DE19837201A1 - Gärbehälter, insbesondere für die Rotweinherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gärbehälter, insbesondere einen automatisch arbeitenden Gär­ behälter für die Rotweinherstellung, mit einer Rückführleitung und mit Pumpmitteln für die periodische Zuführung der Flüssigkeit aus der Bodenzone des Behälters über die Rückführlei­ tung in die Kopfzone im Verlauf der Gärung.

Bekanntlich muß man im Verlauf der Gärung, insbesondere bei der Rotweinherstellung, für eine Sauerstoffanreicherung des Most in bestimmten Phasen des Gärprozesses sorgen. Speziell während der Rotweinherstellung ist die Sauerstoffanreicherung vorteilhaft für den Metabolismus der Hefen, da sie das Einsetzen der Gärung begünstigt indem sie die Ver­ mehrung der Mikroflora begünstigt und ein vorzeitiges Beenden der Gärung verhindert. Au­ ßerdem ermöglicht die Sauerstoffanreicherung des Mostes die Kondensationsreaktionen zwischen Tanninen und Anthocyaninen mit der Bildung von komplexeren Molekülen, die der Farbe Stabilität verleihen.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten und der Tatsache, daß die Tannine nur in Anwe­ senheit von Alkohol extrahiert werden, ist es vorteilhaft, in dem Prozeß der Weinherstellung einen Prozeßzyklus vorzusehen, der in der Phase des Einsetzens der Gärung eine leichte Sauerstoffanreicherung, dann eine Einweichperiode ohne Sauerstoffanreicherung und eine mehr oder weniger intensive Sauerstoffanreicherung in der stürmischen Gärphase und in der Endphase vorsieht.

Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung eines Gärbehälters, der es ermöglicht, im Ver­ lauf der Gärung eine wirksame Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit einfach und automa­ tisch durchzuführen.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Gärbehälters, der es er­ möglicht, die Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit in bestimmten Phasen des Gärprozes­ ses in Abhängigkeit von dem Zustand ihres Fortschritts der Gärung durchzuführen.

Diese und weitere Zwecke werden durch einen Gärbehälter der oben beschriebenen Art er­ reicht, der gekennzeichnet ist durch mit der Rückführleitung verbundene Einspritzmittel zum Einspritzen einer für die Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit wirksamen Durchsatzmenge an Sauerstoff enthaltendem Gas in die durch die Leitung fließende Flüssigkeit.

In der bevorzugten Ausführungsform ist das Sauerstoff enthaltende Gas die Umgebungsluft, und die Einspritzmittel bestehen aus einer Venturi-Düse, die von der Strömung der Flüssig­ keit im Verlauf der Rückführung als Primärfluid betätigt wird und mit einem Saugröhrchen ausgestattet ist, durch das aus der äußeren Umgebung angesaugte Luft eingeblasen und mit dem Primärfluid vermischt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Gärverfahren, insbesondere für die Rotwein­ herstellung, das in einem Gärbehälter durchgeführt wird, wobei man die Flüssigkeit im Ver­ lauf der Gärung über eine Rückführleitung periodisch in geschlossenem Kreislauf von dem Boden des Behälters in seine Kopfzone zirkulieren läßt, wobei wenigstens eine Phase zur Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit vorgesehen ist, wobei das Verfahren dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß die Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit durchgeführt wird, indem Umgebungsluft angesaugt und in die Flüssigkeit gemischt wird, die in der Rückführleitung fließt.

Weitere Vorteile und Merkmale des Gärbehälters und des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die auf die anliegenden Zeich­ nungen Bezug nimmt, wobei letztere lediglich ein Beispiel wiedergeben, auf das die Erfin­ dung nicht beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Frontansicht eines Gärbehälters gemäß der Erfin­ dung für Anlagen zur Weinherstellung,

Fig. 2 zeigt ein vergrößertes Detail von Fig. 1.

In den Zeichnungen ist ein automatisch arbeitender Gärbehälter für Anlagen zur Weinherstel­ lung generell mit 1 bezeichnet. In der dargestellten Ausführungsform weist der Gärbehälter einen Hauptbehälter 2 zur Aufnahme des gekelterten Weinleseprodukts und einen oberen Behälter 4 auf, der über dem Hauptbehälter angeordnet ist und einen konischen Boden 6 besitzt.

