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Verfahren zur sterilen Herstellung von Bier Die Erfindung betrifft
eine Verbesserung des Nathan-Verfahrens zur sterilen Herstellung von Bier, welche
im besonderen die Erzielung des Geschmacks von Lagerbier und die Haltbarkeit des
Bieres, besonders auch seine Freiheit von Trübungen bei Überseeversand, zum Zweck
hat.
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Bei der üblichen und auch hier verwandten Zuführung der für die Vergärung
notwendigen Luft wird so verfahren, daß nur vor Beginn der Gärung die Hefe und die
ganze Würze mit Luft gesättigt werden und nachher keine Luftzufuhr stattfindet.
Diese Luft ist am Ende der Hauptvergärung verbraucht, so daß eine neuerliche Luftzuführung
nötig ist, die durch Durchblasen fein verteilter Luft durch das Bier und die Hefe
erfolgen kann.
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Statt nun einen Teil der Hefe aus der Hauptgärung in dem Gärgefäß
zu lassen, kann die Hefe auch vollständig entleert werden und neue Hefe eingeführt
werden, welche schon älter ist als die bei der Hauptgärung benutzte und nicht mehr
sproßt.
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Nun bietet aber die Entwicklung der Hefe bei der Hauptgärung und ihr
Absetzen in großen Mengen noch besondere Schwierigkeiten und ebenso der Übergang
von der kalten zu der warmen Verfahrensstufe, und die Erfindung besteht auch in
den Mitteln zur Überwindung dieser Schwierigkeiten.
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Die sich in den untersten trichterförmigen Teil des Gärgefäßes in
großen Mengen absetzende Hefe hat in der luftarmen Würze und namentlich bei der
dichten Aufeinanderlagerung der sich zuerst absetzenden Hefeschichten die Neigung,
sich in sich zu zersetzen und dadurch schädliche Stoffe von der Art der Fuselöle
zu bilden; das kann durch mehrere Mittel vermieden werden. Eine Auflockerung der
abgesetzten Hefe ist das eine Mittel. Wenn man das Bodenstück des Gärgefäßes, auf
welchem sich die Hefe ablagert, so gestaltet, z. B. als porösen Stein, daß auf seine
ganze Ausdehnung ein fein verteilter Gasstrom, in erster Linie Kohlensäure, durchgeleitet
werden kann, so kann durch einen solchen die Hefe aufgelockert werden. Fügt man
etwas Luft zu, so hindert das die Zersetzung auch. Zweitens kann die Hefe während
ihres Absetzens stufenweise abgelassen werden, so daß sich keine zu großen Massen
absetzen und namentlich die zuerst abgesetzte Hefe nicht zu lange in dem Gärgefäß
verweilt. Das Wichtigste aber ist die Abschreckung der Hefe durch Kälte. Hierzu
wird der untere Trichterraum des Gärgefäßes mit einem Kühlmantel versehen, mittels
dessen die Temperatur in dem untersten Gefäßteil noch einige Grade tiefer als in
dem oberen Teil des Gefäßes heruntergedrückt werden kann bis zu z ° C, bei welcher
Temperatur die schädliche Zersetzung nicht mehr vor sich geht.
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Der Übergang von der ersten zur zweiten Stufe erfolgt zweckmäßig so,
daß die Lüftung, sei es der im Gefäß zurückgebliebenen Hefe, sei es neu eingefüllter,
gleichzeitig mit der Erwärmung beginnt. Die Erwärmung kann am einfachsten durch
Einspritzen von Dampf erfolgen; sie kann aber auch durch eine Heizflüssigkeit in
dem unteren Mantel, der vorher
zur Abkühlung diente, und gleichzeitig
durch den, wie üblich, angebrachten oberen Mantel erfolgen Nach diesen Grundgedanken
spielt sich das Verfahren im einzelnen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung
wie folgt ab Die gelüftete, gekühlte und von dem Trub befreite Würze wird in dem
Gärgefäß A mit 2 1 oder mehr gereinigter und gelüfteter Hefe je Hektoliter versehen,
welche aus dem Hefevorratbehälter F in das Gefäß A gedrückt wird.
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Durch das Schauglas P kann mit genügender Genauigkeit beobachtet werden,
wieviel Hefe unten dem Behälter F entnommen wird und vermöge des Kühlmantels H ungefähr
die Temperatur von o ° C hat, während die Würze eine Temperatur von 3 ° bis 6 °
C bei ihrem Einlauf besitzt.
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Nun wird in bekannter Weise Luft durch das Rohr b während etwa zo
Minuten eingeblasen und das entweichende. Gas oben durch das Rohr z in die freie
Luft abgelassen. Der Beginn der Gärung macht sich durch das Aufsteigen weißer Kohlensäurebläschen
bemerkbar, und die Kohlensäure wird so lange durch das Rohr z abgelassen, bis sie
luftfrei geworden ist, und geht von da ab durch Leitung t in den Kohlensäurebehälter.
