DE3614431A1

DE3614431A1 - METHOD AND DEVICE FOR ENERGY-SAVING CONTINUOUS BOILING OF BEERWERZE

Info

Publication number: DE3614431A1
Application number: DE19863614431
Authority: DE
Inventors: György Dr. Béndek; Imre Budapest Horváth; István Marjai; Peter Ullmann
Original assignee: KOEBANYAI SOERGYAR
Current assignee: KOEBANYAI SOERGYAR
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1986-12-04
Also published as: HU195243B; CS407486A2; GB8612258D0; GB2182672A; ATA120286A; AT386605B; FR2582668B1; GB2182672B; DD244989A5; HUT41064A; FR2582668A1

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ENERGIESPARENDEN KONTINUIERLICHEN SIEDEN VON BIERWÜRZEPROCESS AND DEVICE FOR ENERGY-SAVING CONTINUOUS BOILING OF BEER WORT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum energiesparenden kontinuierlichen Sieden von Bierwürze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method and a device for the energy-saving continuous boiling of wort according to the preamble of claim 1.

Beim Sieden der Bierwürze, dem sogenannten Hopfenkochen, laufen sehr komplexe Prozesse ab, in deren Verlauf sich die Bitterstoffe des Hopfens auflösen und eine Isomerumlagerung erfahren, die Eiweiße koagulieren, unerwünschte Geschmacksstoffe austreten, die Konzentration der Würze durch die Verdampfung des Wassers ansteigt, reduzierende Substanzen und Aromastoffe gebildet werden, noch funktionsfähige Enzyme inaktiviert werden und die Würze keimfrei wird.When boiling the wort, the so-called hop boiling, Very complex processes take place in the course of which the bitter substances in hops dissolve and an isomer rearrangement occurs experience, the proteins coagulate, unwanted flavors escape, the concentration of the wort as the water evaporates, reducing substances and aromatic substances are still formed Functioning enzymes are inactivated and the flavoring becomes sterile.

Beim klassischen Sieden der Bierwürze bei atmosphärischem Druck laufen die genannten Prozesse in der gewünschten Weise ab, man erhält eine sehr gute Bierwürze.With the classic boiling of the wort in an atmospheric setting Pressure, the processes mentioned run in the desired way, you get a very good wort.

Das Gesamtverfahren ist jedoch diskontinuierlich und aufwendig und verbraucht vor allem sehr viel Energie. Das Aufheizen und Kochen eines Hektoliters Bierwürze erfordert 15 bis 20 kg Dampf.However, the overall process is discontinuous and complex and, above all, consumes a great deal of energy. That Heating up and boiling one hectolitre of beer wort requires 15 to 20 kg of steam.

Zur Verbesserung des Prozeßwirkungsgrades und zum Einsparen von Wärmeenergie ist aus der DE-AS 1 091 516 ein Verfahren bekannt, bei dem die Würze auf 130 bis 150° C erwärmt und bei dieser Temperatur 3 bis 4 Minuten lang gehalten wird. Anschließend wird der Druck auf die Würze in mehreren Stufen plötzlich verringert. Der bei der plötzlichen Expansion entstehende Sattdampf wird zumTo improve the process efficiency and to save thermal energy, DE-AS 1 091 516 is a Process known in which the wort is heated to 130 to 150 ° C and at this temperature for 3 to 4 minutes is held. Then the pressure on the wort is suddenly reduced in several stages. The one at the sudden expansion resulting saturated steam becomes

Vorwärmen von neu zugeführter Würze genutzt. Auf diese Weise kann ein großer Teil der Wärmeenergie im Kreislauf gehalten werden, und nur in der letzten Stufe, in der die Würze auf 130 bis 150° C erwärmt wird, muß Frischdampf, also primäre Energie, eingesetzt werden.Preheating of newly supplied wort is used. In this way, a large part of the thermal energy can be in the circuit must be kept, and only in the last stage, in which the wort is heated to 130 to 150 ° C, must live steam, i.e. primary energy.

