DE2429574C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuier
lichen Herstellung von Bier mit einer Vergärung der
Bierwürze im Durchfluß in einer Gärapparatur, die einen
als Filterelement wirksamen inerten und porösen Träger
mit einer aufgeschwemmten Hefeschicht aufweist.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Gärappara
tur sind aus Brauwelt (1971, Seiten 1491 bis 1500)
bekannt. Als Filterelement dient dabei eine vertikal
oder horizontal angeordnete dünne Scheibe, gegen die
die mit einem Auflockerungsmaterial aufgelockerte
Hefeschicht durch die Strömung angedrückt ist. Zur
Würze- und Bierfiltration wird Kieselgur verwendet.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, daß keine
nennenswerte Hefevermehrung auftritt, weshalb die
Vergärung des Jungbieres über eine zweite Hefeschicht
erfolgt, um die Diacetylwerte zu reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu schaffen, das es gestattet, Bier mit geringen Dia
cetylwerten herzustellen und bei dem ein Verstopfen der
Poren des Trägers vermieden sowie eine Zellvermehrung
ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man
- - die Würze durch einen Gärturm leitet, der Hefe auf einem aus Diatomeen oder granulatförmigen Polyvinylchlorid bestehenden Träger adsorbiert enthält,
- - das vom Gärturm kommende Jungbier durch einen Lagerturm leitet, der entsprechend dem Gärturm einen hefehaltigen Träger aufweist, und
- - das vom Lagerturm kommende Bier durch einen Be handlungsturm leitet, der Proteasen an einen Träger aus organischen Polymeren, Ziegel, Kiesel erde, Glas, Sand, Verbindungen auf Kieselerdebasis oder tonhaltigen Substanzen aufweist.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung der speziellen
Filter- und Trägermaterialien ist es möglich, Bier im
kontinuierlichen Verfahren herzustellen, das geschmack
lich und bezüglich seines Aromas einem klassischen Bier
sehr nahe kommt. Dabei werden die sich durch eine
Zellvermehrung ergebenden Vorteile ausgenutzt und
Verstopfungen der Poren des Trägers wirksam vermieden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung näher beschrieben,
deren einzige Figur zeigt eine Anlage, mit welcher sich
das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen
Herstellung von Bier durchführen läßt.
Die als Gärapparatur dienende Anlage 1 weist einen
ersten Behälter 2 mit konzentrierter Würze 3 und einen
zweiten Behälter 4 mit Bitterstoffen 5 auf. Jeder
Behälter 2, 4 ist über eine Leitung 6, 7 mit einer
Dosierpumpe 8, 9 verbunden, die die Bestandteile -
nämlich die konzentrierte Würze und die Bitterstoffe -
über Leitungen 10, 11 in eine Sterilisationskammer 12
einleitet. Diese Sterilisationskammer 12 erwärmt die
Produkte auf eine Temperatur zwischen 100°C und 170°C
in einer Zeit zwischen 3 Sekunden und 30 Minuten.
Außerdem ist die Sterilisationskammer 12 so gebaut, daß
die Bestandteile in einem konstanten Verhältnis zuein
ander gehalten werden. In der Sterilisationskammer 12
erzielt man eine schnelle Sterilisation und eine Homo
genisierung der Bestandteile.
Die Sterilisationskammer 12 weist eine Dampfeinlaßdüse
13 und einen Regler 14 auf, der in einem Regelkreis 15
liegt, so daß der Dampfeinlaß kontrollierbar ist und
man somit die gewünschte Temperatur erzielt. In einer
Dampfzuführleitung 17 ist ein Ventilschieber 16 ange
ordnet. Die durch den Dampf eingeleitete veränderbare
Wassermenge bewirkt eine Änderung der Umgebungskonzen
tration. Der Ausgleich erfolgt über eine Regelschleife
18, die aus einem Regler 19 besteht, der mit einem
Durchflußmesser 20 verbunden ist und über einen Ventil
schieber 21 so wirkt, daß eine proportional angemessene
Menge kalten Wassers in die Sterilisationskammer 12
eingeleitet wird. Die Regelschleife 18 umfaßt einen
Filter 22 zwischen dem Ventilschieber 21 und der Ste
rilisationskammer 12.
