TsKT-Bierzubereitungstechnologie. Zylindrisch-konische Tanks (CCT)

Was geschah vor CCT?

Es ist anzumerken, dass es in der Geschichte des Brauens die meisten gibt verschiedene Materialien- von Holz und Keramik bis hin zu Aluminium und Kunststoff. Typischerweise verwendeten Brauer improvisiertes Material, das sich in erster Linie an einem Grundsatz orientierte: Es sollte sich gegenüber einer aggressiven (im chemischen Sinne) sauren Umgebung, die Alkohol, also Bier, enthält, ziemlich neutral verhalten.

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts bestand der klassische Behälter für die Gärung (oder Lagerreifung) aus Holz. Traditionell wurden Eichenfässer verwendet, seltener Kiefern- oder Zypressenfässer. In ihrer Form und Gestaltung ähnelten sie den traditionellen russischen Kaduschki (Kegelstumpf), nur waren sie sehr groß. Es gab keine spezifischen Standards für das Fassungsvermögen von Holzfässern; es konnte zwischen zwei und dreihundert Hektolitern für Gärtanks und einhundert Hektolitern für Lagertanks liegen. Der einzige limitierende Faktor war die maximal erreichbare Größe der Holzdaube, aus der der Behälter zusammengesetzt wurde. Der Fermentationsprozess in Holzbehältern war rein natürlich, gemächlich, die Kühlung erfolgte von außen.

Der dichte Hefebelag, der sich an der Oberfläche bildete, hielt auf natürliche Weise Kohlendioxid im Bier zurück, fungierte als eine Art Deckel und schützte das Bier gewissermaßen vor Infektionen. Die Innenseite der hölzernen Gärtanks wurde mit einem speziellen „Bierteer“ (Hauptbestandteile sind Kolophonium und Paraffin) bedeckt, der das Holz vor den zerstörerischen Auswirkungen des Bieres schützte und die Durchführung hochwertiger Desinfektionsarbeiten am Tank ermöglichte .

Dem Prozess der Ablagerung von Bierstein auf der Oberfläche eines Holzbottichs (später Betonbottich) wurde große Bedeutung beigemessen. Oftmals verlangsamte sich der weitere Prozess der Hefesedimentation und Bierklärung etwas, nachdem Biersteinablagerungen von der Innenfläche des Bottichs entfernt wurden, was bei einer gründlichen Reinigung des Behälters zwangsläufig der Fall war. Erst nachdem wieder Bierstein an den Wänden des Fasses auftauchte, „ normalisierte sich der Durchfluss wieder.“

In einem Eichenbottich vergorenes Bier erhielt einen spezifischen Geschmack, der laut alten tschechischen Technologen ein wesentliches Merkmal von „natürlich gutem Bier“ ist. Nicht in letzter Ausweg Aus diesem Grund verwendeten bereits in der zweiten Hälfte der 80er Jahre des 20. Jahrhunderts viele tschechische Brauereien (einschließlich der berühmten Plzeňský Prazdroj a.s.) Holzfässer. Die Tschechen sind, wie jeder weiß, nicht sehr bereit, Innovationen im Brauprozess anzuwenden, da sie davon ausgehen, dass die meisten Innovationen dies getan haben Negativer Einflussüber die organoleptischen Eigenschaften von Bier.

Der Hauptnachteil von Holzbehältern bestand darin, dass sie eine sehr arbeitsintensive Wartung erforderten. Innenbeschichtungen erforderliche regelmäßige Aktualisierung nach Bedarf. Die Häufigkeit der Beschichtungserneuerung war keine streng geregelte Regel. In der Regel wurde diese Veranstaltung einmal im Jahr durchgeführt.

Laut Zdenek Šubrt, ehemaliger Technologe bei Plsensky Prazdroj a. s.“, jetzt als Brautechnologe bei UBC tätig, mussten die Fässer jedes Mal nach dem Ende der Gärung aus den Regalen genommen und mit einem speziellen Aufzug aus dem Keller gehoben und gründlich von der alten Teerschicht gereinigt werden (durch Brennen mit eine Lötlampe), musste eine neue angebracht und im Keller auf speziellen Ständern wieder installiert werden. Als daher hochwertige Eichenbretter, aus denen Dauben hergestellt wurden, ein knappes (und daher sehr teures) Produkt wurden, ersetzten Stahlbeton- und Metallfässer die Holzfässer. Die Wartungskosten für Beton- und Metallbehälter erwiesen sich als geringer und ihre Lebensdauer war länger.

