DE3126714C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Druckkochung von Bierwürze - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Kochen von Würze, wobei die Würze einer Aufheizung unterworfen wird, wird die vorgewärmte Würze kontinuierlich im Gegenstrom mit Inertgas und/oder Dampf in direkten Kontakt gebracht, auf die erforderliche Prozeßtemperatur erhitzt und bei Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Verweilzeit unter starker Blasenbildung entgast, sowie von unerwünschten flüchtigen Stoffen befreit. Dabei wird neben einer Energieeinsparung insbesondere eine vorteilhafte Bewegung der Würze durch Bildung von Dampfblasen erzielt. Durch das Ausdampfen werden gleichzeitig flüchtige, für das Bier aromafremdartige und fehlerhafte Komponenten mit ausgetragen. Durch die Verminderung des Sauerstoffgehaltes zu Beginn des Kochens wird ferner eine geringere Oxydation und somit eine niedrigere Farbzunahme erreicht.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Druckkochung von Bierwürze, wobei die zu kochende Würze einer Vorwärmung unterworfen wird.

Das Kochen von Würze erfolgt üblicherweise in belüfteten Würzepfannen. Dabei beträgt die Kochzeit etwa 1 bis 2 Stunden und der dementsprechende Dampfverbrauch für das Aufheizen und Kochen etwa 15 bis 20 kg pro Liter Würze. Diese äußerst große Wärmeenergie kann bei gesondert installierten Pfannendunstkondensatoren teilweise zurückgewonnen und zur prozeßfremden Warmwassererzeugung genutzt werden, allerdings übersteigt das hierbei anfallende Warmwasser wesentlich den Bedarf der Brauerei und muß ungeachtet dessen zur geeigneten Nutzung zwischengespeichert werden. Ferner ist es bekannt, die Würze einer Hochtemperaturkochung zu unterwerfen. Hierbei wird die Würze im Durchlauf unter Druck auf w) ca. 140°C erhitzt, in einem Röhrenheißhalter etwa Minuten auf dieser Temperatur gehalten und anschließend unter Teilverdampfung entspannt. Dadurch ist eine Verringerung der sonst üblichen Kochzeit gegeben. Die zur Erhitzung notwendige Energie kann mit s3 Ausnahme der Anfahrzeit innerhalb des Prozesses weitgehend regenerativ wiederverwendet werden. Bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Schroten, Maischen und Läutern zur Bierherstellung gemäß der DD-PS 72 767 wird vorgeschlagen, daß die erste Stufe mit einer Verweilzeit von 5 bis 20 Minuten der Koagulation der Eiweißstoffe dient, zwischen beiden Stufen eine Entfernung der koagulierten Stoffe gegeben ist und in der zweiten Stufe mit einer Verweilzeit von 10 bis 30 Minuten nach Hopfenextraktzugabe die Lösung der Bitterstoffe erfolgt, wobei der höhere D-uck in einer nachfolgenden Abkühlung im Gegenstrom zur Läuterwürze und Entspannung mit Konzentrationsausgleich durch Wasser sowie Verfeinerung der Würze durch Austreiben flüchtiger Stoffe mittels Zusatz von komprimierten Gasen, wie z. B. Luft, Stickstoff, CO 2 entspannt und die Würze anschließend zur Kühlung und Klärung weitergeleitet wird. Hierbei wird die Würze einer zweistufigen vorzeitigen Druckkochung unterzogen und der höhere Druck entspannt und anschließend eine Begasung vorgenommen.

Aus der DD-PS 85 545 ist es ferner bekannt, die Behandlung der Würze durch Druckkochung und nachfolgender Entspannung vorzunehmen, wobei die Brüden entweichen und nicht dem Prozeß zur Verfügung gestellt werden. Dabei erfolgt die Dampfbehandlung mittels Fremddampf im Gleichstrom. Schließlich ist es aus der DE-OS 21 45 685 bekannt, ebenfalls Zusatzdampf im Gleichstrom (beispielsweise mittels DampfstrahlinjeKtor) zuzugeben.

