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Dokumentenidentifikation DE202007011390U1 20.12.2007
Titel Anlage zur Herstellung von Bier oder Braumalz
Anmelder Huppmann AG, 97318 Kitzingen, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Böck - Tappe - v.d. Steinen - Weigand, 97080 Würzburg
DE-Aktenzeichen 202007011390
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 20.12.2007
Registration date 15.11.2007
Application date from patent application 14.08.2007
IPC-Hauptklasse C12C 13/00(2006.01)A, F, I, 20070814, B, H, DE
IPC-Nebenklasse C12C 1/16(2006.01)A, L, I, 20070814, B, H, DE   B01D 53/72(2006.01)A, L, I, 20070814, B, H, DE   B01D 53/74(2006.01)A, L, I, 20070814, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Bier oder Braumalz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Bier- bzw. Braumalzherstellung entstehen im Rahmen des Herstellungsprozesses gasförmige Emissionen, die über geeignete Ableitungseinrichtungen, beispielsweise Abgasrohre, in die Umgebungsatmosphäre abgeleitet werden müssen. Das gleiche Problem stellt sich auch bei der Herstellung des Braumalzes. Beim Keimen der geweichten Braugerste werden große Mengen Luft durchgeblasen, die anschließend mit einem gurkenartigen Aroma belastet sind. Auch beim Trocknen (Darren) der Braugerste und beim Rösten der Gerste zu Malz entstehen unerwünschte Aromakomponenten.

Diese gasförmigen Emissionen, die nachfolgend auch als Abgase bezeichnet werden, enthalten vielfach geruchsintensive Bestandteile, die als Belästigung der Umgebung empfunden werden. Vielfach sind deshalb gesetzliche Grenzwerte vorgeschrieben, die hinsichtlich der in die Atmosphäre abgeleiteten gasförmigen Emissionen nicht überschritten werden dürfen. Unter gasförmigen Emissionen im Sinne der Erfindung sollen alle Arten von strömbaren, nichtflüssigen Fluiden, insbesondere Gase und auch dampfförmige Erscheinungsformen von Emissionen, verstanden werden.

Um das Problem der Geruchsbelästigung durch gasförmige Emissionen aus der Anlage zur Herstellung von Bier oder Braunmalz abmildern zu können, sind aus dem Stand der Technik Nachbehandlungsmethoden bekannt, bei denen der Abgasstrom aus der Brauereianlage vor dem Ableiten in die Atmosphäre in einer Brennkammer stark erhitzt wird. Durch dieses Verbrennen der gasförmigen Emissionen werden die im Abgasstrom enthaltenen organischen Kohlenstoffverbindungen vollständig beseitigt. Nachteilig an der Verbrennung des Abgasstroms in einer Brennkammer sind jedoch der hohe gerätetechnische Aufwand und die hohen Kosten für die Installation und den Betrieb der Verbrennungsanlage.

Weiter ist es zur Reduzierung des Abgasvolumenstroms bekannt, Kondensatoren in die Abgasleitung einzubauen. Durch die Kondensation der gasförmigen Emissionen kann das Volumen des in die Umgebung abgegebenen Abgases und die damit verbundene Geruchsemission deutlich reduziert werden. Nachteilig an der Kondensation ist wiederum der hohe gerätetechnische Aufwand. Außerdem ist die erreichbare Reduzierung der Geruchsbelastung beschränkt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zur Herstellung von Bier oder Braunmalz vorzuschlagen, bei der die Belastung der Umgebungsatmosphäre durch die abgelassenen gasförmigen Emissionen mit möglichst einfachen Mitteln deutlich reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Anlage gemäß der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Kerngedanke der Erfindung ist es, dass die Geruchsbelastung nicht durch Kondensation bzw. durch physikalische Umwandlung (Verbrennung) des Abgasstroms reduziert wird, sondern dass stattdessen eine chemische Reaktion provoziert wird, durch die unerwünschte Bestandteile im Abgas umgewandelt werden. Erfindungsgemäß wird dazu ein Oxidationsmittel eingesetzt und mit den gasförmigen Emissionen in Kontakt gebracht, um eine oxidative chemische Reaktion in Gang zu setzen. Nach einer ersten Variante wird das Oxidationsmittel dazu vor der Ableitung der Abgase in die Umgebungsatmosphäre dem Abgasstrom von außen zugeführt und mit den unbehandelten Emissionen vermischt. Nach einer zweiten Variante der Erfindung kann das Oxidationsmittel auch durch entsprechend geeignete Erzeugereinrichtungen in der Abgasströmung direkt erzeugt werden, beispielsweise durch Umwandlung des im Abgasstrom enthaltenen Luftsauerstoffs mit einem Ionisator. Durch chemische Reaktion des Oxidationsmittels mit Bestandteilen des Abgasstroms, insbesondere mit Kohlenwasserstoffmolekülen, können insbesondere unerwünschte Geruchsbelästigungen signifikant reduziert werden. Durch geeignete Oxidation können Kohlenwasserstoffmoleküle in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt werden, was auch als kalte Verbrennung bezeichnet wird.