Man kann es heute kaum glauben, aber in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts waren Stahlbetontanks in Europa weit verbreitet. Von innen wurden sie mit einer Spezialbeschichtung oder einer dickeren Auskleidung überzogen. Die Basis des Schutzmaterials waren Steinwachs, Kunststoff oder Epoxidharze.

Metallbehälter bestanden meist aus gewöhnlichem (schwarzem) Stahl, seltener aus Aluminium und noch seltener aus Edelstahl (Edelstahl war ein sehr teures Material). Die Außenseite der Metallbottiche wurde mit Harz und Jute isoliert und anschließend mit Ziegeln ausgekleidet. Sie wurden nur ausgekleidet, um zu vermeiden, dass nicht nur das Innere, sondern auch die Außenseite des Bottichs gereinigt werden musste.

Am günstigsten waren Bottiche aus gewöhnlichem Stahl. Dieses Material ist gut verarbeitet und recht langlebig. Bei der Herstellung eines Gärtanks wurden die Stahlbleche, aus denen er bestand, oft direkt angeschweißt Brauerei. Zu den Nachteilen von reinem Stahl gehört seine „erhöhte Reaktion“ auf die Bierumgebung: Bei der Gärung entstehende Säuren „ätzen“ die Oberfläche des Stahls. Dabei entstehen Tannine, die dem Bier seinen charakteristischen Eisengeschmack und seine dunklere Farbe verleihen. Der Schaum dieses Bieres nimmt eine braune Färbung an. Um dieses Ergebnis zu vermeiden, wurde blanker Stahl mit einer Schutzschicht aus Emaille, Kunstharzen oder Kunststoff überzogen. Die Abmessungen der emaillierten Bottiche waren durch die Größe der Öfen, in denen die Emaille gebrannt wurde, streng begrenzt. In Tschechien gelang es jedoch, auf diese Weise Behälter mit einem Volumen von 500 Hektolitern herzustellen.

Bei Aluminiumbottichen diente Aluminium tatsächlich als Schutzbeschichtung für den Stahlbetonbottich.

Die Dicke der Seitenbleche betrug nur etwa 3 Millimeter, die des Bodens etwa 4 bis 5 Millimeter. Aus Festigkeitsgründen wurden Aluminiumbottiche mit Ziegeln ausgekleidet. Beim Zusammenbau des Behälters musste sorgfältig darauf geachtet werden, dass das Aluminium des Behälters nicht mit Teilen aus einem anderen Metall in Berührung kommt. Ansonsten wurde ein mit Bier gefüllter Behälter mit einer riesigen Batterie verglichen: Bier spielte die Rolle einer Säure, verschiedene Metalle spielten die Rolle von Gegenpolkontakten und die „Batterie“ selbst begann, galvanische Ströme zu erzeugen.

Abgesehen von Fällen galvanischer Korrosion ist Aluminium gegenüber Bier ein völlig inertes Material. Der Aluminiumbehälter benötigt keine Schutzbeschichtung. Der Hauptnachteil eines Aluminiumbottichs ist seine geringe Festigkeit; er verformt sich leicht. Lagertanks aus Aluminium sind sehr anfällig für selbst ein leichtes Innenvakuum. Der Edelstahlbottich wurde aus etwa 2 Millimeter dicken Stahlblechen gefertigt. Sie dienten auch als Schutzbeschichtung für Beton. Traditionell wird angenommen, dass Edelstahl verwendet wird Brauindustrie, sollte im Durchschnitt etwa 18 % Chrom und 8-9 % Nickel enthalten. Es ist gegenüber Bier und Fermentationsprodukten absolut inert, seine weitverbreitete Verwendung beim Brauen wurde jedoch lange Zeit durch den anfänglich hohen Preis dieses Materials behindert.

Die Entstehung von CCT

Seitdem die Brauerei ihre industrielle Phase erreicht hat, besteht der Haupttrend in der Entwicklung neuer Technologien zur Steigerung der Rentabilität. Fast alle Entwicklungen konzentrierten sich auf die Reduzierung des kostspieligen Teils des Brauens (Senkung der Prozesskosten und Reduzierung der Anzahl der Arbeitskräfte) und die Beschleunigung des Anlagenwechsels (so weit wie möglich Verkürzung der Zeit der Gärung und Nachgärung). Die alte klassische deutsche Brauregel lautete: „Es dauert eine Woche, um die Würze zu gären, und so viele Wochen, wie der Prozentsatz des ursprünglichen Extrakts der Würze zum Gären des Bieres benötigt.“ Aber schon im 19. Jahrhundert war es so

