DE3819355A1

DE3819355A1 - Verfahren und vorrichtung zur energieeinsparung beim kochen von bierwuerze

Info

Publication number: DE3819355A1
Application number: DE19883819355
Authority: DE
Inventors: Alfons Wolfseder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1988-06-07
Publication date: 1989-12-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kochen von Bierwürze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine zur Durchführung geeignete Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine noch weiter gehende Wärmerückgewinnung für die externe, barometrische Würzekochung ggf. mit direkter oder indirekter Läuterwürze vorwärmung, wie sie in der DE-OS 36 08 416 offenbart ist, zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu sätzlich eine thermische Brüdenkompression eingesetzt wird. Für diese Brüdenkompression wird vorteilhaft ein Dampfstrahl verdichter verwendet, der einen Teilstrom der freiwerdenden Brüden ansaugt, mit dem Dampf eines höheren Druckes ver mischt und dann zur Heiztemperatur im Außenkocher gehörenden Siededruck verdichtet. Damit die Treibdampfmenge bei dieser thermischen Brüdenkompression weitgehendst reduziert werden kann, wird eine Brüdentemperatur von über 100°C angestrebt. Diese Temperatur ist bei einer barometrischen Kochung nur erreichbar, wenn die Entspannungsverdampfung in einem ge schlossenen dem Außenkocher nachgeschaltenen Ausdampfgefäß stattfindet, wie es in der DE-OS 36 08 416 offenbart ist.

Diese Kombination Außenkocher mit Ausdampfgefäß und dem nachgeschalteten Brüdenkondensator für die direkte Läuter- oder Wasservorwärmung zusammen mit der erfindungsgemäßen thermischen Brüdenkompression ermöglichen Primärenergie einsparungen von 60-65%, die vergleichbar sind mit einer mechanischen Brüdenverdichtung. Der Einsatz von mechanischen Verdichtern (Radial-, Hubkolben-, Walzenkolben- oder Ventilator-Verdichter) erfordert jedoch hohe lnvestitions kosten. Bei diesem System ist der Mehraufwand minimal, denn für die thermische Brüdenverdichtung ist ein konstruk tiv einfacher und preisgünstiger Dampfstrahlverdichter vor gesehen, der keine beweglichen Teile besitzt und daher völlig betriebssicher ist. Ferner kann bei diesem Verfahren die Umweltbelastung bis etwa 96% reduziert werden, da die freiwerdende Verdampfungswärme aus etwa 10% Gesamtverdampf ung, zur Läuterwürzevorwärmung und über die erfindungsge mäße thermische Brüdenkompression vollständig ausgenutzt wird.

Durch Kühlung des anfallenden Brüden- und Außenkocherkon densates wird neben dem Brau- oder Betriebswasser das nach zufüllende Kesselspeisewasser von etwa 12°C auf etwa 85°C vorgewärmt, wodurch eine weitere Primärenergieeinsparung erreicht wird, bei einer Reduzierung der Ausleittempera turen auf etwa 25°C (Immissionsschutz). Wegen weiterer, hier nicht mehr näher erläuterten Einzelheiten wird auf den Inhalt der DE-OS 36 08 416 vollinhaltlich Bezug genommen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels und anhand der Zeichnung.

Die für das Kochen bestimmte Läuterwürze eines Sudes läuft bei einer direkten oder indirekten Vorwärmung, bei einem oder mehreren nicht gezeigten Vorlaufgefäßen immer von einem Vorlaufgefäß zur direkten Vorwärmung entweder über den Brüdenkondensator 13 oder bei einer indirekten Vorwärmung über einen nicht gezeigten Plattenwärmeaustau scher in die Würzepfanne 1 oder bei mehreren Pfannen, immer in die nächste freie Würzepfanne. Erfolgt keine Läu terwürzevorwärmung, beträgt die Einlauftemperatur der Würze etwa 72°C.

Nach dem Füllen der Pfanne(n) wird die vorgewärmte Läuter würze zur weiteren Aufheizung auf Kochtemperatur aus der Würzepfanne 1 bei geöffnetem Absperrorgan 4 mit den Pumpen 5 und 6 über den Außenkocher 2 und das Ausdampfgefäß 3 zurück in die Würzepfanne 1 umgewälzt. Das Aufheizen der Läuterwürze auf Kochtemperatur und das Ankochen erfolgt mittels Sattdampf. Die beim Ankochen freiwerdenden Brüden, werden zur weiteren Aufheizung der Würze auf beispielsweise 105°C oder sogar 108°C und zur anschließenden Kochung aus dem Ausdampfgefäß 3 über die Brüdenleitung 7 und dem geöffne tem Absperrorgan 8, sowie über die Beschickungsleitung 9 mit dem Dampfstrahlverdichter 10 angesaugt und gleichzeitig mit dem Treibdampf (=Sattdampf) aus der Beschickungsleitung 11 vermischt und zur Heiztemperatur im Außenkocher 2 ge hörenden Siededruck verdichtet. Mittels der überschüssigen Brüden, die während der Würzekochung anfallen und nicht ver dichtet werden können, erfolgt eine gleichzeitige Läuterwür ze- oder Wasservorwärmung.

Dabei gelangen diese Brüden über das Regulierorgan 12 in den Brüdenkondensator 13 und werden dort in einem Wärme tausch mit der zu erwärmenden Läuterwürze oder Wassers voll ständig niedergeschlagen. Das dabei anfallende Kondensat und das Kondensat vom Außenkocher 2 wird im Kondensatgefäß 14 aufgefangen und im nachgeschaltenen Kondensatkühler 15 mit 12grädigem Wasser auf ca. 25°C abgekühlt. Dabei erwärmt sich das Kühlwasser, das als Brau- oder Betriebswasser verwendet wird, sowie das nachzufüllende und aufbereitete Kesselspeisewasser auf etwa 85°C.

