WO2020025545A1 - Method and device for treating hops during beer-making - Google Patents

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WO2020025545A1
WO2020025545A1 PCT/EP2019/070371 EP2019070371W WO2020025545A1 WO 2020025545 A1 WO2020025545 A1 WO 2020025545A1 EP 2019070371 W EP2019070371 W EP 2019070371W WO 2020025545 A1 WO2020025545 A1 WO 2020025545A1
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WO
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hop
wort
rich fraction
bitter
distillation
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Application number
PCT/EP2019/070371
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German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander SCHEIDEL
Alirio Caldera Lopez
Konrad Mueller-Auffermann
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Krones Ag
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    • C12C7/205Boiling with hops
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    • C12C11/11Post fermentation treatments, e.g. carbonation, or concentration
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    • C12C7/28After-treatment, e.g. sterilisation
    • C12C7/287Treating beerwort with hopextract

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for treating hops in the production of beer.
  • hops are added to the wort kettle when the wort is boiled, in particular in order to achieve aromatization and bitterness, to favor certain precipitation reactions and to improve the microbiological stability.
  • the hops are administered at different times during wort boiling.
  • the aim of the early hop application is to bitter the wort.
  • Bitter substances are introduced by the time and temperature-dependent conversion of the water-soluble a-acids in hops into soluble iso-a-acids (isomerization). Due to the relatively long cooking time of around 60 to 80 minutes when adding hops at the start of cooking, volatile aroma substances (oils) are increasingly expelled and therefore hardly make any contribution to the desired hop aroma.
  • hops are dosed in several doses, which always represent a compromise between an increased yield of bitter substances and an increased yield of flavorings. Adding hops at the end of the cooking only makes a very reduced contribution to the bitterness, but an increased contribution to the flavoring.
  • hops are often used between cooking and seasoning (so-called late hopping), e.g. metered in the hot wort in the whirlpool and / or added in the cold area of the brewery (so-called dry-hopping) in order to achieve the desired flavoring.
  • late hopping e.g. metered in the hot wort in the whirlpool and / or added in the cold area of the brewery
  • dry-hopping e.g. metered in the hot wort in the whirlpool and / or added in the cold area of the brewery
  • the state of the art therefore has the disadvantage that essentially only the aroma or mainly bitter substance of the hop is always used and the other component remains unused. This increases the need for hops.
  • the increased hop requirement also increases the wort and / or beer losses, since the hop products often absorb liquid and the swollen solids are removed before further processing.
  • the present invention is based on the object of effectively reducing the amount of hops required in beer production.
  • the process for the treatment of hops in the production of beer initially comprises the step of producing an aqueous hop suspension from a hop product and an aqueous medium.
  • a hop product can be, for example, a hop pellet, hop cones or liquid hop extract.
  • the aqueous medium is, in particular, water, for example brewing water, which, for example, can also be pretreated for pH adjustment.
  • the hop suspension is preferably not made from wort or beer, but from an additional aqueous medium in the brewing process. Water has the particular advantage that no unwanted flavoring substances, such as those found in wort (e.g. dimethylsulfide (short: DMS), hexanal, furfural, etc.) are distilled into the flavoring-rich fraction.
  • DMS dimethylsulfide
  • water the possible use, also within the purity requirement, of additives (for example magnesium salts, ionized medium) which improve isomerization of the bitter hop substances without these being converted into the flavor-rich fraction.
  • additives for example magnesium salts, ionized medium
  • the use of water as the fluid phase of the hop suspension reduces the tendency of the suspension to burn on the heating zones of the container or to deposit components containing sugar (so-called fouling).
  • the hop suspension is distilled in a separate device for the simultaneous extraction of aroma substances and bitter substances from the hop suspension.
  • a flavor-rich fraction can then be obtained from the distillate and a fraction rich in bitter substances from the swamp.
  • the bitter-rich fraction is advantageously subjected to a solid-liquid separation, in particular within the device, before the administration, so that only the bitter-rich extract but not the solids are metered into the further brewing process. It is also possible to further leach out the retained solids with a brewing liquid in order to increase the bitter substance yield. This method is made possible, for example, by the device according to the invention, which is explained in more detail in FIGS. 2 and 4-7.
  • Distillation of the hop suspension in a water bath has the advantage over carrier steam distillation that isomerization processes take place at the same time and the iso-a-acids pass into the aqueous phase, since the flavor carrier is directly dispersed in an aqueous phase.
  • a steam is generated in an external vessel and flows through a sieve tray loaded with hops in order to expel the aroma substances from the hops.
  • carrier steam distillation for example, an unflavored steam flows through a fixed bed, i.e. the sieve tray loaded with hops, i.e. an aroma carrier. When exiting the fixed bed, this steam is rich in flavor and can be condensed on a cooling device and used as a distillate.
  • an already flavored steam flows through the sieve, which e.g. only after the distillation is filled with the residues from the distillation sump in order to leach out the bitter substances.
  • the screening device according to the invention is therefore not necessary for the distillation, but for the separation of the solid from the liquid constituents of the bitter-rich fraction.
  • the aqueous medium can be pretreated during distillation in a water bath, for example the pH value and / or mineral content (e.g. magnesium, calcium) can be adjusted in order to improve the isomerization processes, which is not possible with carrier steam distillation. Heating causes the volatile oils to rise in steam, for example, so that cooling and, for example, subsequent oil separation can be carried out
  • bitter substances in the hot area (for example at temperatures of the wort above 70 ° C.), for example in the boiling and / or between hot trub separation and wort cooling, can be metered in during beer production, ie before wort cooling.
  • the mass transfer of the bitter substances is faster in hot wort than in cold wort, which is why a dosage of the bitter substances in the hot area is preferred.
  • Prolonged treatment of the iso-alpha acids at high temperatures causes them to react further and reduces the yield, which is why no dosage of the pre-isomerized alpha acids is provided at the start of the cooking.
  • an addition of the bitter-rich fraction from the Preferred distillation sump at the end of the boil or in the whirlpool It is particularly advantageous to add or extract the distillation bottoms after the hot sludge separation, since there is a reduced solids load in the hot wort at this time.
  • the described method of the prior separation of solid and liquid constituents of the distillation bottoms and only the administration of the bitter substances present in the liquid phase is advantageous compared to the administration of the unseparated entire distillation bottoms , This also enables a dispensing time after hot trub separation and also relieves the load on the hot trub separation device. This results not only in advantages from a reduced amount of hops, but also in total a lower amount of hot trub and thus less wort loss in the hot trub.
  • the aroma-rich fraction is metered in in the cold region (for example at temperatures of the wort below 70, in particular below 35, ie after wort cooling, in particular during or after the fermentation. It would in principle also be possible to add the aroma-rich fraction between wort cooling and fermentation, since the wort has already cooled down here, or in the case of multi-stage wort coolers between the first and last stage.
  • the aroma components are volatile, the loss of aroma substances can thus be significantly reduced - in contrast to the prior art, in which volatile aroma components are expelled during wort boiling.
  • a separate hop treatment is now carried out during beer production in the brewery.
  • aroma and bitter substances from hops can be obtained simultaneously in a separate system and added separately to the further brewing process.
  • a flavor-rich fraction here means the distillate, or the further processed distillate, for example aroma oil separated from the distillate.
  • the bitter-rich fraction advantageously comprises the distillation bottoms separated from solids and / or liquid with which the distillation bottoms were washed out.
  • the respective fractions can each be metered in with one dose, and / or in several, for example time-shifted, and / or in different process steps.
  • the fraction rich in bitter substances is separated from solids, that is to say that solids, for example solids, are removed from the distillation sump and placed, for example, on a sieve device or a sieve device (for example sieve bottom) on which the solids lie is already provided in the lower region of the process container and through which the liquid can drain.
  • the solids can advantageously be washed out with liquid, in which case either brewing water or wort can be used and thus the yield of bitter substances can be increased since the washed-out bitter substances can also be returned to the brewing process.
  • atmospheric distillation is carried out, i.e. that the hop suspension is heated to atmospheric boiling temperature during the distillation, e.g. to 80 to 102 degrees Celsius. This temperature depends on the location of the cooking and thus the height above sea level and the prevailing air pressure.
  • Atmospheric distillation has the advantage of a low thermal load compared to overpressure boiling and the simpler structural design in terms of wall thicknesses and safety devices, as they have to be designed for containers for both negative and positive pressure.
  • the distillation is particularly advantageously carried out in the form of a rectification, in particular with a rectification column filled with packing.
  • packing elements can be used in the form of Raschig rings in the rectification column.
  • a high-quality distillate is shown when the rectification column has a surface which is in a ratio of 20 to 70 cm 2 / g, preferably 40 to 60 cm 2 / g, to the mass of the flavor carrier used. This ratio creates an advantageous aromatic profile in the distillate. It can make sense to manufacture part of the still and / or the packing, which is located in the rectification column, for example, from a material that chemically interacts with ingredients (for example, copper).
  • sulfur compounds are reduced by copper ions, which can lead to a sensorial improvement, especially of the flavor-rich fraction.
  • the form in which these materials are present eg as alloys with other metals and / or metals under tension
  • the material in particular copper
  • the material can also be located either in the liquid-wetted area of the still, in the hood, in the column, in the condenser and / or in the condensate separator; or these are at least partially manufactured from it.
  • the aroma-rich distillate is advantageously condensed and cooled further, in particular to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature. Cooling the condensate container prevents re-evaporation and increases the quality of the aroma oils / aroma substances through a lower thermal load.
  • the flavor-rich fraction is advantageously metered into the beer to be produced when 50 to 100% of the fermentable extract has been fermented, preferably before storage. This means that the flavor-rich fraction is added to the beer to be produced shortly before the tank is cooled from the fermentation temperature to the storage temperature of -2 ° C to 3 ° C. Loss of aroma can thus be effectively reduced, since at this point the formation of CO2 by the fermentation has largely been completed and this remains in the beer to be produced.
  • the administration of the aroma-rich fraction i.e. the aroma oils at a point in time when metabolic activity of the yeast is still present, is advantageous since this can have a positive influence on the hop aromas.
  • the yeast should not be in a stage with high fermentation activity, because on the one hand the resulting CO2 hops aromas expel and on the other hand hop oils are increasingly metabolized by the yeast. If the dose is given too late, relatively shortly before filling, the hop aroma does not bind into the taste matrix and is perceived as “perfumed / applied”. For this reason there is a time range in which between 50 to 100% of the fermentable extract is fermented - i.e. at the end or after the main fermentation, or e.g. if - or before - the beer is cooled from fermentation temperature (between 8 ° C and 25 ° C) to storage temperature (below 3 ° C), has been found to be particularly advantageous.
  • the bitter-rich fraction ie with or without solids and preferably also liquid with which the solids were washed out, is advantageously fed to the wort in the hot area. Due to the increased temperature during wort boiling / keeping hot, a better leaching of the hop residue with regard to bitter substances can now take place, as described above, without adversely affecting hop aromas. Under The beer preparation step of wort boiling is also understood to mean keeping the wort hot, whereby the wort is kept at temperatures just below the boiling temperature, but always greater than 80 degrees Celsius.
  • the isomerization of the a-acid can be favored by treating the aqueous medium, or else the hop suspension already prepared, before, during and / or after the distillation.
  • the pH value is increased here, for example to a value from 9 to 12.
  • mineralization for example by adding magnesium and / or magnesium salt
  • / or ionization the aqueous medium, in particular the water and / or the hop suspension
  • Ionizing the aqueous medium, in particular the water, before and / or during the distillation has the advantage that higher isomerization rates and thus bitter substance yields remain in the fraction later used for bittering.
  • the fraction from a diaphragm electrophoresis should preferably be used, in which magnesium and calcium, as well as other positively charged ions are enriched and the pH value is alkaline.
  • the water to be ionized can optionally be pretreated, for example to reduce the iron content and to increase the copper and / or magnesium content.
  • the oil phase Before the addition of the flavor-rich fraction of the distillate, the oil phase can be separated from the water phase in one or more separating devices arranged one behind the other, the flavorings then being mainly in the separated oil and the separated oil corresponding to the flavor-rich fraction which is added becomes.
  • Valuable aroma components can also be present in the aqueous phase of the distillate. It is therefore also possible to dose the entire distillate and / or only a subset thereof as a flavor-rich fraction. Treatment (e.g. filtration and or adding substance to the flavor-rich fraction) can also be advantageous.
  • the flavor-rich fraction can also be treated, for example, by adding copper ions, such as can arise, for example, from current induction of a copper electrode.
  • copper ions such as can arise, for example, from current induction of a copper electrode.
  • sulfur-containing flavoring components e.g. 3- Mercapto-4-methylpentan-1-ol, 3-mercapto-4-methylpentane acetate, 4-mercapto-4-methylpentan-2-one
  • this process can also be carried out in a targeted manner in the still, the column, the condenser and / or in the condensate separator and in the water treatment.
  • the aqueous hop suspension is set in motion during the distillation, in particular stirred and / or subjected to vibrations. It is also possible for the hop suspension to be circulated additionally or alternatively.
  • the hop suspension can also be treated with ultrasound or other, optionally constant and / or alternating wave frequencies. This promotes the deagglomeration of the hops, especially the pellets, and thus enlarges the specific surface for the mass transfer.
  • the hop suspension can additionally or alternatively be treated with ultrasound and / or waves in lower frequency ranges in the device or an external device before the distillation.
  • the following process steps are preferably carried out to produce the beer: mashing, refining or filtering the mash, boiling and / or keeping the wort hot, and fermenting, the aqueous medium for producing the hop suspension not corresponding to the wort, but preferably water , especially water.
  • a device for separating aroma and bitter substances in particular for carrying out the method, comprises a device for distillation with a process container for receiving the hop suspension, a heating device for heating the hop suspension, an extractor hood, and a cooler for condensing the condensate.
  • the device in the process container also has a screening device, in particular between the fume hood and a lower region of the process container, through which aroma-enriched steam can escape via the fume hood and into which, after distillation, solids, ie solids from the sump, can be introduced or on this lie on top (e.g. with a sieve bottom) to wash it out further.
  • the distillation and washing out of the bottom can thus advantageously take place in one device.
  • the screening device it is also possible for the screening device to be arranged outside the process container. is not.
  • the screening device therefore has no influence on the distillation, but is decisive for the separation of the solid from the liquid components of the fraction rich in bitter substances after the distillation.
  • the device is advantageously connected to a product-carrying line, in particular a spice-carrying line and / or to a wort kettle in order to meter in the fraction rich in bitter substances and / or to a product-carrying line, in particular a feed line to a fermentation tank or to the fermentation tank around the aroma-rich ones
  • a product-carrying line in particular a feed line to a fermentation tank or to the fermentation tank around the aroma-rich ones
  • the fraction can be metered in, the products also being collected alternatively or additionally in batches, optionally treated and then added at a selected point in time.
  • the device can advantageously have an inlet for an aqueous medium for producing the hop suspension and a feed opening for hops.
  • the suspension can be produced in the device.
  • an inlet for a finished hop suspension is additionally or alternatively provided in the process container.
  • an inlet and an outlet for wort can also be provided, the outlet being connected to a wort-carrying line which is connected, for example, to a wort kettle and / or a whirlpool and / or a wort cooler.
  • wort can be used, for example, to further wash out the solids of the sump in the screening device.
  • the device can comprise a device for stirring and / or a vibration device.
  • the device can also have a circulating device and / or an ultrasound probe for treating the hop suspension with ultrasound.
  • the device should be designed so that given the fact that solids are retained, they can be removed as easily and completely as possible.
  • the device further comprises at least one cooling device for cooling the at least one condensate container.
  • the use of metals or metal ions and / or their salts in the process can also be advantageous.
  • magnesium is known to increase the isomerization rates of the bitter-rich fraction in the aqueous medium, whereas copper in the flavor-free fraction can contribute to desulfurization and thus to an organoleptic upgrading of the product.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are also suitable for low-alcohol / non-alcoholic beer production.
  • the bitter-rich fraction is preferably used for the production of the substrate, and the flavor-rich fraction is added after at least partial metabolism of the substrate by yeasts.
  • a yeast culture in a tank is first sufficiently propagated with nutrient-rich substrate during circulation and aeration, before further substrate is added to the tank, at least partial metabolism takes place and only then is the flavoring-rich condensate added.
  • a culture is used that cannot convert certain sugars into alcohol (eg a maltase-negative culture such as Pichia kluyveri) before either an oil dose and optionally a cold aftertreatment using a classic brewer's yeast (eg Saccharomyces pastorianus and / or Saccharomyces cerevisiae).
  • FIG. 1 shows, roughly schematically, essential facilities for beer production with an integrated device for separating aroma and bitter substances according to the present invention
  • FIG. 2 shows, roughly schematically, a device for separating aroma and bitter substances according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a roughly schematic flow diagram of the method according to the invention.
