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Anlage zur kontinuierlichen Braumaischebereitung und Würzekochung
Die Bereitung von Bier erfolgte bisher noch in intermittierender Arbeitsweise; der
Grund, weshalb ein kontinuierliches Brauverfahren bis heute noch nicht in der Praxis
Eingang gefunden hat, liegt daran, daß besondere Schwierigkeiten sich einer kontinuierliehen
Verfahrensführung entgegenstellen, weil die einzelnen Stufen des Brau- und Gärprozesses
in zeitlicher Hinsicht daher besonders abgestimmt sein müssen, da bekanntlich die
bei der Bierbereitung sich abspielenden biochemischen (enzymatischen) Vorgänge nicht
momentan verlaufen, sondern bestimmte Verweilzeiten in den einzelnen, für die verschiedenen
Brau- und Gärstufen vorgesehenen Behälter erfordern.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf der grundlegenden Erkenntnis,
daß in einer nacheinander geschalteten Behälteranlage die zur Durchführung der einzelnen,
an sich bekannten Braustufen erforderlichen Verweilzeiten des Braugutes bei bestimmten
Temperaturen in den für die einzelnen Stufen vorgesehenen Behältern durch geeignete
Trennwände, die z. B. quer zur Durchlaufrichtung des Braugutes angeordnet sind,
geregelt werden müssen. Dank einer solchen Anordnung wird das sich in den durch
die Trennwände gebildeten Zellen ansammelnde Gut aus den einzelnen Zellen durch
ständig nachfließendes Gut über an den Trennwänden vorgesehene Durchlässe verdrängt.
Hierdurch wird es möglich gemacht, daß die Zeitdauer, die für die im einzelnen durchzuführenden
Braustufen (Eiweißrast, Verzuckerung usw.) erforderlich ist, trotz ständigen Durchlaufens
des Gutes durch die Anlage aufeinander abgestimmt und geregelt wird, und zwar ohne
daß die Behälter besonders groß dimensioniert zu werden brauchen. Dieser Umstand
und auch die kontinuierliche Arbeitsweise bringen es mit sich, daß der Platzbedarf
der erfindungsgemäßen Anlage im Vergleich mit einem bekannten, also intermittierend
arbeitenden Sudwerk gleicher Kapazität sehr viel geringer ist, vorausgesetzt, daß
die Anlage nach der Erfindung auch ununterbrochen Tag und Nacht läuft. Gegenüber
einer intermittierenden Würzebereitungsanlage gestaltet sich die Energiewirtschaft
bei der erfindungsgemäßen Anlage insofern sehr günstig, als die sonst benötigten
sehr hohen Dampfspitzen im Sudhaus durch eine gleichmäßige Dauerlast ausgeglichen
werden. Auch die elektrischen Bedarfsspitzen lassen sich durch die gleichmäßige
Belastung der Antriebe und der Kälteanlage beseitigen. Ferner kann durch restlose
Wärmerückgewinnung bei der Würzekühlung und Würzekochung das benötigte Warmwasser
für das Einmaischen und Überschwänzen erzeugt werden. Schließlich ermöglicht die
kontinuierliche Arbeitsweise die vollautomatische Steuerung des Sudprozesses.
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Es sind zwar Vorschläge für Anlagen zum kontinuierlichen Bierbrauen
bekanntgeworden; diese waren jedoch immer darauf beschränkt, einen mög licherweise
gangbaren Weg zur kontinuierlichen Führung einzelner Stufen innerhalb des gesamten
Brauprozesses aufzuzeigen. So sind Vorschläge bezüglich der konstruktiven Ausbildung
der zum kontinuierlichen Würzekochen benutzten Gefäße bekanntgeworden. Eine praktische
Lösung des Problems, wie die Einzelstufen zu einem kontinuierlichen Gesamtprozeß
zusammengefaßt werden können, ist aber bisher noch nicht gegeben worden.
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Beispielsweise ist ein kontinuierliches Maiscbverfahren unter Anwendung
von hintereinanderliegend angeordneten und mit Rührwerken versehenen, heizbaren
Vormaisch-, Maisch- und Maischekochapparaten bekannt, dem aber diskontinuierlich
arbeitende Abläuter- und Würzekochgefäße folgen sollen. Bei einer derartigen, nur
anfangs kontinuierlich arbeitenden Anlage bleibt das Problem, die bei der Sudbereitung
bisher erforderlichen Energiespitzen auszuschalten, ungelöst; denn der plötzlich
ansteigende Energiebedarf ist ja bekanntlich im wesentlichen dadurch bedingt, daß
gerade beim Würzekochen große Eindampfleistungen erzielt werden müssen, wenn das
Würzekochgefäß chargenweise beschickt wird. Zudem fehlt der bekannten Maischebereitungsanlage
außer sonstigen wesentlichen Kennzeichen der erfindungsgemäßen Anlage
- das Merkmal, daß die Verweilzeiten in den Durchlaufgefäßen auf das zu behandelnde
Gut abgestimmt sind.
