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DE19807558A1 - Process and arrangement for accelerated fermentation in cylindroconical fermentation tanks in the production of beer - Google Patents

Process and arrangement for accelerated fermentation in cylindroconical fermentation tanks in the production of beer

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Publication number
DE19807558A1
DE19807558A1 DE19807558A DE19807558A DE19807558A1 DE 19807558 A1 DE19807558 A1 DE 19807558A1 DE 19807558 A DE19807558 A DE 19807558A DE 19807558 A DE19807558 A DE 19807558A DE 19807558 A1 DE19807558 A1 DE 19807558A1
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DE
Germany
Prior art keywords
fermentation
fermentation tank
tank
beer
conical bottom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19807558A
Other languages
German (de)
Inventor
Siegfried Ries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Tuchenhagen GmbH
Original Assignee
Tuchenhagen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tuchenhagen GmbH filed Critical Tuchenhagen GmbH
Priority to DE19807558A priority Critical patent/DE19807558A1/en
Priority to PCT/EP1998/001997 priority patent/WO1998045401A2/en
Priority to AU75224/98A priority patent/AU7522498A/en
Publication of DE19807558A1 publication Critical patent/DE19807558A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The invention relates to a method and device for accelerated fermentation in cylindro-conical fermentation tanks in beer production according to the generic part of Claim 1. According to said method, convection in the fermentation tank is accelerated and intensified without any negative effect on the biological stability of beer. This is achieved by extracting a partial flow (S) from the wort-yeast suspension (fermentation substrate) in the fermentation tank (1) via a conical bottom segment (1c), by circulating said partial flow (S) in a loop outside the fermentation tank (1) and introducing it by pressure from the bottom upwards into the fermentation tank (1). The free jet produces there an efflux (T) which generates a convection current (K) encompassing the entire content of the fermentation tank (1). The invention also discloses a device to carry out said method, wherein the discharge and feed lines (1a; 1b) are connected to each other via a loop line (4) with a recirculating pump device (12). A liquid jet mixing nozzle (2) is arranged in the discharge zone of the conical bottom segment (1c) of the fermentation tank (1). Said nozzle is connected to the feed line (1b). The outlet of the conical bottom segment (1c) leads into the discharge line (1a).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beschleunigten Gärung in zylindrokoni­ schen Gärtanks bei der Herstellung von Bier nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.The invention relates to a method for accelerated fermentation in cylindrokoni fermentation tanks in the production of beer according to the preamble of the claim 1 and an arrangement for performing the method according to the preamble of claim 3.

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art findet in der Brauindustrie heute weltweit überwiegend Anwendung. Dabei werden zur Vergärung von Bierwürze sog. zy­ lindrokonische Gärtanks (ZKG) verwendet mit einem Fassungsvermögen zwi­ schen 500 und 5000 Hektoliter. Das geometrische Verhältnis zwischen Tankhöhe H und -durchmesser D beträgt dabei vorzugsweise HID ≧ 2. Die Tanks werden zu ca. 80 bis 85% ihres Bruttoinhaltes befüllt, so daß über dem Würzespiegel ein Steigraum für Schaum und ein Raum zum Sammeln und Abführen der bei der Gärung entstehenden Gase, größtenteils Kohlendioxid (CO2), vorhanden ist. Die Füllhöhen betragen in den größeren Tanks ca. 15 bis 25 m; entsprechend hoch ist der Druck der Flüssigkeitssäule im unteren Bereich des Gärtanks, einem konus­ förmigen Bodenteil. Die Tanks haben außen um die Zylinder- und Konuswandung Kühlzonen in unterschiedlichen Höhen, um die Gärwärme abzuführen bzw. die Gärtemperatur zu steuern und das Bier im Tank auf die nötigen Temperaturstufen zur Reifung abzukühlen.A method of the generic type is predominantly used today in the brewing industry worldwide. To ferment beer wort, so-called cylindrical fermentation tanks (ZKG) with a capacity between 500 and 5000 hectoliters are used. The geometric ratio between tank height H and diameter D is preferably HID ≧ 2. The tanks are filled to about 80 to 85% of their gross content, so that a riser space for foam and a space for collecting and removing the at the Fermentation gases, mostly carbon dioxide (CO 2 ), is present. The filling heights in the larger tanks are approx. 15 to 25 m; the pressure of the liquid column in the lower region of the fermentation tank, a conical bottom part, is correspondingly high. The tanks have cooling zones on the outside around the cylinder and cone wall at different heights in order to remove the fermentation heat or to control the fermentation temperature and to cool the beer in the tank to the necessary temperature levels for maturation.

