DE2300786B2 - Tank, für die Bierherstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Tank für die Bierherstellung, bestehend aus einem zylindrischen, nach oben von einer Kuppel abgeschlossenen Körper mit einem kegelförmigen unteren Bereich, dessen Spitze nach unten gerichtet ist, wobei die seitliche Fläche des zylindrischen Körpers und des unteren kegelförmigen Bereichs mit einer Vielzahl gürtelartig in Etagen angeordneter horizontaler Kühl- oder Wärmetaschen versehen ist und jede Etage mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Taschen individuell an ihre Versorgungsnetzwerke angeschlossen ist

Es ist bereits ein zylindrisch-konischer Gärbottich bekannt, der in seinem zylindrischen und in seinem konischen Bereich an seinem Mantel angeordnete Kühltaschen aufweist Mit einem solchen Gärbottich wird es möglich, die Gärung schnell und bequem zu fuhren (Jean DE CLERCK, Lehrbuch der Brauerei, Band 1, 1964, Seite 624, Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin). Jedoch weist bereits diese Literaturstelle daraufhin, daß bei diesem Gärverfahren die bitteren Krausen und die Trübungen, die sich während der Gärung bilden, schlecht beseitigt werden. Dieses Verfahren eignet sich nach der Literaturstelie nicht besonders zur Herstellung eines bitteren und vollmundigen Bieres.

Außerdem ist der bekannte Gärbottich allenfalls dazu geeignet, Biermengen von etwa 800 hl aufzunehmen, größere Biermengen können in diesem Gärbottich aufgrund der auftretenden Inhomogenitäten schlecht bearbeitet werden.

Es bestehen Bestrebungen, Gärbottiche dieser prinzipiellen Bauart wesentlich zu vergrößern, so daß sie beispielsweise bis zu 12 000 hl aufnehmen und verarbeiten können. Verarbeiten heißt dabei, daß in diesen Behältern nicht nur die eigentliche Gärung durchgeführt werden soll, sondern auch die Lagerung.

Um in einer so riesigen Biermenge (solche Bottiche weisen beispielsweise einen Durchmesser von 10 m und eine Höhe von 20 m auf) diese komplizierten Vorgänge genau zu beherrschen, ist es notwendig, den Gärvorgang exakt zu überwachen. Außerdem muß dafür Sorge getragen werden, daß die Reinigung dieses großen Behälters in einfacher Weise und gründlich durchgeführt werden kann. Dabei dürfen aber keine komplizierten Einrichtungen im Inneren des Behälters angeordnet sein, da dadurch einmal der konstruktive Aufwand zu groß würde und da dadurch zum anderen eine Behinderung der Konvektionsströme im Inneren des Behälters auftreten könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gärbottich der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß die Überwachung des Gärvorganges und die Reinigung des Behälters trotz der enormen Abmessungen eines solchen Behälters in einfacher Weise durchführbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Gärbottich der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß längs der Mittelachse des Tanks eine zentrale, die Rohrleitungssysteme für die Probenentnahme von Bier bezüglich seiner Analyse und für die Versorgung eines axialen Reinigungssystems umgebende Rohrleitung angeordnet ist, wobei das Rohrleitungssystem mit bezüglich der zentralen Rohrleitung nach außen und senkrecht zu dieser verlaufenden kurzen Rohrabzweigungen und langen Rohrabzweigungen verbunden sind, die längs der zentralen Rohrleitung miteinander abwechselnd gestaltet sind und das axiale Reinigungssystem eine Vielzahl von Ableitungen umfaßt, die um die zentrale Rohrleitung und senkrecht zu dieser bzw. in ihrer Verlängerung in unterschiedliche

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Richtungen auf unterschiedlichen Höhen verlaufend gestaltet sind, daß untere Ableitungen relativ lang ausgebildet und von schrägen Stützungsstreben gehalten und auch diese Ableitungen an ihren Enden mit Sprühköpfen versehen sind

