DE3023032C2 - Process for the recovery and reuse of energy from steam in the brewhouse with the help of vapor compression - Google Patents
Process for the recovery and reuse of energy from steam in the brewhouse with the help of vapor compressionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung und Wiederverwendung von Energie aus Sudhausschwaden mit Hilfe von Brüdenverdichtung.The invention relates to a method for recovering and reusing energy from steam in the brewhouse with the help of vapor compression.
Verfahren zur Energierückgewinnung aus Verdampfungsschwaden sind ebenso wie die dazu notwendigen Vorrichtungen seit Jahrzehnten bekannt. In Sudhäusern von Brauereien haben sie jedoch aus mehreren Gründen bisher nicht Fuß fassen können.Processes for energy recovery from evaporation plumes are just as necessary as those necessary for this Devices known for decades. However, they have them in brewhouses for several reasons have not yet been able to gain a foothold.
Ein Grund besteht beispielsweise darin, daß die aus Maische oder Würze ausgetriebenen Schwaden nicht reiner Wasserdampf, sondern von den verschiedensten Beimengungen, wie etwa Ölen, Harzen, Eiweißen oder Stärken, verunreinigt sind. Diese Verunreinigungen belasten die Heizflächen, die mit der rückgewonnenen Energie beschickt werden sollen.One reason is, for example, that the steam expelled from the mash or wort is not pure water vapor, but from a wide variety of admixtures, such as oils, resins, proteins or Starches that are contaminated. These contaminants pollute the heating surfaces with the recovered Energy should be charged.
Ein anderer Grund besteht darin, daß die Kochvorgänge im Sudhaus üblicherweise diskontinuierlich, häufig mit Überschneidungen in den einzelnen Sudgefäßci und mit unterschiedlicher Intensität ablaufen,Another reason is that the cooking processes in the brewhouse are usually discontinuous, often with overlaps in the individual brewing vessels and run with different intensity,
In neuerer Zeit sind nun Vorschläge bekanntgeworden, die den Einsatz der Brüdenverdichtung auch im Sudhaus grundsätzlich möglich machen. Aber auch ihnen haftet noch der Nachteil an, daß die Heizflächen der Sudeinrichtungen unkontrolliert verschmutzen und die Wiederverwendung der rückgewonnenen Heizenergie nur im Zusammenhang mit sogenannten externen Kochern möglich ist, deren Heizflächen einfacher zu reinigen sind als die Heizflächen herkömmlicher Sudgefäße.In recent times, proposals have now become known that the use of vapor compression also in the Making brewhouse possible in principle. But they also have the disadvantage that the heating surfaces Uncontrolled pollution of the brewing facilities and the reuse of the recovered heating energy only possible in connection with so-called external cookers, whose heating surfaces are easier to use cleaner than the heating surfaces of conventional brewing vessels.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Kochung von Maische oder Würze verbrauchte Energie mit Hilfe von Verdichtung der beim Kochen entstehenden Brüden weitgehend zurückzugewinnen und dergestalt zum Betrieb der Kochung wiederzuverwenden, daß die Heizflächen der Kocheinrichtungen von den Verunreinigungen der Brüden frei bleiben. Sie löst diese Aufgabe auf überraschend einfache Weise dadurch, daß sie vorschlägt, in einem zwischen Brüdenverdichter und Heizfläche des oder der Sudgefäße angeordneten Wärmetauscher die von den Brüden mitgefühlte Energie weitgehend auf das eigentliche Heizmittel für die Heizflächen des oder der Sudgefäße zu übertragen.The invention is based on the problem of the energy consumed for cooking mash or wort with the help of compression of the vapors generated during cooking to largely recover and in this way to reuse to operate the cooking that the heating surfaces of the cooking devices from the Contaminants in the vapors remain free. It solves this problem in a surprisingly simple manner in that it proposes in a between the vapor compressor and the heating surface of the brewing vessel (s) Heat exchangers largely transfer the energy emitted by the vapors to the actual heating medium for to transfer the heating surfaces of the brewing vessel (s).
