DE32106C - Mechanisches Malzbereitungsverfahren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 6: Bier, Branntwein, Wein, Essig und Hefe.

ADOLPH BEHR in COETHEN. Mechanisches Malzbereitungsverfahren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. November 1884 ab..

Schon mehrfach sind Versuche gemacht worden, das Verfahren der Malzbereitung von den bei der Handarbeit unvermeidlichen Uebelstä'nden unabhängig zu machen und die einzelnen Arbeitsprocesse durch Maschinen verrichten zu lassen. Trotz der vielen bekannten Maschinen ist ein continuirliches, den Erfolg völlig garantirendes Arbeitsverfahren noch nicht bekannt und sind die bekannten Keimapparate noch fast gar nicht in den" Mälzereien eingeführt, während zur Vollziehung des Darrprocesses noch immer die bekannten, sehr viel Raum beanspruchenden Hordendarren üblich sind, die man in rationell eingerichteten Mälzereien höchstens mit einer mechanischen Wendevorrichtung versieht.

Zweck dieser Erfindung ist, für Mälzereien durch Anwendung geeigneter Maschinen und Apparate eine continuirliche und vollständig mechanische Malzbereitung zu schaffen: ;

Die erste zu . diesem Zwecke erforderliche Maschine ist der Keimapparat A, Blatt I und II. Derselbe stellt eine Combination der pneumatischen und der mechanischen Keimapparate dar, da sich nur hierdurch ein Apparat ergiebt, welcher allen an ihn zu stellenden Anforderungen zu genügen im Stande ist. Diese Anforderungen sind:

ι. die Aufrechthaltung einer niederen, möglichst gleichbleibenden Temperatur im Apparat;

2. die Zuführung einer hinreichenden Menge reiner, mit Wasser gesättigter Luft, wobei das Wasser dazu dient, das im Getreide vorhandene, verdunstende zu ersetzen und hierdurch einen gleichmäfsigen Feuchtigkeitsgehalt zu bewirken ;

3. die Entfernung der beim Keimprocesse sich entwickelnden Kohlensäure und

4. ein sachgemäßes Umwenden des Getreides, welches zum gleichmäfsigen Keimen unbedingt erforderlich ist.

Auf Blatt I ist das Arrangement des Keimapparates, auf Blatt II, Fig. 1 bis 6, die Detailconstruction desselben dargestellt. Der Keimapparat besteht, wie aus Fig. 1 und 3, Blatt II, ersichtlich, aus einer Anzahl (hier acht) Abtheilungen I bis VIII. Jede dieser Abtheilungen ist mit Mannlochöffnungen versehen, durch welche das Getreide in den Apparat gebracht wird. Die Drehung des Apparates erfolgt mittelst der Riemscheibe r_u deren Welle ein kleines Zahnrad trägt, welches in einen am Keimapparat befestigten Zahnkranz eingreift. Nachdem die sämmtlichen Abtheilungen I bis VIII theilweise mit gequelltem Getreide gefüllt und durch die Mannlochdeckel geschlossen sind, wird der Apparat in Rotation versetzt und demselben nunmehr durch eine besondere Vorrichtung frische und kalte Luft zugeführt. Diese Vorrichtung ist folgendermafsen beschaffen:

Eine Luftpumpe (Compressor) B, Blatt I, saugt frische Luft aus dem Freien durch das Rohr 1 an und drückt dieselbe durch die Rohrleitung 2 unter den Wasserspiegel des Brunnens C. Das. Mundstück des Rohres 2 bildet einen grofseri. Trichter mit vielen kleinen Oeffnungen, durch welche die Luft austritt und, sich im Brunnen möglichst vertheilend, durch das Wasser nach

