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Dokumentenidentifikation DE19637521A1 26.03.1998
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Eisbier
Anmelder BECA Prozeßanlagen GmbH, 56566 Neuwied, DE
Erfinder Wießner, Maren, 56564 Neuwied, DE;
Werthebach, Jost, 56593 Horhausen, DE
Vertreter Grommes, K., Dr.-Ing., Pat.-Anw., 56068 Koblenz
DE-Anmeldedatum 13.09.1996
DE-Aktenzeichen 19637521
Offenlegungstag 26.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.03.1998
IPC-Hauptklasse C12C 12/00
IPC-Nebenklasse C12C 11/11   C12C 13/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Eisbier, mit den Schritten: Vergären von Würze unter Hefezusatz zu Jungbier, Stoppen der Vergärung bei Erreichen eines gewünschten Vergärungsgrads, Entfernen der Hefe aus dem Jungbier, Abkühlen des Jungbiers auf eine Temperatur im Grenzbereich von flüssiger zu fester Phase, Abscheiden von bei der Abkühlung entstandenen Wassereiskristallen aus dem Jungbier und Lagern des eisfreien Jungbiers bei einer Temperatur im Grenzbereich von flüssiger zu fester Phase unter Kontrolle des Alkoholgehalts und Einhaltung einheitlicher Lagerbedingungen. Um die Lagerung des Eisbiers ohne störende Eisbildung zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Abkühlen des Jungbiers und das Abscheiden von Wassereis in einem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt erfolgt, bei dem Wassereis auf einen Abscheider aufgewachsen wird. Bevorzugt ist ein Flüssigkeitskühler in eine Übertragungsstrecke zwischen einen Gärtank und einen Lagertank geschaltet, der mit Wärmetauscherplatten versehen ist, die als Eisabscheider ausgebildet sind.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Eisbier der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Die Herstellung von sogenanntem Eisbier entspricht bis auf die Lagerung grundsätzlich der Herstellung von üblichem Bier. Durch die spezielle Lagerung des Eisbiers ergibt sich ein Produkt mit speziellen Geschmacksnuancen sowie einem in der Regel höheren Alkoholgehalt (von typischerweise 5 bis 6,5 Vol.-%) im Vergleich zu üblichem Bier.

Die Herstellung von Eisbier gestaltet sich im wesentlichen wie folgt. Zunächst wird Würze unter Hefezusatz in einem Gärtank zu Jungbier vergoren. Bei einem gewünschten Vergärungsgrad wird die Vergärung durch Abkühlung gestoppt bzw. beendet. Hiernach entzieht man dem Jungbier die Hefe, die sedimentiert und am Boden des Gärtanks entnommen werden kann. Zur Vorbereitung der Lagerung bzw. Reifung wird das Jungbier auf eine bestimmte Lagertemperatur von mindestens -2°C gebracht. Je nach verwendeter Anlage kann diese Lagerung an unterschiedlicher Stelle geschehen, wobei man grundsätzlich zwischen dem "Eintank-Verfahren" und dem "Zweitank-Verfahren" unterscheidet. Beim Eintank-Verfahren bleibt das Jungbier im ursprünglichen Gärtank und wird in diesem abgekühlt, während beim Zweitank-Verfahren die Abkühlung in einem zweiten Tank (Lagertank) oder alternativ mittels eines Wärmetauschers, einem sogenannten Biertiefkühler, in der Überführungsstrecke vom Gär- zum Lagertank erfolgt.

Die Lagerung des Jungbiers erfolgt dann bei einer Temperatur im Grenzbereich von flüssiger zu fester Phase, wobei die Grenztemperatur mit steigendem Alkoholgehalt des Biers sinkt. Typischerweise beträgt die Lagerdauer etwa 14 Tage bis 3 Wochen.

Nach ausreichender Lagerung werden Wassereiskristalle abfiltriert, die sich während der Lagerung bei der tiefen Temperatur gebildet haben, wodurch sich ein fertiges Eisbier mit im Vergleich zu gewöhnlichem Bier erhöhtem Alkoholgehalt ergibt.

Nachteilig beim vorstehend erläuterten Stand der Technik ist, daß die am Ende der Lagerzeit bestehende Inhomogenität zwischen alkoholfreien Wassereiskristallen und alkoholhaltiger Bierflüssigkeit die Kontrolle des Alkoholgehalts und vor allem die Einhaltung einheitlicher Lagerbedingungen, wie beispielsweise Temperatur, Restextraktmenge und dergleichen, erschwert.