Das von der Erfindung vorgeschlagene VerfahrenThe method proposed by the invention
wird anhand des in der F i g. 1 dargestellten Schemas beschrieben. Es bezieht sich auf ein dampfbeheiztesis based on the in F i g. 1 is described. It refers to a steam heated one
'5 Sudwerk, ist jedoch ohne weiteres auch auf ein heißwasserbeheiztes Sudwerk anwendbar.'5 brewhouse, however, is also readily available on a hot water heated brewhouse can be used.
Eine im Schema nicht gezeigte Kesselanlage versorgt die Heizflächen 1 eines Sudkessels 2 durch die Rohrleitungen 3 und 3' mit gesättigtem Heizdampf, der als Primärdampf bezeichnet werden soll. Das anfallende Kondensat wird über den. Kondensatableiter 4 mit Hufe der Kondensatpumpe 5 durch die Rohrleitungen 6' und 6 zur Kesselanlage zurückgeführt.A boiler system, not shown in the scheme, supplies the heating surfaces 1 of a brewing kettle 2 through the Pipelines 3 and 3 'with saturated heating steam, which is to be referred to as primary steam. The accruing Condensate is over the. Steam trap 4 with hooves the condensate pump 5 through the pipes 6 'and 6 returned to the boiler system.
Die im Sudkessel 2 ausgetriebenen Schwaden werden durch das Dunstrohr 7 über die geöffnete Klappe 8 bei geschlossener Klappe 8' so lange über Dach abgeführt, bis die ausgetriebenen Schwaden die zur wirtschaftlichen Verdichtung erforderliche Temperatur erreicht haben. Ist diese Temperatur erreicht, werden die Klappe 8 geschlossen und die Klappe 8' geöffnet. So erreichen die Schwaden durch die Dunstrohrleitung 9 über einen Abscheider 10 den Brüdenverdichter 11. Die Brüden werden auf einen Druck verdichtet, der höher ist als derjenige des Primärdampfes, durch Einspritzen von Wasser auf Sattdampftemperatur gebracht und durch die Rohrleitung 12 zum Heizbündel 13 eines Wärmetauschers 14 geführt. Der Wärmetauscher 14 übt die Funktion eines Dampferzeugers aus, im Falle eines heißwasserbeheizten Sudwerks die Funktion eines Heißwassererzeugers.The vapors expelled in the brewing kettle 2 are passed through the vent pipe 7 via the open flap 8 closed flap 8 'so long discharged over the roof until the expelled swaths to the economic Compaction have reached the required temperature. When this temperature is reached, the flap will 8 closed and the flap 8 'opened. So reach the vapors through the vapor pipe 9 via a Separator 10 the vapor compressor 11. The vapors are compressed to a pressure that is higher than that of the primary steam, brought to saturated steam temperature by injecting water and through the pipeline 12 leads to the heating bundle 13 of a heat exchanger 14. The heat exchanger 14 exercises the Function of a steam generator off, in the case of a hot water-heated brewhouse, the function of a Hot water generator.
Da das von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren grundsätzlich sowohl für dampf- als auch heißwasserbeheizte Sudwerke anzuwenden ist, ist der Wärmetauscher 14 ohne die für Dampf- oder Heißwasserheizung typischen und unterschiedlichen Details dargestellt; sie sind dem Fachmann geläufig.Since the method proposed by the invention is basically for both steam and hot water heated Brewworks is to be used, the heat exchanger 14 is without the one for steam or hot water heating typical and different details shown; they are familiar to the person skilled in the art.
Die verdichteten Brüden erhitzen das den Wärmetauscher 14 teilweise füllende Wasser zur Erzeugung von Dampf, der als Sekundärdampf bezeichnet sei. Das entstehende Kondensat aus den verdichteten Brüden wird durch die Rohrleitung 15 abgeführt.The compressed vapors heat the water partially filling the heat exchanger 14 to generate Steam, which is called secondary steam. The resulting condensate from the compressed vapors is discharged through the pipe 15.
Hat der Sekundärdampf den vorgegebenen DruckDoes the secondary steam have the specified pressure
und die vorgegebene Temperatur des Primärdampfes erreicht, veranlaßt der Fühler 16 die öffnung des Sekundärdampfventils 17 und des Kondensatventils 18.and the predetermined temperature of the primary steam is reached, the sensor 16 causes the opening of the Secondary steam valve 17 and the condensate valve 18.