oben tritt. Der Brunnen soll, wenn möglich, nur Grundwasser enthalten und wird zu diesem Zweck in seinem oberen Theile mit einer für das Oberwasser undurchdringlichen Cementschicht verkleidet und aufserdem oben mit einem hermetisch schliefsenden Deckel versehen, durch welchen die verschiedenen Rohre dicht schliefsend hindurchgeführt werden. Durch diese Anordnung wird erreicht, dafs das im Brunnen befindliche Wasser im Winter und Sommer eine gleichmäfsige kühle Temperatur bewahrt. Um auch die Temperatur der in den Brunnen gedrückten Luft stets soviel wie möglichst gleichmäfsig zu erhalten, empfiehlt es sich, die Luftentnahme im Winter an der Südseite, im Sommer an der Nordseite des Gebäudes zu bewirken. Die durch das Wasser geprefste Luft wird hierdurch einen gewissen Feuchtigkeitsgrad und aufserdem die ungefähre Temperatur des Grundwassers annehmen, und gelangt aus dem Brunnen durch die Rohrleitung 3 und das Mundstück α in das Innere der hohlen Welle b, Blatt II, Fig. 2. Von dieser Welle b führen eine Anzahl Rohre c nach den einzelnen Abtheilungen des Keimapparates; jedes dieser Rohre mündet an der Stirnwand d in einen mit Siebblech überdeckten Kanal, so dafs die Luft sich gleichmäfsig in der ganzen Getreidemasse vertheilt. Das Siebblech verhindert das Eindringen von Getreidekörnern in die Mündungen e der Rohre c und kann, da es schieberartig eingesetzt ist, behufs Reinigung leicht entfernt werden. Jedes Rohr c ist vor der Stirnwand des Apparates mit einem Hahn g versehen, vermittelst dessen man der Luft den Zutritt in die einzelnen Abtheilungen wehren oder gestatten kann. Je zwei Abtheilungen des Keimapparates sind, wie aus Fig. 4 und 6, Blatt II, ersichtlich, durch ein Rohr k verbunden und kann diese Verbindung durch einen Hahn / bezw. g abgesperrt werden.

Das Rohrsystem der vorderen Stirnwand d ist in Fig. 4, Blatt II, das der hinteren Stirnwand m in Fig. 6 dargestellt. Soll die kalte Luft nun zuerst in die Abtheilung I eintreten, so ist die Stellung der Hähne folgende: g_L offen, /₈ bis Z₁ zu, Zi₈ offen, die übrigen Hähne g₂ bis g_s und Zj₁ bis h₇ zu, die Hähne Z und q offen. Die Luft tritt nunmehr durch Rohr C₁, Hahn g_l und Mündung e_y in die Abtheilung I des Keimapparates, durchstreicht das in derselben befindliche Getreide und tritt an der hinteren Stirnwand durch die Mündung O₁, das Verbindungsrohr ^₂ bis q₁ und die Mündung O₂ in die Abtheilung II, durchstreicht hier wieder das Getreide, tritt an der entgegengesetzten (vorderen) Stirnseite des Apparates durch die Mündung p.₂ in das Verbindungsrohr k₂ bis Ar₃ und durch die Mündungp₃ in die Abtheilung III. Auf diese Weise durchzieht die Luft sämmtliche acht Abtheilungen und verläfst die Abtheilung VIII an der hinteren Stirnwand durch den Hahn Z?₈ und das Rohr i_s. Aus der hohlen Welle b wird die mit Kohlensäure geschwängerte Luft durch den Zug des mit dieser Welle durch ein Rohr in Verbindung stehenden Kamins entfernt. Statt zuerst in die Abtheilung I, kann man die kalte Luft nach Belieben durch entsprechende Einstellung der Hähne in jede andere der Abtheilungen leiten und bleibt der Kreislauf ganz derselbe. Läfst man die Luft z. B. zuerst in die Abtheilung II treten, so durchstreicht dieselbe die Abtheilungen II bis VIII, tritt aber bei VIII nicht an der hinteren Stirnwand aus, sondern an der vorderen Stirnwand in I über und verläfst diese Abtheilung an der hinteren Stirnwand in der oben beschriebenen Weise.

Das Wasser des Brunnens wird durch die hindurchgeprefste Luft, welcher sie die Wärme entzieht, allmälig eine höhere Temperatur annehmen und steigt das wärmere Wasser naturgemäfs nach oben und wird von dort mit Vortlieil durch das Rohr 4, Blatt I, abgepumpt und zum Weichen des Getreides in den Quellstöcken verwendet, wozu es sich ganz besonders eignet, da stark lufthaltiges Wasser, wie dieses, der Einleitung des Keimpro cesses ungemein förderlich ist.

Jede Abtheilung des Apparates ist mit einem kleinen Probeschieber r, Blatt II, versehen, durch welchen man sich in jedem Augenblicke von dem Fortgange des Keimprocesses unterrichten kann; wird die Beobachtung gemacht, dafs das keimende Getreide zu feucht ist, so wird der Hahn Zj₁ des Rohres 2 geschlossen und der Hahn Zz₂ des Rohres 5" geöffnet; die Luft kommt nun nicht mehr mit dem Wasser direct in Berührung, sondern wird in dem Schlangenrohre von dem dieses umgebenden Wasser gekühlt, tritt somit zwar kühl, aber trocken in den Keimapparat.

