EP3365422A1

EP3365422A1 - Fermentationstank und verfahren

Info

Publication number: EP3365422A1
Application number: EP16782066.1A
Authority: EP
Inventors: Konrad MÜLLER-AUFFERMANN; Severin Thomandl
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-08-29
Also published as: US11286452B2; DE102015220315A1; CN108138105A; WO2017067885A1; BR112018007859A2; BR112018007859B1; US20180320124A1; MX2018004805A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fermentationstank sowie ein Verfahren, umfassend eine erste Zuoder Ableitung mit einer ersten am unteren Ende des Fermentationstanks angeordneten zentralen Öffnung (6a) zum Zu- oder Ableiten von Produkt. Weiter umfasst der Fermentationstank eine zweite und dritte Zu- oder Ableitung mit jeweils einer zentral angeordneten Öffnung zum Zuoder Ableiten von Produkt, wobei die drei Öffnungen auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind.

Description

Fermentationstank und Verfahren

Die Erfindung betrifft einen Fermentationstank sowie ein Gärverfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 12.

Fermentationstanks und Fermentationsverfahren sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Üblicherweise wird bei Fermentationen das inokulierte Substrat von unten in die Tanks gefüllt. Es folgen die Verfahrensschritte Fermentation und Lagerung, die normalerweise mehrere Tage bis Wochen lang dauern. Dabei sedimentieren nach und nach Partikel (z.B. Hopfen, Hefen und Trub), die in der Flüssigkeit enthalten sind oder auch während dieser Prozesssc ritte zugegeben wurden und reichern sich im unteren Tankbereich an. Entsprechende Tanks haben an ihrem unteren Ende eine Befüilöffnung. Diese dient auch zur Partikel- und anschließenden Fluidentnahme. Beim Sedimentabzug muss dabei darauf geachtet werden, dass dieser nicht zu schnell erfolgt, da sonst die Gefahr einer Kanalbildung und somit einer ineffizienten Partikelentfernung besteht.

Um den Prozess der Fermentation zu beschleunigen und somit die Gärung effizienter zu gestalten bzw. Lösungsvorgänge zu optimieren, können ferner Rühr- bzw. Umwälzverfahren implementiert werden. Die Sedimentation wird jedoch dadurch unterbunden. Dies wiederum macht eine aufwendigere, separate Partikelabscheidung, z.B. mittels Zentrifugen obsolet, und führt zur Minderung der durch Umwälzung angestrebten Prozesseffektivierung.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Fermentationstank und ein verbessertes Fermentationsverfahren bereitzustellen, die eine effizientere Fermentation bei gleichzeitig effizienter Sedimentation ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst.

Unter Fermentationstank versteht man hier einen Tank, der als Gär- und/oder Lagertank verwendet werden kann. Der erfindungsgemäße Fermentationstank weist an seinem unteren Ende eine zentrale Öffnung mit einer ersten Zu- oder Ableitung auf. Die Zu- oder Ableitung ist eine Leitung, die sowohl zum Zuleiten eines Produkts als auch zum Ableiten eines Produkts verwendet werden kann. Unter Produkt versteht man hier z.B. die mit Hefe beladene Würze, Maische, Bier, das Hefesediment, Hopfensedimente, Eiweißabscheidungen, Gas, z.B. Sauerstoff, Stickstoff oder Luft bzw. Dampf und/oder andere mehrphasige Fluide (Sedi- ment/Flüssigkeitsgemische oder Sediment Flüssigkeits/Gasgemische). Eine entsprechende Öffnung am unteren Ende wird hauptsächlich zum Beladen des Fermentationstanks mit Produkt, hier insbesondere mit Hefe beladene Würze oder Bier bzw. Jungbier, verstanden. Zusätz- lieh zu dieser ersten Zu- oder Ableitung sind erfindungsgemäß auch noch eine zweite und dritte Zu- oder Ableitung vorgesehen. Die Zu-/Ableitungen weisen ebenfalls jeweils eine zentrisch angeordnete Öffnung auf zum Zu- oder Ableiten von Produkt, wobei die drei Öffnungen auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind. Zentrisch bedeutet hier in einem mittleren Bereich des Fermentationstanks.

Die zentrale Anordnung von drei möglichen Zu- und Ableitungen bringt den Vorteil mit sich, dass in vorteilhafter Weise z.B. zwei der Zu- oder Ableitungen zum Umwälzen von Produkt im Fermentationstank verwendet werden können. Durch die zentrale Anordnung der Öffnungen ist es möglich, dass sich die Strömungen im Reaktor gleichmäßig und symmetrisch zur Mittelachse ausbilden können. Somit können sich die Sedimente homogen ablagern und besser abgezogen werden. Strömungsbereiche können variabel eingestellt werden. Die flexible Möglichkeit, alle drei Leitungen sowohl als Zu- oder Ablaufleitung insbesondere auch für das Umwälzen zu nutzen, ermöglicht weiterhin eine ideale Anpassung an verschiedene Prozesse und Prozessschritte, d.h. z.B. eine ideale Stofflösung und Reaktionskatalyse. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung, dass beispielsweise eine Sedimentbildung im unteren Bereich des Fermentationstanks stattfinden kann und gleichzeitig oberhalb, zwischen den Öffnungen in einem oberen Niveau eine Umwälzung stattfinden kann, so dass der Fermentationsprozess insgesamt beschleunigt ablaufen kann.

Durch eine variable Strömungsumkehrung kann die Vorrichtung ideal im Kreislauf, wahlweise auch durch eine Teilkreislaufführung (z.B. bei Belassung eines Sumpfes im Tank) betrieben werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung bringt weiter den Vorteil mit sich, dass eine entsprechende Anordnung sehr einfach zu reinigen ist. Durch die zentrische Anordnung ergeben sich insbesondere bei der Reinigung keine Sprühschatten. Ein entsprechender Fermentationstank ist insbesondere auch für eine semi- oder kontinuierliche Prozessführung (wobei unter kontinuierlich auch vollkontinuierlich verstanden werden kann) ideal einsetzbar.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die erste Zu- oder Ableitung ein entsprechendes Zuführrohr aufweisen, das vorzugsweise außerhalb des Fermentationstanks angeordnet ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die zweite Zu- oder Ableitung ein zweites Rohr und die dritte Zu- oder Ableitung ein drittes Rohr, die sich zumindest abschnittsweise innerhalb des Fermentationstanks erstrecken.