Es sei darauf jedoch hingewiesen, daß der Schutzbereich der Erfindung jede beliebige Art von Gärbehältern umfaßt, sei es einen solchen mit zwei Behältern, wie er in den Zeichnun­ gen dargestellt ist, oder einen mit einem einzigen Behälter, wenn letzterer mit Rückführmit­ teln ausgestattet ist, die die Flüssigkeit aus der Bodenzone des Behälters entnehmen und in seine Kopfzone einspeisen können.

In den Zeichnungen umfassen diese Rückführmittel eine Saugleitung 8, die mit dem unteren Teil des Behälters 2 in Verbindung steht, und eine Rückführleitung 10, die die Flüssigkeit in den oberen Behälter 4 einspeist, wobei zwischen diesen Leitungen eine Pumpe 12 angeord­ net ist. Der obere Behälter 4 besitzt einen konischen Deckel 14 und steht über einen Kamin 16 mit der Atmosphäre und über ein Überlaufrohr 18 mit dem Hauptbehälter 2 in Verbin­ dung. Der obere Behälter 4 ist außerdem mit einem Verschlußorgan 20 ausgestattet, das in eine zentrale Öffnung 22 des konischen Bodens 6 eingreift. Das Verschlußorgan 20 wird von einem pneumatischen Kolben 24 betätigt, das von einem programmierbaren Zeitgeber oder einer geeigneten Kontroll- und Steuereinheit in Funktion gesetzt wird, die den Betriebszyklus des Gärvorgangs steuert.

Der Endabschnitt der Rückführleitung 10 besteht aus einer Venturi-Düse 26 mit einem ver­ engten Strömungsquerschnitt 28 und einem Saugröhrchen 30, das abgedichtet in die Rück­ führleitung 10 eingesetzt ist und dessen Ende in dem verengten Querschnitt 28 mündet. Das Ende 32 der Rückführleitung mündet innerhalb des oberen Behälters 4 und erstreckt sich vorzugsweise mit einer solchen Länge in den Behälter, daß es teilweise in die in dem oberen Behälter enthaltene Flüssigkeit eintaucht, wenn diese mit Flüssigkeit gefüllt ist. Das Saug­ röhrchen 30 ist mit einem manuell betätigbaren oder als Elektroventil ausgebildeten Sperr­ ventil 34 ausgestattet, das den Zutritt von Umgebungsluft in das Saugröhrchen regulieren oder unterbrechen kann. Die dargestellte Venturi-Düse wird von der Flüssigkeit betrieben, die im Verlauf der Rückführphase in der Rückführleitung fließt und als Primär- oder Transportfluid dient und das Ansaugen und Einmischen einer Luftdurchflußmenge in die Flüssigkeit ermög­ licht, um eine wirksame Sauerstoffanreicherung herbeizuführen.

Die Einspritzmittel wurden hier für den einfachsten Fall einer Venturi-Düse beschrieben, sie können jedoch auch aus einer beliebigen anderen Einspritzvorrichtung (oder einem Ejektor oder einer Strahlpumpe) bestehen, die eine wirksame Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit im Verlauf der Rückführphase ermöglicht.

Der Gärbehälter gemäß der Erfindung umfaßt vorzugsweise Sensormittel 36, die in der Lage sind, in der Masse der in Gärung befindlichen Flüssigkeit einen den Fortschritt der Gärung oder das Niveau der Sauerstoffanreicherung kennzeichnenden Parameter zu messen und ein Signal auszusenden, das diesen Parameter repräsentiert und das einer Kontroll- und Steuer­ einheit 38 zugeführt wird, die die Ventilmittel 34 in Abhängigkeit von den von den Sensormit­ teln empfangenen Signal öffnen und schließen kann.