Die aus Malz und anderen stärkehaltigen Grundstoffen hergestellte zuckerhaltige Bierwürze wird mit untergäriger oder obergäriger Bierhefe vergoren. Je nach Biertyp, Organoleptik und Qualitätsanforderungen werden dabei bestimmte Gär­ temperaturen streng eingehalten. Man spricht in diesem Zusammenhang von ei­ ner warmen oder kalten Gärführung. Je wärmer vergoren wird, um so schneller wird der erwünschte Vergärungsgrad erreicht. Beispielsweise kann eine Bierwürze mit einem Stammwürzegehalt von 12% bei ca. 14 bis 16°C Gärtemperatur in drei bis vier Tagen oder bei 6 bis 10°C in fünf bis 7 Tagen vergoren werden. Wegen der besseren Qualitätseigenschaften werden bei den untergärigen Bieren die niedrigeren Temperaturen bevorzugt. Dies bedeutet aber wegen der längeren Gärzeit mehr Tankkapazität, Investitions- und Betriebskosten.The sugar-containing one made from malt and other starchy raw materials Beer wort is fermented with bottom-fermented or top-fermented brewer's yeast. Depending on Beer type, organoleptics and quality requirements are certain fermentation temperatures strictly observed. In this context one speaks of egg a warm or cold fermentation guide. The warmer it is fermented, the faster the desired degree of fermentation is achieved. For example, a wort with a wort content of 12% at a fermentation temperature of approx. 14 to 16 ° C in three up to four days or at 6 to 10 ° C in five to 7 days. Because of  the better quality properties of bottom fermented beers lower temperatures preferred. But this means because of the longer Fermentation time more tank capacity, investment and operating costs.

Bekannte Verfahren zur beschleunigten Gärung wenden entweder höhere Tem­ peraturen an und nehmen die damit verbundenen Nachteile in Kauf oder sie arbei­ ten mit Rührwerken und ähnlichen Einbauten zur forcierten Bewegung des Tan­ kinhaltes. Diese müssen relativ groß dimensioniert werden, wodurch sie mit Blick auf die hohen Anforderungen an die biologische Stabilität des Bieres große Ge­ fahrenquellen darstellen.Known methods of accelerated fermentation either use higher temperatures temperatures and accept the associated disadvantages or work with them with agitators and similar internals for forced movement of the tan kinhaltes. These have to be dimensioned relatively large, which makes them visible to the high demands placed on the biological stability of beer represent driving sources.

Am Ende der Gärung wird beim sog. Eintank-Verfahren, bei dem das Bier zur La­ gerung und Stabilisierung bei tiefen Temperaturen (um -1,5°C) im Gärtank ver­ bleibt, die Hefe durch Absetzenlassen und Abziehen aus dem konusförmigen Bo­ denbereich des Gärtanks geerntet. Beim sog. Zweitank-Verfahren wird das Bier vom zylindrokonischen Gärtank in zylindrokonische Lagertanks umgepumpt und die Hefe wird über Separatoren auf diesem Wege vom Bier getrennt und aus die­ sem abgeschieden.At the end of fermentation, the so-called one-tank process, in which the beer goes to La aging and stabilization at low temperatures (around -1.5 ° C) in the fermentation tank remains, the yeast by settling and pulling out of the conical Bo harvested the area of the fermentation tank. In the so-called two-tank process, the beer pumped from the cylindroconical fermentation tank into cylindroconical storage tanks and this way, the yeast is separated from the beer via separators and from separated.