Ein entsprechender Aufbau lässt sich einfach und kostengünstig realisieren. Vorteilhafterweise sind das zweite und dritte Rohr ineinander, vorzugsweise konzentrisch ineinander angeordnet, wobei das innere Rohr sich über das äußere Rohr hinaus erstrecken kann. Somit weist das innere, hier z.B. das dritte Rohr, an seinem Ende die dritte Öffnung auf, während die Fläche der zweiten Öffnung der inneren Querschnittsfläche des zweiten Rohrs minus der Querschnittsfläche des inneren Rohrs entspricht und auf einem entsprechend niedrigeren Niveau liegt. Eine entsprechende Anordnung ist besonders geschickt und platzsparend und ist darüber hinaus einfach zu installieren und zu reinigen. Schließlich ermöglicht eine entsprechende Anordnung eine besonders symmetrische und gleichmäßige Strömungsausbildung. Durch die Verwendung dieses Rohr-in-Rohr-Systems ist auch ein Betrieb im Gegenstrom möglich, so dass zusätzlich eine Wärmeübertragung verbessert werden kann.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ragen das zweite und dritte Rohr von unten, insbesondere durch die erste Öffnung hindurch in das Tankinnere. Eine solche Ausführungsform ist ganz besonders vorteilhaft, da das zweite und dritte Rohr durch die ohnehin vorhandene erste Öffnung durchgeführt werden können, ohne dass zusätzliche Bohrungen im Tank notwendig sind. Das zweite und dritte Rohr kann einfach in den Tank von unten eingeführt und auch nachgerüstet oder aber auch ausgetauscht und/oder beliebig in Form und Länge modifiziert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das zweite und dritte Rohr von oben in das Tankinnere, insbesondere durch die Oberseite des Tanks ragen. Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass keine Bohrungen in der Seitenwand, insbesondere nicht in dem konischen und/oder zylindrischen Abschnitt des Fermentationstanks, notwendig sind. Auch bei dieser Ausführungsform kann die Rohr-in-Rohr-Anordnung einfach von oben in den Tank eingeführt und gegebenenfalls auf einfache Art und Weise nachgerüstet bzw. ausgetauscht werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das zweite Rohr von unten, insbesondere durch die erste Öffnung, ins Tankinnere ragen und das dritte Rohr von oben, insbesondere durch die Tankoberseite. Auch hier ergeben sich die zuvor genannten Vorteile.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist im unteren Tankbereich ein Verdrängungskörper angeordnet, der vorzugsweise an dem zweiten und/oder dritten Rohr installiert ist. Unter unterer Bereich ist hier ein Bereich gemeint, dessen Querschnitt zur ersten Öffnung hin abnimmt. Für gewöhnlich ist dieser untere Tankbereich konisch ausgebildet. Aber auch bombierte Böden, d.h. Klöpperböden bzw. sphärokonische Böden sind möglich.

Der Verdrängungskörper verdrängt einen Teil des Volumens und dient beim Abziehen und/oder Befüllen des Produkts als Strömungsbrecher bzw. Strömungslenker. Durch den erfindungsge- mäßen Verdrängungskörper strömt beim Abführen des Produkts das Produkt nicht mehr flächig sondern ringförmig in einem ringförmigen Kanal um den Verdrängungskörper herum. Die ringförmige Strömung bewirkt eine Strömungsoptimierung dahingehend, dass eine Kanalbildung verhindert wird. Hefe bzw. Sediment kann dadurch besser und effektiver von der Flüssigkeit separiert werden. Darüber hinaus ergibt sich eine gleichmäßigere Temperierung des Sediments, da sich ein zentraler Kern des Sediments nicht mehr unkontrolliert aufheizen kann. Durch den Verdrängungskörper hat das Sediment auch eine größere Kontaktoberfläche zur Flüssigkeit, so dass auch Stoffwechsel, Transport und Diffusionseffekte begünstigt werden können. Über den Abstand des Verdrängungskörpers zum Tankboden und/oder durch die Strukturierung des Verdrängungskörpers und/oder der Tankinnenseite kann zusätzlich die Strömung bei Einlagerung und/oder Abzug von Gas, Sediment und/oder Produkt beeinflusst werden und somit eine aktive Prozessbeeinflussung stattfinden. Der Verdrängungskörper kann vorteilhafterweise an dem zweiten und/oder dritten Rohr befestigt werden (auch austauschbar), so dass keine zusätzliche Befestigung für den Verdrängungskörper am Tankgehäuse notwendig ist, was Kosten sparen kann.

Vorteilhafterweise ist zumindest ein unterer Teil des unteren Tankbereichs abnehmbar, insbesondere wegschwenkbar und/oder abflanschbar und/oder demontierbar, z.B. als sogenannter Schwenk- oder Flanschkonus, ausgebildet. Die ZuVAbleitungen sind vorzugsweise in diesem demontierbaren Bodenteil befestigt bzw. integriert. Ebenso kann ein möglicherweise vorzusehender Verdrängungskörper dann z.B. in diesem Teil bzw. an der zweiten und/oder dritten Zu- /Ableitung befestigt sein. Somit können die erfindungsgemäßen ZuVAbleitungen, eventuell ergänzt um einen Verdrängungskörper, auf einfache Art und Weise installiert werden und auch in bestehende Fermentationstanks nachgerüstet werden, wobei die Zugängüchkeit in den Tank von unten weiterhin gewährleistet wird, da der Verdrängungskörper einfach wegschwenkbar oder abflanschbar/demontierbar ist.

Vorteilhafterweise kann die Höhe und/oder der Durchmesser und/oder die Querschnittsform des zweiten und/oder dritten Rohrs verändert werden. Dazu sind das zweite und dritte Rohr zumindest abschnittsweise austauschbar. Es ist also möglich, beispielsweise das zweite und dritte Rohr aus dem Fermentationstank herauszuziehen und durch entsprechend andere Rohre, die an einen anderen Prozess angepasst sind, wobei auch die Höhenniveaus der Öffnungen entsprechend angepasst sein können, zu ersetzen. Es ist jedoch auch möglich, durch variable Verbindungselemente (z.B. Steck-, Schraub-, Bajonett-, Flansch- und/oder Klampverbindungen) das zweite und/oder dritte Rohr zumindest teilweise auszutauschen bzw. zu verändern bzw. prozess- und produktorientiert zu modifizieren. Der Fermentationstank weist vorteilhafterweise eine Verrohrung mit einer Ventilanordnung auf, die derart ausgebildet ist, dass eine Umwälzung zwischen einer Öffnung auf einem mittleren Niveau und einer Öffnung auf einem höchsten Niveau möglich ist. Somit kann eine Umwälzung zwischen einer beispielsweise dritten und zweiten Öffnung stattfinden, wobei sich gleichzeitig Sediment absetzen kann, d.h. es entsteht im unteren Tankbereich eine zentrale, strömungsberuhigte Zone, in der sich das Sediment anreichern kann bzw. erhalten bleibt. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Prozesse beschleunigt werden sollen und subsequent oder simultan das Sediment entfernt werden soll.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Umwälzung zwischen einer Öffnung auf höchstem Niveau und einer Öffnung auf niedrigstem Niveau erfolgen. Sedimente werden somit entweder von unten abgezogen und in den oberen Tankbereich zugeführt oder sie werden aufgewirbelt, indem die Flüssigkeit vom höchsten Niveau in den unteren Tankbereich transferiert wird. Diese Vorgehensweise empfiehlt sich insbesondere, wenn Reaktionen wie Lösungen oder Stoffübergänge zwischen dem Sediment und der Flüssigkeit erreicht werden sollen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verrohrung und Ventilanordnung derart ausgebildet, dass eine Umwälzung zwischen einer Öffnung auf einem untersten Niveau und einer Öffnung auf einem mittleren Niveau stattfindet. Die Umwälzung bewirkt, dass sich im oberen Tankbereich eine strömungsberuhigte Zone ergibt. Somit können dort Partikel weiterhin gut nach unten absinken und es kann gleichzeitig eine Lösung/Auflockerung der Sedimente im unteren Tankbereich erfolgen.

