CH474571A - Bierherstellungsverfahren für unter- und obergäriges Bier - Google Patents

Description

  Bierherstellungsverfahren für unter- und     obergäriges    Bier    Die Bierherstellung war bisher ein zeitraubender, sich  über die Dauer von 40 bis 120 Tagen erstreckender und  sehr kapitalintensiver Prozess. Es hat daher verschiedene  Versuche gegeben, eine Verkürzung der Bierherstellung  zu erreichen. Dies ist jedoch immer nur für einzelne  Stufen des Herstellungsprozesses, vor allem durch Ver  kürzung der Haupt- und Nachgärung, möglich gewesen,  wobei die Zeitersparnisse auf den gesamten     Herstel-          lungsprozess    meist nicht massgeblich ins Gewicht fielen  und die resultierenden Biere geschmacklich oder in ihrer  Zusammensetzung nicht befriedigten.  



  Nach der Herstellung der Würze im     Sudhaus    folgen  im Brauprozess bekanntlich Hauptgärung, Nachgärung  und Reifung. Bei der Hauptgärung wird rund auf einen       Vergärungsgrad        von        65        bis        70%        im        Gärkeller        vergoren,     dann erfolgt mit fallender Temperatur die Nachgärung  im Lagerkeller bis zur Endvergärung, der sich die Aus  reifung des Bieres anschliesst.  



  Es ist bekannt, dass     z.B.    durch     Herausnahme    des  Heiss- und     Kühltrubs    der Würze mittels     Sedimentation,          Separierung    oder Filtration die Hauptgärung um 1 bis  2 Tage und die Nachgärung und Reifung des Bieres um  ca. 3 Wochen gegenüber der konventionellen Arbeits  weise verkürzt werden kann. Weiter ist bekannt, dass  durch höhere Temperaturen bei der Gärung, Rühren  oder Umpumpen bzw. erhöhte Hefeabgabe die Gärung  verkürzt werden kann.

   Weiterhin erfolgt bei dem bekann  ten     Nathan-Verfahren    die Gärung offen in 4 bis 8 m ho  hen     zylindrisch-konischen    Bottichen, die gleichzeitig als  Lagergefäss dienen, wobei künstlich CO, eingeführt wird.  Mangels Qualität der erhaltenen Biere hat sich jedoch  dieses Verfahren nicht durchsetzen können. Auch die  Vergärung von Kürze in abgedeckten Gärbottichen bei  etwa 0,2 atü zur     Kohlensäuregewinnung    oder die Gärung  in offenen Lagertanks bzw. bei dem sogenannten Wei  zenbier mit geteilter Gärung und     Hefenachgabe    in ge  kühlten Lagertanks, in denen der Druck ohne jede Steue  rung auf 3 bis 5 atü ansteigt, um einen abnormalen hohen  Kohlensäuregehalt bei dieser Biersorte zu erreichen, ist  bekannt.  



  Der Erfindung liegt nun als Ziel ebenfalls eine Ab  kürzung des     Bierbereitunsgsverfahrens    aber ohne ge-         schmackliche    Beeinträchtigung des Bieres zugrunde.  Die Zeiteinsparung wird gleichfalls durch eine Verände  rung der Bedingungen, unter denen bisher die     Haupt-          und    Nachgärung und das Reifen bzw. Ablagern erfolgte,  erreicht. Diese letzteren Verfahrensstufen schliessen sich  bekanntlich an das Kochen der Würze nach dem Ab  trennen von Hopfen und Abkühlen derselben an.

   Nach  den herkömmlichen Methoden wird nach Zusatz von  bestimmten Hefekulturen in offenen Gärbottichen druck  los zur Herstellung von     untergärigen    Bierarten bei etwa  5 bis 10 C und zur Herstellung     obergäriger    Biere bei  etwa 10 bis 25 C vergoren, wobei der Gärprozess so  geleitet wird, da     as    noch ein Rest     vergärbarer    Stoffe aus  der Würze für die Nachgärung übrig bleibt. Das bei  dieser Hauptgärung erhaltene Jungbier wird dann übli  cherweise bei etwa 0 bis 3 C abgelagert, wobei eine Nach  gärung erfolgt und sich die Ausreifung anschliesst. Mit  einer Filtration des abgelagerten Bieres ist der     Berei-          tungsprozess    abgeschlossen.  



