PL66606B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 11.11.1966 Opublikowano: 28.11.1973 Niemiecka Republika Demokratyczna 66606 KI. 6b,8/01 MKP C12c 11/04 Wspóltwórcy wynalazku: Gerhard Bosewitz, Helmut Elies, Rudolf Dickscheit Wlasciciel patentu: Institut fur die Garungs-und Getrankeindustrie, Berlin (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób przyspieszonego ciaglego fermentowania i dojrzewania brzeczki piwnej oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu przyspieszonego cia¬ glego fermentowania i dojrzewania brzeczki piw¬ nej oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Dotychczasowe sposoby postepowania przy fer¬ mentowaniu i dojrzewaniu brzeczki piwnej sa na ogól sposobami nieciaglymi, wymagaja duzego na¬ kladu czasu, powierzchni roboczej i wyposazenia aparaturowego.W zwiazku z tym podjeto próby usuniecia wy¬ mienionych wad przez opracowanie sposobu o cha¬ rakterze ciaglym. Ciagle sposoby prowadzenia fer¬ mentacji alkoholowej sa znane, jak równiez mozli¬ wosci zwiekszania szybkosci fermentacji przez zwiekszenie koncentracji drozdzy oraz przez pod¬ wyzszanie zazwyczaj stosowanych temperatur fer¬ mentacji.Znane sa równiez rozmaite próby wprowadzania ciaglego sys.temu fermentacji przy produkcji piwa, jednakze wszystkie one polegaja na fermentacjach progresywnych prowadzonych periodycznie, w któ¬ rych do swiezej brzeczki dodaje sie brzeczke cze¬ sciowo sfermentowana, a jednoczesnie proces pro¬ wadzi sie w temperaturze wyzszej, niz zazwyczaj.Znany jest równiez sposób, wedlug którego ko¬ lumna cieczy, zawierajacej cukier utrzymywana jest w celu sfermentowania w zamknietym, stoja¬ cym naczyniu (fermentacja wiezowa), przy czym fermentacja przebiega stopniami postepujacymi od dolu ku górze. Ciecz doprowadzana jest do stanu jednorodnego za pomoca mieszadla. W tym przy- 10 15 20 25 30 padku nie jest praktycznie mozliwe uzyskanie wy¬ sokiego stopnia sfermentowania, poniewaz na sku¬ tek burzliwych ruchów strumieni plynu brzeczka niesfermentowana opuszcza wieze fermentacyjna razem z brzeczka sfermentowana.Znane jest tez wytwarzanie piwa w szeregu wza¬ jemnie ze soba polaczonych pojemników, przy czym do pierwszego pojemnika zadawana7 jest brzeczka, a z ostatniego odbiera sie sfermentowane piwo.Stosowane przy tym sposobie zbiorniki fermenta¬ cyjne zawieraja specjalne wkladki, sluzace do przy¬ spieszania dojrzewania i klarowania mlodego piwa.Dojrzewanie po czesci sprowadza sie do tego, ze fermentowana brzeczka pozostaje przez 18 dni w ukladzie fermentacyjnym skladajacym sie z 7 na¬ czyn róznej wielkosci, a przez pozostale 6—9 dni w naczyniach magazynowych. Przy tym sposobie w naczyniach 2 i 3 panuja odmienne cisnienia, po¬ niewaz fermentacja podstawowa opiera sie na za¬ sadzie spadku cisnienia.W celu przyspieszenia fermentacji brzeczka jest tu równiez stale mieszana za pomoca jednej lub kilku srub mieszalnikowych, aby drozdze wznosily sie ku górze. Równiez i w tyfri sposobie doplywa¬ jaca w sposób ciagly niesfermentowana brzeczka mieszana jest z brzeczka juz sfermentowana, nie jest wiec mozliwe uzyskanie na koncu ukladu fer¬ mentacyjnego brzeczki równomiernie sfermento¬ wanej. 