DE2429574A1

DE2429574A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung einer vergorenen fluessigkeit, und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2429574A1
Application number: DE2429574A
Authority: DE
Inventors: Henri Blachere; Gilbert Durand; Manfred Moll
Original assignee: DEV TECH PRODUITS ALIMENTAIRES
Current assignee: DEV TECH PRODUITS ALIMENTAIRES
Priority date: 1973-06-20
Filing date: 1974-06-20
Publication date: 1975-01-23
Also published as: JPS5634273B2; IE39518B1; NO147993B; GB1472578A; DK146779C; NO742224L; BE816481A; LU70359A1; DK146779B; BR7405020D0; DE2429574C2; JPS5046896A; IT1019659B; CA1028261A; IE39518L; NL7408271A; AU7147474A; NO147993C; DK328474A

Description

DR. ING. E. HOrFMÄNN · Dt¹PJ-. I¹Vo. W. EJTLB DK, HER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE

Ρ-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 242957 A

25 575

Centre de Recherches et de Developperoent Techniques Produits Alimentaires dit: TEPRAL - Groupement d'lnteret Economique, - Champigneulles, Frankreich

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit aus einer Maische, insbesondere bei der Bierherstellung, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, welche mindestens eine Sterilisationskammer für die konzentrierte Maische und Bitterstoffe aufweist, sowie einen Bottiah zum Sieden der Maische, eine Trennstufe zum Abtrennen der Niederschläge, einen Gärtur"m, einen Lagefturm, einen Behandlung^-

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turm, einen Lagertank und eine Abziehvorrichtung.

Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, bei denen die kontinuierliche Herstellung einer vergorenen bzw. fermentierten Flüssigkeit - beispielsweise Bier - möglich ist. Außerdem ist bereits ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Flüssigkeiten mit hochkonzentrierten Enzymträgern bekannt, das im wesentlichen darin besteht, die Flüssigkeit durch eine Aufschlämmung bzw. Ablagerung von Enzymträgern, und über mindestens einen porösen Körper und durch den letzteren selbst hindurch zu leiten, wobei die Größe der Poren des Körpers so gewählt ist, daß der Enzymträger praktisch vollständig auf dera porösen höhlen Körper zurückgehalten wird, welcher auf jeden Fäll die zu behandelnde Flüssigkeit durchtreten läßt.

Bei diesem Verfahren wird die Flüssigkeit durch hydxaulischen Druck durch zwei oder mehrere poröse Körper'hindurch gestaut, die zu einer Ablagerung verschiedener Enzymträger zusammengefaßt sind. Der Vorgang erfolgt bei hoher Tenperatur, und insbesondere bei Temperaturen, die höher sind als der für den in Frage stehenden Enzymträger bekannte optimale Wert. Aufgrund dieser Tatsache erfolgt die Behandlung durch Filtrierung.

Auf jeden Fall weist dieses Verfahren mehrere Nachtelle auf, untercanderem den, daß der Enzymträger sehr schnell verstopft wird durch die Aufschlämmung der Poren aufgrund der Ablagerung der Enzyme. Tatsächlich liegt die Größe eines Enzymkomplexes wie beispielsweise einer Hefezelle in der Größenordnung von 3 bis 20»u, und da diese Enzyme im porösen Körper zurückgehalten werden müssen, weisen die Poren des letzteren einen Durchmesser auf, der kleiner ist als 3,u. Deshalb wird der Durchtritt der Flüssigkeit durch' den porösen Körper sehr stark gebremst und die Poren werden rasch verstopft. -

Bei anderen Verfahren verwendet man Wärmetauscher. Auf jeden Fall führte die Verwendung von Wärmetauschern bisher zu vielen Schwie-

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rigkeiten. Tatsächlich wird die Umgebung belastet, und es tritt sehr schnell eine vollständige Verschmutzung der Anlage durch die Ablagerung von¹Niederschläen auf den sehr heißen Wandungen, des Wärmetauschers ein.

Ebenso ist ein Verfahren zur Behandlung von Brauraaische bekannt, deren Stabilisierung bzw. Denaturierung sich leicht bei einer Temperatur durchführen läßt, die die Sterilisation sicherstellen kann und in gleicher Weise geeignete Bedingungen für die Extrahierung der Hopfensubstanzen schaffen kann, die den Bittergeschmack ergeben. Bei diesem Verfahren läßt man die süße oder gehopfte Maische in einem oder mehreren Behältern stehen, und erwärmt diese Maische nur durch Einleiten von heißem Dampf in die Flüssigkeit, so daß die Stabilisierung der Maische - d.h. die Denaturierung der Proteine'und die Reaktionen zwischen den Proteinen und dem Tannin zum Koagulieren der Abbauprodukte der Maische - erfolgt, bevor die Maische mit den erwärmten Flächen in Berührung gelangt, auf welchen sich die vorgenannten Produkte ablagern und somit eine Verstopfung hervorrufen können. Der eingeleitete Heizdampf besteht teilweise öder auch vollständig aus Dampf - im wesentlichen Wasserdampf - , der beim Sieden der Maische erzeugt wird. Die Stabilisierung der Maische erfolgt vor dem bzw. jedem Hopfen bzw. der Hopfenextrahierung.