  • FIG. 4 schematically shows a further embodiment of the device according to the invention
  • Figure 5 shows a rough schematic of another embodiment according to the present inven tion
  • Figure 6 shows roughly schematically another embodiment according to the present inven tion
  • FIG. 7 shows, roughly schematically, a further embodiment in accordance with the present invention
  • Figure 1 shows the essential facilities for the production of beer.
  • Essential components of the brewhouse are, for example, the mash vessel 2, the lauter tun 3 for obtaining the lauter wort and the wort kettle 4 for boiling / keeping the wort hot, for example a whirlpool 5 for separating the solids (the so-called hot trub, which is predominantly consists of hops and proteins) from the wort and a cooler 6 for cooling the wort.
  • At least one fermentation tank 40 for fermenting the beer to be produced is arranged downstream of the facilities of the brewhouse, it being possible for a storage tank 8 (not shown) to be provided after the fermentation tank 40. Hops must be added in the beer production process for flavoring and bitterness.
  • the main fermentation, post-fermentation, maturation and storage processes can be carried out in one tank or in two or even three tanks. Thus one speaks of a 1-tank process or 2-tank process or 3-tank process.
  • a device 1 for separating aroma and bitter substances from the hops is now provided in the brewery.
  • the aroma and bitter substances can then be metered separately in the brewing process, as will be explained in more detail in FIG. 1 and below.
  • the bitter-rich fraction is added to the beer to be produced before fermentation, i.e. preferably in the hot area (upstream of a wort cooler 6), and the flavor-rich fraction is metered in in the cold area, preferably during or after the fermentation.
  • the bitter substances of the wort are metered in before or in the wort kettle 4 and the flavorings of the wort, i.e. the beer to be produced before or in the fermentation tank 40.
  • FIG. 3 shows a flow diagram according to a preferred embodiment of the present invention.
  • a hop suspension is first prepared from an aqueous medium and hops (step S1).
  • the aqueous medium ie water
  • the pH can be adjusted to a preferred value in a range from 9 to 12, the aqueous medium being able to be ionized and / or mineralized (eg by adding magnesium salt).
  • hop pellets, hop cones or hop extract can be used as the hop product.
  • the concentration of the hops in the aqueous medium is, for example, in a range from 5 to 50% by weight.
  • the hop suspension can either be prepared in advance or in device 1.
  • the hop suspension can also be treated as shown in dashed lines as described above (e.g. by pH adjustment, ionization, mineral addition) in order to increase the isomerization rate.
  • the hop suspension which is located in the process container 7 of the device 1 (see, for example, FIG. 2), is then distilled (step S2). It has turned out to be particularly advantageous that atmospheric distillation is carried out, ie that the hop suspension is heated to atmospheric boiling temperature during the distillation, for example to 80 to 102 degrees Celsius. The heating causes the volatile components such as aromatic oils to rise as steam, so that a distillate rich in flavor can be obtained (step S3).
  • the bitter substance-rich sump then remains in the process container 7 (step S4), since the bitter substances are less volatile.
  • the condensate in particular the condensate container, can be cooled further (step S5), for example to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature. Cooling the at least one condensate container prevents re-evaporation and increases the quality of the aromatic oils through a low thermal load. Copper in the still or, for example, in the form of packing in a rectification column can optionally be used for organoleptic upgrading. Subsequently, an oil or aroma substance separation (step S6) can take place, whereby the aroma-rich fraction can be obtained.
  • This aroma-rich fraction produced in this way can then be treated in a targeted manner as described above, or metered in directly during or after the fermentation (step S7). Since, according to the invention, the aroma-rich fraction is only metered in in the cold area, there is little loss of the volatile aroma substances. In principle, it is also possible to separate the distillate from step S3 / S5 as a flavor-rich fraction and to add it to the beer to be produced. In addition, the flavor-rich fraction can be treated in various ways, optionally before administration. For example, gas scrubbing and / or chromatographic processing, and / or processing by filtration and / or vacuum distillation can be useful for organo-oleptic upgrading.
  • Copper for example, reduce sulfur-containing (hops) components, which can have a positive influence on the taste and smell.
  • the reactions with copper can be catalyzed by, for example, larger surfaces, warmer temperatures and / or the implementation of a voltage.
  • the distillation sump mainly consists of the solid residues of the distilled aroma carrier and an aqueous phase in which bitter substances are increasingly found.
  • all or part of the sump could be added to the wort.
  • the solids of the sump are previously removed to a large extent (preferably over 80% by mass) (step S8), so that a liquid rich in bitter substances is obtained (step S9).
  • a solid is obtained (step S10).
  • the bitter-rich liquid that was obtained in step S9 can additionally or alternatively be treated again as described above (e.g. pH adjustment, ionization, mineral addition) in order to increase the isomerization rate.
  • step S1 1 can be washed out with a liquid medium such as water or else e.g. with spice from the brewing process.
  • the liquid obtained in this way (step S12) is also rich in bitter substances and can also be treated at this point as an alternative or in addition to increasing the isomerization rate, as described above.
  • the liquids from step S9 and step S12 can be combined.
  • the liquid from S9 can also be added to the liquid medium for washing out the solids.
  • a fraction rich in bitter substances can thus be obtained, which either comprises the entire sump S4 or at least the liquid (S9) separated from the sump and / or the washed-out liquid from step S12.
  • the fraction rich in bitter substances can then preferably be metered in before the fermentation, in particular in the hot region, in such a way that the conversion or conversion of the water-soluble iso-a-acids can preferably take place.
  • the solid from step S10 can then be discharged, for example, into a bunker / buffer store provided for this purpose. In principle, the entire would also be possible Feed the sump from step S4 to the wort kettle, for example, in order then to remove the solids at a later time, preferably before the wort cooling.
  • the valuable ingredients can now be used with only minor losses, since aroma and bitter substances can be separated from just one hop suspension and can be metered in at specific times during the brewing process. Due to the distillation, the flavor-rich fraction contains more flavoring substances than the bitter substance-rich fraction and the bitter substance-rich fraction contains more bitter substances than the flavor-rich fraction.
  • Aroma substances are, for example: linalool, myrcene, monoterpenes, sesquiterpenes.
  • Bitter substances are, for example, isohumulones (iso-alpha acids) and hulupulones, hard resin and soft resin fractions.
  • the amount of flavors and bitter substances that are added to the brew depends on the brew size, type of beer, hop type / vintage and the respective beer recipe.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of a device 1 according to the present invention.
  • the device 1 comprises the process container 7, into which either the hop suspension or else hops and aqueous medium for producing the suspension can be introduced.
  • the process container 7 has a volume of 10-2000 L, for example.
  • a heating device 9 is provided, for example the external cooker shown in FIG.
  • a frame, cone and / or floor heating surface and / or an internal cooker can also be provided, electricity, water and / or steam being possible as the heating medium.
  • steam and / or hot air for example, can be introduced directly into the process container 7 - optionally below or above a possible sieve plate / sieve element.
  • the hop suspension can be implemented, for example, via a circulating device 10 with a corresponding pump and / or with an agitator and / or chopper 11.
  • a vibration device (not shown) or an ultrasound generator with at least one ultrasound probe can be provided.
  • the process container 7 is connected to an extractor hood 12 here in the form of an extractor tube.
  • the evaporating aroma substances can thus pass through the chimney 13 are discharged and deposited in at least one cooler 14.
  • the at least one condensate container 15 is also cooled, for example to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature.
  • substances can be introduced into the process container 7 from above through the trigger 12.
  • other ingredients such as orange peel, coffee, cocoa, nuts, herbs, etc.
  • introduced substances can be weighed beforehand and / or automatically dosed into a steam lock 18 via a load cell 17.
  • a closing device for example a disc valve or slide
  • the components fall into the extractor tube 12.
  • the extractor tube 12 can optionally be equipped with other devices, such as bell bottoms 19, which can ideally be adjusted in this way (for example foldable / tiltable) ), so that flowing and bulk goods can descend - or hop products cannot be stored on intermediate levels.
  • the distillate collected by the bell bottoms is then, for example, also fed to at least one distillate container 15.
  • any number of extensions / tapers 20 which vary in shape can be installed, through which the bulk / flow material either gets directly into the process container 7, or at least through (preferably foldable / pivotable / pushable) sieves 21 can be temporarily withheld.
  • the process container 7 can also be equipped with a sieve device, here a sieve plate 22, so that a pre-filtered liquid can be drawn off from below via a line 23, ie liquid rich in bitter substances.
  • this line 23, that is to say the filtrate discharge and / or a spent manhole 24, is connected to a circulating line, so that the filtered liquid can be circulated in the process container 7, for example via a distributor screen. It is also possible to connect the lines 23, 24 in such a way as to allow the hop solids to swell, that is to say overflow, which have previously been applied to the sieve 22 (connecting line not shown).
  • a corresponding device can be provided for the treatment of either the aqueous medium or the aqueous hop suspension.
  • the ionization device 25 by means of which the pH value can be increased, is provided, for example, in a circulation line 23.
  • a mineral adjustment can be made.
  • hops and / or ingredients after the aroma leaching and optional isomerization can be added before or during the distillation process, via an opening / dosage point, but also, for example, via manhole 8.
  • other process units such as the wort kettle 4.
  • the configuration according to the invention also makes it possible for only a part of the ingredients to be used for a later beer production process (for example hops), whereas another part (for example the orange peels etc., which may be separate from the area 20 after the Hops introduced and not in contact with the liquid during the entire distillation) must be removed separately.
  • the operation can be done manually, fully or semi-automatically.
  • FIGS. 4 to 7 show further exemplary embodiments according to the present invention for the simultaneous extraction of aroma and bitter substances from hops, which essentially correspond to the exemplary embodiment shown in FIG. 2.
  • the hop product can be introduced both manually and automatically into the process containers 7 below the sieve baskets 22 arranged in the process container, so that the latter comes into direct contact with, for example, a water reservoir.
  • a corresponding opening, not shown, is provided.
  • the hop suspension is heated to the boiling temperature under atmospheric conditions via the cone heater 9 (here, for example, to 80 to 102 degrees Celsius) and cooked for a certain duration (for example 10 to 80 minutes, preferably 35-60 minutes).
  • valve V7 is open and steam with aroma is condensed in cooler 14 and collected in at least one condensate container 15.
  • bitter substances from hops in the swamp are converted into the water-soluble iso-a acids.
  • the at least one container for collecting the distillate 15 should advantageously also have at least one cooling device, in particular at least one cooling jacket, in order to cool the condensate further. This undercooling prevents post-evaporation processes and the quality of the aroma substances is fulfilled by a reduced thermal load. If the distillate is not supercooled, it is only possible for thermodynamic reasons to cool down to the condensation temperature.
  • valves V5 and V3 are then closed and the liquid enriched with bitter substances is displaced by opening the valves V1 and V2 with brewing liquid, for example wort, and fed to an intermediate product of beer production, in particular the wort before or during wort boiling or between wort boiling and hot trub separation or better between hot trub separation and wort cooling.
  • the liquid for example water and / or wort, can flow around the hop solids in the sieve baskets 22 via the valves V1, V2 in order to leach the hop solids from bitter substances.
  • a flow through opening valves V1 and V3 is also possible. After leaching the hop solids, they are removed manually by removing the sieve baskets.
  • the liquid enriched with bitter substances, here for example wort can then be discharged again from the lower area of the device via valve V4, line 23, pump 30 and line section 26, in particular into a wort-carrying line.
  • the hops are not pumped into the sieve baskets 22 after the distillation, but remain in the process container 7.
  • the wort is introduced directly into the suspension via the valve V2 and above the sieve baskets 22, the valve V3 and the pump 30 flow liquid removed without solids.
  • the solids accumulate here from the outside on the screen baskets / support frames 22. After leaching, the solids can be washed away from the sieve baskets 22 by opening valves V1 and V3 and closing valve V2 and conveyed as a suspension via valves V4 with the pump, for example, to the sediment tank.
  • the screen baskets 22 can also be designed in a type of register within the process container 7, in order not to separate the filtrate area from the unfiltrate area with a plate.
  • the hop suspension is pumped into the filter baskets 22 via the valves V4, V5 and V3 following the distillation with the pump 30.
  • the hop solids residues are removed by the opened valve V8.
  • the screen 22 is arranged outside the process container 7.
  • the hop suspension is introduced into the sieve via line 26, pump 30 and valve V4.
  • Valve V8 is closed and valve V6 is open.
  • the hop solids are removed by valve V8.
  • hop stuffing in addition to the distillative extraction of the hop oils, it is also possible to use the entire system in the cold region for the hop stuffing. Only hops are placed in the sieve baskets and circulated with beer via valves V1, V2, V4 and V6. When flowing around the hop solids (strains), aroma substances pass into the beer, but no bitter substances are leached out.
  • the system implemented is therefore suitable for use in the hot area for the extraction of aromatic oil and bitter substances as well as for use in the cold area for so-called hop stuffing.
  • hop stuffing With the so-called hop stuffing of beer, hop pellets or cones are added to the fermented beer during storage. In the process, volatile groups of substances are transferred into the solvent beer, which lend a distinctive hop aroma. With hop stuffing, the hop products have to be dispersed in order to provide a large surface for the mass transfer and remain in the beer for a long time so that the aromas are transferred. The dispersion takes place by allowing the particles to swell over a longer period of time or by devices which mechanically disperse the particles. The use of ultrasound or waves in lower frequency ranges can accelerate the mass transfer when hops are being stuffed.
  • the hop water suspension in the device 1 is treated with (ultra) sound before and / or during the distillation.
  • the vibrations generated by the (ultra) sound ensure faster dispersion of the hop product, eg the hop pellets in the solvent, and thus an increase in the contact area for the mass transfer.
  • (Ultrasound) probes can, for example, be arranged in the process container 7 or in specially designed extraction containers.
  • the accelerated dispersion of the pellets for example, increases the contact area for the mass transfer.
  • the (ultra) sound causes an increased release of the flavor-relevant groups of substances. It is thus possible to produce a comparable hop aroma even with less use of hops. A positive side effect is lower beer losses with less use of hops.
  • aroma water is understood to mean a solution of water with extracted aroma components from the hop solids, which, apart from extraction and solid separation, was not further processed.
  • Device 1 advantageously has an (ultra) sound generator with at least one (ultra) sound probe, via which (ultra) sound waves can be coupled into the hop suspension. Pressure waves can be generated in the hop suspension via the (ultra) sound generator and the probe. Depending on the (ultra) sound intensity, the generated (ultra) sound cavitation causes the partial or complete destruction of the hop cells and the release of the intracellular material.
  • an (ultra) sound generator in a power range from 0.1 to 20 kilowatts and a frequency range from 10 to 30 kilohertz is used.
  • vibrations with a lower frequency for example in the range from 10 to 200 hertz, are also possible for improved dispersion and an associated accelerated mass transfer.
  • This generator and the frequencies mentioned above are particularly suitable for treating the hop suspension in the device and the method according to the invention.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for hop treatment during beer-making, comprising the following steps: producing an aqueous hop suspension from a hop product and an aqueous medium, distilling the hop suspension and obtaining a fraction rich in aromatic substances and a fraction rich in bitter substances, the fraction rich in bitter substances being metered into the beer to be made prior to fermentation and the fraction rich in aromatic substances being metered in during or after fermentation.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Hopfenbehandlung bei der Bierherstellung  Method and device for treating hops in beer production
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hopfenbehandlung bei der Bier- herstellung. The invention relates to a method and a device for treating hops in the production of beer.
Üblicherweise wird beim Bierbrauen Hopfen bei der Würzekochung in die Würzepfanne zuge- geben, insbesondere um eine Aromatisierung und Bitterung zu erreichen, bestimmte Ausfäl- lungsreaktionen zu begünstigen und die mikrobiologische Stabilität zu verbessern. Dabei wird der Hopfen zu unterschiedlichen Zeiten der Würzekochung verabreicht. Eine frühe Hopfen- gabe hat die Bitterung der Würze zum Ziel. Der Eintrag an Bitterstoffen erfolgt durch die zeit- und temperaturabhängige Umsetzung der wasserlöslichen a-Säuren des Hopfens in lösliche Iso-a-Säuren (Isomerisierung). Durch die verhältnismäßig lange Kochdauer von circa 60 bis 80 Minuten bei der Hopfengabe zu Beginn der Kochung werden leicht flüchtige Aromastoffe (Öle) vermehrt ausgetrieben und leisten dadurch kaum mehr einen Beitrag zum gewünschten Hopfenaroma. Aus diesem Grund wird der Hopfen in mehreren Teilgaben zudosiert, welche immer einen Kompromiss zwischen erhöhter Ausbeute an Bitterstoffen und erhöhter Ausbeute an Aromastoffen darstellen. Eine Hopfengabe am Ende der Kochung leistet nur einen sehr verminderten Beitrag zur Bittere, dafür jedoch einen erhöhten Beitrag zur Aromatisierung. Usually, when brewing beer, hops are added to the wort kettle when the wort is boiled, in particular in order to achieve aromatization and bitterness, to favor certain precipitation reactions and to improve the microbiological stability. The hops are administered at different times during wort boiling. The aim of the early hop application is to bitter the wort. Bitter substances are introduced by the time and temperature-dependent conversion of the water-soluble a-acids in hops into soluble iso-a-acids (isomerization). Due to the relatively long cooking time of around 60 to 80 minutes when adding hops at the start of cooking, volatile aroma substances (oils) are increasingly expelled and therefore hardly make any contribution to the desired hop aroma. For this reason, the hops are dosed in several doses, which always represent a compromise between an increased yield of bitter substances and an increased yield of flavorings. Adding hops at the end of the cooking only makes a very reduced contribution to the bitterness, but an increased contribution to the flavoring.