Die Sterilisationskammer 12 ermöglicht es, die Wirkung
der Schnellsterilisation innerhalb sehr kurzer Zeit bei
höheren Temperaturen auf die Zusammensetzung des In
halts genau zu beobachten. Somit läßt sich also die
Qualität der in Gärung gehenden Würze verbessern.
Die sterilisierte Würze wird durch Dampfeinleitung aus
der Sterilisationskammer 12 über eine Leitung 24 in
einen Bottich 23 geführt. Über die Leitung 24 ist ein
Druckregler 25 zur Einleitung der Würze geschaltet. Der
Bottich 23 ist mit einem Rührwerk 26 versehen und weist
einen Doppelmantel 27 auf, der mit einer Leitung 28
verbunden ist. Die Leitung 28 weist eine Kaltwasserzu
leitung 29 mit einem Ventilschieber 30, eine Dampf
zuleitung 31 mit einem Ventilschieber 31 1, eine Umwälz
pumpe 33 und einen Regler 32 auf. Der Bottich 23 dient
dazu, die Umwandlung der Bitterstoffe in der Würze
abzuschließen und eine genaue Beobachtung der Wirkung
hinsichtlich Temperatur und Siededauer auf die Qualität
der Würze zu ermöglichen. Im unteren Abschnitt ist der
Bottich 23 mit einem Reiniger 34 und einem Absperr
schieber 34 1 versehen. Der Reiniger 34 ist über einen
Ventilschieber 35 1 mit einer Dampfleitung 35 verbunden,
so daß in dem Reiniger 34 eine Dampfspülung möglich
ist, um die Sterilisation bei Entleerung der niederge
schlagenen Substanzen aufrechtzuerhalten.
Als Bottich 23 kann man verschiedene Arten von botti
chen vorsehen, die sich in ihrer Funktionsweise unter
scheiden, nämlich unter anderem:
- - Bottiche mit automatischer sequentieller Funktion:
Mittels der Sterilisationskammer 12 läßt sich nach einer mehr oder weniger langen Temperierungszeit der Bottich 23 wieder rasch füllen, wobei die Temperatur und die Dauer der Temperierung voneinander abhängig sind. Es findet dabei eine automatische Zuleitung der Würze in eine nachgeschaltete Trennstufe 51 statt, während der Niederschlag im Bottich 23 an einem unten liegenden Punkt abgelassen wird; - - Bottiche mit kontinuierlicher Funktionsweise: Die Sterilisationskammer 12 versorgt den Bottich 23, der auf einer vorgewählten Temperatur gehalten ist, mit einer bestimmten Auslaßmenge, wobei die mittlere Ver weildauer der Würze die korrekte Sterilisation und Siedung ermöglicht. Der Auslaß des Bottichs 34 liegt hierbei an einem oben liegenden Punkt 36, wie in der Zeichnung dargestellt ist.
Der Bottich 23 ist auch mit einem Pegelanzeiger 37
versehen.
Der Auslaß 38 des Bottichs 23 ist über eine Leitung 39
und einen Ventilschieber 49 mit einem Wärmetauscher 41
und einem Reiniger 41 1 verbunden. Der Wärmetauscher 41
bewirkt eine Abkühlung der Würze. Am Ausgang des Wärme
tauschers 41 ist die Leitung 39 über eine Leitung 42
verzweigt, die die Zufuhr von komprimierter Luft oder
Sauerstoff sicherstellt. Die Leitung 42 weist nach
einander einen ersten Ventilschieber 43, einen Durch
flußregler 44, einen Durchflußmesser 45, einen zweiten
Ventilschieber 46, eine Zweigleitung 47 zur Dampfzufuhr
mit einem Ventilschieber 48 zum Sterilisieren der
komprimierten Luft bzw. des Sauerstoffs, ein Filter 49
und einen dritten Ventilschieber 50 auf. Die Leitung
42, die durch Einleitung steriler Luft bzw. sterilen
Sauerstoffs wirkt, ermöglicht die gleichzeitige Zufuhr
zu einer Trennstufe 51 und die Belüftung der Würze.