Auf jeden Fall ist dieses Verfahren ausschließlich auf die Behandlung -der Braumaische zur Eiveißausfällung beim Brauen beschränkt. Da Dampf eingeleitet wird, wird eine ausschließlich auf die Maische beschränkte Sterilisation erreicht, die jedoch nicht auf das gesamte Verfahren zur Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit anwendbar ist, insbesondere dann nicht, wenn die Gärung kontinuierlich erfolgt.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei welchem"man Dampf in den Hopfen und in die Maische einleitet. Zu diesem Zweck verwendet man frischen Hopfen, während die Einleitung von Dampf nur zu dem Zweck erfolgt, die Isohumulone zu extrahieren bzw. zu polyineri-

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sieren, jedoch keinesfalls, um das Produkt zu sterilisieren. In gleicher Weise dient die Einleitung von Dampf in die Maische nur dazu, die Maische zu dämpfen und damit eine bessere Extrahierung der Isohuniulone aus dem Ausgangsmaterial, dem Hopfen, zu begünstigen.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich deutlich von diesem bekannten Verfahren. Tatsächlich ist dieses Verfahren äusschließlich auf eine Behandlung der Maische beschränkt, und kann keinesfalls auf die gesamte Gärungskette angewendet werden. Zudem verwendet man bei diesem bekannten Verfahren frischen Hopfen, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Konzentrat aus Hopfenextrakt verwendet wird, der bei seiner Einleitung in die Hersx.ellungskette bereits teilweise oder vollständig behandelt worden ist, um die Isohumulone zu extrahieren und sie zu polymerisieren. Außerdem betrifft das bekannte Verfahren nicht die Sterilisation aller Bestandteile, und hat nicht die Erzielung permanent steriler Bedingungen in der Anlage zum Ziel. Diese Sterilisierung muß wirklich ununterbrochen gegeben sein, da die Gärung der Flüssigkeit kontinuierlich hier erfolgt.

Weiterhin ist ein System mit Gärbottichen für die Herstellung sterilisierten Bieres bekannt, bei welchem zwei gleiche dichte Bottiche verwendet werden, deren obere Abschnitte mittels eines Rohres verbunden sind, während ihre unteren Abschnitte untereinander und mit einem Hefebehälter über ein Rohr mit Dreiwegventilen verbunden sind, so daß man die zu behandelnde Maische im einen oder anderen Behälter zurückstauen kann und die Maische in den Behälter einleiten kann, um die Hefe anzurühren und in den Bottich einzuleiten, in welchem die heftige Gärung stattfindet. Dabei 1st der andere Bottich zur Hefegärung vorgesehen, wobei dieser zweite Bottich die im anderen Bottich freigesetzten Gase über ein Rohr aufnimmt, das sich bis zum Boden dieses Bottichs erstreckt und damit die Gase in der Maische perlen läßt. Der Rückstau der Flüssigkeit erfolgt durch sterilisierte Druckluft, die über zu diesem Zweck vorgesehene Leitungen eingeleitet wird»

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Um eine kontinuierliche Gärung zu erzielen, muß auf jeden Fall die Anlage verdoppelt werden. Zu diesem Zweck werden also zwei Bottiche verwendet. Während der Gärung in einem Bottich wird der andere Bottich gereinigt. Es ist erforderlich, die Maische von einem Bottich in den anderen umzufüllen. Diese Anzahl von Bottichen bringt eine beträchtliche Erhöhung der Kosten für die Anlage und damit der Gestehungskosten für das Produkt mit sich. Man kann außerdem dieses Verfahren so ansehen, daß in jedem Bottich die Gärung nicht kontinuierlich sondern diskontinuierlich erfolgt.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Behandlung stärkehaltiger Substanzen für die Herstellung von Alkoholen, Hefen, Bieren, Spirituosen, Glukosen und dergleichen mit Mucedinen und anderen Fermenten bekannt, bei welchem eine Vormaische hergestellt wird, diese unter Druck gekocht und die Maische abgekühlt wird, bei welchem eine Verzuckerung, eine Hefeentwicklung, eine Gärung und eine Destillation eintreten.

Auf jeden Fall wird nur ein Teil der Herstellung der vergorenen Flüssigkeit kontinuierlich abgewickelt, während der Gärungsteil diskontinuierlich erfolgt. Das wesentliche Problem besteht darin, eine Herstellungskette unter sterilen Bedingungen in der vergorenen Flüssigkeit zu erzielen, während man die Maische bei der Gärung kontinuierlich behandelt.

Außerdem ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Biermaische bekannt, bei welchem Malz und Brauwasser zusammen zu einer Maische vermischt werden, und die Matsche auf Lagern auf bestimmte Ruhetemperaturen erwärmt wird, die der Maischentemper ratur entsprechen, worauf die Maische in Biertreber und eigentliche Maische getrennt wird. Dann wird die Maische auf Siedetemperatur erwärmt·, abgekühlt, und der Bruch wird entfernt.. Bei diesem Verfahren wird das gesamte erforderliche Brauwasser in den Produktionszyklus in einen eLnzipen Stadium des Verfahrens - nä-nlich während des Vormaischßiis - eingeleitet.

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Dieses Verfahren bezieht sich also keinesfalls auf mehr als auf die Maischeherstellung, während die Erfindung sich auf die Herstellung von Bier aus dem Maischeextrakt bezieht-, wobei die Maischeherstellung nur einen Verfahrensschritt darstellt, der dem erfindungsgemäßen Verfahren vorausgeht.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorgenannten Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit zu schaffen, bei welchem ein auf einen. Träger befestigter vorgewählter Hefestamm und eine Anlage verwendet werden, die bei streng aseptischen Bedingungen arbeitet und bei welcher eine sterilisierte Maische verwendet wird, die bereits vor Einleitung in die Anlage keimfrei gemacht wurde, sodaß durch Verbesserung der Qualität der in Gärung gehenden Maische die Qualität des daraus erzeugten Bieres verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einen Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß einerseits alle bei der Herstellung der vergorenen Flüssigkeit zur Anwendung kommenden Bestandteile vor Einleitung in die Herstellungskette kontinuierlich sterilisiert werden, und daß andererseits die verschiedenen Herstellungsstufen,, nämlich das Sieden der Maische, die Behandlung der Maische, die Abfüllung der Maische, die Gärung, die Überwachung der Verarbeitung der vergorenen Flüssigkeit und die Filtrierung in Anlagen stattfinden, die so gebaut sind, daß die gesamte Anlage gegen jegliches Eindringen von fremden Mikroorganismen geschützt ist, und die permanent sterile Bedingungen schaffen.