In manchen Brauereien wird zur schnelleren Reifung des Bieres nach der Haupt­ gärung bei Lagertemperaturen um 0°C eine CO2-Wäsche durchgeführt und damit werden die unedlen Gärungsgase wie Merkaptan und unedle Geschmacksstoffe ausgetrieben. Hierzu wird CO2 von unten in den zylindrokonischen Gärtank ein­ geblasen und die aufsteigenden Gasblasen durchströmen und bewegen das Bier.In some brewers of beer after the main fermentation is to accelerate ripening at storage temperatures around 0 ° C, a CO 2 scrubbing carried out and therefore the base fermentation gases such as mercaptan and base flavors expelled. For this purpose, CO 2 is blown into the cylindroconical fermentation tank from below and the rising gas bubbles flow through and move the beer.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Konvektion im Gärtank zu forcie­ ren und zu verstärken, ohne dabei die vorstehenden Nachteile bekannter Maß­ nahmen in Kauf zu nehmen.It is an object of the present invention to force convection in the fermentation tank ren and reinforce without sacrificing the above disadvantages of known measure accepted to accept.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist Gegenstand eines Unteranspruchs. Eine An­ ordnung zum Durchführen des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 3. Vor­ teilhafte Anwendungen des Verfahrens sind Gegenstand von zwei Unteransprü­ chen.This object is solved by the features of claim 1. An advantageous one Design of the method is the subject of a subclaim. An on  order to carry out the method is the subject of claim 3. Before partial applications of the method are the subject of two sub-claims chen.

Die vorgeschlagene Lösung sieht vor, die Konvektion durch die hydrodynamische Wirkung eines Flüssigkeitsstrahles zu forcieren und zu verstärken, der als Freistrahl unter Druck und von unten nach oben in den konischen Bodenteil des Gärtanks eintritt. Hierzu wird aus der Bierwürze-Hefe-Suspension (Gärsubstrat) im Gärtank ein Teilstrom über den konischen Bodenteil abgezogen, dieser Teilstrom wird über einen Kreislauf außerhalb des Gärtanks geführt und als Freistrahl von unten nach oben in den Gärtank unter Druck eingeleitet, wodurch der Freistahl dort einen Treibstrahl erzeugt, der einen den gesamten Inhalt des Gärtanks um­ fassenden Konvektionsstrom generiert. Die Einleitung erfolgt dabei vorzugsweise konzentrisch zur Längsachse des Gärtanks.The proposed solution provides for convection through the hydrodynamic To force and strengthen the effect of a liquid jet, which as Free jet under pressure and from bottom to top in the conical bottom part of the Fermentation tanks enters. For this purpose, the wort yeast suspension (fermentation substrate) in Fermentation tank pulled a partial flow over the conical bottom part, this partial flow is conducted via a circuit outside the fermentation tank and as a free jet from introduced upwards into the fermentation tank under pressure, causing the free steel there creates a propellant jet that surrounds the entire contents of the fermentation tank convection current generated. The introduction is preferably carried out concentric to the longitudinal axis of the fermentation tank.

Mit dem vorgeschlagenen Freistrahl erreicht man eine hohe Umwälzrate des Tankinhaltes, wodurch die Bierhefen, einzellige Sproßpilze mit einer Größe von drei bis 8 µm, eine intensive Bewegung im Gärsubstrat erfahren und durch diese Bewegung immer wieder neuen Kontakt mit nicht vergorener Würze bekommen. Im Kontakt mit dem Gärsubstrat verarbeiten die Bierhefen die Stammwürze im anaeroben Stoffwechsel zu Alkohol und Kohlendioxid und anderen Nebenproduk­ ten.With the proposed free jet, a high circulation rate of Tank capacity, which makes the beer yeasts, unicellular sprout mushrooms with a size of three to 8 µm, experience an intensive movement in the fermentation substrate and through it Movement always get new contact with not fermented wort. In contact with the fermentation substrate, the beer yeasts process the original wort in the anaerobic metabolism to alcohol and carbon dioxide and other by-products ten.