Die Sensormittel können aus einem Dichtemesser oder einem Gerät zur Messung des Re­ dox-Potentials bestehen, dessen Sensor in der unteren Zone des Behälters mit der Masse der in Gärung befindlichen Flüssigkeit Kontakt hat. Alternativ kann der Behälter Mittel auf­ weisen, mit denen eine Probe der in Gärung befindlichen Flüssigkeit entnommen und einer Meßvorrichtung zugeführt werden kann, deren Signal, das den gemessenen Parameter kennzeichnet, auf einer Anzeigevorrichtung visualisiert und von der Bedienungsperson inter­ pretiert werden kann, um die Ventilmittel 34 zu betätigen. Statt dessen kann das genannte Signal auch in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, das der Kontroll- und Steuerein­ heit 38 zur Betätigung des Elektroventils 34 zugeführt wird. Die Kontroll- und Steuereinheit 38 kann Teil der allgemeinen Kontroll- und Steuereinheit sein, die den Zyklus der Weinher­ stellung steuert und dementsprechend Funktionen für die Temperatursteuerung, für die Ak­ tivierung der Rückführphasen und der Phasen der Entladung der Flüssigkeit aus dem oberen Behälter in den unteren Behälter aufweist.

Wie oben erwähnt wurde, ist der Parameter, der den gemessenen Zustand des Gärfort­ schritts kennzeichnet, vorzugsweise die Dichte des Mostes/Weines. Im Verlauf der Gärung ändert sich die Dichte in Anwesenheit von Zuckern von einem Anfangswert von etwa 1,08-1,1 im Verlauf der Umwandlung der Zucker in Ethylalkohol auf einen konstanten Endwert von etwa 1. Die Kenntnis der Kurve, die die Dichte in Abhängigkeit von dem Alkoholgehalt wie­ dergibt, ermöglicht eine genaue Verfolgung des Zustands des Gärfortschritts.

Alternativ wird mit Hilfe eines Gerät zur Messung des Redox-Potentials der Gehalt des in der Flüssigkeit gelösten Sauerstoffs gemessen.

Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Gärbehälter wird in der ersten Phase des Funkti­ onszyklus der Hauptbehälter 2 bis zu einem bestimmten Niveau mit dem gekelterten Produkt gefüllt. In der oberen Zone des Behälters bildet sich die sog. "Tresterkappe". Das Gärgas, das sich in dem Behälter 2 entwickelt, kann durch das Überlaufrohr 18 entweichen, das den Hauptbehälter mit dem oberen Behälter und damit über den Kamin 16 mit dem Außenraum verbindet. In einer zweiten Phase saugt die von einem Zeitgeber oder der Kontroll- und Steu­ ereinheit gesteuerte Elektropumpe 12 einen Teil des Mostes aus dem unteren Teil des Be­ hälters über die Leitung 8 an und fördert ihn durch das Rohr 10 in den oberen Behälter 4. Gleichzeitig kann der Kolben 24 das Verschlußorgan 20 z. B. mit einer geradlinigen alternie­ renden Bewegung beaufschlagen, um eine Reihe von Öffnungs- und Schließzyklen der Aus­ flußöffnung 22 herbeizuführen, die den oberen Behälter mit dem Hauptbehälter verbindet. Auf diese Weise werden die Breite und die Durchsatzmenge des schirmförmigen Sprüh­ strahls aus Most/Wein variiert, und es wird eine vollständige und homogene Besprühung der Tresterkappe erreicht.

Auf diese Phase folgt das vollständige Verschließen des Verschlußglieds 20, während die Rückführpumpe 12 weiterhin den flüssigen Most in den oberen Behälter 4 fördert. Die Sau­ erstoffanreicherung der Flüssigkeit erfolgt vorzugsweise in der Startphase der Gärung im Verlauf der anfänglichen Rückführzyklen. Es folgt dann eine Periode des Einweichens ohne Sauerstoffanreicherung, in deren Verlauf die notwendigen Zyklen der Rückführung und Be­ sprühung der Tresterkappe durchgeführt werden können, wobei das auf dem Ansaugröhr­ chen angeordnete Ventil 34 jedoch geschlossen gehalten wird. Eine weitere Sauerstoffanrei­ cherung des Mostes erfolgt in den Phasen der stürmischen Gärung und in der Endphase.

