DE3813924A1

DE3813924A1 - Verfahren zur auftrennung und klarfiltration von bier mit hefe und trubstoffen

Info

Publication number: DE3813924A1
Application number: DE19883813924
Authority: DE
Inventors: Ulrich Von Dr Mylius; Adolf Reiter
Original assignee: MYLIUS ULRICH VON
Current assignee: MYLIUS ULRICH VON
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1989-11-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auftrennung und Klarfiltration von Bier mit Hefe und Trubstoffen, bei dem ein klar zu filtrierendes Bier durch eine Mikro-Querfil trationsanlage in keimfreies, klares Bier und ein Bierhe fe-Trubstoff-Konzentrat aufgetrennt werden und das Bierhe fe-Trubstoff-Konzentrat in einer Feststoffabtrennvorrich tung in eine Bierhefe-Trubstoffphase und rückzuführendes Bier aufgetrennt wird.

Traditionell werden zur Klarfiltration von Bier in den Restbierrückgewinnungsverfahren die natürliche Sedimenta tion und/oder auch Dekanter- oder Hefepressen eingesetzt.

Aus Brauwelt, Nr. 45, 1987, Seite 2117 ff., U. v. Mylius und A. Reiter "Restbiergewinnung und Hefekonzentrierung durch Cross-Flow-Mikrofiltration" sowie durch die DE-OS 35 33 306.5 ist bekannt geworden, daß eine Rückgewinnung von Restbier aus Überschußhefe durch Mikro-Querfiltrationsver fahren möglich ist.

Die Mikro-Querfiltration, auch als Cross-Flow-Mikrofiltra tion bezeichnet, liefert klar filtrierte und biologisch einwandfreie Restbiere und konzentrierte Hefe.

Derartige Mikro-Querfiltrationsanlagen arbeiten bereits. So sind im Handel Querstromfiltrationsanlagen mit Polypro pylenmembranen erhältlich; es sind auch Anlagen mit Alumi niumoxidmembranen (Ceraver) oder auch Zirkonoxidmembranen erhältlich. Ein großes Problem der Polympropylenmembran ist ihre schlechte Temperaturbeständigkeit, die zu Schwie rigkeiten bei der Dampfsterilisation der Anlage führt. Bei den Oxidkeramikmembranen ist die Beständigkeit der Membran über einen großen pH-Bereich nicht zufriedenstellend; insbesondere bei Säuren tritt leicht eine Anlösung des Materials auf.

Ein großes Problem bei derartigen Anlagen, das ihren Ein satz in kommerziellem Maßstab verhinderte, bestand bisher in ihren geringen Standzeiten, die auf das bisher nicht zufriedenstellende Membranmaterial zurückzuführen waren. Unter Standzeit wird hier im folgenden die Zeit, die zwi schen zwei notwendigen Reinigungs-Spüldurchgängen der Anlage, die üblicherweise mit Natriumhydroxid oder einer alkalischen Hypochloritlösung durchgeführt werden müssen, verstreichen kann, verstanden.

Im kontinuierlichen Verfahren konnte nur kurze Zeit ein zufriedenstellendes Filtratbier mit guten Schaumeigen schaften hergestellt werden, da sich die Membranen schnell zusetzten bzw. unbrauchbar wurden und sodann Schaumbildner mit ausfilterten.

Bisher wurde noch kein Membranmaterial gefunden, mit dem sich über längere Standzeiten der Membrane ein Bier mit zufriedenstellenden Eigenschaften in einer kontinuierlich gefahrenen Anlage herstellen ließ.

Es wurden mit großem Aufwand verschiedenste Membranmateri alien untersucht, wobei selbst bei großem Aufwand noch kein geeignetes Material gefunden wurde. Bisher mangelte an der spezifischen Filtratleistung, dem Durchgang von Schaumträgern - die Ausbildung von Schaum ist für Bier wesentlich; es traten Sterilitätsprobleme auf und die pH- Beständigkeit war häufig nicht ausreichend. Ein weiteres Problem vieler bekannter Membranen, insbesondere vieler Polymermembranen bestand darin, daß sie nicht durch die in der Lebensmitteltechnologie übliche Dampfsterilisation von Keimen befreit werden konnten.

Es war demzufolge Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Membranmaterial zur Durchführung der Mikro-Querfiltration von Bier zu finden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer Mikro-Querfil trationsanlage für Bier dadurch gelöst, daß die Membran eine Mikrofiltrationsmembran aus Fluorkohlenwasserstoff, bevorzugt aus Polytetrafluorethylen, ist.