Weiterhin wird diese Aufgabe erfindungsgeraäß mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Sterilisationskammer für die konzentrierte Maische und die Bitterstoffe, sowie der Bottich, die Trennstufe, der Gärt'urm, der Behandlungsturm, der Lagertank und die Abziehvorrichtung SterlLisattonseLnrichtungen aufweisen, die permanent lie Anwesenheit jeglicher frender Mikroorganismen In der Vorrichtung verhindern.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit zeichnet sich auch dadurch aus, daß die zur Gärung verwendete Hefe und die Lagerung der vergorenen Flüssigkeit mittels Enzymen erfolgt, die ebenfalls auf einem hinsichtlich des Gärrailieus inerten Träger befestigt sind. Dadurch wird eine zur Verarbeitung der flüchtigen Stoffe, die zum Aroma und Geschmack des Bieres beitragen, erforderliche Zellvermehrung erzielt und gleichzeitig eine Funktionsweise über mehrere Monate sichergestellt. . . ·

im folgenden wird nun die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben und erläutert, in welcher die einzige Figur ein Schemabild des Aufbaus und der Durchführung der verschiedenen Stufen zeigt, die die Anlage bilden, mit velcher sich das erfindungsgenäße Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit wie beispielsweise Bier durchführen läßt.

Die Anlage 1, die in dem Schema dargestellt ist, weist einen ersten Behälter 2 mit konzentrierter Maische 3 und einen zweiten Behälter 4 mit Bitterstoffen 5 auf.Jeder Behälter 2,4 ist über eine Leitung 6, 7 mit einer Dosierpumpe 8,9 verbunden, die die Bestandteile - nämlich die konzentrierte Maische und die Bitterstoffe — über leitungen 10, 11 in eine Sterilisationskaramer 12 einleitet. Diese Sterilisationskammer 12 erwärmt die Produkte auf eine Temperatur zwischen 100°C und 170°C in einer Zeit zwischen 3 Sekunden und 30 Minuten. Außerdem ist diese Kammer 12 so gebaut, daß die Bestandteile in einem konstanten Verhältnis zueinander gehalten werden. In der Kammet 12 erzielt man eine schnelle Sterilisation und eine Homogenisierung der Bestandteile. Diese Kammer 12 weist eine Danpfeinlaßdüse 13 und einen Regler 14 auf, der in einem Regelkreis 15 liegt, so daß der Dampfeinlaß kontrollierbar ist und man somit die gewünschte Temperatur erzielt. Tn einer Dampfzuführleitung 17 ist ein Ventilschieber 16 angeordnet. Jedenfalls zieht die durch den Danpf eingeleitete veränderliche Wasseriien^e . eine Änderung" der Ungebungskonzentration nach sich. Der Ausgleich erfolgt über eine Tiegelschleife 18, die aus einem Regler 19 besteht, der mit einem Durchfluß-

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— ο —

messer 20 verbunden ist und über einen. Ventilschieber 21 so wirkt, daß eine proportional angemessene Menge kalten Wassers in die Kammer 12 eingeleitet wird. Diese Regelschleife 18 umfaßt einen Filter 22 zwischen dem Ventilschieber 21 und der Kammer 12.

Die Sterilisationskammer 12 ermöglicht es, die Wirkung der Schnellsterilisation innerhalb sehr kurzer Zeit bei höheren Temperaturen auf die Zusammensetzung des Inhalts genau zu beobachten. Somit läßt sich also die Qualität der in Gärung gehenden Maische verbessern.

Die sterilisierte Maische wird durch Dampfeinleitung aus der Kammer 12 in einen Bottich 23 über eine Leitung 24 geführt. Über diese Leitung 24 ist ein Druckregler 25 zur Einleitung der Maische geschaltet. Der Bottich bzw. der Siedekessel 23 ist mit einem Rührwerk 26 versehen, und weist einen Doppelraantel 27 auf, der mit einer Leitung 28 verbunden ist. Die Leitung 28 weist eine Kaltwasserzuleitung 29 mit einem Ventilschieber 30, eine Dampfzuleitung 31 mit einem Ventilschieber 31., eine Umwälzpumpe 33 und einen Regler 32 auf. Der Bottich ist zu dem Zweck vorgesehen, die Umwandlung der Bitterstoffe in der Maische abzuschließen und eine genaue Beobachtung der Wirkung hinsichtlich Temperatur und Siededauer auf die .Qualität der Maische zu ermöglichen. Im unteren Abschnitt ist der Bottich mit einem Reiniger 34 mit einem Absperrschieber 34 versehen. Dieser Reiniger 34 ist mit einer Dampfleitung 35 mit einem Ventilschieber 35. verbunden, so daß in dem Reiniger 34 eine Darapfspülung möglich ist, um die Sterilisation bei Entleerung der niedergeschlagenen Substanzen aufrechtzuerhalten.