Dies macht deutlich, dass die zentrale Anordnung von drei möglichen Zu- oder Ableitungen eine große Prozessvielfalt mit sich bringt, wobei die Strömungen und/oder die Strömungsgeschwindigkeiten ideal an verschiedene Prozessschritte angepasst und somit Prozessoptimierungen erreicht werden können.

Es ist auch möglich, dass sich an den Endbereich des zweiten und/oder dritten Rohrs und/oder oberhalb des zweiten und/oder dritten Rohrs, eine oder mehrere Einrichtungen zur Strömungslenkung anschließen, insbesondere mindestens eine Einrichtung aus folgender Gruppe: sich im Querschnitt erweiternder oder verjüngender Rohrabschnitt, tellerförmiger Verteiler, Düse, Venturidüse, Sprühkugel, Zielstrahlreiniger, Drallelement, Verdrängungskörper, Verteilerelemente, und/oder funktionelles Element. Unter einem funktionellen Element versteht man hier. Somit kann die Strömung weiter beeinflusst werden, z.B. aufgeweitet werden.

Neben den beschriebenen Formen und Ausführungen können die Oberflächen der Rohre und/oder der Einrichtungen und/oder der Konusinnenseiten beliebig behandelt werden und/oder aus beliebigen Materialien gefertigt werden. So bewirkt beispielsweise eine Anrauung, dass Kondensationskeime und eine daraus resultierende lokale Gasbildung gezielt entstehen und Strömungen beeinflusst werden können. Ferner kann durch Oberflächenbehandlungen und/oder die Auswahl entsprechender Werkstoffe die Haftreibungen und somit beispielsweise das Abrutsch- und Abfließverhalten beeinflusst werden. Dabei kann die Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine entsprechende Verbindungseinrichtung bzw. Befestigungseinrichtung beispielsweise mittels drehen, schleifen, polieren etc. oder wahlweise über 3D-Druck hergestellt werden und/oder eine Montage mit Hilfe von Schweiß-, Schraub-, und/oder Klebeprozessen etc. erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Tank bzw. das Ventil/Rohrleitungssystem der erfindungsgemäßen Einheit mit mindestens einem weiteren Tank verschaltet, wobei insbesondere die erste und/oder zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung eines ersten Tanks mit der ersten und/oder zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung eines zweiten Tanks verbindbar ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Fermentationstank mit mindestens einem weiteren Fermentationstank verschaltet, wobei die zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung jeweils mit der zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung eines weiteren Tanks verschaltbar ist. Eine entsprechende Anordnung ist insbesondere für eine kontinuierliche Prozessführung vorteilhaft. So kann beispielsweise Produkt, das sich über dem Sediment in einem ersten Tank befindet, über die zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung aus dem Tankinneren in einen weiteren Tank geleitet werden, insbesondere auch über die zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung des weiteren Tanks. Ebenfalls kann so nur das Sediment transferiert und so z.B. nach und nach aufkonzentriert werden.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Fermentationstank mit einer Dosageeinrichtung, insbesondere Hopfendosageeinrichtung verbunden ist, wobei über mindestens eine der Zu- oder Ableitungen Medium, z.B. Hopfen zudosierbar ist. Somit kann auf einfache Art und Weise ein Zusatzstoff und/oder weitere Roh- Hilfs- Betriebs- und Grundstoffe über die bereits vorhandenen drei Zu- oder Ableitungen zugeführt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Fermentationsverfahren kann das Umwälzen des Produkts zwischen zwei Öffnungen der drei Zu- oder Ableitungen erfolgen.

Vorteilhafterweise erfolgt das Umwälzen zwischen den Öffnungen der zweiten und dritten Zu- oder Ableitung, d.h. den zwei oberen Öffnungen. Das Sediment in dem unteren Bereich des Fermentationstanks kann dann vorteilhafterweise über die erste Zu- oder Ableitung abgeführt werden. Wenn mehrere Gärtanks miteinander verschaltet sind, kann Produkt beispielsweise über die zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung über eine zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung eines nachfolgenden Tanks in den nachfolgenden Tank geleitet werden. Ebenso ist es möglich, den Tankinhalt eines Tanks vollständig oder partiell zu zirkulieren und über eine Abzweigung z.B. in der Umwälzleitung einen Teilstrom in einen vor- und/oder nachfolgenden Tank zu transferieren.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Fermentationstanks für einen kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Fermentationsprozess.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt grob schematisch einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform eines Fermentationstanks gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie l-l in Fig. .

Fig. 3a-d zeigen grob schematisch unterschiedliche Ausführungsformen von Fermentationstanks mit an unterschiedlichen Stellen angeordneten zweiten und dritten Zu- oder Ableitungen.

Fig. 4a-4f zeigen unterschiedliche Umwälzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Fermentationstanks.

Fig. 5 zeigt grob schematisch einen Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Fermentationstanks gemäß der vorliegenden Erfindung mit eingebautem Verdrängungselement.

Fig. 6 zeigt grob schematisch einen Vergleich des Strömungsverhaltens bei einem

Fermentationstank mit und ohne Verdrängungskörper.

Fig. 7a,7b zeigen eine grob schematische Teilansicht von zwei Ausführungsbeispielen eines Fermentationstanks mit Verdrängungskörper.

Fig. 8a-8l zeigt unterschiedliche Ausführungsformen von Verdrängungskörpern gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 9a-d zeigten grob schematisch Einrichtungen zur Strömungslenkung, die an der zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung angeordnet sind.

Fig. ^"lOa-d zeigen grob schematisch Einrichtungen zur Strömungslenkung, die an der zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung angeordnet sind.

Fig. 11 a-d zeigen grob schematisch eine Kombination von Verdrängungskörpern sowie Einrichtungen zur Strömungslenkung.

Fig. 12a-d zeigen grob schematisch Einrichtungen zur Strömungslenkung, die an der zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung angeordnet sind.

Fig. 13a-d zeigen grob schematisch Ausführungsformen mit Einrichtungen zur Strömungslenkung.

Fig. 14 zeigt grob schematisch einen Fermentationstank mit einer Dosageeinrichtung.

Fig. 15 zeigt grob schematisch zwei Verrohrungsvarianten für jeweils einen Fermentationstank gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 16 zeigt zwei miteinander verbundene Fermentationstanks.

Fig. 17 zeigt drei in Reihe miteinander verschaltete Fermentationstanks.

Fig. 18 zeigt drei miteinander in Reihe verschaltete Fermentationstanks für einen kontinuierlichen Betrieb.

Fig. 19 zeigt die in Fig. 18 gezeigte Abbildung im Batchbetrieb.

Fig. 20 a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers in perspektivischer Darstellung.

Fig. 20b zeigt eine Ansicht von unten auf den Verdrängungskörper der Fig. 20a.