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Ähnliches gilt für eine aus einem älteren Recht zu entnehmende Anlage
für ein kontinuierliches Maischverfahren.
Auch hier läßt sich zwar
die Verweilzeit der Maische durch Bemessung des Volumens der Gefäße bzw. der Verdrängungskörper
in den Behandlungsaefäßen zusätzlich auch durch in die Maischekocher ein-ezo-ene
Trennwände derart regeln, daß die durchfließende Maische in jedem Durchflußgefäß
bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Zeit sich aufhält. Es sind aber auch
hier keine Vorkehrun-en aetroffen, um in sämtlichen Stufen eine Durchmischung der
Maische zu unterbinden. Das Fehlen von Rührwerken -, die bei der erstgenannten Anlage
die unerwünschte Durchmischung sogar noch begünstigen, bewirkt darüber hinaus ein
Absetzen der schweren C Maischebestandteile, ohne daß durch diese Maßnahme aber
die Durchmischung von Maischeteilen verschiedener Behandlungsphasen verhindert ist.
Im übrigen bilden die in den Kochgefäßen angeordneten Trennwände keine durch überläufe
miteinander verbundenen Zellen, die somit nicht nach dem überlauf-, sondern nach
dem Kommunizierprinzip arbeiten, das Durchmischen aber ebenfalls nicht ausschließen.
Schließlich haftet der vorpatentierten Anlage der weitere Nachteil an, daß eine
Vielzahl oben offener Behälter und somit ein großer Platzbedarf allein schon für
die Maischebehandlung erforderlich ist, wogegen erfindungsgemäß z. B. für ein Zweimaischverfahren
nur vier stehende, geschlossene Behälter bzw. in einer abgewandelten Form sogar
nur ein stehender geschlossener Behälter erforderlich ist, was eine erhebliche Platzersparnis
und zudem die Zwangsförderung der Maische mittels Pumpendruck bis in das letzte
Behandlungsabteil bewirkt.
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Darüber hinaus erfüllt die erfindungsgemäße Anlage in ihren einzelnen
Stufen - vom Vormaischen bis zum Würzekochen - gleichzeitig folgende
Voraussetzungen: 1. Die Verweilzeiten des Braugutes sind in den einzelnen
Gefäßen in Abhängigkeit von den je-
weilig angewandten Temperaturen regelbar;
2. eine Durchmischung des Braugutes wird in den einzelnen Behältern vermieden;
3. bei der Maischebereitung werden die Schwebebestandteile trotzdem
in Schwebe gehalten. Ausgehend von einer Anlage des Standes der Technik zur kontinuierlichen
Braumaischebereitung und Würzekochung mit Durchlaufgefäßen, in denen diese einzelnen
Brauprozesse ablaufen, wobei die Verweilzeiten in den Behältern auf das zu behandelnde
Gut abstimmbar sind, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter
für die Behandlung der Dick- bzw. Gesamtmaische vor dem jeweiligen Kochprozeß in
an sich bekannten, waagerecht liegenden Durchlaufgefäßen und der Behälter für die
Behandlung der Dünnmaische vor der Nachverzuckerung in einem an sich bekannten,
waagerecht angeordneten Durchlaufgefäß als senkrecht stehende, allseits abaeschlossene
und von unten nach oben durchströmte Gefäße ausgebildet sind, die durch Horizontalböden
mit gegeneinander versetzten Durcblässen in einzelne Bearbeitungszonen mit regelbaren
Temperaturverhältnissen und Verweilzeiten der Maische unterteilt sind. wobei zum
Durchmischen des Maischestromes je ein Rührwerk mit in der Achse des Behälters
anoeordneter Welle und mit Flügeln in jeder Bearbeitungszone vorgesehen ist und
für das Würzekochen ein liegender, durch senkrechte Trennwände mit gegeneinander
versetzten Überläufen unterteilter Behälter vorgesehen ist, der am Unterteil und/oder
in den Trennwänden untergebrachte Kanäle für das Heizmedium (z. B. Wasserdampf)
aufweist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Maischebehandlungsgefäße
mit mehreren, in verschiedener Höhe angebrachten Ausläufen versehen sein. Von diesen
ist jeweils der die erforderliche Höhe des Maischespiegels gewährleistende geöffnet
und auf den gewünschten Durchlaßquerschnitt eingestellt, so daß die gewünschte Verweilzeit
der Maische in den Gefäßen erreicht ist.
