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Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen, Belüften, Abscheiden des Trubs
und Hopfens und zum Filtrieren von Bierwürze Die bisherige Arbeitsweise der Behandlung
von Bierwürze nach dem Hopfenkochen, nämlich das Abseihen vom Hopfen:, Abschrecken
mit Belüftung, Absetzen des Trubs, Kühlen durch Kühlapparat, Filtrieren des Trubs,
Ablassen in den Anstellbottich zum Absetzen des Fein- .oder Kalttrubs war ziemlich
umständlich und erforderte bisher viel Zeit und eine Reihe von entsprechenden Vorrichtungen,
wie Hopfenseiher, Kühlschiff, Kühlapparat, Trubfilter und Anstellbottich. Dazu bestand
noch immer die Gefahr der Infektion, insbesondere bei dem an sich beliebten und
in der Praxi am häufigsten angewandten offenen Berieselungskühler. Die genannten
Vorrichtungen benötigen für die Reinhaltung eine besondere Aufmerksamkeit.
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Diese Nachteile werden durch das im folgenden beschriebene Verfahren
und die dabei zu verwendende Vorrichtung vermieden.
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Das Verfahren besteht darin, daß die obengenannten Maßnahmen in einem
einzigen Arbeitsgange und einer einzigen geschlossenen Vorrichtung, die glatte Flächen
aufweist, durchgeführt werden. Die vom Sudhaus kommende Ausschlagwürze wird in einem
geschlossenen Behälter auf einen in der Mitte desselben in erhöhter Lage befindlichen
Würzeverteilungsteller gepumpt, wobei die vom Entkeimungsfilter dem Behälterinneren
zugeführte Luft_ -gleichzeitig dazu benutzt wird, die aufströmende-Würze noch intensiver
zu einem feinen Irlüssigkeitsschleier zu zerteilen, als dies lediglich durch das
Aufprallen des Würzestromes auf den Verteilungsteller allein möglich wäre. Die Bildung
eines Flüssigkeitsschleiers kann natürlich auch in jeder anderen beliebigen Art
mittels der zugeführten Luft geschehen.
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Die Würze sammelt sich schließlich am Boden des Behälters an. Hierdurch
wird nicht nur der durch den Luftstrom gebildete Flüssigkeitsschleier, sondern auch
die Oberfläche der auf dem Boden des Behälters stehenden Würze belüftet. Durch eine
im Bodendes Behälters befindliche - Vertiefung wind. dafür Sorge getragen, daß sich
der .in der Würze verteilte ausgekochte Hopfen und gleichzeitig auch der Trub absetzt.
Es erfolgt bei diesem Verfahren also keine getrennte Entfernung einerseits vom Hopfen
und andererseits von Heiß- und schließlich von Kalttrub, sondern Hopfen, Kalt- und
Heißtrub werden in einem Arbeitsgange abgeschieden und filtriert. Außerdem ist der
Boden des Behälters doppelwandig ausgebildet, und der von der Doppelwandung gebildete
Zwischenraum ist durch eine spiralförmig gewundene Zwischenwand derart unterteilt,
daß zwangsläufig durch die von Trennungswänden gebildeten Gänge mittels eines Kühlmittels,
z. B. Kühlwassers oder kalter bzw. unterkühlter J-uft, eine zusätzliche künstliche
Kühlung des Bodens erfolgen kann.. Die mit dem Boden -in Berührung kommenden Schichten
der Ausschlagwürze werden also ohne jede Unterbrechung sofort auf die Anstellungstemperatur
heruntergekühlt und scheiden hierbei den Heiß- und Kalttrub ab, der
sich
in der Vertiefung des Bodens absetzt, wobei der hier bereits gesammelte Hopfen als
Filter wirkt. Ein Teil der Ausschlagwürze kann vorteilhaft dazu benutzt werden,
um in direktem tangentialem Rücklauf in die im l@ehälter befindliche Flüssigkeitsschicht
unterhalb deren Oberfläche zurückgepumpt zu werden, wodurch der ganzen Flüssigkeitsschicht
eine kreisende Bewegung erteilt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also .im Gegensatz zu einem
bekannten Verfahren, bei dem die Würze gleichfalls durch zugeführte .Luft belüftet
und der Heißtrub durch einen vom Hopfen im Boden des Gefäßes gebildeten Filter abgesaugt,
jedoch sodann durch eine besondere Kühlapparatur geschickt wird, die Würze in dem
Behälter selbst bis auf Anstelltemperatur abgekühlt.
