionsbehälter enthält, dadurch
gekennzeichnet, dass in den Wasserhaupt
strang (11) und vor dem Wasserhauptstrang (11) kein Kat
ionenaustauscher eingefügt ist, das Zuleiten von Kalk
milch durch eine von einem Durchflussmengen-Messer (19)
gesteuerte Dosierpumpe (39) geregelt ist, dieser Durch
flussmengen-Messer (19) in den Wassernebenstrang (12)
eingefügt und zugleich zur Steuerung der Dosierpumpe (32)
für die Salzsäure und der Dosierpumpe (28) für die Schwe
felsäure eingesetzt ist, zur Steuerung der Dosierpumpe
(32) für die Salzsäure zusätzlich ein Chloridmesser (38)
am vereinigten Brauwasserstrang (36) vorgesehen ist und
zur Steuerung der Dosierpumpe (28) für die Schwefelsäure
zusätzlich ein pH-Wert-Messer (26) am Wassernebenstrang
(12) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kalkmilchzufluss (21), der Salzsäurezufluss (22) und
der Schwefelsäurezufluss (23) unter Zwischenfügung einer
Reaktionsleitung (25) außerhalb des Reaktionsbehälters
(20) angeordnet sind und der pH-Wert-Messer (26) endnah
an die Reaktionsleitung (25) angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, dass vor der Verzweigung (10) in den Wasserhaupt
strang (11) und den Wassernebenstrang (12) eine Umkehr
osmosestation (13) vorgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
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DE1999163743 DE19963743C2 (de) | 1999-12-29 | 1999-12-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Brauwasser |
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