Um diese Nachteile der unterschiedlichen Zielsetzungen einzelner Hopfengaben zu kompen- sieren, wird zur Einstellung der Grundbittere und Erzielung eines gewünschten Hopfenaromas entsprechend mehr Hopfen zugegeben. In order to compensate for these disadvantages of the different objectives of individual hops, more hops are added to adjust the basic bitterness and achieve a desired hop aroma.
Zusätzlich wird oftmals besonders aromatischer Hopfen zwischen der Kochung und dem Wür- zekühlen (sogenanntes Late-Hopping), z.B. im Whirlpool der heißen Würze zudosiert und/oder im Kaltbereich der Brauerei (sog. Dry-Hopping) zugegeben, um so die gewünschte Aromati- sierung zu erreichen. Die genannten Verfahren bringen immer einen Mehreinsatz von Hopfen - dem teuersten Rohstoff bei der Bierherstellung - mit sich, was zu höheren Produktkosten führt. Gerade für das sogenannte Dry-Hopping werden große Hopfenmengen benötigt, welche dem Bier im Kaltbereich der Brauerei zugegeben werden. Dieser Hopfen wird nur zur Aroma- tisierung verwendet. Die im Hopfen vorliegenden a-Säuren werden bei den niedrigen Tempe- raturen kaum isomerisiert und bleiben somit weitgehend ungenutzt und werden mit den aus- gelaugten Hopfenfeststoffen verworfen. In addition, particularly aromatic hops are often used between cooking and seasoning (so-called late hopping), e.g. metered in the hot wort in the whirlpool and / or added in the cold area of the brewery (so-called dry-hopping) in order to achieve the desired flavoring. The processes mentioned always involve the additional use of hops - the most expensive raw material in beer production - which leads to higher product costs. Large amounts of hops are required for dry hopping, which are added to the beer in the cold area of the brewery. This hop is only used for flavoring. The a acids present in the hops are hardly isomerized at the low temperatures and thus remain largely unused and are discarded with the leached hop solids.
Der Stand der Technik bringt somit den Nachteil mit sich, dass im Wesentlichen immer entwe- der hauptsächlich Aroma oder hauptsächlich Bitterstoff des Hopfens ausgenutzt werden und die andere Komponente ungenutzt bleibt. Somit erhöht sich der Hopfenbedarf. Durch den er- höhten Hopfenbedarf werden außerdem die Würze- und/oder Bierverluste größer, da die Hop- fenprodukte oft Flüssigkeit aufnehmen, und die gequollenen Feststoffe vor der Weiterverar- beitung entfernt werden. The state of the art therefore has the disadvantage that essentially only the aroma or mainly bitter substance of the hop is always used and the other component remains unused. This increases the need for hops. The increased hop requirement also increases the wort and / or beer losses, since the hop products often absorb liquid and the swollen solids are removed before further processing.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die benötigte Hop- fenmenge bei der Bierherstellung wirksam zu reduzieren. Proceeding from this, the present invention is based on the object of effectively reducing the amount of hops required in beer production.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 1 1 gelöst. According to the invention this object is achieved by the features of claims 1 and 1 1.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren zur Hopfenbehandlung bei der Bierherstellung zunächst den Schritt der Herstellung einer wässrigen Hopfensuspension aus einem Hopfen- produkt und einem wässrigen Medium. Ein Hopfenprodukt kann beispielsweise ein Hopfen- pellet, Hopfendolden oder flüssiger Hopfenextrakt sein. Bei dem wässrigen Medium handelt es sich insbesondere um Wasser, zum Beispiel Brauwasser, das beispielsweise zur pH-Wert- Einstellung auch vorbehandelt sein kann. Die Hopfensuspension wird vorzugsweise nicht aus Würze oder Bier hergestellt, sondern aus einem zusätzlichen wässrigen Medium im Braupro- zess. Wasser hat dabei insbesondere den Vorteil, dass keine unerwünschten Aromastoffe, wie sie beispielsweise in Bierwürze vorhanden sind (z.B. Dimethylsuflid (kurz: DMS), Hexanal, Furfural, etc.) mit in die aromastoffreiche Fraktion überdestilliert werden. Daneben erlaubt die Nutzung von Wasser, die mögliche Verwendung, auch innerhalb des Reinheitsgebots, von Additiven (beispielsweise Magnesiumsalze, ionisiertes Medium), welche eine Isomerisierung der Hopfenbitterstoffe verbessern, ohne dass diese in die aromastoffreiche Fraktion überge- hen. Des Weiteren verringert sich durch die Nutzung von Wasser als fluide Phase der Hopfen- suspension die Neigung der Suspension an den Heizzonen des Behälters anzubrennen, be- ziehungsweise zuckerhaltige Komponenten anzulagern (sogenanntes Fouling). According to the invention, the process for the treatment of hops in the production of beer initially comprises the step of producing an aqueous hop suspension from a hop product and an aqueous medium. A hop product can be, for example, a hop pellet, hop cones or liquid hop extract. The aqueous medium is, in particular, water, for example brewing water, which, for example, can also be pretreated for pH adjustment. The hop suspension is preferably not made from wort or beer, but from an additional aqueous medium in the brewing process. Water has the particular advantage that no unwanted flavoring substances, such as those found in wort (e.g. dimethylsulfide (short: DMS), hexanal, furfural, etc.) are distilled into the flavoring-rich fraction. In addition, the use of water, the possible use, also within the purity requirement, of additives (for example magnesium salts, ionized medium) which improve isomerization of the bitter hop substances without these being converted into the flavor-rich fraction. Furthermore, the use of water as the fluid phase of the hop suspension reduces the tendency of the suspension to burn on the heating zones of the container or to deposit components containing sugar (so-called fouling).
Zur simultanen Gewinnung von Aromastoffen und Bitterstoffen aus der Hopfensuspension, wird die Hopfensuspension in einer separaten Vorrichtung destilliert. Aus dem Destillat kann dann eine aromastoffreiche Fraktion gewonnen werden und aus dem Sumpf eine bitterstoff- reiche Fraktion. Die bitterstoffreiche Fraktion wird vorteilhafterweise vor der Gabe einer Fest- Flüssig-Trennung insbesondere innerhalb der Vorrichtung unterzogen, sodass nur der bitter- stoffreiche Extrakt, nicht aber die Feststoffe dem weiteren Brauprozess zudosiert werden. Da- bei ist es zusätzlich möglich den zurückgehaltenen Feststoff mit einer Brauflüssigkeit weiter auszulaugen um die Bitterstoffausbeute zu erhöhen. Dieses Verfahren wird z.B. durch die er- findungsgemäße Vorrichtung welche in den Figuren 2 und 4-7 näher erläutert wird, ermöglicht. Die Destillation der Hopfensuspension im Wasserbad hat gegenüber einer Trägerdampfdestil- lation den Vorteil, dass gleichzeitig Isomerisierungsvorgänge ablaufen und die Iso-a-Säuren in die wässrige Phase übergehen, da der Aromastoffträger direkt in einer wässrigen Phase dispergiert vorliegt. The hop suspension is distilled in a separate device for the simultaneous extraction of aroma substances and bitter substances from the hop suspension. A flavor-rich fraction can then be obtained from the distillate and a fraction rich in bitter substances from the swamp. The bitter-rich fraction is advantageously subjected to a solid-liquid separation, in particular within the device, before the administration, so that only the bitter-rich extract but not the solids are metered into the further brewing process. It is also possible to further leach out the retained solids with a brewing liquid in order to increase the bitter substance yield. This method is made possible, for example, by the device according to the invention, which is explained in more detail in FIGS. 2 and 4-7. Distillation of the hop suspension in a water bath has the advantage over carrier steam distillation that isomerization processes take place at the same time and the iso-a-acids pass into the aqueous phase, since the flavor carrier is directly dispersed in an aqueous phase.
Bei der Trägerdampfdestillation wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem externen Gefäß ein Dampf erzeugt, der durch einen mit Hopfen beladenen Siebboden strömt, um die Aromastoffe aus dem Hopfen auszutreiben. So strömt bei der Trägerdampfdestillation ein unaromatisierter Dampf durch ein Festbett, d.h. den mit Hopfen beladenen Siebboden, also einem Aromastoffträger. Beim Austritt aus dem Festbett ist dieser Dampf aromastoffreich und kann an einer Kühleinrichtung kondensiert und als Destillat weiterverwendet werden. In the case of carrier steam distillation, according to a preferred exemplary embodiment, a steam is generated in an external vessel and flows through a sieve tray loaded with hops in order to expel the aroma substances from the hops. In carrier steam distillation, for example, an unflavored steam flows through a fixed bed, i.e. the sieve tray loaded with hops, i.e. an aroma carrier. When exiting the fixed bed, this steam is rich in flavor and can be condensed on a cooling device and used as a distillate.
Bei der Destillationsvorrichtung als Wasserbaddestillation mit anschließender Abtrennung der Feststoffe durch ein Sieb gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel strömt ein bereits aromatisierter Dampf durch das Sieb, welches z.B. erst im Anschluss an die Destillation mit den Rückständen aus dem Destillationssumpf befüllt wird, um die Bitterstoffe auszulaugen. Somit ist die erfindungsgemäße Siebvorrichtung für die Destillation nicht notwendig, jedoch für die Trennung der festen von den flüssigen Bestandteilen der bitterstoffreichen Fraktion. Au- ßerdem kann bei einer Destillation im Wasserbad das wässrige Medium vorbehandelt werden, zum Beispiel der pH-Wert und/oder Mineralstoffgehalt (z.B. Magnesium, Calcium) eingestellt werden, um die Isomerisierungsvorgänge zu verbessern, was bei einer Trägerdampfdestilla- tion nicht möglich ist. Durch eine Erhitzung steigen die leichtflüchtigen Öle beispielsweise in Dampf auf, so dass eine Niederschlagung durch eine Kühlung und zum Beispiel anschlie- ßende Ölabscheidung vorgenommen werden kann In the distillation device as a water bath distillation with subsequent separation of the solids through a sieve according to a preferred embodiment, an already flavored steam flows through the sieve, which e.g. only after the distillation is filled with the residues from the distillation sump in order to leach out the bitter substances. The screening device according to the invention is therefore not necessary for the distillation, but for the separation of the solid from the liquid constituents of the bitter-rich fraction. In addition, the aqueous medium can be pretreated during distillation in a water bath, for example the pH value and / or mineral content (e.g. magnesium, calcium) can be adjusted in order to improve the isomerization processes, which is not possible with carrier steam distillation. Heating causes the volatile oils to rise in steam, for example, so that cooling and, for example, subsequent oil separation can be carried out
Da nun sowohl eine aromastoffreiche Fraktion vorliegt als auch eine bitterstoffreiche Fraktion, ist es möglich, die Bitterstoffe und Aromastoffe zeitlich getrennt im Brauprozess zuzudosieren. Somit ist der effiziente Einsatz der wertgebenden Inhaltsstoffe mit geringen Verlusten möglich. Insbesondere können nun die Bitterstoffe im Heißbereich (z.B. bei Temperaturen der Würze über 70°C), z.B. bei der Kochung und/oder zwischen Heißtrubabscheidung und Würzeküh- lung, der Bierherstellung, d.h. also vor einer Würzekühlung zudosiert werden. Der Stoffüber- gang der Bitterstoffe verläuft in heißer Würze schneller als in kalter Würze, weshalb eine Dosage der Bitterstoffe im Heißbereich bevorzugt wird. Eine verlängerte Behandlung der iso- alpha-Säuren bei hohen Temperaturen bewirkt eine weitere Umsetzungsreaktion dieser und vermindert die Ausbeute, weshalb keine Dosage der bereits vor-isomerisierten alpha-Säuren zu Kochbeginn vorgesehen ist. Somit ist eine Zugabe der bitterstoffreichen Fraktion aus dem Destillationssumpf am Ende der Kochung oder im Whirlpool zu bevorzugen. Besonders vor- teilhaft ist eine Zugabe, bzw. eine Extraktion des Destillationssumpfes nach der Heiß- trubabscheidung, da zu diesem Zeitpunkt eine verringerte Feststofffracht in der heißen Würze vorliegt. Durch die bereits verringerte Feststofffracht in der zu bitternden Brauflüssigkeit, d.h. Würze ist das beschriebene Verfahren der vorherigen Separation von festen und flüssigen Bestandteilen des Destillationssumpfes und nur die Gabe der in der flüssigen Phase vorlie- genden Bitterstoffe vorteilhaft gegenüber einer Gabe des unseparierten gesamten Destillati- onssumpfes. Hierdurch wird auch ein Gabezeitpunkte nach einer Heißtrubabscheidung er- möglicht und daneben die Vorrichtung zur Heißtrubabscheidung entlastet. Hierdurch ergeben sich nicht nur Vorteile durch eine verringerte Hopfengabe, sondern insgesamt auch eine ge- ringere Menge an Heißtrub und somit einen geringeren Würzeverlust im Heißtrub. Since both a flavor-rich fraction and a bitter-rich fraction are now present, it is possible to meter in the bitter substances and flavorings separately in the brewing process. This enables the efficient use of the valuable ingredients with low losses. In particular, the bitter substances in the hot area (for example at temperatures of the wort above 70 ° C.), for example in the boiling and / or between hot trub separation and wort cooling, can be metered in during beer production, ie before wort cooling. The mass transfer of the bitter substances is faster in hot wort than in cold wort, which is why a dosage of the bitter substances in the hot area is preferred. Prolonged treatment of the iso-alpha acids at high temperatures causes them to react further and reduces the yield, which is why no dosage of the pre-isomerized alpha acids is provided at the start of the cooking. Thus, an addition of the bitter-rich fraction from the Preferred distillation sump at the end of the boil or in the whirlpool. It is particularly advantageous to add or extract the distillation bottoms after the hot sludge separation, since there is a reduced solids load in the hot wort at this time. Due to the already reduced solids load in the brewing liquid to be bitter, ie wort, the described method of the prior separation of solid and liquid constituents of the distillation bottoms and only the administration of the bitter substances present in the liquid phase is advantageous compared to the administration of the unseparated entire distillation bottoms , This also enables a dispensing time after hot trub separation and also relieves the load on the hot trub separation device. This results not only in advantages from a reduced amount of hops, but also in total a lower amount of hot trub and thus less wort loss in the hot trub.
Weiter ist vorgesehen, dass die aromastoffreiche Fraktion im Kaltbereich (z.B. bei Tempera- turen der Würze unter 70, insbesondere unter 35, also nach einer Würzekühlung, insbeson- dere während oder nach der Fermentation zudosiert wird. Es wäre grundsätzlich auch möglich, die aromastoffreiche Fraktion zwischen Würzekühlung und Fermentation zuzuführen, da hier die Würze bereits abgekühlt ist, oder bei mehrstufigen Würzekühlern zwischen der ersten und letzten Stufe. It is also provided that the aroma-rich fraction is metered in in the cold region (for example at temperatures of the wort below 70, in particular below 35, ie after wort cooling, in particular during or after the fermentation. It would in principle also be possible to add the aroma-rich fraction between wort cooling and fermentation, since the wort has already cooled down here, or in the case of multi-stage wort coolers between the first and last stage.
Da die Aromakomponenten leicht flüchtig sind, können somit die Aromastoffverluste wesent- lich verringert werden - im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem leichtflüchtige Aroma- komponenten während der Würzekochung ausgetrieben werden. Since the aroma components are volatile, the loss of aroma substances can thus be significantly reduced - in contrast to the prior art, in which volatile aroma components are expelled during wort boiling.