66 6063 66 606 4 Zastosowane w tym sposobie urzadzenie sklada, sie z jednego zamknietego naczynia fermentacyjne¬ go i naczynia dojrzewalniczego, przy czym oba te naczynia wyposazone sa w sruby mieszalnikowe.Opisane wyzej sposoby i nalezace do nich urza¬ dzenia maja] te wade, ze zastosowana w nich cia¬ glosc procesu odnosi sie po wiekszej czesci tylko do procesu iermentacji glównej. Uruchamiany na¬ stepnie proces fermentacji uzupelniajacej, majacej na celu dojrzewanie sfermentowanego piwa, pro¬ wadzony jest jak poprzednio w sposób nieciagly.Zaden ze znanych sposobów nie usuwa trudnosci zwiazanych z fermentacja i dojrzewaniem w takim stopniu, aby za pomoca prostych srodków technicz¬ nych zostaly rozwiazane postawione cele zmniejsze¬ nia nakladu czasu, sily roboczej i powierzchni pro¬ dukcyjnej. Do tego dochodzi fakt, ze przeksztalce¬ nia biochemiczne zachodzace w procesie dojrzewa¬ nia piwa przy ciaglym sposobie, byly dotychczas trudne do opanowania.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie wy¬ mienionych wyzej trudnosci i zaoszczedzenie cza¬ su produkcyjnego, sily roboczej, przestrzeni prze¬ znaczonej na pojemniki i energii.Zadaniem wynalazku jest prowadzenie fermen¬ tacji i dojrzewania przy produkcji piwa w postaci jednego przebiegu produkcyjnego o charakterze pro¬ cesu ciaglego i usuniecie wad ciaglego fermento¬ wania i dojrzewania przez zastosowanie specjalne¬ go ukladu cisnienia i nagazowywania.Ponadto ilosc drozdzy musi byc doprowadzona do ilosci niezbednej dla szybkiego zafermentowania, a jednoczesnie* nalezy wstrzymywac nadmierne rozmnazanie, aby uzyskac szybsze klarowanie i za¬ pobiec stratom ekstrakcyjnym.Otrzymywany w ten sposób produkt musi byc . jakosciowo przynajmniej równorzedny piwu otrzy¬ mywanemu w sposób dotychczasowy i musi odpo¬ wiadac wymaganiom konsumenta.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze optymalnie sklarowana i odkielkowana brzeczke piwna, wzbogacona komórkami drozdzy dolnej fer¬ mentacji przeprowadza sie przez zbiorniki fermen¬ tacyjne, w których w temperaturze 5—10°C oraz przy 0—1,2 atn, korzystnie 0,6—1,0 atn pod wply¬ wem napowietrzania i nadcisnienia nastepuje szyb¬ kie zafermentowanie, po czym brzeczke wprowadza sie do dalszych zbiorników fermentacyjnych, ko¬ rzystnie dwóch, w których w temperaturze 5—10°C i przy 0—1,2 atn, korzystnie 0,6—1,0 atn rozmna¬ zanie drozdzy zostaje zahamowane za pomoca na¬ gazowywania dwutlenkiem wegla, przy czym w ostatnim z wymienionych zbiorników fermentacyj¬ nych zachodzi sedymentacja drozdzy, które zawra¬ ca sie czesciowo do obiegu i stosuje sie do nowego zafermentowania brzeczki piwnej przed jej wpro¬ wadzeniem do pierwszego zbiornika fermentacyj¬ nego, a mlode piwo, otrzymane ze zbiorników fer¬ mentacyjnych wprowadza sie do zbiorników doj- rzewalniczych korzystnie pieciu, w których w tem¬ peraturze 1—3°C oraz przy 0—0,6 atn korzystnie 0,3—0,5 atn piwo poddaje sie przeplukiwaniu dwu¬ tlenkiem wegla.