Sowohl das Probenentnahmesystem, dessen Ansaugöffnungen im Volumen des Behälters verteilt sind, als auch das Reinigungssystem, dessen Sprühköpfe alle Bereiche der Behälterwand erreichen, sind dadurch äußerst platzsparend und einfach ausgeführt da sie in einer zen&ialen Rohrleitung zusammengefaßt sind. Im Bereich des Behältervolumens stehen lediglich dünne Rohrleitungen senkrecht von dieser zentralen Rohrleitung ab, an deren freiem Ende die Probenentnahmeöffnungen bzw. die Sprühköpfe angeordnet sind. Durch die verschiedene Länge der Zweigleitungen für die Probeentnahme ist eine Probenentnahme in verschiedener Entfernung von mittleren Behälterbereich möglich, so daß sich ein vollständiges Bild über die Produkteigenschaften im gesamten Behälter ergibt.

Es sind zwar aus der eingangs genannten Literaturstelle auch schon Gärbottiche bekannt, die ein automatisches Reinigungssystem aufweisen, jedoch besteht dies lediglich aus einem an der Oberseite des Behälters angeordneten Sprühkopf. Solche Reinigungs- 2s systeme mögen bei relativ kleinen Behältern ausreichen, wie sie in der angegebenen Literaturstelle beschrieben sind; bei den hier angestrebten großvolumigen Behältern kann mit solchen Reinigungssystemen jedoch keine vollständige Reinigung erzielt werden.

Reinigungssystem und Probenentnahmesystem in einer einzigen zentralen Leitung zu vereinigen, ist damit auch durch den Stand der Technik nicht nahegelegt worden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der js Unteransprüche und diesen niedergelegt.

Im folgenden werden anhand der Figuren auf Aufbau und Wirkungsweise eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung einschließlich nichterfinderischer Merkmale näher eingegangen. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines mit Taschen versehenen Tanks, die an die nötigen, zugeordneten Versorgungsnetzwerke angeschlossen sind;

F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch einen Kanal einer Tasche im größeren Maßstab;

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Tank mit der Darstellung der Einlasse und Auslässe sowie mit den verschiedenen Abzweigungen;

F i g. 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g Schnittdarstellungen der zentralen Rohrleitung auf unterschiedlichen Höhen aus 5ü denen sich ergibt, wie die Rohrabzweigungen für die Probenentnahme, die zu der zentralen Rohrleitung gelangen, aufeinanderfolgen;

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Einlaßrohrs} stemes in den Tank;

Fig.6 das in Fig.5 gezeigte Einlaßrohrsystem in einer Aufsicht;

F i g. 7 einen Querschnitt durch den Tank entlang der Linie 7-7 der F i g. 3 mit den Abstichanordnungen:

F i g. 8 einen Längsschnitt durch den Tank mit der to vollständigen Anordnung der Reinigungssysteme;

F i g. 9 die Reinigungsanordnungen in Aufsicht und

Fig. 10 in einer Aufsicht das axiale System der Reinigung.

Zunächst sei auf F i g. 1 genauer eingegangen. Ein Tank umfaßt einen zentralen zylindrischen Bereich 1, einen oberen Bereich 2, der im folgenden als Kuppel bezeichnet wird; und einen unteren Bereich 3. der kegelförmig ausgebildet ist und dessen Spitze nach unten gerichtet ist; an der Spitze des kegelförmigen Bereiches ist eine Abzugsöffnung 4 nach unten für die enthaltende Flüssigkeit vorgesehen.

Die seitliche Fläche des zentralen Wandbereiches 1 weist mehrere Etagen von in ihrer Form identischen Kühltaschen 5 auf, die beispielsweise in ihrer Abwicklung rechteckförmig ausgebildet sein können. Diese Taschen 5 laufen der Reihe nach für jeweils eine Etage als ringförmige Struktur um die seitliche Oberfläche des zentralen Wandbereiches 1. Sie sind mit unteren öffnungen 7 und oberen Öffnungen 6 versehen. Wenn diese öffnungen auf unterschiedlichen Niveaus liegend aufeinanderfolgen, sind sie über eine von unten nach oben laufende Leitung 8 miteinander verbunden; befinden sich diese öffnungen auf dem gleichen Niveau, dann bilden sie Versorgungsanschlüsse für Leitungen 9 oder 10 aus und bilden auf diese Weise ein getrenntes Versorgungsnetzwerk mit mindestens zwei Taschen 5, die miteinander in Reihe verbunden sind.