ist irrelevant geworden. Aufgrund der zunehmenden Konkurrenz versuchten die Brauer, den Bierherstellungsprozess so weit wie möglich zu beschleunigen. Ein markantes Beispiel für eine solche Forschung ist die Entwicklung des Schweizer Wissenschaftlers Nathan, der im 19. Jahrhundert die Technologie des ultraschnellen Brauens entwickelte und erstmals in die Praxis umsetzte: Der gesamte Prozess der Gärung und Nachgärung dauerte bei ihm nur 10-14 Tage (abhängig vom anfänglichen Extraktgehalt). Durch die Wahl eines speziellen Temperatur- und Technologieregimes steigerte Nathan die Wachstumsrate der Hefemasse um das 2,5-fache. Schon früh entzog er jungem Bier gewaltsam Kohlensäure, die in dieser Zeit flüchtige Stoffe enthielt, die den unreifen Geschmack des Getränks verursachten. Anschließend wurde das Bier mit reinem Kohlendioxid karbonisiert und abgesetzt. Diese Methode hat sich kaum durchgesetzt. Dem Kommentar tschechischer Experten zufolge erreichte das mit der beschleunigten Methode gebraute Bier laut Nathan „nicht die traditionelle Qualität“. Tschechisches Bier„(Ich denke, dass man das Gleiche mit Sicherheit auch über deutsches Bier sagen kann). Allerdings versprach diese Technologie eine deutliche Beschleunigung des Anlagenumsatzes, was sie in den Augen vieler gewerblicher Brauereien sehr attraktiv machte. Dies ist ein guter Hinweis darauf, wie viel Wert bereits auf die Reduzierung der Gesamtzeit gelegt wurde Brühzyklus.

Laut Zdenek Shubrt, ehemaliger Technologe bei Plsensky Prazdroj a.s., wurde das erste tatsächlich in Betrieb befindliche CCT 1928 in Europa in der Brauerei Kulmbach (Bayern) installiert. Die Abmessungen dieses Panzers waren bei weitem nicht so beeindruckend wie die moderner Panzer: Sein Durchmesser erreichte drei Meter und seine Höhe zehn Meter. Das Tankvolumen betrug etwa 80 Kubikmeter (800 Hektoliter). Außerdem wird den Kulmbacher Spezialisten die Ehre zuteil, einen neuen Hefestamm entwickelt zu haben, der für die Gärung im CCT geeignet ist, wo die Höhe der Würzesäule (und damit der Druck auf die Hefezellen) deutlich zugenommen hat. In diesem Fall wurde die relative Größe der Hefezelle um fast die Hälfte reduziert.

Noch später wurde die Technologie der Gärung und Nachgärung unter Druck entwickelt, die den Produktionszyklus von hellem 11 %-Bier auf 14-15 Tage verkürzte, sowie eine Methode der kontinuierlichen Gärung zur Herstellung von Bier in industrieller Maßstab(in der UdSSR wurde es erstmals 1973 in der Moskvoretsky-Brauerei eingeführt). Heutzutage dauert der Fermentations- und Nachgärungsprozess typischerweise etwa 15 bis 20 Tage, aber der Trend zur Verkürzung der Produktionszykluszeit hält an. Das größte Hindernis in dieser Hinsicht bleibt die Notwendigkeit, die Qualität des produzierten Bieres (mindestens) aufrechtzuerhalten. Die besten Möglichkeiten hierfür boten, wie sich herausstellte, zylindrisch-konische Tanks.

Darüber hinaus spielte ein weiterer Faktor eine wesentliche Rolle bei der Bevorzugung von CCT: Mit der Entwicklung der Brauindustrie entsprach die Größe der vorhandenen Gärtanks nicht mehr den gestiegenen Bedürfnissen der Brauer. Es besteht ein dringender Bedarf an größeren und gleichzeitig wirtschaftlicheren Behältern. Leider ist die Größe von Gärtanks und Lagertanks aus einer Reihe technischer (und technologischer) Gründe begrenzt. All diese Gründe schufen wesentliche Voraussetzungen für die Entstehung zylindrisch-konischer Tanks.

Der erste Prototyp eines großvolumigen Gärtanks (einphasiges Herstellungsverfahren) wurde bereits 1908 hergestellt. Der „Vater“ dieses „Vorläufers des CCT“ war derselbe Schweizer Wissenschaftler Nathan. Das Fassungsvermögen des Behälters betrug 100 Hektoliter, der gesamte Produktionszyklus dauerte 12 Tage. Es muss gesagt werden, dass sich die Idee, beim Brauen großvolumige Behälter zu verwenden, zu dieser Zeit nicht durchgesetzt hat: Es entstanden praktisch unlösbare (damals) Probleme. Erstens mit einer verschlechterten Hefesedimentation (die Technologie wurde nicht entwickelt) und der Gewährleistung einer qualitativ hochwertigen Gerätehygiene.