Der Freistrahl erzeugt im Zusammenwirken mit dem entstehenden und aufstei­ genden Kohlendioxid eine forcierte Aufwärtsbewegung in der Mitte des Gärtanks und eine Abwärtsbewegung des Gärsubstrates an der Tankwandung, wodurch sich die gewünschte forcierte und verstärkte Konvektionsströmung im gesamten Gärtank einstellt. Die natürliche Konvektionsgeschwindigkeit durch Gären und Kühlen liegt bei ca. 0,3 m/s; die vorgeschlagene Maßnahme erhöht diesen Wert wesentlich, so daß der Tankinhalt etwa 8 bis 10 mal in der Stunde umgewälzt wird und in allen Bereichen des Substrates stets gleiche Homogenität vorherrscht. Die Gärzeit wird dadurch entsprechend verkürzt.The free jet creates in cooperation with the emerging and rising carbon dioxide a forced upward movement in the middle of the fermentation tank and a downward movement of the fermentation substrate on the tank wall, whereby the desired forced and enhanced convection flow throughout Fermentation tank. The natural convection rate through fermentation and Cooling is about 0.3 m / s; the proposed measure increases this value essential, so that the tank content is circulated about 8 to 10 times an hour  and there is always the same homogeneity in all areas of the substrate. The This reduces the fermentation time accordingly.

Die beim vorgenannten Zweitank-Verfahren zur Anwendung kommenden Separa­ toren arbeiten gleichmäßiger und effizienter, wenn, wie dies vorgesehen ist, die vorgeschlagenen Maßnahmen noch bis kurz vor der Entleerung des Gärtanks Anwendung finden oder gar während des Entleerens angewendet werden, wo­ durch das Bier mit darin gleichmäßig verteilter Hefe dem Separator zuläuft.The Separa used in the aforementioned two-tank process gates work more evenly and efficiently if, as intended, the proposed measures until shortly before the fermentation tank is emptied Find application or even be used during emptying where through the beer with the yeast evenly distributed to the separator.

Beim Eintank-Verfahren erzielt man durch Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens vor dem Abziehens des Bieres aus dem Tank sowohl einen gleich­ mäßigen CO2-Gehalt als auch eine gleichmäßige Verteilung aller Trübungsstoffe für eine gleichmäßige Belastung der nachfolgenden Klär-, Filtrations- und Behand­ lungsmaßnahmen.In the one-tank process, using the proposed process before the beer is withdrawn from the tank, both a uniform CO 2 content and an even distribution of all opacifying agents are achieved for an even load of the subsequent clarification, filtration and treatment measures.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird darüber hinaus in der Warmphase (≧ Gärtemperatur) nach der Hauptgärung die Hefe zum Abbau der vicinalen Deke­ tone (Acetolaktat-Diacetyl) in Schwebe gehalten, der Stoffaustausch intensiviert und die Zeit der warmen Reifungsphase ebenfalls reduziert.The proposed method will also be in the warm phase (≧ fermentation temperature) after the main fermentation the yeast to break down the vicinal Deke tone (acetolactate diacetyl) kept in suspense, the exchange of substances intensified and the time of the warm ripening phase is also reduced.

Die vorstehend erwähnte CO2-Wäsche des Bieres nach der Hauptgärung wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren in Verbindung mit einer zusätzlichen Maßnahme, nämlich einer Begasung mittels einer Begasungsvorrichtung, vereinfacht. Es ist außerdem möglich, das Bier trotz der hohen Flüssigkeitssäule auf den vorge­ schriebenen CO2-Gehalt des Endproduktes einzustellen.The above-mentioned CO 2 washing of the beer after the main fermentation is simplified with the proposed method in connection with an additional measure, namely fumigation by means of a gassing device. It is also possible to adjust the beer to the prescribed CO 2 content of the end product despite the high liquid column.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ab- und Zulaufleitung, die am unteren Ende des konischen Bodenteils des Gär­ tanks angeschlossen sind, über eine Kreislaufleitung, in der eine Umpumpeinrich­ tung angeordnet ist, miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist vorgesehen, zur Erzeugung des Freistrahles eine Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse im Auslaufbe­ reich des kegelförmigen Bodenteils anzuordnen, deren Düse an die Zulaufleitung angeschlossen ist. Der Auslauf des kegelförmigen Bodenteils mündet dabei in die Ablaufleitung ein.To carry out the method according to the invention it is provided that the Drain and inlet pipe at the bottom of the conical bottom part of the fermenter tanks are connected via a circuit line in which a pumping device device is arranged, are interconnected. It also provides a liquid jet mixing nozzle in the outlet to generate the free jet  rich to arrange the conical bottom part, the nozzle to the supply line connected. The outlet of the conical bottom part opens into the Drain line on.