  Das vorgeschlagene Verfahren unterscheidet sich von  allen bisher bekannten Bierherstellungsverfahren für  unter- und     obergärige    Biere nun dadurch, dass der     Bier-          herstellungsprozess    nach dem     Sudhaus    nur noch in zwei  Arbeitsstufen durchgeführt wird, nämlich durch Haupt  gärung und durch Reifung.  



  Seine kennzeichnenden Merkmale bestehen darin, dass  die zu vergärende, gekühlte und von Heiss- und     Kühl-          trub    partiell befreite Würze vor einer     Angärung    mit  15 bis 50     ml/Q/h    Luft     feinstbelüftet    wird und alsdann  bei 10 bis 16 C unter Zugabe von 0,6 bis 1,2     ±/h1    Würze  einer kleinzelligen     untergärigen    Bruchhefe vom Stamm  der     Species        Saccharomyces        carlsbergensis    bzw.

   einer       obergärigen    Hefe vom Stamm der     Species        Saccharomy-          ces        cerevisiae    drucklos bis zu einem     Vergärungsgrad     von 10 bis     15%        angegoren    wird, worauf die Hauptgä  rung in einem Druckbehälter bei 10 bis 20 C unter stu  fenweisem Anheben des Druckes bis zu einem     CO#.-Druck     von höchstens 2 atü praktisch endvergoren wird,     an-          schliessend    das fertig vergorene Jungbier auf 2 bis 2,

  5 C  abgekühlt und in einem mit vorgespannter     Kohlensäure-          Atmosphäre    versehenen     Reifungstank    während einer      Zeit von bis zu sieben Tagen bei 0 C nicht übersteigen  der Temperatur der Reifung überlassen wird.  



  Die Gärung soll unter genau einzuhaltenden steigen  den     Kohlensäuredrücken    von 0,3 bis maximal 2 atü,     vor-          zi!-sweise    0,3 bis 1,5 atü, durchgeführt werden. Sie er  folgt     zweckmässig    in geschlossenen, liegenden, zylindri  schen Gär- oder     Bierlagertanks,    die einen Druck bis 2  atü aushalten müssen.  



  Die für die Gärung zur Herstellung     untergäriger    Biere  verwendete Hefe vom Stamm der     Species        Saccharomyces          carlsbergensis    wird als Hefestamm      DGH     =     (Druck-          Gär-Hefe)    bezeichnet; die für die Herstellung     obergäriger     Biere anzuwendende Hefe des Stammes der     Species        Sac-          charomyces        cerevisiae    wird als Hefestamm      DGHO     =       (Druck-Gär-Hefe-Obergärig)    bezeichnet.

   Die     Druckgä-          rung    kann nur mit diesen Hefen durchgeführt werden.  Diese besonderen Stämme werden bei der Versuchs- und  Untersuchungsstation für Gärungsindustrie in Mülheim/  Ruhr gezüchtet und sind somit dort als hinterlegt anzu  sehen.  



  Bei der     Gärführung    handelt es sich um eine in anstei  genden Stufen     gesteuerte        Druckgärung    nach einem genau  ausgearbeiteten Leitdiagramm, wie es aus der beigefüg  ten Zeichnung ersichtlich ist. Bei dieser Druckgärung  stehen     Extraktabnahme    und Druckverhältnis in einer  bestimmten Relation.