Welche Art von Oxidationsmittel verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass ein gasförmiges Oxidationsmittel verwendet wird, da ein gasförmiges Oxidationsmittel in gasförmigen Emissionen besonders fein verteilt beigemischt werden kann.

Um der erwünschten Oxidationsreaktion ausreichend Gelegenheit zu geben, die unerwünschten Bestandteile im Abgasstrom geeignet umzuwandeln, sollte zwischen der Zugabe des Oxidationsmittels und dem Ablassen in die Umgebungsatmosphäre, beispielsweise am Ende eines Abgasrohrs, eine ausreichend lange Reaktionsströmungsstrecke vorgesehen sein. Während das Gemisch aus Oxidationsmittel und Abgas entlang der Reaktionsströmungsstrecke strömt, steht dann eine ausreichend lange Reaktionszeit zur Verfügung, um die erwünschte chemische Umwandlung zu erreichen.

Welche Art von gasförmigen Oxidationsmitteln eingesetzt wird, ist wiederum grundsätzlich beliebig. Besonders kostengünstig herstellbar und hochwirksam ist ionisierte Luft. Durch geeignete elektrostatische Aufladung der in der Luft vorhandenen Sauerstoffmoleküle können positiv bzw. negativ geladene Sauerstoffionen erzeugt werden. Diese geladenen Sauerstoffionen haben die starke chemische Neigung, andere organische oder anorganische Substanzen schnell zu oxidieren und entsprechend chemisch umzuwandeln. Bei geeigneter Bauart des Ionisators zur Ionisation des Luftsauerstoffs kann die Entwicklung von Ozon dabei weitgehend ausgeschlossen werden. Durch das hohe Oxidationspotential der geladenen Sauerstoffionen können sogar im Abgasstrom enthaltene Mikroorganismen, beispielsweise Bakterien, eliminiert werden.

Zur Erzeugung eines ausreichenden Überschusses von positiven und negativen Sauerstoffionen kann ein Ionisator eingesetzt werden, der aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt ist. Mit einem solchen Ionisator kann die Luft elektrostatisch aufgeladen werden und damit der in der Luft enthaltene Luftsauerstoff ionisiert werden. Üblicherweise wird dazu im Ionisator ein Anodennetz oder ein Katodennetz vorgesehen, über das die Luft geleitet wird.

Nach einer ersten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass der Ionisator selbst außerhalb des Abgasstroms angeordnet ist und die im Ionisator erzeugte ionisierte Luft durch eine geeignete Zuführeinrichtung in den Abgasstrom eingeleitet wird. Alternativ dazu ist es auch denkbar, den Ionisator selbst im Abgasstrom anzuordnen und dadurch die ionisierte Luft im Abgasstrom direkt zu erzeugen.

Besonders effektiv kann die Ionisation der Luft durchgeführt werden, wenn eine Nennspannung von 1 bis 10 Kilo-Volt bei einer Reaktionszeit von 0,1 bis 20 Sekunden durchgeführt wird.

