WO2001092458A2 - Maischgefäss und maischverfahren - Google Patents

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    • C12C7/06—Mashing apparatus
    • C12C7/065—Mashing apparatus with a vertical stirrer shaft

Definitions

  • the invention relates to a mashing vessel for mashing water and malt grist and / or other starchy raw materials for beer production and a method for mashing malt grist and water in a mashing vessel.
  • Such methods of mashing in related mash vessels are well known in beer production.
  • the crushed kiln and the brewing water are mashed in a mash tun, i.e. mixed into the mash and then the mixture of malt and water heated in a mash pan, the enzymes contained in the mixture convert the starch of the malt into sugar.
  • Both sub-processes can also be carried out in a single, heatable mash tun pan.
  • the mash tun containers usually comprise an agitator, e.g. in the form of a propeller that stirs the medium, i.e. the mixture of malt grist and water, during the mashing process.
  • an agitator e.g. in the form of a propeller that stirs the medium, i.e. the mixture of malt grist and water, during the mashing process.
  • the vibration element can preferably be moved back and forth in the interior of the mashing jar. That is, a part of the vibrating element located in the interior of the mashing vessel is designed or controllable in such a way that it can be moved in the filled medium in a shaking manner (in the manner of a concrete vibrator), so that it is in direct contact with the vibrating element due to the vibrating action to generate standing medium mechanically.
  • the vibration element comprises a rod which can be moved inside the mashing vessel and which can be dimensioned such that due to its expansion in the vessel, a uniform excitation of the filled medium due to its vibration can be achieved in a larger area of the mashing vessel.
  • the vibration element e.g. the vibrating rod extends at least partially from the bottom area of the mashing vessel into the interior of the mashing vessel and e.g. vibrate by a periodic up and down movement or a lateral movement and efficiently generate waves in a larger area of the mash container.
  • the vibration element can preferably be configured such that it can generate the waves in the medium either continuously or intermittently due to its vibration.
  • a continuous or an intermittent, for example periodically repeating pulse-by-pulse vibration can be particularly advantageous for accelerating the saccharification process.
  • a stirrer known per se for stirring the filled medium will preferably be present, since the mixing of the filled malt meal with the water, achieved by stirring, is also known to increase the speed of the mashing process. This leads to better contact of the enzymes with the ingredients to be broken down, such as starch, protein, etc.
  • the vibration element is attached to or on the agitator.
  • a vibrating rod as a vibrating element can be arranged vertically on the axis of rotation of a propeller of an agitator in the mashing vessel and point into the interior of the vessel from the bottom area, or alternatively the vibrating element can also be attached to the wing area of the propeller and rotated with it during the mashing process.
  • mechanical waves due to the vibration of the vibration element are generated in the filled medium from malt grist and water during the mashing process at least temporarily with a vibration element attached at least partially in the interior of the mash container, e.g. the vibrating element is shaken back and forth in the mash container.
  • Advantageous refinements of the method according to the invention consist in that the vibrating element is operated in a continuously or intermittently vibrating manner during the mashing process, and that at least when the vibrating element vibrates, the filled medium continues to be stirred by an agitator.
  • FIG. 1 is a schematic view of a mash container according to the invention.
  • the figure shows in a schematic and basic manner a cross section through a mash container 1 according to the invention.
  • the mash container 1 is, for example, a combined mash tun pan.
  • an agitator 3 known per se is arranged at the bottom area, which comprises two radially opposite propeller blades 4, which can be driven to rotate about a vertical axis A by a drive system 5.
  • the bottom surface of the mashing vessel 1 is shown in the form of a bowl, the bottom could alternatively also be conical (butt-shaped).
  • the vessel contains a vibrating rod 7 as a vibration element.
  • This vibration element 7 is mounted on the axis region of the agitator 4 and extends along the vertical axis A from the bottom region of the mashing vessel 1 into the interior of the vessel.
  • the arrangement of the vibration element is not limited to the preferred attachment shown, but it can also be attached or fastened in a different position and orientation, as long as at least part of the element is inside the mashing vessel 1.
  • the vibrating element 7 is connected to the drive system 5 in such a way that the vibrating element 7 controls such that it e.g. is moved by an electromechanical device (not shown) and thereby the filled medium 6 directly in contact with it is mechanically excited to vibrate, i.e. Waves are generated in the medium 6.