Es sei darauf hingewiesen, dass die ersten CCTs aus gewöhnlichem schwarzem Stahl hergestellt und innen mit einem speziellen Harz beschichtet waren. Dieser Schutzanstrich musste regelmäßig erneuert werden. Heutzutage werden CCTs ausschließlich aus Edelstahl gefertigt. Nach Angaben des tschechischen Brauers F. Hlavacek wurde 1957 erstmals in Europa Edelstahl bei der Herstellung großvolumiger Behälter verwendet. Die weit verbreitete Verwendung von Edelstahl führte zu einem Wendepunkt in der Weiterentwicklung der Bierproduktionstechnologien.

In den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts begann die „CCT-Ära“ – die rasante Verbreitung neuer Technologien über Länder und Kontinente hinweg begann. Bereits zu diesem Zeitpunkt wurden die TsKT in zylindrisch-konische Gärtanks (TsKTB), zylindrisch-konische Lagertanks (TsKTL) und Uni-Tanks (die die Hauptmerkmale von TsKTB und TsKTL vereinen) unterteilt.

Dank einer erfolgreichen technischen Lösung begann der Aufbau des CCT auf „ frische Luft" Zuvor klang die Idee, Gär- und Lagertanks „nach draußen“, außerhalb des Brauereigeländes, zu bringen, gelinde gesagt etwas abwegig. Die Möglichkeit, es umzusetzen, wurde fast als revolutionär empfunden. Die Gärungs- und Vorgärungsphasen dauern im Brauprozess am längsten, daher waren die Gärungs- und Lagerhallen die größten Räume der Brauerei. Traditionell bestanden sie aus separaten Räumen, in denen sie untergebracht waren Holzfässer oder Panzer.

Nun waren die Brauer nicht durch die Abmessungen des Gebäudeinneren eingeschränkt, sondern starteten einen unausgesprochenen „Wettbewerb“, um zu sehen, wer ein größeres CCT bauen, mehr Bier produzieren und der Konkurrenz einen Schritt voraus sein könnte. Zu diesem Zeitpunkt erreichte das Volumen des CCT bereits 5.000 Hektoliter, der Durchmesser betrug fünf und die Höhe betrug achtzehn Meter. In den siebziger Jahren dominierte in den meisten europäischen Ländern die CCT-Bierproduktionstechnologie fest.

In denselben Jahren wurde die Kühltechnologie des CCT entwickelt und vervollständigt, insbesondere die Art und Reihenfolge der Aktivierung einzelner Kühlmäntel und des Kegels (bekanntlich trägt eine ordnungsgemäße Kühlung des CCT zu einer guten Niederschlagsmenge bei). Hefesediment). Es stellte sich auch heraus, dass CCT dazu beiträgt, den geringsten Verlust an Bitterstoffen (ca. 10 %) zu erreichen, die Möglichkeit bietet, die Sättigung des Bieres mit CO2 zu maximieren und das bei der Gärung entstehende Kohlendioxid zu nutzen.

Hauptvorteile und Nachteile von CCT

Das technische Niveau des zylindrisch-konischen Tanks (und der damit verbundenen Ausrüstung) ermöglicht es, bei guten Kenntnissen der Technologie die gleiche hohe Standardqualität des Bieres zu erreichen, das auch bei größten Produktionsmengen hergestellt wird. Gleichzeitig lässt sich der Prozess der Biergärung in einem CCT relativ einfach automatisieren (oder optional computerisieren). Dasselbe gilt für den Prozess des Waschens und Desinfizierens des Tanks.

Relativ hohe Anfangsinvestitionen sind wirtschaftlich dadurch gerechtfertigt, dass mit Hilfe von CCT der Prozess der Biergärung deutlich beschleunigt und damit das Produktionsvolumen gesteigert werden kann. Deshalb ist die CCT-Technologie heute in allen Industrieländern die am weitesten verbreitete Methode zur Bierherstellung.

Durch die gleichzeitige Installation von Fermentations- und Kaltalterungstanks „im laufenden Betrieb“ steigerten die CCT-Konstrukteure die Effizienz bei der Nutzung des Produktionsraums erheblich. Dieser Faktor ist nach wie vor einer der bedeutendsten Zusatzvorteile des Brauens bei CCT.

Bestimmte Schwierigkeiten, die einst die Pioniere des Brauwesens mit der Sedimentation von Hefezellen im CCT hatten, werden heute mit Hilfe bewährter Kühltechniken erfolgreich überwunden und sind von der Kategorie der Probleme in die Kategorie der alltäglichen Arbeitsprobleme übergegangen. Die (im Vergleich zur klassischen Variante) langsamere Vermehrung der Hefezellen wird durch eine höhere Belüftung der Würze ausgeglichen große Dosen Hefe eingeführt.