Fig. 21a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdrängungskörpers in perspektivischer Darstellung.

Fig 21 b zeigt eine Ansicht von unten auf den Verdrängungskörper der Fig.21 a Fig. 1 zeigt grob schematisch einen Teilschnitt durch einen Fermentationstank 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Fermentationstank kann z.B. ein Gär- und/oder Lagertank zur Vergärung und/oder Reifung und/oder Lagerung und/oder Propagation/Assimilation inklusive aller möglichen Arbeitsschritte wie Dosage von Organismen, Hopfen, Additiven und/oder andern Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen sein. Der Fermentationstank ist hier als zylindrokonischer Tank 1 ausgebildet mit einem zylindrischen Abschnitt 5 sowie einem konisch ausgebildeten unteren Tankbereich 2. Der sich nach unten, zu einer Öffnung 6a verjüngende Abschnitt 2 muss nicht zwangsläufig konisch ausgebildet sein, sondern es ist nur wesentlich, dass sich seine Querschnittsfläche (im Querschnitt senkrecht zur Längsachse L betrachtet) zur Öffnung 6a hin verkleinert. Der untere sich verjüngende Abschnitt 2 kann z.B. als sogenannter bombierter Boden bzw. Klöpperboden ausgebildet sein. Im Falle eines konischen Abschnitts 2 beträgt der Konuswinkel ß etwa 40-90°, vorzugsweise 60-90°. Die Höhe eines Fermentationstanks liegt z.B. in einem Bereich von 1 ,5 bis 20 m. Der Durchmesser m des zylindrischen Teils 5 beträgt üblicherweise z.B. 1 bis 6 m. Die Höhe u des sich verjüngenden unteren Tankbereichs beträgt z.B. 0,5 bis 6 m.

An die Öffnung 6a schließt sich das Zu- und/oder Ablaufrohr 6 an. Wenn auch nicht dargestellt, ist der Fermentationstank 1 vorzugsweise durch mehrere Füße oder Ringe am Boden abgestützt oder beispielsweise in einer Platte montiert. Der Fermentationstank kann auch eine Einrichtung zum Temperieren, aufweisen, insbesondere eine nicht dargestellte Kühleinrichtung, die den unteren Bereich zumindest abschnittsweise an der Oberfläche auf der Behälterwandung kühlt. Eine entsprechende Temperiereinrichtung kann auch und/oder ausschließlich im zylindrischen Teil vorgesehen sein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst nun der Fermentationstank 1 neben der ersten Zu- oder Ableitung 6 zum Zu- oder Ableiten von Produkt eine zweite Zu- oder Ableitung 0 und eine dritte Zu- oder Ableitung 1 1 mit jeweils einer zentral angeordneten Öffnung 10a, 1 1 a zum Zu- oder Ableiten von Produkt, wobei die drei Öffnungen auf unterschiedlichen Höhenniveaus Ni , N₂, N₃ angeordnet sind. Die Zu- oder Ableitungen 6, 10, 1 1 weisen entsprechende Anschlüsse ZA1 , ZA2, ZA3 auf, die an ein entsprechendes Verrohrungssystem angeschlossen werden können derart, dass ein entsprechendes Produkt zu- oder abgeführt werden kann und/oder im Kreislauf umgewälzt und auch dort, wahlweise zusätzlich oder ausschließlich temperiert werden kann. Die zweite und dritte Zu- oder Ableitung umfasst entsprechende Rohre 10, 1 1 , die ineinander, vorzugsweise konzentrisch ineinander, angeordnet sind, wobei das innere Rohr 1 1 über die Oberkante des äußeren Rohrs 10 hinausragen sollte und sich bis zum Niveau N₃ hin erstreckt. Die zweite Öffnung der zweiten Zu- oder Ableitung 1 0 ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Sie ergibt sich aus der inneren Querschnittsfläche des Rohrs 10 abzüglich der Ge- samtquerschnittsfläche des Rohrs 11 und ist in Fig. 2 schraffiert dargestellt. Somit kann Produkt in der zweiten Zu- oder Ableitung 10 zwischen dem Rohr 10 und dem Rohr 11 fließen. Bei diesem konkreten Ausführungsbeispiel ist das Rohr-in-Rohr-System durch die untere erste Öffnung 6a durchgeführt. Somit ist keine gesonderte Bohrung im Fermentationstank 1 notwendig, was besonders vorteilhaft ist. Die effektive erste Öffnung 6a ergibt sich dabei aus der Querschnittsfläche der Öffnung 6a abzüglich der Gesamtquerschnittsfläche des Rohrs 10. Somit ergibt sich sowohl für die Öffnung 6a als auch für die Öffnung 10a eine ringförmige Öffnung d.h. ein ringförmiger Strömungskanal, durch den Produkt ein- und ausströmen kann, was besonders vorteilhaft für eine symmetrische und gleichförmige Strömung ist. Die zentrische Anordnung der Öffnungen bzw. der Rohre 6, 10, 1 1 , insbesondere die konzentrische Anordnung, bringt den Vorteil mit sich, dass die drei Zu- oder Ableitungen auf kleinstem Raum im Fermentationstank auf einfache Art und Weise integriert werden können.

In Fig. 3a-d sind weitere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nebeneinander gezeigt. Fig. 3a entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Pfeile stellen ein Umwälzen des Produkts dar, wobei über die dritte Zu- oder Ableitung 11 Produkt in den Fermentationstank 1 über die Öffnung 1 1a geleitet wird und über die Öffnung 10a durch das Rohr 10 abgeleitet wird und dann erneut über das Rohr 1 1 im Kreislauf zugeführt wird, während sich gleichzeitig ein Sediment im unteren Bereich 2 des Fermentationstanks 1 absetzen kann. Fig. 3b zeigt eine entsprechende Anordnung, wie sie in Fig. 3a gezeigt ist, nur mit relativ kürzeren Rohren, wobei, wie auch noch später näher erläutert wird, das obere Ende des dritten Rohrs 11 als Düse ausgebildet ist. Somit kann das Rohr 11 wahlweise kürzer gehalten werden und es bildet sich dennoch ein entsprechendes Strömungsprofil im Fermentationstank 1 aus.

Fig. 3c zeigt eine andere mögliche Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Das zweite und dritte Rohr 10, 1 1 ragen hier von oben ins Tankinnere, hier durch die obere Wandung oder einen Deckel des Tanks. Dabei erstreckt sich das dritte Rohr 1 1 durch das Rohr 10 und ragt über das Rohr 10 hinaus, wobei hier zum Umwälzen das Produkt aus der Öffnung 10a heraus in den Fermentationstank zu der Öffnung 11 a im Kreislauf strömt. Auch eine solche Rohr-in-Rohr-Konstruktion ist einfach im Fermentationstank zu befestigen.