Das vorgeschlagene Verfahren und die Anordnung zu seiner Durchführung wer­ den nachfolgend anhand der einzigen Fig. 1 der Zeichnung, die den Gärtank und seine maßgebliche periphere Ausstattung schematisch darstellt, kurz beschrie­ ben.The proposed method and the arrangement for its implementation who described the below with reference to the single Fig. 1 of the drawing, which schematically shows the fermentation tank and its relevant peripheral equipment.

In einem kegelförmigen Bodenteil 1c des zylindrokonischen Gärtanks 1 ist im Zu­ sammenwirken mit einem Bodenventil 3 eine Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse 2 so installiert, daß über einen Ringkanal rings um ein Zulaufrohr der Flüssigkeitsstrahl- Mischdüse 2 ein Teilstrom S des diesem Bereich aus dem zylindrokonischen Gärtank 1 zuströmenden Gärsubstrates im oberen Teil des Bodenventils 3 über eine Ablaufleitung 1a abgezogen wird. Dieser Teilstrom S wird alsdann über eine in den unteren Teil des Bodenventils 3 einmündende Zulaufleitung 1b und die nachfolgende Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse 2 auf dem Weg über eine Kreislauflei­ tung 4 außerhalb des Gärtanks 1 unter Druck in den zylindrokonischen Gärtank 1 zurückgeführt. Der Teilstrom S wird über Absperrventile 9.1 und 5 und über ein Schauglas 11 von einer Förderpumpe 12 angesaugt. Diese erzeugt druckseitig einen Förderstrom, der über ein Meßgerät 13 zur Bestimmung des Volumenstro­ mes (Option O1), eine Probenahmevorrichtung 14, ein Manometer 15, ein Schauglas 16 und über Absperrventile 6 bis 9.2 zurück zu dem Bodenventil 3 und die Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse 2 fließt. Die Pumpe 12 wird in ihrer Förderlei­ stung zweckmäßig so ausgelegt daß die Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse 2 in einem Druckbereich vorzugsweise zwischen 2 bis 5 bar Überdruck arbeiten kann. Die Förderleistung richtet sich nach dem Netto-Tankinhalt und wird durch Versuche ermittelt und optimiert. Die Förderströme der Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse 2 liegen zwischen 15 bis 80 m3/h. Der Förderstrom und der Treibdruck der Flüssigkeits­ strahl-Mischdüse 2 werden auf den Tankinhalt und die Füllhöhe im Gärtank 1 ab­ gestimmt. In a conical bottom part 1 c of the cylindroconical fermentation tank 1 , in cooperation with a bottom valve 3, a liquid jet mixing nozzle 2 is installed in such a way that a partial flow S of this area from the cylindroconical fermentation tank 1 is installed via an annular channel around an inlet pipe of the liquid jet mixing nozzle 2 inflowing fermentation substrate in the upper part of the bottom valve 3 is withdrawn via a drain line 1 a. This substream S is then fed via an inlet line 1 b opening into the lower part of the bottom valve 3 and the subsequent liquid jet mixing nozzle 2 on the way via a circuit line 4 outside the fermentation tank 1 under pressure into the cylindroconical fermentation tank 1 . The partial flow S is sucked in by a feed pump 12 via shut-off valves 9.1 and 5 and through a sight glass 11 . This generates a flow on the pressure side, which flows via a measuring device 13 for determining the volume flow (option O1), a sampling device 14 , a pressure gauge 15 , a sight glass 16 and via shut-off valves 6 to 9.2 back to the bottom valve 3 and the liquid jet mixing nozzle 2 . The pump 12 is appropriately designed in its Förderlei stung so that the liquid jet mixing nozzle 2 can preferably work in a pressure range between 2 to 5 bar gauge pressure. The delivery rate is based on the net tank content and is determined and optimized through tests. The flow rates of the liquid jet mixing nozzle 2 are between 15 to 80 m 3 / h. The flow rate and the driving pressure of the liquid jet mixing nozzle 2 are matched to the tank content and the filling level in the fermentation tank 1 .