Welche Art von Emissionen aus einer Brauerei- bzw. Mälzereianlage mit dem Verfahren umgewandelt werden, ist grundsätzlich beliebig. Von größter Bedeutung ist die Nachbehandlung von Emissionen aus dem Sudhaus, insbesondere die Nachbehandlung von Abgasen, die beim Kochen der Bierwürze entstehen. Diese Emissionen weisen ein hohes Geruchsbelästigungspotential auf und werden deshalb insbesondere in eng bebauten Gebieten heute nicht mehr toleriert.

Besondere Bedeutung hat die Nachbehandlung der bei der Bierwürzekochung entstehenden Emissionen unmittelbar vor und bei Kochbeginn der Bierwürzekochung. Denn aufgrund anderer technischer Notwendigkeiten ist es unmittelbar vor und bei Kochbeginn üblicherweise notwendig, den gesamten Abgasvolumenstrom ohne Nachbehandlung in die Umgebung abzuleiten, so dass kurzzeitig eine sehr hohe Geruchsbelastung auftreten kann.

Zur Durchführung des Verfahrens muss in der Anlage ein Nachbehandlungsmodul vorgesehen sein, in dem die gasförmigen Emissionen vor der Ableitung zur Reduzierung der Geruchsbelästigung nachbehandelt werden. Erfindungsgemäß ist deshalb in der neuen Brauerei- bzw. Mälzereianlage vorgesehen, dass das Nachbehandlungsmodul entweder eine Zumischeinrichtung zur Zuführung eines Oxidationsmittels in die gasförmigen Emissionen oder alternativ dazu eine Erzeugereinrichtung zur Erzeugung eines Oxidationsmittels in den gasförmigen Emissionen aufweist.

Die konstruktive Ausbildung des Nachbehandlungsmoduls, mit dem das Oxidationsmittel zugeführt bzw. erzeugt wird, ist grundsätzlich beliebig. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist im Nachbehandlungsmodul eine Mischkammer vorgesehen, durch die die gasförmigen Emissionen geleitet werden. Weiter sind in der Mischkammer mehrere Injektoren vorhanden, mit denen das Oxidationsmittel in den Strom der gasförmigen Emissionen injiziert und auf diese Weise eingemischt werden kann.

Besonders preisgünstig und einfach kann die Mischkammer dadurch gebildet werden, dass ein Rohrabschnitt als Außenwandung der Mischkammer dient. Beispielsweise kann ein Rohrabschnitt eines Abgasrohrs dazu Verwendung finden, um als Mischkammer zu dienen. Der an die Mischkammer anschließende Teil des Abgasrohrs kann dann als Reaktionsströmungsstrecke dienen, entlang der das Oxidationsmittel mit den unerwünschten Bestandteilen des Abgasstroms reagiert.

Für die konstruktive Ausbildung des Injektors ist eine Vielzahl von Ausführungsformen denkbar. Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Injektor als zentrale Injektionsstelle ausgebildet.

Weiterhin kann der Injektor auch als Rohrlanze ausgebildet sein, die an ihrer in die Mischkammer reichenden Seite zumindest eine Austrittsöffnung für das Oxidationsmittel aufweist. Die Austrittsöffnung kann dabei am axialen Ende der Rohrlanze und/oder am Umfang der Rohrlanze angeordnet sein. Insbesondere kann am Umfang der Rohrlanze auch eine Vielzahl von Austrittsöffnungen vorgesehen sein, um einen größeren Austrittsquerschnitt zu realisieren.

Weiterhin kann nach einer alternativen Ausführungsform der Injektor auch als Ringdüse ausgebildet sein.

An welcher Stelle das Nachbehandlungsmodul in der Mälzerei oder Brauereianlage angeordnet ist, ist grundsätzlich beliebig. Besonders große Bedeutung hat das erfindungsgemäße Nachbehandlungsmodul bei der Nachbehandlung von Sudhausemissionen, so dass es besonders vorteilhaft ist, das Nachbehandlungsmodul, insbesondere die Mischkammer des Nachbehandlungsmoduls, in eine Abgasleitung des Sudhausgefäßes anzuordnen. Auf diese Weise können insbesondere Emissionen der Maischepfanne und/oder der Würzepfanne und/oder des Whirlpools nachbehandelt und damit neutralisiert werden.

