<Desc/Clms Page number 1>
Gärtank für die Biererzeugung
Die Erfindung betrifft einen verbesserten Gärtank für die Erzeugung von Bier.
Bei der Biererzeugung wird bekanntlich während der Hauptgärperiode ein schwerer Schaum gebildet, der ein äusserst bitteres Sediment enthält. In manchen Fällen wird dieser Schaum von Hand aus abgenommen, damit er nicht zerfällt, sich mit dem Bier nicht mischt und diesem dadurch einen herben bitteren Geschmack verleiht. In geschlossenen Gärtanks, wo das Abschöpfen des Schaumes von Hand aus nicht möglich ist, sind geeignete Kammern vorgesehen, in denen der Schaum aufgefangen und filtriert wird, worauf das Filtrat in den Gärtank, in dem sich der Schaum ursprünglich bildete, zurückgeführt wird.
In der Praxis ist ein derartiger Gärtank normalerweise aus Beton oder einem andern verhältnismässig schweren Material hergestellt, mit einer verhältnismässig grossen, sich nach oben erstreckenden Schaumkammer darauf zum Auffangen und Filtrieren des Schaumes, wobei das Filtrat unter Wirkung der Schwerkraft in den Gärtank zurückfliessen gelassen wird. Das Filtrat ist dann weitgehend oder praktisch frei von herbem bitterem Sediment. Um ein Abfliessen des fertigen Bieres aus dem Gärtank unter Wirkung der Schwerkraft zu ermöglichen, sind diese Gärtanks gewöhn- lich in einem erhöhten Geschoss der Brauerei untergebracht. Sind sie noch mit einer sich nach oben erstreckenden Schaumkammer ausgestattet, beträgt ihre Höhe meist zwei Stockwerke.
Solche Gärtanks sind in der Brauerei auf Dauer eingebaut, neigen jedoch zur Rissbildung, wodurch wiederum ein Reissen des spröden Auskleidungsmaterials des Gärtanks bewirkt wird. Sie sind teuer und bereiten vielerlei Schwierigkeiten bei der Installierung und Instandhaltung.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits ein Gärtank in Form eines horizontal angeordneten Kegelstumpfes vorgeschlagen, welcher durch eine in seinem Inneren nahe seinem geräumigeren Ende angeordnete Trennwand in zwei nur im oberen Teil kommunizierende Räume unterteilt ist, wobei der grössere Raum die gärende Flüssigkeit enthält und der bei der Gärung entwickelte Schaum über die Trenn- wand in den zweiten, als Schaumkammer dienenden Raum übertreten soll. Ein derartiger Gärtank benötigt weniger Raum als die eingangs erwähnte Anordnung, er kann in einem einzelnen Stockwerk des Brauereigebäudes untergebracht werden und braucht nicht fix eingebaut zu sein. Die Schaumabtrennung und damit die gewünschte Entfernung des herben bitteren Sedimentes ist jedoch bei diesem Gärtank keine vollkommene.
Es ist nicht zu vermeiden, dass ein Grossteil des senkrecht aufsteigenden Schaumes ohne über die obere Kante der Trennwand überzuquellen, in die gärende Flüssigkeit zurücksinkt. Ist die Trennwand aber nicht hoch genug, besteht anderseits die Gefahr, dass ein Teil der sich bei der Gärung ausdehnenden Flüssigkeit mitsamt dem Schaum über die Trennwand überfliesst.
Die Erfindung ermöglicht demgegenüber eine wesentlich vollständigere und wirkungsvollere Abtrennung des Schaumes von der gärenden Würze bzw. dem Bier. Durch die besondere Konstruktion des erfindungsgemässen Gärtanks wird zwangsläufig eine gleichmässige Fortbewegung des Schaumes gegen die Schaumkammer zu bewirkt und gleichzeitig automatisch vermieden, dass das Bier trotz der durch den, Gärungsprozess bedingten Volumvergrö- sserung in die Schaumkammer hinübergespült wird.
Diese und andere Vorteile werden dadurch erreicht, dass der Gärtank, welcher durch eine im Tank angeordnete Trennwand in zwei nur im oberen Teil kommunizierende Räume (Gärkammer und Schaumkammer) unterteilt ist, gemäss der Erfindung eine gegen die Horizontale geneigte Decke aufweist und dass sich von der unterhalb derselben verlaufenden oberen Kante der Trennwand eine gegen die Horizontale geneigte Platte rampenartig nach unten in die Gärkammer erstreckt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind der in den Zeichnungen dargestellen beispielsweisen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Gärtanks zu entnehmen.
