DE3014727A1

DE3014727A1 - Deoxygenations-system fuer die herstellung von bier

Info

Publication number: DE3014727A1
Application number: DE19803014727
Authority: DE
Inventors: Harry Grindley Monnjonnier; Sigmund Peter Skoli
Original assignee: Mojonnier Bros Co
Current assignee: Scott Technologies Inc
Priority date: 1979-05-05
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1980-11-13
Also published as: US4216711A; DE3014727C2; GB2048700A; GB2048700B

Description

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r.cnkcrLrsta ^C'.:«C3 137 16. April 1980

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Mojonnier Bros. Co.
Chicago, Illinois (V.St.A.)

¹¹ Deoxygenations-System für die Herstellung von Bier"

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Bierherstellungssystem und insbesondere ein System zum Herstellen von Bier auf eine wirtschaftliche Weise und auf einer kontinuierlichen Basis.

Ein übliches modernes Verfahren zur Herstellung von Bier macht ein Bierkonzentrat, genannt Starkbier, erforderlich, das mit Wasser, dem Sauerstoff entzogen wurde, gemischt wird, um ein Endprodukt, das sogenannte Hellbier zu schaffen. Versuche haben

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gezeigt, daä Wasser, dem Sauerstoff entzogen ist, erforderlich ist, um während der Bierherstellung und des Füllvorganges sowie während der Lagerung vor dem Verbrauch die BierStabilität zu verbessern. Aus diesem Grunde müssen moderne Bierherstellungssysteme für eine Entlüftung des Wassers Sorge tragen, um die im Wasser enthaltene Luft auf eine Menge herabzusetzen, die in der Größenordnung von einigen Teilen pro Billion liegt.

Während Apparate für alkoholfreie Getränke oder andere Einrichtungen zum Reduzieren von im Wasser enthaltener Luft auf Mengen in der Größenordnung von einigen Teilen pro Million verwendet werden können,muß der Luftgehalt auf ein beträchtlich geringeres Niveau reduziert werden, wenn das Wasser für die Herstellung' oder das Brauen von Bier verwendet werden soll. Bei der Bierherstellung kann die Anwesenheit von Luft in einem Verhältnis von mehr als einigen Teilen pro Billion zu einem unannehmbaren Endprodukt führen. Bisher wurde die Entziehung von Sauerstoff über einen längeren Zeitraum in zusammengesetzten, kostspieligen Brodeltanks durchgeführt. Diese Sauerstoffentziehung wurde in einer kleinen Menge, oder Charge oder auf kleiner Basis durchgeführt und das Bierherstellungssystem machte komplexe Kontrollen erforderlich, um Chargen von Wasser, dem Sauerstoff entzogen war, in stromabwärts liegende Teile des Systems einzuführen, das auf einer kontinuierlichen Strömungsbasis arbeitet.

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Es ist daher der Hauptzweck der Erfindung, ein System zu schaffen, das ein Bierkonzentrat bzw. Starkbier, mit Wasser, dem Sauerstoff entzogen ist, mischt, um ein Hellbier zur Lagerung, zum Füllen, oder späteren Operationen zu schaffen, und das es ermöglicht, daß diese Operationen auf kontinuierlicher Basis durchgeführt werden.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, ein solches System zu schaffen, das es ermöglicht, die bisher verwendeten Brodeltanks zu ersetzen und die bislang erforderliche Langzeitwasserbehandlung zu verkürzen. Diese Wasserbehandlungszeit kann von der bislang erforderlichen zwei Wochen Zeit oder mehr auf eine Wasserbehandlungszeit von Minuten oder Sekunden herabgesetzt werden.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein System zu schaffen, das kompakt ist, um Bodenraum zu sparen, und geringere Ausrüstung des Bierherstellers erforderlich macht.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, ein System zu schaffen, das Dank seiner herabgesetzten Kompliziertheit nur geringe Wartung erfordert.