Abhilfe wurde diesbezüglich bereits darin gesucht, daß für eine mechanische Abscheidung vor der Lagerung mittels Kratzern und Sieben gesorgt wird. Dabei wird das Eis in fester Form aus dem Produktionsprozeß ausgetragen. Diese Behandlung läßt sich aber nur mit einem hohen Konstruktionsaufwand vornehmen und beinhaltet im übrigen einen hohen Bedienungsaufwand. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Entfernung von Eis besteht weiterhin darin, daß in das Bier allzu leicht Infektionen bzw. Bakterien eingetragen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hygienisch einwandfreies Verfahren zur Herstellung von Eisbier bei den gewünschten niedrigen Temperaturen ohne störende Eisbildung, d. h. in einem homogenen und leicht kontrollierbaren Zustand zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 5 genannt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im Kern sieht das erfindungsgemäße Verfahren das Abkühlen des Jungbiers und das Abscheiden von Wassereis in einem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt vor der Lagerung des Biers vor, wobei Wassereis auf einen Abscheider aufgewachsen wird. Dieses Eis wird ohne die Anwesenheit von Bier zu einem späteren Zeitpunkt abgetaut und kann daraufhin als Flüssigkeit problemlos aus dem Herstellungsprozeß ausgetragen werden.

Zugunsten einer hochqualitativen Eisbier-Erzeugung ist es erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß das Jungbier nach dem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt auf Alkoholgehalt und/oder Stammwürze untersucht wird, bevor es der Lagerung zugeführt wird, und daß mindestens ein Teil des untersuchten Jungbiers erneut dem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt zugeführt wird, wenn ein vorgegebener Sollwert bzw. vorgegebene Sollwerte für den Alkoholgehalt und/oder die Stammwürze nicht erreicht ist bzw. sind.

Um das Verfahren möglichst wirtschaftlich durchführen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß das auf den Abscheider aufgewachsene Wassereis bei Erreichen einer vorbestimmten Dicke bzw. Stärke abgetaut und das Schmelzwasser abgeführt wird.

Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht einen in eine Übertragungsstrecke zwischen einem Gärtank und einem Lagertank geschalteten Flüssigkeitskühler mit Wärmetauscherplatten vor, die als Eisabscheiderplatten ausgebildet sind. Insbesondere kommt als Flüssigkeitskühler ein Plattenwärmetauscher in Betracht, an dessen Kühlwände sich größere Eisschichten ausbilden können. Dieser Wärmetauscher läßt sich so dimensionieren, daß auch mit wachsender Eisschicht der Durchfluß nicht zum Erliegen kommt und das Wassereis erst nach einer vollen Charge (üblicherweise nach etwa 8 bis 9 Betriebsstunden) abgetaut zu werden braucht.

Das Abtauen kann durch Abschalten der Kühlmittelzufuhr herbeigeführt werden, wodurch sich der Wärmetauscher wieder regeneriert. Durch Kontrolle der Kühlmittelzufuhr kann auch ein vorzeitiges Vereisen verhindert werden. In diesem Fall läßt sich der Wärmetauscher bei Bedarf auch schon früher regenerieren.

Im Ergebnis übernimmt nach dem Vorschlag der Erfindung der Wärmetauscher bzw. der Flüssigkeitskühler eine Doppelfunktion, nämlich Abkühlung und Abscheidung.

Als wesentlicher Vorteil der Erfindung sind ein geringerer Konstruktions- und Bedienungsaufwand zu nennen. Außerdem besteht keine Infektionsgefahr mehr für das Bier, da dieses aufgrund der Abscheidung von Eis im Flüssigkeitskühler durchgehend von der Umwelt abgeschlossen verarbeitet wird. Außerdem kann der Betrieb aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung praktisch störungsfrei erfolgen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur der Zeichnung zeigt den wesentlichen Teil einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Eisbier.

Insbesondere zeigt die Figur die Übertragungsstrecke für Jungbier zwischen einem nicht dargestellten Gärtank und einem ebenfalls nicht dargestellten Lagertank, wobei in diese Übertragungsstrecke ein Flüssigkeitskühler 1 mit Wärmetauscherplatten geschaltet ist, die als Eisabscheider ausgebildet sind. Der Flüssigkeitskühler 1 weist einen Eingang 1a und einen Ausgang 1b auf. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Plattenwärmetauscher bietet der Flüssigkeitskühler 1 jedoch durch seine speziell ausgebildeten Wärmetauscherplatten die Möglichkeit einer Ausbildung von Eisschichten auf den Platten. Die Kühlung der Platten erfolgt beispielsweise entweder mittels NH&sub3;-Direktverdampfung oder mit Hilfe eines Kälteträgers.

Am stromaufwärtigen Ende der in der Figur gezeigten Übertragungsstrecke ist ein Absperrventil 7 in einer Zufuhrleitung 8 angeordnet. Auf das Absperrventil 7 folgt ein Mischventil 4, dessen Funktion nachfolgend ebenso erläutert wird, wie die Funktion einer Umwälzpumpe 6, die in der Zufuhrleitung 8 unmittelbar vor dem Einlaß 1a des Flüssigkeitskühlers 1 angeordnet ist.