Als Bottich 23 kann man verschiedene Arten von Bottichen vorsehen, die sich in ihrer Funktionsweise unterscheiden, nämlich unter anderem.:

- Bottiche mit automatischer sequentieller Funktion: Mittels der Kammer 12 läßt sich nach einer mehr oder weniger langen Temperierungszeit der Bottich 23 rasch wieder füllen, vrobei die Temperatur und die Dauer der Temperierung voneinander abhängig sind. Es findet dabei eine automatische Zuleitung dei Maischt in eine nachgeschaltete Trennstufe 51 statt, während dri Niederschlag im Bot-

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tlcti an einem unten liegenden Punkt abgelassen wird; - Bottiche mit kontinuierlicher Funktionsweise: Die Kammer 12 versorgt den Bottich 23, der auf einer vorgewählten Temperatur gehalten ist, mit einer bestimmten Auslaßmenge, wobei die mittlere Verweildauer der Maische die korrekte Sterilisation und Siedung ermöglicht. Der Auslaß des Bottichs 23 liegt hierbei an einem oben liegenden Punkt 36, wie auf der Zeichnung dargestellt.

Es dürfte auf der Hand liegen, daß der Bottich 23 auch rait einem Pegelanzeiger 37 versehen ist.

Der Auslaß 38 des Bottichs 23 Ist über eine Leitung 39 mit einem Ventilschieber 40 mit einem Wärmetauscher 41 und einem Reiniger 41. verbunden. Der Wärmetauscher 41 bewirkt eine Abkühlung der Maische. Am Ausgang des Wärmetauschers 41 ist die Leitung 39 über eine Leitung 42 verzweigt, die die Zufuhr von komprimierter Luft oder Sauerstoff sicherstellt. Diese Leitung 42 weist nacheinander einen ersten Ventilschieber 43, einen DurchfluBregler 44, einen Durchflußmesser 45, einen zweiten Ventilschieber 46, eine Zweigleitung 47 zur Dampfzufuhr mit einem Ventilschieber 48 zum Sterilisieren der komprimierten Luft bzw. des Sauerstoffs, ein Filter 49 und einen dritten Ventilschieber 50 auf. Diese Leitung bzw. "Steigleitung" 42, die durch Einleitung steriler Luft bzw. sterilen Sauerstoffs wirkt, ermöglicht die gleichzeitige Zufuhr zu einer Trennstufe 51 und die Belüftung der Maische.

Die Trennstufe; 51 ermöglicht die Absetzung der Niederschläge, die sich beim Sieden der Maische gebildet haben. Ein innerer Leitzylinder 52 gibt der Maische eine Umlaufrichtung auf, di· die Trennung noch begünstigt. Ein Ablaß 53, der im unteren Ab- . schnitt der Trennstufe 51 angeordnet Ist, weist eine Dampfzuleitung 54 mit einem Ventilschieber 55, einen Ventilschieber 56 und einen Reiniger. 57 mit Ventilschieber 58 auf. Dieser unter Dampf sterile Ablaß ermöglicht eine autonatische und sequentielle Entfernung der Niederschläge 59, die sich am Boden der Trennstufe 5 1 angesammelt haben. Außerdem weist die Trennstufe im oberen

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Bereich eine Dampfzuleitung 60 mit einem Ventilschieber 6 1 auf. Ein Regelanzeiger mit Flussigkeitsstandfühler 62 ermöglicht es, daß in jedem Moment die Füllhöhe des Inhalts In der Trennstufe 51 bekannt Ist. Bei dieser automatischen und sequentiellen Arbeltswelse können zwei Schwellen (niedriger und hoher Pegel) den Betrieb der Anlage bisher einschalten bzw. unterbrechen.

über eine Leitung 63 mit einem Ventilschieber 64 füllt man vor der Gärung die fertige Maische" aus der Trennstufe 51 zu einem Gärturm um. Diese Leitung weist einen sterilen Ablaß 66 mit einem Ventilschieber 67 auf, der zu diesem Zweck mit einer Dampfzuleitung mit einem Ventilschieber 69 verbunden ist. Die Leitung 63 leitet die Maische zu einer Dosierpumpe 70, die gegebenenfalls mit einer Filterbatterie verbunden ist. Diese Filterbatterie weist mindestens zwei Filter 71, 72 auf, die abwechselnd mittels zwei Dreiwegventilen 73, 74 in Betrieb gesetzt werden können, x/obei die Dreiwegventile jeweils oberhalb und unterhalb der beiden Filter 71, 72 angeordnet sind. Diese Filter 71, 7 2 werden an Ort durch Einsetzen von Patronen sterilisiert, bevor die restlichen Niederschlage, die sich nacheinander .abgesetzt haben, entfernt werden. Zu diesen Zweck ist oberhalb jedes Filters 71, 72 eine Dampfzuleitung 75, 76 mit einem Ventilschieber 77, 78 vorgesehen, während unterhalb der Filter jeweils ein Reiniger 79, SO eingeschaltet ist.