Schließlich bezweckt die Erfindung ein Bierherstellungssystem zu schaffen, das zu einem erhöhten Grade automatisiert ist.

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Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden.

In dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems für die Herstellung von Hellbier aus Wasser und einem Starkbierkonzentrat j

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 chematisch dargestellten Deoxygenations-Säule und

Fig. 3 einen Teilschnitt, der das Innere des oberen

Teiles der in Fig. 2 dargestellten Deoxygenations-Säule zeigt.

In der Zeichnung ist ein System 10 zum Herstellen von Hellbier als Endprodukt durch Mischen eines Starkbierkonzentrates mit einem genau vorbereiteten Wasser dargestellt. Das vorher erzeugte Starkbierkonzentrat kann in einem Tank oder mehreren Tanks 14 gelagert und über eine Leitung 15, durch einen Filter 16 und einen Regulator 17 zu einer Proportioniereinheit 20 geführt werden. Gemäß der Erfindung wird entlüftetes Wasser kontinuierlich über eine Zuführungsleistung 22 der Proportioniereinheit 20 zugeführt, in der Starkbier und entlüftetes Wasser

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kontinuierlich in vorgewählte Proportionen gemischt werden, um Hellbier zu bilden. Das gemischte Starkbier und Wasser wird über eine Abflußleitung 25 durch eine Pumpe 26 aus der Proportioniereinheit 20 abgesaugt. Ein Katoorator 28 kohlt die Mischung auf und die Leitung 29 führt die mit Kohlensäure angereicherte Mischung durch ein Durchflußmeßgerät 31 zu Vorratstanks 33, Flaschenfüllern (nicht dargestellt) oder anderen Einrichtungen.

Das zur Proportioniereinheit 20 geführte Wasser tritt in das System von einer entfernt gelegenen Wasserquelle 40 ein. Dort wird die Größe des Wasserstromes in das System durch eine

Abmeß- bzw. Durchflußmeßeinheit 42 kontrolliert. Eine Pumpe 43 und eine Leitung 44 führen das Wasser zu einer ersten von zwei Deoxygenations-Säulen 50 und 51. Eine Deoxygenations-Säule dieser Art ist in der US-Patentanmeldung 871 539 vom 23. Jan. 1978 beschrieben. Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, umfaßt Jede der Säulen 50 und 51 einen Pumpeneinheit-Boden 52 und ein Deoxygenations-Modul 53 oder mehrere dieser Module 54 und 55. Die Anzahl der Säulen 50 und 51 selbst und die Anzahl der Module 53 bis 55, die auf jeden Pumpeneinheit-Boden 52 montiert ist, ist durch die Größe der zu bewirkenden Deoxygenation und durch die Größe des Raumes bestimmt, der zwischen den Grund der Säule und irgendeinem darüber befindlichen Hindernis zur Verfügung steht.

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-/-40.

Das Wasser wird in jede der Säulen 50 und 51 durch einen oberen Einlaß 55 eingebracht und fällt, allgemein gesprochen, durch die Säule abwärts zum Pumpeneinheit-Boden 52 hin. Kohlendioxid wird über eine Meßeinrichtung 49 von einer entfernt liegenden Quelle aus eingebracht und fließt im wesentlichen aufwärts zum Oberteil 56 der Säule hin. Diese Gegenstromanordnung fördert das Entfernen von Luft und Sauerstoff aus dem Wasser und dessen Ersetzen durch Kohlendioxid sehr wirksam. Um diese sehr wirksame Entlüftung gemäß der Erfindung durchzuführen,umfaßt jedes Entlüftungsmodul 53 bis 55 eine Außenwand 60 und eine durchlöcherte Hemmschicht 61, die sich von der Außenwand 60 einwärts erstreckt, wie Fig. 3 zeigt. Ein Schachtteil 62, hier mittig angeordnet, erstreckt sich von der Hemmschicht 61 aufwärts. Die Außenwand 60, die Hemmschicht 61 und der Schachtteil 62 bilden ein mit gelochtem Boden versehenes Aufnahmeteil 63.zur zeitweisen Aufnahme einer kontinuierlichen Schicht oder einer Menge des Wassers W, das zu entlüften ist. Es ist klar,daß diese Schicht des Wassers nicht ruhend, sondern dynamisch beständig ist, d.h. Wasser fällt in den Aufnahmeteil 63 und die Wasserschicht W von oberen Teilen der Säule etwa in der gleichen Menge,wie Wasser aus der Schicht W über die Hemmschicht 61 verlorengeht.