Die Trennstufe 51 ermöglicht die Absetzung der Nieder
schläge, die sich beim Sieden der Würze gebildet haben.
Ein innerer Leitzylinder 52 gibt der Würze eine Umlauf
richtung auf, die die Trennung noch begünstigt. Ein
Ablaß 53, der im unteren Abschnitt der Trennstufe 51
angeordnet ist, weist eine Dampfzuleitung 54 mit einem
Ventilschieber 55, einen Ventilschieber 56 und einen
Reiniger 57 mit Ventilschieber 58 auf. Dieser unter
Dampf sterile Ablaß ermöglicht eine automatische und
sequentielle Entfernung der Niederschläge 59, die sich
am Boden der Trennstufe 51 angesammelt haben. Außerdem
weist die Trennstufe 51 im oberen Bereich eine Dampf
zuleitung 60 mit einem Ventilschieber 61 auf. Ein
Pegelanzeiger mit Flüssigkeitsstandfühler 62 ermöglicht
es, daß in jedem Moment die Füllhöhe des Inhalts in der
Trennstufe 51 bekannt ist. Bei der automatischen und
sequentiellen Arbeitsweise können zwei Schwellen
(niedriger und hoher Pegel) den Betrieb der Anlage
bisher einschalten bzw. unterbrechen.
Über eine Leitung 63 mit einem Ventilschieber 64 füllt
man vor der Gärung die fertige Würze aus der Trennstufe
51 zu einem Gärturm 65 um. Die Leitung 63 weist einen
sterilen Ablaß 66 mit einem Ventilschieber 67 auf, der
zu diesem Zweck mit einer Dampfzuleitung mit einem
Ventilschieber 69 verbunden ist. Die Leitung 63 leitet
die Würze zu einer Dosierpumpe 70, die gegebenenfalls
mit einer Filterbatterie verbunden ist. Die Filterbat
terie weist mindestens zwei Filter 71, 72 auf, die
abwechselnd mittels zwei Dreiwegventilen 73, 74 in
Betrieb gesetzt werden können, wobei die Dreiwegventile
73, 74 jeweils strömungsaufwärts und strömungsabwärts
der beiden Filter 71, 72 angeordnet sind. Die Filter
71, 72 werden am Ort durch Einsetzen von Patronen
sterilisiert, bevor die restlichen Niederschläge, die
sich nacheinander abgesetzt haben, entfernt werden. Zu
diesem Zweck ist strömungsaufwärts jedes Filters 71, 72
eine Dampfzuleitung 75, 76 mit einem Ventilschieber 77,
78 vorgesehen, während unterhalb der Filter 71, 72
jeweils ein Reiniger 79, 80 eingeschaltet ist.
Im Gärturm 65 wird
die Hefe
auf einem hinsicht
lich der Gärung inerten Träger 81 gebunden. Dieser
Träger 81 besteht aus Diatomeen, d. h.
aus mikroskopischen Muschelschalen mit fossilen Infuso
rien, die der Hefe beigemischt sind, oder aus Poly
vinylchlorid in Granulatform, ebenfalls der Hefe beige
mischt. Um den
inerten Träger 81 einzubringen, verwendet man eine Ansetz
leitung, durch welche die Hefesuspension fließt, die
nach verbindender Berührung mit dem Träger 81 durch
physikalisch-chemische Bindungen zurückgehalten wird.
Bei nachfolgender Wiederholung der Hefesuspension-
Durchleitung erfolgt keine Filtrierung, sondern eine
Adsorption derselben auf dem inerten Träger 81, der
eine relativ große heterogene Korngröße in der Größen
ordnung einiger Millimeter ermöglicht. Auf diese Weise
vermeidet man eine Verstopfung der Poren des Trägers 81
durch Anlagerung. Dieser Ansetzkreis besteht aus einer
Leitung 82, deren Ausgang 83 an der Basis 84 des Gär
turmes 65 liegt, während sich ihr Einlaß 85 im oberen
Abschnitt 86 dieses Turmes 65 befindet. Die Leitung 82,
die durch Wiederverwendung das Ansetzen der Hefe auf
dem adsorbierenden Träger 81 beim Einschalten des
Gärturmes 65 ermöglicht, weist nacheinander einen
ersten Ventilschieber 87 auf, der mit dem Auslaß 83
verbunden ist, sowie eine erste unter Dampf sterile
Verbindung 88 zur Zuführung von Hefe unter sterilen
Bedingungen von außen, eine peristaltische Pumpe 89,
einen zweiten unter Dampf sterilen Anschluß 90 als
zweite Zuleitung von Hefe von außen unter sterilen
Bedingungen, sowie zwei Ventilschieber 91, 92, die
beiderseits der Bierauslaßleitung 93 liegen, und wobei
der Ventilschieber 92 mit dem Einlaß 85 verbunden ist.
