DE4437126A1 - Verfahren zur Kontrolle des Maischprozesses sowie Qualitätsbestimmung angelieferten Malzes - Google Patents
Verfahren zur Kontrolle des Maischprozesses sowie Qualitätsbestimmung angelieferten MalzesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schnellen Bestimmung der Qualität von Malzen
unter Verwendung von Maischen in Brauereien und Getreidebrennereien, das sowohl für
Laboruntersuchungen als auch als Prozeßleitsystem eingesetzt werden kann.
Herkömmliche Malzanalysen geben nicht in jedem Fall das Lösungsverhalten des Malzes
und damit eine reale Einschätzung der Qualität wieder. Deshalb können im Sudhausbe
trieb bei der Verarbeitung von schlecht gelösten Malzen Problemchargen auftreten, deren
Behandlung derzeit durch eine Variation des Maischverfahrens erfolgt. Zum gegenwärti
gen Zeitpunkt ist jedoch eine direkte Prozeßsteuerung aufgrund eines chemischen Analy
severfahrens bzw. einer On-line-Messung unmöglich, so daß empirisch begründete Maß
nahmen eingeleitet werden. So kann z. B. eine Einflußnahme auf die Rastzeiten bei ver
schiedenen Temperaturen durch Kenntnis eines vorausgegangenen Maischvorganges
erfolgen.
Ein Verschnitt nicht befriedigend gelöster Malzpartien ist ebenfalls möglich.
Allgemein bekannt sind analytische Methoden, die die Beschreibung der Qualität von
Braumalzen hinsichtlich des Löseverhaltens und der Enzymaktivität ermöglichen. Hierzu
sind die physikalischen Methoden zur Bestimmung der Mürbigkeit mittels Friabilimeter
bzw. nach Chapon zu zählen (Brautechnische Analysenmethoden, Band I, Methoden
sammlung der Mitteleuropäischen Analysenkommission (MEBAK), 2. Auflage neubearbei
tet und ergänzt, herausgegeben vom Vorsitzenden Prof. Dr. Drawert, Selbstverlag der
MEBAK, Freising-Weihenstephan 1984, S. 176-180).
Diese Methoden basieren auf der Ermittlung mechanischer Eigenschaften. Die Malzquali
tät wird mit diesen Schnellmethoden aussagekräftig, jedoch nur in groben Bereichen cha
rakterisiert. Die gesamte noch vorhandene enzymatische Kapazität des Malzes wird nicht
erfaßt.
Mit Hilfe des Kongreßmaischverfahrens (Brautechnische Analysenmethoden, Band I,
Methodensammlung der Mitteleuropäischen Analysenkommission (MEBAK), 2. Auflage
neubearbeitet und ergänzt, herausgegeben vom Vorsitzenden Prof. Dr. F. Drawert, Selbst
verlag der MEBAK, Freising-Weihenstephan, 1984, S. 184-189) werden mit zwei unter
schiedlichen Zerkleinerungsgraden die unterschiedlichen Extraktbildungen mit einem
nicht intensiven und praxisfernen Infusionsmaischverfahren zur Charakterisierung der
Auflösung als Endpunkt gemessen. Diese Methode ist sehr zeitaufwendig.
Eine bessere Eingrenzung der Qualität von Braumalz bietet die Anwendung der Vier
maischmethode nach Hartong-Kretschmer (Brautechnische Analysenmethoden, Band I,
w.o., S. 227-230).
Wie beim Kongreßmaischverfahren liegt hier ebenfalls nur eine Endpunktmethode vor,
die nicht die Dynamik und Kinetik der ablaufenden enzymatischen Reaktionen verfolgt.
Diese Methode ist sehr zeitaufwendig, weshalb oft nur eine der vier Verhältniszahlen
ermittelt wird. Dadurch ist die Aussagekraft eingeschränkt.
Bekannt sind auch Methoden, die über die Ermittlung der Viskosität Aussagen zur Aktivi
tät von Enzymen ermöglichen. Hierzu zählen die viskosimetrische Methode zur Bestim
mung der α-Amylaseaktivität (P. Anderegg, F. Schur und H. Pfenniger, Schweizer Braue
rei Rundschau 87 (1976), S. 239), die Phadebas- oder kolorimetrische Methode
(Brautechnische Analysenmethoden, Band I, Methodensammlung der Mitteleuropäischen
Analysenkommission (MEBAK), 2. Auflage, w.o., S. 221-223) und die Methode zur Be
stimmung der Endo-β-Glucanaseaktivität nach P. Anderegg, F. Schur und H. Pfenniger
(Schweizer Brauerei Rundschau 89 (1987), S. 37). Diese Methoden sind den chemisch-
technischen Analysen zuzuordnen. Sie erfordern neben den maschinentechnischen Vor
aussetzungen, die ebenfalls bei den physikalischen Methoden notwendig sind, zusätzlich
den Einsatz von Chemikalien, der einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt. Sie sind als
On-line-Meßsystem nicht nutzbar.