In Fig. 3d ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der das zweite Rohr 10 von unten, insbesondere durch die erste Öffnung 6a, ins Tankinnere ragt und das dritte Rohr 11 von oben durch die Tankoberseite ins Tankinnere ragt, derart, dass sich eine Strömung zwischen der Öffnung 11a und 10a zum Umwälzen ausbilden kann. Auch eine solche Anordnung ist einfach zu fertigen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Fermentationstank 1 ein Verdrängungskörper 3 angeordnet, der vorzugsweise an dem zweiten und/oder dritten Rohr 10, 1 1 installiert ist. In Fig. 5 ist der Verdrängungskörper 3 an der Außenseite des Rohrs 10 befestigt. Der Verdrängungskörper 3 ist im unteren Bereich 2 des Fermentationstanks 1 angeordnet. Der Verdrängungskörper 3 ist beispielsweise ein geschlossener Körper, der aus Edelstahl geformt ist. Der Verdrängungskörper ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sich ein ringförmiger Ablaufkanal 7 ergibt, der in die Auslauföffnung 6a mündet, wobei der Durchmesser des Verdrängungskörpers in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse M betrachtet größer ist als der Durchmesser des ersten und oder zweiten Rohrs 10,11. Hier ist der Verdrängungskörper 3 axial zur Öffnung 6a bzw. der Mittelachse M angeordnet und beispielsweise als Doppelkonus ausgebildet. Die untere Konusfläche verläuft im Wesentlichen parallel zur Tankinnenfläche.

Wie insbesondere aus Fig. 6a, b hervorgeht, kann durch den Verdrängungskörper 3 eine Ka- nalbildung im Sediment, die beispielsweise bei hohen Abflussgeschwindigkeiten des Produkts entsteht und in Fig. 6a dargestellt ist, verhindert werden. Die Form des Verdrängungskörpers 3 kann individuell modifiziert werden. So kann, wie aus Fig. 7a, b hervorgeht, die Form an die Tank- bzw. Bodengeometrie angepasst und/oder die Strömung durch ihre Form gezielt ge- lenkt/beeinflusst werden. Fig. 8 zeigt mehrere mögliche Formen von Verdrängungskörpern. Auch können wahlweise mehrere Verdrängungskörperelemente an einer und/oder mehreren Zu- oder Ablaufleitungen angebracht werden und variabel kombiniert werden. So zeigt Abbildung 8a einen Doppelkonus, 8b einen Doppelkonus, dessen unterer Bereich als Drallelement ausgebildet ist und das vorbeiströmende Fluid in eine Rotationsbewegung versetzt. Fig. 8c zeigt einen Doppelkonus, wobei sowohl die obere als auch die untere Hälfte als Drallelement ausgebildet ist. Fig. 8d zeigt einen asymmetrischen Doppelkonus. Fig. 8e zeigt einen Drallkörper, der im unteren Bereich konisch zuläuft und oben abgerundet ist. Fig. 8f zeigt einen Verdrängungskörper mit einem oberen konischen Teil und einem unten abgerundeten Teil. In den Fig. Sg-I sind Kombinationen aus den in Fig. 8a-f gezeigten Elementen gezeigt. Der integrierte Verdrängungskörper kann optional funktionell gestaltet werden, indem beispielsweise Temperierungsvorrichtungen und/oder Gas/Fluiddurchströmungen möglich sind.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die Vorrichtung weiter eine Einrichtung 15 zur Strömungslenkung aufweist, die sich entweder an das zweite und/oder dritte Rohr anschließt oder aber oberhalb des zweiten und/oder dritten Rohrs angeordnet ist. Eine entsprechende Einrichtung 15 umfasst beispielsweise eine Einrichtung aus folgender Gruppe: einen sich im Querschnitt erweiternder oder verjüngender Rohrabschnitt 15, tellerförmige Verteiler oder andere Verteilkörper 15 (siehe Fig. 9a-d), Düsen, Venturidüsen (siehe Fig. 10a-d), Sprühkugeln, Zielstrahlreiniger (siehe Fig. 12a-d) sowie Kombinationen daraus (siehe Fig. 1 1a-d). Es ist auch möglich, Einrichtungen zur Strömungslenkung, wie Strömungskörper, Prallschirme und Verteilerbleche oberhalb des zweiten und/oder dritten Rohrs anzuordnen, wie insbesondere in Fig. 13a-d gezeigt ist.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Höhe und/oder der Durchmesser und/oder die Querschnittsform des zweiten und/oder dritten Rohrs veränderbar sind, wobei das zweite und/oder dritte Rohr zumindest abschnittsweise austauschbar sind. So ist es z.B. möglich, das zweite und/oder dritte Rohr aus dem Fermentationstank 1 herauszuziehen und durch entsprechend andere Rohre und/oder andere-, wahlweise funktionelle Elemente, die entsprechend an- gepasst sein können, zu ersetzen. Das zweite und/oder dritte Rohr können dabei durch Verbindungselemente (wie z.B. Steck-, Schraub-, Bajonett-, Flansch- und/oder Klampverbindungen) lösbar am Tank befestigt sein. Es ist jedoch auch möglich, durch variable Verbindungselemente (z.B. Steck-, Schraub-, Bajonett-, Flansch- und/oder Klampverbindungen) das zweite und/oder dritte Rohr zumindest teilweise auszutauschen bzw. zu verändern. Aber auch die Zusatzelemente, wie beispielsweise der Verdrängungskörper 3 oder die Einrichtungen zur Strömungslenkung können austauschbar über entsprechende Verbindungselemente befestigt sein, und/oder aber modular erweitert bzw. verändert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Tank 1 , wie in Fig. 14 gezeigt ist, mit einer Dosageeinrichtung z.B. der Hopfendosageeinrichtung 12 verbunden sein, wobei über mindestens eine der Zu- oder Ableitungen 6, 10, 1 1 Medium, hier z.B. Hopfen zudosierbar ist. Über eine entsprechende Ventiianordnung 13, z.B. Ventilblock und/oder eine andersgeartete An- schluss- bzw. Verschaltungs- und/oder Verbindungsweise kann eine entsprechende Zu- oder Ableitung aus den drei Zu- oder Ableitungen gewählt werden. Somit muss keine zusätzliche Zuführleitung in das System, insbesondere den Fermentationstank, integriert werden. Auch wenn in Figur 14 keine PBE (Prozessbeeinflussende Einheit) dargestellt ist, so kann diese wahlweise und/oder zusätzlich zur Dosage und oder Entnahme von Stoffen enthalten sein.

Das zu dosierende Medium, beispielsweise Hopfenprodukte (wie Hopfenpellets, Hopfenextrakt, Hopfenöle und/oder Hopfendolden) wird in den wahlweise mobilen oder fest installierten Dosagebehälter der Dosageeinrichtung 12 eingefüllt. Der Dosagebehälter wird fest verschlossen. Es folgt die Entfernung von Luft, beispielsweise durch Verdrängung mit einem Inertgas und/oder Kohlenstoffdioxid. Anschließend wird der Behälter partiell oder vollständig mit dem Lösungsmedium (z.B. Bier und/oder Wasser) gefüllt, z.B. über eine der drei zentrisch angeordneten Zu- oder Ableitungen 10, 1 1 , 6. vorzugsweise die zweite und/oder dritte Ableitung, die sich oberhalb des Sediments befinden. Wahlweise kann eine Homogenisierung/Dispergierung im Dosagebehälter erfolgen. Anschließend oder zeitgleich kann das Gemisch über mindestens eine der Zu- oder Ableitungen in den Fermentationstank 1 geleitet werden, in dem der Fermentationstankinhalt, d.h. das Produkt, umgewälzt werden kann, wie auch noch nachfolgend näher erläutert wird. Ferner können auch oder ausschließlich Zirkulationen über den Dosagebehälter 12, der wahlweise auch mit Abscheidungsvorrichtungen, wie Sieben und/oder Pressschnecken ausgestattet sein kann, vorgenommen werden. Nach angestrebter Lösung bzw. Auslaugung kann das Sediment erfindungsgemäß ideal entfernt bzw. im Dosagebehälter zurückgehalten und/oder wahlweise weiterverarbeitet werden.