Dabei kann dieses Material in vorteilhafter Weise in Form von Schläuchen, Rohren, Kapillaren oder Folien in Schlauch-, Rohr-, Kapillar-, Wickel-, Kissen- oder Plat tenmoduln in den Mikroquerfiltrationsanlagen eingesetzt werden.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß gegenüber den anderen bisher untersuchten Membranmaterialien Fluorkoh lenwasserstoffpolymere, insbesonderePolytetrafluorethylen, die nachfolgenden Vorteile aufweisen:

- höhere spezifische Filtratleistung
- besserer Durchgang hochmolekularer Stoffe (Schaumträger)
- absolute Sterilität des Filtrats
- höhere Standzeit
- höhere Lebensdauer
- höhere pH-Beständigkeit, auch im Sauren
- dampfsterilisierbar

Bei der Mikro-Querfiltration mit Membranen aus Fluorkoh lenwasserstoffpolymeren, bevorzugt aus Polytetrafluorethy len, wird als Filtrat auch nach längeren Standzeiten der Membrane noch ein vollwertiges, steriles, schaumfähiges Bier geliefert. Im Unfiltrat können bei geeigneter Ausle gung der Anlage Hefe und Trubstoffkonzentrationen bis zu 20 Gew.% Hefe, berechnet auf Basis der Trockenmasse, er reicht werden. Demzufolge eignet sich die Mikro-Querfil tration sowohl zur Bier- als auch zur Gelägerfiltration.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren derart durchgeführt, daß das Unfiltrat weiterbehandelt und wie derverwendet/rückgeführt wird.

Dadurch, daß durch die erfindungsgemäße Membran erstmals lange Standzeiten erzielt werden, kannn bei Rückführung zumindest eines Teiles des Unfiltrats eine erhebliche Erhöhung der Ausbeute an klarfiltriertem Bier pro Membran erzielt werden.

Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgelegt werden, wie dem Fachmann be kannt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung näher erläutert werden.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der Rohbier durch eine Querfiltrationsanlage 10 und einen nachgeschalteten Dekanter 16 in verwertbares Fil tratbier 17 und verwertbares Hefekonzentrat 14 aufgetrennt wird. Mit Hilfe einer Zuführpumpe wird der Inhalt des Gärtanks 2 niveaugesteuert einem als Puffer wirkenden Vorlagetank 4 zugeführt, aus dem wiederum die Mikro-Quer filtrationsanlage 10 beschickt wird. Eine Speisepumpe fördert das Rohbier in den Kreislauf der Querfiltrations anlage, wo eine Umwälzpumpe das Rohbier durch die Membran moduln der Mikro-Querfiltrationsanlage 10 fördert. Bei kleinen Anlagen kann die Speisepumpe auch entfallen. An den Polytetrafluorethylen-Membranen werden Hefe, Trubstof fe und gegebenenfalls vorhandene Keime zurückgehalten, während Bier als klares, keimfreies Filtrat die Membranen permeiert und über eine Leitung 15 in einen Filtrattank 12 abgeführt wird. Im Kreislauf der Querfiltrationsanlage reichern sich somit Hefe und Trubstoffe an. Ein Teil des Konzentrats wird kontinuierlich über ein Regelventil in einen Konzentratpuffertank 14 geleitet und von dort mit Hilfe einer Pumpe über Leitung 20 in einen Dekanter 16 geführt. Infolge der kontinuierlichen Zuführung von Unfil trat aus dem Gärtank 2 in den Kreislauf der Anlage stellt sich ein stationärer Konzentrationszustand ein, der so gesteuert wird, daß eine optimale Filtratleistung erzielt wird.

Im Dekanter 16 wird das aus dem Kreislauf der Mikro- Querfiltrationsanlage 10 abgezogene Unfiltratkonzentrat in eine feste und eine flüssige Phase getrennt. Die feste Phase 17 besteht aus Hefe und Trub. Die flüssige Phase, das Dekanterbier, besitzt nur noch einen geringen Hefege halt und Trub und wird in den Vorlagetank 4 der Mikro- Querfiltrationsanlage 10 über Leitung 19 zurückgeführt.

Vorteilhafterweise wird in der Anlage eine Spülvorrichtung (CIP-Anlage=Cleaning-in-place) 6, die die Anlage perio disch reinigt und sterilisiert, eingesetzt. Während des Betriebes steht die Anlage üblicherweise unter Kohlensäu redruck, um ein Austreten der Bierkohlensäure zu vermei den.

Die in der vorstehenden Beschreibung der Zeichnung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmalen der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus führungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Bier
2 Gärtank
3 Leitung
4 Vorlagetank
5 Leitung
6 Spülflüssigkeitstank
10 Mikro-Querfiltrationsanlage
11 Unfiltratrückführungsleitung
13 Filtratrückführungsleitung
14 Konzentrattank
15 Filtratleitung
16 Dekanter
17 Dekanter-Feststoffe
19 Dekanterbierrückführungsleitung
20 Konzentratleitung

Claims

1. Verfahren zur Auftrennung und Klarfiltration von Bier mit Hefe und Trubstoffen, bei dem ein klar zu filtrieren des Bier durch eine Mikro-Querfiltrationsanlage in keim freies, klares Bier und ein Bierhefe-Trubstoff-Konzentrat aufgetrennt werden und das Bierhefe-Trubstoff-Konzentrat in einer Feststoffabtrennvorrichtung in eine Bierhefe-Trub stoffphase und rückzuführendes Bier aufgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine Mikrofiltra tionsmembran aus Fluorkohlenwasserstoff, bevorzugt aus Polytetrafluorethylen, ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranmaterial in Form von Schläuchen, Rohren, Kapillaren oder Folien in Schlauch-, Rohr-, Kapillar-, Wickel-, Kissen- oder Plattenmoduln in den Mikroquerfil trationsanlagen eingesetzt wird.