Rheologische Messungen in Maischen mit DIN-Spaltgeometrien (F. Schur, Vortrag auf der
30. Brauwirtschaftlichen Tagung, Weihenstephan, 22.-25.04.1985 und A. Illgen, Disser
tation A, Humboldt-Universität zu Berlin, 1989) sind nur mit Feinmehl möglich, so daß die
Malzauflösung durch eine praxisferne Feinzerkleinerung überdeckt wird.
Allen beschriebenen Methoden ist gemeinsam, daß sie nicht prozeßbegleitend eingesetzt
werden können. Die Durchführung einer chemischen Analyse der Maische ist mit Aus
nahme der Jodprobe am Ende der Verzuckerungsrast zeit- und arbeitsaufwendig und
kann erst nach Beendigung des Prozesses erfolgen. Eine direkte Prozeßsteuerung ist
somit nicht möglich. Eine komplexe Laborkontrolle erfordert fundierte chemische Kennt
nisse der Durchführenden und ist personal- und zeitintensiv.
In zahlreichen weiteren Veröffentlichungen wird die der Erfindung zugrunde liegende
Problematik behandelt.
Folgende Druckschriften wurden weiter in Betracht gezogen:
K. U. Heyse, Handbuch der Brauereipraxis, 2. Auflage 1989, Verlag Hans Carl Getränke fachverlag, Nürnberg;
L. Narziß, Die Bierbrauerei, 1. Band: Die Technologie der Malzbereitung, 6. Auflage, 1976, S. 330 ff. und 2. Band Die Technologie der Würzebereitung, 7. Auflage 1992, S. 2-9, 111-196, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart;
R. Wrobel, B.L. Jones, J. Inst. Brew. 98(1992) 6, S. 471-478;
B.J. Seward, Ferment 5 (1992) 4, S. 275-278;
J. Zemek, V. Homolva, Kvasny prumysl (tschech.) 39 (1993) 9, S. 261-263;
L. Narziß, E. Reicheneder, J. Voigt, Brauwelt 134 (1994) 9, S. 360-368;
Brauwelt-Brevier 1993, 140ff.;
Brauwelt-Brevier 1994, 135ff.
K. U. Heyse, Handbuch der Brauereipraxis, 2. Auflage 1989, Verlag Hans Carl Getränke fachverlag, Nürnberg;
L. Narziß, Die Bierbrauerei, 1. Band: Die Technologie der Malzbereitung, 6. Auflage, 1976, S. 330 ff. und 2. Band Die Technologie der Würzebereitung, 7. Auflage 1992, S. 2-9, 111-196, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart;
R. Wrobel, B.L. Jones, J. Inst. Brew. 98(1992) 6, S. 471-478;
B.J. Seward, Ferment 5 (1992) 4, S. 275-278;
J. Zemek, V. Homolva, Kvasny prumysl (tschech.) 39 (1993) 9, S. 261-263;
L. Narziß, E. Reicheneder, J. Voigt, Brauwelt 134 (1994) 9, S. 360-368;
Brauwelt-Brevier 1993, 140ff.;
Brauwelt-Brevier 1994, 135ff.
Ein Verfahren zur rheologischen Prozeßkontrolle beschreibt DD 2 41 646. Mittels periodi
scher Zufuhr von Probematerial zu einem Durchflußrotationsviskosimeter werden dort die
Parameter des Deformationssystems bestimmt und mit den Daten der vorhergehenden
Messung verglichen und Abweichungen signalisiert.
Dargestellt wird eine quasikontinuierliche Prozeßkontrolle im Bypaßstrom einer Conchier
anlage zur Schokoladenmassenherstellung.