CCT kann das Arbeitsumfeld erheblich verbessern und darüber hinaus die Arbeitsproduktivität erheblich steigern und die Produktionskosten senken. Die Möglichkeit, alle Kühlmäntel im autonomen Modus zu betreiben, macht den CCT-Kühlmodus flexibel und effizient. Ein weiterer zusätzlicher Vorteil zylindrisch-konischer Tanks besteht darin, dass ausfallende Hefen aus diesen Behältern schnell entfernt werden können.

Zu den Hauptnachteilen von CCT gehört die Unmöglichkeit, die auf der Oberfläche der gärenden Würze gebildeten Hefedecks vollständig zu beseitigen, und die (im Vergleich zum Bottich) längere Sedimentationszeit der Hefezellen. Darüber hinaus ist es im TsKTB erforderlich, etwa 20 % des Gesamtvolumens des Tanks für den dort gebildeten Schaum zu reservieren, was die Produktionseffizienz des Tanks deutlich verringert. Allerdings sind in herkömmlichen Gärtanks auch etwa 20 % des freien Platzes reserviert. CKTL hat diesen Nachteil in geringerem Maße (freier Platz 10 %).

Wenn wir über das Maximum sprechen effektive Bedingungen Bei der Anwendung von CCT sollte gesondert betont werden, dass der Sinn und Zweck der Verwendung von CCT in der von Nathan entdeckten Wirkung liegt: Eine Erhöhung des hydrostatischen Drucks der Biersäule trägt zur beschleunigten Anreicherung von CO2 darin während der Nachgärung bei (wiederum). , die Geschwindigkeit der Bildung des organoleptischen Bouquets von Bier hängt direkt von der Geschwindigkeit und dem Grad der CO2-Anreicherung, also seiner Reifung, ab. Dadurch wird die Dauer des Brühzyklus verkürzt. Am meisten einfache Möglichkeit Um die Höhe der Würzesäule zu erhöhen, wird der verwendete Behälter „auf den Kolben“ gestellt und erhält einen zylindrisch-konischen Tank anstelle eines horizontalen, was Nathan tatsächlich getan hat.

In diesem Zusammenhang wird deutlich, warum das Fassungsvermögen des CCT (bei Standardtankproportionen) mindestens 20 Hektoliter betragen sollte – sonst erreichen wir nicht die erforderliche Höhe der Biersäule, die den Mechanismus der beschleunigten Anreicherung von Kohlendioxid auslösen sollte bei Bluthochdruck. Es ist auch zu bedenken, dass bei 20-30 Hektolitern nur die „Wirkung“ von CCT beobachtet wird. Die Reifung des Bieres wird sich hier innerhalb weniger Tage beschleunigen. Wirklich wirksam wird CCT ab 150-200 Hektolitern (die Menge für eine durchschnittliche Brauerei, nicht für eine Minibrauerei). Daher lässt sich der Einsatz vertikal angeordneter Gär- und Nachgärtanks in Minibrauereien vor allem mit dem Wunsch erklären, die Anlagen kompakter anzuordnen.

Was ist CCT

Materialien, die bei der Herstellung von CCT verwendet werden

Die ersten CCTs bestanden aus gewöhnlichem schwarzem Stahl, der innen mit einer speziellen Beschichtung auf Epoxidharzbasis beschichtet war. Diese Beschichtung musste regelmäßig erneuert werden. Heutzutage werden CCTs ausschließlich aus Edelstahl hergestellt (normalerweise die Güteklasse DIN 1.4301, es können jedoch auch die widerstandsfähigeren und teureren Werkstoffe AISI 304 oder AISI 316L verwendet werden). Wie oben erwähnt, ist dieses Material völlig neutral und beständig gegenüber den Auswirkungen von Bier und seinen Fermentationsprodukten sowie Hygienemitteln.

Edelstahl ist heute das optimale Material. Es ist jedoch zu beachten, dass seine Verwendung die Möglichkeit einer Korrosion nicht immer ausschließt. Es kann vorkommen:

§ in Gegenwart von Chloridionen oder freien Chlormolekülen in einer neutralen oder sauren Umgebung (schlecht ausgewählte Desinfektionsmittel);

§ für den Fall, dass das Schweißen von Edelstahl nicht in einer Inertgasatmosphäre (z. B. Argon) durchgeführt wurde. Dann kommt es in dem Bereich, der hohen Temperaturen ausgesetzt ist, zu einer radikalen Veränderung der Eigenschaften des Stahls;

§ in Kontakt mit gewöhnlichem Stahl. In diesem Fall reicht der Kontakt mit einer verschlissenen oder rostigen Stelle aus gewöhnlichem Stahl aus, damit Korrosion entsteht.