Das Nachfüllen von Kesselspeisewasser ist erforderlich, da das Kondensat aus dem Mischdampf im Dampfkessel nicht ver wendet werden kann.

Bei der Entspannungsverdampfung im Ausdampfgefäß 3 wird der flüssigen Phase der Kochwürze Energie entzogen, so daß sich deren Temperatur auf ca. 100°C vermindert und die Kochwürze mit dieser Temperatur über die Förderpumpe 6 in die baromet risch arbeitende Würzepfanne 1 eingeführt wird. Ferner kann auch bei einer Niederdruckkochung, mit Innen- oder Außenkocher, ein Dampfstrahlverdichter als thermische Brü denkompression eingesetzt werden. Dabei werden die frei werdenden Brüden direkt, ohne Ausdampfgefäß, aus der Nieder druck-Würzepfanne abgesaugt.

Da bei einer Niederdruckkochung die Gesamtverdampfung ge ringer ist, reicht der überschüssige Brüden nicht mehr aus für eine wirtschaftliche Läuterwürzevorwärmung und wird deshalb zweckmäßig zur Warmwassererzeugung genutzt.

Claims

1. Verfahren zur Energieeinsparung beim Kochen von Bier würze, vorzugsweise bei einer externen barometrischen Kochung mit direkter oder indirekter Läuterwürzevorwär mung, bei der nach dem Außenkocher und zwischen der Würzepfanne oder mehreren Würzepfannen ein Ausdampf gefäß eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß für eine zusätzliche Primärenergieeinsparung während der Würzekochung eine thermische Brüdenkompression ein gesetzt wird. Dabei wird vorteilhaft ein Dampfstrahl verdichter verwendet, der aus dem Ausdampfgefäß einen Teilstrom der freiwerdenden Brüden ansaugt, mit dem Dampf eines höheren Druckes vermischt und dann auf den Siededruck des Außenkochers verdichtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa die Hälfte der freiwerdenden Brüden über den er findungsgemäßen Dampfstrahlverdichter angesaugt, mit dem Dampf eines höheren Druckes vermischt und zur Heiztemperatur im Außenkocher gehörenden Siededruck verdichtet werden und gleichzeitig mit dem überschüssi gen Brüden in dem nachgeschalteten Brüdenkondensator, der mit dem Dampfraum des Ausdampfgefäßes in Verbindung steht, entweder bei einem quasi-kontinuierlichen Kochverfahren die Läuterwürze der entsprechenden Teil sude direkt bis nahe Kochtemperatur vorgewärmt wird oder bei einem diskontinuierlichen Kochverfahren vorerst eine Wasservorwärmung von etwa 78°C auf etwa 96°C erfolgt, um dann in einem weiteren Wärmetausch mittels diesem heißen Wassers, das in einem Wärmespeicher zwischenge lagert wird, die Läuterwürze des nächsten Sudes von etwa 72° auf etwa 93°C vorzuwärmen. Beide Kochverfahren sind in der DE-OS 36 08 416 offenbart.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freiwerdenden Brüden aus ca. 10% Gesamtverdampfung zur Hälfte für die Läuterwürzevorwärmung des nächsten Sudes und zur Hälfte über die erfindungsgemäße thermische Brüdenkompression zu Heizdampf verdichtet werden und das während dieser Kochphase das anfallende Brüden- und Außenkocherkondensat in einem Kondensatgefäß gesammelt werden und durch Kühlung in einem nachgeschalteten Konden satkühler im Gegenstrom Brau- oder Betriebswasser, sowie das nachzufüllende Kesselspeisewasser von etwa 12°C auf etwa 85°C vorgewärmt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa die Hälfte der freiwerdenden Brüden über den erfin dungsgemäßen Dampfstrahlverdichter angesaugt, mit dem Dampf eines höheren Druckes vermischt und zur Heiztempe ratur im Außenkocher gehörenden Siededruck verdichtet werden und mit dem überschüssigen Brüden, vorzugsweise bei einem diskontinuierlichen Kochverfahren, in dem nach geschalteten Brüdenkondensator ausschließlich Brau- oder Betriebswasser von etwa 12°C auf etwa 85°C erwärmt werden. Bei diesem Verfahren ohne Läuterwürzevorwärmung können durch die erfindungsgemäße thermische Brüdenkompression noch beachtliche Primärenergieeinsparungen erreicht werden, bei entsprechend verminderten Investitionskosten.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenig stens einem der Ansprüche 1 bis 4,

- mit wenigstens einer Würzepfanne (1),
- und einem Außenkocher (2), ausgeführt als Rohrbündel- oder Plattenwärmeaustauscher,
- und einem Ausdampfgefäß (3), für Durchführung der Entspannungsverdampfung,
- mit einem Brüdenkondensator (13), zur direkten Läuter würze- oder Wasservorwärmung
- einem Kondensatsammelbehälter (14),
- einem Kondensatkühler (15), für weitere Warmwasser gewinnung bzw. Vorwärmung des Kesselspeisewassers bei Reduzierung der Ausleittemperaturen (Immissionsschutz)

dadurch gekennzeichnet,
daß für eine weitergehende Wärmerückgewinnung ein Dampf strahlverdichter (10) als thermische Brüdenkompression eingesetzt wird und zusammen mit der Läuterwürzevorwär mung Primärenergieeinsparungen von 60-65% erreicht werden, die vergleichbar sind mit einer mechanischen Brüdenkompression bei jedoch wesentlich niedrigeren ln vestitionskosten.
Die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung bewährter Bauelemente.