DE 3839907 beschreibt ein Verfahren zum Auswerten der Analyse des Flusses eines
aufgeschmolzenen Spritzgießmaterials, bei dem durch ein Formmodell, welches in Mi
kroelemente unterteilt ist, das Fließverhalten unter Verwendung numerischer Analysever
fahren betrachtet wird. Ebenfalls handelt es sich um ein instationäres Verfahren zur Be
schreibung des Füllzyklus beim Spritzvorgang von Kunststoffen ohne Einbeziehung che
mischer Reaktionen.
DE 2827326 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Eindickverhaltens von polaren
Harzen und die Harzsynthese mittels Messung der Viskosität nach gezielter Vorbehand
lung der Probe. Durch Rotationsviskosimetereinsatz wird eine Istviskosität mit einer Kali
brierkurve verglichen und der Gehalt an Eindickmittel bestimmt. Es handelt sich um eine
Einpunktmessung je Probe nach erfolgter Aushärtung im Laborverfahren und -maßstab.
Alle genannten Verfahren stellen keine eigentlichen On-line- bzw. In-line-Meßverfahren
dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches erlaubt die
technologischen Eigenschaften von Malz anhand objektiver Kriterien abzuschätzen, da
durch das Maischregime vorzuschlagen und bei Anwendung als Prozeßleitsystem auf
grund des Verlaufs der Prozeßviskosität zu einer Kalibrierkurve den Maischvorgang on li
ne zu steuern, um die Würzegewinnung optimal zu gestalten.
Die Aussagen zur Qualität des Malzes ermöglichen den Schluß, ob Maischverfahren bei
höheren Temperaturen und sich damit verkürzender Gesamtmaischdauer oder im Um
kehrschluß bei bisheriger höherer Einmaischtemperatur auf ein verlängertes Maischpro
gramm mit niedrigeren Einmaischtemperaturen zurückgegriffen werden muß.
Viskositätsmessungen mit Hilfe eines geeigneten On-line-Meßsystems detektieren in
einmalig auflösender Weise stoffliche Änderungen, die bei biochemischen und enzymati
schen Prozessen wie beim Maischen ablaufen. Die rheologischen Messungen dienen
damit der Erfassung viskositätsbildender und viskositätsabbauender Vorgänge während
des Maischvorganges. Die Viskosität als objektive physikalische Größe soll als direkte
Steuergröße des Maischvorganges genutzt werden.
Die verwendete Meßeinrichtung ist einfach zu handhaben und betriebssicher. Ein PC-An
schluß mit standardisierter Auswertung erfaßt die etwa pro Sekunde anfallenden Meßda
ten, ermittelt einen Mittelwert pro Versuchsminute und trägt diesen mittels Grafikpro
gramm zur visuellen Darstellung auf. Die numerischen Daten werden mittels eines Aus
werteverfahrens aufgearbeitet.
Nachstehend werden anhand der zugehörigen Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbei
spiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auswertung des Prozeßviskositätsverlau
fes gemacht.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Originaldarstellung des Prozeßviskositätsverlaufes über der Zeit,
Fig. 2 die schematische Darstellung dieses Verlaufes und die Einteilung des Maisch
vorgangs in relevante Prozeßabschnitte und die ermittelbaren Parameter,
Fig. 3 die Anwendung des Auswerteverfahrens am Beispiel der Abschnitte 1 und 2,
Fig. 4 das Prozeßviskositätsverhalten am Beispiel von 1%, 6%, 11% Ganzglasigkeit
bzw. Gerstenrohfruchtanteil,
Fig. 5 den charakteristischen Prozeßviskositätsverlauf beim Maischen mit unter
schiedlichen Temperaturregime.
Bei Verwendung des Verfahrens zum Auswerten des Prozeßviskositätsverlaufs beim
Maischen kann bei Anwendung eines Infusionsmaischverfahrens mit 50°C Einmaisch
temperatur der in Fig. 1 dargestellte Prozeß in 5 Abschnitte analog der Technologiefüh
rung unterschieden werden.
Dabei stellt Abschnitt 1 den Einmaischvorgang, Abschnitt 2 die Eiweißrast, Abschnitt 3
das Aufheizen auf 62°C, Abschnitt 4 das Halten dieser Temperatur und Abschnitt 5 das
Aufheizen auf 72°C dar.
Die Auswertung des so gewonnenen Prozeßviskositätsverlaufes für die genannten Ab
schnitte erfolgt je nach Kurvenverlauf mittels linearer bzw. exponentieller Regression
(Fig. 2). Je nach Abschnitt sind der ermittelte Anstieg oder das Gesamtviskositätsniveau
Kriterien für die Lösung des Multi-Enzymsystems Malz, bzw. bei exponentieller Regres
sion enthält der Parameter λ Informationen zur Enzymwirksamkeit.