Der Gärturm 65 ist eine Anlage zur homogenen oder heterogenen Gärung,- bei welchen die Hefe entweder in flüssiger Form vorliegt oder auch auf einem hinsichtlich der Gärung inerten-Träger 81 befestigt ist. Dieser Träger 81 kann entweder aus Diatomeen bestehen, d.h. aus mikroskopischen Muschelschalen mit fossilen Infusorien, die der Hefe beigemischt sind, oder aus Polyvinylchlorid In^ eranulatf orra, ebenfalls der Hefe beigeschriLsh t , oder aus Polyvinylchlorid oder anderen nahrungsf reuiidl ichen Kunststoffen und Hefe. Wird der Inerte Träger 81 angewendet, verwendet' nan eine Anset2IeItung,. durch welche die Hefesuspension fLießt, die nach verbindender Berührung mLt .len Träger Bl durch physikalisch-

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chemische Bindungen zurückgehalten wird. Bei nachfolgender Wiederholung der Hefesuspension-DuTchleitung erfolgt keine Filtrierung sondern eine Adsorption derselben auf den inerten Träger 81, der eine relativ große heterogene Korngröße in der Größenordnung einiger Millimeter ermöglicht. Auf diese Weise vermeidet man eine Verstopfung der Poren des Trägers 81 durch Anlagerung. Dieser Ansetzkreis besteht aus einer Leitung' 82, deren Ausgang 83 an der Basis 84 des Gärturmes 65 liegt, während sich ihr Einlaß 85 im oberen. Abschnitt dieses Turmes befindet. Diese Leitung 82, die durch Rücknahme das Ansetzen der Hefe auf dem adsorbierenden Träger 81 beim Einschalten des Gärturmes 65 ermöglicht, weist nacheinander einen ersten Ventilschieber 87 auf, der mit dem Auslaß 83 verbunden ist, sowie eine erste unter Dampf sterile Verbindung 88 zur Zuführung von'Hefe unter sterilen Bedingungen von außen, eine peristaltisehe Pumpe 89* einen zweiten unter ,Dampf sterilen Anschluß 90 als zweite Zuleitung von Hefe von außen unter sterilen Bedingungen, sowie zwei Ventilschieher 91, 92, die beiderseits der Bierauslaßleitung 93 liegen, und wobei der Ventilschieber 92 mit dem Einlaß 85 verbunden ist. "

Weiterhin ist' eine Leitung 94 zur sterilen Abnahme von Proben vorgesehen, die nacheinander aus einem ersteh Ventilschieber 95, einer" Dampf zuführleitung 96 mit einem Ventilschieber 97, und einem zweiten Ventilschieber 98 besteht.

Die-Temperatur im Gärturm 65 wird durch umlaufendes Wasser mit thermostatisch geregelter Temperatur geregelt, das in einem Doppelmantel 90 .fließt" und über einen (nicht dargestellten) Regler geregelt'wird. Der Gärturm 65 ist ferner mit einem Ventil 100 und einem Reiniger 101 mit Ventilschieber 102 versehen.

Im inneren des Garturmes 65 wird eine gewisse Vermehrung der Zellen durch Zellteilung in der Hefe begünstigt, indem man auf die ursprüngliche Zusammensetzung der aus der. Rterillsationsktmmer 12 und dem Bottich 2 3 kommenden Maische durch Regelung des Auslasses der den Oärtxirm 65 speisenden Dosierpumpe 70 .Einfluß nimmt. Unter diesen Bedingungen erhält man ein Bier, dessen Zusammensetzung

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an flüchtigen Stoffen der Zusammensetzung eines klassischen Bieres sehr nahe kommt, wie die nachstehende Tabelle zeigt:

Flüchtige Stoffe	kontinuierlich her	Spuren	In herkömmlicher
	gestelltes Bier	0	Weise hergestell
		tes Bier
Äthylacetat	22,4 mg/1	22 bis 33 mg/1
Isobutylacetat	0,1	0,08 bis 0,10
Propanol	42,4	5 bis 45
Isobutanol	34,8	25 bis 40
Isoamylacetat	0,8	2,0 bis 3,0
Isoamylalkohol	87,3	75 bis 100
Äthylcaproat	0,2	0,07 bis 0,2
Äthylcaprylat	1,2	0,2 bis 1,0
Capronsäure + Phenyläthylacetat	3,2	3 bis 10
ß-Phenyläthanol	IR,2	20 bis 40
Caprylsäure	3,3	2 bis 4
Caprinsäure	0,7	0,3 bis 1,0
^flüchtige Substanzen 214,6
Diazetyl	0,05 bis 0,15
2-3 Pentandion	0

Es 1st tatsächlich bekannt, daß ein beträchtlicher Teil der in einem Bier vorhandenen flüchtigen Stoffe, aus der Umsetzung der Aminosäuren rühren, die .von den Hefezellen zur Vermehrung benötigt werden. Falls eine solche Zellvermehrung nicht stattgefunden hat, wäre das den Gärturm 65 verlassende Produkt völlig anders*

Die Bierauslaßleitung 93 weist einen Wärmetauscher 103 auf, welcher es ermöglicht, daß die Temperatur des Bieres auf 0 bis 30°C eingestellt wird. Diese Leitung ist an der Basis eines Lagerturnves 105 angeschlossen. An der Basis 104 dieses Lagerturms 105 ist außerdem eine Zufuhrleitung 106. zur Zufuhr eines inerten Trägers vorgesehen, die einen Reiniger 107 mit einem Ventilschie-

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ber 108 aufweist. Der Reiniger 107 wird unter Dampf steril gehalten. Das aus dem Gärturm 65 austretende Bier kann auf eine Temperatur von O bis 30⁰C abgekühlt werden und dann in den Lagerturm 105 übergeführt werden, dessen unterer Abschnitt 109 mit einem inerten — d.h. hinsichtlich der Gärung inerten — Träger 110 versehen ist. Dieser Trager 110 im Lagerturm 105 kann gleich dem inerten Träger 81 im Gärturm 65 sein und ohne Unterschied entweder aus Diatomeen mit Hefe, oder Polyvinylchlorid und Hefe, oder auch aus Diatomeen, Hefe und Polyvinylchlorid oder anderen nahrungsfreundlichen Kunststoffen bestehen. Die Temperatur im Lagerturm 105 wird durch einen Doppelmantel 111 zwischen -1,5⁰C und +30⁰C gehalten. Es ist eine Rückführung des Bieres vorgesehen, zu welchem Zweck mann den Lagerturm 105 mit einer Umlauf leitung 112 mit" einem Ventilschieber 113 versieht. Diese Umlaufleitung 112 ist mit der Bierauslaßleitung 93 verbunden und verzweigt sich zwischen den^:beiden Ventilschiebern 91, 92.

