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"Procédé destiné à séparer encontinu la drêche du moût de bière et à 1'épuiser en continu et à contre-courant."
En brasserie, les trois opérations les plus importantes pour la fabrication de la bière sont le maltage, la production du moût et la fermentation, ces opérations étant en général effectuées en discontinu. On a déjà proposé divers procédés pour effectuer la fabrication de la bière en continu. Cependant, un procédé satisfaisant n'a pas encore été découvert. Les difficultés résident dans le fait qu'il est difficile d'obtenir un produit de qualité satisfaisante tout en séparant les produits secondaires, car les matières organiques participant à la transformation sont parfois difficiles à traiter et, de plus, dans le cas d'une infec- tion, toute la fabrication doit être arrêtée.
En outre, les temps
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nécessaires pour les divers stades sont inégaux et dans la prati- que, il est souvent impossible de transposer les essais de labo- ratoire ou les essais semi-industriels au stade industriel. Ces difficultés deviennent encore plus grandes si on veut effectuer le brassage "par décoction" en continu, tandis que le brassage "par infusion" peut plus facilement être effectué en continu.
La présente invention concerne la production en continu du moût et en particulier la séparation en continu de la drêche du moût de bière, ainsi que la macération en continu de la drêche à contre-courant, à savoir dans une colonne à extraction comportant plusieurs ouvertures pour le liquide d'extraction et pour le liquide extrait ainsi que des ouvertures permettant d'amener l'extrait au cylindre, puis de l'évacuer du cylindre.
Suivant l'invention, ce résultat est obtenu du fait qu'on extrait en continu à contre-courant le moût premier de la trempe introduite latéralement dans le cylindre servant à faire macérer la drêche par le moût second obtenu à l'aide de l'eau de macération introduite à la partie inférieure du cylindre. Aù cours de ce procédé, la drêche se déplace verticalement par suite de son poids et le moût est retiré à la partie supérieure du cylindre à travers le lit formé par la drêche produite et la bouillie formée par des matières albuminoldes est séparée par filtration du mélange formé par le moût premier et le moût second et est éventuellement soumise à la macération, tandis que la dréehe est éliminée également en continu à la partie inférieure du cylindre.
Le perfectionnement apporté par le procédé selon l'inven- tion réside dans le fait qu'en utilisant conjointement la sépara- tion et la macération ou l'épuisement, on diminue la longue durée de fabrication, on rend le procédé plus maniable et on augmente le rendement, ce qui permet de diminuer considérablement les frais d'investissement tout en obtenant ainsi un procédé en continu plus facile à mettre en oeuvre que les procédés connus
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jusqu'ici,
Selon un procédé connu de macération en continu effectué à l'échelle du laboratoire, on introduit le malt égrugé dans un récipient de macération tubulaire dans lequel on effectue un malaxage intensif avec l'eau de macération à l'aide d'un agitateur l'eau de macération nécessaire étant introduite sous forme d'un courant réglable à l'aide d'une micropompe.
La trempe descend graduellement sur un disque rotatif filtrant particulier. Ce disque rotatif filtrant fonctionne de la façon suivante: un disque tournant à grande vitesse dont les bords se trouvant à 0,025 mm des parois laisse passer vers le bas le moût clair qui peut s'é- couler, tandis que les particules se trouvant dans le moût sont retenues et transportées vers le haut par une vis sans fin tour- nant dans un tube oblique dans le liquide formant la trempe.
A l'aide d'un autre récipient tubulaire vertical, les particules de moût arrivent dans un autre tube oblique. De cette façon, .il se produit une seconde édulcoration et le moût obtenu s'écoule à travers le deuxième disque filtrant rotatif. Enfin, la drêche est évacuée à la sortie du tube oblique. Cependant, on a rencontré des difficultés insurmontables pour faire passer ce procédé au stade semi-industriel.
Un autre mode de réalisation prévoit d'introduire le malt dans le moulin à malt à l'aide d'une vis sans fin, puis le malt égurgé passe depuis le récipient se trouvant en dessous, dans le macérateur où se produit un mélange intime de ce dernier avec l'eau de macération qui s'y trouve en un volume et à une température déterminés. La trempe s'écoule ensuite dans une cuve à moût, constituée par un récipient à moût extérieur et une partie intérieure rotative comportant des segments individuels.