Erfindungsgemäß erfolgt nun also eine separate Hopfenbehandlung bei der Bierherstellung in der Brauerei. Somit können Aromastoffe wie auch Bitterstoffe des Hopfens innerhalb einer separaten Anlage simultan gewonnen werden und dem weiteren Brauprozess gesondert zu- gefügt werden. Unter aromastoffreicher Fraktion versteht man hier das Destillat, oder das wei- terverarbeitete Destillat, beispielsweise aus dem Destillat abgetrenntes Aromaöl. Die bitter- stoffreiche Fraktion umfasst den vorteilhafterweise den von Feststoffen separierten Destillati- onssumpf und/oder Flüssigkeit mit der der Destillationssumpf ausgewaschen wurde. According to the invention, a separate hop treatment is now carried out during beer production in the brewery. This means that aroma and bitter substances from hops can be obtained simultaneously in a separate system and added separately to the further brewing process. A flavor-rich fraction here means the distillate, or the further processed distillate, for example aroma oil separated from the distillate. The bitter-rich fraction advantageously comprises the distillation bottoms separated from solids and / or liquid with which the distillation bottoms were washed out.
Die jeweiligen Fraktionen können jeweils mit einer Gabe zudosiert werden, und/oder in meh- reren, zum Beispiel zeitlich versetzten Gaben, und/oder in unterschiedlichen Prozessschritten. The respective fractions can each be metered in with one dose, and / or in several, for example time-shifted, and / or in different process steps.
Die zugegebene Menge richtet sich dabei nach der jeweiligen Sudgröße und dem jeweiligen Rezept, so dass entsprechend zumindest ein Teil der gewonnenen Fraktionen zudosiert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die bitterstoffreiche Fraktion von Feststoffen separiert, d.h., dass Feststoffe z.B. Feststoffe aus dem Destillationssumpf entfernt werden und z.B. auf eine Siebeinrichtung gebracht werden oder im unteren Bereich des Prozessbehälters bereits eine Siebeinrichtung (z.B. Siebboden) vorgesehen ist auf der die Feststoffe aufliegen und durch die die Flüssigkeit ablaufen kann. Die Feststoffe können vorteilhafterweise mit Flüs sigkeit ausgewaschen werden, wobei hier entweder Brauwasser oder Würze verwendet wer- den kann und somit die Ausbeute an Bitterstoffen erhöht werden kann, da die ausgewasche- nen Bitterstoffe ebenfalls wieder dem Brauprozess zugeführt werden können. The amount added depends on the particular brew size and the respective recipe, so that at least some of the fractions obtained are metered in accordingly. According to a preferred embodiment, the fraction rich in bitter substances is separated from solids, that is to say that solids, for example solids, are removed from the distillation sump and placed, for example, on a sieve device or a sieve device (for example sieve bottom) on which the solids lie is already provided in the lower region of the process container and through which the liquid can drain. The solids can advantageously be washed out with liquid, in which case either brewing water or wort can be used and thus the yield of bitter substances can be increased since the washed-out bitter substances can also be returned to the brewing process.
Es hat sich ganz besonders vorteilhaft herausgestellt, dass eine atmosphärische Destillation durchgeführt wird, d.h., dass die Hopfensuspension bei der Destillation auf atmosphärische Siedetemperatur erwärmt wird, z.B. auf 80 bis 102 Grad Celsius. Diese Temperatur ist abhän- gig vom Standort der Kochung und damit der Höhe über Normalhöhennull sowie dem vorherr- schenden Luftdruck. Die atmosphärische Destillation hat den Vorteil einer niedrigen thermi- schen Belastung verglichen mit einer Überdruckkochung und der einfacheren konstruktiven Gestaltung in Bezug auf Wandstärken und Sicherheitseinrichtungen, wie sie bei Behältern für den Unter- wie auch Überdruck ausgeführt sein müssen. It has turned out to be particularly advantageous that atmospheric distillation is carried out, i.e. that the hop suspension is heated to atmospheric boiling temperature during the distillation, e.g. to 80 to 102 degrees Celsius. This temperature depends on the location of the cooking and thus the height above sea level and the prevailing air pressure. Atmospheric distillation has the advantage of a low thermal load compared to overpressure boiling and the simpler structural design in terms of wall thicknesses and safety devices, as they have to be designed for containers for both negative and positive pressure.
Besonders vorteilhaft wird die Destillation in Form einer Rektifikation durchgeführt, insbeson- dere mit einer mit Füllkörpern gefüllten Rektifizierkolonne. Diese Füllkörper können insbeson- dere in Form von Raschig-Ringen in der Rektifizierkolonne eingesetzt werden. Dabei zeigt sich ein qualitativ hochwertiges Destillat, wenn die Rektifikationskolonne eine Oberfläche aufweist, welche in einem Verhältnis zur eingesetzten Masse des Aromastoffträgers von 20 - 70 cm2/g, vorzugsweise von 40 - 60 cm2/g liegt. Durch dieses Verhältnis stellt sich ein vorteilhaftes Aro- maprofil im Destillat ein. Dabei kann es sinnvoll sein, einen Teil der Destille und/oder die Füll- körper, die sich beispielsweise in der Rektifikationskolonne befinden, gezielt aus einem Mate- rial zu fertigen, dass chemisch in Interaktion mit Inhaltsstoffen tritt (beispielsweise Kupfer). So werden beispielsweise Schwefelverbindungen durch Kupferionen reduziert, was zu einer sen- sorischen Verbesserung, insbesondere der aromastoffreichen Fraktion führen kann. In wel- cher Form diese Materialien vorliegen (z.B. als Legierungen mit anderen Metallen und/oder unter Spannung gesetzte Metalle) kann frei entschieden und auf den Prozess präzise abge- stimmt werden. Auch kann sich das Material (insbesondere Kupfer) entweder im flüssigkeits benetzten Bereich der Brennblase, in der Haube, in der Kolonne, im Kondensator und/oder im Kondensatabscheider befinden; bzw. diese daraus zumindest teilweise gefertigt werden. Auch ist es möglich die einzelnen Fraktionen gezielt mit derartigen Stoffen, insbesondere je- doch Kupfer/Kupferlegierungen/Kupfersalze/Kupferionen gezielt nachzubehandeln. Es ist je- doch auch möglich Anreicherungen derartiger Komponenten in die Brauflüssigkeit und/oder das Aromareiche Kondensat zuzugeben. The distillation is particularly advantageously carried out in the form of a rectification, in particular with a rectification column filled with packing. These packing elements can be used in the form of Raschig rings in the rectification column. A high-quality distillate is shown when the rectification column has a surface which is in a ratio of 20 to 70 cm 2 / g, preferably 40 to 60 cm 2 / g, to the mass of the flavor carrier used. This ratio creates an advantageous aromatic profile in the distillate. It can make sense to manufacture part of the still and / or the packing, which is located in the rectification column, for example, from a material that chemically interacts with ingredients (for example, copper). For example, sulfur compounds are reduced by copper ions, which can lead to a sensorial improvement, especially of the flavor-rich fraction. The form in which these materials are present (eg as alloys with other metals and / or metals under tension) can be freely decided and precisely matched to the process. The material (in particular copper) can also be located either in the liquid-wetted area of the still, in the hood, in the column, in the condenser and / or in the condensate separator; or these are at least partially manufactured from it. It is also possible to specifically treat the individual fractions with such substances, in particular, however, copper / copper alloys / copper salts / copper ions. However, it is also possible to add such components to the brewing liquid and / or the aroma-rich condensate.
Dadurch, dass die thermische Belastung niedrig gehalten werden kann, kann auch wirksam das Zersetzen wertvoller Aromastoffe verhindert werden. Because the thermal load can be kept low, the decomposition of valuable aroma substances can also be effectively prevented.
Vorteilhafterweise wird das aromastoffreiche Destillat kondensiert und weitergekühlt, insbe- sondere auf eine Temperatur von 10 bis 70 Grad Celsius, bevorzugt mindestens 20 Kelvin unter der Kondensationstemperatur. Eine Kühlung des Kondensatbehälters verhindert eine Nachverdampfung und erhöht die Qualität der Aromaöle/Aromastoffe durch eine niedrigere thermische Belastung. The aroma-rich distillate is advantageously condensed and cooled further, in particular to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature. Cooling the condensate container prevents re-evaporation and increases the quality of the aroma oils / aroma substances through a lower thermal load.
Vorteilhafterweise wird die aromastoffreiche Fraktion dem herzustellenden Bier zudosiert, wenn 50 bis 100% des vergärbaren Extrakts fermentiert sind, vorzugsweise vor der Lagerung. Das bedeutet, dass die aromastoffreiche Fraktion dem herzustellenden Bier zudosiert wird, kurz bevor der Tank von der Fermentationstemperatur auf die Lagertemperatur von -2 °C bis 3 °C abgekühlt wird. Somit können Aromastoffverluste wirksam verringert werden, da zu die- sem Zeitpunkt die Bildung von CO2 durch die Fermentation weitestgehend abgeschlossen ist und dieses im herzustellenden Bier verbleibt. Die Gabe der aromastoffreichen Fraktion, d.h., der Aromaöle zu einem Zeitpunkt, bei dem noch Stoffwechselaktivität der Hefe vorhanden ist, ist von Vorteil, da sich dadurch die Hopfenaromen positiv beeinflussen lassen. Die Hefe sollte sich jedoch nicht in einem Stadium mit hoher Gäraktivität befinden, da zum einen das entste- hende CO2 Hopfenaromen verstärkt austreibt und zum anderen Hopfenöle vermehrt durch die Hefe verstoffwechselt werden. Bei einem zu späten Gabezeitpunkt relativ kurz vor Abfüllen bindet sich das Hopfenaroma nicht in die Geschmacksmatrix ein und wird als„parfümierf/auf- gesetzt empfunden. Aus diesem Grund hat sich ein Zeitbereich, bei dem zwischen 50 bis 100% des vergärbaren Extrakts fermentiert werden -sprich am Ende oder nach der Hauptgärung, bzw. z.B. wenn -oder bevor- das Bier abgekühlt wird von Gärtemperatur (zwischen 8 °C und 25 °C) auf Lagertemperatur (unter 3 °C), als besonders vorteilhaft herausgestellt. The flavor-rich fraction is advantageously metered into the beer to be produced when 50 to 100% of the fermentable extract has been fermented, preferably before storage. This means that the flavor-rich fraction is added to the beer to be produced shortly before the tank is cooled from the fermentation temperature to the storage temperature of -2 ° C to 3 ° C. Loss of aroma can thus be effectively reduced, since at this point the formation of CO2 by the fermentation has largely been completed and this remains in the beer to be produced. The administration of the aroma-rich fraction, i.e. the aroma oils at a point in time when metabolic activity of the yeast is still present, is advantageous since this can have a positive influence on the hop aromas. However, the yeast should not be in a stage with high fermentation activity, because on the one hand the resulting CO2 hops aromas expel and on the other hand hop oils are increasingly metabolized by the yeast. If the dose is given too late, relatively shortly before filling, the hop aroma does not bind into the taste matrix and is perceived as “perfumed / applied”. For this reason there is a time range in which between 50 to 100% of the fermentable extract is fermented - i.e. at the end or after the main fermentation, or e.g. if - or before - the beer is cooled from fermentation temperature (between 8 ° C and 25 ° C) to storage temperature (below 3 ° C), has been found to be particularly advantageous.
Vorteilhafterweise wird die bitterstoffreiche Fraktion, also mit oder ohne Feststoffe und vor- zugsweise auch Flüssigkeit mit der die Feststoffe ausgewaschen wurden der Würze im Heiß- bereich zugeführt. Durch die erhöhte Temperatur bei der Würzekochung/Heißhaltung kann nun, wie zuvor beschrieben, eine bessere Auslaugung des Hopfenrückstandes hinsichtlich Bitterstoffen stattfinden, ohne dass gleichzeitig Hopfenaromen beeinträchtigt werden. Unter dem Bierbereitungsschritt der Würzekochung wird ebenfalls die Heißhaltung der Würze ver- standen, wobei die Würze bei Temperaturen knapp unterhalb der Siedetemperatur, aber im- mer größer 80 Grad Celsius gehalten wird. The bitter-rich fraction, ie with or without solids and preferably also liquid with which the solids were washed out, is advantageously fed to the wort in the hot area. Due to the increased temperature during wort boiling / keeping hot, a better leaching of the hop residue with regard to bitter substances can now take place, as described above, without adversely affecting hop aromas. Under The beer preparation step of wort boiling is also understood to mean keeping the wort hot, whereby the wort is kept at temperatures just below the boiling temperature, but always greater than 80 degrees Celsius.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, dass die Isomerisierung der a-Säure be- günstigt werden kann, indem das wässrige Medium, oder aber die bereits hergestellte Hop- fensuspension vor, während/und oder nach der Destillation behandelt wird. Insbesondere wird hier der pH-Wert erhöht, zum Beispiel auf einen Wert von 9 bis 12. Auch eine Mineralisierung (z.B. durch Magnesium- und/oder Magnesiumsalzzugabe) und/oder Ionisierung (des wässri- gen Mediums insbesondere des Wassers und/oder der Hopfensuspension) ist möglich. According to the present invention, it is advantageous that the isomerization of the a-acid can be favored by treating the aqueous medium, or else the hop suspension already prepared, before, during and / or after the distillation. In particular, the pH value is increased here, for example to a value from 9 to 12. Also mineralization (for example by adding magnesium and / or magnesium salt) and / or ionization (the aqueous medium, in particular the water and / or the hop suspension ) is possible.
Eine Ionisierung des wässrigen Mediums, insbesondere des Wassers, vor und/oder während der Destillation hat dabei den Vorteil, dass höhere Isomerisierungsraten und somit Bitterstoff- ausbeuten in der später zur Bitterung verwendeten Fraktion verbleiben. Ionizing the aqueous medium, in particular the water, before and / or during the distillation has the advantage that higher isomerization rates and thus bitter substance yields remain in the fraction later used for bittering.
Dabei sollte vorzugsweise die Fraktion aus einer Diaphragmaelektrophorese (Ionisierung) verwendet werden, in der Magnesium und Calcium, sowie andere positiv geladene Ionen an- gereichert werden und der pH-Wert alkalisch ist. The fraction from a diaphragm electrophoresis (ionization) should preferably be used, in which magnesium and calcium, as well as other positively charged ions are enriched and the pH value is alkaline.
Das zu ionisierende Wasser kann dabei wahlweise vorbehandelt werden, um beispielsweise den Eisengehalt zu reduzieren und den Kupfer- und/oder Magnesiumgehalt zu erhöhen. The water to be ionized can optionally be pretreated, for example to reduce the iron content and to increase the copper and / or magnesium content.
Vor der Zugabe der aromastoffreichen Fraktion des Destillats kann in einer oder mehreren hintereinander angeordneten Trenneinrichtungen die Ölphase von der Wasserphase abge- trennt werden, wobei sich die Aromastoffe dann hauptsächlich in dem abgetrennten Öl befin- den und das abgetrennte Öl der aromastoffreichen Fraktion entspricht, die zudosiert wird. In der wässrigen Phase des Destillats können ebenfalls noch wertgebende Aromakomponenten vorliegen. Deshalb ist es auch möglich das gesamte Destillat und/oder nur eine Teilmenge davon als aromastoffreiche Fraktion zu dosieren. Eine Behandlung (z.B. Filtration und oder Stoffzugabe in die aromastoffreiche Fraktion) kann zudem vorteilhaft sein. Before the addition of the flavor-rich fraction of the distillate, the oil phase can be separated from the water phase in one or more separating devices arranged one behind the other, the flavorings then being mainly in the separated oil and the separated oil corresponding to the flavor-rich fraction which is added becomes. Valuable aroma components can also be present in the aqueous phase of the distillate. It is therefore also possible to dose the entire distillate and / or only a subset thereof as a flavor-rich fraction. Treatment (e.g. filtration and or adding substance to the flavor-rich fraction) can also be advantageous.
Insbesondere kann die aromastoffreiche Fraktion auch z.B. durch Zusatz von Kupferionen, wie sie z.B. durch eine Strominduzierung einer Kupferelektrode entstehen können, behandelt wer- den. In diesem Fall wird beispielsweise in der kondensierten Flüssigkeit, oder einer Fraktion davon, je ein Gleichstrom an eine Kupferelektrode (unedler) und an eine hochwertigere Elekt- rode (z.B. Edelstahl = edler) angelegt, wodurch geladene Kupferionen aus der Kupferelektrode ausgelöst werden, und so Reaktionen mit schwefelhaltigen Aromastoffkomponenten (z.B. 3- Mercapto-4-methylpentan-1 -ol, 3-Mercapto-4-methylpentanacetat, 4-Mercapto-4-methylpen- tan-2-on) und den Kupferionen katalysiert werden. In particular, the flavor-rich fraction can also be treated, for example, by adding copper ions, such as can arise, for example, from current induction of a copper electrode. In this case, for example in the condensed liquid or a fraction thereof, a direct current is applied to a copper electrode (less noble) and to a higher quality electrode (eg stainless steel = nobler), whereby charged copper ions are released from the copper electrode, and so on Reactions with sulfur-containing flavoring components (e.g. 3- Mercapto-4-methylpentan-1-ol, 3-mercapto-4-methylpentane acetate, 4-mercapto-4-methylpentan-2-one) and the copper ions are catalyzed.