Der Lagerturm 105 kann mit einer Ansetzleitung versehen sein, durch welche die- Hefesuspension strömt, und die gleich der Ansetzleitung im Gärturm 65 1st, Diese Leitung weist eine Leitung 8Z-* auf, deren Auslaß an der Basis des Lagerturms 105 liegt und deren Einlaß mit dem oberen Abschnitt des Turmes verbunden ist. Diese Leitung 82 ^r ist mit einem "ersten Ventil— schieber 87',-einem ersten unter Dampf sterilen Anschluß 88' zum Zuleiten "der Hefe von außen unter sterilen Bedingungen, mit einer peristaltischen Pumpe 89*, einem zweiten unter Dampf sterilen Anschluß 90' als zweite Zuleitung von Hefe von -außen unter sterilen Bedingungen, und mit einem Ventilschieber 9f-' versehen.

Um das Bier zu sättigen ist Im oberen Abschnitt 114 des Lagerturms ein poröser kerzenförmlger Körper 115 vorgesehen. Der Lagerturm 105 ist mit einem Ventil I16 versehen und weist eine mit einer zweiten Leitung 118 über eine Zweigleitung 119 verbundene Auslaßleitung 117 auf. Beiderseits der Zweigleitung

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sind Ventilschieber 120, 121 angeordnet, wobei der letztere (121) mit dem Ventilschieber 91* verbunden ist. Weiterhin ist eine Abzapf leitung 122 zur sterilen Abnahme von" Proben vorgesehen, die mit dem Ventilschieber 120 verbunden ist und aus einem Ventilschieber 123, einer Dampfzuführleitung 124 und einem Ventilschieber 125 besteht. Das in der Leitung 118 umlaufende Bier, das aus dem Lagerturm 105 kommt, durchströmt einen Würmeaustauscher 126, in dem die Temperatur zwischen 0 und 60°C eingestellt werden kann. Anschließend ist die einen Ventilschieber 127 aufweisende Leitung mit dem unteren Abschnitt 128 eines Behandlungsturraes 129 verbunden. Dieser Behandlungsturm 129 ist mit einem Träger aus organischen - natürlichen oder synthetischen - Polymeren, aus Ziegel, Kieselerde, Glas, .Sand, Verbindungen auf Kieselerdebasis - insbesondere halogenhaltigen und aminierten Kieselerdeverbindungen - zuvor aktivierten tonhaltigen Substanzen, die mit einer Protease 130 vermischt sind, versehen; das Bier durchströmt diesen Behandlungsturm 129, in dem Proteasen in vorgenannter Weise fixiert sind, wie beispielsweise Papain, Pepsin, Chymotrypsin, Ficin, Bromelin und dergleichen.

Die Flüssigkeit durchströmt den Behandlungsturm 129, wobei die Proteasen durch physikalisch-chemische Bindung zurückgehalten werden.

Der Lagerturm 105 und der Behandlungsturra 129 sind dazu vorgesehen, den Prozentsatz an Diazetyl und die Menge der schwefelhaltigen Substanzen zu verringern, und um die organoleptischen Eigenschaften des Produktes zu verbessern.

Auf der Leitung 118 sind eine oder mehrere Zuf"ihrleitungen 131 vorgesehen, mit deren Hilfe das Bier mit verschiedenen Substanzen versetzt wird, nämlich

- mit Reduktionsmitteln, wie Schwefeldioxid, Kalium- oder Natriumraetabisulf it, Natrtuntisoascorbat, Ascorbinsäure und dergleichen,

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- Sterilisationsmittel, insbesondere Bakterienheminstoffe

- "Farbstoffe, aus Zückerlösungen oder ""ialzfarbstoffe· -Bitterstoffverbindungen, beispielsweise werden Iso-oC-säuren

oder deren Derivate zugefügt. ■

Diese Verbindungen können entweder in die Zuführleitung 118 eingeleitet werden, oder in die Auslaßleitung 132 des Behandlungs— turmes 129. Die Auslaßleitung 132, die mit einem Ventilschieber 133 versehen ist, weist eine Abzapfleitung 134 zur sterilen Abnahme Von Proben auf, die aus einem Ventilschieber 135, einer Zuführleitung 136 für Dampf, und aus einen Ventilschieber 137 besteht. Das im Behandlungsturm. 129 eingeschlossene Bier — wobei der Turm im oberen Bereich ein Ventil 133 aufweist — kann bei einer vorgegebenen Temperatur gehalten werden, und zwar mit Hilfe einer thermostatisch geregelten und in einem Dopp'elmantel 139 umlaufenden Flüssigkeit, der den Behandlungsturm 129 umgibt. Das aus dem Behandlungsturn 129 austretende Bier, das in der Auslaßleitung 132 zirkuliert, kann mittels eines T-Tärmetauschers 140 schnellpasteurisiert werden. Die Bierleitung 132 ' kann ausserdem eine Batterie aus mindestens zwei Filtern 141, 142 aufweisen, die abwechselnd mittels zwei Dreiwegventilen 143, 144j die jeweils oberhalb und unterhalb angeordnet sind, in Betrieb genommen werden können, während jeder Filter 141, 142 oberhalb eine Danpfzuleitung 145, 146 mit einem Ventilschieber 147, 148 und unterhalb einen Reiniger 149, 150 aufweist, der es ermöglicht, die möglicherweise mitgenommenen Hefereste zu entfernen. Der Behandlungsturm 129 weist eine Zuführleitung 151 aus Ziegel oder anderem Trägermaterial auf, das mit Protease vermischt ist. Diese Leitung ist ebenfalls mit einem Reiniger 152 mit zugeordnetem Ventilschieber 153 versehen.