Wird die Beobachtung gemacht, dafs selbst beim langsamsten Gange des Compressors B die Luftcirculation im Apparat eine zu schnelle ist, so setzt man den Compressor aufser Betrieb und öffnet den Hahn Zi₃ des Rohres 5^b, alsdann wirkt allein der Zug des Schornsteines, welcher die Luft durch die Rohrleitungen 1, 5^b und 5^a direct aus dem Freien und durch den Brunnen ansaugen wird.

Um die im Innern des Keimapparates herrschende Temperatur genau controliren zu können, wie dies für ein sicheres Arbeiten absolut unerläfslich ist, ist im Innern jeder Abtheilung ein elektrisches Thermometer angebracht, welches das Ueberschreiten der Maximaltemperatur signalisirt. Das Thermometer ist von einer hermetisch schliefsenden Metallhülse umgeben und zum Schütze gegen die Getreidemassen mit einem Drahtsieb verhüllt. Die einzelnen isolirten Leitungsdrähte

der acht Thermometer führen je zu einer der auf der hohlen Welle b sitzenden isolirten acht Metallscheiben, deren jede einen Schleif contact besitzt; an letzteren sind alsdann wieder acht einzelne isolirte Drähte befestigt, die, zu einem Kabel vereinigt, nach einem Signalapparat in der Art der Nummerntableaus der Haustelegraphen führen. Sobald also die Temperatur die Maximalhöhe überschreitet, wird in dem Thermometer ein Contact hergestellt, die Drahtleitung erhält Strom und führt diesen mit Hülfe des Schleifcontactes zu dem Nummerntableau, in welchem sich alsdann die Nummer der betreffenden Abtheilung zeigt, wobei zugleich durch ein Läutesignal die Aufmerksamkeit des den Keimapparat bedienenden Arbeiters geweckt wird. In der zum Schornstein führenden Rohrleitung 6 ist ebenfalls ein mit dem Nummerntableau verbundenes elektrisches Thermometer Z₁ eingeschaltet, welches zur Controle der Durchschnittstemperatur des Keimapparates dient.

Sobald durch Glockensignal und Fallen einer Klappe angezeigt wird, dafs die Temperatur in einer Abtheilung die Maximalgrenze überschritten hat, wird der Luftstrom durch entsprechende Stellung der Hähne zuerst in diejenige Abtheilung geleitet, deren Nummer das Tableau zeigt, darauf wird alsdann, falls der Keimapparat stillstehen sollte, derselbe in Bewegung gesetzt, wodurch die Temperatur in der betreffenden Abtheilung sofort sinken, der Contact unterbrochen und das Klingeln aufhören wird.

Nachdem die Bildung des Grünmalzes im Keimapparat A vollendet ist, wird kurz vor Entleerung des Apparates vermittelst des Compressors B ein Strom trockener Luft in denselben gedrückt, damit das an den Abtheilungswandungen und äüfserlich am Malz hängende Wasser zur Verdunstung gebracht wird. Die Reinigung des Apparates erfolgt in der Weise, dafs nach dem Entleeren desselben und Schliefsen sämmtlicher Mannlöcher und sämmtlicher Hähne h der hinteren Stirnwand m, durch Oeffnen der Hähne h der vorderen Stirnwand d aus ..dem Rohr 7 kaltes Wasser in den Apparat geleitet wird, worauf man die Hähne h der vorderen Stirnwand d ebenfalls schliefst. Jetzt versetzt man den Apparat in Drehung und läfst alsdann nach "einiger Zeit das Wasser mit den abgespülten festen Theilen durch die Ablafshähne /j₄, von denen jede Abtheilung einen besitzt, abfliefsen. Durch das Rohr 8 kann man das in der Rohrleitung 6 sich bildende Condensationswasser ableiten.