Unterhalb jeder Hemmschicht 61 und jedem Schachtteil 62 ist ein Auffangbehälter 66 an davon vorspringenden Armen 67 aufge-

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hängt. Dieser Auffangbehälter, der innerhalb der Außenwand 60 angeordnet ist, ist durch eine ringförmige Behälteraußwand 68 und einen durchlöcherten Boden 69 gebildet, um zeitweise Flüssigkeit aufzunehmen, die von der direkt oberhalb des Behälters liegenden Hemmschicht 61 heruntertropft. Somit enthält der Aufnahmebehälter 66 wiederum eine kontinuierliche Schicht oder Menge von Wasser W, die im wesentlichen dynamisch beständig ist.

Um den effektiv offenen Bereich des durchlöcherten Bodens 69 einzustellen und um zu verhindern, daß Flüssigkeit direkt durch den unterhalb des Aufnahmebehälters 66 liegenden Schachtteil 62 fallen kann, ist eine Maskenplatte 71, durch Bolzen 72 über dem Mittelteil des durchlöcherten Bodens 69 befestigt. Am äußeren Umfang der Hemmschicht 61 ist ein ringförmiges Maskenblech 74 befestigt. Durch Einstellen der Größe der Maskenplatte 71 und des Maskenblechs 74 im Verhältnis zur zugeordneten Hemmschicht 61 und dem durchlöcherten Boden 6.9 kann das Volumen und die Menge des Wassers entsprechend eingestellt werden, das in der Säule behandelt wird.

Wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist, tritt Kohlendioxid, das in die untere Einheit bzw. den Pumpeneinhei1ß-Boden 53 über die Meßeinrichtung 49 eingebracht wird, über ein Kohlendioxidauslaßrohr 75 am oberen Ende der Säule aus. Auf diese Weise ist das Kohlendioxid, das durch die Säulen 50 oder 51 aufwärts strömt, durch die festen Schichten des Wassers W -die in einer

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abwechselnden, ringförmig erstreckten und kompakten nicht ringförmigen Anordnung liegen -gezwungen, einen serpentinenartigen Weg zu fließen, wie dies durch die Pfeile F in Fig. angedeutet ist. Darüber hinaus fließt das Gas, wenn es längs des serpentinenartigen Weges aufwärts strömt durch teilweise gestapelte oder aufgereihte Vorhänge aus fallendem feinverteilteh Wassertropfen D. Dieses enge intermittierende Mischen von aufwärts fließenden Kohlendioxid und abwärts fallendem Wasser bewirkt ein intensives Gas-Wasser-Mischen. Das intensive Gas-Wasser-Mischen schafft seinerseits ein praktisch vollständiges Austauschen der Sauerstoff enthaltenden vorher im Wasser gelösten Luft durch Kohlendioxid. Darüber hinaus wird das Wasser, wenn dieses durch die Säule abwärts fällt und sich dem Pumpeneinheit-Boden 52 und dem Kohlendioxideinlaß nähert, einer immer reineren Konzentration von Kohlendioxid ausgesetzt. Das Ersetzen von Sauerstoff durch Kohlendioxid wird noch weiter gefördert, wenn die Säule beispielsweise bei einem Druck von 27 bis 34 χ 10"³MPa betrieben wird.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, können diese Entlüftungsmodule 53,54 und 55 übereinander gestapelt und miteinander durch Verbindungsstäbe 78 und Kupplungen 79 verbunden sein, um die gewünschte Säulenstarrheit zu schaffen und die gewünschte Entlüftungswirkung zu erreichen. Dichtungen 77 bewirken die

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wasser- und gasdichte Abdichtung zwischen den Modulen der Säule.