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku sklada sie ze zbiornika wstepnego, polaczo¬ nego za pomoca przewodu z urzadzeniem do od- kielkowania, ukladem doprowadzajacym drozdze, majacym przewód drozdzowy lub wlew i pojem¬ nik cisnieniowy oraz polaczonego z pompa tlocza- 5 ca i usytuowanym za nim reduktorem cisnienia • cieczy oraz z korzystnie czterech zbiorników fermen¬ tacyjnych i pieciu zbiorników dojrzewalniczych, podczas gdy przewód kazdorazowo przylaczony jest do dolnej czesci czolowej sciany tych zbiorników, io zas odprowadzony jest z górnej czesci ich sciany tylnej, przy czym dwa pierwsze zbiorniki fermenta¬ cyjne sa wyposazone w zespól doprowadzajacy po¬ wietrze, zas pozostale zbiorniki zaopatrzone sa w zespól doprowadzajacy dwutlenek wegla, a ponad- 15 to zbiorniki fermentacyjne maja przewody odpro¬ wadzajace dla drozdzy, podczas gdy zbiorniki doj- rzewalnicze wyposazone sa w przewód odprowa¬ dzajacy dla usuwania osadu.Dla przyspieszenia sklarowania, urzadzenie we¬ dlug wynalazku zaopatrzone jest w separator mlo¬ dego piwa, usytuowany miedzy zespolem zbiorni¬ ków fermentacyjnych, a zespolem zbiorników doj¬ rzewalniczych. W urzadzeniu wedlug wynalazku kazdy ze zbiorników fermentacyjnych i dojrzewal¬ niczych powinien miec pojemnosc umozliwiajaca pomieszczenie produkcji dobowej, przy czym w przypadku zastosowania zbiorników o mniejszej pojemnosci ilosc ich nalezy odpowiednio zwiekszyc.Zbiorniki fermentacyjne korzystnie sa wyposa¬ zone we wskazniki poziomu cieczy w celu kontroli napelniania i napelnienia.Stosownie do istniejacych warunków produkcyj¬ nych mozna zastosowac zespól zbiorników fermen¬ tacyjnych, skladajacy sie z wiekszej liczby zbior¬ ników ustawionych w polozeniu lezacym lub sto¬ jacym. W przypadku wydzielenia jednego zbiorni¬ ka z linii produkcyjnej, lub przy wymianie jednego zbiornika, przewód doprowadzajacy brzeczke prze¬ prowadza sie poza reduktorem cisnienia cieczy do nastepnego z kolei zbiornika fermentacyjnego. Za pomoca reduktora cieczy i armatury zabezpiecza¬ jacej nastawia sie utrzymanie pozadanego cisnienia lub wymagana redukcje cisnienia.Sfermentowana brzeczka przedostaje sie do zbior¬ ników dojrzewalniczych, których liczbe ustala sie dowolnie, stosownie do warunków produkcyjnych poprzez separator mlodego piwa lub tez z pomi¬ nieciem go.Polaczenie zespolu zbiorników dojrzewalniczych z zespolem fermentacyjnym w linie produkcyjna o ciaglym przeplywie wraz z nalezacym do ukladu obwodem obiegu drozdzy zapewniaja lezakowanie, dostosowane do warunków produkcyjnych. W celu przechwytywania ekstremów zapotrzebowania zbior¬ niki dojrzewalnicze wylacza sie szeregowo lub in¬ dywidualnie, gdy zostanie osiagniety odpowiedni stopien dojrzenia piwa w linii produkcyjnej.Ciaglosc produkcji mozna rozciagnac na dluzsze okresy czasu. Przy stworzeniu odpowiednich wa¬ runków caly zespól produkcyjny pozwala na me¬ chanizacje oczyszczania i dezynfekcji. W przypad¬ ku koniecznosci przeprowadzenia prac specjalnych poszczególne zbiorniki wylacza sie w dowolnym czasie. 