Weiterhin ist es auch von Vorteil, wenn in den Belüftungsleitungen und/oder den Entlüftungsleitungen eines Pufferbehälters oder eines Reinigungsbehälters ein Nachbehandlungsmodul vorgesehen ist, um Geruchsbelästigungen beim Austritt von geruchsintensiven Bestandteilen aus diesen Behältern zu vermindern bzw. gänzlich auszuschließen.

Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Brauereianlage eine Sammelleitung aufweist, mit der verschiedene Abgasströme der Brauereianlage, insbesondere alle Abgasströme des Sudhauses der Brauereianlage, zentral gesammelt werden. Durch Anordnung eines erfindungsgemäßen Nachbehandlungsmoduls in einer solchen Sammelleitung können somit in einfacher Weise die gasförmigen Emissionen zentral nachbehandelt und damit neutralisiert werden.

Vorteilhaft ist es, wenn die Sammelleitung in der Art einer Pendelleitung ausgebildet ist, in der Abgasströme aus mehreren Behältern gesammelt und zwischen den Behältern verschoben werden können. Die Pendelleitung kann beispielsweise alle Sudgefäße verbinden. Damit wird die an die Umgebung abgegebene Mischluft (Luft und geruchsintensive Komponenten aus dem Prozess) minimiert, da bei Umpumpvorgängen im Brauprozess immer gleichzeitig ein Gefäß entleert wird, wenn ein anderes befüllt wird. Dies ist vor allem beim Ausschlagen, d.h. beim Umpumpen der gekochten Bierwürze von der Würzepfanne in den Whirlpool, von Bedeutung.

Das Nachbehandlungsmodul zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Brauereianlage kann auch als selbstständiges Bauteil hergestellt und vertrieben werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.

Es zeigen:

1 ein Abgasrohr einer Brauereianlage mit Nachbehandlungsmodul in schematisierter perspektivischer Ansicht;

2 eine Brauereianlage mit Nachbehandlungsmodul in schematisierter Ansicht.

In 1 ist ein Rohrabschnitt 01 eines Abgasrohrs 02 schematisch dargestellt. Durch das Abgasrohr 02 werden gasförmige Emissionen aus einer Brauereianlage (siehe 2), beispielsweise Würzebrüden, nach oben abgeleitet, um sie am nicht dargestellten Ende des Abgasrohrs 02 in die Außenatmosphäre abzulassen.

Die unbehandelten Emissionen 03 strömen dabei von unten in den Rohrabschnitt 01 und verlassen den Rohrabschnitt 01 als nachbehandelte Emissionen 04. Zur Nachbehandlung der unbehandelten Emissionen 03 sind im Rohrabschnitt 01 drei Injektoren 05, 06 und 07 vorgesehen, die jeweils als Rohrlanzen ausgebildet sind. In einem in 1 nicht dargestellten Ionisator wird Luft ionisiert und die auf diese Weise ionisierte Luft 08 in den Rohrabschnitt 01 eingeleitet. Der Rohrabschnitt 01 mit den Injektoren 05, 06 und 07 dient somit als Mischkammer, in der die ionisierte Luft, die als Oxidationsmittel dient, mit den unbehandelten Emissionen 03 vermischt wird.

Jeder Injektor 05, 06 und 07 weist an seinem axialen Ende eine große Austrittsöffnung 09 auf. Außerdem sind am Umfang der Injektoren 05 weitere kleinere Austrittsöffnungen 10 vorgesehen. Die an den Austrittsöffnungen 09 und 10 austretende ionisierte Luft 08 vermischt sich mit der nach oben gerichteten Strömung der unbehandelten Emissionen 03, so dass aufgrund der in der ionisierten Luft 08 enthaltenen Sauerstoffionen eine Oxidationsreaktion in Gang kommt, durch die in den unbehandelten Emissionen 03 enthaltene Bestandteile, insbesondere Kohlenwasserstoffmoleküle, zumindest teilweise chemisch umgewandelt werden.

Auf diese Weise wird die von den nachbehandelten Emissionen 04 ausgehende Geruchsbelästigung erheblich reduziert bzw. gänzlich eliminiert.