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In weiterer Vervollkommnung der Erfindung können von den in verschiedener
Höhe angebrachten, einen regelbaren Querschnitt aufweisenden Ausläufen des Gefäßes
zur Behandlung der Gesamtmaische Leitungen zu den waagerecht liegenden, an sich
bekannten Durchlaufgefäßen für das Kochen führen, welche Gefäße zur Rückleitung
der gekochten Teilmaischen mit dem Gesamtmaischebehandlungsgefäß durch Rückleitungen
verbunden sind.
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Einem letzten kennzeichnendem Merkmal der Erfindung zufolge können
die besagten waagerecht liegenden Durchlaufgefäße durch senkrechte Wände unterteilt
sein, deren überläufe von Wand zu Wand gegeneinander versetzt sind und zur Querschnittsänderung
mit Absperrorganen, wie Verstellschiebern, versehen sind, wobei diese Durchlaufgefäße
je ein Rührwerk mit in der Gefäßachse liegender Welle und mit Flügeln in
jedem Bearbeitungsabteil aufweisen.
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Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen
beispielsweise beschrieben. In diesen zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Anlage mit getrennten Maischebehandlungsgefäßen für die
Dick- und die Dünnmaische; F i g. 2 gibt die Ansicht des Schnittes nach der
Linie IV-IV in F i g. 1 wieder; F i g. 3 stellt die Ansicht des Maischebehandlungs-und
Kochbehälters aus F i g. 1 in Richtung des Pfeiles V dar; F i g. 4
zeigt die Ansicht des Schnittes durch den Maischebehandlungs- und Kochbehälter nach
der Linie VI-VI in F i g. 1;
F i g. 5 gibt schematisch eine vereinfachte
Ausführungsform der Anlage nach F i g. 1 mit einem senkrechten Maischebehandlungsgefäß
für Dick- und Dünnmaische und zwei waagerechten Bearbeitungs-und Kochbehältern für
ein Zweiniaischverfahren wieder; F i g. 6 zeigt einen Würzekochbehälter im
Längsschnitt; F i g. 7 stellt die Ansicht des Schnittes entlang der Linie
VIII-VIII in F i g. 6 dar; F i g. 8 zeigt die Ansicht des Würzekochbehälters
nach F i g. 6 in Richtung des Pfeiles IX; F i g. 9 gibt eine andere
Ausführungsform des Würzekochbehälters in schematischer Darstellung wieder.
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Wie F i g. 1 zeigt, ist das Einmaischgefäß 1, das zu
Beainn der Maischebehandlung eine bestimmte Menae Wasser und Malz aufnimmt, mit
einem Schlägerwerk 2 ausgestattet. Das erhaltene Gemisch gelangt von hier aus in
den Senkbehälter 3, der in seinem unteren Teil konisch ausgebildet ist. Von
diesem Senk-behälter 3 wird unten die Dickmaische und oben die Dünnmaische
abgezogen. Die Dick-und Dünnmaische werden hiernach einer Dosiervorrichtung 4 zugeführt,
weiche das Verhältnis regelt,
in dem die beiden Maischen dem weiteren
Brauprozeß zugeführt werden. Die ist insofern von Wichtigkeit, als hierdurch nach
den Bedürfnissen des Einzelfalles das Maischverfahren variabel gestaltet werden
kann.
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Die als Pumpe ausgebildete Dosiervorrichtung 4 kann gleichzeitig als
Fördereinrichtung für das Braugut in der Gesamtanlage dienen und in dieser das für
den Transport des Gutes erforderliche Druckgefälle aufrechterhalten.