Mit diesem Verfahren wird eine schnelle Koagulierung des Eiweißes, ein guter Wirkungsgrad bei der Isomerisierung der Bitterstoffe und eine bedeutende Energieeinsparung erreicht, der Geschmack des Bieres erreicht jedoch die Qualität der nach der klassischen Technologie hergestellten Biere nicht. Wegen des hohen Dampfdruckes und der hohen Temperatur müssen teure Vorrichtungen verwendet werden. Nachteilig ist auch, daß zur Entfernung der sich kontinuierlich bildenden Ablagerungen der Betrieb häufig unterbrochen werden muß.This procedure ensures rapid coagulation of the Protein, a good degree of efficiency in the isomerization of the bitter substances and significant energy savings achieved, but the taste of the beer reaches the quality of that made according to classical technology Don't beers. Because of the high vapor pressure and temperature, expensive devices must be used will. Another disadvantage is that operation is frequent to remove the continuously forming deposits must be interrupted.

Die Geschmacksverschlechterung, die durch die bei hoher Temperatur erfolgende Verdampfung verursacht wird, kann nach der DE-PS 3 336 310 dadurch vermieden werden, daß in die Vorwärmereihe nach der auf über 100° C aufheizenden Stufe, aber noch vor der mit Frischdampf beheizten Hochtemperaturstufe ein Druckminderer (Verdampfer) zwischengeschaltet wird. Auf diese Weise werden die für den Geschmack des Bieres schädlichen Substanzen noch bei entsprechend niedrigerer Temperatur aus der Würze entfernt.The taste deterioration caused by the high temperature evaporation can according to DE-PS 3 336 310 can be avoided that in the preheating row after heating to over 100 ° C Stage, but before the high-temperature stage heated with live steam, a pressure reducer (evaporator) is interposed will. In this way, the substances that are harmful to the taste of the beer are still appropriately removed from the wort at a lower temperature.

Verglichen mit den bekannten Technologien kann eine stärkere Wasserverdampfung erreicht werden. Der Energiebedarf des Verfahrens ist jedoch - die gleiche Verweilzeit bei der hohen Temperatur vorausgesetzt - größer als im Falle der ohne zwischengeschalteten Druckminderer arbeitenden kontinuierlichen Technologie.Compared with the known technologies, more water evaporation can be achieved. The energy requirement of the process is - provided the same residence time at the high temperature - greater than in Case of the continuous technology that works without an intermediate pressure reducer.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein energiesparendes kontinuierliches Verfahren zum Sieden von Bierwürze und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit denen Biere hergestellt werden können, die in der Qualität den nach der klassischen Methode hergestellten um nichts nachstehen.The object on which the invention is based is therefore to provide an energy-saving continuous process for boiling wort and to create a device for carrying out this method, with which Beers can be produced that are of the same quality as those produced by the classical method for nothing lag behind.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und 2 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features specified in the characterizing part of claims 1 and 2.

Erfindungsgemäß können also mit weniger Energieaufwand den auf klassische Weise hergestellten Bieren um nichts nachstehende Biere hergestellt werden, da man die Würze in der mit Frischdampf beheizten, die höchste Temperatur aufweisenden Stufe auf eine wesentlich geringere Temperatur als die übliche erwärmt, die bei dieser Temperatur erforderliche Verweilzeit wesentlich kürzer als bekannt gestaltet, jedoch im vorletzten Entspannungsgefäß eine wesentlich längere Verweilzeit einhält und zur Nutzung des Wärmeinhali" s der aus dem letzten Entspannungsgefäß austretenden Würze diese an den Anfang der Vorwärmerreihe zurückleitet und dort mit ihr in einem regenerativen Wärmeaustauscher die frisch ankommende Würze vorwärmtAccording to the invention, you can use less energy The beers produced in the classic way are not produced by anything below, because you add the wort in the stage, which is heated with live steam and has the highest temperature, to a significantly lower temperature heated than the usual, the residence time required at this temperature is much shorter than known designed, but one in the penultimate expansion vessel Maintains a much longer residence time and to use the heat content from the last expansion vessel escaping wort returns it to the beginning of the preheater row and there with it in a regenerative Heat exchanger preheats the freshly arriving wort