  • the medium that is poured in is understood to mean the mixture of malt meal and water to be mixed in, which is poured into the interior 2 of the mashing vessel 1 for mashing.
  • the vibrating element and the drive system are exemplarily designed so that the vibrating rod 7, as indicated by the double arrow V, is moved back and forth for vibrating up and down, although the vibrating is not limited to this possibility, but any other Direction of vibration, for example from right to left and vice versa, is also possible.
  • the shaking movement can be generated not only by shaking an inherently dimensionally stable object such as the dimensionally stable shaking rod 7 shown in the medium 6, alternatively it would also be conceivable that the shape of a shape-changing object is changed as a vibration element that the vibrating shape change of the element leads to the mechanical generation of waves in the medium.
  • a mixture 6 of malt meal and water to be mixed in is let into the interior 2 of the mash tun pan 1, this filled medium is then stirred and mixed by rotating the propeller blades 4 of the agitator 3 about the axis A by actuating the controller 5 and with or after mixing heated by a heater, not shown.
  • the enzymes contained in the mixture 6 developed are particularly effective and lead to starch degradation and thus to saccharification of the malt meal.
  • the method according to the invention is characterized in that at least temporarily during the mashing process, i.e. especially during the saccharification phase, the vibrating element 7 is excited by the control element 5 to a vibrating vibrating movement inside the mashing vessel 2, e.g. the vibrating rod, as indicated by the double arrow V, is rapidly moved up and down within the medium 6. Vibration frequencies of approximately 12,000 vibrations per minute have proven to be particularly advantageous.
  • the vibrating element 7 Due to the fact that the vibrating element 7 is periodically shaken back and forth inside the medium 6, a mechanical wave excitation is carried out in the medium 6 in a direct manner by the direct contact of the medium 6 with this element 7.
  • the vibrating element 7 vibrates either continuously or intermittently, ie, in pulses, during the saccharification period (s).
  • the mash is pumped, as usual, into a lauter tun, not shown.
  • the method according to the invention and the associated mash container thus make it possible to accelerate the mashing process and thereby reduce the brewing time and the associated costs.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Maischgefäß zum Maischen von Wasser und Malzschrot und/oder anderen stärkehaltigen Rohstoffen für die Bierherstellung und ein Verfahren zum Maischen von Malzschrot und/oder anderen stärkehaltigen Rohstoffen und Wasser in einem Maischgefäß bei der Bierherstellung. Dadurch, dass zumindest teilweise im Inneren des Maischgefäßes ein Vibrationselement zum mechanischen Erzeugen von Wellen in dem eingefüllten Medium aufgrund einer Vibration des Vibrationselements angebracht ist, kann der Verzuckerungsvorgang beim Maischen merklich beschleunigt werden.

Description

Maischgefäß und Maischverfahren
Die Erfindung betrifft ein Maischgefaß zum Maischen von Wasser und Malzschrot und/oder anderen stärkehaltigen Rohstoffen für die Bierherstellung und ein Verfahren zum Maischen von Malzschrot und Wasser in einem Maischgefäß.
Solche Verfahren zum Maischen in zugehörigen Maischgefäßen sind bei der Bierherstellung wohlbekannt. Dabei wird zuerst in einem Maischbottich das geschrotete Darrmalz und das Brauwasser zu einem Brei, d.h. zur Maische vermengt und anschließend die Mischung aus Malz und Wasser in einer Maischpfanne erhitzt, wobei in der Mischung enthaltene Enzyme die Stärke des Malzes in Zucker umwandeln. Dabei können beide Teilprozesse auch in einer einzelnen, heizbaren Maischbottichpfanne durchgeführt werden.
Um eine schnelle und gründliche Mischung des Schrotes mit Wasser sowie die richtige und rasche Verteilung der Wärme beim Aufheizen der Maische zu erreichen, umfassen die Maischbottichbehälter üblicherweise ein Rührwerk, z.B. in der Form eines Propellers, der das eingefüllte Medium, d.h., die Mischung von Malzschrot und Wasser beim Maischprozess umrührt. Um die Produktionseffizienz zu erhöhen und die Herstellungskosten zu senken, ist es erwünscht, den für das Maischen benötigten Zeitaufwand zu reduzieren.