Die Gründlichkeit und Sauberkeit der Innenoberfläche des CCT wirkt sich direkt auf die Effizienz des Waschprozesses und der anschließenden Hygienisierung des Tanks aus. Hinsichtlich des geforderten Sauberkeitsgrades der Oberfläche gibt es zwei diametral entgegengesetzte Standpunkte:

1. Laut Ziemann-Experten ist eine optimale Glätte des Materials anzustreben. In jedem Fall sollte die durchschnittliche Rauheit nicht mehr als 0,4–0,7 Mikrometer betragen. Dies wird durch die Tatsache begründet, dass sich Hefezellen und verschiedene Arten von Mikroorganismen nur sehr schwer an einer glatten Oberfläche festsetzen (zum Beispiel: Die durchschnittliche Größe von Hefezellen beträgt etwa 6–10 Mikrometer, schädliche Mikroflora beträgt 0,5 bis 4 Mikrometer). Deshalb nutzt Ziemann die elektrochemische Poliertechnologie zur zusätzlichen Bearbeitung der Innenfläche von Konus und Kuppel des CCT (reduziert die Rauheit auf 0,3 Mikrometer).
Heutzutage bietet elektrochemisches Polieren die meisten Ergebnisse glatte Oberfläche, das nur bei der industriellen Verarbeitung von Stahl gewonnen werden kann. Aber natürlich nur unter der Voraussetzung, dass die Metalloberfläche vor dem elektrochemischen Polieren bereits gründlich poliert wurde. Durch Elektropolieren können nur hervorstehende Mikrovorsprünge auf der Metalloberfläche geglättet, größere Unregelmäßigkeiten, Kratzer und Hohlräume jedoch nicht beseitigt werden.

2. Laut Holvrieka-Experten spielt nicht so sehr der durchschnittliche Rauheitswert (die Höhe der Mikrospitzen des Materials) die entscheidende Rolle, sondern vielmehr das Rauheitsprofil (scharfe oder geglättete Mikrospitzen). Wenn die Vorsprünge geglättet sind, reicht dies völlig aus. Demnach werden durch eine spezielle mechanische Bearbeitung eines Edelstahlblechs in der Walzwerkstatt eines metallurgischen Unternehmens hervorragende Ergebnisse im Hinblick auf ein optimales Rauheitsprofil erzielt. Anschließend wird die „polierte“ Oberfläche des Stahls, um mechanische Beschädigungen beim Transport und bei der Herstellung des Tanks zu vermeiden, mit einer speziellen Folie versiegelt, die nach dem Einschweißen der Bleche in den Tank entfernt wird. Die durch das spezielle Walzen erzielte Glätte reicht bereits aus, um die Anlagerung von Hefezellen an der Oberfläche des Materials zu verhindern, und im jungen Bier sollte einfach keine schädliche Mikroflora vorhanden sein (sonst wird das Bier einfach infiziert, unabhängig davon, ob Bakterien anhaften). Wände des Tanks oder nicht) .\\Natürlich ist eine nachträgliche Bearbeitung der Innenfläche des Tanks mit mechanischen Mitteln keineswegs ausgeschlossen, aber der Einsatz von elektrochemischem Polieren durch Holvrieka-Spezialisten gilt als unvernünftiger Luxus.

Generell müssen beim mechanischen Polieren der Innenfläche eines CCT viele Feinheiten beachtet werden. Es spielt sogar eine Rolle, in welche Richtung der Stahl poliert wird – entlang der Erzeugenden oder entlang des Radius. Die raueste und damit attraktivste Oberfläche für Mikroorganismen entsteht an der Schweißstelle verschiedener Teile des CCT. Besonderes Augenmerk wird daher auf die Bearbeitung und Politur von Tankschweißnähten gelegt. Ihre Rauheit wird normalerweise auf ein Niveau von 0,6 bis 0,7 µm gebracht (die durchschnittliche Rauheit der gesamten Innenfläche des CCT beträgt bei den meisten Herstellern etwa 0,7 µm).