Um das Wasser weiter zu kontrollieren, das durch die Deoxygenations- oder Entlüftungssäulen 50, 51 fließt, können Schalter am Pumpeneinheit-Boden 52 vorgesehen sein. Ein erster Schalter 80 schafft eine Kontrolle für ein unteres Niveau, um die Pumpeneinheit 52 zum Stillstand zu bringen und damit einAnstieg des Wasserniveaus in der Säule 50 oder 51 zu bewirken. Ein zweiter Schalter 81 kann benutzt werden, um Wasser, dem der Sauerstoff entzogen worden ist, von den stromabwärts liegenden Teilen des in Fig. 1 dargestellten Systems zu anderen Vorrichtungen, beispielsweise einem Filter zur Filterwäsche zu führen. Ein dritter Schalter 82 und ein Ventil 95 können als Steuerung für ein oberes Niveau benutzt werden, um eine Rückführungsleitung 85 (Fig. 1) zu öffnen und Wasser von der Deoxygenations-Säule 51 zurück zur Durchflußmengeneinheit 42 zu führen, wenn der Bedarf an Wasser an der stromabwärts liegenden Proportionierungseinheit 20 aus irgendeinem Grund verringert ist. Diese Rückführungsleitung 85 ist, wie dargestellt, mit einem Ende 92 mit der Leitung 22 an einem Punkt verbunden, der stromabwärts von den Säulen 50, 51 und stromaufwärts von der Proportionierungseinheit 22 liegt. Das andere Ende 93 der Rückführungsleitung 85 ist mit dem System 10 an einem Punkt verbunden, der stromaufwärts der Säulen 50 und 51 liegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der

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Verbindungspunkt an der Durchflußmeßeinheit 42, um die

Stabilität des Wasserflusses zu fördern. Diese Rückführungs-Wasser leitung 85 ermöglicht ferner, daßVkontinuierlich durch die Deoxygenations-Säulen 50, 51 geführt wird, um das Wasser zu einem vorbestimmten Gehalt von Sauerstoff zu befreien, bevor dieses stromabwärts entnommen werden kann. Motor und Pumpeneinheiten 86 und 87 sind vorgesehen, um Wasser aus den Säulen abziehen zu können.

Außerdem ist es gemäß der Erfindung möglich, zusätzliche Entlüftungskapazität für das System zu schaffen, indem eine zweite Entlüftungssäule 51 stromabwärts und in Reihe mit der ersten Entlüftungssäule 50 vorgesehen wird. D.h., das von der Pumpeneinheit 86 am Boden der ersten Entlüftungssäule abgezogene Wasser kann über eine Verbindungsleitung 88 zum oberen Wassereinlaß der zweiten Entlüftungssäule 51 zum weiteren Entlüften geführt werden. Nachdem das zusätzlich entlüftete Wasser durch die Motor- und Pumpeneinheit 87 abgezogen worden ist, kann es durch einen Kühler 90 geführt werden, bevor es in die Zuführungsleitung 22 eintritt.