Wie erwähnt wurde, kann der Gärbehälter ein Behälter eines beliebigen an sich bekannten Typs sein, der jedoch mit Rückführmitteln ausgestattet sein muß. Es kann beispielsweise ein Gärbehälter mit Einzelbehälter sein, bei dem an dem in dem Kopf des Behälters mündenden Ende des Rückführrohrs Mittel zum Besprühen angebracht sind, die ein Sprühberegnen der Tresterkappe ermöglichen. In diesem Fall können die Einspritzmittel gemäß der Erfindung unmittelbar vor der Sprühvorrichtung montiert sein.

Claims (11)

1. Gärbehälter, insbesondere für die Rotweinherstellung, mit einer Rückführleitung (10) und mit Pumpmitteln (12) für die periodische Zuführung der Flüssigkeit aus der Bodenzone des Behälters in die Kopfzone im Verlauf der Gärung, gekennzeichnet durch mit der Rückführleitung (10) verbundene Einspritzmittel (26, 30) zum Einspritzen einer für die Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit wirksamen Durchsatzmenge an Sauerstoff enthaltendem Gas in die durch die Leitung fließende Flüssigkeit.

2. Gärbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Einspritzmittel eine Venturi-Düse (26) aufweisen, die im Verlauf der Rückführung der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsströmung betätigt wird.

3. Gärbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Endquerschnitt der Rückführleitung (10) als Venturi-Düse ausgebildet und mit einem eingesetzten Ansaugröhrchen (30) ausgestattet ist, das Umgebungsluft von außen in die Strömung der durch die Rückführleitung fließenden Flüssigkeit saugen kann.

4. Gärbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Einspritzmitteln zugeordnete Ventilmittel (34), mit denen die Strömung der Einspritz­ luft unterbrochen werden kann, Sensormittel (36) zur Erfassung eines Parameters im Verlauf der Gärung, der für den Fortschritt der Gärung oder für das Niveau der Sauerstoffanreicherung kennzeichnend ist, und zur Lieferung eines für diesen Parameter repräsentativen Signals und eine mit den genannten Sensormitteln zusammenwirkende Kontroll- und Steuereinheit (38) zum Betätigen der Ventilmittel (34) in Abhängigkeit von dem von den Sensormitteln ge­ lieferten Signals.

5. Gärbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Sensormittel einen Dichtemesser oder ein Gerät zur Messung des Redox-Potentials enthalten.

6. Gärbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
daß er einen Hauptbehälter (2) und einen über dem Hauptbehälter angeordneten oberen Behälter (4) aufweist,
daß die Rückführleitung (10) die Flüssigkeit von dem Boden des Hauptbehälters in den oberen Behälter einspeist,
daß Mittel (20, 22, 24) zum Entladen der Flüssigkeit von dem oberen Behälter in den Hauptbehälter vorgesehen sind und
daß der Endquerschnitt der Rückführleitung (10) so weit in den Innenraum des oberen Behälters hineinragt, daß seine Ausflußöffnung in die in dem oberen Behälter enthaltene Flüssigkeit eintaucht, wenn dieser mit Flüssigkeit gefüllt ist.

7. Gärverfahren, insbesondere für die Rotweinherstellung, das in einem Gärbehälter durchge­ führt wird, wobei man die Flüssigkeit im Verlauf der Gärung über eine Rückführleitung peri­ odisch in geschlossenem Kreislauf von dem Boden des Behälters in seine Kopfzone zirkulie­ ren läßt, wobei wenigstens eine Phase zur Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit vorgese­ hen ist, dadurch gekennzeichnet daß die Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit durchgeführt wird, indem Umgebungsluft angesaugt und in die Flüssigkeit gemischt wird, die durch die Rückführleitung fließt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß das Ansaugen von Luft in die Rückführleitung durch die Strömung der durch die Rückführleitung fließenden Flüssigkeit bewirkt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, daß in der Masse der Gärflüssigkeit ein Parameter bestimmt wird, der für den Fortschritt der Gärung oder das Niveau der Sauerstoffanreicherung kennzeichnend ist, und daß die Phase der Sauerstoffanreicherung der Flüssigkeit in Abhängigkeit von diesem Parameter aktiviert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem der genannte Parameter die Dich­ te der Flüssigkeit oder ihr Redox-Potential ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß die Phase der Sauerstoffanreicherung beim Einsetzen der Gärung, im Verlauf der Rück­ führzyklen und in den Phasen stürmischer Gärung und der Endgärung durchgeführt wird.