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Hat die Würze die nötige Anstellungstemperatur erreicht, so wird sie
aus dem Apparat durch die in der Bodenvertiefung befindliche Hopfenschicht in dem
Gärkeller abgelassen, und dem Hopfen wird durch eine hydraulische Preßvorrichtung,
Spiralpresse o. dgl., deren Lage und Arbeiten im folgenden näher beschrieben wird,
die in ihm noch enthaltende Würze entzogen und der noch im Preßkuchen befindliche
Rest durch Überspritzen mit Wasser ausgewaschen, so daß kein Extrakt verlorengeht.
Das Auspressen kann gegebenenfalls auch unterbleiben, und die Hopfenschicht braucht
in diesem Falle nur ausgewaschen zu werden.
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Es bedarf also bei diesem Verfahren keines besonderen Hopfenseihers
und Trubfilters, vielmehr .ist die der Kühlung und keimfreien Belüftung dienende
Vorrichtung mit dieser ausgestattet, ohne daß hierbei die abgeschiedene Masse vor
ihrem Auswaschen mit der Außenluft in Berührung kommt, was wiederum die Gefahr einer
Infektion in sich schließen würde.
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Durch das Verfahren, für dessen Durchführung sich insbesondere die
im folgenden beschriebene Vorrichtung eignet, werden nicht nur die fünf Arbeitsgänge
vereinfacht und an Stelle von fünf verschiedenen Vorrichtungen eine einzige angewendet,
was eine Er--sparnis an Zeit, Arbeit und Kosten bedeutet, sondern es werden auch
weitere wesentliche Vorteile für den Brauprozeß und die Qualität des Bieres erzielt.
Man erhält durch das neue Verfahren ohne Gefährdung durch Infektion .im Gärkeller
eine vollkommen sterile und klare Würze. Dabei bleiben die Vorzüge des Kühlschiffes
erhalten, da der Würzestand nach Belieben in Höhe von 2o bis 40 cm je nach Größe
der Vorrichtung gehalten werden kann. Durch die keimfreie Belüftung erfolgt
-beste Trubausscheidung,denn die auf .dem schirmartigen.Verteilungsteller
aufspritzende Würze wird durch die unter dem Verteilungsteller durchgeblasene keimfreie
Luft zu einem äußerst feinen Schleier zerteilt, so daß die Würze rasch abkühlt und
den Bedürfnissen entsprechend mit Sauerstoff angereichert wird.
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An sich war es bereits bekannt, die von Hopfen befreite Würze über
einen Verteilungsteller laufen zu lassen und hierbei zu einem Flüssigkeitsschleier
zu verteilen und ferner auch dieselbe unter Verwendung von Luftzuleitungen, die
sich außerhalb des Flüssigkeitsschleiers bzw. außerhalb und innerhalb desselben
befanden, zu belüften. Jedoch erfolgte hierbei die Bildung eines verhältnismäßig
nur groben Würzeschleiers und war die Belüftung desselben wesentlich schwächer,
da die Ausmündungsrohre -in diesen Vorrichtungen nicht gegen den Flüssigkeitsstrom,
sondern auf den Oberflächenspiegel der bereits in dem Behälter angesammelten Flüssigkeitsschicht
gerichtet sind.
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Bei dem Gegenstand nach der Erfindung wirkt die Luft durch die eigenartige
Gestaltung .des Verteilungstellers und die Stellung der Öffnungen der Luftzuführung
gegen den Flüssigkeitsschleier nicht nur auf den Flüssigkeitsschleier ein, sondern
wird gleichzeitig von dem Teller auch auf die Oberfläche der bereits abgeschiedenen
Flüssigkeit heruntergedrückt.
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Auch ist ein geschlossenes Kühlschiff mit Würzeverteilungsteller bekannt,
das eine Trubabsonderungsvorrichtung in Form eines an der tiefsten Stelle des Behälters
angebrachten Ansatzrohres enthält. Bei dieser Vorrichtung erfolgt jedoch lediglich
eine Absonderung des im wesentlichen heißen Trubes und nicht gleichzeitig des Hopfens
und des gesamten Kalt- und Feintrubes, und zwar geht diese .in einem Ansatzrohr
vor sich, ,indem der zunächst nach unten zu gerichtete Flüssigkeitsstrom unter Änderung
seiner Strömungsrichtung nach oben abgezogen wird, wobei sich der Trub am Boden
des Ansatzrohres absetzen soll. Die in dem Ansatzrohr angebrachten Siebe dienen
lediglich zum Zurückhalten des Trubs im Unterteil des Ansatzrohres, aber nicht zur
Bildung bzw. Stützung der Filterschicht (aus Hopfen), auf welcher sich erfindungsgemäß
erst der Trub ablagert, wobei die Würze das so gebildete Filter durchströmt. - Überdies
kann sich auch bei dieser bekannten Vorrichtung nur ein ganz grober Würzeschleier
bilden und auch die -Belüftung im wesentlichen nur an der Oberfläche der im Behälterbecken
bereits angesammelten Flüssigkeit erfolgen, da die Luftzuleitungen bereits in der
Seitenwand des Behälters ausmünden, ohne die Luft in erster Linie dem Würzeschleier
selbst zuzuführen.