In 2 ist eine Brauereianlage 11 mit dem Abgasrohr 02 schematisch dargestellt. Durch das Abgasrohr 02 werden gasförmige Emissionen aus mehreren Behältern 12 bis 18 der Brauereianlage 11 gesammelt und nach oben abgeleitet. Das Abgasrohr 02 ist in der Art einer Pendelleitung ausgebildet. Damit wird die an die Umgebung abgegebene Mischluft (Luft und geruchsintensive Komponenten aus dem Prozess) minimiert, da bei Umpumpvorgängen im Brauprozess vielfach gleichzeitig eines der Gefäße 12 bis 18 entleert wird, wenn ein anderes befüllt wird. Dadurch wird das Abgas zwischen den Behältern verschoben und die Menge der abzugebenden Mischluft, die durch Ionisierung nachbehandelt werden muss, minimiert.


Anspruch[de]
Anlage (11) zur Herstellung von Bier oder Braumalz mit zumindest einem Anlagenteil, in dem gasförmige Emissionen (03) entstehen, die zumindest teilweise in die Umgebungsatmosphäre abgeleitet werden, wobei zumindest ein Nachbehandlungsmodul (01, 05, 06, 07) vorhanden ist, in dem die gasförmigen Emissionen vor der Ableitung in die Umgebungsatmosphäre nachbehandelt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbehandlungsmodul (01, 05, 06, 07) eine Zumischeinrichtung (05, 06, 07) zur Zuführung eines Oxidationsmittels (08) in die gasförmigen Emissionen (03) oder eine Erzeugereinrichtung zur Erzeugung eines Oxidationsmittels in den gasförmigen Emissionen aufweist. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbehandlungsmodul (01, 05, 06, 07) eine Mischkammer (01) aufweist, durch die die gasförmigen Emissionen durchgeleitet werden, wobei das Oxidationsmittel (08) mit einem oder mehreren Injektoren (05, 06, 07) in die Mischkammer (01) eingeleitet wird. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer von einem insbesondere runden oder rechteckförmigen Rohrabschnitt (01) gebildet wird. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer als statischer Mischer mit einer zentralen Injektionsstelle ausgebildet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Injektor (01, 05, 06, 07) als Rohrlanze ausgebildet ist, die an ihrer in die Mischkammer reichenden Seite zumindest eine Austrittsöffnung (09, 10) für das Oxidationsmittel (08) aufweist. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Austrittsöffnung (09) für das Oxidationsmittel (08) am axialen Ende der Rohrlanze (05, 06, 07) angeordnet ist. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Austrittsöffnung (10), insbesondere eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (10), am Umfang der Rohrlanze (05, 06, 07) angeordnet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Injektor als Ringdüse ausgebildet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbehandlungsmodul (01, 05, 06, 07), insbesondere die Mischkammer (01), in einer Abgasleitung eines Sudhausgefäßes, insbesondere einer Maischepfanne und/oder einer Würzepfanne und/oder eines Whirlpools, angeordnet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbehandlungsmodul (01, 05, 06, 07), insbesondere die Mischkammer (01), in einer Abgasleitung einer Mälzerei angeordnet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbehandlungsmodul, insbesondere die Mischkammer, in einer Belüftungsleitung oder Entlüftungsleitung eines Pufferbehälters oder Reinigungsbehälters angeordnet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachbehandlungsmodul, insbesondere die Mischkammer (01), in einer Sammelleitung (02) angeordnet ist, wobei in der Sammelleitung (02) verschiedene Abgasströme der Anlage (11), insbesondere alle Abgasströme aus den Gefäßen (1218) des Sudhauses der Anlage (11), gesammelt werden. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelleitung (02) in der Art einer Pendelleitung ausgebildet ist, in der Abgasströme aus mehreren Behältern (1218) gesammelt und zwischen den Behältern (1218) verschoben werden können. Nachbehandlungsmodul (01, 05, 06, 07) mit einer Zumischeinrichtung (05, 06, 07) zur Zuführung eines Oxidationsmittels (08) in gasförmige Emissionen (03) oder mit einer Erzeugungseinrichtung zur Herstellung eines Oxidationsmittels in gasförmigen Emissionen zur Verwendung in einer Anlage (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.






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