La partie intérieure rotative se compose de dix chambres identi- ques en forme de segments qui sont toutes fixées sur un axe central autour duquel peut s'effectuer la rotation. Un tour
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complet demande une heure. Cependant, la durée de rotation peut être diminuée ou augmentée dans certaines limites. Des disposi- tifs de chauffage électrique sont prévus sur les parois vertica.. les de la cuve, permettant de chauffer la trempe pendant la ro- tation du récipient intérieur divisé en segments. Les arêtes périphériques des parois de segments, ainsi que les arêtes du plancher, sont pourvues de bandes ou de lames élastiques pour rendre étanches les parois verticales et le plancher de la cuve.
Le plancher de la cuve est partagé en dix segments correspondant à ceux de la partie rotative de la cuve. En partant du segment que l'on remplit avec la trempe, le plancher placé sous les quatre premiers segments se trouve fermé. La section du cimpuième segment du plancher comporte des ouvertures, le plancher des quatre seg- ments suivants constituant un faux fond avec des fentes. Dans le plancher du dixième segment se trouve une ouverture pour vider la drêche. La partie extérieure de la cuve se trouvant sous ce plancher de la cuve à moût est partagée en sections comme le plancher intermédiaire. De cette façon, on peut recueillir le moût premier séparément du moût second.
Par suite des difficultés de construction concernant par exemple l'étanchéité calfatage), cet appareillage d'essai ne convient pas non plus pour une exploitation industrielle.
Dans un autre appareillage connu, les grosses cuves sont transformées en plusieurs petites cuves à filtration disposées concentriquement. L'inconvénient de cette disposition est que pour un rendement donné, il faut une cuve plus importante que dans les autres procédés; de plus, cet appareillage marche d'une façon discontinue et très compliquée et bien que la macération s'effectue à contre-courant, elle n'est pas continue mais comporte deux stades.
On trouve dans la littérature la description d'autres essais dans lesquels la macération est effectuée à l'aide de
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bandes transporteuses mais des réalisations industrielles n'exis- tent pas.
La littérature décrit,en outre un appareillage d'essai utilisant un appareil à centrifuger pour séparer la drêche du moût premier. Cependant, cet appareil à centrifuger doit avoir un rendement tellement élevé que sa dimension, trop importante par'rapport au rendement obtenu, constitue un inconvénient. On ne connaît pas non plus une utilisation industrielle de ce dis- positif,
On a en outre décrit un autre appareillage dans le-quel la drêche est séparée du moût par un tamis vibrant, le moût étant centrifugé après son transport dans une cuve, la drêche étant introduite dans la cuve à macération, puis sur un autre tamis vibrant , le moût liquide étant renvoyé dans la cuve de macération Dans ce mode de réalisation, la macération comporte deux stades et le dispositif lui-même est relativement compliqué.
Dans ce cas, non plus, on ne connaît pas de réalisation industrielle.
Il résulte de ce qui précède que les procédés jusqu'ici connus ne permettent pas une réalisation industrielle de la sé- paration encontinu de la drêche du moût et leur macération en continu.
La présente invention a pour objet un procédé et un dspositif permettant la séparation en continu de la drêche et du moût ainsi que la macération à contre-courant en continu de la dréche en un seul stade, d'une façon économique, et fournissant un produit de qualité,ainsi qu'un dispositif permettant la mise j en oeuvre de ce procédé,
Le dispositif comporte un cylindre, servant à macérer la dréche, séparé par des plaques filtrantes, et équipé d'un agitateur. Sous la plaque filtrante se trouve une ouverture per- mettant l'introduction de la trempe.
A la partie infériaure du cylindre se trouve une ouverture permettant l'introduction de
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l'eau d'épuisement de la drêche et une vis d'alimentation en drêche et à l'extrémité de la partie supérieure du cylindre se trouve une ouverture de sortie. Eventuellement, l'ouverture permettant l'introduction de la trempe est équipée d'une vis d'alimentation et de pression.