Abschnitt 1 wird von Maischbeginn bis zum 1. Maximum festgelegt und beinhaltet die Vis
kositätsbildung beim Einmaischvorgang.
Der mittels Gleichung 1 definierte 1. Anstieg wird von der 2. Prozeßminute an ermittelt.
Aufgrund des Sinkens der Viskosität im Abschnitt 2, zuerst exponentieller Abfall
(Abschnitt 2.1), dann fast keine erkennbare Änderung der Prozeßviskosität (Abschnitt
2.2), erfolgt die Bestimmung des Parameters λ aus Gleichung 2 für den Abschnitt 2.1,
η(t) = ηmax1 · exp [- λ · (t-tmax1)] (2)
wobei λ ein unmittelbar die Kinetik des Viskositätsabbaus beschreibender Parameter ist,
der für die Enzymaktivität der β-Glucanase und proteolytisch wirkender Enzyme ist. Die
Abschnitte 1 und 2 sind nicht durch Temperaturänderungen gekennzeichnet.
Abschnitt 3 repräsentiert die Aufheizphase von 50°C auf 62°C, die zu einem relativen
Maximum ηmax2 führt und im wesentlichen eine Folge der Stärkequellung ist. Gleichung 3
beschreibt die Berechnung dieses Anstieges
Abschnitt 4 steht für eine konstante Temperatur von 62°C und dient der Verflüssigung
der Stärke zu vergärbaren Zuckern, was mit einer Viskositätsverringerung durch Wirken
der α- und β-Amylase verbunden ist. Aufgrund des visuellen Kurvenverlaufs erscheint ein
linearer Ansatz zur Ermittlung des hier negativen Anstieges sinnvoll.
Abschnitt 5 charakterisiert die Verzuckerung durch das Wirken der α-Amylase bei Tempe
raturerhöhung auf 72°C.
Aufgrund des überraschend gleichen Trendverlaufs der Prozeßviskosität können Ab
schnitt 4 und 5 mit einer Gesamtgleichung linearen Ansatzes beschrieben werden.
Anhand der aufgeführten Auswertemodalität kann auf das jeweilig spezifische Lösungs
verhalten der Malze bzw. die Enzymaktivität in den Abschnitten 1 . . . 5 geschlossen wer
den.
Von besonderer Bedeutung für die Einschätzung der Gesamtqualität des Malzes ist der
Anstieg im ersten Abschnitt.
Nach der Größe des Anstieges kann in
gute Malzqualitäten | |
0,3 mPas/min, | |
mittlere Malzqualitäten | 0,3 a 0,5, |
schlechte Malzqualitäten | < 0,5 |
unterschieden werden. Nach 15 Minuten Maischdauer ergeben sich erste Hinweise zur
Führung des Maischregimes. Die angegebenen Zahlenwerte beziehen sich auf Untersu
chungen von Malz aus der Gerstensorte Alexis.
In Form einer Tabelle können die anhand des Auswerteverfahrens ermittelten Parameter
aufgelistet werden. Je nach festgestellter Größenordnung ist eine Aussage zur Einschät
zung der jeweiligen Enzymaktivität möglich.
Eine Malzcharge soll nach Lieferung von der Malzfabrik auf ihre technologische Qualität
hin untersucht werden.
Eine entnommene Probe von 1 kg wird konventionell geschrotet und im Verhältnis 1 : 4
eingemaischt. Die Einmaischtemperatur, die Malzzerkleinerung, Rührerform und Rührer
drehzahl, Schüttzeit sowie das Maischgefäß d = 0,25 m; h = 0,3 sind dabei definiert vor
gegeben.
In diesen Maischbehälter arbeiten an fixierten Orten das Meßsystem zur Aufnahme der
Prozeßviskosität sowie der zum Suspendieren notwendige Blattrührer mit einem Durch
messer von 0,1 m, der konstant mit einer Drehzahl von 120 U/min betrieben wird. Durch
eine geeignete Temperiereinrichtung wird die Temperaturführung gemäß Vorgabe des
Maischverfahrens, hier 50°C, beim Einmaischen bis zur Versuchszeit von 20 Minuten
konstant gehalten.