Die Hauptgärung verläuft dann in 3 bis 5 Tagen. Wenn dabei die Temperatur zu hoch
steigt, wird durch Kühlung mittels des Mantels K die Temperatur auf 6 ° oder weniger
bis zu 3 ° herabgedrückt. Während dieses Vorganges kann in bekannter Weise, namentlich
gegen Ende hin, Kohlensäure durch die Filterplatte D von unten durchgeblasen werden,
um die Hefe in Bewegung zu halten und dadurch eine bessere Wirkung derselben zu
erzielen. Dann beginnt die Absetzung der Hefe, die 1j, bis z Tag in Anspruch nimmt.
Mit Beginn des Absetzens wird kalte Flüssigkeit in den Mantel E eingeleitet, so
daß die Temperatur in dem unteren konischen Teil des Gefäßes A auf z° C sinkt, während
der obere Gefäßteil etwas wärmer bleiben kann. Während des Absetzens der Hefe kann
diese mehrmals durch die zentrale Öffnung d der Filterplatte entfernt werden, und
zwar entweder in den Hefebehälter F für alte Hefe gedrückt werden, oder sie kann
ins Freie zu anderweiter Verwendung außerhalb der Brauerei ausgestoßen werden, namentlich
wenn sie ganz verbraucht ist.
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Wenn die abgesetzte Hefe ganz entfernt worden ist und nicht genug
schwimmende Hefe vorhanden, so wird aus dem HefebehälterF neue Hefe durch die Öffnung
d eingefüllt. Darauf wird sofort die Erwärmung des Gefäßes durch Einlassen von Heizflüssigkeit
in die Mäntel E und K begonnen oder durch Einspritzen von Dampf durch das Rohr y.
Gleichzeitig wird durch das Rohr b Luft eingeleitet; das geschieht zweckmäßig so,
daß die mit Kohlensäure gemischte Luft durch das Rohr z entweicht und durch den
Ventilator X wieder in das Gefäß zurückgeführt wird. Dieser Kreislauf der Luft wird
so lange fortgesetzt, bis das Luft-Kohlensäure-Gemisch etwa zo °/Q Luft enthält.
Dann ist von der Hefe eine genügende :Menge Luft aufgenommen, um sie zu ihrer Tätigkeit
während der Endvergärung zu befähigen. Die Luft wird durch die Filterplatte D fein
verteilt, und es ist zu bemerken, daß diese Filterplatte so feine Poren haben muß,
daß sie nicht durch die Hefe verstopft werden kann. Eine solche Belüftung der Hefe
ist auch zweckmäßig, wenn neue vollständig gelüftete Hefe aus dem Behälter F verwendet
wird.
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Es ist eine besondere Entdeckung, daß die nicht sprossende Hefe nach
einer Führung der Hauptvergärung, wie beschrieben, zu einer solchen Endvergärung
oder Reifung noch geeignet ist, gerade wie sprossende junge Hefe bei dem Aufkräusen,
d. h. der Zugabe solcher kleiner Hefemengen in das Lagerfaß; im Gegenteil, die Verwendung
des Heferestes von der Hauptvergärung oder anderer alter Hefe verhindert, daß Jungbukette
entstehen, wie es bei dem Aufkräusen unvermeidlich ist und welche erst durch eine
längere Lagerdauer wieder verschwinden. Der Heferest versieht dabei sowohl die Funktion
der bei den alten Herstellungsverfahren immer mit in das Lagerfaß übergeschlauchten,
in dem Bier schwimmende Rest der alten Hefe, die eine langsame `Veitervergärung
in der Kälte des Lagerfasses herbeiführt, als die Funktion der zusätzlichen jungen
Hefe. Um sie hierfür geeignet zu machen, bedarf sie der Luft, und die Nachgärung
muß in der Wärme stattfinden.
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Zur Ausführung des neuen Verfahrens ist eine Anpassung der bisherigen
Apparatur teils notwendig, teils zweckmäßig, als ein zusätzlicher Mantel an dem
Gefäß A an dem Konus angebracht ist, und daß er in Verbindung sowohl mit Kälteflüssigkeit
oder Hitzeflüssigkeit gebracht werden kann, das letztere, sofern nicht durch eingeblasenen
Dampf erwärmt wird.
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Für die neuartige Verwendung der Hefe ist aber auch deren Aufbewahrung
und Behandlung und Verbindung des Hefebehälters mit dem Gärgefäß zweckmäßig umzugestalten.
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Dabei wird die Regenerierung der Hefe mit alkalischen Flüssigkeiten,
die Waschung und Lüftung in an sich für Hefeaufbewahrung ohne solche Verbindung
mit einem solchen Verfahren bekannter Weise vorgenommen. Dabei ergibt sich, daß
unter Umständen nur ein einziges Gefäß für die Hefe mit entsprechendem Zubehör nötig
wird, und zwar ist dieses der Fall, wenn es sich nur um eine kleine Anlage und um
eine Bierqualität handelt. Werden verschiedene Bierqualitäten erzeugt und infolgedessen
auch
verschiedene Hefesorten geführt, so richtet sich die Anzahl der Hefegefäße nach
den verschiedenen Hefesorten und nach dem Umfang der Anlage.