45 50 55 6066 606 6 Uklad i schemat przeplywu piwa, majacego pod¬ legac dojrzewaniu pozwala na wylaczenie w kaz¬ dej chwili jednego zbiornika dojrzewalniczego, przy czym strumien przeplywajacej sfermentowanej brzeczki zostaje doprowadzony poprzez reduktor cisnienia cieczy do nastepnego z kolei zbiornika dojrzewalniczego. Reduktor cisnienia cieczy i arma¬ tura zabezpieczajaca, zainstalowana w zespole zbior¬ ników dojrzewalniczych sluza do utrzymywania za¬ danego cisnienia lub zapewnienia wymaganej re¬ dukcji cisnienia.Dojrzalosc piwa wskazywana jest przez daleko po¬ suniete ukonczenie procesów chemicznych i bio¬ chemicznych. Po pelnym okresie fermentacji i doj¬ rzewania, obejmujacym okolo 10 dni, piwo mozna rozlewac.Kwas weglowy wywiazujacy sie w procesie fer¬ mentacji mozna odbierac, a nastepnie przerabiac i stosowac wedlug znanych sposobów.Dzieki zastosowaniu zaprojektowanego zgodnie z wynalazkiem powrotnego kierowania drozdzy osa¬ dzajacych sie w zbiornikach fermentacyjnych w celu ich ponownego uzycia do nowego zafermento- wania osiaga sie nie tylko ekonomiczne uzytko¬ wanie drozdzy, ale przede wszystkim niezwykle przyspieszenie procesu fermentacji. Okres fermen¬ tacji i dojrzewania wynosi tylko 8—10 dni. Prze¬ widziane w sposobie wedlug wynalazku nagazowy- wanie za pomoca C02 hamuje nadmierne rozmnaza¬ nie sie drozdzy i utrzymuje stala ilosc drozdzy.Zapobiega sie. dzieki temu stratom ekstrakcyjnym, które moglyby powstawac przy dalszym rozmna¬ zaniu drozdzy na skutek pobierania wartosciowych materialów dla formowania drozdzy.Proces dojrzewania przyspieszany jest zgodnie z wynalazkiem przez przeplukiwanie C02, przy czym wprowadzany C02 uwalnia C02, powodujac szybkie klarowanie piwa.Uzupelniajace wbudowane elementy specjalne, takie jak blachy kierujace i blachy sedymentacyj¬ ne mozna calkowicie pominac w konstrukcji zbior¬ ników.Sposób i urzadzenie do stosowania tego sposobu, bedace przedmiotem wynalazku umozliwia w wy¬ jatkowo krótkim czasie 10 dni n^zy stosunkowo malym nakladzie wyprodukowanie piwa, nie wy¬ magajacego skladowania uzupelniajacego, przy czym piwo to jakosciowo jest co najmniej równorzedne piwom, produkowanym dotychczas.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia -schematycznie urzadzenie do przyspieszonego cia¬ glego fermentowania i dojrzewania brzeczki piw¬ nej. Jak przedstawiono na rysunku, optymalnie sklarowana brzeczke gromadzi sie w zbiorniku wstepnym 1, zawierajacym wiecej, niz jeden war w celu buforowania w przypadku napraw lub przerw produkcyjnych w warzelni, uwarunkowa¬ nych innymi przyczynami.Ochlodzona, sklarowana, a nawet wysterylizowa- na brzeczka przeplywa ze zbiornika 1 przewodem 2 przez urzadzenie 3 do odkielkowania do pompy tloczacej 4. Po stronie tloczenia pompy 4 zamoco¬ wany jest reduktor 9 cisnienia cieczy, nastawio¬ ny na cisnienie od 0,6—10 atn panujace w zbiorni¬ ku fermentacyjnym 8.Po przeplynieciu przez zbiorniki fermentacyjne, tworzace trzy czlony, z których jeden stanowia dwa 5 zbiorniki fermentacyjne, w których nastepuje roz¬ mnazanie sie drozdzy, drugi — dwa dalsze zbior¬ niki fermentacyjne, a trzeci — piec zbiorników dojrzewalniczych, fermentowana brzeczka wzboga¬ cona o 60—80% komórek drozdzowych wyplywa na 10 wysokosci zbiornika.W pierwszym z czterech zbiorników fermentacyj¬ nych 8 zachodzi zafermentowanie. Poniewaz fer¬ mentacja zamknieta zachodzi przy stalym lub róz¬ nicowanym cisnieniu, niezbedne jest zastosowanie 15 armatury zabezpieczajacej 11, która sklada sie