Die mittels Schieber an einem Vorratsbehälter eingestellte Schüttgeschwindigkeit beträgt
150 g/min. Das Malz wird durch Schwerkrafteinfluß auf die Flüssigkeitsoberfläche aufge
geben und durch den Rührwerksbetrieb suspendiert.
Die Prozeßmeßeinrichtung ist von Anfang an nach Eintauchen des Meßfühlers in das
vorgelegte Wasser in Betrieb. Eine Auswertung der Meßdaten zur funktionellen Abhän
gigkeit der Prozeßviskosität von der Zeit findet ab der 2. Versuchsminute statt. Die hier
dargestellte Schnellbestimmungsmethode zur Bestimmung der technologischen Malz
qualität wird ca. 20 Minuten lang geführt. Weitere Kennwerte sind bei Fortführung der
Methodik gewinnbar.
Die Prozeßkurve wird in Anlehnung an ihr charakteristisches Aussehen in zwei Abschnitte
unterteilt: Abschnitt 1 von der 2. Prozeßminute bis zur Ausbildung des Viskositätsmaxi
mums und Abschnitt 2 vom Viskositätsmaximum bis zum Vergehen von 10 Prozeßminu
ten.
In Fig. 3 ist die analytische Auswertung des ersten und zweiten Versuchabschnittes ange
tragen.
Anhand einer Kurvendiskussion mittels PC können aus dem Verlauf einsetzende Löse- und
Abbauvorgänge erkannt und analytisch ausgewertet werden.
Der ermittelte Anstieg im ersten Abschnitt kann als Maß für die technologische Qualität des
Malzes genutzt werden. Eine Differenzierung der Enzymaktivität des Malzes kann wie folgt
erfolgen:
a₁ 0,3 mPas/min gutes Malz
0,3 < a₁ 0,5 mPas/min mittlere Qualität
a₁ < 0,5 mPas/min ungeeignete Qualität.
0,3 < a₁ 0,5 mPas/min mittlere Qualität
a₁ < 0,5 mPas/min ungeeignete Qualität.
Eine Differenzierung der Malzqualität ist in Fig. 4 dargestellt.
Es findet ein Vergleich von unterschiedlichen Anteilen (1%, 6%, 11%) an ganzglasigen
Körnern bzw. Gerstenrohfrucht statt.
Der unterschiedliche Verlauf der Prozeßviskosität als Folge der o.g. Anteile kann zur
eindeutigen Differenzierung der Malzqualität genutzt werden.
Mit Hilfe dieses Auswerteverfahrens kann weiterhin zwischen Malzsorten, Malzqualität bei
gleicher Sorte und Lagerdauer des Malzes unterschieden werden.
Für ein gut gelöstes Malz kann auf ein verkürztes Maischverfahren mit höherer Ein
maischtemperatur zurückgegriffen werden, für ein schlecht gelöstes Malz auf ein zeitin
tensiveres, mit niedriger Einmaischtemperatur arbeitendes Verfahren.
Am Maischgefäß ist ein geeignetes Prozeßviskosimeter stationär angebracht. Bei
bekannter Malzsorte und bekanntem Maischverfahren wird anhand einer Gleichzeitkurve
der Verlauf der Prozeßviskosität bei der Maischführung verglichen und bei Abweichung
des Kurvenverlaufes von definierten Bedingungen eine Korrektur der Fahrweise während
des gesamten Maischvorganges durchgeführt.
In einem Prozeßleitsystem wird der gemessene Verlauf der Prozeßviskosität anhand des
charakteristischen Kurvenverlaufs und der sich daraus ableitenden Funktionssprünge in
relevante Prozeßabschnitte unterteilt. Diese Funktionssprünge ergeben sich objektiv bei
Änderungen im Maischregime und können deshalb mit dem angeführten Auswerteverfah
ren einfach zur Bestimmung der Abschnitte der beschreibenden Prozeßkurve genutzt
werden. Charakteristische Sprünge ergeben sich zwischen dem Einmaischvorgang und
der Eiweißrast durch Ausbildung von ηmax1 Eiweißrast und Aufheizen auf 62°C durch
ηmin1, Aufheizen und Halten der Temperatur von 62°C durch ηmax2. Zwischen Abschnitt 4
und 5 tritt kein Funktionssprung auf, so daß die Viskosität η₄(t) zu Beginn des Aufheizens
zur Verzuckerungsrast als Abschnittsgrenze genutzt wird.