Diese Versorgungstruktur wiederholt sich von einer Etage zur anderen mit Bezug auf die die seitliche Oberfläche des zentralen Bereiches 1 sozusagen verkleidenden Taschen.

Dabei sind weiterhin noch mehrere Etagen von Taschen vorgesehen, die die seitliche Oberfläche des kegelförmigen Bereiches 3 verkleiden. Ihre Anzahl und inre Form verändert sich dabei von einer Etage zur nächsten. Man unterscheidet daher von oben nach unten Taschen 11, 12, 13 und 14. Diese Taschen besitzen die weiter vorn schon erwähnten Öffnungen 6 und 7, die miteinander durch eine Leitung 8 verbunden sind; weiterhin sind zwei von den Leitungen 15 und 16 gebildete Versorgungsnetze vorgesehen, die für jede Etage getrennt, wie weiter vorn schon mindestens zwei in Reihe verbundene Taschen versorgen.

Aufgrund einer solchen Anordnung der kompletten Versorgungsnetze verfügt man über eine große Anzahl von lokalen Variationsmöglichkeiten für Temperaturen.

Im folgenden wird auf die Fig.2 und 2a näher eingegangen. Der Querschnitt durch einen Kanal zeigt die innere Struktur einer Tasche. Auf der seitlichen Wand des zylindrischen Bereichs 1 befinden sich, über Schweißpunkte 17 befestigt, metallische Bögen 18, die so Zirkulationsräume 19 für die Kühlflüssigkeit oder die erwärmende Flüssigkeit bilden.

Diese transversalen Räume verlaufen parallel zueinander und sind hindernisartig in Leitblechform in der Weise angeordnet, daß man einen von einem Aufsteigen der Flüssigkeit gefolgten Abfall für mindestens zwei aufeinanderfolgende Räume erhält.

Im folgenden wird genauer auf F i g. 3 eingegangen. Die Kuppel 2 trägt in ihrem oberen Bereich ein Rohrleitungssystem 20 mit drei Abzweigungen für die Versorgung mit Bierwürze oder ihren Abstich, darauf wird jedoch weiter unten noch genauer eingegangen.

In die obere Fläche der Kuppel 2 können selbstverständlich Beobachtungsbullaugen oder Seitenfenster 21, ein zur Beleuchtung dienendes Bullauge 22, ein Mannloch und ein Einlaßanschluß 23 für Kohlensäuregas eingearbeitet sein.

Am Übergangsbereich der Kuppel 2 und des zylindrischen Bereichs 1 sowie im unteren Teil des Kegels 3 rechter Hand der Fig.3 sind weitere Einsatzanschlüsse 24 vorgesehen. Weiterhin trägt ein horizontales, ringförmiges Auflager 24a die seitliche Wandung des zylindrischen Bereiches 1 und ermöglicht SO die Unterstützung des gesamten Tanks, indem dieser

auf der oberen Kante einer kreisförmigen Mauer 24b ruht.

Im Mittelpunkt der Kuppel 2 ist das äußere Ende einer zentralen Rohrleitung 26 angebracht und befestigt, die einen geradlinigen und sich in vertikaler Richtung entlang der Achse des zylindrischen Bereichs 1 und des Konus 3 erstreckenden Hauptteil 27 umfaßt Diese Rohrleitung 26 ist gegen den mittleren Höhenbereich des Kegels 3 in der Weise abgebogen, daß ein unterer schräger Bereich 28 von ihr senkrecht die ι ο seitliche Wand des Konus etwa in dessen Mitte durchläuft Am Ende 29 der Rohrleitung befindet sich ein schräger Auslaß 30 für die Wiedergewinnung des Reinigungsmittels.