Herstellungsprozess von CCT

Wenn wir den Prozess der Herstellung von CCT (in einer Fabrikumgebung) in einzelne Komponenten unterteilen, dann besteht er schematisch aus folgenden Punkten:

1. Vorbereitung von Kuppeln, Kegel, Körper und kleineren Teilen vor der Produktion.

2. Biegen von Kuppeln und Kegeln.

3. Schweißen des Tankkörpers, beginnend mit der Kuppel.

4. Schweißen der unteren Teile des Tanks (Kegel und Schürze).

5. Schweißen der unteren Teile des Tankkörpers (Kegel und Zylinder).

6. Schweißen von Kühlzonen (wenn das CCT Kühlmäntel und keinen Stahl mit inneren „Kapillarlöchern“ verwendet, müssen die Mäntel nicht geschweißt werden).

7. Schweißen der Außenteile des Tanks.

8. Polieren und Passivieren von Nähten.

9. Drucktest.

10. Tankisolierung mit Polyurethanschaum.

$In verschiedenen Unternehmen kann die Reihenfolge der durchgeführten Vorgänge geringfügig variieren – alles hängt von der verwendeten Ausrüstung und Technologie ab (z. B. können einige Vorgänge sowohl in der „horizontalen“ als auch in der „vertikalen“ Version ausgeführt werden), aber gesamt Die Stufen bleiben unverändert.

Laut dem Vertreter von ZIMANN in Russland und den GUS-Staaten, Kandidat der technischen Wissenschaften V. Tikhonov, ist die Herstellung von CCT ein komplexer Produktionsprozess, der viele Vorgänge umfasst, wie zum Beispiel das Ausrollen von Walzmaterial, Schneiden, Fügen, Nivellieren von Blechen und Schweißen , Schleifen, Rohlinge schneiden, Flansche von Kegeln und Deckeln stanzen, Kegel drehen, Schleifen, Mantel zusammenbauen, Stützschürze herstellen, einzelne Teile des Tanks zusammenschweißen, segmentierte Kühlmäntel einbauen, Rohre zur Zu- und Ableitung von Kältemittel, Kohlendioxid, Abflussrohre, Steckdosen zum Anschluss von Temperatur- und Füllstandssensoren etc., Schutzrohre für Elektrokabel etc.

Die Tankisolierung erfolgt üblicherweise in horizontale Position. Zum zusätzlichen Korrosionsschutz wird das CCT lackiert, darauf Abstandshalter aus Polyurethanschaum montiert, Verkleidungsbleche montiert und der entstandene Raum mit Polyurethanschaum ausgefüllt geringer Gehalt Chloride (Chloride führen mit der Zeit zur Korrosion von Chrom-Nickel-Stahl). Die horizontale Methode zur Isolierung von Tanks ermöglicht es dem Arbeiter, die Qualität der Füllung visuell vollständig zu kontrollieren, sodass sich keine Lufteinschlüsse bilden. Als Verkleidung dienen Trapezbleche aus Aluminium mit oder ohne Kunststoffbeschichtung, seltener auch aus Edelstahl. Die Konusauskleidung besteht standardmäßig aus hermetisch verschweißtem Edelstahlblech. Diese Ausführung empfiehlt sich, um bei der Außenspülung der Konen im Servicebereich langfristig auszuschließen, dass Feuchtigkeit unter die Dämmung gelangt.

Fertige Tanks werden auf Holzgestellen und Stahlkanälen platziert und auf dem Wasserweg oder auf der Straße zum Verbraucher transportiert.

Abmessungen des CCT

Höhe und Durchmesser des CCT sind ein sehr willkürlicher Parameter, der einen gewissen Einfluss auf den Gehalt an flüchtigen Stoffen im Bier, den Grad des CO 2 -Gehalts, den Prozess der Hefesedimentation – also letztlich auf die Qualität des Bieres – hat selbst.

Bis die Technologie getestet wurde, wurden die ersten CCTs „mit Designinstinkt“ hergestellt – in unterschiedlichen Größen und Proportionen. Heutzutage ist die mögliche Vielfalt zylindrisch-konischer Tanks durch klare Regeln begrenzt. Einige davon sind auf verschiedene technische Einschränkungen zurückzuführen (wie bei Kühlmänteln), andere auf biologische Einschränkungen (die Lebensbedingungen der Hefezelle). Laut deutschen Experten ist jedoch bisher kein anderer Gerätetyp so „unerledigt“ (im Sinne der Entstehung eines einheitlichen Standards) wie CCT.

Wenn wir versuchen, das arithmetische Mittel abzuleiten, können wir sagen, dass der Durchmesser der meisten heute hergestellten CCTs normalerweise fünf Meter beträgt, die Höhe etwa fünfzehn Meter (ohne Stützen) beträgt und das am häufigsten verwendete Nutzvolumen mehr als zweitausend Hektoliter beträgt.