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Maischgefäß und ein Verfahren zum Maischen zur Verfügung zu stellen, die ein zeitsparendes Maischen erlauben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Maischgefäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Dadurch, dass zumindest teilweise im Inneren des Maischgefäßes ein Vibrationselement zum mechanischen Erzeugen von Wellen in dem eingefüllten Medium, d.h., in der in das Maischgefäß eingefüllte Mischung von Malzschrot und Wasser, aufgrund einer Vibration des Vibrationselements angebracht ist, hat sich nach verschiedenen Versuchen der Anmelderin überraschenderweise ergeben, dass die Zeitdauer für den Maischprozess beträchtlich ( bis zu 50%) verkürzt werden kann.
Weil das eingefüllte Medium auf mechanischem Wege zu Vibrationen angeregt wird, breiten sich Wellen in dem eingefüllten Medium in der Art von Stoss- bzw. Schockwellen aus, die von dem Vibrationselement in dem Medium erzeugt werden. Dies führt überaschenderweise zu Ergebnissen, wie sie z.B mit ebenfalls bereits versuchter Beschallung z.B mit Ultraschall nicht erzielbar sind.
Bevorzugterweise ist das Vibrationselement im Inneren des Maischgefäßes rüttelnd hin- und herbewegbar. D.h., ein im Inneren des Maischgefäßes befindlicher Teil des Vibrationselementes ist so ausgestaltet bzw. ansteuerbar, dass er rüttelnd ( in der Art eines Beton rüttlers) in dem eingefüllten Medium bewegt werden kann, um somit durch das Rütteln in dem in direktem Kontakt mit dem Vibrationselement stehenden Medium auf mechanischem Wege Wellen zu erzeugen.
Vorteilhafterweise umfasst das Vibrationselement einen im Inneren des Maischgefäßes bewegbaren Stab, der so dimensioniert sein kann, dass aufgrund seiner Ausdehnung in dem Gefäß eine gleichmäßige Anregung des eingefüllten Mediums aufgrund seiner Vibration in einem größeren Bereich des Maischgefäßes erreicht werden kann.
Beispielsweise kann hierbei das Vibrationselement, also z.B. der Vibrationsstab zumindest teilweise vom Bodenbereich des Maischgefäßes aus in das Innere des Maischgefäßes hineinreichen und z.B. durch eine periodische Auf- und Abbewegung oder eine seitliche Bewegung vibrieren und in einem größeren Bereich des Maischgefäßes effizient Wellen erzeugen.
Weiterhin kann das Vibrationselement bevorzugterweise so ausgestaltet sein, dass es entweder kontinuierlich oder intermittierend die Wellen aufgrund seiner Vibration in dem Medium erzeugen kann. Je nach der verwendeten Geometrie des Maischgefäßes bzw. der Art des eingefüllten zu maischenden Mediums hat sich herausgestellt, dass entweder ein kontinuierliches oder auch ein intermittierendes, z.B. pulsweise sich periodisch wiederholendes Vibrieren besonders vorteilhaft für eine Beschleunigung des Verzuckerungsprozesses sein kann. Ferner wird vorzugsweise ein an sich bekanntes Rührwerk zum Verrühren des eingefüllten Mediums vorhanden sein, da die durch das Umrühren erzielte Vermischung des eingefüllten Malzschrotes mit dem Wasser bekanntermaßen ebenfalls die Geschwindigkeit des Maischprozesses erhöhen kann. Dies führt zu einem besseren Kontakt der Enzyme zu den abzubauenden Inhaltsstoffen, wie Stärke, Eiweiß usw..
In diesem Fall ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform das Vibrationselement auf oder an dem Rührwerk angebracht. Beispielsweise kann ein Rüttelstab als Vibrationselement senkrecht auf der Drehachse eines Propellers eines Rührwerkes in dem Maischgefäß angeordnet sein und vom Bodenbereich ins Innere des Gefäßes hineinweisen, oder alternativ das Vibrationselement auch auf dem Flügelbereich des Propellers befestigt sein und mit diesem beim Maischprozess mitgedreht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in dem eingefüllten Medium aus Malzschrot und Wasser während des Maischprozesses zumindest zeitweise mit einem zumindest teilweise im Inneren des Maischgefäßes angebrachten Vibrationselement mechanische Wellen aufgrund der Vibration des Vibrationselementes erzeugt, indem z.B. das Vibrationselement rüttelnd in dem Maischgefäß hin- und herbewegt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, dass das Vibrationselement kontinuierlich oder intermittierend vibrierend während des Maischprozesses betrieben wird, und dass zumindest dann, wenn das Vibrationselement vibriert, das eingefüllte Medium weiterhin durch ein Rührwerk umgerührt wird.