Man kann nach dem -Ausschlagen der Würze dieselbe
entweder so umpumpen, daß die Würze abermals wie bei dem ersten Zulauf vom Sudhaus
her über -den Verteilungsteller zu einem feinen Schleiernebel verspritzt wird, oder
man kann auch .durch entsprechende Einstellung eines Dreiweghahnes die Würze zwecks
Erzielung der kreisenden Bewegung durch ein besonderes Zuführungsrohr der Flüssigkeit
wieder zuführen. Oder man kann beides tun, d. h. einen Teil der Würze nochmals über
den Verteilungsteller leiten und einen anderen Teil derselben direkt der Flüssigkestsschicht
im Behälter zuführen, was durch die Einführung eines Dreiweghahnes an der Abzweigstelle
ermöglicht wird.
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Durch die kreisende Bewegung, welche der Flüssigkeit vorzüglich durch
den tangentsal eingeführten Rücklauf erteilt wird, wird das Absetzen des Hopfens
in der zentralen Vertiefung der Vorrichtung erleichtert. Ferner wird durch die kressende
Bewegung auch die Kühlung der Flüssigkeit gefördert. Führt man sodann die bereits
im Behälter angesammelte und abgekühlte Würze nochmals dem Behälter zu und läßt
sie hier durch Einblasen von steriler Luft zustäuben, so erfolgt hierbei die Sättigung
mit Sauerstoff an der bereits wesentlich. abgekühlten bis kalten Würze. Man kann
also je nach Wunsch eine Sättigung mit Sauerstoff entsprechend der Behandlung auf
dem Kühlschiff an der heißen Würze und entsprechend der Behandlung am Kühlapparat
an .der kalten Würze vornehmen.
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Es kann beim Umpumpen die Würze einmal durch ,den Hopfen gezogen werden,
ein anderes Mal kann sie durch einen besonderen Anschluß in dein Bottichboden abgezogen
werden, so daß die Würze den Hopfen nicht durchfließt.
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Die vollständige Entfernung des Heiß- und Kalttrubs, welche durch
die sich absetzende und als ausgezeichneter Trubfilter wirkende Hopfenschicht erfolgt,
gibt eine sehr klare Würze im Gärkeller und- daher reine Biere und eine rein bleibende
Hefe. Letztere kann infolgedessen sehr lange, ohne gewaschen zu werden, geführt
werden, ohne daß eine Infektion zu befürchten wäre. Der Boden des Behälters ist,
wie bereits erwähnt, doppelwandig ausgeführt, und zwar mit nach seiner Mitte geneigtem
Gefälle, desgleichen auch die unmittelbar in Verbindung stehende Seitenwand. Die
Würze wird zunächst durch Brunnenwasser vorgekühlt. Ist dies geschehen, so wird
das Brunnenwasser aus dem Doppelboden abgeblasen, was infolge des näch der Mitte
zu gerichteten Gefälles des Bodens sehr rasch und. restlos erfolgen kann. Hierauf
wird mit vorgekühltem Wasser gekühlt, dasselbe wird ebenso .wie das Brunnenwasser
vorteilhaft dem unteren Teil des Bodens zugeleitet und aus -dem oberen Teil desselben
abgeführt, und zwar fließt das vorgekühlte Wasser in seinen Behälter zurück. Der
Doppelboden kann nach Beendigung dieser Kühlperiode nunmehr für einen zweiten Zulauf
von Würze wieder mit Brunnenwasser gefüllt und gekühlt werden, worauf sich der oben
heschriebene Vorgang wiederholt. Nach i1,12 bis 2 Stunden, nachdem, die Würze das
Swdhaus verlassen hat, gelangt sie vollständig trubfrei und auf die benötigte Anstelltemperatur
abgekühlt in den Gärkeller.