Die zentrale Rohrleitung 26 trägt ein Rohrleitungssy- is stern 31 mit einer Anzahl von kurzen Rohrabzweigungen 32 und langen Rohrabzweigungen 33 für die Probeentnahme, die von einer schrägen Verzweigung

34 gehalten sind. Die kurzen und die langen Rohrabzweigungen wechsein sich vertikai über die Länge der Rohrleitung 26 ab und sind winkelmäßig um deren Achse versetzt Die F i g. 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f und 4g zeigt die unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden, soeben erwähnten einzelnen Rohrabzweigungen der zentralen Rohrleitung 26 von oben nach unten.

Indem man sich jeweils unterschiedlicher Rohrnetze bedient und auf diese Bezug nimmt, ist es möglich, die Homogenität des Bieres aufeinanderfolgend nahe dem Zentrum in einem mittleren Bereich für ansteigende Höhen entlang dem vertikalen Bereich 27 der Rohrleitung 26 und über eine der nutzbaren Höhe des Tanks entsprechenden Länge festzustellen. Die Länge der Entnahmeabzweigungen für die Probenanschlüsse ist so bestimmt daß man eine gute Darstellung der Homogenität des Bieres im nutzbaren Bereich des Tankes erhält und zwar unter Berücksichtigung der Zirkulation der Flüssigkeit durch Konvektionsströme, die in dem verwendeten Gärverfahren vorliegen. In der seitlichen Wand des zylindrischen Bereiches 1 (linker Hand der F i g. 3) sind unterschiedliche Abzweigungen

35 in vertikalen Ebenen angeordnet mit einem winkelmäßigen Versatz zueinander um beispielsweise 20°. Diese Abzweigungen 35, die an ein nicht dargestelltes Wiedergewinnungsnetzwerk angeschlossen sind, erlauben die Probenentnahmen auf unterschiedlichen Höhen und gemäß unterschiedlichen Richtungen.

Linker Hand der Fig.3 und raummäßig und in unterschiedlichen Höhen zueinander versetzt sind eine erste Reihe von Röhren 36 angeordnet die als so sogenannte Finger eines Handschuhes bezeichnet werden können und die an ihren inneren abgeschlossenen Enden sich auf der zentralen Rohrleitung 26 abstützen und deren äußere Enden an die seitliche Wand des zylindrischen Bereichs 1 oder des Kegels 3 ss angrenzen. Dabei sind zwei solche Handschuhfinger 37 und 38, die kürzer als die vorhergehenden sind, im inneren linken Bereich des Kegels 3 angeordnet Auch diese beiden sind ebenfalls raummäßig zueinander versetzt und sind fiber eine Verstrebung 39 miteinander «> verbunden.

Die verschiedenen Finger eines solchen Handschuhes können selbstverständlich mit einem im übrigen ebenfalls nicht dargesteDten Schaltkreis verbunden sein, der angeschlossen ist an Temperaturregistrier- und Anzeigeelemente, so daß es möglich ist ein naturgetreues Abbild der Temperaturverteilung in der nutzbaren Zone des Tankinneren zu erhalten. ■

Im folgenden werden anhand der F i g. 5, 6 und 7 die unterschiedlichen Positionen der Anlage für die Befüllung und die Abzapfung bzw. den Abstich der Bierwürze beschrieben. Die Befüll- bzw. Austraganordnung 20 für die Bierwürze umfaßt eine Gesamtheit von Rohrleitungen, die aus drei, leicht gegenüber der Horizontalen geneigten Leitungszweige 40 bestehen. Diese Leitungszweige 40 lagern auf vertikalen Stützen 41, die an der oberen Struktur der Kuppel 2 befestigt sind; die Leitungszweige 40 sind auf den Stützen mittels Befestigungselemente 42 gehalten.