Den Heizflächen 1 muß eine Dampfmenge zugeführt werden, die durch den Brauprozeß vorgegeben ist. Die Meßblende 19 überwacht die Zuführung der vorgegebenen Dampfmenge. Damit nach dem Öffnen des Sekundärdampfventils 17 die vorgegebene Dampfmenge in der Rohrleitung 3' nicht überschritten wird, veranlaßt die regelnde Meßblende 19 die Schließung des Primärdampfventils 20 so weit, daß die vorgegebene Dampfmenge eingehalten wird. Gleichzeitig schließt die Meßblende 19 das Kondensatventil 21 so weit, daß nur noch diejenige Menge Kondensat durch die Rohrleitung 6 zur nicht gezeigten Kesselanlage zurückgeführt wird, die der aus der Rohrleitung 3 entnommenen Menge anThe heating surfaces 1 must be supplied with an amount of steam that is predetermined by the brewing process. the Orifice plate 19 monitors the supply of the predetermined amount of steam. So that after opening the Secondary steam valve 17 the specified amount of steam in the pipe 3 'is not exceeded, causes the regulating orifice plate 19 to close the primary steam valve 20 so far that the predetermined Amount of steam is adhered to. At the same time the orifice plate 19 closes the condensate valve 21 so far that only that amount of condensate is still returned through the pipe 6 to the boiler system, not shown, the amount withdrawn from the pipe 3
Primärdampf entspricht.Corresponds to primary steam.
Sobald der Brüdenverdichter 11 nach dem Anfahren des Kochprozesses voll beaufschlagt ist und der Dampfdruck im Wärmetauscher 14 den vorgegebenen Wert erreicht hat, veranlaßt die regelnde Meßblcnde 19, daß die Ventile 20 und 21 vollkommen geschlossen werden. Es wird kein Primärdampf mehr verbrauchtAs soon as the vapor compressor 11 is fully loaded after starting the cooking process and the If the steam pressure in the heat exchanger 14 has reached the specified value, the regulating measuring orifice 19 causes that the valves 20 and 21 are completely closed. Primary steam is no longer consumed
F i g. 2 zeigt schematisch ein besonders vorteilhaftes Beispiel für das Verfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung anhand einer Vorrichtung.F i g. 2 schematically shows a particularly advantageous example of the method in the sense of the present invention Invention based on a device.
In einem Sudwerk wird die Würze des Würzekessels 22 Mit Hilfe eines AuDenkochers 23 gekocht. Dabei wird sie von der Pumpe 24 über die Rohrleitung 25 durch Würzekessel 22 und Außenkocher 23 umgepumptThe wort from the wort kettle 22 is boiled in a brewhouse with the aid of an external boiler 23. It will they are pumped around by the pump 24 via the pipeline 25 through the wort boiler 22 and external boiler 23
Der Außenkocher 23 wird bei geöffnetem Ventil 39 über die Rohrleitung 3,31 mit Primärdampf beheizt Sein Kondensat wird über den Kondensatableiter 40 und die Rohrleitungen 6', 6 mit Hilfe der Kondensatpumpe 5 zu der im Schema nicht dargestellten Kesselanlage zurückgebrachtThe external boiler 23 is heated with primary steam via the pipeline 3, 3 1 with the valve 39 open. Its condensate is returned via the condensate drain 40 and the pipelines 6 ', 6 with the aid of the condensate pump 5 to the boiler system not shown in the scheme
Die im Wörzckessc! 22 aus der Würze ausgetriebenen Brüden verlassen den Würzekessel 21 durch das Dunstrohr 26. Der im Dunstrohr 26 angeordnete Meßfühler 27 stellt den Zustand der Schwaden fest.The ones in Wörzckessc! 22 expelled from the wort Vapors leave the wort boiler 21 through the vent pipe 26. The one arranged in the vent pipe 26 Sensor 27 determines the condition of the swath.