Das im Keimapparat A gebildete Grünmalz wird jetzt dem Darrprocesse unterworfen, und zwar zerfällt das Darren hier in zwei getrennte Operationen; durch die erste wird unter Anwendung mäfsig erwärmter Luft der gröfste Theil des im Grünmalz enthaltenen Wassers verdunstet, während durch den zweiten Arbeitsprocefs unter Anwendung gesteigerter Temperatur das eigentliche Darren bewirkt wird. Die beiden hierzu verwendeten Apparate sind der Luftmalzapparat und der Darrmalzapparat, welche beide auf Blatt III gezeichnet sind. Der Luftmalzapparat besteht aus je zwei feststehenden Cylindern G und G₁, welche bewegliche Wellen besitzen, auf denen zum Wenden des Malzes geeignete Flügel befestigt sind. - Die Cylinder haben oben eine mit Mannlochdeckel verschliefsbare Füllöffnung, unten einen mit Zahnstangenvorrichtung verschliefsbaren Schieber, der zum Entleeren des Apparates dient; der Entleerungsschieber ist mit einem kleinen Probeschieber versehen, vermittelst welches man sich jederzeit von dem Fortgange des Darrprocesses überzeugen kann. Die Cylinder G und G₁ werden etwa bis zur Hälfte mit Grünmalz angefüllt, dessen Wassergehalt von etwa 38 pCt. in diesen Apparaten bis auf 15 pCt. erniedrigt werden soll.. Dieses verhältnifsmäfsig grofse Wasserquantum kann nur unter Beobachtung bestimmter Vorsichtsmafsregeln aus dem Malz entfernt werden. Zu diesem Zwecke wird eine Erwärmung der Darrcylinder mittelst warmer Luft bewirkt, welche auf folgende Weise hergestellt und zu den Darrapparaten geleitet wird. C ist ein Ventilator, der mit Stufenscheibe versehen ist, so dafs man denselben nach Bedürfnifs langsam oder schnell laufen lassen kann; F ist eine Heizkammer, in welche eine Reihe Rippenheizkörper aufgestellt sind. Diese Rippenheizkörper werden aus der vom Dampfkessel kommenden Leitung ι mit frischem Kesseldampf oder auch mit dem Retourdampf einer Dampfmaschine versehen und sind unter einander verbunden, so dafs der Dampf in allen circuliren kann. Das Condensationswasser sammelt sich in dem Condensationstopf a. Vermittelst des Ventilators C wird frische Luft durch den Kanal b in die Heizkammer F gedrückt, welche sich dort an den Rippenheizkörpern erwärmt und durch das Rohr 2 nach dem in dem Apparat G angebrachten Luftkanal geleitet wird, welcher sich von· oben bis unten ganz flach an der Längsseite des Darrapparates entlang zieht. Die in dem Apparat sich drehenden Schaufeln halten das Malz immer in Bewegung, so dafs ein gleichmäfsiges Darren gesichert wird. Der Cylinder G₁ hat dieselbe Einrichtung wie G und soll in ihm gewöhnlich das Malz zuerst eingebracht werden, worauf es dann mittelst eines Trichters nach G geleitet wird.

Gerste, mit der man es hier zur Malzdarstellung hauptsächlich zu thun hat, quillt bei 37,5°.C, während die Verkleisterung bei 57,5⁰C. beginnt; wie schon gesagt, sind etwa 23 pCt. Wasser zur Verdunstung zu bringen

und ist aus den eben angeführten Gründen die Verdunstung bei ziemlich niedriger Temperatur vorzunehmen, weil sonst bei Ueberschreitung der erlaubten Grenze das mit Recht so sehr gefürchtete Glasmalz oder Steinmalz gebildet wird, indem durch Verkleisterung der Stärke das Innere des Kornes eine hornartige Beschaffenheit annimmt, welche die Diastase einschliefst und die Wirkung der letzteren hierdurch illusorisch macht. Um das Eintreten dieser Uebelstände unmöglich zu machen, wird dafür gesorgt, dafs die Temperatur in G circa 35⁰ und in G₁ circa 30⁰ beträgt; zu diesem Zwecke wird das Rohr 3, welches die warme Luft von G nach G₁ leitet, und ebenso das Rohr 2 mit einem elektrischen Thermometer versehen, welches das Ueberschreiten der Maximaltemperatur durch ein Läutesignal anzeigt; tritt dieser Fall ein, so wird der Hahn des Rohres 4 geöffnet und dieses hierdurch mit dem Rohr 2, also auch mit dem Apparat G verbunden, worauf direct kalte Luft diesem Apparat zugeführt wird. In derselben Weise kann man durch entsprechende Hahnstellung kalte Luft durch Rohr 5 nach dem Apparat G¹ führen.

Aus den Apparaten mitgerissene feste Theile lagern sich in der StaubKammer 5 ab, aus welcher sie durch einen Schieber entfernt werden können, während feinere Staubtheilchen durch ein vor dem Schornstein angebrachtes Sieb zurückgehalten werden.

Die Reinigung der beiden Luftmalzapparate G und G₁ wird in der Weise bewirkt, dafs durch die Rohre 6 und 7 Wasser oder Dampf eingeleitet wird. Das Schmutzwasser fliefst durch das Rohr 8 ab.