Wie insbesondere aus der Fig. 4 und auch aus der Fig. 5 hervorgeht ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Fermentationsverfahren möglich eine Umwälzung zwischen zwei der drei Öffnungen 6a,10a,1 1a durchzuführen.

Dazu weist der Fermentationstank 1 eine Verrohrung mit entsprechenden Ventilen auf, die derart ausgebildet ist, dass eine Umwälzung zwischen einer Öffnung 10a auf mittlerem Niveau N₂ und einer Öffnung 11a auf höchstem Niveau N₃ möglich ist, wie insbesondere in Fig. 4a und 4b gezeigt ist. Somit kann eine Umwälzung zwischen einer beispielsweise dritten 11 a und zweiten 10a Öffnung stattfinden, wobei sich gleichzeitig Sediment absetzen kann, d.h. es entsteht im unteren Tankbereich eine zentrale und strömungsberuhigte Zone, in der sich das Sediment anreichern kann bzw. erhalten bleibt. Somit kann der Prozess beschleunigt werden. In Fig. 4a ist der Anschluss ZA1 als Zulauf ausgebildet und der Anschluss ZA2 als Ablauf. Ebenso ist es möglich, den Anschluss ZA2 als Zulauf und den Anschluss ZA3 als Ablauf zu wählen, wie aus Fig. 4b hervorgeht.

Es ist auch möglich, die Ventile in der Verrohrung, z.B. V1 oder V2 wie in Figur 15 angedeutet, so zu schalten, dass eine Umwälzung zwischen einer Öffnung 11a auf höchstem Niveau N₃ und einer Öffnung 6a auf niedrigstem Niveau ^ stattfinden kann, wie in Fig. 4c und 4d gezeigt ist, wobei in Fig. 4c der Anschluss ZA3 als Zulauf und der Anschluss ZA1 als Ablauf ausgebildet ist und in Fig. 4d der Anschluss ZA1 als Zulauf und der Anschluss ZA3 als Ablauf ausgebildet ist. Sedimente werden somit entweder von unten abgezogen und in den oberen Tankbereich zugeführt oder sie werden aufgewirbelt, indem z.B. die Flüssigkeit vom höchsten Niveau in den unteren Tankbereich transferiert wird. Diese Vorgehensweise empfiehlt sich insbesondere, wenn Reaktionen wie Lösungen oder Stoffübergänge zwischen dem Sediment und der Flüssigkeit erreicht werden sollen.

Der Ventilblock V1 oder V2, hier nur als Beispiel gezeigt, kann auch so verschaltet werden, dass eine Umwälzung zwischen einer Öffnung 6a auf unterstem Niveau und einer Öffnung 10a auf mittlerem Niveau N₂ stattfindet. Die Umwälzung bewirkt, dass sich im oberen Tankbe- reich eine strömungsberuhigte Zone ergibt. Somit können dort Partikel weiterhin gut nach unten absinken und es kann gleichzeitig eine Lösung/Auflockerung der Sedimente im unteren Tankbereich erfolgen, wie beispielsweise in den Fig. 4e und 4f gezeigt ist, wobei in Fig. 4e der Anschluss ZA1 als Auslauf verwendet wird und der Anschluss ZA2 als Zulauf und in der Fig. 4f umgekehrt.

Die in der Fig. 15 gezeigten Ventilanordnungen bzw. Verrohrungen V1 ,V2 sind nur beispielhaft. Eine bevorzugte Variante sieht die Verwendung von mindestens 4-7 Ventilen und einer Pumpe 18 vor, so dass z.B. Strömungsumkehrungen und die zuvor beschriebenen Verfahren zur Pro- zess- und Reinigungsoptimierung ermöglicht werden. Die exemplarische Verrohrungsvariante V1 umfasst z.B. vier Ventile und eine Pumpe 18, wobei es hier zwei Zu- oder Abführmöglichkeiten 20, 21 gibt, die jeweils mit einem Anschluss ZA1 , ZA2 oder ZA3 z.B. über nicht dargestellte Ventile verbunden werden können. Die exemplarische Verrohrungsvariante V2 ermöglicht drei Zu- bzw. Abführmöglichkeiten 22, 23, 24, die jeweils mit einem Anschluss ZA1 , ZA2 oder ZA3 z.B. über nicht dargestellte Ventile verbindbar sind.

In der Fig. 15 wird mit PBE eine Prozessbeeinflussung angedeutet, d.h. die Möglichkeit der gezielten Prozessbeeinflussung und -Überwachung. So können beispielsweise vor und/oder nach der Pumpe 18 gezielt Stoffe (Produkte, Sedimente, Roh-, Grund- und Hilfsstoffe, wie z.B. Hopfenprodukte, wie etwa Dolden, Öle, Extrakte, Pellets, Holzspäne, Enzyme, Stabilisatoren, Trub, Hefe, andere Organismen, Aromen, aroma- oder farbgebende Substanzen, Substrat, Früchte- und Fruchtprodukte etc.) eindosiert werden und/oder entnommen werden. Außerdem können physikalische Beeinflussungen, wie z.B. Be- und Entgasungen von Luft, Kohlendioxid, Dampf und/oder Stickstoff, Temperierungen und/oder Separationen/Auspressungen, Feststoffabschei- dungen z.B. mit Hilfe von Filtern, Zentrifugen, Hydrozyklonen, Dekantern, Pressschnecken etc. vorgenommen werden. Der verwendete Pumpentyp sollte dabei je nach Anforderungen an den Prozess angepasst sein und kann wahlweise auch in der Leistung (z.B. über einen Frequenzregler) angepasst werden. Auch die Verknüpfung der Pumpe 18 mit anderer Mess- und Regeltechnik, die sich z.B. im Fermentationstank und/oder an anderen Prozessstellen befinden können (z.B. Dichtemessungen, Durchfiuss- und/oder Füllstandsmessung) ist möglich und sinnvoll.