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Bei der neuen Vorrichtung kann mit größerer Leichtigkeit auf völlige
Reinheit geachtet werden, da alle mit der Würze in Berührung kommenden Flächen glattflächig
ausgebildet sind, und zwar das Innere des Gefäßes selbst ohne Verwendung eines ,besonderen
Zwischenbehälters dm Gefäß, wie bei einer bekannten Apparatur. Bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wind vielmehr lediglich ein im Innern vollkommen glattwandiger einziger
Behälter mnit einer zentralen Vertiefung benutzt, in den :die Luft mittels krümmungsloser
Luftzuführung eingeführt wird. Alle Infektionsgefahrenherde, wie sie bei dem bisherigen
Verfahren im Kühlschiff, in der Kühlapparatur und dem Trubfilter oder .bei Vorhandensein
eines besonderen Behälters innerhalb des Behälters vorhanden sind, fallen hier weg.
Man braucht nicht einmal vor jedem erneuten Ausschlag der Würze die Vorrichtung
von neuem zu sterilisieren, da sie durch die heiße Ausschlagwürze von selbst steril
gemacht wird.
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Im folgenden soll die Vorrichtung zur Aufnahme der Ausschlagwürze
und gleichzeitigen keimfreien Belüftung, Kühlung, Trennung von Hopfen, Heiß- und
KaIttrub .durch Filtration in einem einzigen Arbeitsgange, wie er sich vorzüglich
zur Durchführung des oben beschriebenen Verfährens eignet, beschrieben werden.
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Die geschlossene Vorrichtung besteht aus dem flachen, nach der Mitte
zu mit Gefälle versehenen doppelwandigen Boden i, der Seitenwand 2 und der sich
darüber wölbenden, mit einem Abzugsrohr 3 versehenen. Haube 4. Der Boden i besitzt
in seiner Mitte eine Vertiefung 5: Der obere Teil 7 des Doppelbodens 6 ist siebartig
ausgebildet und mit einer Abflußöffnung 8 versehen. Der Boden i und die Seitenwand
2 sind zusammenhängend und doppelwandig ausgebildet und im tiefsten Teil mit einem
Zufluß g und im höchsten Teil mit einem Abfluß io versehen. Ersterer kann je nach
Bedarf an die Brunnenleitung i i oder an den Behälter i2, welcher vorgekühltes .Wasser
enthält, angeschlossen werden. Der Abfluß io führt entweder zum Wasserabfluß 13
oder zur
Leitung 1q., welche das vorgekühlte Wasser in den für seine
Aufnahme bestimmten Behälter zurückleitet. Der Zwischenraum 15 des Doppelbodens
wird durch spiralförmig sich windende Wandungen 16 unterteilt, so daß das Kühlwasser,
im Boden eintretend, allmählich zwischen den spiralförmigen Wandungen von der Mitte
nach außen hochströmt und im oberen Teil der Seitenwand bei io den Zwischenraum
der Doppelwandung wieder verläßt. In der Mitte des vertieften Bodens befindet sich
die Luftzuleitung 17 für die entkeimte Luft, welche dem Verteilungsteller i 8 zwecks
Erzeugung des Würzeflüssigkeitsschleiers zugeführt wird. Vom Sudhaus kommend führt
eine Leitung i9 in die Haube q. und mündet bei 20 über' dem Verteilungsteller 18.
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Von der Vertiefung des hodens 5 führt eine direkte Leitung :2i über
den Dreiweghahn 22 entweder zum Gärkeller 23 oder über eine Pumpe 24 zurück in das
Innere der Vorrichtung, wobei der Weg des Flüssigkeitsstromes über die Dreiweghähne
22 und 26 direkt entweder in den oberen Teil der Schale bei 27 oder weiter über
den Dreiweghahn 28 nach der vom Sudhaus kommenden Leitung i9 oder gleichzeitig über
beide Leitungen gelenkt werden kann. Die Würze aus dem flachen Boden der Schale
kann außerdem durch eine Leitung 211 der Pumpe 24. zugeführt und mittels
der Hähne 25, 26 bzw. auch 28 und der Leitung i9 dem Verteilungsteller 18 und bzw.
oder im Bedarfsfalle durch die Leitung 27 auch der oberen Flüssigkeitsschicht direkt
zugeführt werden.
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Der -Verteilungsteller 18 enthält in seiner Randpartie Bohrungen,
:durch welche die Würze schnell ablaufen kann. Man kann den Verteilungsteller auch
mit einem hohen Siebmantel als Seitenwand versehen. und hierdurch den größten Teil
.des Hopfens bereits zurückhalten, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn man
eine zu lange Berührung der Würze mit dem Hopfen nicht wünscht. Im Bedarfsfalle
kann man die Höhe dieser Seitenwand so gestalten, daß ein kleiner Teil des Hopfens
noch in der Würze verbleibt, der genügt, um in der Vertiefung 5 :die Filterschicht
zu bilden. Für den Fall, daß jede längere Berührung der Würze mit dem Hopfen vermieden
werden soll, kann die siebartige Seitenwand io so hoch ausgebildet werden, - das
ein Überspritzen des Hopfens vermieden wird. In diesem Falle muß natürlich ,in der
.Vertiefung 5 eine Filterschicht (,geeignetes Filtertuch oder feinmaschiges Sieb)
eingesetzt werden. Vorteilhaft . setzt man, damit der Hopfensiebmantel sich nicht
mit Hopfen versetzt und -infolgedessen über-- läuft, den Aufprallteller mittels
der Preßvorrichtung und des Gestänges so tief, daß er währenddes Ausschlagens in
der Würze steht, und zieht ihn erst nach dein Ausschlagen hoch.