   Grundlegend für diese Arbeits  weise war die Erkenntnis, dass die Hefevermehrung durch  steigenden     CO_-Druck    deutlich gehemmt wird, während  die     Gärgeschwindigkeit    durch den     CO2-Druck    nicht in  dem Masse beeinflusst wird wie die Hefevermehrung,       d.h.    bei Einhaltung genau festgelegter Druckverhältnisse  ist es möglich, die Gärintensität auf ein Maximum zu  bringen, während die Hefevermehrung soweit gebremst  wird, dass eine geringere     Vermehrung    (1 :2 bis 1 :3)  gegenüber der klassischen     Brauweise    (1 :

   4,5) erfolgt,     d.h.     durch die Verminderung der Hefewachstumsrate erhöht  sich die Gärgeschwindigkeit und die     ig    der Würze vor  handenen Kohlenhydrate werden daher weitgehend nur  für die Gärung und nicht für das Hefewachstum ausge  nutzt.  



  Wie bereits erwähnt, ist der Gärverlauf genauestens  nach dem Leitdiagramm, worin Es = Extrakt, schein  bar, ist, durchzuführen. Weiterhin ist der Ablauf des  Verfahrens durch das     Fliessbildschema        (Fig.    2 der Zeich  nung) anschaulich dargestellt.  



  Zur Durchführung des vorgeschlagenen     Gärverfah-          rens    sind normalerweise zwei bis drei     Angärbottiche    A       (Fig.    2) erforderlich, womit der sonst übliche Gärkeller  total entfällt. Die eigentliche Druckgärung findet in den       Druckgärtanks    D     (Fig.    2) in einer gesonderten     Druck-          gärabteilung    statt, in der die Raumtemperatur auf 8 bis  10 C eingestellt wird. Hierfür genügt eine einfache Um  luftkühlung.

   Die     Befüllung    der     Druckgärtanks    erfolgt  nur bis zu     8070.    Diese     Druckgärtanks    sind mit einer       Sicherheits-    und Steuerungsarmatur 1     (Fig.    2), mit Pro  behähnen 8     (Fig.    2) und einem     Thermometer    9     (Fig.    2)  versehen.

   Mit dieser Armatur werden die Druckverhält  nisse automatisch durch ein spezielles     Sicherheits-    und  Steuerventil     (Membranregler)    geregelt, wobei durch ent  sprechende     Kohlensäureentspannung    eine verstärkte Be  wegung im Gärgut auftritt, wodurch der     Gärvorgang     zusätzlich nochmals beschleunigt wird und eine Entfer  nung unerwünschter     Jungbukettstoffe    erfolgt.

   Die aus  dem     Druckgärungstank    austretende Kohlensäure wird  entweder direkt zum Vorspannen der     Reifungstanks    2       (Fig.    2) weitergeleitet oder aber einer     Kohlensäuregewin-          nungsanlage    3     (Fig.    2) zugeführt. Dadurch, dass der ge-    Samte Gärvorgang in einem Gefäss erfolgt, kann auch  die gesamte entstehende Kohlensäure, abgesehen von der  im Bier gebundenen, aufgefangen und verwertet werden.  



  Bei der Gärung wird die Würze bis zur Sättigungs  fähigkeit mit der bei der Gärung entstehenden Kohlen  säure angereichert.  



  Allgemein erfolgt bei der Vergärung von unter- oder       obergärigen        Bierwürzen,    gleich welchen     Stammwürzege-          haltes,    die     stufenweise    Anhebung nach dem vorgeschla  genen Verfahren in der Weise, dass bei einem     eingestell-          ten        Endvergärungsgrad        von        80%        zunächst        bei        einem     Druck von 0,3 atü auf     50a        Vergärungsgrad,    dann unter  Ansteigen des Druckes auf 0,

  7 atü auf<B>63%</B>     Vergärungs-          grad    und danach bei gleichem     Kohlensäuredruck    auf  <B>70%</B>     Vergärungsgrad,    sodann bei Ansteigen des Druckes  auf 1,2 atü auf<B>73%</B>     Vergärungsgrad    und weiterhin bei  gleichem Druck auf     77a        Vergärungsgrad    und nun bei  Ansteigen des Druckes auf 1,5 atü auf<B>78%</B>     Vergärungs-          grad    vergoren wird und schliesslich die Gärung beendet  wird, wenn der     Vergärungsgrad        79%    beträgt.  