Aus der DE-PS 43 681 ist schließlich eine Vorrichtung mit übereinander angeordneten Einzelbehältern bekannt, bei denen die Würzekochung in dem oberen Behälter erfolgt, in welchem lediglich ein Heizzylinder angeordnet ist, wobei die Würze den betreffenden Behälter von unten nach oben durchströmt. Hierbei wird eine mehrstufige Verdampfung ohne direkten Wärmeübergang zwischen Brüden und Würze bewirkt Es handelt sich dabei um ein Verfahren zum Erzeugen konzentrierter Würze im Durchlauf, wobei die Dämpfe im Vorwärmer kondensiert und als Kondensat mit allen aufgenommenen Aromastoffen aufbereitet werden.

Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Kochen von Würze zu schaffen, mit welchem einerseits eine weitere Energieeinsparung erzielt werden kann und andererseits die bei einem solchen Verfahren anstehenden Kriterien möglichst in besonders vorteilhafter Weise gelöst werden. Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die vorgewärmte Würze kontinuierlich einem oberen Boden einer Würzeabteilung einer Bodenkontrolle zugeführt, in dieser Kolonne durchaufsteigende Brüden auf Prozeßtemperatur erwärmt und die im Kolonnensumpf ankommende Würze aus der Kolonne abgezogen wird, wobei zur Beheizung der Kolonne in ihrem unteren Bereich Prozeßdampf direkt eingespeist wird und die aus der Würzeabteilung aufsteigenden Dämpfe im Kolonnenkopf oder außerhalb in einem Mischkondensator kondensiert werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergehen aus den Unteransprüchen.

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird neben einer weiteren Energieeinsparung durch mehrfachen Kontakt des Gases mit der Würze insbesondere eine vorteilhafte Bewegung der Würze durch Bildung von Dampfblasen erzielt. Durch die Desorption werden gleichzeitig flüchtige, für das Bier aromafremde und fehlerhafte Komponenten mit ausgetragen. Durch die Verminderung des Sauerstoffgehaltes zu Beginn des Kochens wird ferner eine geringere

Oxidation und somit eine niedrigere Farbzunahme erreicht

Der Vorteil einer solchen direkten Dampfeinleitung im Gegenstrom zum Würzefluß besteht in dem dadurch besonders wirksamen Austreiben der unerwünschten flüchtigen Stoffe bei geringem Dampfbedarf in Folge der mehrfachen Nutzung des eingeleiteten Dampfes bzw. der zugeführten Energie und der damit verbundenen Anreicherung der desobierten flüchtigen Stoffe in Strömungsrichtung der Dampf- bzw. Gasphase, d. h. in Richtung des Kolonnenkopfes.

Der mit dem vorliegenden Verfahren erzielte hohe Wirkungsgrad bei der Desorption der unerwünschten flüchtigen Stoffe ermöglicht eine wesentliche Reduzierung .der zum Austragen der Stoffe erforderlichen Trägerdampfmenge und damit einen wesentlich geringeren Energieverbrauch als herkömmliche Verfahren.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausiührungsbeispiels näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Kolonne mit zugeordneten Wärrr,eaustauschern und

F i g. 2 und 3 Einzelheiten der Leerlaufvorrichtungen.

Die Würze wird gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweckmäßig regenerativ in einem Warmeaustauscher 1 vorgewärmt und tritt auf den oberen Boden 2 einer Würzeabteilung 3 einer Kolonne 4 ein. Durch Teilkondensation der aufsteigenden Dämpfe bzw. Brüden wird die Würze auf Betriebstemperatur erhitzt

Im unteren Bereich der Kolonne 4 erfolgt eine Teilverdampfung einer Teilmenge der im Ablaufschacht 5 des unteren Bodens anfallenden behandelten Würze mittels Umlaufverdampfer 7.

Die restliche Menge läuft über ein Überlaufwehr in den als Brüdenabscheider ausgebildeten Kolonnensumpf (6). Ist die Entnahme für den Verdampfer größer als der Zulauf vom unteren Boden, so kann rückwärts Würze aus dem Sumpf in den Ablaufschacht fließen. Der F 1.-Stand im Sumpf ist niveaugeregelt und liegt höher als das Überlaufwehr.

Um eine Belegung des Verdampfers bei den vorgesehenen Prozeßtemperaturen 7.u vermeiden, kann auch reiner Frischdampf aus einem Dampfumformer zum Betrieb der Kolonne genutzt werden.