z za¬ woru bezpieczenstwa, manometru i zaworu zamy¬ kajacego.Brzeczka, wyplywajaca z pierwszego zbiornika fer¬ mentacyjnego 8 przechodzi przez reduktor 9 cisnie- 20 nia cieczy i z przodu od spodu wplywa do drugiego zbiornika fermentacyjnego. W podobny sposób zo¬ stal napelniony brzeczka, trzeci i czwarty zbiornik fermentacyjny 8 w zespole zbiorników fermenta¬ cyjnych, przy czym brzeczka przeplywa przez nie w 25 ten sam sposób.Ostatni zbiornik z zespolu zbiorników fermenta¬ cyjnych sluzy do sedymentacji drozdzy, poniewaz tam odgazowanie drozdzy jest najslabsze, lub zu¬ pelnie zanika. Sfermentowana brzeczka przeplywa 30 nastepnie przez separator 17 mlodego piwa, do ze¬ spolu zbiorników dojrzewalniczych 12 w liczbie pieciu.W celu zainicjowania fermentacji, poprzez uklad doprowadzajacy drozdze, majacy przewód droz- 35 dzowy 7 lub bezposrednio przez wlew 6, wprowadza sie drozdze do nastawiania, do pojemnika cisnie¬ niowego 5 drozdzy. W celu rozcienczenia drozdzy zaleznie od stopnia ich stezenia dodaje sie lub nie dodaje sie brzeczki z przewodu 2 poprzez zawór 40 trójdrozny.Za pomoca cisnienia, lub mieszadla lub przepom¬ powania doprowadza sie drozdze do stanu, który pozwala nastawic drozdzami brzeczke, znajdujaca sie w zbiorniku fermentacyjnym, poprzez nastepny 45 zawór trójdrozny wmontowany pomiedzy pojem¬ nik cisnieniowy 5 dla drozdzy, a pompe tloczaca 4 do brzeczki z reduktorem 9 cisnienia cieczy. Ilosc zadawanych drozdzy lezy mniej wiecej miedzy 1,0 a 1,5 1/hl pierwszych dwóch zbiorników fermenta- 50 cyjnych. Drozdze, pobudzone do rozmnazania i fer¬ mentacji za pomoca zespolu doprowadzajacego 13, 14, 18 powietrze wytwarzaja w obu pierwszych zbiornikach pozadane nadcisnienie. To samo do¬ tyczy zespolu doprowadzajacego 13', 14, 18 dwu- 55 tlenek wegla, powiazanego z pozostalymi zbiorni¬ kami.Drozdze, osadzajace sie w zespole zbiorników fer¬ mentacyjnych, poprzez przewody odprowadzajace 10 dla drozdzy, w miare koniecznosci nastawienia 60 brzeczki wprowadzane sa ponownie do pojemnika cisnieniowego 5 dla drozdzy w celu nowego nasta¬ wienia. W ten sposób zamyka sie obieg zadawania drozdzy do brzeczki.Zawór trójdrozny przed pojemnikiem cisnienio- 65 wym 5 dla drozdzy w przewodzie doprowadzaja-66 606 8 cym 10 prowadzi, poprzez przewód odplywowy 16 dla odprowadzenia nadmiaru drozdzy w celu ich przejsciowego przechowania dla dalszego dodatko¬ wego lub nowego nastawiania brzeczki drozdzami, albo tez do odprowadzenia ich jako odpad.Drozdze, przedostajace sie do separatora 17 mlo¬ dego piwa kieruje sie do dalszego uzytkowania w obiegu drozdzy zespolów 17, 10, 5, 4, 9, 2, 8, 17, wzglednie poprzez przewód odplywowy 16 do przej¬ sciowego przechowania, lub jako odpad.Osad, gromadzacy sie stopniowo w zespole zbior¬ ników dojrzewalniczych usuwany jest przez prze¬ wód odprowadzajacy 15 i uzytkowany jako pro¬ dukt odpadowy.Nagazowywanie w zbiornikach fermentacyjnych 8 i zbiornikach dojrzewalniczych 12 dokonywane jest za pomoca przewodów 13 lub 13\ Gaz doply¬ wajacy do kazdego zbiornika fermentacyjnego lub zbiornika dojrzewalniczego sterowany jest przez przeplywomierz 14, wbudowany w przewód gazo¬ wy. Nagazowywanie wylacza sie