Pour accentuer la séparation du moût et de la drêche, le procédé peut comporter l'introduction de la trempe dans un sys- tème fermé, à la partie supérieure d'un lit de drêche renouvelé en continu, le moùt premier étant dans ce système fermé séparé en majeure partie de la trempe, ce lit de drêche se renouvelant avec la drêche résiduelle ainsi obtenue.
La couche inférieure du lit de drêche est évacuée égale- ment en continu en une quantité correspondant à celle de la drêche formée et est mise, d'une façon déjà indiquée, au contact à contre-courant de l'eau d'épuisement. De cette façon, on peut obtenir un moût dont la pureté correspond à celle obtenue de la façon habituelle.
Selon un mode de réalisation de ce procédé, une vis transporteuse fermée est disposée dans un tube perforé relié à une des ouvertures permettant l'introduction de la trempe et à l'extrémité de cette vis transporteuse on dispose un dispositif de guidage ainsi qu'un filtre permettant de séparer le lit de drêche des parties du cylindre. Dans une construction industriel- le, il peut être avantageux que la vis séparant le moQt premier et la drêche soit placée à l'extérieur du cylindre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de deux exemples de réalisation non limitatifs se référant au dessin annexé sur lequel la figure 1 représente un appareil dans lequel le moût est introduit par une ouverture 1 conduisant à la partie 2 du cylindre où s'effectue l'épuisement de la drêche. L'ouverture d'introduction 1 se trouve sur le côté de la partie supérieure du cylindre 2 et en dessous d'un tamis filtrant 3 et ce tamis 3
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forme en même temps la limite supérieure de la partie du cylindre servant à l'épuisement de la drêche, c'est-à-dire du lit de drêche. Dans la partie cylindrique 2 se trouve monté un agitateur comportant des palettes à l'aide desquelles le moût se trouve réparti régulièrement dans toute la section du cylindre.
L'eau d'épuis ement est introduite à la partie inférieure du cylindre 2 par une ouverture 5 et l'évacuation de la d'êche s'effectue par une vis sans fin 6.
Dans cet appareillage, la drêche provenant de la trempe introduite par l'ouverture 1 descend vers le bas grâce à son poids et remplit d'une façon régulière le volume du cylindre 2, ceci à contre-courant avec l'eau d' épuisement. La drêche épuisée est évacuée de la partie cylindrique 2 par la vis sans fin 6 et se trouve ainsi éliminée du cylindre.
Au-dessus du tamis 3 se trouve une partie cylindrique 7 qui comporte une ouverture de sortie 8 reliée à l'aide d'un conduit à un appareil à centrifuger servant à séparer la bouillie formée par les matières albuminoldes, On a découvert qu'il est avantageux soit d'épuiser avec de l'eau chaude dans un deuxième appareil à centrifuger 10 cette bouillie contenant les matières albuminoides et d'introduire la trempe ainsi obtenue, en partie comme eau de macération dans le macérateur et en partie comme eau d'épuisement dans la partie ducylindre 2 ayant la même teneur en sucre. On peut aussi introduire sans centrifuger la bouillie formée par les matières albuminoides, mélangée avec l'eau d'épuisement dans la partie du cylindre 2 ayant la même teneur en sucre.
La figure 2 du dessin annexé représente un mode de réali- sation dans lequel l'ouverture 11 d'introduction de la trempe est reliée à une vis d'alimentation et de pression 15 disposée verticalement dans la partie cylindrique 12. Cette vis permet d'alimenter en trempe la partie supérieure du passage rempli de
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drêche, ce qui permet déjà d'extraire une partie importante du moût $1'aide de la vis d'alimentation et de pression 15, Ce moût arrive par la partie perforée de lavis d'alimentation sous la pla- que filtrante 21. A la partie supérieure de la vis 15 se trouve un dispositif 14 d'étalement et de mélange.