       Z.B.    gelangt     eine        12%ige    Bierwürze zur Vergärung  mit einer scheinbaren     Endvergärung    von     2,4%.    Hier  bei wird bei einer     Angärzeit    von 6 Stunden bis auf     10,5%     vergoren. Dann wird die     angegorene    Würze 4     (Fig.    2) in  einen     Druckgärtank    gepumpt und bei einem Druck von  0,3 atü auf<B>6%</B> vergoren. Jetzt wird der Druck auf 0,7  atü angehoben, wobei der     Extraktgehalt    auf 4,4% absin  ken muss.

   Der Druck von 0,7 atü wird gehalten, bis der       Extraktgehalt        3,6%    beträgt. Erneutes     Anheben    des  Druckes auf 1,2 atü bringt ein Absinken des Extraktes  auf<B>3,27,</B> Der     Druck    von 1,2 atü wird wiederum gehal  ten, bis der Extrakt auf<B>2,8%</B> absinkt. Anschliessend  lässt man den Druck auf 1,5 atü ansteigen, und der Ex  trakt ist dann auf     2,6%    vergoren. Nach     2/    Tagen ist  die gesamte Vergärung beendet und ein Extralot von<B>2,5%</B>  erreicht.  



  Bei der Belüftung der gekühlten Würze 5     (Fig.    2) vor  der     Angärung    muss darauf geachtet werden, dass nicht  eine zu starke Belüftung     stattfindet,    da sonst bei der  Druckgärung der Anteil an nicht flüchtigen Säuren zu  hoch wird und dadurch im Vergleich zu konventionellen  Bieren ein zu niedriges     pH    und gegebenenfalls ein Säure  geschmack auftreten kann.  



  Die Druckgärung ist bei sorgfältiger Arbeitsweise  <B>je</B> nach Biersorte in     2V2    Tagen bis maximal 5 Tagen  beendet. Zum Schluss der Druckgärung sind die Tem  peraturen im Tank durch das Ende des     exothermen        Gär-          prozesses    um 3 bis 5 C abgesunken. Auf dem Wege vom       Druckgärtank    zum Reifetank muss das fertig vergorene  Bier 7     (Fig.    2) durch einen Tiefkühler 7     (Fig.    2),     z.B.     einen     Plattentiefkühler    üblicher Bauart, auf 2 bis 2,5 C  abgekühlt werden.

   Vorzugsweise kann das gekühlte Bier  dann noch durch einen Gewebefilter G     (Fig.    2) vor Ein  tritt in den     Reifungstank    R     (Fig.    2) geführt werden.  



  Als     Reifungstanks    dienen normale     Bierlagertanks.     Die Temperatur in den     Lagerkellerabteilungen    muss 0 C  bis minus 1 C oder auch kälter sein. Nach bis zu 7 Ta  gen     Verweilzeit    in den     Reifungstanks    kann das Bier di  rekt zur     Endfiltration    und Abfüllung 6     (Fig.    2) gelangen.  Ist der Kohlensäuregehalt des Biers zu hoch, kann der  selbe durch Abblasen am Entlüftungshahn gesenkt wer  den.  



  Folgende Vorteile bietet das Verfahren:  1. Der bisherige Gärkeller entfällt, und es sind neben  dem     Druckgärgefäss    maximal, wie bereits oben     erwähnt,     nur 2 bis 3     Angärbottiche        erforderlich.         z. Bei dem erfindungsgemässen     Druckgärsystem    be  trägt gegenüber der klassischen Brauweise die Schwund  ersparnis 2 bis     470.     



  3. Es wird eine Hopfeneinsparung von 10 bis 20%  erreicht.  



  4. Ebenso wird eine Kälteeinsparung gegenüber der  klassischen Brauweise erzielt.  



  5. Das Verfahren bietet eine erhöhte biologische  Sicherheit einwandfrei vergorener Biere infolge weitge  hend geschlossener Arbeitsweise.  