Die Leitungszweige 40 laufen in Abknickungen 43 aus, die sich über vertikale Röhren 44 und durch einen verschraubten Übergangsbereich 45 fortsetzen. Die Leitungszweige 40, die zueinander jeweils um einen Winkel von 120° versetzt sind, laufen zusammen und werden von einer zentralen abgebogenen Leitung 46 versorgt die mit einem äußeren, nicht dargestellten Leitungsnetzwerk verbunden ist

Die gesamte Anordnung 20 ist mit Bezug auf den Mittelpunkt 0 der Kuppel 2 versetzt

Das Abstichrohrleitungssystem 47, wie in Fig.7 dargestellt setzt sich aus mehreren Netzwerken zusammen, die es erlauben, das Abstichprodukt entweder nach außen zu leiten (Auswurf des Trubs), oder einem Wiedergewinnungskreis zuzuleiten (beispielsweise für die Hefe oder für das vergorene Produkt) oder schließlich für die Rezirkulation des vergorenen Produktes.

Daher läuft zunächst eine Hauptleitung 48 von der öffnung 4 über ein Ventil 49 und teilt sich dann in zwei Sekundärleitungen 50 und 51 auf. Die Sekundärleitung 50 bleibt allein und dient der Wiedergewinnung des Bieres; sie öffnet sich jedoch etwa in ihrer Mitte für ein weiteres Verteilerleitungssystem 52, das eine Verteilerschleife 53 mit einer Verbindung für ein äußeres System zeigt

Die Sekundärleitung 51 teilt sich in drei Unterteilungen 56, 57, 58 auf, die für den Abstich von zu behandelnden Stoffen oder für die Rezirkulation des Bieres vorgesehen sind; jede Unterleitung weist ein ihr zugeordnetes Ventil 56a, 57a, 58a auf. Die Unterleitungen 56 und 58 sind miteinander noch durch eine Leitung und über ein Ventil 59a verbunden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die F i g. 8, 9 und 10 die Reinigungseinrichtung genauer erläutert Diese setzt sich aus einem oberen Reinigungssystem 60 und einem axialen Reinigungssystem 61 zusammen, welches um die zentrale Rohrleitung 26 verläuft und diese als Leitung für die Zuführung des Reinigungsmittels sowie für seine Wiedergewinnung verwendet Zunächst sei genauer auf das obere System 60 eingegangen, welches in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist anschließend auf die verschiedenen Versorgungsleitungen.

Eine zentrale, in Fig.9 strichpunktiert dargestellte Leitung 62 versorgt die beiden Systeme oberhalb der Kuppel ZSie ist mit dem axialen System über ein Ventil 63 und mit dem oberen System Ober ein Ventil 64 und eine Leitung 65 verbunden. Diese Leitung 65 speist etwa mittig eine kreisförmige Leitung 66, die konzentrisch zur Kuppel 2 angeordnet ist und äußere Ableitungen 67 aufweist, die in gleichmäßigen Absländen angeordnet sind. Weiterhin verfugt die Ringlehung 66 fiber vier innere Ableitungen 68. Sämtliche dieser Ableitungen verlaufen in einer Abknickung und durchqueren die Kuppel 2 und. enden in Sprühköpfen 69, die für die beiden Arten von Ableitungen gleich sind. Einstückig

mit der oberen Fläche der Kuppel 2 ausgebildete Lagerungen 70 und 71 halten die unteren Teile der Ableitungen parallel zur Tankachse.

Im folgenden wird anhand der Fig.8 und 10 das axiale Reinigungssystem beschrieben. In die zentrale Rohrleitung 26 und von dieser ausgehend erstrecken sich den obigen Ableitungen analoge Ableitungen senkrecht zur Rohrleitung 26. Fig.8 zeigt eine Schnittdarstellung mit sieben verschiedenen Ableitungen, wobei es die Fig. 10 erlaubt, deren winkelmäßige Orientierung festzustellen. In der Darstellung der F i g. 8 sind die verschiedenen Ableitungen von oben nach unten durchnumeriert, wobei auch einer Ableitung

mehrere Nummern zugeteilt sind, da diese Ableitung dann wieder mehrere andere repräsentiert. Man kann auf diese Weise in dem dargestellten Raum und unter gleichzeitigen Bezug auf die Fig.8 und 10 ein Dutzend von 72 bis 83 durchnumerierte Ableitungen feststellen. Auch diese tragen sämtlich, wie die weiter vorn schon erwähnten Ableitungen, Sprühköpfe 69, wobei die längsten Ableitungen schräge Stützungsstreben 84 und 85 aufweisen, die zur zentralen Rohrleitung 26 laufen.