Die von Boden zu Boden herabfließende Würze wird von dem aufsteigenden Dampf intensiv durchströmt und stark bewegt, was zu einer vorteilhaften Bruchbildung und Stabilität des Bieres führt. Die Würze wird durch den aufsteigenden Dampfstrom gleichzeitig entgast und von unerwünschten Fremdstoffen befreit

Bei einer gemäß dem Ausführungsbeispiel gezeigten n-stufigen Kolonne, bei welcher der für die Desorption notwendige Dampfstrom n-fach ausgenutzt wird, ist der notwendige Energieeinsatz vorwiegend durch die Verluste bei der regenerativen Vorwärmung sowie dem auszutragenden Dampf bzw. Inertgas bestimmt und insofern relativ gering.

Die zum Inertgasaustrag notwendigen Dämpfe werden im Kopf 8 der Kolonne oder außerhalb in einem Mischkondensator kondensiert. Die freiwerdende Energie kann mittels Wärmeaustauscher 9 zur Brauchwassererwärmung dienen. Die Inertgase werden über ein Druckventil ins Freie abgegeben oder einem nicht weiter dargestellten Wäscher zugeführt

Das Druckhalteventil dient hierbei zur Druck- und somit Temperaturegelung innerhalb ,*i r Kolonne 4.

Gemäß dem in F i g. 2 dargestellten /-.usfuhrungsbeispiel sind die einzelnen Böden 2 der Kolonne 4 mit einer Rohrleitung 10 verbunden, in welcher Absperrorgane 11 angeordnet sind. Diese können zeitverzögert hintereinander angesteuert werden. In F i g. 3 ist eine Variante zu Fig.2 dargestellt, wobei die Verbindung zu den einzelnen Böden aus Leerlaufvorrichtungen 12 besteht, die als ansteuerbare Klappen ausgebildet sein können. Die Ansteuerung der einzelnen Klappen kann ebenfalls zeitverzögert hintereinander erfolgen.

Die Kolonne 4 kann so bei Sortenwechsel oder zum Abfahren der Anlage entleert werden. Durch die zeitverzögerte Ansteuerung ist gewährleistet daß auch in den An- und Abfahrphasen die Heißhaltezeit für alle Produktteilströme konstant eingehalten wird.

Während beim Sortenwechsel der N + 1. Boden (12) leerläuft, wird der N — 1. (12) Boden wieder mit neuer Würze oder Wasser gefüllt. Die Wärme selbst wird innerhalb der Kolonne gespeichert, wodurch Energie- und Kühlwasserspitzen beim An- und Abfahren vermieden werden. Durch öffnen einiger Ventile 11 oder Klappen 12 während des Betriebes kann gegebenenfalls die Durchlaufzeit und somit auch die Heißhaltezeit entsprechend verändert und variiert werden.

Die regenerative Aufheizung und Abkühlung der Würze kann mittels Wärmeaustauscher erfolgen. Wird auf eine Konzentrierung der Würze Wert gelegt, so bietet sich ein Flashen der heißen Würze an. Die Brüden können dann ebenfalls zur regenerativen Aufheizung benutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Druckkochung von Bierwürze, wobei die zu kochende Würze einer Vorwärmung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewärmte Würze kontinuierlich einem oberen Boden (2) einer Würzeabteilung (3) einer Bodenkolonne (4) zugeführt, in dieser Kolonne (4) durch aufsteigende Brüden auf Prozeßtemperatur erwärmt und die im Kolonnensumpf (6) ankommende Würze aus der Kolonne (4) abgezogen wird, wobei zur Beheizung der Kolonne (4) in ihrem unteren Bereich ProzeB-dampf direkt eingespeist wird und die aus der Würzeabteilung (3) aufsteigenden Dämpfe im υ Kolonnenkopf (8) oder außerhalb in einem Mischkondensator kondensiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Prozeßdampf Frischdampf verwendet wiijd-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßdampf durch Teilverdampfung der Würze erzeugt wird.

4. Bodenkolonne zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Böden (2) der Kolonne (4) zeitverzögert betätigbare Leerlaufvorrichtungen (12) aufweisen.

5- Bodenkolonne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Böden (2) der jo Kolonne jfi) mittels Rohrverbindungen und daran angeordneten Sperrorgai^n (H) verbunden sind, wobei die einzelnen Absperrorgane (11) zeitverzögert hintereinander ansteuerte sind.

6. Bodenkolonne nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolonnensumpf (6) mit einem Oberlaufwehr ausgestattet ist.