Ein durch die Flüssigkeitsstrahl-Mischdüse 2 erzeugter Treibstrahl T erzeugt eine senkrechte Konvektionsströmung K im zylindrokonischen Gärtank 1, die dort in allen Bereichen für eine homogene Verteilung der Inhaltsstoffe des Gärtanks 1 sorgt. Der Treibstrahl T erzeugt nach dem Prinzip der Venturidüse eine Saugwir­ kung, welche den an der Wandung des zylindrokonischen Gärtanks 1 nach unten gerichteten Konvektionsstrom K ansaugt und mit dem nach oben gerichteten Treibstrahl T wieder nach oben lenkt.A generated by the liquid jet mixing nozzle 2 motive jet T generates a vertical convection K in cylindroconical fermentation tank 1, which ensures there in all areas for a homogeneous distribution of the ingredients of the fermentation tank. 1 The propellant jet T generates a suction effect according to the principle of the Venturi nozzle, which draws in the convection current K directed downward on the wall of the cylindroconical fermentation tank 1 and directs it upward again with the propellant jet T directed upward.

Die Förderleistung der Pumpe 12 bildet sich über die Wirkung der Flüssigkeits­ strahl-Mischdüse 2 etwa um Faktor 3 bis 4 höher im Gärtank 1 ab. Die auf diese Weise im Gärtank 1 angetriebene Flüssigkeitsmasse wird durch die Reibungskräf­ te des Treibstromes T nochmals um den Faktor 2 bis 3 erhöht. Die umgewälzte Flüssigkeitsmasse im Gärtank 1 entspricht schließlich etwa der 8- bis 10-fachen durch die Pumpe 12 umgewälzten Flüssigkeitsmasse. Eine Frequenzregelung der Pumpe 12 ermöglicht eine Anpassung und Optimierung der Konvektionsströmung K im Gärtank 1.The delivery rate of the pump 12 is formed by the effect of the liquid jet mixing nozzle 2 approximately 3 to 4 times higher in the fermentation tank 1 . The liquid mass driven in this way in the fermentation tank 1 is increased again by a factor of 2 to 3 by the frictional forces of the motive current T. The circulated liquid mass in fermentation tank 1 finally corresponds to approximately 8 to 10 times the liquid mass circulated by pump 12 . A frequency control of the pump 12 enables adaptation and optimization of the convection flow K in the fermentation tank 1 .

Sollte im Kopfraum des Gärtanks 1 der Schaum zu hoch steigen, gibt eine Schaumüberwachungssonde 21 einen Alarm oder eine Meldung an eine Steue­ rung 17. Diese öffnet das Absperrventil 6, schließt das Absperrventil 9.2 und führt einen Teilstrom oder den ganzen Strom zu einem Reinigungskopf 18 im Kopfraum des Gärtanks 1, so daß durch Versprühen des Förderstromes auf die Schaum­ decke diese zerschlagen und nach unten gespült wird. Nach Freiwerden der Schaumüberwachungssonde 21 wird der Förderstrom wieder auf die Flüssig­ keitsstrahl-Mischdüse 2 zurückgeschaltet. An einem Thermometer 19 ist die Substrattemperatur und an dem Manometer 15 ist der Treibdruck der Flüssig­ keitsstrahl-Mischdüse 2 abzulesen. Die Schaugläser 11 und 16 ermöglichen die optische Kontrolle des Gärsubstrates. Should the foam rise too high in the head space of the fermentation tank 1 , a foam monitoring probe 21 issues an alarm or a message to a control 17 . This opens the shut-off valve 6 , closes the shut-off valve 9.2 and leads a partial flow or the entire flow to a cleaning head 18 in the head space of the fermentation tank 1 , so that by spraying the flow of the foam blanket it is smashed and rinsed down. After the foam monitoring probe 21 has become free, the delivery flow is switched back to the liquid jet mixing nozzle 2 . On a thermometer 19 , the substrate temperature and on the manometer 15 , the driving pressure of the liquid jet jet nozzle 2 can be read. Sight glasses 11 and 16 enable optical control of the fermentation substrate.