Wie der Metalleinsatz allgemein, kann auch dieser Prozess gezielt auch in der Brennblase, der Kolonne, dem Kondensator und/oder im Kondensatabscheider sowie bei der Wasserbe- handlung vorgenommen werden. Like the use of metal in general, this process can also be carried out in a targeted manner in the still, the column, the condenser and / or in the condensate separator and in the water treatment.
Auch der Zusatz von Sauerstoff zur aromastoffreichen Fraktion bringt entsprechende Vorteile. The addition of oxygen to the flavor-rich fraction also has corresponding advantages.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die wässrige Hopfensuspension während der Destillation in Bewegung versetzt wird, insbesondere gerührt und /oder Vibrationen ausgesetzt wird. Es ist auch möglich, dass die Hopfensuspension zusätzlich oder alternativ umgewälzt wird. Darüber hinaus kann die Hopfensuspension auch mit Ultraschall oder anderen, wahlweise konstanten und/oder alternierenden Wellenfrequenzen behandelt werden. Dies fördert die Desagglome- ration des Hopfens, insbesondere der Pellets und somit Vergrößerung der spezifischen Ober- fläche für den Stoffübergang. Die Hopfensuspension kann auch zusätzlich oder alternativ vor der Destillation in der Vorrichtung oder einer externen Vorrichtung mit Ultraschall und/oder Wellen in niedrigeren Frequenzbereichen behandelt werden. It is particularly advantageous if the aqueous hop suspension is set in motion during the distillation, in particular stirred and / or subjected to vibrations. It is also possible for the hop suspension to be circulated additionally or alternatively. In addition, the hop suspension can also be treated with ultrasound or other, optionally constant and / or alternating wave frequencies. This promotes the deagglomeration of the hops, especially the pellets, and thus enlarges the specific surface for the mass transfer. The hop suspension can additionally or alternatively be treated with ultrasound and / or waves in lower frequency ranges in the device or an external device before the distillation.
Zur Herstellung des Bieres werden bevorzugt folgende Verfahrensschritte durchgeführt: Mai- schen, Läutern bzw. Filtern der Maische, Kochen und/oder Heißhalten der Würze, sowie Fer- mentieren, wobei das wässrige Medium zur Herstellung der Hopfensuspension nicht der Würze entspricht, sondern vorzugsweise Wasser, insbesondere Wasser ist. The following process steps are preferably carried out to produce the beer: mashing, refining or filtering the mash, boiling and / or keeping the wort hot, and fermenting, the aqueous medium for producing the hop suspension not corresponding to the wort, but preferably water , especially water.
Eine Vorrichtung zum Trennen von Aroma- und Bitterstoffen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens umfasst eine Einrichtung zum Destillieren mit einem Prozessbehälter zur Auf- nahme der Hopfensuspension, eine Heizeinrichtung zum Heizen der Hopfensuspension, ei- nem Dunstabzug, sowie einen Kühler zum Kondensieren des Kondensats. A device for separating aroma and bitter substances, in particular for carrying out the method, comprises a device for distillation with a process container for receiving the hop suspension, a heating device for heating the hop suspension, an extractor hood, and a cooler for condensing the condensate.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung im Prozessbehälter weiter eine Siebeinrichtung, ins- besondere zwischen Dunstabzug und einem unteren Bereich des Prozessbehälters auf, durch die aromastoffangereicherter Dampf über den Dunstabzug entweichen kann und in die nach der Destillation Feststoffe, d.h. Feststoffe aus dem Sumpf einbringbar sind oder auf dieser aufliegen (z.B. bei einem Siebboden), um diese weiter auszuwaschen. Somit kann in vorteil- hafterweise die Destillation und das Auswaschen des Sumpfes in einer Vorrichtung stattfinden. Es ist aber auch möglich, dass die Siebeinrichtung außerhalb des Prozessbehälters angeord- net ist. Die Siebeinrichtung hat demnach keinen Einfluss auf die Destillation, sondern ist maß- geblich für die Trennung der festen von den flüssigen Bestandteilen der bitterstoffreichen Frak- tion im Anschluss an die Destillation. Dies unterscheidet das erfindungsgemäße Verfahren von einer Trägerdampfdestillation, bei der der Feststoff für die Destillation auf einem Siebkörper aufliegt und mit nicht-aromatisiertem Dampf durchströmt wird. Erst nach der Durchströmung des Festbettes ist der Dampf mit Aromastoffen angereichert. Advantageously, the device in the process container also has a screening device, in particular between the fume hood and a lower region of the process container, through which aroma-enriched steam can escape via the fume hood and into which, after distillation, solids, ie solids from the sump, can be introduced or on this lie on top (e.g. with a sieve bottom) to wash it out further. The distillation and washing out of the bottom can thus advantageously take place in one device. However, it is also possible for the screening device to be arranged outside the process container. is not. The screening device therefore has no influence on the distillation, but is decisive for the separation of the solid from the liquid components of the fraction rich in bitter substances after the distillation. This distinguishes the process according to the invention from a carrier steam distillation, in which the solid for distillation rests on a sieve body and is flowed through with non-aromatized steam. Only after the flow through the fixed bed is the steam enriched with aromatic substances.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung mit einer produktführenden Leitung, insbesondere wür- zeführenden Leitung und/oder mit einer Würzepfanne verbunden um die bitterstoffreiche Frak- tion zu zudosieren und/oder mit einer produktführenden Leitung, insbesondere einer Zuleitung zu einem Fermentationstank oder mit dem Fermentationstank um die aromastoffreiche Frak- tion zu zudosieren, wobei die Produkte auch alternativ oder zusätzlich chargenweise gesam- melt, wahlweise behandelt und dann zu einem gewählten Zeitpunkt zugegeben werden kön- nen. The device is advantageously connected to a product-carrying line, in particular a spice-carrying line and / or to a wort kettle in order to meter in the fraction rich in bitter substances and / or to a product-carrying line, in particular a feed line to a fermentation tank or to the fermentation tank around the aroma-rich ones The fraction can be metered in, the products also being collected alternatively or additionally in batches, optionally treated and then added at a selected point in time.
Vorteilhafterweise kann die Vorrichtung einen Zulauf für ein wässriges Medium zur Herstellung der Hopfensuspension und eine Zufuhröffnung für Hopfen aufweisen. Bei einem solchen Aus- führungsbeispiel kann die Suspension in der Vorrichtung hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, dass zusätzlich oder alternativ im Prozessbehälter ein Zulauf für eine fertige Hopfen- suspension vorgesehen ist. Insbesondere können zusätzlich ein Zulauf und ein Ablauf für Würze vorgesehen sein, wobei der Auslauf mit einer würzeführenden Leitung verbunden ist, die beispielsweise mit einer Würzepfanne und/oder einem Whirlpool und/oder einem Würze- kühler verbunden ist. The device can advantageously have an inlet for an aqueous medium for producing the hop suspension and a feed opening for hops. In such an embodiment, the suspension can be produced in the device. However, it is also possible that an inlet for a finished hop suspension is additionally or alternatively provided in the process container. In particular, an inlet and an outlet for wort can also be provided, the outlet being connected to a wort-carrying line which is connected, for example, to a wort kettle and / or a whirlpool and / or a wort cooler.
Somit kann Würze verwendet werden, um beispielsweise die Feststoffe des Sumpfes in der Siebeinrichtung weiter auszuwaschen. Thus wort can be used, for example, to further wash out the solids of the sump in the screening device.
Ferner kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum Rühren und/oder eine Vibrationseinrichtung umfassen. Außerdem kann die Vorrichtung auch eine Umwälzeinrichtung aufweisen und/oder eine Ultraschallsonde zum Behandeln der Hopfensuspension mit Ultraschall. Furthermore, the device can comprise a device for stirring and / or a vibration device. In addition, the device can also have a circulating device and / or an ultrasound probe for treating the hop suspension with ultrasound.
Außerdem sollte die Vorrichtung so konzipiert werden, dass gegeben dem Fall, dass Feststoffe zurückgehalten werden, sich diese möglichst einfach und vollständig entfernen lassen. In addition, the device should be designed so that given the fact that solids are retained, they can be removed as easily and completely as possible.
Schließlich ist es auch vorteilhaft, wenn die Vorrichtung weiter mindestens eine Kühleinrich- tung umfasst zum Kühlen des mindestens einen Kondensatbehälters. Die Verwendung von Metallen bzw. Metallionen und/oder deren Salze im Prozess kann eben- falls vorteilhaft sein. So erhöht im wässrigen Medium z.B. Magnesium bekanntermaßen die Isomerisierungsraten der bitterstoffreichen Fraktion, wohingegen Kupfer in der aromastoffrei- chen Fraktion zu einer Entschwefelung und somit zu einer organoleptischen Aufwertung des Produktes beitragen kann. Finally, it is also advantageous if the device further comprises at least one cooling device for cooling the at least one condensate container. The use of metals or metal ions and / or their salts in the process can also be advantageous. For example, magnesium is known to increase the isomerization rates of the bitter-rich fraction in the aqueous medium, whereas copper in the flavor-free fraction can contribute to desulfurization and thus to an organoleptic upgrading of the product.
Weitere Aufbereitungsmethoden -wie Gaswäschen und/oder chromatographische Aufberei- tung der Produkte können ebenfalls zu einer technologischen Verbesserung und/oder Ge- schmacksverbesserung beitragen. Other processing methods, such as gas washes and / or chromatographic processing of the products, can also contribute to a technological improvement and / or taste improvement.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren eignen auch zur alkoholarmen/alkoholfreien Bierherstellung. Dabei wird vorzugsweise die bitterstoffreiche Fraktion zur Substratherstellung verwendet, und die aromastoffreiche Fraktion nach einer zu- mindest teilweisen Verstoffwechselung des Substrats durch Hefen zugegeben. The device according to the invention and the method according to the invention are also suitable for low-alcohol / non-alcoholic beer production. The bitter-rich fraction is preferably used for the production of the substrate, and the flavor-rich fraction is added after at least partial metabolism of the substrate by yeasts.
In einem bevorzugten Prozess wird dabei eine Hefekultur in einem Tank zunächst ausreichend mit nährstoffreichem Substrat während einer Umwälzung und Belüftung vermehrt, bevor wei- teres Substrat in den Tank zugegeben wird, zumindest eine teilweise Verstoffwechelung er- folgt und erst danach das aromastoffreiche Kondensat zugegeben wird. Dabei ist es beson- ders vorteilhaft, wenn eine Kultur verwendet wird die bestimmte Zucker nicht in Alkohol um- wandeln kann (z.B. eine maltasenegative Kultur wie Pichia kluyveri), bevor wahlweise eine Öldosage und wahlweise eine kalte Nachbehandlung mittels einer klassischen Bierhefe (z.B. Saccharomyces pastorianus und/oder Saccharomyces cerevisiae) erfolgt. In a preferred process, a yeast culture in a tank is first sufficiently propagated with nutrient-rich substrate during circulation and aeration, before further substrate is added to the tank, at least partial metabolism takes place and only then is the flavoring-rich condensate added. It is particularly advantageous if a culture is used that cannot convert certain sugars into alcohol (eg a maltase-negative culture such as Pichia kluyveri) before either an oil dose and optionally a cold aftertreatment using a classic brewer's yeast (eg Saccharomyces pastorianus and / or Saccharomyces cerevisiae).
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme folgender Figuren näher er- läutert: The present invention is explained in more detail below with reference to the following figures:
Figur 1 zeigt grob schematisch wesentliche Einrichtungen zur Bierherstellung mit einer inte- grierten Vorrichtung zum Trennen von Aroma- und Bitterstoffen gemäß der vorliegenden Er- findung FIG. 1 shows, roughly schematically, essential facilities for beer production with an integrated device for separating aroma and bitter substances according to the present invention
Figur 2 zeigt grob schematisch eine Vorrichtung zum Trennen von Aroma- und Bitterstoffen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 shows, roughly schematically, a device for separating aroma and bitter substances according to an embodiment of the present invention.
Figur 3 zeigt grob schematisch ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. FIG. 3 shows a roughly schematic flow diagram of the method according to the invention.
Figur 4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung Figur 5 zeigt grob schematisch eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung FIG. 4 schematically shows a further embodiment of the device according to the invention Figure 5 shows a rough schematic of another embodiment according to the present inven tion
Figur 6 zeigt grob schematisch eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung Figure 6 shows roughly schematically another embodiment according to the present inven tion
Figur 7 zeigt grob schematisch eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin- dung FIG. 7 shows, roughly schematically, a further embodiment in accordance with the present invention
Figur 1 zeigt die wesentlichen Einrichtungen zum Herstellen von Bier. Wesentliche Kompo- nenten des Sudhauses sind beispielsweise das Maischgefäß 2, der Läuterbottich 3 zum Ge- winnen der Läuterwürze sowie die Würzepfanne 4 zum Würzekochen-/heißhalten, beispiels- weise ein Whirlpool 5 zum Abtrennen der Feststoffe (dem sogenannten Heißtrub, der über- wiegend aus Hopfen und Eiweißen besteht) aus der Würze und einem Kühler 6 zum Kühlen der Würze. Den Einrichtungen des Sudhauses ist mindestens ein Fermentationstank 40 zum Fermentieren des herzustellenden Bieres nachgeordnet, wobei nach dem Fermentationstank 40 ein nicht dargestellter Lagertank 8 vorgesehen sein kann. Zur Aromatisierung und Bitterung muss bei der Bierherstellung Hopfen zudosiert werden. Allgemein soll festgehalten werden, dass die Prozesse der Hauptgärung, Nachgärung, Reifung und Lagerung in einem Tank durchgeführt werden können oder in zwei- oder sogar drei Tanks. Somit sprich man von einem 1 -Tankverfahren oder 2-Tankverfahren oder 3-Tankverfahren. Figure 1 shows the essential facilities for the production of beer. Essential components of the brewhouse are, for example, the mash vessel 2, the lauter tun 3 for obtaining the lauter wort and the wort kettle 4 for boiling / keeping the wort hot, for example a whirlpool 5 for separating the solids (the so-called hot trub, which is predominantly consists of hops and proteins) from the wort and a cooler 6 for cooling the wort. At least one fermentation tank 40 for fermenting the beer to be produced is arranged downstream of the facilities of the brewhouse, it being possible for a storage tank 8 (not shown) to be provided after the fermentation tank 40. Hops must be added in the beer production process for flavoring and bitterness. In general, it should be noted that the main fermentation, post-fermentation, maturation and storage processes can be carried out in one tank or in two or even three tanks. Thus one speaks of a 1-tank process or 2-tank process or 3-tank process.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun in der Brauerei eine Vorrichtung 1 zum Trennen von Aroma- und Bitterstoffen aus dem Hopfen vorgesehen. Die Aroma- und Bitterstoffe können dann wie in Figur 1 und nachfolgend noch näher erläutert wird, im Brauprozess zeitlich ge- trennt zudosiert werden. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die bitterstoff- reiche Fraktion dem herzustellenden Bier vor der Fermentation, d.h. vorzugsweise im Heißbe- reich (vor einem Würzekühler 6), zugeführt und die aromastoffreiche Fraktion im Kaltbereich, bevorzugt während oder nach der Fermentation, zudosiert. Wie aus Figur 1 hervorgeht, wer- den hier beispielsweise die Bitterstoffe der Würze vor oder in der Würzepfanne 4 zudosiert und die Aromastoffe der Würze, d.h. dem herzustellenden Bier vor oder in den Fermentations- tank 40. According to the present invention, a device 1 for separating aroma and bitter substances from the hops is now provided in the brewery. The aroma and bitter substances can then be metered separately in the brewing process, as will be explained in more detail in FIG. 1 and below. In the embodiment shown in Figure 1, the bitter-rich fraction is added to the beer to be produced before fermentation, i.e. preferably in the hot area (upstream of a wort cooler 6), and the flavor-rich fraction is metered in in the cold area, preferably during or after the fermentation. As can be seen from FIG. 1, for example the bitter substances of the wort are metered in before or in the wort kettle 4 and the flavorings of the wort, i.e. the beer to be produced before or in the fermentation tank 40.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus Figur 3 hervorgeht wird zunächst aus einem wässrigen Medium und Hop- fen eine Hopfensuspension hergestellt (Schritt S1 ). Zum Steigern der Isomerisationsrate, d.h. dass wasserunlösliche a-Säuren in wasserlösliche Iso-a-Säuren in effizienter Weise umge- wandelt werden können, kann beispielsweise optional das wässrige Medium, d.h. Wasser vor- behandelt werden, wie gestrichelt in Fig. 3 dargestellt ist. Bei der Vorbehandlung kann dazu der pH-Wert auf einen bevorzugten Wert in einem Bereich von 9 bis 12 eingestellt werden, wobei das wässrige Medium dazu insbesondere ionisiert werden kann und/oder mineralisiert (z.B. durch Magnesiumsalzgabe) werden kann. Als Hopfenprodukt können beispielsweise Hopfenpellets, Hopfendolden oder Hopfenextrakt verwendet werden. Die Konzentration des Hopfens im wässrigen Medium liegt beispielsweise in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%. FIG. 3 shows a flow diagram according to a preferred embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 3, a hop suspension is first prepared from an aqueous medium and hops (step S1). To increase the isomerization rate, ie that water-insoluble a-acids can be converted into water-soluble iso-a-acids in an efficient manner, for example the aqueous medium, ie water, can optionally be pretreated, as shown in broken lines in FIG. 3. During the pretreatment, the pH can be adjusted to a preferred value in a range from 9 to 12, the aqueous medium being able to be ionized and / or mineralized (eg by adding magnesium salt). For example, hop pellets, hop cones or hop extract can be used as the hop product. The concentration of the hops in the aqueous medium is, for example, in a range from 5 to 50% by weight.