An den Auslaß 1b des Flüssigkeitskühlers 1 ist eine Auslaßleitung 9 angeschlossen, und die Übertragungsstrecke endet mit einem weiteren Absperrventil 10, das in der Auslaßleitung 9 angeordnet ist. Zwischen dem Auslaß 1b und dem Absperrventil 10 ist ein Regelorgan bzw. ein elektrisch gesteuertes Ventil 5 in der Auslaßleitung 9 vorgesehen, und stromabwärts von dem Regelorgan 5 zweigt von der Auslaßleitung 9 eine Rückführleitung 3 ab, die über ein weiteres Ventil 11 mit dem Mischventil 4 verbunden ist. Zwischen dem Ausgang 1b des Flüssigkeitskühlers 1 und dem Regelorgan 5 ist eine Meßeinrichtung 2 in der Auslaßleitung 9 vorgesehen, die dazu bestimmt ist, den Alkoholgehalt und/oder die Stammwürze von in der Auslaßleitung 9 geführtem Jungbier zu erfassen und einen entsprechenden Ist-Wert bzw. entsprechende Ist-Werte auszugeben. Wie in der Figur strichliniert gezeigt, sind das Regelorgan 5, die Meßeinrichtung 2 und das Mischventil 4 in eine gemeinsame Regelstrecke mit einbezogen, die durch eine nicht dargestellte Ist-/Sollwert-Auswerteeinrichtung zum Erzeugen eines Regelsignals angeschlossen ist.

Die Funktion des Flüssigkeitskühlers 1 zusammen mit den vorstehend genannten Regelorganen ist wie folgt.

Jungbier wird nach Abschluß der Gärung aus dem Gärtank in den Flüssigkeitskühler 1 bei geöffnetem Absperrventil 7 und geöffnetem Mischventil 4 über die Einlaßleitung 8 eingespeist. Im Flüssigkeitskühler 1 erfolgt die Abkühlung des Biers bis zu seinem Gefrierpunkt, genauer auf eine Temperatur im Grenzbereich von flüssiger zu fester Phase. Durch die Abkühlung wird Wasser an den Platten des Flüssigkeitskühlers 1 abgeschieden, d. h. an diesen Platten wächst eine Eisschicht auf. Hierdurch wird erreicht, daß das Bier den Flüssigkeitskühler 1 völlig eisfrei verläßt. Vorteilhafterweise sind im Flüssigkeitskühler 1 Maßnahmen getroffen, um einen gleichmäßigen Eisansatz bzw. ein gleichmäßiges Eisabscheiden auf seinen Platten zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wird das Bier zwischen den Platten umgewälzt. Diese Umwälzung kann beispielsweise durch ein spezielles nicht dargestelltes Rührwerk erreicht werden.

Nach Verlassen des Flüssigkeitskühlers 1 wird der Alkoholgehalt und/oder die Stammwürze des Jungbiers durch die Meßeinrichtung 2 in der Auslaßleitung 9 gemessen. Selbstverständlich können auch andere Parameter des Biers an dieser Stelle durch eine geeignete Meßeinrichtung erfaßt und in die nachfolgend erläuterte Regelung einbezogen werden. In Abhängigkeit von dem durch die Meßeinrichtung 2 gemessenen Ist-Wert mit einem vorab festgelegten Soll-Wert wird der weitere Weg des Biers geregelt.

Erreicht der Ist-Wert den Soll-Wert, bleibt das Regelorgan 5 geöffnet und das Bier kann die Anlage über das offene Absperrventil 10 in Richtung auf den Lagertank ungehindert verlassen. Dort folgt dann in an sich bekannter Weise die Lagerung des Biers bei tiefer Temperatur ohne störende Eisbildung, da das Eis im Flüssigkeitskühler 1 bereits vollständig abgeschieden wurde.

Weicht hingegen der Ist-Wert vom Soll-Wert ab, drosselt das Regelorgan 5 den Durchfluß durch die Auslaßleitung 9, und das Bier wird vollständig oder teilweise in die Rückführleitung 3 geleitet und dem Flüssigkeitskühler 1 nach Durchsetzen des Mischventils 4 über die Einlaßleitung 8, und gegebenenfalls unter Einwirkung der Umwälzpumpe 6 erneut zugeleitet. Bevorzugt ist das Mischventil so angesteuert, daß im Zusammenwirken mit der Pumpe 6 ein konstanter Durchfluß gewährleistet wird. Dies kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch durch eine Strahlpumpe erreicht werden. Ferner kann das Mischventil 4 so betätigt sein, daß auch ein bestimmter Anteil von am Absperrventil 7 anliegendem Jungbier mit in den Flüssigkeitskühler 1 geleitet wird.