Weiterhin ist eine Leitung 94 zur sterilen Abnahme von
Proben vorgesehen, die nacheinander aus einem ersten
Ventilschieber 95, einer Dampfzuführleitung 96 mit
einem Ventilschieber 97, und einem zweiten Ventilschie
ber 98 besteht.
Die Temperatur im Gärturm 65 wird durch umlaufendes
Wasser mit thermostatisch geregelter Temperatur gere
gelt, das in einen Doppelmantel 99 fließt und über
einen (nicht dargestellten) Regler geregelt wird. Der
Gärturm 65 ist ferner mit einem Ventil 100 und einem
Reiniger 101 mit Ventilschieber 102 versehen.
Im Inneren des Gärturmes 65 wird eine gewisse Vermeh
rung der Zellen durch Zellteilung in der Hefe begün
stigt, indem man auf die ursprüngliche Zusammensetzung
der aus der Sterilistionskammer 12 und dem Bottich 23
kommenden Würze durch Regelung des Auslasses der den
Gärturm 65 speisenden Dosierpumpe 70 Einfluß nimmt.
Unter diesen Bedingungen erhält man ein Bier, dessen
Zusammensetzung an flüchtigen Stoffen der Zusammen
setzung eines klassischen Bieres sehr nahe kommt, wie
die nachstehende Tabelle zeigt:
Es ist tatsächlich bekannt, daß ein beträchtlicher Teil
der in einem Bier vorhandenen flüchtigen Stoffe, aus
der Umsetzung der Aminosäuren rühren, die von den
Hefezellen zur Vermehrung benötigt werden. Wenn eine
solche Zellvermehrung nicht stattgefunden hätte, wäre
das den Gärturm 65 verlassende Produkt völlig anders.
Die Bierauslaßleitung 93 weist einen Wärmetauscher 103
auf, welcher es ermöglicht, daß die Temperatur des
Bieres auf 0 bis 30°C eingestellt wird. Die Leitung 93
ist an der Basis 104 eines Lagerturmes 105 angeschlos
sen. An der Basis 104 des Lagerturms 105 ist außerdem
eine Zufuhrleitung 106 zur Zufuhr eines inerten Trägers
vorgesehen, die einen Reiniger 107 mit einem Ventil
schieber 108 aufweist. Der Reiniger 107 wird unter
Dampf steril gehalten. Das aus dem Gärturm 65 austre
tende Bier kann auf eine Temperatur von 0 bis 30°C
abgekühlt werden und dann in den Lagerturm 105 überge
führt werden, dessen unterer Abschnitt 109 mit einem
inerten - d. h. hinsichtlich der Gärung inerten - Träger
110 versehen ist. Der Träger 110 im Lagerturm 105 kann
gleich dem inerten Träger 81 im Gärturm 65 sein und
ohne Unterschied entweder aus Diatomeen mit Hefe, oder
Polyvinylchlorid und Hefe, oder auch aus Diatomeen,
Hefe und Polyvinylchlorid
bestehen. Die Temperatur im Lager
turm 105 wird durch einen Doppelmantel 111 zwischen
-1,5°C und +30°C gehalten. Es ist eine Rückführung
des Bieres vorgesehen, zu welchem Zweck man den Lager
turm 105 mit einer Umlaufleitung 112 mit einem Ventil
schieber 113 versieht. Die Umlaufleitung 112 ist mit
der Bierauslaßleitung 93 verbunden und verzweigt sich
zwischen den beiden Ventilschiebern 91, 92.