In den Figuren der Zeichnung, in denen gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, bedeuten Fig. 1 eine schematische Ansicht auf einen Gärtank gemäss
<Desc/Clms Page number 2>
der Erfindung ; Fig. 2 eine schematische Seitenansicht desselben Behälters, welche die höher gelegene Seitenwand zeigt ; Fig. 3 ein senkrechter Schnitt gemäss der Linie 3-3 der Fig. I unter Darstellung der massgeblichen Konstruktion ; Fig. 4 eine Vorderansicht des eigentlichen Gärtanks und Fig. 5 eine Seitenansicht dieses Tanks, welche die tiefer gelegene Seitenwand zeigt.
Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Gärtank 1 mit einer verhältnismässig grossen Bierkammer 2 von abgestumpfter, rechteckiger Form, einer Schaumkammer 3 von dreieckiger Form und einer kurzen, dazwischenliegenden, bodenlosen, inaktiven Kammer oder Zone 4 von trapezoider Form. In der Praxis besitzt der Tank 1 eine Kapazität von 636 hl und ist ungefähr 6, 40 m lang, 3, 65 m breit und 2, 43 m hoch. Die Kapazität und Gesamtdimensionen können jedoch variiert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Der Gärtank 1 besitzt zwei gegenüberliegende verhältnismässig lange Seitenwände 5 und 6 und zwei verhältnismässig kurze Seitenwände 7 und 8, zwecks leichterer Reinigung sind alle Ecken abgerundet. Die Wände aus rostfreiem Stahl sind zur Verstärkung mit vertikalen und horizontalen Rippen 9 bzw. 10 versehen. Die Seitenwand 5 ist höher als die Seitenv :. md 6 angeordnet und die Stirnwand 7 ist höher als die Rückwand 8. Der Tank ist mit einem Boden 11 ausgestattet, welcher leicht abwärts gegen den Auslass 12 zu geneigt ist. Der höchste Punkt 13 des Bodens 11 befindet sich diagonal gegenüber dem tiefsten Punkt bzw. dem Auslass 12. Der Tank ist mit einer schrägen Decke 14 versehen, deren tiefster Punkt 15 diagonal gegenüber ihrem höchsten Punkt 16 bei der Schaumkammer 3 liegt.
In dem Tank 1 ist eine Scheidewand 17 vorgesehen, welche sich unter einem Winkel zwischen den beiden aneinanderstossenden Seitenwänden 5 und 7 erstreckt und so in einer Ecke des Gärtanks die Schaumkammer 3 bildet. Alle Ecken der Schaumkammer 3 sind aus sanitären und Gründen der Reinhaltung abgerundet. Die Bodenkante 18 der Scheidewand 17 ist am Tankboden 11 befestigt, z. B. angeschweisst, so dass im unteren Teil des Tankes keine Kommunikation zwischen Gärraum und Schaumkammer besteht.
Die Scheidewand 17 erstreckt sich senkrecht nach oben, wobei ihre obere Kante 19 unterhalb der Decke 14, aber im wesentlichen in einer horizontalen Ebene in der Höhe des tiefsten Punktes 15 der Decke 14 verläuft. Vorzugsweise befindet sich die obere Kante 19 der Scheidewand 17 etwa 10 cm unter der Decke 14, wobei der Zwischenraum vollständig mit Schaum ausgefüllt ist. Die Scheidewand 17 bildet zusammen mit den angrenzenden Endteilen der Seitenwände 5 und 7 die Schaumkammer 3 von Dreiecksquerschnitt. Die Schaumkammer 3 ist in ihrem unteren Teil, vorzugsweise im Tankboden 11 mit einem Auslass 20 versehen. Sie besitzt weiters eine Einsteigöffnung für Reinigungszwecke.
Die Scheidewand 17 unterteilt den Tank 1 in die verhältnismässig kleine Schaumkammer 3 an seiner einen Ecke und in eine verhältnismässig grosse Bierkammer 2. Diese ist mit zwei zum Einfüllen oder als Auslässe verwendbaren Anschlüssen 22 in geeigneter Lage, vorzugsweise im unteren Teil der Stirnwand 7 etwa 20 cm über deren Bodenkante versehen. Die Anschlüsse 22 befinden sich direkt über dem Auslass 12 am untersten Punkt des schrägen Bodens 11. Zwischen der Scheidewand 17 und einer verhältnismässig kurzen zweiten Scheidewand 23, welche parallel zur ersteren in einem Abstand von etwa 0, 60 m angeordnet und an den gleichen Seitenwänden 5 und 7 wie diese angebracht ist, ist die niedrige Zwischenkammer 4 ausgebildet.