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In dem Hefegefäß F wird die Hefe sowohl aufbewahrt wie nach bekannten
Verfahren regeneriert. Das Gefäß hat einen KühlmantelH, durch welchen die Temperatur
der Hefe in ihm auf o ° bis q. ° C gehalten wird. Dieses Gefäß wird mit der Reinzuchthefe
gespeist, welche bei der Hauptgärung entsteht, und welche durch die Öffnung d und
Rohr g in das Gefäß übergedrückt wird, während die nach der Reifung abfallende Hefe
nicht in das Verfahren zurückgeführt wird. In diesem Gefäß wird die Waschung und
Regenerierung der Hefe dadurch vorgenommen, daß unten durch das Rohr h eine an sich
für diesen Zweck bekannte alkalische Flüssigkeit eingepumpt wird, und so lange mit
der Hefe in Berührung bleibt, bis die schädlichen Stoffe derselben, die sogenannten
Testinkörper, gelöst sind. Dann wird durch das Rohr h Waschwasser zugeführt, so
daß die Lösung über den Rand des Trichters oder Schwimmers s durch das Rohr k abläuft,
und es wird mit Waschwasser nachgewaschen und der Vorgang so oft wie nötig wiederholt.
Zur Belüftung der Hefe dient ein Luftrohr m. Durch das Rohr g wird die Hefe in das
Gefäß A übergedrückt, und zwar sowohl die große Menge für die Hauptgärung wie im
Falle der fast gänzlichen Hefeentleerung nach der Hauptgärung, die kleinen gelüfteten
Teile für die Reifung. q ist ein Rohranschluß, um durch Kohlensäuredruck die Hefe
unten herauszudrücken. Die weiterer Verwendung außerhalb des Brauverfahrens zuzuführende
Hefe kann durch die Öffnungen P entnommen werden.
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Diese Einrichtung hat auch den Vorteil einer vollständig sterilen
Behandlung der Hefe, wobei das Waschwasser natürlich auch in bekannter Weise keimfrei
zu halten ist.
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Findet sich, daß die bei Beginn der Endvergärung zugesetzte Hefemenge
nicht ausreicht, die Gärung vielmehr steckenbleibt, ehe der Extrakt vollständig
vergoren ist, so können einmal oder mehrmals noch Zusatzhefemengen in der Weise,
wie beschrieben, nachträglich zugegeben werden.
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Nach Erreichung des Endvergärungsgrades wird das Bier wieder abgekühlt
und in bekannter Weise durch Durchleitung von Kohlensäure unter Druck mit dieser
auf den Spundungsdruck, gewöhnlich 0,4 Atm., gesättigt.
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M stellt einen zweckmäßig fahrbaren Apparat zur Speisung des Mantels
E mit Heizflüssigkeit dar. Dies kann nicht durch Dampf geschehen, da dabei die Hefe
örtlich überhitzt wird. Wasser von etwa 6o° C ist geeignet; solches wird in dem
Kessel v durch Oberflächen-Dampfheizung mittels Dampfs, welcher durch die Leitung
v eintritt, erzeugt und durch die Pumpe w und die Schläuche am im Kreislauf durch
den Mantel E getrieben.
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Bei der geschilderten Art der Vergärung wird nun der Endvergärungsgrad
des Bieres in einer Vollständigkeit erreicht, wie er für alle gewöhnlichen Verwendungszwecke
des Bieres vollständig ausreicht. Diese Vollständigkeit der Endvergärung ist aber
auch die eine Voraussetzung für sogenannte tropensichere Biere, d. h. Biere, welche
bei Überseetransport oder nachher durch Ausscheidung von Eiweißstoff nicht wieder
getrübt werden. Um dies zu verhindern, pasteurisierte man das Bier oder setzte im
Lagerfaß Tannin zu, um hier die Ausscheidung schon vollständig durchzuführen, oder
setzte dem Bier Enzyme zu, welche die Eiweißstoffe in gelöster Form erhalten.
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Es hat sich nun gezeigt, daß das auf die beschriebene Weise hergestellte
Bier dadurch hervorragend tropensicher gemacht werden kann und ohne zusätzliche
Apparatur und im besonderen ohne Pasteurisieren in Flaschen, daß es in dem Gefäß
A mittels der Mäntel E und K auf Pasteurisiertemperatur erwärmt wird und dabei alle
Eiweißstoffe ausgeschieden werden, was namentlich auch durch Zuführung von Kohlensäure
in feiner Verteilung begünstigt wird. Die Kohlensäurezuführung wird auch nach dem
Erkalten bis auf den gewünschten Sättigungsgrad und Spundungsdruck fortgesetzt.
Ein weiterer Teil der Erfindung besteht hiernach auch darin, das endvergorene Bier
ohne Überfüllung in ein anderes Gefäß in dem Gefäß A zu pasteurisieren und währenddessen
und (oder) nachher mit Kohlensäure zu sättigen