Eignet sich der Zustand der Schwaden noch nicht zur Brüdenverdichtung, gibt der Meßfühler 27 mit Hilfe der Umstellklappe 28 den Weg in die Dunstrohrleitung 29 frei. Ein Ventilator 30 transportiert die Schwaden zum Pfannendunstkondensator 31, dessen Aust.-.uscherbündel 32 an eine Kaltwasserleitung 33 angeschlossen ist. Die Schwaden werden im Pfannendunstkondensator 31 niedergeschlagen und das Kondensat mit den in ihm gebundenen unerwünschten Aromastoffen durch den Ablauf 34 in den Gully 35 abgeleitet Die Restluft geht durch die Leitung 36 über Dach. Praktische Erfahrungen weisen nach, daß die Beschaffenheit dieser Restluft den Forderungen der heute gültigen Immissionsschutzgesetze gerecht wird.If the state of the vapor is not yet suitable for vapor compression, the sensor 27 gives with the aid of the Reversing flap 28 clears the way into the vapor pipe 29. A fan 30 transports the steam to the Pan vapor condenser 31, its Aus 32 is connected to a cold water line 33. The steam is in the pan vapor condenser 31 precipitated and the condensate with the undesirable flavoring substances bound in it through the Drain 34 is diverted into the gully 35. The remaining air goes through the line 36 over the roof. Practical experience prove that the quality of this residual air meets the requirements of the current immission protection laws is fair.
Sobald der Meßfühler 27 feststellt, daß die im Dunstroh. 26 abgeführten Schwaden zur Verdichtung geeignet sind, läßt er die Umstellklappe 28 den Weg zur Rohrleitung 29 verschließen und de?i Weg zur Rohrleitung 9 freigeben. Die Schwaden gelangen über den Abscheider 10 zum in seiner Leistung regulierbaren Verdichter 11'. Die Brüden werden auf einen Druck verdichtet, der höher ist als derjenige des Primärdampfes, durch Vermittlung des Fühlers 37 über das Einspritzventil 38 mit Wasser gesättigt und durch die Rohrleitung 12 zum Heizbündel 13 eines Dampferzeugers 14' geführt. Dort werden sie zur Erzeugung von Sekundärdampf kondensiert; das noch unter dem Verdichtungsdruck stehende Kondensat wird über die Entspannungsdrossel 41 in den Kondensatkühler 42 entspannt. Es gibt den größten Teil seiner Restwärme an das durch das Austauscherbündel 43 fließende Wasser ab, welches, durch die Kaltwasserleitung 33 ankommend, im Pfannendunstkondensator 31 vorgewärmt wurde und dem Austauscherbündel 43 durch die Rohrleitung 44 zugeführt wird. Das im Kondensatkühler 42 erwärmte Wasser fließt durch die Rohrleitung 45 zur Wasserversorgungsanlage der Brauerei zurück.As soon as the sensor 27 detects that the hazy straw. 26 evacuated swaths for compaction are suitable, he lets the changeover valve 28 close the path to the pipeline 29 and the path to the Release pipe 9. The steam pass through the separator 10 to the adjustable in its performance Compressor 11 '. The vapors are compressed to a pressure that is higher than that of the primary steam, through the intermediary of the sensor 37 via the injection valve 38 saturated with water and through the Pipeline 12 to the heating bundle 13 of a steam generator 14 '. There they are used to generate Secondary steam condenses; the condensate, which is still under the compression pressure, is transferred to the Relaxation throttle 41 relaxed in the condensate cooler 42. There is most of its residual heat to the water flowing through the exchanger bundle 43, which, through the cold water line 33 arriving, was preheated in the pan vapor condenser 31 and the exchanger bundle 43 by the Pipeline 44 is supplied. The water heated in the condensate cooler 42 flows through the pipe 45 to Water supply system of the brewery back.
Das im Kondensatkühler anfallende Kondensat wird über den Abgang 45 in den Gully 35' abgeleitet. Die Entspannungswrasen aus dem Kondensatkühler 42 werden durch dit Rohrleitung 46 vor dem Ventilator 30 in die Rohrleitung 29 eingeführt und im Pfannendunstkondensator 31 niedergeschlagen. Die Restluft entweicht durch die Rohrleitung 36 über Dach.The condensate accumulating in the condensate cooler is discharged via the outlet 45 into the gully 35 '. the Relaxation vapors from the condensate cooler 42 are discharged through the pipeline 46 upstream of the fan 30 introduced into the pipe 29 and in the pan vapor condenser 31 dejected. The remaining air escapes through the pipe 36 over the roof.