w indywidual¬ nych zbiornikach lub w calym ich szeregu. Od prze¬ plywomierza 14 prowadzi przewód do urzadzenia do nagazowywania w kazdym zbiorniku. Urzadzenie to nie wymaga wbudowywania blach kierujacych dla przeplywu,, odchylania odfermentowania i rozmna¬ zania. Nagazowywanie przyczynia sie równoczes¬ nie do utrzymania cisnienia w zespole zbiorników fermentacyjnych i dojrzewalniczych.Nadcisnienie powstajace w zbiorniku nastawia sie i utrzymuje na zadanej wartosci za pomoca armatury zabezpieczajacej 11. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przyspieszonego ciaglego fermentowa¬ nia i dojrzewania brzeczki piwnej przy zastoso¬ waniu fermentacji cisnieniowej dolnofermentacyj- nych drozdzy piwowarskich, znamienny tym, ze optymalnie sklarowana i odkielkowana brzeczke piwna wzbogacona komórkami drozdzy przepro¬ wadza sie przez zbiorniki fermentacyjne, w któ¬ rych w temperaturze 5—10°C oraz przy 0—1,2 atn korzystnie 0,6—1,0 atn pod wplywem napowietrza- 15 20 nia i nadcisnienia nastepuje szybkie zafermento- wanie, po czym brzeczke wprowadza sie do dal¬ szych zbiorników fermentacyjnych, korzystnie dwóch, w których w temperaturze 5—10°C i przy 5 0—1,2 atn, korzystnie 0,6—1,0 rozmnazanie drozdzy zostaje zahamowane za pomoca nagazowywania dwutlenkiem wegla, przy czym w ostatnim z wy¬ mienionych zbiorników fermentacyjnych zachodzi sedymentacja drozdzy, które zawraca sie czesciowo 10 do obiegu i stosuje do nowego zafermentowania brzeczki piwnej przed jej wprowadzeniem do pierw¬ szego zbiornika fermentacyjnego, a mlode piwo Gtrzymane ze zbiorników fermentacyjnych wpro¬ wadza sie do zbiorników dojrzewalniczych, korzyst¬ nie pieciu, w których w temperaturze 1—3°C oraz przy 0—0,6 atn, korzystnie 0,3—0,5 atn piwo pod¬ daje sie przeplukiwaniu dwutlenkiem wegla.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wTedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze sklada sie ze zbior¬ nika wstepnego (1), polaczonego za pomoca prze¬ wodu (2) z urzadzeniem (3) do odkielkowania, ukla¬ dem doprowadzajacym drozdze, majacym przewód drozdzowy (7) lub wlew (6) i pojemnik cisnienio¬ wy (5) oraz polaczonego z pompa tloczaca (4) i usy- 25 tuowanym za nim reduktorem (9) cisnienia cieczy oraz z korzystnie czterech zbiorników fermentacyj¬ nych (8) i pieciu zbiorników dojrzewalniczych (12), podczas gdy przewód (2) kazdorazowo przylaczony jest do dolnej czesci czolowej sciany zbiorników (8r 30 12), zas odprowadzony jest z górnej czesci sciany tylnej tych zbiorników, przy czym dwa pierwsze zbiorniki fermentacyjne (8) sa wyposazone w zespól doprowadzajacy (13, 14, 18) powietrze, zas pozostale zbiorniki (8, 12) zaopatrzone sa w zespól doprowa- 35 dzajacy (13', 14, 18) dwutlenek wegla, a ponadto zbiorniki fermentacyjne maja przewody odprowa¬ dzajace (10) dla drozdzy, zas zbiorniki dojrzewal- nicze (12) wyposazone sa w przewód odprowadza¬ jacy (15) dla usuwania osadu. 40

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym,, ze zaopatrzone jest w separator (17) mlodego piwa, usytuowany miedzy zespolem zbiorników fermen¬ tacyjnych (8), a zespolem zbiorników dojrzewalni¬ czych (12).KI. 6b,8/01 66 606 MKP C12c 11/04 PL PL