Die Hopfensuspension kann entweder vorab, oder aber in der Vorrichtung 1 hergestellt wer- den. Zusätzlich oder alternativ zu der vorherigen Behandlung, kann aber auch, wie gestrichelt dargestellt, die Hopfensuspension wie zuvor beschrieben, behandelt werden (z.B. durch pH- Wert Einstellung, Ionisierung, Mineralstoffzugabe), um die Isomerisierungsrate zu steigern. The hop suspension can either be prepared in advance or in device 1. In addition or as an alternative to the previous treatment, the hop suspension can also be treated as shown in dashed lines as described above (e.g. by pH adjustment, ionization, mineral addition) in order to increase the isomerization rate.
Die Hopfensuspension, die sich in dem Prozessbehälter 7 der Vorrichtung 1 (siehe zum Bei- spiel Figur 2) befindet, wird anschließend destilliert (Schritt S2). Es hat sich ganz besonders vorteilhaft herausgestellt, dass eine atmosphärische Destillation durchgeführt wird, d.h. dass die Hopfensuspension bei der Destillation auf atmosphärische Siedetemperatur erwärmt wird, z.B. auf 80 bis 102 Grad Celsius. Durch die Erhitzung steigen die leichtflüchtigen Komponen- ten wie Aromaöle als Dampf auf, so dass ein aromastoffreiches Destillat gewonnen werden kann (Schritt S3). Im Prozessbehälter 7 verbleibt dann der bitterstoffreiche Sumpf (Schritt S4), da die Bitterstoffe weniger leicht flüchtig sind. Zum Gewinnen der aromastoffreichen Fraktion kann beispielsweise das Kondensat, insbesondere der Kondensatbehälter weiter gekühlt wer- den (Schritt S5), beispielsweise auf eine Temperatur von 10 bis 70 Grad Celsius, bevorzugt mindestens 20 Kelvin unterhalb der Kondensationstemperatur. Eine Kühlung des mindestens einem Kondensatbehälters verhindert eine Nachverdampfung und erhöht die Qualität der Aro- maöle durch eine niedrige thermische Belastung. Kupfer in der Destille, oder z.B. in Form von Füllkörpern in einer Rektifikationskolonne können zur organoleptischen Aufwertung wahlweise miteingesetzt werden. Im Anschluss kann eine Öl- bzw. Aromastoffabscheidung (Schritt S6) stattfinden, wobei die aromareiche Fraktion gewonnen werden kann. Diese so erzeugte aro- mareiche Fraktion kann dann gezielt wie zuvor beschrieben, behandelt oder direkt während, oder nach der Fermentation zudosiert werden (Schritt S7). Da die aromareiche Fraktion erfin- dungsgemäß erst im Kaltbereich zudosiert wird, gibt es nur wenig Verluste der leicht flüchtigen Aromastoffe. Grundsätzlich ist es auch möglich das Destillat aus Schritt S3/S5 als aromastoff- reiche Fraktion abzutrennen und dem herzustellenden Bier zuzuführen. Außerdem kann die aromastoffreiche Fraktion, wahlweise vor der Gabe, verschiedenartig be- handelt werden. So kann beispielsweise eine Gaswäsche und/oder eine chromatographische Aufbereitung, und/oder eine Aufbereitung durch Filtration und/oder Vakuumdestillation zur or- ganoleptischen Aufwertung sinnvoll sein. Zudem können Stoffe zugegeben werden, um den Aromastoffeindruck zu verbessern und/oder andere technologische Vorteile zu bewirken. Kup- fer(ionen) reduzieren beispielsweise schwefelhaltige (Hopfen)Komponenten, wodurch sich der Geschmack und der Geruch positiv beeinflussen lassen. Dabei können die Reaktionen mit Kupfer beispielsweise durch größere Oberflächen, wärmere Temperaturen und/oder der Im- plementierung einer Spannung katalysiert werden. The hop suspension, which is located in the process container 7 of the device 1 (see, for example, FIG. 2), is then distilled (step S2). It has turned out to be particularly advantageous that atmospheric distillation is carried out, ie that the hop suspension is heated to atmospheric boiling temperature during the distillation, for example to 80 to 102 degrees Celsius. The heating causes the volatile components such as aromatic oils to rise as steam, so that a distillate rich in flavor can be obtained (step S3). The bitter substance-rich sump then remains in the process container 7 (step S4), since the bitter substances are less volatile. To obtain the flavor-rich fraction, the condensate, in particular the condensate container, can be cooled further (step S5), for example to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature. Cooling the at least one condensate container prevents re-evaporation and increases the quality of the aromatic oils through a low thermal load. Copper in the still or, for example, in the form of packing in a rectification column can optionally be used for organoleptic upgrading. Subsequently, an oil or aroma substance separation (step S6) can take place, whereby the aroma-rich fraction can be obtained. This aroma-rich fraction produced in this way can then be treated in a targeted manner as described above, or metered in directly during or after the fermentation (step S7). Since, according to the invention, the aroma-rich fraction is only metered in in the cold area, there is little loss of the volatile aroma substances. In principle, it is also possible to separate the distillate from step S3 / S5 as a flavor-rich fraction and to add it to the beer to be produced. In addition, the flavor-rich fraction can be treated in various ways, optionally before administration. For example, gas scrubbing and / or chromatographic processing, and / or processing by filtration and / or vacuum distillation can be useful for organo-oleptic upgrading. In addition, substances can be added to improve the flavor impression and / or to bring about other technological advantages. Copper (ions), for example, reduce sulfur-containing (hops) components, which can have a positive influence on the taste and smell. The reactions with copper can be catalyzed by, for example, larger surfaces, warmer temperatures and / or the implementation of a voltage.
Der Destillationssumpf besteht überwiegend aus den festen Rückständen der destillierten Aro- maträger und einer wässrigen Phase in welcher sich vermehrt Bitterstoffe befinden. Grund- sätzlich könnte der gesamte Sumpf - oder ein Teil davon der Würze zudosiert werden. Es ist aber vorteilhaft, wenn die Feststoffe des Sumpfs zuvor zu einem Großteil (vorzugsweise über 80 Massen-%) abgetrennt werden (Schritt S8), so dass eine bitterstoffreiche Flüssigkeit erhal- ten wird (Schritt S9). Gleichzeitig wird ein Feststoff erhalten (Schritt S10). Die bitterstoffreiche Flüssigkeit, die im Schritt S9 erhalten wurde, kann zusätzlich oder alternativ wieder wie zuvor beschrieben (z.B. pH-Wert Einstellung, Ionisierung, Mineralstoffzugabe) behandelt werden, um die Isomerisationsrate zu steigern. The distillation sump mainly consists of the solid residues of the distilled aroma carrier and an aqueous phase in which bitter substances are increasingly found. In principle, all or part of the sump could be added to the wort. However, it is advantageous if the solids of the sump are previously removed to a large extent (preferably over 80% by mass) (step S8), so that a liquid rich in bitter substances is obtained (step S9). At the same time, a solid is obtained (step S10). The bitter-rich liquid that was obtained in step S9 can additionally or alternatively be treated again as described above (e.g. pH adjustment, ionization, mineral addition) in order to increase the isomerization rate.
Da sich auch im Feststoff noch Bitterstoffe befinden, können die Feststoffe (Schritt S1 1 ) aus- gewaschen werden, mit einem flüssigen Medium, wie beispielsweise Wasser oder aber auch z.B. mit Würze aus dem Brauprozess. Die damit erhaltene Flüssigkeit (Schritt S12) ist eben- falls bitterstoffreich und kann auch an dieser Stelle alternativ oder zusätzlich zur Steigerung der Isomerisierungsrate, wie zuvor beschrieben behandelt werden. Die Flüssigkeiten aus Schritt S9 und Schritt S12 können zusammengeführt werden. Die Flüssigkeit aus S9 kann auch zu dem flüssigen Medium zum Auswaschen der Feststoffe zugesetzt werden. Since there are also bitter substances in the solid, the solids (step S1 1) can be washed out with a liquid medium such as water or else e.g. with spice from the brewing process. The liquid obtained in this way (step S12) is also rich in bitter substances and can also be treated at this point as an alternative or in addition to increasing the isomerization rate, as described above. The liquids from step S9 and step S12 can be combined. The liquid from S9 can also be added to the liquid medium for washing out the solids.
Somit kann eine bitterstoffreiche Fraktion erhalten werden, die entweder den ganzen Sumpf S4 umfasst oder aber zumindest die aus dem Sumpf abgeschiedene Flüssigkeit (S9) und/oder noch die ausgewaschene Flüssigkeit aus Schritt S12. Die bitterstoffreiche Fraktion kann dann vorzugsweise vor der Fermentation zudosiert werden, insbesondere im Heißbereich, derart, dass die Umwandlung- bzw. Überführung der wasserlöslichen Iso-a-Säuren bevorzugt ablau- fen kann. Der Feststoff aus Schritt S10 kann dann z.B. in einen dafür vorgesehenen Bun- ker/Zwischenspeicher abgeführt werden. Grundsätzlich wäre auch möglich, den gesamten Sumpf aus Schritt S4 beispielsweise der Würzepfanne zuzuführen, um dann die Feststoffe zu einem späteren Zeitpunkt, vorzugsweise vor der Würzekühlung zu entfernen. A fraction rich in bitter substances can thus be obtained, which either comprises the entire sump S4 or at least the liquid (S9) separated from the sump and / or the washed-out liquid from step S12. The fraction rich in bitter substances can then preferably be metered in before the fermentation, in particular in the hot region, in such a way that the conversion or conversion of the water-soluble iso-a-acids can preferably take place. The solid from step S10 can then be discharged, for example, into a bunker / buffer store provided for this purpose. In principle, the entire would also be possible Feed the sump from step S4 to the wort kettle, for example, in order then to remove the solids at a later time, preferably before the wort cooling.
Somit können nun die wertgebenden Inhaltsstoffe mit nur geringen Verlusten eingesetzt wer- den, da aus nur einer Hopfensuspension Aroma- und Bitterstoffe getrennt werden können und gezielt zeitlich getrennt im Brauprozess zudosiert werden können. Die aromastoffreiche Frak- tion enthält aufgrund der Destillation mehr Aromastoffe als die bitterstoffreiche Fraktion- und die bitterstoffreiche Fraktion enthält mehr Bitterstoffe als die aromareiche Fraktion. This means that the valuable ingredients can now be used with only minor losses, since aroma and bitter substances can be separated from just one hop suspension and can be metered in at specific times during the brewing process. Due to the distillation, the flavor-rich fraction contains more flavoring substances than the bitter substance-rich fraction and the bitter substance-rich fraction contains more bitter substances than the flavor-rich fraction.
Aromastoffe sind beispielweise: Linalool, Myrcen, Monoterpene, Sesquiterpene. Bitterstoffe sind beispielsweise Isohumulone (Iso-alpha-Säuren) und Hulupulone, Hartharz- und Weich- harzfraktionen. Aroma substances are, for example: linalool, myrcene, monoterpenes, sesquiterpenes. Bitter substances are, for example, isohumulones (iso-alpha acids) and hulupulones, hard resin and soft resin fractions.
Die Menge an Aromastoffen und Bitterstoffen, die dem jeweiligen Sud zugeführt wird hängt von der jeweiligen Sudgröße, Biersorte, Hopfensorte/-jahrgang und dem jeweiligen Bierrezept ab. The amount of flavors and bitter substances that are added to the brew depends on the brew size, type of beer, hop type / vintage and the respective beer recipe.
Figur 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 umfasst den Prozessbehälter 7, in welchen entweder die Hop- fensuspension oder aber Hopfen und wässriges Medium zum Erzeugen der Suspension ein- geleitet werden kann. Der Prozessbehälter 7 weist beispielsweise ein Volumen von 10 - 2000 L auf. Um die Entleerung und Reinigung zu gewährleisten und Wartungsarbeiten zu erleich- tern, ist es vorteilhaft, wenn eine Zugänglichkeit, zum Beispiel über ein Mannloch 8 im Pro- zessbehälter 7 vorgesehen ist. Da die Temperatur der Hopfensuspension eingestellt werden soll, ist eine Heizvorrichtung 9 vorgesehen, zum Beispiel der in Figur 2 gezeigte Außenkocher. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Zargen-, Konus- und/oder Bodenheizfläche und/oder ein Innenkocher vorgesehen sein, wobei als Heizmedium Strom, Wasser und/oder Dampf möglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise Dampf und/oder Heißluft direkt in den Prozessbehälter 7 - wahlweise unterhalb oder oberhalb eines möglichen Siebbodens/Sie- belements eingeleitet werden. Figure 2 shows a preferred embodiment of a device 1 according to the present invention. The device 1 comprises the process container 7, into which either the hop suspension or else hops and aqueous medium for producing the suspension can be introduced. The process container 7 has a volume of 10-2000 L, for example. In order to ensure emptying and cleaning and to make maintenance work easier, it is advantageous if access is provided, for example via a manhole 8 in the process container 7. Since the temperature of the hop suspension is to be set, a heating device 9 is provided, for example the external cooker shown in FIG. As an alternative or in addition, a frame, cone and / or floor heating surface and / or an internal cooker can also be provided, electricity, water and / or steam being possible as the heating medium. As an alternative or in addition, steam and / or hot air, for example, can be introduced directly into the process container 7 - optionally below or above a possible sieve plate / sieve element.