Diese Verfahrensmerkmale führen zu einer Verkürzung der Verzuckerungsdauer beim Maischen und haben die weiteren vorstehend bei der Beschreibung des Maischgefäßes erwähnten Vorteile.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügte Figur erklärt werden, wobei die
Figur eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Maischgefäßes darstellt. Die Figur stellt in einer schematischen und prinzipiellen Weise einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Maischgefäß 1 dar. Das Maischgefäß 1 ist beispielsweise eine kombinierte Maischbottichpfanne.
Im Inneren 2 des Maischgefäßes 1 ist am Bodenbereich ein an sich bekanntes Rührwerk 3 angeordnet, das zwei radial gegenüberliegende Propellerflügel 4 umfasst, die um eine vertikale Achse A durch ein Antriebssystem 5 drehend angetrieben werden können. Obwohl die Bodenfläche des Maischgefäßes 1 schalenförmig dargestellt ist, könnte der Boden alternativ auch kegel(stumpf)förmig ausgebildet sein.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Gefäß im Inneren einen Rüttelstab 7 als Vibrationselement . Dieses Vibrationselement 7 ist auf dem Achsenbereich des Rührwerkes 4 angebracht und erstreckt sich entlang der vertikalen Achse A von dem Bodenbereich des Maischgefäßes 1 aus in das Innere des Gefäßes.
Die Anordnung des Vibrationselementes ist nicht auf die dargestellte bevorzugte Anbringung beschränkt, sondern es kann auch in einer anderen Lage und Ausrichtung angebracht bzw. befestigt sein, solange sich zumindest ein Teil des Elementes im Inneren des Maischgefäßes 1 befindet.
Das Vibrationselement 7 ist mit dem Antriebssystem 5 verbunden, dass das Vibrationselement 7 so ansteuert, dass es z.B. durch eine nichtdargestellte elektromechanische Vorrichtung bewegt wird und dadurch das direkt mit ihm in Kontakt befindliche eingefüllte Medium 6 auf mechanischem Wege zu Vibrationen anregt wird, d.h. Wellen in dem Medium 6 erzeugt werden. Unter dem eingefüllten Medium wird die einzumaischende Mischung von Malzschrot und Wasser verstanden, die zum Maischen in das Innere 2 des Maischgefäßes 1 eingefüllt wird.
Das Vibrationselement und das Antriebssystem sind dabei exemplarisch so ausgestaltet, das der Rüttelstab 7 wie es durch den Doppelpfeil V angedeutet ist, zum Rütteln nach oben bzw. unten hin- und herbewegt wird, obwohl das Vibrieren nicht auf diese Möglichkeit beschränkt ist, sondern irgendeine andere Vibrationsrichtung, z.B. von rechts nach links und umgekehrt ist auch möglich. Weiterhin kann die rüttelnde Bewegung nicht nur dadurch erzeugt werden, dass ein an sich formstabiler Gegenstand wie der dargestellte formstabile Rüttelstab 7 in dem Medium 6 rüttelnd hin- und herbewegt wird, alternativ wäre auch vorstellbar, dass die Form eines formveränderlichen Gegenstandes als Vibrationselement so verändert wird, dass die vibrierende Formveränderung des Elementes zu der mechanischen Erzeugung von Wellen in dem Medium führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Maischen von Malzschrot und Wasser in einem Maischgefäß wird nun mit Hilfe der beigefügten Figur erklärt werden.
Dem üblichen Vorgehen gemäß wird dabei eine einzumaischende Mischung 6 von Malzschrot und Wasser in das Innere 2 der Maischbottichpfanne 1 eingelassen, dieses eingefüllte Medium anschließend durch Rotation der Propellerflügel 4 des Rührwerkes 3 um die Achse A durch Ansteuerung der Steuerung 5 umgerührt und vermengt und beim oder nach dem Vermischen durch eine nicht dargestellte Heizvorrichtung erhitzt.