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Claims

D.pl.V.o..! -. F^a"nt..nv.elt; 16· April 1980 frar.Ke.itorstar SiraCe 137 D-Hg/Κ ο Of-O Bergisch Gladbach 3 Mojonnier Bros. Co. Chicago, Illinois, (V.St.A) Ansprüche

1. System zum Herstellen von Bier oder dergleichen, gekennzeichnet dur ch eine Wasser-Durchflußmeßeinheit (42) zur Erzeugung eines gleichmäßigen Wasserstromes, eine Gas-Austausch-Entlüftungssäule (50), die an die Wasser-Durchflußmeßeinheit (42) angeschlossen ist und einen Wasser-Auslaßpumpeneinheit-Boden (52) und mindestens ein auf den Pumpeneinheit-Boden (52) montiertes Deoxygenations-Modul (53) umfaßt, wobei das Deoxygenations-Modul (53) ein Bassin mit einem durchlöcherten Boden (69) zur zeitweiligen Aufnahme einer Flüssigkeit umfaßt, die von einem darüber liegenden durchlöcherten Boden (69) herunter fällt, durch einen Vorrat (14) an Starkbier und durch eine Proportioniereinheit (20), die mit der Entlüftungssäule (50) in Verbindung steht und von dieser entlüftetes Wasser und von dem Starkbiervorrat (14) Starkbier erhält, wobei die Proportioniereinheit (20) Einrichtungen zum Mischen des Starkbiers und des vom Sauerstoff befreiten Wassers enthält.

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2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet du r c h eine zweite Entlüftungssäule (51), die funktionell in das System zwischen eine erste Entlüftungssäule (50) und die Proportioniereinheit (20) geschaltet ist.

3. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine die Säulen miteinander verbindende Leitung (88), die den Wasserauslaß-Pumpeneinheit-Boden (52) der ersten Säule (50) mit einem oberen Wassereinlaß der zweiten Säule (51) verbindet.

4. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zuführungsleitung (22) zum Überführen von Wasser von der besagten Entlüftungssäule (50) zu der Proportioniereinheit (20) und durch eine Rückführungsleitung (85), deren eines Ende (92) an die vorgenannte Zuführungsleitung an einem Punkt stromabwärts der Entlüftungssäule (50) und stromaufwärts der Proportioniereinheit (20) und mit dem zweiten Ende (93) mit dem System an einem Punkt stromaufwärts der Entlüftungssäule (50) verbunden ist, und durch ein Ventil (95), das eine kontinuierliche Zurückführung von Wasser über die Entlüftungssäule (50) gestattet, so daß das zurückgeführte Wasser in einem vorbestimmten Umfang entlüftet wird, bevor es den stromabwärts

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liegenden Einheiten (20, 33) des Systems zugeführt wird.

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kühler (90), der zwischen die Entlüftungssäule (50) und die Proportionierheit (20) geschaltet ist.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deoxygenations-Modul (53) der Entlüftungssäule eine Außenwand (60), eine sich von dieser einwärts erstreckende durchlöcherte Hemmschicht (61) und einen Schachtteil (62) umfaßt, der sich von der Hemmschicht (61) aufwärts erstreckt, wobei die Außenwand (60), die Hemmschicht (61) und der Schachtteil (62) zusammen einen Aufnahmeteil (63) zur zeitweiligen Aufnahme von Wasser bilden, wobei das aufgenommene Wasser eine erste Gasbarriere (W)bildet und daß das von der Hemmschicht (61) herunterfallende Wasser in erste innige Berührung mit einem aufwärts fließenden Gas gebracht ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Deoxygenations-Modul (53) ferner einen unterhalb der Hemmschicht (61) und des

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Schachtteiles (62) angeordneten Auffangbehälter (66) umfaßt, der einen durchlöcherten Boden (69) zur zeitweiligen Aufnahme von Wasser hat, das von der darüber liegenden Hemmschicht (61) herunterfällt und eine zweite Gasbarriere bildet, und daß das von dem durchlöcherten Boden (69) des Auffangbehälters (66) herunterfallende Wasser in eine zweite innige Berührung mit dem aufwärts fließenden Gas gebracht wird.

8. System nach Anspruch 6, gekennzeichnet d u rc h eine Wasser-Durchflußmeßeinheit (42), die zwischen die Sasserquelle (4o) und die Entlüftungssäule (50) zum Erzeugen eines gleichmäßigen Wasserstroms zur Säule geschaltet ist.

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