Das Reinigungsnetzwerk endet am unteren Ende der zentralen Rohrleitung 26 durch den schrägen Auslaß 30 für die Wiedergewinnung des Reinigungsmittels, wie schon in F i g. 3 erwähnt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   l. Tank für die Bierherstellung, bestehend aus einem zylindrischen, nach oben von einer Kuppel abgeschlossenen Körper mit einem kegelförmigen unteren Bereich, dessen Spitze nach unten gerichtet ist, wobei die seitliche Fläche des zylindrischen Körpers und des unteren kegelförmigen Bereichs mit einer Vielzahl gürtelartig in Etagen angeordneter horizontaler Kühl- oder Wärmetaschen versehen ι ο ist, und jede Etage mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Taschen individuell an ihre Versorgungsnetzwerke angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Mittelachse des Tanks eine zentrale, die Rohrleitungssysteme (31) für die Probenentnahme von Bier bezüglich seiner Analyse und für die Versorgung eines axialen Reinigungssystems (61) umgebende Rohrleitung (26) augeordnet ist, wobei das Rohrleitungssystem (31) mit bezüglich der zentralen Rohrleitung (26) nach außen und senkrecht zu dieser verlaufenden kurzen Rohrabzweigungen (32) und langen Rohrabzweigungen (33) verbunden ist, die längs der zentralen Rohrleitung (26) miteinander abwechselnd gestaltet sind, und das axiale Reinigungssystem (61) eine Vielzahl von Ableitungen (72 bis 83) umfaßt, die um die zentrale Rohrleitung (26) und senkrecht zu dieser bzw. in ihrer Verlängerung in unterschiedliche Richtungen auf unterschiedlichen Höhen verlaufend gestaltet sind, daß untere Ableitungen relativ lang ausgebildet und von schrägen Stützungsstreben (84, 85) gehalten und auch diese Ableitungen an ihren Enden mit Sprühköpfen (69) versehen sind.
2. 2. Tank nach Anspruch 1, bei dem die seitliche Wand des zylindrischen Körpers mit einer Vielzahl von Rohrabzweigungen versehen ist für die Probenentnahme an Bier und für die Temperaturkontrolle und der Tankauslaß im Basisteil des Tanks durch eine öffnung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnung (4) ein Abstichrohrleitungssystem (47) zugeordnet ist, das iSine primäre, sich in zwei Sekundärleitungen (50, 51) teilende Leitung (48) umfaßt, daß die eine Sekundärleitung (51) sich in drei Unterleitungen (56,57,58) teilt, die jeweils mit Ventilen (56a, 57a, 5Sa) versehen sind und wobei die Unterleitungen (56, 58) untereinander über eine Leitung (59) und ein Ventil (59a) verbunden sind und daß an die andere Sekundärleitung (50) ein Verteilerleitungssystem (52) angeschlossen ist so
3. 3. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein oberes Reinigungssystem (60) vorgesehen ist, das an eine mittig in eine Ringleitung (66) einmündenden Versorgungsleitung (65) angeschlossen ist, daß die Ringleitung offen und konzentrisch zur Kuppel (2) verlaufend gestaltet ist und eine Vielzahl von äußeren (67) und von inneren Ableitungen (68) aufweist, und daß diese Ableitungen nach unten abknickend und die Kuppel (2) parallel zur zentralen Rohrleitung (26) durchquerend ausgebildet und an ihren Enden mit Sprühköpfen (69) versehen sind.