Bei einer Temperatur von meist mehr als 70°C entwickeln die in der eingefüllten Mischung 6 enthaltenen Enzyme eine besondere Wirksamkeit und führen zu einem Stärkeabbau und damit zu einer Verzuckerung des Malzschrotes.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ausgezeichnet, dass zumindest zeitweise während des Maischprozesses, d.h. insbesondere auch während der Phase der Verzuckerung, das Vibrationselement 7 durch das Steuerelement 5 zu einer rüttelnden Vibrationsbewegung im Inneren des Maischgefäßes 2 angeregt wird, indem z.B. der Rüttelstab, wie durch den Doppelpfeil V gekennzeichnet, innerhalb des Mediums 6 rasch auf- und abbewegt wird. Dabei haben sich Schwingungsfrequenzen von etwa 12000 Schwingungen pro Minute als besonders vorteilhaft erwiesen.
Dadurch, dass das Vibrationselement 7 z.B. periodisch im Inneren des Mediums 6 rüttelnd hin- und herbewegt wird, wird durch den direkten Kontakt des Mediums 6 mit diesem Element 7 auf unmittelbare Art und Weise eine mechanische Wellenanregung in dem Medium 6 ausgeführt. Vorteilhafterweise wird dabei je nach konkreter Ausgestaltung des Gefäßes und der eingegebenen Mischung 6 das Vibrationselement 7 entweder kontinuierlich oder intermittierend, d.h. z.B. pulsweise, während der Verzuckerungsperiode(n) vibriert.
Nachdem der aufgrund der Verwendung des Rüttelelementes beschleunigte Verzuckerungsvorgang beendet ist, wird die Maische, wie üblich, in einen nicht dargestellten Läuterbottich gepumpt.
Es hat sich, wie vorstehend erwähnt, erwiesen, dass insbesondere auch das unmittelbare mechanische Anregen des eingefüllten Mediums 6 durch das Rütteln des Rüttelelementes 7 zu einer Beschleunigung des Verzuckerungsvorganges führen kann, so dass dieser Prozess bis um zu 50% weniger Zeit bezogen auf die Rastdauer beansprucht, als dies mit konventionellen Maischgefäßen ohne Vibrationselement der Fall ist.
Somit ermöglichen das erfindungsgemäße Verfahren und das zugehörige Maischgefäß, den Maischprozess zu beschleunigen und dadurch die Brauzeit und die damit verbundenen Kosten zu vermindern.

Claims

Patentansprüche:
1. Maischgefäß (1) zum Maischen von Wasser (6) und Malzschrot und/oder anderen stärkehaltigen Rohstoffen für die Bierherstellung, gekennzeichnet durch ein zumindest teilweise im Innern (2) des Maischgefäßes (1) wirkendes Vibrationselement (7) zum mechanischen Erzeugen von Wellen in dem eingefüllten Medium (6) aufgrund einer Vibration des Vibrationselements.
2. Maischgefäß nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) im Innern des Maischgefäßes (2) rüttelnd hin- und herbewegbar ist.
3. Maischgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) einen im Innern (2) des Maischgefäßes bewegbaren Stab () umfasst.
4. Maischgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) zumindest teilweise vom Bodenbereich aus ins Innere (2) des Maischgefäßes (1) vorsteht.
5. Maischgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) zur kontinuierlichen oder intermittierenden Erzeugung von Wellen ausgestaltet ist.
6. Maischgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rührwerk (3) zum Verrühren des eingefüllten Mediums (6).
7. Maischgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) auf oder an dem Rührwerk (3) angebracht ist.
8. Verfahren zum Maischen von Wasser (6) und Malzschrot und/oder anderen stärkehaltigen Rohstoffen in einem Maischgefäß (1) bei der Bierherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass während des Maischprozesses zumindest zeitweise mit einem zumindest teilweise im Innern (2) des Maischgefäßes (1) angebrachten Vibrationselement (7) aufgrund einer Vibration des Vibrationselements (7) mechanisch Wellen in dem eingefüllten Medium (6) erzeugt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) rüttelnd in dem Maischgefäß (1) hin- und herbewegt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationselement (7) kontinuierlich oder intermittierend vibriert.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dann, wenn das Vibrationselement (7) vibriert, das eingefüllte Medium (6) weiterhin durch ein Rührwerk (3) umgerührt wird.
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