Die Befüllung des Gärtanks 1 erfolgt über eine mit B und die Entleerung über eine mit E gekennzeichnete Leitung. Der Tankreinigungsvorlauf ist mit TV und der Tankreinigungsrücklauf ist mit TR bezeichnet. Die Zufuhr von Zuluft erfolgt über eine mit ZL bezeichnete Leitung, während die Abluft über eine Leitung AL abge­ führt wird. Zur Entleerung des Gärtanks 1 und seiner zugeordneten Einrichtungen in die Umgebung ist ein in ein Gully ausmündendes Absperrventil 10 vorgesehen.The fermentation tank 1 is filled via a line marked with B and emptied via a line marked with E. The tank cleaning flow is labeled TV and the tank cleaning return is labeled TR. The supply air is supplied via a line labeled ZL, while the exhaust air is removed via a line AL. To drain the fermentation tank 1 and its associated devices into the environment, a shut-off valve 10 opening into a gully is provided.

Mit einer optionalen Ausgestaltung der Anordnung (Option O1 in Verbindung mit der Probenahmevorrichtung 14) kann der Gärverlauf im zylindrokonischen Gär­ tank 1 gemessen werden (Bestimmung des Extraktgehaltes).With an optional configuration of the arrangement (option O1 in connection with the sampling device 14 ), the fermentation process in the cylindroconical fermentation tank 1 can be measured (determination of the extract content).

Wird die vorgeschlagene Anordnung mit einer Einrichtung zur Karbonisierung oder anderweitigen Begasung von Flüssigkeiten 20 (Option O2) ausgestattet, dann lassen sich mit dieser modifizierten Anordnung neue Anwendungsbereiche, die nachfolgend kurz umrissen sind, erschließen.If the proposed arrangement is equipped with a device for carbonization or other gassing of liquids 20 (option O2), then this modified arrangement opens up new areas of application, which are briefly outlined below.

Das vorgeschlagene Verfahren und die Anordnung zu seiner Durchführung sind darüber hinaus anwendbar auf alle Flüssigkeiten, die beispielsweise mit einer Kreiselpumpe zu fördern sind.The proposed method and the arrangement for its implementation are also applicable to all liquids, for example with a Centrifugal pump are to be promoted.

Die Anwendung erstreckt sich u. a. auf
The application extends to

  • - das Mischen von Getränken im Tank (Alsterwasser, Cola, Limonaden);- Mixing drinks in the tank (Alster water, cola, lemonades);
  • - die Karbonisierung der Mischgetränke im Tank durch Einstellen von Tankdruck und Temperatur (Kühlung); dabei erfolgt das Einblasen von CO2 über einen statischen Mischer im Rahmen der in der Fig. 1 dargestellten Option O2 bis zur Sättigung, das Messen des CO2-Gehaltes über die Probenahmevorrichtung 14 oder über ein Inline-CO2-Meßgerät im Rahmen der Ausgestaltung nach Option O1;- The carbonation of the mixed drinks in the tank by adjusting the tank pressure and temperature (cooling); while the injection of CO 2 takes place via a static mixer option O2 shown in the Fig. 1 in the frame to saturation measuring the CO 2 content above the sampling device 14 or over an in-line CO 2 meter in connection with the embodiment according to option O1;
  • - das Mischen und Nitrogenisieren flüssiger Lebensmittel im Rahmen der Option O2; - Mixing and nitrogenizing liquid food in the frame the option O2;  
  • - das Homogenisieren von Flüssigkeiten mit Feststoffpartikeln während der Ver­ arbeitungszeit;- The homogenization of liquids with solid particles during the Ver working time;
  • - das Entgasen von Flüssigkeiten im Tank (in vakuumsicheren Tanks ist u. U. die bis heute nicht gelöste Aufgabe der Entgasung (Sauerstoffentfernung) aus Zuckersirup möglich; hierzu kann zur Partialdruckverschiebung Stickstoff ver­ wendet werden, der mit einer Anordnung gemäß Option O2 eingetragen wird);- the degassing of liquids in the tank (in vacuum-proof tanks the the task of degassing (oxygen removal) that has not yet been solved Sugar syrup possible; For this purpose, nitrogen can be used to shift the partial pressure be used, which is entered with an arrangement according to option O2);
  • - das Homogenisieren und Belüften von Erntehefe im Rahmen einer Anordnung gemäß Option O2.- The homogenization and aeration of crop yeast as part of an arrangement according to option O2.