Das Bier wird in einem Lagertank 154 gelagert,^:der mittels eines Kühlaggregats 155 gekühlt wird. Das Kühlaggregat versorgt einen Doppelmantel 156. Dieser Lagertank 154 weist ein einstellbares Ventil 157 auf, um den Kohlendioxiddruck zu halten, sowie einen' sterilen Reiniger 153. Am -Lagertank 154 ist eine sterile Abzieh-

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einrichtung 159 rait einem ersten Ventilschieber 160, einer Zweigleitung für Dampfzufuhr 161 mit einem Ventilschieber 162 und mit einem zweiten Ventilschieber 163 angeschlossen.

Auch wenn die Erfindung nur anhand eines besonderen Ausführungsbeispieles beschrieben wurde, so liegt es auf der Hand, daß sie keinesfalls darauf beschränkt ist, und daß zahlreiche Modifizierungen und Änderungen in Form, Material und Verbindung der verschiedenen Elemente im Rahmen der Erfindung möglich sind.

Zusammenfassend bezieht sich die.Erfindung auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit, wie beispielsweise Bier, sowie auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit zeichnet sich dadurch aus, daß alle bei der Herstellung zur Anwendung kommenden Bestandteile kontinuierlich vor Einleitung in die Herstellungskette sterilisiert werden, und daß andererseits alle Einrichtungen zur Durchführungen der verschiedenen Arbeitsgänge, des Siedens der Maische, der Behandlung derselben, das Abfüllen der Maische, der Gärung, der Beobachtung der Behandlung der vergorenen Flüssigkeit und der Filterung so ausgelegt sind, daß die Anlage gegen jegliches Eindringen fremder Mikroorganismen geschützt ist und daß permanent sterile Bedingungen vorliegen.

Das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die zur Gärung erforderliche Hefe auf einem hinsichtlich der Gärung inerten Träger festliegt. Die Behandlung der vergorenen Flüssigkeit erfolgt mit Hilfe von Enzymen, die ebenfalls auf einem anderen hinsichtlich der Gärung inerten Träger festliegen. Dadurch wird die zur Freisetzung der flüchtigen Stoffe, die zum Aroma und zum Geschmack des Bieres erforderlich sind, notwendige Zellverraehrung und eine einwandfreie Arbeltsweise über mehrere Monate möglich.

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Claims

Patentansprüche

ΓΐY Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer vergorenen Flüssigkeit aus einer Maische, insbesondere bei der Bierherstellung, dadurch gekennzeichnet , daß einerseits alle bei der Herstellung der vergorenen Flüssigkeit zur Anwendung kommenden Bestandteile vor Einleitung in die Herstellungskette kontinuierlich sterilisiert werden, und daß andererseits die verschiedenen Herstellungsstufen, nämlich das Sieden der Ilaische, die Behandlung der Maische, die Abfüllung der Maische, die Gärung, die Überwachung der Verarbeitung der vergorenen Flüssigkeit und die Filtrierung in Anlagen stattfinden, die so gebaut sind, daß die gesamte Anlage gegen jegliches Eindringen von fremden Mikroorganismen geschützt ist, und die permanent sterile Bedingungen schaffen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die konzentrierte Maische und die Bitterstoffe, die einen Teil der Bestandteile darstellen, vor der Zuführung in die Anlage sterilisiert werden, indem man Dampf direkt einleitet, so daß eine schnelle Sterilisierung innerhalb einer kurzen Zeit von 3 Sekunden bis 30 Minuten und bei hohen Temperaturen von 100 C bis 170°C erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich η et , daß man unter sterilen Bedingungen komprimierte Luft oder komprimierten Sauerstoff einleitet, so daß gleichzeitig die Zufuhr von Maische von einer Trennstufe und die Belüftung der Maische erfolgen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich η e t . , daß man zur Gärung von außen Hefe unter sterilen Bedingungen zuführt, wobei eine Gärung homogener oder heterogener Art stattfindet und die Hefe in flüssiger Umgebung vorliegt oder auf.einem

hinsichtlich der Gärung inerten Träger festgesetzt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine Hefesuspension in einem sterilen Ansetzkreis in Umlauf gebracht wird, so daß sie rait dem die Hefe physikalisch-chemisch zurückhaltenden inerten Träger in verbindenden Kontakt gelangt, wobei die nachfolgend wiederholte Zuführung von Hefe eine Adsorption auf dem Träger sicherstellt, der eine uneinheitliche Körnung aufweist, und daß eine gewisse Zellvermehrung ermöglicht wird, die flüchtige Produkte ergibt, die für das Aroma und den Geschmack der vergorenen Flüssigkeit erforderlich sind, wobei eine gute Funktion über mehrere Monate sichergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß nach der Gärungsphase eine Lagerphase stattfindet, während welcher der Gehalt an Diazetyl vermindert wird, die !!enge der schwefelhaltigen Verbindungen herabgesetzt wird und die organoleptische Eigenschaft verbessert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man in einem Lagerturin und einen Gärturn als sterilisierten Bestandteil einen inerten Träger verwendet, welcher durch Adsorption die Hefe zurückhält und aus Diatomeen, Polyvinylchlorid oder anderen nahrungsfreundlichen Kunststoffen besteht.
8. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet , daß die in einem Behandlungsturm eingeschlossenen sterilisierten Bestandteile aus Ziegel, Kieselerde, Verbindungen auf Kieselerdebasis - insbesondere halogen— und aminhaltigen Kies.elerdeverbindungen - und zumindest aus einer Protease bestehen, wie Papain, Pepsin, Chymotripsin, Ficin, Bromelin und anderen.