Außerdem ist es vorteilhaft, die Hopfensuspension zu homogenisieren. Dies kann beispiels- weise über eine Umwälzeinrichtung 10 mit einer entsprechenden Pumpe und/oder mit einem Rühr- und/oder Hackwerk 1 1 realisiert werden. Alternativ kann auch eine nicht dargestellte Vibrationseinrichtung oder ein (Ultra jschallgenerator mit mindestens einer (Ultra jschallsonde vorgesehen sein. Der Prozessbehälter 7 ist mit einem Dunstabzug 12 hier in Form eines Dunstabzugsrohrs verbunden. Somit können die verdampfenden Aromastoffe über den Kamin 13 abgeführt und in mindestens einem Kühler 14 niedergeschlagen werden. In bevorzugter Art und Weise ist der mindestens eine Kondensatbehälter 15 ebenfalls gekühlt, beispielsweise auf eine Temperatur von 10 bis 70 Grad Celsius, vorzugsweise mindestens 20 Kelvin unter- halb der Kondesationstemperatur. It is also advantageous to homogenize the hop suspension. This can be implemented, for example, via a circulating device 10 with a corresponding pump and / or with an agitator and / or chopper 11. Alternatively, a vibration device (not shown) or an ultrasound generator with at least one ultrasound probe can be provided. The process container 7 is connected to an extractor hood 12 here in the form of an extractor tube. The evaporating aroma substances can thus pass through the chimney 13 are discharged and deposited in at least one cooler 14. In a preferred manner, the at least one condensate container 15 is also cooled, for example to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können Stoffe von oben durch den Abzug 12 in den Prozess- behälter 7 eingebracht werden. Dabei kann es mehrere Zuführmöglichkeiten 16 geben. Hier können beispielsweise neben Hopfen auch andere Ingredienzien, wie beispielsweise Oran- genschalen, Kaffee, Kakao, Nüsse, Kräuter etc. insbesondere vor oder während des Prozes- ses eingebracht werden. Wahlweise können eingebrachte Stoffe zuvor abgewogen und/oder automatisiert über eine Wägezelle 17 in eine Dampfschleuse 18 dosiert werden. Durch das Öffnen einer Schließvorrichtung (zum Beispiel Scheibenventil oder Schieber) fallen die Kom- ponenten in das Dunstrohr 12. Das Dunstabzugsrohr 12 kann wahlweise modular mit weiteren Einrichtungen, wie Glockenböden 19 bestückt sein, die sich idealerweise so verstellen lassen (zum Beispiel klappbar/kippbar), so dass Fließ- und Schüttgut gezielt weiter herab gelangen - bzw. nicht Hopfenprodukte auf Zwischenebenen eingelagert werden können. Das von den Glockenböden aufgefangene Destillat wird dann beispielsweise auch mindestens einem Des- tillatbehälter 15 zugeführt. Ferner können beliebig viele und in Form variierende Erweiterun- gen/Verjüngungen 20 montiert werden, durch die das Schütt/Fließgut entweder direkt in den Prozessbehälter 7 gelangt, oder wahlweise durch (vorzugsweise weg klapp-/schwenk-/schieb- bare) Siebe 21 zumindest temporär zurückgehalten werden kann. Der Prozessbehälter 7 kann zudem mit einer Siebeinrichtung, hier einem Siebboden 22 ausgerüstet werden, so dass eine vorfiltrierte Flüssigkeit über eine Leitung 23, d.h. hier bitterstoffreiche Flüssigkeit von unten abgezogen werden kann. Optional ist diese Leitung 23, sprich die Filtratabführung und/ oder ein Treberschacht 24 mit einer Umwälzleitung verbunden, so dass die gefilterte Flüssigkeit im Prozessbehälter 7 zum Beispiel über einen Verteilerschirm zirkuliert werden kann. Auch ist es möglich, die Leitungen 23, 24 so zu verbinden, dass eine Anschwänzung, sprich Überschwal- lung der Hopfenfeststoffe, welche beispielsweise zuvor auf dem Sieb 22 aufgebracht wurden zu ermöglichen (Verbindungsleitung nicht dargestellt). Wie bereits erläutert, kann zur Behand- lung entweder des wässrigen Mediums oder der wässrigen Hopfensuspension eine entspre- chende Einrichtung vorgesehen werden. Hier ist beispielsweise die lonisierungsvorrichtung 25, über die der pH- Wert erhöht werden kann, zum Beispiel in einer Umwälzleitung 23 vorge- sehen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Mineralstoffeinstellung vorgenommen werden. Zu diesem Zwecke können entsprechende Stoffe, wie etwa Magnesiumpräparate aber auch Lau- gen, vor- oder während dem Destillationsprozess, über eine Öffnung/Dosagestelle aber auch zum Beispiel über das Mannloch 8 zugegeben werden. Um den Hopfen und/oder Ingredienzien nach der Aromastoffauslaugung und optionalen Iso- merisierung für weitere Prozesse in der Brauerei zu nutzen, ist es sinnvoll eine Verbindung 26 mit anderen Prozesseinheiten, wie der Würzepfanne 4 herzustellen. Zudem ist es durch die erfindungsgemäße Konfiguration auch möglich, dass nur ein Teil der Ingredienzien für einen späteren Bierherstellungsprozess genutzt werden (zum Beispiel Hopfen), wohingegen ein an- derer Teil (zum Beispiel die Orangenschalen etc., die eventuell separat dem Bereich 20 nach dem Hopfen eingebracht und nicht mit der Flüssigkeit während der gesamten Destillation in Kontakt standen) separat entfernt werden. Die Operation kann manuell, voll- oder semiauto- matisch erfolgen. Zudem ist es auch möglich, mehrere Abzugsrohre mit mehreren Fallschäch- ten und entsprechenden Sieben vorzusehen. In this exemplary embodiment, substances can be introduced into the process container 7 from above through the trigger 12. There can be several feed options 16. In addition to hops, for example, other ingredients, such as orange peel, coffee, cocoa, nuts, herbs, etc., can also be introduced here, in particular before or during the process. Optionally, introduced substances can be weighed beforehand and / or automatically dosed into a steam lock 18 via a load cell 17. By opening a closing device (for example a disc valve or slide), the components fall into the extractor tube 12. The extractor tube 12 can optionally be equipped with other devices, such as bell bottoms 19, which can ideally be adjusted in this way (for example foldable / tiltable) ), so that flowing and bulk goods can descend - or hop products cannot be stored on intermediate levels. The distillate collected by the bell bottoms is then, for example, also fed to at least one distillate container 15. Furthermore, any number of extensions / tapers 20 which vary in shape can be installed, through which the bulk / flow material either gets directly into the process container 7, or at least through (preferably foldable / pivotable / pushable) sieves 21 can be temporarily withheld. The process container 7 can also be equipped with a sieve device, here a sieve plate 22, so that a pre-filtered liquid can be drawn off from below via a line 23, ie liquid rich in bitter substances. Optionally, this line 23, that is to say the filtrate discharge and / or a spent manhole 24, is connected to a circulating line, so that the filtered liquid can be circulated in the process container 7, for example via a distributor screen. It is also possible to connect the lines 23, 24 in such a way as to allow the hop solids to swell, that is to say overflow, which have previously been applied to the sieve 22 (connecting line not shown). As already explained, a corresponding device can be provided for the treatment of either the aqueous medium or the aqueous hop suspension. Here, for example, the ionization device 25, by means of which the pH value can be increased, is provided, for example, in a circulation line 23. Alternatively or additionally, a mineral adjustment can be made. For this purpose, appropriate substances, such as magnesium preparations but also lye, can be added before or during the distillation process, via an opening / dosage point, but also, for example, via manhole 8. In order to use the hops and / or ingredients after the aroma leaching and optional isomerization for further processes in the brewery, it makes sense to establish a connection 26 with other process units, such as the wort kettle 4. In addition, the configuration according to the invention also makes it possible for only a part of the ingredients to be used for a later beer production process (for example hops), whereas another part (for example the orange peels etc., which may be separate from the area 20 after the Hops introduced and not in contact with the liquid during the entire distillation) must be removed separately. The operation can be done manually, fully or semi-automatically. In addition, it is also possible to provide several flue pipes with several chutes and corresponding sieves.
In den Figuren 4 bis 7 sind weitere Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung zur simultanen Aroma- und Bitterstoffgewinnung aus Hopfen dargestellt, die im Wesentlichen dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen. Die Einbringung des Hopfenpro- dukts kann in den in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sowohl manuell als auch automatisch in die Prozessbehälter 7 unterhalb der im Prozessbehälter angeordneten Siebkörbe 22 erfolgen, so dass diese mit beispielsweise einer Wasservorlage direkt in Kontakt tritt. Dazu ist eine entsprechende nicht dargestellte Öffnung vorgesehen. Die Hopfensuspen- sion wird exemplarisch über die Konusheizung 9 auf Siedetemperatur unter atmosphärischen Bedingungen aufgeheizt (hier beispielsweise auf 80 bis 102 Grad Celsius) und für eine be- stimmte Dauer gekocht (zum Beispiel 10 bis 80 Minuten, vorzugsweise 35-60 Minuten). Wäh- rend dieser Zeit ist beispielsweise das Ventil V7 geöffnet und es ist wird Dampf mit Aroma im Kühler 14 kondensiert und in mindestens einem Kondensatbehälter 15 aufgefangen. Gleich- zeitig werden Bitterstoffe des Hopfens im Sumpf in die wasserlöslichen Iso-a-Säuren umge- wandelt. Der mindestens eine Behälter zum Auffangen des Destillats 15 sollte vorteilhafter- weise ebenfalls mindestens eine Kühleinrichtung aufweisen, insbesondere mindestens einen Kühlmantel, um das Kondensat weiter ab zu kühlen. Diese Unterkühlung verhindert Nachver- dampfungsvorgänge und die Qualität der Aromastoffe erfüllt sich durch eine verminderte ther- mische Belastung. Bei einer fehlenden Unterkühlung des Destillats ist es aus thermodynami- schen Gründen nur möglich, bis zur Kondensationstemperatur abzukühlen. FIGS. 4 to 7 show further exemplary embodiments according to the present invention for the simultaneous extraction of aroma and bitter substances from hops, which essentially correspond to the exemplary embodiment shown in FIG. 2. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 4 to 6, the hop product can be introduced both manually and automatically into the process containers 7 below the sieve baskets 22 arranged in the process container, so that the latter comes into direct contact with, for example, a water reservoir. For this purpose, a corresponding opening, not shown, is provided. As an example, the hop suspension is heated to the boiling temperature under atmospheric conditions via the cone heater 9 (here, for example, to 80 to 102 degrees Celsius) and cooked for a certain duration (for example 10 to 80 minutes, preferably 35-60 minutes). During this time, for example, valve V7 is open and steam with aroma is condensed in cooler 14 and collected in at least one condensate container 15. At the same time, bitter substances from hops in the swamp are converted into the water-soluble iso-a acids. The at least one container for collecting the distillate 15 should advantageously also have at least one cooling device, in particular at least one cooling jacket, in order to cool the condensate further. This undercooling prevents post-evaporation processes and the quality of the aroma substances is fulfilled by a reduced thermal load. If the distillate is not supercooled, it is only possible for thermodynamic reasons to cool down to the condensation temperature.
In Figur 4 ist es für eine gesteigerte Durchmischung möglich, die Hopfensuspension über das Ventil V4, die Leitung 23, die Pumpe 30 und die Ventile V5 und V2 zu zirkulieren. Das heißt, die Hopfensuspension wird im unteren Bereich des Prozessbehälters 7 abgezogen und vor- teilhafterweise unterhalb des Siebs 22 wieder eingeleitet. Um die Hopfenfeststoffe zurückzu- halten und die wertgebenden Iso-a-Säuren zu extrahieren, ist es im Anschluss an die Destil- lation möglich, die Suspension über die Pumpe 30 und die Ventile V4, V5 und V3 in die oben im Prozessbehälter 7 angebrachten Siebe, d.h. hier Siebkörbe 22, einzulagern. Danach wer- den die Ventile V5 und V3 geschlossen und die mit Bitterstoffen angereicherte Flüssigkeit durch Öffnen von den Ventilen V1 und V2 mit Brauflüssigkeit, zum Beispiel Würze, verdrängt und einem Zwischenprodukt der Bierherstellung zugeführt, insbesondere der Würze vor oder beim Würzekochen bzw. zwischen Würzekochen und Heißtrubabscheidung oder besser zwi- schen Heißtrubabscheidung und Würzekühlung. Die Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser- und/o- der Würze, kann über die Ventile V1 , V2 die Hopfenfeststoffe in den Siebkörben 22 umströ- men, um die Hopfenfeststoffe von Bitterstoffen auszulaugen. Eine Durchströmung durch Öff- nen der Ventile V1 und V3 ist auch möglich. Nach der Auslaugung der Hopfenfeststoffe werden diese manuell durch Ausbau der Siebkörbe entfernt. Die mit Bitterstoffen angereichte Flüssig keit, hier zum Beispiel Würze, kann dann wieder aus dem unteren Bereich der Vorrichtung über das Ventil V4, Leitung 23, Pumpe 30 und Leitungsabschnitt 26 abgeleitet werden, insbe- sondere in eine würzeführende Leitung. In FIG. 4, for increased mixing, it is possible to circulate the hop suspension via valve V4, line 23, pump 30 and valves V5 and V2. This means that the hop suspension is drawn off in the lower region of the process container 7 and advantageously introduced again below the sieve 22. To get the hop solids back hold and extract the valuable iso-a acids, it is possible after the distillation to pump the suspension via the pump 30 and the valves V4, V5 and V3 into the sieves attached to the top of the process container 7, ie here sieve baskets 22 to store. The valves V5 and V3 are then closed and the liquid enriched with bitter substances is displaced by opening the valves V1 and V2 with brewing liquid, for example wort, and fed to an intermediate product of beer production, in particular the wort before or during wort boiling or between wort boiling and hot trub separation or better between hot trub separation and wort cooling. The liquid, for example water and / or wort, can flow around the hop solids in the sieve baskets 22 via the valves V1, V2 in order to leach the hop solids from bitter substances. A flow through opening valves V1 and V3 is also possible. After leaching the hop solids, they are removed manually by removing the sieve baskets. The liquid enriched with bitter substances, here for example wort, can then be discharged again from the lower area of the device via valve V4, line 23, pump 30 and line section 26, in particular into a wort-carrying line.
In der Figur 5 wird der Hopfen nach der Destillation nicht in die Siebkörbe 22 gepumpt, sondern verbleibt im Prozessbehälter 7. Die Würze wird über das Ventil V2 direkt in die Suspension eingebracht und oberhalb der Siebkörbe 22 wird über das Ventil V3 und die Pumpe 30 Flüs sigkeit ohne Feststoffe abgezogen. Dabei lagern sich die Feststoffe hier von außen an den Siebkörben/Trägergerüsten 22 an. Nach der Auslaugung können die Feststoffe durch Öffnen von Ventil V1 und V3 und Schließen von Ventil V2 von den Siebkörben 22 abgeschwemmt und als Suspension über das Ventile V4 mit der Pumpe zum Beispiel zum Trubtank gefördert werden. In FIG. 5, the hops are not pumped into the sieve baskets 22 after the distillation, but remain in the process container 7. The wort is introduced directly into the suspension via the valve V2 and above the sieve baskets 22, the valve V3 and the pump 30 flow liquid removed without solids. The solids accumulate here from the outside on the screen baskets / support frames 22. After leaching, the solids can be washed away from the sieve baskets 22 by opening valves V1 and V3 and closing valve V2 and conveyed as a suspension via valves V4 with the pump, for example, to the sediment tank.
In den in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel können die Siebkörbe 22 auch in einer Art Register innerhalb des Prozessbehälter 7 ausgeführt sein, um den Filtratbereich nicht mit einer Platte vom Unfiltratbereich zu trennen. Hierbei wird die Hopfensuspension im Anschluss an die Destillation mit der Pumpe 30 über die Ventile V4, V5 und V3 in die Siebkörbe 22 gepumpt. Im Anschluss ist es wie bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 4 möglich, die mit Bitterstoffen angereicherte Flüssigkeit mit Brauflüssigkeit, z.B. Würze, über die Ventile V1 und V2 zu ver- drängen und die Hopfenfeststoffe mit Würze zu umströmen oder durch Schließen von Ventil V2 und Öffnen von Ventil V3 zu durchströmen. Im Anschluss an die Auslaugung der Bitter stoffe werden die Hopfenfeststoffreste durch das geöffnete Ventil V8 entfernt. In Figur 7, die ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt, ist das Sieb 22 außerhalb des Prozess- behälters 7 angeordnet. Nach der Destillation wird die Hopfensuspension über die Leitung 26, die Pumpe 30 und das Ventil V4 in das Sieb eingebracht. Ventil V8 wird geschlossen und Ventil V6 ist geöffnet. Nach Einbringung der Suspension und Anlagerung der Hopfenfeststoffe im Sieb 22, ist es möglich, diese durch Öffnen der Ventile V2 und V6 mit Würze auszulaugen. Im Anschluss an die Auslaugung der Bitterstoffe werden die Hopfenfeststoffe durch das Ventil V8 entfernt. In the exemplary embodiment shown in FIG. 6, the screen baskets 22 can also be designed in a type of register within the process container 7, in order not to separate the filtrate area from the unfiltrate area with a plate. Here, the hop suspension is pumped into the filter baskets 22 via the valves V4, V5 and V3 following the distillation with the pump 30. Subsequently, as in the exemplary embodiment in FIG. 4, it is possible to displace the liquid enriched with bitter substances with brewing liquid, for example wort, via valves V1 and V2 and to flow around the hop solids with wort or by closing valve V2 and opening To flow through valve V3. After the bitter substances have been leached out, the hop solids residues are removed by the opened valve V8. In FIG. 7, which shows a further exemplary embodiment, the screen 22 is arranged outside the process container 7. After the distillation, the hop suspension is introduced into the sieve via line 26, pump 30 and valve V4. Valve V8 is closed and valve V6 is open. After the suspension and the hop solids have been introduced into the sieve 22, it is possible to leach them out with wort by opening the valves V2 and V6. Following the leaching of the bitter substances, the hop solids are removed by valve V8.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es neben der destillativen Gewinnung der Hop- fenöle auch möglich, die gesamte Anlage im Kaltbereich zum Hopfenstopfen zu verwenden. Dabei wird lediglich Hopfen in die Siebkörbe vorgelegt und mit Bier über Ventile V1 , V2, V4 und V6 zirkuliert. Dabei gehen beim Umströmen der Hopfenfeststoffe (strainen) Aromastoffe in das Bier über, es werden jedoch keine Bitterstoffe ausgelaugt. Die ausgeführte Anlage ist somit sowohl für den Einsatz im Heißbereich zur destillativen Aromaöl- und Bitterstoffgewin- nung geeignet, wie auch für den Einsatz im Kaltbereich zum sogenannten Hopfenstopfen. In the exemplary embodiments shown, in addition to the distillative extraction of the hop oils, it is also possible to use the entire system in the cold region for the hop stuffing. Only hops are placed in the sieve baskets and circulated with beer via valves V1, V2, V4 and V6. When flowing around the hop solids (strains), aroma substances pass into the beer, but no bitter substances are leached out. The system implemented is therefore suitable for use in the hot area for the extraction of aromatic oil and bitter substances as well as for use in the cold area for so-called hop stuffing.