Es ist auch möglich, mehrere Reaktoren miteinander zu verschalten. Hier ist ein Fermentationstank mit mindestens einem weiteren Fermentationstank so verschaltet, dass insbesondere die erste Zu- oder Ableitung 6 eines Tanks 1a mit einer ersten Zu- oder Ableitung 6 eines zweiten Tanks 1b verbindbar ist, wie beispielsweise aus den Fig. 16-19 hervorgeht. Vorzugsweise ist die zweite und/oder dritte Zuleitung 10, 11 eines ersten Tanks 1 a jeweils mit der zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung 10, 1 1 eines weiteren Tanks 1b verschaltbar, wie insbeson- dere aus Fig. 6 hervorgeht. Prinzipiell ist jedoch jedwede Verknüpfung sämtlicher Zu- und Abläufe vor- und nachgeschalteter Tanks (sprich erste und/oder zweite und/oder dritte Zu/Ableitung) möglich, auch wenn dies nicht in den Figuren 18 und 19 dargestellt ist. Neben festen Verrohrungen können jedoch auch mobile Stationen und/oder flexible Lösungen, wie beispielsweise Schläuche, dazu benutzt werden, um in mehreren Tanks die erfindungsgemäßen Verfahren zu realisieren bzw. sie miteinander zu kombinieren. Besonders geeignet ist der erfindungsgemäße Fermentationstank für eine kontinuierliche Prozessführung, wie im Zusammenhang mit Fig. 17- 9 noch näher erläutert wird. Das bedeutet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für den klassischen chargenweisen Betrieb geeignet ist sondern auch für den semi- und vollkontinuierlichen Betrieb jeweils mit oder ohne Umwälzung benutzt werden kann. In diesem Fall kann in jedem Fermentationstank 1 eine individuell einstellbare Umwälzung erfolgen, wobei sich dennoch, je nach Betrieb, Sedimente gezielt absetzen können, wobei diese ebenfalls gezielt abgezogen und dem Prozess an einer anderen Stelle zugeführt werden können. Außerdem können durch Umwälzungen Lösungsvorgänge begünstigt werden. Durch die Kaskadierung mehrerer Tanks können so Fraktionierungen von Partikeln, Gasen und Fluiden realisiert werden. Die Weiterleitung erfolgt dabei beispielsweise mittels Pumpe(n) 18 und/oder aufgrund von Druckgradienten.

Fig. 17 zeigt beispielsweise drei miteinander verschaltete Tanks. Die Pfade K1 -K4 geben einen möglichen Fluss durch die Tankkaskade an. K3a und K3b zeigen Abzugsvarianten aus dem Tank. Über die Zu- und Abflussanschlüsse ZA sind weitere Zu- bzw. Abführungen möglich. D stellt eine Dosage bzw. weitere Zuführmöglichkeit dar, z.B. Kräusen bei der Bierfermentation. Sedimente S können abgezogen und wieder verwendet werden. Gas kann aus den Tanks abgezogen und z.B. zur Gaswäsche im gleichen und/oder weiteren Tank wieder verwendet werden.

Die Abbildungen 18 und 19 zeigen Verrohrungsvarianten, wie beispielsweise drei Tanks 1a, b, c miteinander verbunden sein können.

Für einen semi- oder vollkontinuierlichen Betrieb von verschalteten erfindungsgemäßen Tanks ist es besonders vorteilhaft wenn ein Druckgradient in der Kaskade derart eingestellt wird, dass zumindest einer der vorgeschalteten Tanks einen höheren Druck als zumindest einer der nachgeschalteten Tanks aufweist. Dadurch kann erfindungsgemäß ein Fluidtransfer ohne zusätzliche Pumpen gewährleistet werden. Idealerweise befindet sich außerdem zwischen den Tanks ein Regelventil welches dann geöffnet wird, wenn der Füllstand im nachgeschalteten Tank absinkt. Durch eine derartige Verschaltung kann ein semi- oder vollkontinuierlicher Flüssigkeitstransfer einfach realisiert werden und durch die variabel durchmischbaren Zonen können den- noch Partikel gezielt in Einzelsystemen sedimentiert, abgeschieden und wahlweise weiterverarbeitet bzw. wiedelverwendet werden. Durch die Verwendung von Druckgradienten und Regelventilen, die über Füllstandsmessungen gesteuert werden, kann der Durchfluss durch eine Kaskade einfach über die Menge an zu/abgeführter Flüssigkeit gesteuert und der Aufwand für Transferpumpen, Mess- und Regeitechnik reduziert werden.

Fig. 18 zeigt eine mögliche Verschaltung zum kontinuierlichen Betrieb der Tankkaskade, wobei hier z.B. die schwarz ausgefüllten Ventile geschlossen sind. Somit wird deutlich, dass hier, wie zuvor bereits erläutert, z.B. Produkt über die Öffnung 10a der zweiten Zu- oder Abführleitung 10 an den jeweils nächsten Tank geleitet werden kann. In der Fig. 19 sind die Ventile so geschaltet, dass die Tankkaskade im Batchbetrieb betrieben wird und kein Produkt über die erste und zweite Zu- oder Ableitung 10, 1 1 zum nachfolgenden Tank 1b geleitet wird.

Fig. 20a zeigt in perspektivischer Darstellung einen Verdrängungskörper 3 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, der hier in einem konischen unteren Tankbereich 2 eingesetzt ist. Der Körper 3 umfasst einen unteren (mit U bezeichnet) konischen Bereich und einen oberen (mit O bezeichnet) nach oben konisch zulaufenden Bereich. Der Konuswinkel des unteren Bereichs entspricht vorzugsweise dem Konuswinkel des unteren Tankbereichs, z.B. 60°, so ist der Abstand p (in Horizontalrichtung bzw. senkrecht zur Längsachse betrachtet) zwischen Tank und Verdrängungskörper im unteren Bereich des Verdrängungskörpers im Wesentlichen konstant. Die obere Seite kann z.B. glatt ausgebildet sein. Der untere Konusbereich des Verdrängungskörpers 3 ist derart ausgebildet, dass eine Rotationsbewegung des Produkts beim Befüllen, Entleeren und/oder Umwälzen bewirkt werden kann. Dazu weist der untere Bereich mehrere Erhebungen R, hier in Form von Rippen auf, die sich um die Mittelachse M des Verdrängungskörpers winden. Bei dem in Fig. 20a, b dargestellten Ausführungsbeispiel gibt es vier gewundene Rippen, die sich jeweils, beispielsweise um einen Winkelbereich von 180°, um den unteren konischen Bereich des Verdrängungskörpers 3 winden. Dabei sind die Rippen R z.B. unter einem Winkel von 90° auf dem unteren konischen Bereich montiert. Dies heißt, dass die seitlichen Rippenflächen auf einer Abwicklung der Konusfläche unter einem Winkel von 90° auf der abgewickelten Konusfläche stehen. Wie z.B. aus Fig. 20a bzw. 21a hervorgeht, gilt dann, dass an jedem Bezugspunkt B, an dem die Rippenfläche die Konusfläche berührt, ein Lot auf eine Gerade, die durch B und die Konusspitze verläuft, in der Rippenfläche liegt. Dies ist jedoch nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Vorteilhaft ist, wenn die sich um die konische Oberfläche des Verdrängungskörpers 3 windenden Rippen R mit ihrer Außenfläche oder Kante 80 an der Tankinnenfläche 110 aufliegen. So können mehrere um den Umfang des Verdrängungskörpers 3 gewundene Auslaufkanäle K erzeugt werden, die jeweils von der Tankinnenfläche 110, der Oberfläche des Verdrängungskörpers und gegenüberliegenden seitlichen Rippen begrenzt werden. Ein entsprechender Verdrängungskörper kann einfach in den konischen unteren Tankbereich eingesetzt und angeschweißt werden. So kann der Verdrängungskörper einfach befestigt und auch noch nachträglich in bestehenden Systeme eingesetzt werden. Fig. 20a,b ist nur ein Beispiel. Je nach Größe des Verdrängungskörpers 3 und gewünschten Prozessbeeinflussungen können die Rippen R jedoch einen mehr oder weniger starken Verwindungsgrad aufweisen, wie beispielsweise in Fig. 21a, b dargestellt ist, wo sich z.B. vier Rippen um 360° um die Mittelachse des Verdrängungskörpers 3 winden. Ebenso können mehr oder weniger Rippen R vorgesehen werden. Es können drei bis sechs Rippen, vorzugsweise drei bis vier Rippen vorgesehen sein. Auch kann der Winkel, unter dem die jeweilige Rippe auf die Konusfläche aufgesetzt ist, variieren z.B. zwischen 60°- 120°. Es ist auch möglich, dass auch die obere konische Fläche des Verdrängungskörpers 3 Rippen aufweist, die das Produkt in Rotationsbewegung versetzen. Wie auch bereits zuvor beschrieben, können eine oder mehrere Leitungen durch den Verdrängungskörper geführt werden.