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Die Dickmaische wird am Fuße eines stehend angeordneten Behälters
5 eingeführt, der mit einem Rührwerk 6, Trennwänden 7 und einer
Heizeinrichtung, beispielsweise Heizspiralen 8, ausgestattet ist. In diesem
Behälter 5 erfolgt die Behandlung der Bearbeitungsmaische; beim Durchströmen
des Behälters 5 wird die Maische entsprechend dem angewendeten Maischverfahren
(Eiweißrast, Verzuckerungsrasten) vorher festgelegten Temperatur- und Zeitintervallen
unterworfen. Der zur Behandlung der Dünnmaische dienende Behälter 16 entspricht
hinsichtlich seiner Ausbildung dem Maischebehälter 5,
mit dem Unterschied,
daß der Behälter 16 entsprechend dem größeren Anteil an Dünnmaische größer
dimensioniert ist und nur eine kleine Heizeinrichtung aufweist. An den Maischebehältern
5
und/oder 16 sind Ausläufe 28 mit regelbarem Querschnitt in
verschiedenen Höhen angebracht, die es ermöglichen, daß Füllvolumen und dadurch
die gesamte Verweilzeit der Maische in den Maischebehältern zu regulieren. Zur Regelung
der Temperatur können in die Heizeinrichtung des Behälters 5
Thermostaten
eingebaut sein. Naturgemäß wird der Durchlaufweg durch die Maischebehälter
5 und 16
um so größer sein, je geringer die Einmaischtemperatur
ist.
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Die Dickmaische verläßt den Behälter 5 mit einer Temperatur
wenige Grade unterhalb des Siedepunktes. Die Dickmaische kommt dann in das Maischekochgefäß
9, das liegend angeordnet ist und geeignete Heizeinrichtungen, z. B. bodenseitig
angeordnete Heizkanäle 10, sowie ein Rührwerk 11 zur Verhinderung
des Absetzens der Maischefeststoffe aufweist. Durch die quer zur Durchlaufrichtung
der Dickmaische in dem Maischekochgefäß 9 angeordneten Trennwände 12 ist
der Behälter in verschiedene Zellen 13 aufgeteilt. Aus den Zellen
13 wird die Dickmaische, die sich auf Kochtemperatur befindet, ständig durch
nachfließendes Gut über die an den Trennwänden 12 vorgesehenen überläufe 14 verdrängt.
F i g. 3 zeigt, daß die überläufe der Trennwände abwechselnd an der einen
oder anderen Behälterseitenwand, also gegeneinander versetzt, angeordnet sind. Hierdurch
wird erreicht, daß ein Maischeteil den gewünschten Temperatur- und Zeitintervallen
möglichst gleichmäßig unterworfen wird, ohne daß eine zu große Vermischung eintritt.
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Die auf Siedetemperatur befindliche Maische läuft aus dem Kochgefäß
9 in ein Mischgefäß 15. Hier trifft sie mit der Dünnmaische zusammen,
die in dem Behälter 16 auf der Einmaischtemperatur gehalten oder während
des Durchlaufs auf eine gewünschte Temperatur vorgewärmt wurde.
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Bei einem Zweimaischverfahren wird die das Mischgefäß 15 verlassende
Mischmaische wieder auf ein Behandlungsgefäß 5 und ein Rastgefäß
16 nach F i g. 1 aufgeteilt und am Durchlaufende in einem zweiten
Mischgefäß 15 vereinigt. Diese Anordnung wird für ein Dreimaischverfahren
wiederholt, so daß die Temperatur der Mischmaische sukzessive bis auf die sogenannte
Abmaischtemperatur (etwa 78' C)
ansteigt. Der Einfachheit halber sind die
Zwischenstufen der vorgenannten Maischverfahren in F i g. 1
nicht dargestellt.
Es liegt jedoch auf der Hand, daß die erfindungsgemäße Anlage bei den einzelnen
Mischstufen keine grundsätzliche Abänderung erfährt.
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In bestimmten Fällen erweist es sich als zweckmäßig, die in F i
g. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Anlage entsprechend F i g. 5 abzuwandeln.
Dies ist insbesondere beim Arbeiten nach Mehrmaischverfahren vorteilhaft. Die gemäß
F i g. 5 abgewandelte Anlage ist beispielsweise für ein Arbeiten nach
dem Zweimaischverfahren bestimmt.