Auch diese Restluft entspricht den Forderungen der gültigen Immissionsschutzgesetze.This residual air also complies with the requirements of the applicable pollution control laws.
Sobald der im Dampferzeuger 14' erzeugte Sekundärdampf den für den Primärdampf vorgegebenen Zustand erreicht hat, veranlaßt der Fühler 16 die öffnung des Sekundärdampfventils 17 und des Kondensatventils 18.As soon as the secondary steam generated in the steam generator 14 'is the same as that specified for the primary steam Has reached the state, the sensor 16 causes the opening of the secondary steam valve 17 and the condensate valve 18th
Damit nach dem öffnen des Sekundärdampfventils 17 die vom Brauprozeß für den Außenkocher 23 verlangte Dampfmenge nicht überschritten wird, veranlaßt die regelnde Meßblende 19' eine entsprechende Drosselung des Primärventils 20 und des Kondensatventils 21. Zum Zeitpunkt in dem der Dampferzeuger die gesamte vom Außenkocher 23 benötigte Menge Dampf zur Verfügung stellt, werden die Ventile 20 und 21 vollkommen geschlossen, wird nur noch der Kreislauf des Sekundärdampfes betrieben und kein Primärdampf mehr verbraucht.So that after the opening of the secondary steam valve 17 the brewing process required for the external boiler 23 The amount of steam is not exceeded, the regulating orifice plate 19 'causes a corresponding throttling of the primary valve 20 and the condensate valve 21. At the time when the steam generator has the entire from External boiler 23 provides the required amount of steam, the valves 20 and 21 become perfect closed, only the secondary steam cycle is operated and no more primary steam consumed.
In Abhängigkeit vom Sudprogramm tritt in der Brauerei häufig der Fall ein, daß ;'.::n die Zeiten, zu der in verschiedenen Sudkesseln gekocln w^d, überschneiden. So ist es beispielsweise möglich, daß im Maischekessel 47 das Maischekochen beginnt, während im Würzekessel 22 noch die Würze des vorausgegangenen Sudes gekocht wird. Zum Aufheizen und Kochen der Maische wird das Ventil 48 geöffnet. Dadurch strömt Dampf aus der Rohrleitung 3' in die Heizflächen 49 des Maischekessels 47. Das sich bildende Kondensat gelangt über den Kondensatabscheider 50 und die Rohrleitung 6' zur Kondensatpumpe 5. N is the times at which various copper kettles in gekocln w ^ d, overlap: '.:, depending on the Sudprogramm the case that occurs in the brewery a frequently. For example, it is possible that the mash boiling begins in the mash kettle 47 while the wort of the previous brew is still being boiled in the wort kettle 22. The valve 48 is opened to heat up and cook the mash. As a result, steam flows from the pipeline 3 ′ into the heating surfaces 49 of the mash kettle 47. The condensate that forms reaches the condensate pump 5 via the condensate separator 50 and the pipeline 6 ′.
Aus der Rohrleitung 3' entnehmen nun die Heizflächen 49 und der Außenkocher 23 mehr Dampf, als der Dampferzeuger 14 zu diesem Zeitpunkt erzeugt. Diese größere Dampfmenge wird der regelnden Meßblende 19' von einer im Schema nicht dargestellten Steuereinrichtung angezeigt, die sich an der Stellung der Ventile 39 und 48 orientiert Der zusätzlich benötigte Primärdampf wird auf Veranlassung der regelnden NJeßblende 19' über das Primärdampfventil 20 dem in der Leitung 3' strömenden Sekundärdampf zugespeist Gleichzeitig ..ißt die Meßblende 19' das Kondensatventil 21 sich so weit öffnen, daß der nicht gezeigten Kesselanlage durch die Rohrleitung 6 diejenige Menge Kondensat zurückgeführt wird, die der Menge des zugespeisten Primärdampfes entspricht.From the pipeline 3 ', the heating surfaces 49 and the external boiler 23 take more steam than that Steam generator 14 generated at this time. This larger amount of steam is used by the regulating orifice plate 19 'displayed by a control device, not shown in the scheme, which is based on the position of the valves 39 and 48 oriented The additionally required primary steam is caused by the regulating NJeßblende 19 'fed via the primary steam valve 20 to the secondary steam flowing in the line 3' at the same time .. if the measuring orifice 19 'the condensate valve 21 is so open wide that the boiler system, not shown, returned through the pipe 6 that amount of condensate corresponding to the amount of primary steam supplied.