Die untere Kante 24 der kurzen Scheidewand 23 verläuft oberhalb des Tankbodens 11 und ihre obere Kante 25 liegt vorzugsweise etwa 5 cm tiefer als die obere Kante 19 der ersten Scheidewand 17. Zwischen den beiden oberen Kanten 19 und 25 der Scheidewände 17 bzw. 23 ist ein schräges Sieb 26 befestigt, welches aus rostfreiem Stahl hergestellt ist und zwecks leichterer Entfernung und Reinigung vorzugsweise aus drei Teilen besteht. Das Sieb 26 besitzt eine Neigung von etwa 5 cm auf 0, 60 m. Vorzugsweise erstreckt sich die zweite Scheidewand 23 etwa 0, 60 m in die Bierkammer 2 hinab und schafft dadurch eine inaktive Zone 4 zwischen den Scheidewänden 17 und 23.
Im Betrieb wird die gärende Würze durch die Anschlüsse 22 in den Tank 1 eingeleitet, bis die Bierkammer 2 bis zur oberen Kante 25 der zweiten, niedrigeren Scheidewand 23 gefüllt ist, so dass der Flüssigkeitsspiegel sich etwa 2, 5 cm unter dem tiefsten Punkt der Decke 14 befindet. Dann wird der Zufluss der Würze unterbrochen. Während der Gärung bildet sich Schaum an der Oberfläche der Würze und das Volumen des Bieres vergrössert sich, wodurch der Raum 27 zwischen Würze-Oberfläche und Decke 14 verkleinert wird. Die Höhe der Scheidewand 17 ist so bemessen, dass die Würze bei ihrem höchsten Stand nicht über deren obere Kante 19 überfliesst. Der tiefste Punkt 15 der Decke 14 wird durch die Würze im Zustand ihrer stärksten Ausdehnung gerade berührt.
Im Verlaufe der Bildung von Schaum auf der inzwischen zu Bier vergorenen Würze und seiner Volumszunahme während der Gärung verringert sich der Raum 27 zwischen der Bieroberfläche und der Decke 14 und der Schaum wird durch die Neigung der Decke 14 gegen das schräge Sieb 26 und an dessen geneigter Oberfläche empor zu der oberen Kante der Scheidewand 17 gedrängt und gepresst. Alles vom Schaum mitgeführte Bier und ein kleiner Teil
<Desc/Clms Page number 3>
des Schaumes selbst sinkt durch das Sieb 26 und fliesst hierauf in die Kammer ohne Boden (die inaktive Zone) 4 zu der Hauptmenge des Bieres. Der grössere Teil des Schaumes erreicht gegebenenfalls die obere Kante 19 der Scheidewand 17 und quillt langsam in die Schaumkammer 3 hinüber, wo er allmählich zu einer Flüssigkeit zusammenfällt und durch den Auslass 20 entfernt wird.
Die zweite Scheidewand 23 stützt nicht nur die tiefere Kante des Siebes 26 ab, sondern reicht noch ungefähr
0, 60 m in das Bier hinab, wodurch die Schaummenge auf der Oberfläche des Bieres, das sich unterhalb des Siebes befindet, verringert wird.
Man kann annehmen, dass die zweite Scheidewand 23 einen toten Raum oder eine inaktive Zone 4 zwischen sich und der ersten Scheidewand 17 erzeugt, indem sie verhindert, dass die im gärenden Bier entstehenden normalen Konvektionsströme die Zone 4 erreichen. Daher bildet sich nur wenig oder gar kein Schaum in der inaktiven Zone 4 unterhalb des Siebes 26.
Die zweite Scheidewand 23 verhindert auch, dass Schaum unter das Sieb 26 getrieben wird und unterstützt die Führung des Schaumes über das Sieb 26.