Der Lagerturm 105 kann mit einer Ansetzleitung versehen
sein, durch welche die Hefesuspension strömt und die
gleich der Ansetzleitung im Gärturm 65 ist. Die Leitung
weist eine Leitung 82′ auf, deren Auslaß an der Basis
des Lagerturms 105 liegt und deren Einlaß mit dem
oberen Abschnitt 114 des Lagerturmes 105 verbunden ist.
Die Leitung 82′ ist mit einem ersten Ventilschieber
87′, einem ersten unter Dampf sterilen Anschluß 88′ zum
Zuleiten der Hefe von außen unter sterilen Bedingungen,
mit einer peristaltischen Pumpe 89′, einem zweiten
unter Dampf sterilen Anschluß 90′ als zweite Zuleitung
von Hefe von außen unter sterilen Bedingungen, und mit
einem Ventilschieber 91′ versehen.
Um das Bier zu sättigen, ist im oberen Abschnitt 114 des
Lagerturms 105 ein poröser kerzenförmiger Körper 115
vorgesehen. Der Lagerturm 105 ist mit einem Ventil 116
versehen und weist eine mit einer zweiten Leitung 118
über eine Zweigleitung 119 verbundene Auslaßleitung 117
auf. Beiderseits der Zweigleitung 119 sind Ventilschie
ber 120, 121 angeordnet, wobei der letztere (121) mit
dem Ventilschieber 91′ verbunden ist. Weiterhin ist
eine Abzapfleitung 122 zur sterilen Abnahme von Proben
vorgesehen, die mit dem Ventilschieber 120 verbunden
ist und aus einem Ventilschieber 123, einer Dampfzu
führleitung 124 und einem Ventilschieber 125 besteht.
Das in der Leitung 118 umlaufende Bier, das aus dem
Lagerturm 105 kommt, durchströmt einen Wärmeaustauscher
126, in dem die Temperatur zwischen 0 und 60°C einge
stellt werden kann. Anschließend ist die einen Ventil
schieber 127 aufweisende Leitung mit dem unteren Ab
schnitt 128 eines Behandlungsturmes 129 verbunden. Der
Behandlungsturm 129 ist mit einem Träger aus organi
schen - natürlichen oder synthetischen - Polymeren, aus
Ziegel, Kieselerde, Glas, Sand, Verbindungen auf Kie
selerdebasis - insbesondere halogenhaltigen und ami
nierten Kieselerdeverbindungen - zuvor aktivierten
tonhaltigen Substanzen, die mit einer Protease 130
vermischt sind, versehen; das Bier durchströmt diesen
Behandlungsturm 129, in dem Proteasen in vorgenannter
Weise fixiert sind, wie beispielsweise Papain, Pepsin,
Chymotrypsin, Ficin, Bromelin und dergleichen.
Die Flüssigkeit durchströmt den Behandlungsturm 129,
wobei die Proteasen durch physikalisch-chemische Bin
dung zurückgehalten werden.
Der Lagerturm 105 und der Behandlungsturm 129 sind dazu
vorgesehen, den Prozentsatz an Diacetyl und die Menge
der schwefelhaltigen Substanzen zu verringern und um
die organoleptischen Eigenschaften des Produktes zu
verbessern.
Auf der Leitung 118 sind eine oder mehrere Zuführlei
tungen 131 vorgesehen, mit deren Hilfe das Bier mit
verschiedenen Substanzen versetzt wird, nämlich
- - mit Reduktionsmitteln, wie Schwefeldioxid, Kalium- oder Natriummetabisulfit, Natriumisoascorbat, Ascorbinsäure und dergleichen,
- - Sterilisationsmittel, insbesondere Bakterienhemm stoffe,
- - Farbstoffe, aus Zuckerlösungen oder Malzfarbstoffe
- - Bitterstoffverbindungen, beispielsweise werden Iso-α-Säuren oder deren Derivate zugefügt.