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Der in F i g. 5 dargestellte Anlagenteil ersetzt in F i
g. 1 die Behälter 5, 9 und 16 sowie das Mischgefäß
15, und zwar jeweils zwei dieser Teile, da - wie vorstehend ausgeführt
ist - diese Geräteanzahl beim Arbeiten nach dem Zweimaischverfahren erforderlich
ist. Dem stehend angeordneten ', wiederum mit Trennwänden, Rührwerk und einer Heizeinrichtung
versehenen Behälter 5 wird die gesamte Maische fußseitig zugeführt. In verschiedener
Höhe des Behälters 5, also in verschiedenen Temperaturzonen des Behälters,
sind Ausläufe 28 mit regelbarem Querschnitt vorgesehen, an die Anzapfleitungen
21 anschließen, durch welche die aus dem Behälter 5 abgezweigten Teilmaischen
liegend angeordneten Bearbeitungsbehältern 9' mit Rührwerken 11'
zur
Verhinderung des Absetzens von Maischefeststoffen zugeführt werden, von denen Leitungen
22 abführen, die in bestimmter Höhe des Behälters 5 in diesen einmünden und
zur Rückführung der bearbeiteten Teilmaischen aus den Behältern 9' in den
Behälter 5 dienen. Die Anordnung der Abzweig- und Zuführungsleitungen 21,
22 ist davon abhängig, welches Maischverfahren zur Anwendung gelangt. Das gleiche
gilt für die Anzahl der mit dem Behälter 5 in Verbindung stehenden Leitungen
21, 22 und somit auch für die Zahl der zur Anwendung kommenden Bearbeitungsbehälter
9'. Es soll beispielsweise anstatt nach dem Zweimaischverfahren nach dem
Dreimaischverfahren gearbeitet werden; dann müssen entsprechend dreimal Teilmaischen
aus dem Behälter 5 in bestimmten Höhen abgezogen und nach der Bearbeitung
diesen wieder zugeführt werden. Die in dem Behälter 5 behandelte Maische
verläßt diesen über den obersten Auslauf 28 mit regelbarem Querschnitt.
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Bevor nun die Mischmaische zwecks Abläuterung einer in den F i
g. 1 und 5 nicht dargestellten, kontinuierlich arbeitenden Läuterungsvorrichtungzugeleitet
wird, gelangt sie in das Nachverzuckerungsgefäß 17,
das mit dem Rührwerk
18 zur Verhinderung des Absetzens von Maischefeststoffen und den Trennwänden
19 versehen ist. Die überläufe 20 der Trennwände 19
sind in der im
Zusammenhang mit dem Maischekochbehälter 9 beschriebenen Weise angeordnet
und dienen wiederum dem Zweck, nur eine geringe Vermischung zu erzielen.
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Die aus den der Läutervorrichtung nachgeschalteten Zentrifugen kontinuierlich
abfließende Klarwürze wird dann dem Würzekochbehälter 23 zugeführt, der in
F i g. 6 dargestellt ist. Dieser ist liegend angeordnet und durch die quer
zur Durchlaufrichtung der Würze angeordneten Trennwände 24 in
eine
Vielzahl von Zellen 25 aufgeteilt. über an den Trennwänden 24 vorgesehenen
überläufe 14 durchläuft die Würze, die in dem Behälter 23 zum Kochen gdbracht
wird, die hintereinanderliegenden Zellen 25.
Wie aus den F i g. 7 und
8 ersichtlich, ist der Boden des Behälters 23 mit Längsprofilen ausgestattet,
durch die der zum Aufheizen des Behälters 23 erforderliche Dampf geschickt
wird. Während des Durchfließens der Klarwürze durch den Würzekochbehälter wird kontinuierlich
der Würze Hopfen aus den oberhalb des Behälters 23 angeordneten Hopfenwerfern
27 zugegeben, die vollautomatisch arbeiten und gleichzeitig als Dosiervorrichtung
für den Hopfen wirken.
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Zur Erzielung eines guten Kocheffektes und damit auch grobflockigen
Heißtrubs können, wie aus F i g. 9 erkennbar, die Trennwände 24' mit Heizrohren
26 ausgestattet sein. Selbstverständlich können bei dieser Ausführunggsform
der Würzepfanne auch die sonst bodenseitig vorgesehenen Heizrohre beibehalten werden.
Man kann ferner die Trennbleche als Schneckenwendel ausführen, die ein kontinuierliches
Durchlaufen ermöglichen.
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Aus der aus dem Behälter 23 abfließenden sogenannten Ausschlagwürze
werden nun in bekannter Weise die Hopfentreber abgetrennt und dann die Würze vergoren.
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Wie bereits eingangs erwähnt, kommt es bei einer dem kontinuierlichen
Brauverfahren dienenden Anlage darauf an, daß die für die einzelnen Stufen des ganzen
Prozesses erforderlichen Verweilzeiten, ohne stärkere Vermischung durch das nachfolgende
Gut, geregelt werden können; dies geschieht erfindungsgemäß, wie dargelegt, in der
Weise, daß die Behälter mit geeigneten Trennwänden, z. B. mit quer zur Durchlaufrichtung
des Gutes angeordneten Trennwänden versehen sind, die ihrerseits über- und Durchläufe
für das Gut aufweisen.