Die Schaumkammer 3 dient auch als Sammelstelle für die Gärgase, die durch den Gasauslass 28 aus dem Gärtank entfernt werden und in der Brauerei für verschiedene Zwecke verwendet werden können. Der Gärtank 1 ist mit einer Einstiegöffnung 29 in der Stirnwand 7 versehen, so dass das Innere des Tanks 1, insbesondere die schräge Decke 14, gereinigt werden kann. Wenn gewünscht, kann der obere Teil der Scheidewand 17 mit einem in senkrechter Richtung verschiebbaren Streifen oder Wehr (nicht dargestellt) versehen sein, um die Höhe der oberen Kante 19 der Scheidewand 17 einzustellen, bis der Tank unter einer Reihe bestimmter Bedingungen, die sich dann im Betrieb ständig wiederholen, richtig funktioniert, so dass später keine weitere Einstellung mehr nötig ist.
Bei einem Gärtank der oben angegebenen Kapazität und Abmessungen ist es wichtig, dass die obere Kante 19 der ersten Scheidewand 17 ungefähr 5 cm über dem Niveau der oberen Kante 25 der zweiten Scheidewand 23 und ungefähr 2, 5 cm über dem tiefsten Punkt 15 der Decke 14 liegt. Wichtig ist auch, dass der Abstand von der Decke 14 zur oberen Kante 19 der ersten Scheidewand 17 ungefähr 10 cm beträgt, so dass die Neigung der Decke 14 etwa 12, 7 cm auf 5, 48 bis 6, 09 m beträgt. Für diese Abstände von 5 und 12, 7 cm sind Abweichungen, von nur etwa 1, 3 cm nach oben oder unten zulässig, sie müssen jedoch geändert werden, wenn die Kapazität und die Gesamtabmessungen des Tanks wesentlich abgeändert sind. Auch die Neigung von 5 cm des schrägen Siebes 26 ist innerhalb gewisser Grenzen kritisch.
Der Abstand zwischen der Bieroberfläche und der schrägen Decke 14 darf nicht so gross sein. dass der Schaum infolge seines Eigengewichtes zusammenfällt und in die gärende Flüssigkeit in der Bierkammer 2 zurücksinkt, ohne in Kon- tak ; t mit der Decke 14 zu gelangen, da der Schaum beim Zerbersten an der Decke 14 auf dieser herbes bitteres Sediment ablagert, das sonst im Bier verbleiben würde. Der Abstand zwischen der Bieroberfläche und der schrägen Decke 14 darf aber auch nicht so klein sein, dass das sich bei der Gärung ausdehnende Bier mit der Decke direkt in Berührung kommt und dabei denjenigen Bereich derselben verringert, auf dem sich Schaum und mit ihm unerwünschtes Sediment niederschlagen kann. Der Schaum bewegt sich dann mitsamt dem übrigbleibenden Sediment an dem geneigten Sieb 26 hinauf und fällt in die Schaumkammer 3.
Hieraus ergibt sich, dass sich das Bier im ausgedehnten Zustand ungefähr auf der Höhe des tiefsten Punktes 15 der Decke 14 befinden soll, so dass die gesamte Fläche der Decke jederzeit für die Aufnahme einer Ablagerung von herbem bitterem Sediment zur Verfügung steht. Würde das Niveau des Bieres später noch weiter ansteigen, verringert es nicht nur diese Fläche, sondern es gelangt auch das bereits darauf abgelagerte Sediment erneut in Kontakt mit dem Bier und kann in dieses zurückfallen.
Die Ablagerung an der schrägen Decke 14 und in der Schaumkammer 3 ist lohfarben oder braun und besteht aus Hefezellen und verharzten Protein-und Hopfenbestandteilen, welche von der Sudstufe zurückbleiben können und sämtliche in der Gärstufe entfernt werden müssen, um herbe Bitterkeit zu mildern oder ganz zu vermeiden.
Der abgetrennte Schaum kann filtriert oder sonstwie behandelt und, wenn gewünscht, in den Prozess in einem andern Stadium desselben zurückgeführt werden.
Die Erfindung schliesst auch alle Abänderungen und Modifizierungen des zum Zwecke der Veranschaulichung geoffenbarten Ausführungsbeispieles mit ein, soweit der Grundgedanke und allgemeine Rahmen der Erfindung nicht überschritten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gärtank für die Biererzeugung, welcher durch eine im Tank angeordnete Trennwand in zwei nur im oberen Teil kommunizierende Räume (Gärkammer und Schaumkammer) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank eine gegen die Horizontale geneigte
EMI3.1