Es ist ein besonderer Vorteil des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens, daß es dank dem Dampferzeuger 14' keine direkte Verbindung zwischen den Brüden oder deren Kondensat und dem Heizmittel für die Sudgefäße gibt Es werden dadurch nicht nur die Heizflächen der Kocheinrichtungen nicht verunreinigt, sondern auch nicht Has Speisewasser der im Schema nHrt dargestellten Kesselanlage.It is a particular advantage of the method proposed by the invention that, thanks to the steam generator 14 'no direct connection between the vapors or their condensate and the heating medium for The brewing vessels are not only not contaminated by the heating surfaces of the cooking facilities, but also does not have feed water in the scheme nHrt shown boiler system.
Die Schwaden aus dem Maischekessel 47 sind im Gegensatz zu din Schwaden aus dem tV'jrzekessel 22 seltener von einer Beschaffenheit, die sich zur Brüdenverdichtung eignet. Sie werden deshalb in der Regel über das Dunstrohr 5I1 die Umstellklappe 52 und das Dunstrohr 'j3 in die Dunstrohrleitung 29 eingeleitet und dem Pfannendunstkondensator 31 zugeführt. Nur wenn der Meßfühler ausreichende Temperatur und ausreichende Sättigung der Schwaden aus dem Maischekessel 47 feststellt, veranlaßt er die Umstellklappe 52, die Schwaden aus dem Dunstrohr 51 in die Dunstrohrleitung *) einzuleiten. Zugleich gibt er durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung dem regulierbaren Verdichter 1Γ das Signal, daß sich die Menge der zu verdichtenden Brüden erhöht.The steam from the mash kettle 47, in contrast to the steam from the tV'jrzekessel 22, are less often of a quality that is suitable for vapor compression. Therefore, they are usually initiated via the vent pipe 5I 1, the Umstellklappe 52 and the vent pipe 'j3 into the vent pipe line 29 and fed to the vapor condenser 31st Only when the sensor detects sufficient temperature and sufficient saturation of the vapor from the mash kettle 47 does it cause the switchover flap 52 to introduce the vapor from the vent pipe 51 into the vapor pipe *) . At the same time it gives the adjustable compressor 1Γ the signal through a control device, not shown, that the amount of vapors to be compressed is increasing.
Natürlich ist es auch möglich, anstelle eines einzigen regulierbaren Verdichters mehrere Verdichter mit gleichen oder unterschiedlichen Leistungen anzuordnen, die in Abhängigkeit von den anfallenden Schwaden zu-oder abgeschaltet werden.Of course, it is also possible to use several compressors instead of a single adjustable compressor to arrange the same or different services, depending on the resulting steam can be switched on or off.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE3023032A DE3023032C2 (en) | 1980-06-20 | 1980-06-20 | Process for the recovery and reuse of energy from steam in the brewhouse with the help of vapor compression |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE3023032A DE3023032C2 (en) | 1980-06-20 | 1980-06-20 | Process for the recovery and reuse of energy from steam in the brewhouse with the help of vapor compression |
Publications (2)
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| DE3023032A1 DE3023032A1 (en) | 1982-01-14 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE9314102U1 (en) * | 1993-09-17 | 1993-12-23 | Anton Steinecker Entwicklungs Gmbh & Co, 85356 Freising | Brewhouse system with at least two wort pans |
| DE102023117034B3 (en) | 2023-06-28 | 2024-10-24 | Banke Gmbh | Method for wort boiling in a brewing plant and brewing plant |
-
1980
- 1980-06-20 DE DE3023032A patent/DE3023032C2/en not_active Expired
Also Published As
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|---|---|
| DE3023032A1 (en) | 1982-01-14 |
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