La partie cylindri- que 12 est limitée à sa partie supérieure par un tamis 13 qui est équipé d'un dispositif de nettoyage par pulvérisation à haute pression 16, disposé dans la partie cylindrique 17, Le dispositif de nettoyage fonctionne selon le besoin. A la partie supérieure de la partie cylindrique 17 se trouve une ouverture 18 permettant de séparer le moût, cette ouverture étant reliée à un conduit aboutissant à un appareil à centrifuger 19.
La vis 15 introduisant la trempe est reliée à l'ouverture 11 et traverse un tamis 23 supportant le lit de drêche. Ce tamis comporte une ouverture 21 munie d'un dispositif de fermeture 22.
Le bras de réglage 22a fait saillie à travers la paroi extérieure de la partie cylindrique 20, ce qui permet d'ouvrir ou de fermer à volonté l'ouverture 21 pour régler l'épaisseur de la couche de trempe ou de drêche se trouvant dans la partie cylindrique 12.
Le moût se trouvant dans la partie cylindrique 20 est maintenu en mouvement au moyen d'un agitateur 24 muni de palettes. L'eau d'épuissement est introduite par'une ouverture 25. A la partie inférieure du cylindre 20 se trouve une vis sans fin 26 pour véhiculer la drêche. Cette vis est construite de façon que le pas de ses ailettes diminue progressivement à la sortie, ce qui provoque la compression de la drêche formant une sorte de bouchon, lequel retient de cette façon les eaux d'épuisement s'écoulant dans la partie terminale du cylindre, La qualité de la drêche évacuée est commandée par le dispositif de réglage 28 disposé à l'extrémité de la vis 26.
Le dispositif de nettoyage 16 relié à l'ouverture d'évacuation 18 de la partie cylindrique 17 à l'aide d'une déri-
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vation 29 est Utilisé pour le moût obtenu, On peut se servir comme dispositif de nettoyage de n'importe quel organe de pulvé- risation haute pression connu.
La bouillie formée par les matières albuminoldes est séparée (selon la figure 2) à l'aide des appareils à centrifuger 19 et 30 .
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"A process for continuously separating spent grain from beer wort and continuously depleting it against the current."
In the brewery, the three most important operations for making beer are malting, wort production and fermentation, these operations generally being carried out batchwise. Various methods have already been proposed for carrying out the manufacture of beer continuously. However, a satisfactory method has not yet been discovered. The difficulties lie in the fact that it is difficult to obtain a product of satisfactory quality while separating the secondary products, because the organic materials participating in the transformation are sometimes difficult to treat and, moreover, in the case of a infection, all production must be stopped.
In addition, the times
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necessary for the various stages are unequal and in practice it is often impossible to transpose laboratory tests or semi-industrial tests to the industrial stage. These difficulties become even greater if one wants to carry out the "decoction" brewing continuously, while the "infusion" brewing can more easily be carried out continuously.
The present invention relates to the continuous production of the wort and in particular the continuous separation of the spent grain from the beer wort, as well as the continuous maceration of the spent grain against the current, namely in an extraction column comprising several openings for the extraction liquid and for the extracted liquid as well as openings for bringing the extract to the cylinder and then discharging it from the cylinder.
According to the invention, this result is obtained by virtue of the fact that the first wort is continuously extracted against the current from the mash introduced laterally into the cylinder used to macerate the spent grain by the second wort obtained using the maceration water introduced at the lower part of the cylinder. In this process, the spent grain moves vertically due to its weight and the wort is removed at the top of the cylinder through the bed formed by the spent grain produced and the slurry formed by albuminous matter is filtered off from the mixture. formed by the first must and the second must and is optionally subjected to maceration, while the dreae is also continuously removed from the lower part of the cylinder.
The improvement brought about by the process according to the invention resides in the fact that, by using the separation and maceration or exhaustion together, the long production time is reduced, the process is made more manageable and the process is increased. the yield, which makes it possible to considerably reduce the investment costs while thus obtaining a continuous process which is easier to implement than the known processes
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so far
According to a known process of continuous maceration carried out on a laboratory scale, the ungrown malt is introduced into a tubular maceration vessel in which an intensive kneading with the maceration water is carried out using a stirrer. necessary maceration water being introduced in the form of an adjustable current using a micropump.