Durch den Kurvenverlauf in den ersten Prozeßabschnitten wird aufgezeigt, ob die Eiweiß
rast bei Einmaischtemperaturen < 50°C in ihrer Dauer verändert werden muß, und somit
die Einwirkungszeit der β-Glucanasen und der Proteasen entsprechend dem gewünsch
ten Abbau an hochmolekularen β-Glucanen und Eiweißen variiert wird. Es wird beim
jeweiligen Maischvorgang möglich, die technologisch sinnvolle Rastdauer einzuhalten.
Durch den Kurvenverlauf im 3. Abschnitt werden Eingriffsmöglichkeiten auf den folgenden
4. Abschnitt in bezug auf den enzymatischen Stärkeabbau während der Maltosebildungs
rast und auf den 5. Abschnitt (Verzuckerungsrast) ablesbar, wodurch es möglich ist, trotz
schwankender Malzqualität den Endvergärungsgrad und die Viskosität des Zwischenpro
duktes Bierwürze oder Brennereimaische auf dem gewünschten Niveau zu halten.
Für die jeweiligen Maischverfahren sind für gut gelöste Malze Sollkurven bekannt, so daß
Abweichungen durch die Istkurve bei gleicher Fahrweise auf die Malzqualität zurück
geführt werden können.
So können an beliebiger Stelle im Maischprozeß Rasten verlängert werden, bis der ge
wünschte Lösungszustand erreicht ist bzw. verkürzt werden, wenn sich der Lösungszu
stand schon eingestellt hat. Der Viskositätsverlauf wird zur Steuergröße des Maischver
fahrens.
In Fig. 5 sind verschiedene Maischverläufe bei unterschiedlichen Einmaischtemperatu
ren dargestellt.
Die Aufnahme des Prozeßviskositätsverlaufes dient damit der Qualitätskontrolle und
-sicherung der Maischführung. Mit Hilfe des Prozeßleitsystems ist ebenfalls eine Daten
speicherung möglich, die eine weitergehende Technologieführung im Brauprozeß
ermöglicht.
Claims (8)
1. Verfahren zur schnellen Bestimmung der technologischen Qualität eines Malzes durch
das Maischen des betreffenden Malzschrotes mit einem technologisch üblichen
Schrot-Wasserverhältnis und einem üblichen für die bekannten Malzenzyme optimalen
Temperatur-Zeitregime unter Verwendung eines für disperse Maischen geeigneten
On-line-Prozeßviskositätssystems, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßviskosi
tätsverlauf kontinuierlich aufgezeichnet, in genau definierte Prozeßabschnitte des an
gewandten Maischverfahrens unterteilt und mit unterschiedlichen numerischen und
algebraischen Auswerteverfahren so analysiert wird, daß die gewonnenen Parameter
als Qualitätskriterien die Auflösung des Malzes, die noch unterschiedlich vorhandenen
wirksamen Enzymaktivitäten und den Gehalt an ungekeimten Körnern als Ausbleiber
oder Rohfrucht charakterisieren und es damit sowohl als Labormeßverfahren zur
Schnellbestimmung der Malzqualität bei der Eingangskontrolle als auch als Prozeß
leitsystem im industriellen Maischprozeß der Brauerei und Getreidebrennerei zur Op
timierung der Verfahrensführung und zur Sicherung einer gleichmäßigen Qualität der
Maische und Würze bei schwankenden Rohstoffqualitäten eingesetzt wird, das sowohl
die beim Mälzen erreichte Auflösung der Malzendospermzellwände und die damit er
reichte Freilegung der Stärke als auch die technologisch sinnvollen Temperaturen und
die Rasten zur noch möglichen Korrektur der Maische- und Würzezusammensetzung
durch die ermittelten kinetischen Daten der ablaufenden enzymatischen Reaktionen
vorgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Prozeßabschnitt den
Einmaischvorgang vorzugsweise bei 45 . . . 52°C mit einem Viskositätsanstieg von η₁,
vorzugsweise 2. Minute nach Einmaischbeginn, bis zu dem 1. Viskositätsmaximum
ηmax1 kurz nach Beendigung des Einmaischens bei der Zeit tmax1 vorwiegend das Lösen
der vorhandenen hochmolekularen β-Glucane und damit die erreichte Auflösung des