Claims (5)

1. Verfahren zur beschleunigten Gärung in zylindrokonischen Gärtanks bei der Herstellung von Bier, bei dem die im Gärtank vorgelegte Bierwürze mit unter­ gäriger oder obergäriger Bierhefe vergoren, die Gärtemperatur durch Küh­ lungseingriffe über die Wandung des Gärtanks gesteuert und die Gärge­ schwindigkeit durch Maßnahmen zur Erzeugung einer forcierten Bewegung des Tankinhaltes gesteigert werden, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß aus der Bierwürze-Hefe-Suspension (Gärsubstrat) im Gärtank (1) ein Teilstrom (S) über den konischen Bodenteil (1c) abgezogen wird,
  • - daß der Teilstrom (S) über einen Kreislauf außerhalb des Gärtanks (1) ge­ führt und als Freistrahl von unten nach oben in den Gärtank (1) unter Druck eingeleitet wird, und
  • - daß der Freistrahl dort einen Treibstrahl (T) erzeugt, der einen den gesam­ ten Inhalt des Gärtanks (1) umfassenden Konvektionsstrom (K) generiert.
1.Procedure for accelerated fermentation in cylindroconical fermentation tanks in the production of beer, in which the wort fermented in the fermentation tank is fermented with fermented or top-fermented brewer's yeast, the fermentation temperature is controlled by cooling interventions via the wall of the fermentation tank and the fermentation speed by measures to produce a forced movement of the tank contents can be increased, characterized in that
  • - that a partial stream (S) is drawn off from the wort-yeast suspension (fermentation substrate) in the fermentation tank ( 1 ) over the conical bottom part ( 1 c),
  • - That the partial flow (S) leads via a circuit outside the fermentation tank ( 1 ) and is introduced as a free jet from the bottom up into the fermentation tank ( 1 ) under pressure, and
  • - That the free jet generates a propellant jet (T), which generates a total content of the fermentation tank ( 1 ) convection current (K).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kreislauf geführte Gärsubstrat im Zuge dieser Kreislaufführung einer Begasung mit Kohlendioxid unterworfen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the in the circuit guided fermentation substrate in the course of this cycle with a fumigation Is subjected to carbon dioxide. 3. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem zylindrokonischen Gärtank zur Aufnahme des Gärsubstrates und einer am unteren Ende des konischen Bodenteils des Gärtanks angeschlossenen Ab- und Zulaufleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- und Zulauflei­ tung (1a; 1b) über eine Kreislaufleitung (4), in der eine Umpumpeinrichtung (12) angeordnet ist, miteinander verbunden sind, daß im Auslaufbereich des kegelförmigen Bodenteils (1c) des Gärtanks (1) eine Flüssigkeitsstrahl- Mischdüse (2) angeordnet ist, deren Düse an die Zulaufleitung (1b) ange­ schlossen ist, und daß der Auslauf des kegelförmigen Bodenteils (1c) in die Ablaufleitung (1a) einmündet. 3. Arrangement for performing the method according to claim 1 or 2, with a cylindroconical fermentation tank for receiving the fermentation substrate and an outlet line connected to the lower end of the conical bottom part of the fermentation tank, characterized in that the outlet and inlet line ( 1 a 1 b) are connected to one another via a circuit line ( 4 ), in which a pumping device ( 12 ) is arranged, that a liquid jet mixing nozzle ( 2 ) is arranged in the outlet region of the conical bottom part ( 1 c) of the fermentation tank ( 1 ), whose nozzle to the inlet line ( 1 b) is closed, and that the outlet of the conical bottom part ( 1 c) opens into the outlet line ( 1 a). 4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf ein sogenanntes Zweitankverfahren bis kurz vor oder während der Entleerung des Gärtanks (1).4. Application of the method according to claim 1 or 2 to a so-called two-tank process until shortly before or during the emptying of the fermentation tank ( 1 ). 5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 auf ein sogenanntes Eintankverfahren bis kurz vor dem Abziehen des Bieres aus dem Gärtank (1).5. Application of the method according to claim 1 or 2 to a so-called Refueling process until shortly before the beer is withdrawn from the fermentation tank (1).
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