The quench gradually descends on a special rotating filter disc. This rotating filter disc works as follows: a high-speed rotating disc, the edges of which are 0.025 mm from the walls, allows the clear wort which may flow to pass downwards, while the particles in the wort are retained and transported upwards by a worm rotating in an oblique tube in the liquid forming the quench.
With the help of another vertical tubular container, the wort particles arrive in another oblique tube. In this way, a second sweetening takes place and the resulting wort flows through the second rotating filter disc. Finally, the spent grain is discharged at the outlet of the oblique tube. However, insurmountable difficulties have been encountered in bringing this process to the semi-industrial stage.
Another embodiment provides for introducing the malt into the malt mill using an endless screw, then the drained malt passes from the container located below, into the macerator where an intimate mixture of the latter with the maceration water therein in a determined volume and temperature. The mash then flows into a wort tank, consisting of an outer wort container and a rotating inner part with individual segments.
The rotating inner part consists of ten identical segment-shaped chambers which are all fixed on a central axis around which can be rotated. A lap
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full takes an hour. However, the rotation time can be reduced or increased within certain limits. Electric heating devices are provided on the vertical walls of the vessel, enabling the quench to be heated during the rotation of the inner vessel divided into segments. The peripheral edges of the segment walls, as well as the edges of the floor, are provided with elastic bands or strips to seal the vertical walls and the floor of the tank.
The floor of the tank is divided into ten segments corresponding to those of the rotating part of the tank. Starting from the segment which is filled with the quenching, the floor placed under the first four segments is closed. The section of the thirteenth segment of the floor has openings, the floor of the next four segments constituting a false bottom with slits. In the floor of the tenth segment there is an opening for emptying the spent grain. The outer part of the tank located under this floor of the wort tank is divided into sections like the intermediate floor. In this way, the first wort can be collected separately from the second wort.
Due to the construction difficulties (eg sealing caulking), this test equipment is not suitable for industrial use either.
In another known apparatus, the large tanks are transformed into several small filtration tanks arranged concentrically. The drawback of this arrangement is that for a given yield, a larger tank is required than in the other processes; moreover, this apparatus works in a discontinuous and very complicated manner and although the maceration is carried out against the current, it is not continuous but comprises two stages.
We find in the literature the description of other tests in which the maceration is carried out using
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conveyor belts but industrial achievements do not exist.
The literature further describes a test apparatus using a centrifuge to separate the spent grain from the prime wort. However, this centrifuge device must have such a high yield that its size, which is too large in relation to the yield obtained, constitutes a drawback. Industrial use of this device is not known either,
Another apparatus has also been described in which the spent grain is separated from the wort by a vibrating sieve, the wort being centrifuged after its transport in a tank, the spent grain being introduced into the maceration tank, then on another vibrating screen. , the liquid must being returned to the maceration tank In this embodiment, the maceration has two stages and the device itself is relatively complicated.
In this case, too, no industrial realization is known.
It follows from the foregoing that the hitherto known processes do not allow industrial production of the continuous separation of the spent grain from the must and their continuous maceration.
The present invention relates to a process and a device allowing the continuous separation of the spent grain and the must as well as the continuous countercurrent maceration of the grain in a single stage, in an economical manner, and providing a product. of quality, as well as a device allowing the implementation of this method,
The device comprises a cylinder, used to macerate the drought, separated by filter plates, and equipped with a stirrer. Under the filter plate there is an opening allowing the introduction of the quench.
At the lower part of the cylinder is an opening allowing the introduction of
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the spent grain water and a grain feed screw and at the end of the top of the cylinder is an outlet opening. Optionally, the opening allowing the introduction of the quenching is equipped with a feed and pressure screw.
To accentuate the separation of the must and the spent grain, the process can include the introduction of the steeping in a closed system, at the upper part of a continuously renewed bed of spent grain, the first must being in this closed system. separated for the most part from the steeping, this spent grain bed renewing itself with the residual spent grain thus obtained.