gemälzten Getreides charakterisiert und als ein Qualitätsparameter des
Malzlösungsgrades der lineare Viskositätsanstieg a₁ genutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 2. Prozeßab
schnitt als Zeitintervall vom 1. Viskositätsmaximum ηmax1 kurz nach dem Einmaischen
bis zum Zeitpunkt t₂ gleich 10 Minuten nach dem Erreichen von ηmax1 festgelegt wird,
in dem durch die summarische Wirkung vorwiegend der β-Glucanasen und Proteasen
ein Viskositätsabfall auftritt, der in Form einer Exponentialfunktion berechnet wird, in
der der Exponentialkoeffizient λ die enzymatische Kraft des Malzes anhand der
zellwandlösenden und die Proteinmatrix abbauenden Enzyme charakterisiert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter definierten
Bedingungen eines Labormeßverfahrens innerhalb von 15 Minuten, vorzugsweise bei
einer Maischtemperatur von 45°C bei einem definierten Grobschrot und einem Ver
hältnis von Schrot zu Wasser von 1 : 4 die Auflösung, der Gehalt an ungemälztem Ge
treide und die cytolytische Enzymkraft des Malzes bestimmt wird und unter diesen
Bedingungen ein Anstieg der Viskosität von der 2. Minute nach Einmaischbeginn bis
zur maximalen Viskosität ηmax1 von a < 0,3 mPas/min und ein Koeffizient für den Vis
kositätsabfall λ < -0,001 ein gut gelöstes, homogenes und enzymstarkes Malz charak
terisiert.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß im industriellen
Maischprozeß mit der vorzugsweise im Temperaturbereich von 45 . . . 55°C des 2.
Prozeßabschnittes ermittelten exponentiellen Viskositätsabbaufunktion die technologisch
sinnvolle Rastdauer für diesen Temperaturbereich ermittelt wird, bei deren Ver
längerung sich keine wirkungsvolle qualitätsbeeinflussende Viskositätsänderung von
wahlweise dηs/dt < 0,05 . . . 001 mPas/30 min mehr ergibt und damit die erforderliche
Rastdauer variabel im Prozeßverlauf bei Malzqualitätsänderung eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der 3. Prozeßab
schnitt die Aufheizphase von einer Temperatur von unter 55°C auf eine Temperatur
von 60 . . . 65°C bildet, indem es durch die Stärkeverkleisterung zu einem linearen
Viskositätsanstieg a₃ und einem zweiten Viskositätsmaximum ηmax2 kommt, die beide
bei vergleichbaren technologischen Bedingungen wie gleicher Maischekonzentration,
gleichem Temperatur-Zeitregime und konstanter Rührer- bzw. Behältergeometrie, um
so größer ist, je schlechter das Malz gelöst und je mehr ungemälztes Getreide in der
Maische vorhanden ist, so daß in Abhängigkeit davon die weitere Intensität des
Maischverfahrens mit der nachfolgenden enzymatischen Stärkeabbaurast einstellbar
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der 4. Prozeß
abschnitt den enzymatischen Stärkeabbau während der Maltosebildungsrast bei
60 . . . 65°C und der 5. Prozeßabschnitt während der Verzuckerungsrast bei
70 . . . 76°C als einheitlicher linearer Viskositätsabfall beschrieben wird, dessen
absoluter Wert des negativen Anstiegs unter vergleichbaren technologischen
Bedingungen die vorhandenen Amylaseaktivitäten und die Geschwindigkeit des
Stärkeabbaus des verwendeten Malzes charakterisiert und damit nach vorheriger
wahlweiser Festlegung der zu erreichenden Viskositäten am Ende der
Maltosebildungsrast η₄ und am Ende der Verzuckerungsrast η₅ die Dauer dieser
Prozeßstufen in Abhängigkeit von der Malzqualität so geregelt wird, daß der Gehalt an
vergärbaren Zuckern am Ende des 4. Abschnittes und an noch vorhandenen
hochmolekularen α-Glucanen am Ende des 5. Prozeßabschnittes trotz schwankender
Malzqualität das gewünschte Niveau hat.