Der Darrmalzapparat besteht ebenfalls aus zwei feststehenden, über einander gelagerten Cylindern H und H₁ , welche im Innern rotirende Rührarme besitzen. Die Luftkanäle im Innern der Cylinder, von denen jeder die ganze Breitseite derselben von oben bis unten einnimmt, sind genau so constrain, wie bei den Luftmalzapparaten, ebenso entspricht die Heizkammer F₁ und der Ventilator C₁ der früher beschriebenen Einrichtung. Jeder der Darrmalzcylinder ist bis zu seiner halben Höhe auf der Aufsenseite mit einem Heifswassermantel m bezw. Wz₁ versehen, welcher mit dem sich in den Condensationstöpfen α und Ci₁ sammelnden Condensationswasser gespeist wird, indem dieses vermittelst des Retour d'eau r, durch das Rohr 9 zunächst in den Mantel des Cylinders H und aus dem letzteren durch Rohr 10 in den Mantel des Cylinders H₁ gedruckt wird.

Die eigentliche Darrtemperatur liegt durchschnittlich zwischen 60 und 70° C. und findet bei dieser Temperatur und Vorhandensein einer beschränkten Menge Wassers eine tief eingreifende Veränderung der Kohlehydrate, Eiweifsstoffe und der Producte der so sehr veränderten "Fettsubstanz statt, und sind es die letzteren, welche die Bildung des Malzaromas bewirken.

Auch bei dem Darrmalzapparat ist die Temperatur in dem oberen Darrcylinder H₁ eine etwas geringere als in dem unteren Cylinder H, und kann das zunächst in den oberen Cylinder gebrachte Malz, nach Aufziehen des am Boden des Apparates befindlichen Schiebers durch den Trichter t in den unteren Cylinder geschafft werden. Elektrische Thermometer zeigen sofort eine etwa eintretende Ueberschreitung der Maximaltemperaturen an und wird in diesem Falle, wenn die Temperatur in den Heifswassermänteln eine zu hohe ist, durch die Rohrleitung 11 kaltes Wasser in die Mantel, und wenn die Temperatur in den Luftkanälen eine zu hohe ist, in diese kalte Luft durch die Rohrleitung 12 bezw. 13 eingeleitet.

Ist der Darrprocefs in H beendet, so wird der Inhalt des Mantels dieses Cylinders durch das Rohr 14 nach dem im Kesselhause befindlichen Vorwärmer geleitet. Die warme Luft wird nun nicht mehr zunächst in den Cylinder H, sondern gleich nach H₁ geleitet, in H wird kalte Luft eingeführt und hierauf dieser Cylinder entleert.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Die Construction des in mehrere Abtheilungen I bis VIII getheilten Keimapparates A, Fig. ι und 3, Blatt II, dessen einzelne Abtheilungen durch die Rohre ck und z, Fig. 4 und 6 (daselbst), verbunden sind und welchen die frische Luft aus dem Hohlraum b der Welle α durch entsprechende Stellung der Hähne g I h und q derart zugeführt wird, dafs dieselbe nach Belieben in jede der Abtheilungen I bis VIII zuerst eingeleitet werden kann und alsdann sämmtliche Abtheilungen zu passiren gezwungen wird.

2. Zum Zwecke der Luftkühlung bei mechanischen Keimapparaten die Verwendung eines oben hermetisch geschlossenen Brunnens C, Blatt I, in welchem die Luft mittelst des Compressors B durch das Rohr 2 unter den Wasserspiegel gedrückt und oberhalb desselben gesammelt und abgeleitet wird, sowie die Lagerung des Schlangenrohres 5^a in diesem Brunnen.

3. Zur Herstellung von Malz die Anwendung feststehender Darrcylinder (Luftmalzapparate) G und G₁, Blatt III, welche innen je mit einem an der Längsseite sich von oben bis unten hinziehenden flachen Luftkanal versehen sind, in welchen die warme Luft eingeleitet wird, während das Malz durch ein Rührwerk mit flachen gekrümmten Schaufeln in dem Cylinder in Bewegung gehalten wird.

Zur Herstellung von Malz die Anwendung feststehender Darrcylinder (Darrmalzapparate) H und H₁, Blatt III, deren jeder mit einem Rührwerk zum Wenden des Malzes und innen auf der einen Längsseite mit einem von oben nach unten sich erstreckenden Luftkanal versehen ist, in welchen die heifse Luft eingeleitet wird, aufserdem noch bis zur halben Höhe von einem festschliefsenden Mantel umgeben ist, der behufs Heizung der Cylinder mit heifsem Wasser gefüllt wird.

Die Anwendung nachstehend aufgeführter, aus der Zeichnung ersichtlichen Apparate:

a) des Malzkeimapparates A,

b) der Ventilatoren C und C₁,

c) der Heizkammern F und F₁,

d) der Luftmalzapparate G und G₁ und

e) der Darrmalzapparate H und H₁

in ihrer Vereinigung und in der aufgeführten Reihenfolge zum Zwecke der mechanischen Malzbereitung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.