The lower layer of the spent grain bed is also continuously discharged in an amount corresponding to that of the spent grain formed and is brought, in a manner already indicated, into countercurrent contact with the depleted water. In this way, it is possible to obtain a must whose purity corresponds to that obtained in the usual way.
According to one embodiment of this method, a closed conveyor screw is placed in a perforated tube connected to one of the openings allowing the introduction of the quenching and at the end of this conveyor screw there is a guide device as well as a filter to separate the spent grain bed from the cylinder parts. In an industrial construction, it may be advantageous if the screw separating the raw material and the spent grain is placed outside the cylinder.
The invention will be better understood with the aid of two non-limiting exemplary embodiments referring to the appended drawing in which FIG. 1 represents an apparatus in which the must is introduced through an opening 1 leading to part 2 of the cylinder where s' effect the exhaustion of the spent grain. The introduction opening 1 is on the side of the upper part of the cylinder 2 and below a filter screen 3 and this screen 3
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at the same time forms the upper limit of the part of the cylinder serving for the exhaustion of the spent grain, that is to say the bed of spent grain. In the cylindrical part 2 is mounted a stirrer comprising paddles with the aid of which the wort is distributed evenly throughout the section of the cylinder.
The exhaust water is introduced to the lower part of the cylinder 2 through an opening 5 and the drain is discharged through a worm 6.
In this apparatus, the spent grain from the quench introduced through the opening 1 descends downwards by virtue of its weight and regularly fills the volume of the cylinder 2, this against the current with the depleted water. The spent spent grain is discharged from the cylindrical part 2 by the endless screw 6 and is thus eliminated from the cylinder.
Above the sieve 3 is a cylindrical part 7 which has an outlet opening 8 connected by means of a conduit to a centrifuge for separating the slurry formed by the albuminous matter. It has been found that it It is advantageous either to exhaust this slurry containing the albuminoid material with hot water in a second centrifuge 10 and to introduce the mash thus obtained, partly as water of maceration in the macerator and partly as water of macerator. exhaustion in the part of cylinder 2 having the same sugar content. It is also possible to introduce without centrifuging the slurry formed by the albuminoid materials, mixed with the exhausted water, into the part of the cylinder 2 having the same sugar content.
Figure 2 of the accompanying drawing shows an embodiment in which the opening 11 for introducing the quench is connected to a supply and pressure screw 15 disposed vertically in the cylindrical part 12. This screw allows quench the upper part of the passage filled with
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spent grain, which already makes it possible to extract a large part of the wort by means of the feed and pressure screw 15. This wort arrives through the perforated part of the feed screw under the filter plate 21. At the the upper part of the screw 15 is a spreading and mixing device 14.
The cylindrical part 12 is limited at its upper part by a screen 13 which is equipped with a high pressure spray cleaning device 16, arranged in the cylindrical part 17. The cleaning device operates as needed. At the top of the cylindrical part 17 is an opening 18 for separating the wort, this opening being connected to a duct leading to a centrifuge 19.
The screw 15 introducing the quenching is connected to the opening 11 and passes through a screen 23 supporting the spent grain bed. This screen has an opening 21 provided with a closing device 22.
The adjustment arm 22a projects through the outer wall of the cylindrical part 20, which makes it possible to open or close the opening 21 at will to adjust the thickness of the quench or spent grain layer in the cylindrical part 12.
The wort in the cylindrical part 20 is kept in motion by means of a stirrer 24 provided with paddles. The drain water is introduced through an opening 25. At the lower part of the cylinder 20 is a worm 26 for conveying the spent grain. This screw is constructed so that the pitch of its fins gradually decreases at the outlet, which causes the compression of the spent grain forming a kind of plug, which in this way retains the waste water flowing in the end part of the screw. cylinder, The quality of the discharged spent grain is controlled by the adjustment device 28 placed at the end of the screw 26.
The cleaning device 16 connected to the discharge opening 18 of the cylindrical part 17 by means of a derivation
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vation 29 is used for the wort obtained. It is possible to use any known high pressure spray device as a cleaning device.
The slurry formed by the albuminous materials is separated (according to FIG. 2) using the centrifuges 19 and 30.