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9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, welche mindestens eine Sterilisationskammer für die konzentrierte Maische und Bitterstoffe aufweist, sowie einen Bottich zum Sieden der Maische, eine Trennstufe zum Abtrennen der Niederschläge, einen Garturm, einen Lagerturm, einen Behandlungsturm, einen Lagertank und eine Abziehvorrichtung,' dadurch gekennzeichnet , daß die Sterilisationskammer (12) für die konzentrierte Maische und die Bitterstoffe, sowie der Bottich (23), die Trennstufe (51), der Gärturm (65), der Lagerturm (105), der Behandlungsturm (129), der Lagertank (154) und die Abziehvorrichtung (159) Sterilisationseinrichtungen aufweisen, die permanent die Anwesenheit jeglicher fremder Mikroorganismen in der Vorrichtung verhindern.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, "dadurch g e k e η η -

ζ ei c h it e t , daß die Stefilisationseinrichtungen zumindest eine Dampfeinlaßdüse (13) in der Sterilisationskammer (12) und Dampfzuleitungen aufweisen, die auf dem Bottich (23), der Trennstufe (51), den Gärturm (65), dem Lagerturm (105), dem Behandlungsturm (129), einem fest mit dem Bottich (23) verbundenen Reiniger (34), einer Zuführleitung (42)- zur Zufuhr von komprimierter Luft bzw. komprimiertem Sauerstoff in die Trennstufe (51), einem fest mit -der Trennstufe (51) verbundenen Reiniger (57), auf einer aus zwei Filtern (61, 72) bestehenden Filterbatterie, die jeweils abwechselnd in Betrieb genommen sind und zwischen der Trennstufe (51) und dem Gärturm (65) angeordnet sind, auf einer Leitung (94) zur sterilen Entnahme von Proben, die fest mit dem GMrturm (65) verbunden ist, einer weiteren Leitung (122) zur sterilen Entnahme von Proben, die fest mit dem Lagerturm (105) verbunden ist, auf einer Leitung (134) zur sterilen Entnahme von Proben, die mit: dem Behandlungsturm (129) fest verbunden ist, sowie auf einer zweiten Filterbatterie, die aus zwei abwechselnd in Betrieb stehenden Filtern (141, 142) besteht, die am AuslaPä des B eh and lung s türme s (129) angeschlossen sind, angeordnet: sind.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Gärturm (65) einen sterilen Ansetzkreis aufweist, welcher aus einer Leitung (82) besteht_s deren Auslaß (83) an der Basis (84) des Garturmes (65) vorgesehen ist, während deren Einlaß (85) im oberen Bereich (86) des Glrtisrmes liegt, daß die Leitung (82) einen ersten Ventilschieber (87), einen ersten unter Dampf sterilen Anschluß (88) zum Zuleiten von Hefe von außen unter sterilen Bedingungen₉ eine peristaltische Pumpe (89) , einen zweiten unter Dampf sterilen Anschluß (9Ö) als zweite Zuleitung von Hefe von außen unter sterilen Bedingungen, sowie zwei Ventilschieber (91, 92) aufweist, und daß die Ventilschieber (91, 92) beiderseits einer Ablaßleitung (93) angeordnet sind, die den Gärturm (65) mit dem Lagerturm (105) verbindet -„
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerturm (105) einen sterilen Ansetzkreis aufweist, welcher aus einer Leitung (32^f) besteht, deren Auslaß 83') an der Basis des Gärturmes (65) vorgesehen ist, wlhrend deren Einlaß im oberen Bereich des Gärturmes liegt, daß die Leitung (82*) einen ersten Ventilschieber (87*)_ä einen ersten unter Dampf sterilen Anschluß (83') zum Zuleiten von Hefe von außen unter sterilen Bedingungen, eine peristaltische Pumpe (89'), einen zweiten unter Dampf sterilen Anschluß (90') als zweite Zuleitung von Hefe von außen unter sterilen Bedingungen, sowie zwei Ventilschieber (91 J, 92') aufx^eist» und daß die Ventilschieber (91', 92') beiderseits einer Leitung (118) angeordnet sind, die den Lagerturm (105) mit dem Behandlungsturm (129) verbindet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der GKrtura (65) einen hinsichtlich der Gärung inerten Träger (81) aufweist, welcher aus Diatomeen, Polyvinylchlorid oder einem anderen nahrungsfreundlichen Kunststoff, sowie aus Hefe besteht.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η ζ e ich η e t , daß der Lagerturm (105) einen hinsichtlich der Gärung inerten Träger (110) aufweist, welcher aus Diatomeen, Polyvinylchlorid und Hefe besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurc h gekennz e ich n-e t , daß der Behandlungsturm (129) einen Träger für die Protease, wie beispielsweise Papin, Pepsin, Chymotrypsin, Ficin, Bromelin, und ähnliches, aufweist, welcher aus Ziegel, Kieselerde, Verbindungen auf Kieselerdebasis, und insbesondere aus halogenhaltigen und aminierten Kieselerden besteht.

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