Die Temperatur in der letzten Stufe von 120 bis 125° C, und die Verweilzeit von 0,5 bis 2 Minuten bei dieser Temperatur haben sich als vollkommen ausreichend erwiesen. Es ist nicht erforderlich, die Würze auf 150° C zu erwärmen und diese Temperatur 3 bis 4 Minuten lang zu halten, was nur die Aromastoffe schädigt. Die im vorletzten Entspannungsgefäß bei 103 bis 110° C eingestellte Verweilzeit von 20 bis 40 Minuten(bei dem bekannten VerfahrenThe temperature in the last stage from 120 to 125 ° C, and the residence time from 0.5 to 2 minutes at this temperature have proven to be perfectly adequate. It is not necessary to heat the wort to 150 ° C and holding that temperature for 3 to 4 minutes, which only damages the flavoring agents. The one in the penultimate Expansion vessel at 103 to 110 ° C set residence time from 20 to 40 minutes (with the known method

120 bis 134° C 3 bis 4 Minuten) hat zur Folge, daß die Isomerenumlagerung der Bitterstoffe mit einem besseren Wirkungsgrad verläuft. Die Qualität der so hergestellten Biere entspricht der der klassisch hergestellten Biere. Infolge der niedrigeren Temperatur und des bisher nicht verwendeten regenerativen Wärmeaustauschers erfordert das Verfahren wesentlich weniger Energie. Setzt man den Energiebedarf des klassischen Biersiedens bei atmosphärischem Druck auf 100 % , so ist der Energiebedarf des erfindungsgemäßen Verfahrens etwa 25 % dieser Energiemenge, während das bereits bekannte kontinuierliche Verfahren, das mit 3 bis 4 Minuten Verweilzeit bei 130 bis 150° C arbeitet, trotz der Verwertung des aus den Entspannungsstufen stammenden Dampfes immer noch 33 bis 35 % des Energiebedarfes des klassischen Verfahrens braucht. Infolge der niedrigen Temperatur und des geringen Druckes kann die Vorrichtung einfach mit geringem Aufwand gebaut werden, da die Kosten von mit Druckflüssigkeiten arbeitenden Vorrichtungen exponentiell mit dem Druck steigen. Infolge der kürzeren Verweilzeit in der wärmsten Stufe kann diese Stufe, im allgemeinen eine Rohrschlange, kleiner dimensioniert werden, was einen Investitionsvorteil ergibt.120 to 134 ° C 3 to 4 minutes) has the consequence that the isomer rearrangement of the bitter substances with a better Efficiency runs. The quality of the beers produced in this way corresponds to that of the classically produced beers. As a result of the lower temperature and the previously unused regenerative heat exchanger the process requires significantly less energy. If you put the energy requirements of classic beer brewing at atmospheric Pressure to 100%, the energy requirement of the method according to the invention is about 25% of this amount of energy, while the already known continuous process, which has a residence time of 3 to 4 minutes at 130 to 150 ° C works, despite the utilization of the relaxation stages originating steam still 33 to 35% of the energy requirement of the classic process needs. Due to the low temperature and the low pressure, the device can easily with little Effort to be built, since the costs of working with hydraulic fluids devices exponentially with the Pressure rise. As a result of the shorter residence time in the warmest stage, this stage, generally a coil, be dimensioned smaller, which results in an investment advantage.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.Based on a drawing, an embodiment of the Invention explained in more detail.

Wie in d&rZeichnung gezeigt ist, wird die aus einem diskontinuierlich arbeitenden Maischefilter oder aus einem kontinuierlich arbeitenden Filter und einem Auslaugebehälter oder aus einem Sammelbehälter mit einer Temperatür von etwa 70 bis 73° C zugeführte Würze mit einerAs shown in the drawing, the one becomes discontinuous working mash filter or from a continuously working filter and a leaching tank or from a collecting container with a temperature of about 70 to 73 ° C supplied wort with a