Claims

Ansprüche

1. Fermentationstank (1 ) umfassend: eine erste Zu- oder Ableitung (6) mit einer ersten am unteren Ende des Fermentationstanks (1 ) angeordneten zentralen Öffnung (6a) zum Zu- oder Ableiten von Produkt, gekennzeichnet durch eine zweite und dritte Zu- oder Ableitung (10, 11 ) mit jeweils einer zentral angeordneten Öffnung (10a, 11 a) zum Zu- oder Ableiten von Produkt, wobei die drei Öffnungen (6a, 10a, 11a) auf unterschiedlichen Höhenniveaus (N_{1 (} N₂, N₃) angeordnet sind.

2. Fermentationstank (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zu- oder Ableitung ( 0) ein zweites Rohr (10) umfasst und die dritte Zu- oder Ableitung (1 1) ein drittes Rohr (11 ) umfasst, wobei sich vorzugsweise das zweite und dritte Rohr zumindest abschnittsweise innerhalb des Fermentationstanks erstrecken.

3. Fermentationstank (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und dritte Rohr (10, 11 ) ineinander, vorzugsweise konzentrisch, angeordnet sind.

4. Fermentationstank (1 ) nach mindestens Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und dritte Rohr (10, 11 ) von unten, insbesondere durch die erste Öffnung (6a) hindurch in das Tankinnere ragen oder das zweite und dritte Rohr (10, 11 ) von oben in das Tankinnere, insbesondere durch die Oberseite des Tanks ragen oder das zweite Rohr von unten, insbesondere durch die erste

Öffnung (6a) ins Tankinnere ragt und das dritte Rohr (11 ) von oben, insbesondere durch die Tankoberseite ins Tankinnere ragt.

5. Fermentationstank (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Tankbereich (2) ein Verdrängungskörper (3) angeordnet ist, der vorzugsweise an dem zweiten und/oder dritten Rohr (10, 1) installiert ist.

6. Fermentationstank (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe und/oder der Durchmesser und/oder Querschnittsform des zweiten und/oder dritten Rohrs veränderbar ist, wobei das zweite und/oder dritte Rohr zumindest abschnittsweise austauschbar sind.

7. Fermentationstank (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermentationstank eine Verrohrung mit einer Ventilanordnung (V1 ,V2) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine Umwälzung zwischen einer Öffnung (10a) auf mittlerem Niveau (N₂) und einer Öffnung (11 a) auf höchstem Niveau (N₃) möglich ist und/oder eine Umwälzung zwischen einer Öffnung (11a) auf höchstem Niveau (N₃) und einer Öffnung (6a) auf niedrigstem Niveau (N^ und/oder eine Umwälzung zwischen einer Öffnung (6a) auf unterstem Niveau (N und einer Öffnung (10a) auf mittlerem Niveau (N₂).

8. Fermentationstank (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Endbereich des zweiten und/oder dritten Rohrs (10, 1 1) und/oder oberhalb des zweiten und/oder dritten Rohrs (10,11) eine oder mehrere Einrichtungen zur Strömungslenkung anschließen, insbesondere mindestens eine Einrichtung aus folgender Gruppe:

- sich im Querschnitt erweiternder oder verjüngender Rohrabschnitt, tellerförmiger Verteiler, Düse, Venturidüse, Sprühkugel, Zielstrahlreiniger, Drallelement, Verdrängungskörper, Verteilerelement und/oder funktionelles Element.

9. Fermentationstank (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank mit mindestens einem weiteren Tank verschaltet ist, wobei, insbesondere die erste und/oder zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung (6, 10, 1 1) eines ersten Tanks (1a) mit der ersten und/oder zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung (6, 10, 11 ) eines zweiten Tanks (1 b) verbindbar ist, wobei vorzugsweise die erste Zu- oder Ableitung (6) eines ersten Tanks (1 ) mit der ersten Zu- oder Ableitung eines zweiten Tanks verbindbar ist.

10. Fermentationstank (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermentationstank (1a) mit mindestens einem weiteren Fermentationstank verschaltet ist und die zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung (10, 11 ) jeweils mit einer zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung (10, 1 ) eines weiteren Tanks (1b) verschaltbar ist.

11. Fermentationstank (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (1 ) mit einer Dosageeinrichtung (12), insbesondere Hopfendosageeinrichtung verbunden ist, wobei über mindestens eine der Zu- oder Ableitungen (6, 10, 11) Medium, insbesondere Hopfen zudosierbar ist.

12. Fermentationsverfahren mit einem Fermentationstank nach mindestens einem der Ansprüche 1-1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Umwälzung bzw. zumindest eine partielle Umwälzung des Produkts zwischen zwei Öffnungen der Zu- oder Ableitungen (6, 10, 1 1) erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzung zwischen den Öffnungen (10a, 11a) der zweiten und dritten Zu- oder Ableitung ( 0, 11) erfolgt und dass Sediment in dem unteren Bereich (2) des Fermentationstanks über die erste Zu- oder Ableitung (6) abgeführt wird.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2-13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fermentationstanks (1 a,1b,1c) miteinander verschaltet sind und insbesondere die erste und/oder zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung eines ersten Tanks (1 ) mit der ersten und/oder zweiten und/oder dritten Zu- oder Ableitung eines zweiten Tanks (1 b) verbunden ist und über eine entsprechende Verbindung Produkt aus einem ersten Tank (1a) einem nachfolgenden Tank (1 b) zugeführt wird, wobei insbesondere über die zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung (10, 11) Produkt über eine zweite und/oder dritte Zu- oder Ableitung (10, 1 1) eines nachfolgenden Tanks geleitet wird

15. Verwendung eines Fermentationstanks nach mindestens einem der Ansprüche 1-1 1 für einen kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Fermentationsprozess.