  6. Die anfallende Gärungskohlensäure kann auf ein  fache     Art    gesammelt und zum Vorspannen der Lager  tanks verwendet werden, so dass nur gäreigene Kohlen  säure zur Verwendung gelangt. Somit gelangt nach der  Gärung bis zum eigentlichen Abfüllvorgang kein schäd  licher Sauerstoff mehr an das Bier. Weiterhin gestattet  das     Druckgärsystem,    Flaschenbier und Fassbier mit dem  gewünschten unterschiedlichen Kohlensäuregehalt her  auszubringen.  



  7. Die     Druckgärbiere    sind eiweisstabiler und zeigen  auch sonst eine erhöhte Stabilität.  



  B. Die Schaumverhältnisse der     Druckgärbiere    sind im  allgemeinen besser.  



  9. Der stark verkürzte     Bierherstellungsprozess,    bei  dem Gärung und Reifung des Bieres nur ca. 7 bis 12  Tage erfordert, ermöglicht es, Ausstossspitzen leicht auf  zufangen.  



  10. Das vorgeschlagene Verfahren ist gegenüber den  herkömmlichen Verfahren betriebswirtschaftlich wesent  lich weniger aufwendig.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Bierherstellungsverfahren für unter- und obergäriges Bier, dadurch gekennzeichnet, dass die zu vergärende, gekühlte und von Heiss- und Kühltrub partiell befreite Würze vor einer Angärung mit 15 bis 50 ml/ g/h Luft feinstbelüftet wird und alsdann bei 10 bis 16 C unter Zugabe von 0,6 bis 1,2 ±/h1 Würze einer kleinzelligen untergärigen Bruchhefe vom Stamm der Species Sacch- aromyces carlsbergensis bzw.

   einer obergärigen Hefe vom Stamm der Species Saccharomyces cerevisiae drucklos bis zu einem Vergärungsgrad von 10 bis 157., angegoren wird, worauf die Hauptgärung in einem Druckbehälter bei 10 bis 20 C unter stufenweisem Anheben des Druckes bis zu einem CO2-Druck von höchstens 2 atü praktisch endvergoren wird, anschliessend das fertig vergorene Jungbier auf 2 bis 2,

   5 C abgekühlt und in einem mit vor gespannter Kohlensäure-Atmosphäre versehenen Rei- fungstank während einer Zeit von bis zu sieben Tagen bei 0 C nicht übersteigender Temperatur der Reifung überlassen wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Würze verwendet wird, die von Heiss- und Kühltrub bis zu einem Trübungswert von höchstens 3,1 - gemessen durch Formazin-Einheiten - befreit worden ist. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass bei der Angärung die Würze mit 15 bis 25 ml/2/h Luft feinstbelüftet wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hauptgärung bei Kohlensäuredrücken von 0,3 bis 1,5 atü stufenweise durchgeführt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die angegorene Würze bei der Hauptgä rung im Druckbehälter bei 12 bis 18 C ausgegoren wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch oder einem der vorangehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeich net, dass die stufenweise Anhebung des CO2-Druckes bei der Hauptgärung in der Weise erfolgt, dass bei einem eingestellten Endvergärungsgrad von 80 7o zunächst bei einem Druck von 0,3 atü auf<B>50%</B> Vergärungsgrad, dann unter Ansteigen des Druckes auf 0,7 atü auf 63 7" Ver- gärungsgrad und danach bei gleichem Kohlensäuredruck auf 707o Vergärungsgrad, sodann bei Ansteigen des Druckes auf 1,2 atü auf<B>737,

   </B> Vergärungsgrad und wei terhin bei gleichem Druck auf<B>77%</B> Vergärungsgrad und nun bei Ansteigen des Druckes auf 1,5 atü auf 787o Vergärungsgrad vergoren wird und schliesslich die Gä rung beendet wird, wenn der Vergärungsgrad <B>797,</B> be trägt.