Pumpe mit regelbarer Leistung kontinuierlich in einen regenerativen Wärmeaustauscher 1 gedruckt, wo sich die Würze auf etwa 80° C erwärmt. Danach gelangt die Würze in einen ersten Sattdampf/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher 2, wo sie von dem aus einem zweiten Entspannungsgefäß 7 stammenden Sattdampf auf 80 bis 90° C erwärmt wird. In einem zweiten Sattdampf/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher 3, der den Dampf eines ersten Entspannungsgefäßes 6 im Wärmeaustausch nutzt, erhöht sich die Temperatur der Würze auf 90 bis 110° C. Daran schließt sich eine Stufe mit der höchsten Temperatur an, nämlich ein Frischdampf/Flüssigkeit-Wärmeaustauscher 4, in dem die Würze auf 120 bis 125° C erwärmt wird. Darauf folgt ein Verweilbehälter 5, in dem die Würze 0,5 bis 2 Minuten lang, meistens eine Minute lang bei einer Temperatur von 120 bis 125° C verweilt. Die aus dem Verweilbehälter 5 austretende Würze gelangt in das erste Entspannungsgefäß 6. Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung hat zwei Entspannungsstufen, d.h. das erste Entspannungsgefäß ist gleichzei- tig auch das vorletzte.Pump with adjustable power continuously printed in a regenerative heat exchanger 1, where the wort is heated to about 80 ° C. The wort then passes into a first saturated steam / liquid heat exchanger 2, where it is heated to 80 to 90 ° C. by the saturated steam coming from a second expansion vessel 7. In a second saturated steam / liquid heat exchanger 3, which uses the steam from a first expansion vessel 6 for heat exchange, the temperature of the wort increases to 90 to 110 ° C. This is followed by a stage with the highest temperature, namely live steam / liquid -Heat exchanger 4, in which the wort is heated to 120 to 125 ° C. This is followed by a retention tank 5 in which the wort remains at a temperature of 120 to 125 ° C. for 0.5 to 2 minutes, usually one minute. The wort emerging from the retention tank 5 reaches the first expansion vessel 6. The device shown in the drawing has two expansion stages, ie the first expansion vessel is also the penultimate one at the same time.

In dem ersten Entspannungsgefäß 6 verweilt die Würze dann 20 bis 40 Minuten. Die dabei ablaufende Langzeitverdampfung hat den Effekt eines weiteren Siedevorgangs. Während der Verweilzeit sinkt die Temperatur der Würze auf 103 bis 110° C. In dem zweiten Entspannungsgefäß 7 sinkt die Temperatur der Würze auf 100° C ab. Aus dem zweiten Entspannungsgefäß 7 wird die Würze zurück an den Anfang der Vorwärmerreihe in den regenerativen Wärmeaustauscher 1 geleitet, wo sie die neu zugeführte Würze vorwärmt und sich selbst dabei auf 85 bis 89° C abkühlt.The wort then lingers in the first expansion vessel 6 20 to 40 minutes. The long-term evaporation that takes place has the effect of a further boiling process. During the dwell time, the temperature of the wort drops to 103 to 110 ° C. In the second expansion vessel 7 the temperature of the wort drops to 100 ° C. From the second expansion vessel 7, the wort is returned to the The beginning of the preheater row is passed into the regenerative heat exchanger 1, where it preheats the newly supplied wort and cools itself down to 85 to 89 ° C.

Mit dieser Temperatur gelangt die Würze dann zur Weiterverarbeitung. The wort is then sent to further processing at this temperature.

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Claims

v.FÜNER EBBINGHAUS PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN ΘΟ POSTAL ADDRESS: POST BOX 95O16O, D-8OOO MÖNCHEN 95 Köbänyai Sörgyär DEAC-33806 April 29, 1986 REQUIRED AND PREVENTED PROCEDURES FOR FI / RUSPENSIONS TO RETRIEVE YOUR PATENT

1. Process for the energy-saving continuous boiling of wort, in which the wort in several Stages preheated, in a last stage brought to the highest temperature with live steam, then in subjected to several stages of relaxation and the saturated steam generated during the relaxation for preheating is used, characterized that the wort is heated to 120 to 125 ° C in the stage with the highest temperature, in this case Temperature maintains a dwell time of 0.5 to 2 minutes, in the series of those connected in series Expansion vessels in the penultimate expansion vessel a dwell time of 20 to 40 minutes is set and with that emerging from the last expansion vessel Wort preheats the wort newly supplied to the preheaters in a regenerative heat exchanger.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, with saturated steam / liquid heat exchangers connected in series (2, 3), with an output stage (4) heated with live steam and with the heat exchangers (2, 3) expansion vessels (6, 7) connected via lines, characterized by a preheating saturated steam / liquid heat exchanger (2, 3) upstream regenerative heat exchanger (1), one side of which with the line the newly added wort and its other side with the liquid outlet nozzle of the last one Expansion vessel (7) is in communication.