Diese Verbindungen können entweder in die Zuführleitung
118 oder in die Auslaßleitung 132 des Behandlungsturmes
129 eingeleitet werden. Die Auslaßleitung 132, die mit
einem Ventilschieber 133 versehen ist, weist eine
Abzapfleitung 134 zur sterilen Abnahme von Proben auf,
die aus einem Ventilschieber 135, einer Zuführleitung
136 für Dampf, und aus einem Ventilschieber 137 be
steht. Das im Behandlungsturm 129 eingeschlossene Bier
- wobei der Turm im oberen Bereich ein Ventil 138
aufweist - kann auf einer vorgegebenen Temperatur
gehalten werden, und zwar mit Hilfe einer thermosta
tisch geregelten und in einem Doppelmantel 139 umlau
fenden Flüssigkeit, der den Behandlungsturm 129 umgibt.
Das aus dem Behandlungsturm 129 austretende Bier, das
in der Auslaßleitung 132 zirkuliert, kann mittels eines
Wärmetauschers 140 schnellpasteurisiert werden. Die
Bierleitung 132 kann außerdem eine Batterie aus min
destens zwei Filtern 141, 142 aufweisen, die abwech
selnd mittels zwei Dreiwegeventilen 143, 144, die je
weils strömungsaufwärts und strömungsabwärts angeordnet
sind, in Betrieb genommen werden können, während jeder
Filter 141, 142 strömungsaufwärts eine Dampfzuleitung
145, 146 mit einem Ventilschieber 147, 148 und strö
mungsabwärts einen Reiniger 149, 150 aufweist, der es
ermöglicht, die möglicherweise mitgenommenen Hefereste
zu entfernen. Der Behandlungsturm 129 weist eine Zu
führleitung 151 für Ziegel oder andere Trägermateria
lien auf, die mit der Protease vermischt sind. Die
Zuführleitung 151 ist ebenfalls mit einem Reiniger 152
mit zugeordnetem Ventilschieber 153 versehen.
Das Bier wird in einem Lagertank 154 gelagert, der
mittels eines Kühlaggregats 155 gekühlt wird. Das
Kühlaggregat versorgt einen Doppelmantel 156. Der
Lagertank 154 weist ein einstellbares Ventil 157 auf,
um den Kohlendioxiddruck zu halten, sowie einen steri
len Reiniger 158. Am Lagertank 154 ist eine sterile
Abzieheinrichtung 159 mit einem ersten Ventilschieber
160, einer Zweigleitung für Dampfzufuhr 161 mit einem
Ventilschieber 162 und mit einem zweiten Ventilschieber
163 angeschlossen.
Das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer
vergorenen Flüssigkeit zeichnet sich dadurch aus, daß
die zur Gärung erforderliche Hefe auf einem hinsicht
lich der Gärung inerten Träger festliegt. Die Behand
lung der vergorenen Flüssigkeit erfolgt mit Hilfe von
Enzymen, die ebenfalls auf einem anderen hinsichtlich
der Gärung inerten Träger festliegen. Dadurch wird die
zur Freisetzung der flüchtigen Stoffe, die zum Aroma
und zum Geschmack des Bieres erforderlich sind, notwen
dige Zellvermehrung und eine einwandfreie Arbeitsweise
über mehrere Monate möglich.
Claims (1)
- Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bier mit einer Vergärung der Bierwürze im Durchfluß in einer Gärapparatur, die einen als Filterelement wirksamen inerten und porösen Träger mit einer aufgeschwemmten Hefeschicht aufweist, dadurch gekennzeich net, daß man
- - die Würze durch einen Gärturm (65) leitet, der Hefe auf einem aus Diatomeen oder granulatförmigen Polyvinylchlorid bestehenden Träger (81) adsor biert enthält,
- - das vom Gärturm (65) kommende Jungbier durch einen Lagerturm (105) leitet, der entsprechend dem Gär turm einen hefehaltigen Träger (110) aufweist, und
- - das vom Lagerturm (105) kommende Bier durch einen Behandlungsturm (129) leitet, der Proteasen an einen Träger aus organischen Polymeren, Ziegel, Kieselerde, Glas, Sand, Verbindungen auf Kiesel erdebasis oder tonhaltigen Substanzen aufweist.
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|---|---|---|---|
| FR7323397A FR2234367A1 (en) | 1973-06-20 | 1973-06-20 | Fully continuous beer prodn. - from pre-sterilized components, with yeast, etc., on granular supports |
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|---|---|
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