Nach Beendigung einer zweckmäßigen Arbeitszeit von typischerweise 7 bis 8 Stunden werden die Eisplatten abgetaut, beispielsweise indem die Kühlmittelzufuhr zum Flüssigkeitskühler 1 abgeschaltet wird. Das Tauwasser kann dann über einen nicht dargestellten Ablauf einer weiteren Verwendung zugeführt werden.

Während des Betriebs der Anlage wird die Dicke der Eisschichten auf den Platten des Flüssigkeitskühlers 1mittels spezieller Meßfühler gemessen. Sollte die Eisschicht vorzeitig zu stark werden, d. h. einen ordnungsgemäßen Betrieb behindern, kann ein vorzeitiges, bevorzugt automatisches Abschalten der Kühlmittelzufuhr erfolgen, wodurch das Eis abgetaut wird. Gleichzeitig wird auch die Bierzufuhr unterbrochen, um ein Vermischen von Bier und Wasser zu verhindern.

Bezugszeichenliste

1 Flüssigkeitskühler

1a Einlaß, Eingang

1b Auslaß, Ausgang

2 Meßeinrichtung

3 Rückführleitung

4 Mischventil

5 (Durchfluß-) Regelorgan, Ventil

6 Umwälzpumpe

7 Absperrventil

8 Zufuhrleitung, Einlaßleitung

9 Auslaßleitung

10 Absperrventil

11 Ventil.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung von Eisbier, mit den Schritten:

    Vergären von Würze unter Hefezusatz zu Jungbier, Stoppen der Vergärung bei Erreichen eines gewünschten Vergärungsgrads,

    Entfernen der Hefe aus dem Jungbier,

    Abkühlen des Jungbiers auf eine Temperatur im Grenzbereich von flüssiger zu fester Phase,

    Abscheiden von bei der Abkühlung entstandenen Wassereiskristallen aus dem Jungbier, und

    Lagern des eisfreien Jungbiers bei einer Temperatur im Grenzbereich von flüssiger zu fester Phase unter Kontrolle des Alkoholgehalts und Einhaltung einheitlicher Lagerbedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen des Jungbiers und das Abscheiden von Wassereis in einem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt erfolgt, bei dem Wassereis auf einen Abscheider aufgewachsen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Jungbier chargenweise dem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt zugeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Jungbier nach dem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt auf Alkoholgehalt und/oder Stammwürze untersucht wird, bevor es der Lagerung zugeführt wird, und daß mindestens ein Teil des untersuchten Jungbiers erneut dem gemeinsamen Abkühl- und Eisabscheidungsschritt zugeführt wird, wenn ein vorgegebener Sollwert bzw. vorgegebene Sollwerte für den Alkoholgehalt und/oder die Stammwürze nicht erreicht wird bzw. werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Abscheider aufgewachsene Wassereis bei Erreichen einer vorbestimmten Dicke bzw. Stärke abgetaut wird.
  5. 5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen in eine Übertragungsstrecke zwischen einen Gärtank und einen Lagertank geschalteten Flüssigkeitskühler (1) mit Wärmetauscherplatten, die als Eisabscheider ausgebildet sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Umwälzen des Jungbiers zwischen den Wärmetauscherplatten des Flüssigkeitskühlers (1).
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Meßfühler zur Erfassung der Eisschichtdicke auf den Abscheiderplatten.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine am Auslaß (1b) des Flüssigkeitskühlers (1) angeordnete Meßeinrichtung (2) zum Erfassen des Alkoholgehalts und/oder der Stammwürze des Jungbiers und zur Abgabe entsprechender Ist-Werte, ein dem Auslaß (1b) des Flüssigkeitskühlers (1) nachgeschaltetes Durchfluß-Regelorgan (5), eine von diesem Regelorgan (5) abgezweigte Rückführleitung (3), die mit dem Einlaß (1a) des Flüssigkeitskühlers (1) verbunden ist, und eine Ist-/Sollwert-Auswerteeinrichtung zum Erzeugen eines Regelsignals bei Vorliegen einer Differenz zwischen Ist- und Sollwerten zum Regeln des Durchsatzes des Jungbiers zum Lagertank bzw. in die Rückführleitung (3).
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (3) über ein Mischventil (4) mit dem Einlaß (1a) des Flüssigkeitskühlers (1) verbunden ist, und daß das Mischventil (4) in die Ist-/Sollwertregelung mit einbezogen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitskühler (1) die Abscheiderplatten mittels NH&sub3;-Direktverdampfung bzw. mit Hilfe eines Kälteträgers kühlt.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitskühler (1) unmittelbar vor seinem Einlaß (1a) eine Umwälzpumpe (6) zugeordnet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Interesse eines stetigen Durchflusses dem Flüssigkeitskühler (1) eine Strahlpumpe zugeordnet ist.






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