Beim sogenannten Hopfenstopfen von Bier werden Hopfenpellets oder Dolden während der Lagerung dem vergorenen Bier zugegeben. Dabei werden leicht flüchtige Stoffgruppen in das Lösungsmittel Bier übertragen, welche ein ausgeprägtes Hopfenaroma verleihen. Beim Hop- fenstopfen müssen die Hopfen produkte dispergiert werden, um eine große Oberfläche für den Stoffübergang bereitzustellen und lange im Bier verbleiben, damit die Aromen übergehen. Die Dispergierung geschieht durch Quellenlassen der Partikel über einen längeren Zeitraum oder durch Geräte, welche die Partikel mechanisch dispergieren. Durch den Einsatz von Ultraschall, oder Wellen in niedrigeren Frequenzbereichen kann der Stoffübergang beim Hopfenstopfen beschleunigt werden. With the so-called hop stuffing of beer, hop pellets or cones are added to the fermented beer during storage. In the process, volatile groups of substances are transferred into the solvent beer, which lend a distinctive hop aroma. With hop stuffing, the hop products have to be dispersed in order to provide a large surface for the mass transfer and remain in the beer for a long time so that the aromas are transferred. The dispersion takes place by allowing the particles to swell over a longer period of time or by devices which mechanically disperse the particles. The use of ultrasound or waves in lower frequency ranges can accelerate the mass transfer when hops are being stuffed.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Hopfen- Wassersuspension in der Vorrichtung 1 vor und/oder während der Destillation mit (Ultra )schall behandelt wird. Die durch den (Ultra )schall erzeugten Vibrationen sorgen für eine schnellere Dispergierung des Hopfenproduktes, z.B. der Hopfenpellets im Lösungsmittel und somit zu einer Vergrößerung der Kontaktfläche für den Stoffübergang. (Ultraschall)sonden können beispielsweise im Prozessbehälter 7 angeord- net werden oder aber in eigens ausgeführten Extraktionsbehältern. Durch die beschleunigte Dispergierung z.B. der Pellets vergrößert sich die Kontaktfläche für den Stoffübergang. Dane- ben bewirkt der (Ultra )schall eine erhöhte Freisetzung der aromarelevanten Stoffgruppen. So- mit ist es möglich, selbst bei geringerem Einsatz von Hopfen ein vergleichbares Hopfenaroma zu erzeugen. Positiver Nebeneffekt sind geringere Bierverluste bei geringerem Hopfeneinsatz. Der Einsatz von (Ultra )schall kann ebenfalls zur Erzeugung von Aromawasser mit Hopfen ge- nutzt werden und bei Brauereien mit High-Gravity-Bieren, ein Biending mit Hopfenaromenwas- ser hinter der Filtration zu realisieren. Als Aromawasser wird hierbei eine Lösung aus Wasser mit extrahierten Aromakomponenten aus den Hopfenfeststoffen verstanden, welche außer ei- ner Extraktion und einer Feststoffabtrennung nicht weiter prozessiert wurde. It is particularly advantageous if the hop water suspension in the device 1 is treated with (ultra) sound before and / or during the distillation. The vibrations generated by the (ultra) sound ensure faster dispersion of the hop product, eg the hop pellets in the solvent, and thus an increase in the contact area for the mass transfer. (Ultrasound) probes can, for example, be arranged in the process container 7 or in specially designed extraction containers. The accelerated dispersion of the pellets, for example, increases the contact area for the mass transfer. In addition, the (ultra) sound causes an increased release of the flavor-relevant groups of substances. It is thus possible to produce a comparable hop aroma even with less use of hops. A positive side effect is lower beer losses with less use of hops. The use of (ultra) sound can also be used for the production of aroma water with hops and for breweries with high-gravity beers, a binning thing with hop aroma water behind the filtration. In this context, aroma water is understood to mean a solution of water with extracted aroma components from the hop solids, which, apart from extraction and solid separation, was not further processed.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung 1 einen (Ultra )schallgenerator auf mit mindestens ei- ner (Ultra )schallsonde, über die (Ultra )schallwellen in die Hopfensuspension eingekoppelt wer- den können. Über den (Ultra )schallgenerator und die Sonde können Druckwellen in der Hop- fensuspension erzeugt werden. Die erzeugte (Ultra)schallkavitation verursacht je nach (Ultra )schallintensität die teilweise bzw. vollständige Zerstörung der Hopfenzellen und die Frei- setzung des intrazellulären Materials. Hierbei wird beispielsweise ein (Ultra )schallgenerator in einem Leistungsbereich von 0,1 bis 20 Kilowatt und einem Frequenzbereich von 10 bis 30 Kilohertz verwendet. Neben Ultraschall sind auch Vibrationen mit niedrigerer Frequenz, bei- spielsweise im Bereich von 10 bis 200 Hertz, zur verbesserten Dispergierung und einem damit verbundenen beschleunigten Stoffübergang möglich. Device 1 advantageously has an (ultra) sound generator with at least one (ultra) sound probe, via which (ultra) sound waves can be coupled into the hop suspension. Pressure waves can be generated in the hop suspension via the (ultra) sound generator and the probe. Depending on the (ultra) sound intensity, the generated (ultra) sound cavitation causes the partial or complete destruction of the hop cells and the release of the intracellular material. Here, for example, an (ultra) sound generator in a power range from 0.1 to 20 kilowatts and a frequency range from 10 to 30 kilohertz is used. In addition to ultrasound, vibrations with a lower frequency, for example in the range from 10 to 200 hertz, are also possible for improved dispersion and an associated accelerated mass transfer.
Dieser Generator und die zuvor genannten Frequenzen eignen sich insbesondere zur Behand- lung der Hopfensuspension bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsge- mäßen Verfahren. This generator and the frequencies mentioned above are particularly suitable for treating the hop suspension in the device and the method according to the invention.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Hopfenbehandlung bei der Bierherstellung mit folgenden Schritten: 1. Process for treating hops in beer production with the following steps:
Herstellen einer wässrigen Hopfensuspension aus einem Hopfenprodukt und ei- nem wässrigen Medium, insbesondere Wasser, Producing an aqueous hop suspension from a hop product and an aqueous medium, in particular water,
Destillieren der Hopfensuspension und Gewinnen einer aromastoffreichen Fraktion und einer bitterstoffreichen Fraktion,  Distilling the hop suspension and obtaining a flavor-rich fraction and a bitter-rich fraction,
wobei zumindest ein Teil der bitterstoffreichen Fraktion dem herzustellenden Bier im Heißbereich, insbesondere vor einer Würzekühlung und vor einer Fermentation und  wherein at least a part of the fraction rich in bitter substances is the beer to be produced in the hot area, in particular before wort cooling and before fermentation and
zumindest ein Teil der aromastoffreichen Fraktion im Kaltbereich, vorzugsweise während oder nach der Fermentation zudosiert wird.  at least a portion of the flavor-rich fraction is metered in in the cold region, preferably during or after the fermentation.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die bitterstoffreiche Frak- tion von Feststoffen separiert wird und vorzugsweise die Feststoffe zusätzlich mit Flüs- sigkeit, insbesondere Würze, ausgewaschen werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the bitter-rich fraction is separated from solids and preferably the solids are additionally washed out with liquid, in particular wort.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, dass die bitterstoffreiche Fraktion vor der Dosage von den Feststoffen durch Filtration separiert wird, insbesondere durch ein Sieb, Filtertuch oder Filterbeutel. 3. The method according to claim 2, characterized in that the bitter-rich fraction is separated from the solids by filtration before the dosage, in particular through a sieve, filter cloth or filter bag.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hopfensuspension bei der Destillation auf atmosphärische Siedetemperatur erwärmt wird.  4. The method according to at least one of claims 1-3, characterized in that the hop suspension is heated to atmospheric boiling temperature during the distillation.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das aromastoffreiche Destillat kondensiert und weiter gekühlt wird, insbesondere auf eine Temperatur von 10 bis 70 Grad Celsius, bevorzugt mindestens 20 Kelvin unter- halb der Kondensationstemperatur. 5. The method according to at least one of claims 1-4, characterized in that the flavor-rich distillate is condensed and further cooled, in particular to a temperature of 10 to 70 degrees Celsius, preferably at least 20 Kelvin below the condensation temperature.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aromastoffreichen Fraktion Kupferionen zugeführt werden wobei insbe- sondere die Destillation in Form einer Rektifikation mit einer Füllkörperkolonne, vorteil- hafterweise mit Füllkörpern mit einem Kupferanteil, durch geführt wird und/oder der aro- mastoffreichen Fraktion Sauerstoff zugeführt wird. 6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flavor-rich fraction copper ions are supplied, in particular the distillation in the form of a rectification with a packed column, advantageously with packings with a copper content, is carried out and / or Aroma-rich fraction oxygen is supplied.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aromastoffreiche Fraktion dem herzustellenden Bier zudosiert wird, wenn 50-100 % des vergärbaren Extrakts fermentiert sind, vorzugsweise vor der La- gerung bei vorzugsweise, einer Temperatur zwischen 3 °C und 25 °C. 7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flavor-rich fraction is metered into the beer to be produced when 50-100% of the fermentable extract is fermented, preferably before storage at preferably a temperature between 3 ° C and 25 ° C.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bitterstoffreiche Fraktion der Würze vor oder während der Würze- kochung/-heißhaltung zugeführt wird, insbesondere die von Feststoffen separierte bit- terstoffreiche Fraktion. 8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the bitter-rich fraction of the wort is supplied before or during the wort boiling / hot keeping, in particular the bitter-rich fraction separated from solids.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige Medium oder die Hopfensuspension vor, während oder nach der Destillation zur Steigerung der Isomerisationsraten behandelt wird, insbeson- dere zur Erhöhung des pH - Wertes vorzugsweise ionisiert und/oder mineralisiert wird. 9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the aqueous medium or the hop suspension is treated before, during or after the distillation to increase the isomerization rates, in particular to increase the pH, preferably ionized and / or mineralized ,
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1- 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abtrennen der aromastoffreichen Fraktion das Destillat einer Trennein- richtung zur Trennung der Ölphase von der Wasserphase zugeführt wird. 10. The method according to at least one of claims 1- 9, characterized in that the distillate is fed to a separating device for separating the oil phase from the water phase before separating the flavor-rich fraction.
1 1. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Bieres zumindest folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: Maischen, Läutern bzw. Filtern der Würze, Kochen und/oder Heißhalten der Würze sowie Fermentieren, wobei das wässrige Medium zur Herstel- lung der Hopfensuspension nicht der Würze entspricht, sondern vorzugsweise Wasser ist. 1 1. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least the following process steps are carried out to produce the beer: mashing, refining or filtering the wort, boiling and / or keeping the wort hot and fermenting, the aqueous medium for the manufacture - The hop suspension does not correspond to the wort, but is preferably water.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-11 , dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Hopfensuspension während der Destillation in Bewegung versetzt wird, insbesondere gerührt und/oder Vibrationen ausgesetzt wird und/oder mit Ultra schall behandelt wird oder die Hopfensuspension vor der Destillation mit Ultraschall behandelt wird. 12. The method according to at least one of claims 1-11, characterized in that the aqueous hop suspension is set in motion during the distillation, in particular stirred and / or subjected to vibrations and / or treated with ultrasound or the hop suspension before the distillation with Ultrasound is being treated.
13. Vorrichtung (1 ) zum Trennen von Aroma- und Bitterstoffen aus einem Hopfenprodukt, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprü- che 1-9 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Destillie ren aufweist, mit einem Prozessbehälter (7) zur Aufnahme der Hopfensuspension, einer Heizeinrichtung (9) zum Heizen der Hopfensuspension, 13. Device (1) for separating aroma and bitter substances from a hop product, in particular for carrying out the method according to at least one of claims 1-9, characterized in that the device has a device for distillation, with a process container (7) for receiving the hop suspension, a heating device (9) for heating the hop suspension,
einen Dunstabzug (12), sowie  an extractor hood (12), and
einen Kühler (14) zum Kondensieren des Dampfes.  a cooler (14) for condensing the steam.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dunstabzug in Form einer Rektifizierkolonne ausgebildet ist, vorzugsweise als Füllkörperkolonne, wel- che eine auf die Masse des eingesetzten aromareichen Feststoffes bezogene Oberflä- che von 20 - 70 cm2/g, vorzugsweise von 40 - 60 cm2/g aufweist. 14. The device according to claim 13, characterized in that the fume hood is designed in the form of a rectification column, preferably as a packed column, which has a surface area of 20-70 cm 2 / g, preferably of, based on the mass of the flavor-rich solid used 40 - 60 cm 2 / g.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrich- tung im Prozessbehälter (7) weiter eine Siebeinrichtung (22), insbesondere zwischen Dunstabzug (12) und einem unteren Bereich des Prozessbehälters (7), aufweist durch die Dampf in Richtung Dunstabzug (12) entweichen kann, und in die nach der Destil- lation die Hopfenfeststoffe einbringbar sind um diese weiter auszuwaschen oder die Vorrichtung eine außerhalb des Prozessbehälters (7) angeordnete Siebeinrichtung (22) aufweist, in die Hopfenfeststoffe einbringen war sind um diese weiterauszuwa- schen. 15. The apparatus of claim 13 or 14, characterized in that the device in the process container (7) further comprises a sieve device (22), in particular between the extractor hood (12) and a lower region of the process container (7), through the steam in Can escape in the direction of the extractor hood (12) and into which the hop solids can be introduced after the distillation in order to wash them out further or the device has a screening device (22) arranged outside the process container (7) into which hop solids had to be introduced in order to further weigh them out - yeah.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 -15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Pumpe (30) umfasst, um die Hopfensuspension oder Flüs- sigkeit im Prozessbehälter (7) zu zirkulieren und/oder die Hopfensuspension in unter- schiedliche Bereiche der Vorrichtung um zu pumpen, insbesondere auf oder in eine Siebeinrichtung (22). 16. The device according to at least one of claims 13-15, characterized in that the device comprises a pump (30) to circulate the hop suspension or liquid in the process container (7) and / or the hop suspension in different areas of the Device for pumping, in particular on or in a sieving device (22).
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche13-16, dadurch gekennzeichnet, die Vorrichtung (1 ) mit einer produktführenden Leitung, insbesondere würzeführen- den Leitung (26) oder mit einer Würzepfanne (4) und/oder Whirlpool (5) und/oder ei- ner Leitung zum Würzekühler (6) verbunden ist, um die bitterstoffreiche Fraktion zu zudosieren und/oder mit einer produktführenden Leitung, insbesondere einer Zulei- tung zu einem Fermentationstank (40) oder mit dem Fermentationstank (40) um die aromastoffreiche Fraktion zu zudosieren. 17. The device according to at least one of claims 13-16, characterized in that the device (1) with a product-carrying line, in particular wort-carrying line (26) or with a wort kettle (4) and / or whirlpool (5) and / or egg - A line to the wort cooler (6) is connected in order to meter in the bitter-rich fraction and / or with a product-carrying line, in particular a line to a fermentation tank (40) or with the fermentation tank (40) in order to meter in the flavor-rich fraction.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiter eine Einrichtung zum Rühren (1 1 ) und/oder eine Vib- rationseinrichtung und/oder eine Umwälzeinrichtung (10) und/oder mindestens eine Ultraschallsonde zum Behandeln der Hopfensuspension mit (Ultra )schall umfasst. 18. The device according to at least one of claims 13-17, characterized in that the device further comprises a device for stirring (1 1) and / or a vibration device and / or a circulating device (10) and / or at least one ultrasound probe for treatment the hop suspension with (ultra) sound.
19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13-18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) weiter eine Kühleinrichtung umfasst zum Kühlen eines Kon- densatsbehälters (15). 19. The device according to at least one of claims 13-18, characterized in that the device (1) further comprises a cooling device for cooling a condensate container (15).
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