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Man kann auch in-der Wanne ein Rührwerk anbringen, «-elches zur Erzeugung
einer Rührbewegung in der Würze dient.
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Abb. 2 zeigt eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung für den
Fall, daß man sich, an Stelle den Hopfen auszupressen, mit einem Auswaschen desselben
in der Vertiefung 5 mit sterilem Wasser begnügt. In diesem Falle erübrigt sich natürlich
die Anbr.ingung einer Preßvorrichtung. Im übrigem bleibt die Vorrichtung unverändert.
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Zum Abpressen des Hopfens in der Vertie fung 5 dient eine Preßvorrichtung
29, 31. welche vorteilhaft oberhalb der Vertiefung 5 über dem Abzug 30 angebracht
ist. Dieselbe kann .mittels eines Schraubganges o. dgl. oder auf .hydraulischem
Wege betätigt -,werden. Sie enthält einen hydraulischen Kolben 31, welcher mit der
Zugstange 32 und dem Verteilungsteller i8 verbunden ist. Soll nach Ablauf der klaren
Würze der Hopfen in der Bodenvertiefung ausgepreßt werden, so wird der Verteilungsteller
18 auf die Hopfenschicht in der Vertiefung 5 heruntergelassen und dadurch letztere
ausgepreßt.
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Es kann aber auch die Preßvorrichtung unterhalb der Bodenvertiefung
angebracht werden. In diesem' Falle muß zunächst mittels eines Gestänges der Verteilungsteller
18 auf eine Aussperrung des Bodens heruntergelassen und vorteilhaft mittels Zapfens
durch Drehen in diese so befestigt werden, daß er in dieser Lage einem von unten
durch den Hopfen wirkenden Preßdruck standhält. Die livdraul.ische Preßvorrichtung
wirkt finit dem oberen siebartigen Teil 7 des Doppelbodens 6 so, daß durch einen
auf diesen Siebboden ausgeübten Druck der Hopfen in der Vertiefung ausgepreßt werden
kann.
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Für den Fall, daß man die Hopfenabscheidung durch einen besonderen
Hopfenseiher, welcher im Verteilungsteller 18, angebracht werden kann, vornehmen
will, wird in die Vertiefung ein Filtereinsatz, z. B. ein entsprechend gewähltes
Filtertuch oder ein Sieb aus feinem Messinggewebe, eingesetzt. In diesem Falle unterbleibt
natürlich die Pressung und kann auch die hydraulische Preßvorrichtung fortgelassen
werden. Man begnügt sich dann lediglich mit einem Auswaschen des Filtereinsatzes.
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Man kann auch den Bogen 33 der Luftzuführung abschraubbar oder aufklappbar
gestalten und hat so die Möglichkeit, den Hopfen nach Entfernen des inneren Luftzuführungsrohres
durch den stehenbleibenden zentralen Luftzuführungsstutzen zu entfernen;
und
erspart auf diese Weise eine besondere Bodenöffnung mit Stutzen, welche sonst diesem
Zweck zu dienen hätte.
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Ferner ist ein Ventilator 34 vorgesehen, der je nach Belieben die
Dämpfe aus dein über der Flüssigkeitsschicht ,befindlichen Raum absaugt oder durch
den Druck der sterilen Luft aus der Vorrichtung vertreibt. Das Arbeiten mit Druck
ist vorzuziehen, da hierbei nicht die Gefahr des Ei.ndringens unreiner Nebenluft
durch Undichtigkeit der Vorrichtung besteht.
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Durch eine Leitung 35 kann der Purnpe 24 im Bedarfsfalle zum Ausspritzen
der Vorrichtung und des Hopfens steriles Wasser zugeführt werden. Für die .Zwecke
der Reini-gung des Behälterinneren ist ein Mannloch 36 vorgesehen. Das Lager
37 und das Gestänge 38 hält die Preßvorrichtung 29 in der richtigen Lage über der
Vertiefung 5 und dem Rohr 17.