8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem
technischen Einmaischprozeß von über 55°C die Endviskosität η₅ eine Aussage zum
Gehalt an noch vorhanden hochmolekularen β-Glucanen bei sonst vergleichbaren
Bedingungen liefert, die bei einem Viskositätsunterschied größer 0,1 mPas bei gleicher
Maischekonzentration signifikant ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944437126 DE4437126A1 (de) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Verfahren zur Kontrolle des Maischprozesses sowie Qualitätsbestimmung angelieferten Malzes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944437126 DE4437126A1 (de) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Verfahren zur Kontrolle des Maischprozesses sowie Qualitätsbestimmung angelieferten Malzes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4437126A1 true DE4437126A1 (de) | 1996-04-11 |
Family
ID=6531007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944437126 Withdrawn DE4437126A1 (de) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | Verfahren zur Kontrolle des Maischprozesses sowie Qualitätsbestimmung angelieferten Malzes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4437126A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999002965A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-21 | Jan Perten | A method of analyzing a sample of a product having a starch content, and an apparatus for such analyze |
DE102005048184B4 (de) * | 2005-10-07 | 2011-07-14 | Brabender GmbH & Co.KG, 47055 | Verfahren zum Schnelltest der Qualität von Getreiden, Schroten und Mehlen durch Messung der Glutenaggregation |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU544669A1 (ru) * | 1975-08-01 | 1977-01-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Продуктов Брожения | Способ автоматического управлени процессом осахаривани |
SU1172942A1 (ru) * | 1984-02-20 | 1985-08-15 | Kaunassk Polt Inst Antanasa | "cиctema abtomatичeckoгo упpabлehия пpoцeccom фepmehtatиbhoгo гидpoлизa" |
SU1528789A1 (ru) * | 1986-11-06 | 1989-12-15 | Всесоюзный Проектно-Конструкторский И Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Пищевой Промышленности Научно-Производственного Объединения "Пищепромавтоматика" | Способ автоматического управлени процессом разваривани крахмалсодержащего сырь |
DE4002108A1 (de) * | 1990-01-25 | 1991-08-01 | Tuchenhagen Otto Gmbh | Verfahren und anordnung zur ueberpruefung des staerkeabbaus und der verzuckerung von maische |
DE4111295A1 (de) * | 1991-04-08 | 1992-10-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur bestimmung von stoffparametern von fluessigkeiten in reaktionsbehaeltern |
DE4330937C1 (de) * | 1993-09-08 | 1995-01-05 | Pro Innovatio Forschungszentru | Verfahren zur Optimierung des Malzeinsatzes in Brennereien |
-
1994
- 1994-10-05 DE DE19944437126 patent/DE4437126A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU544669A1 (ru) * | 1975-08-01 | 1977-01-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Продуктов Брожения | Способ автоматического управлени процессом осахаривани |
SU1172942A1 (ru) * | 1984-02-20 | 1985-08-15 | Kaunassk Polt Inst Antanasa | "cиctema abtomatичeckoгo упpabлehия пpoцeccom фepmehtatиbhoгo гидpoлизa" |
SU1528789A1 (ru) * | 1986-11-06 | 1989-12-15 | Всесоюзный Проектно-Конструкторский И Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Пищевой Промышленности Научно-Производственного Объединения "Пищепромавтоматика" | Способ автоматического управлени процессом разваривани крахмалсодержащего сырь |
DE4002108A1 (de) * | 1990-01-25 | 1991-08-01 | Tuchenhagen Otto Gmbh | Verfahren und anordnung zur ueberpruefung des staerkeabbaus und der verzuckerung von maische |
DE4111295A1 (de) * | 1991-04-08 | 1992-10-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zur bestimmung von stoffparametern von fluessigkeiten in reaktionsbehaeltern |
DE4330937C1 (de) * | 1993-09-08 | 1995-01-05 | Pro Innovatio Forschungszentru | Verfahren zur Optimierung des Malzeinsatzes in Brennereien |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
BAIER,B.,u.a.: Die Continuous Flow Analysentechnik in der Brauereianalytik. In: GIT Fachz. Lab. 8, 1993, S.657-661 * |
HOFMANN, Hanns: In-situ- und On-line-Überwachung und Regelung biotechnologischer Prozesse. In: Chem.Ing.Tech.65, 1993,Nr.12,S.1447-1456 * |
MATHIAS,C., et.al.: Development of an on-line method for the monitoring of vicinal diketones and their precursors in beer fermentation. In: Analytica Chimica Acta, 279, 1993, S.59-66 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999002965A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-01-21 | Jan Perten | A method of analyzing a sample of a product having a starch content, and an apparatus for such analyze |
US6250147B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-06-26 | Larena Ag | Device and method for analyzing starch-containing product |
DE102005048184B4 (de) * | 2005-10-07 | 2011-07-14 | Brabender GmbH & Co.KG, 47055 | Verfahren zum Schnelltest der Qualität von Getreiden, Schroten und Mehlen durch Messung der Glutenaggregation |
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