Was die Abmessungen des Tanks betrifft, ist zu beachten, dass die maximale Höhe der Würze im Fermentations-CCT 25 Meter nicht überschreiten sollte, da das Gewicht der Würzesäule, die auf die Hefezelle drückt, den Prozess erheblich verlangsamen kann Fermentation und Zellteilung und beeinflussen ihren Stoffwechsel negativ. Darüber hinaus verlangsamt ein zu hohes Gewicht der Würzesäule die Sättigung des Bieres mit Kohlendioxid.

Für einen Lager-CCT, bei dem das Bier nicht mehr vergärt, gilt diese Einschränkung nicht. Laut dem tschechischen Brauexperten J. Famera kann CKTL eine Höhe von 40 Metern und einen Durchmesser von 10 Metern erreichen.

Außerdem wird die Größe des CCT maßgeblich durch die Notwendigkeit beeinflusst, einen Teil des Tanks leer zu lassen, damit der bei der Gärung aufsteigende Schaum nicht die Sicherheitsarmaturen (hauptsächlich die Nut- und Federmaschine!) überschwemmt.

Der freie Raum im CBTB sollte etwa 18-25 % des Volumens der Ausgangswürze betragen. In CCTL kann es in der Regel auch weniger sein (es sei denn, man fügt beispielsweise Grünbier Locken (Krausening) hinzu).

Fairerweise muss ich sagen, dass diese Zahlen kein Dogma sind. Es sind Methoden bekannt, bei denen spezielle silikonbasierte „Antischaummittel“ eingesetzt werden, um die Schaummenge im CCT zu reduzieren. In diesem Fall wird der benötigte freie Platz im CCT während der Fermentation auf 5 % reduziert. Um die Schaumbildung des Bieres beim späteren Genuss des Getränks nicht zu beeinträchtigen, wird dem Getränk bei der Filtration Silikon entzogen.

Experten zufolge ist der auffälligste globale Trend ein allmählicher, aber systematischer Anstieg des Volumens der hergestellten CCT. Dies ist hauptsächlich auf den Wunsch der Brauer zurückzuführen, die Kosten für das hergestellte Getränk weiter zu senken (Standardabhängigkeit: Je größer das Tankvolumen, desto niedriger die Kosten für das hergestellte Bier). Das Hauptziel besteht darin, die Wettbewerbsfähigkeit Ihrer Brauerei in einem modernen, biergesättigten Markt zu steigern und das Umsatzniveau und damit den Gewinn weiter zu steigern. Aber ein wesentlicher Faktor, der den Wert des CCT in jedem Fall einschränkt konkreter Fall, ist das Folgende technologische Anforderung: Das Volumen des zylindrisch-konischen Tanks sollte ein Vielfaches des Volumens des Würzekochers betragen (unter Berücksichtigung der Kompression der Würze nach dem Abkühlen) und die Füllzeit des CCT sollte 24 Stunden nicht überschreiten (optimal 12-20). Std). In diesem Fall dauert das Befüllen des Tanks nicht allzu lange, was bedeutet, dass verschiedene Sude fast gleichzeitig zu gären beginnen, d. h. die Würze wird in ihrer Zusammensetzung homogener und ihre „Schichtung“ kann vermieden werden. Wenn das Befüllen des Tanks zu lange dauert, haben die verschiedenen Biersorten keine Zeit, sich miteinander zu vermischen, bevor die Gärung beginnt. Dies kann den Fermentationsprozess negativ beeinflussen (was unbedingt vermieden werden sollte). Je größer der Tank, desto länger dauert das Pumpen des Bieres oder die Sanierungsphase. All dies wirkt sich negativ auf die Fluktuationsrate der Ausrüstung aus.

Außerdem ist zu berücksichtigen, dass nach den Gesetzen der Physik der Spitzenkälteverbrauch eines großen Tanks größer sein wird als der mehrerer kleinerer Tanks. Darüber hinaus kann ein sehr großer Tank nur zur Herstellung der wichtigsten, dominierenden Biersorte verwendet werden. Tatsächlich werden die maximalen Abmessungen des CCT durch einen weiteren, sehr wichtigen Transportfaktor begrenzt: die Bedingungen für den zukünftigen Transport der Container zum Kunden und die Installation am Auftragsort. Bei der Bestimmung der Tankgröße ist es von großer Bedeutung, auf welche Weise und auf welchem ​​Weg das CCT an den Kunden geliefert wird (Land oder Wasser). Am „flexibelsten“ hinsichtlich der Größenbeschränkungen ist der Transport auf dem Wasserweg (See oder Fluss). Beim Transport eines Tanks über Land ist es zunächst notwendig, seine Größe streng zu begrenzen und auch die Lage von Transportstraßen, Hochspannungsleitungen usw. zu berücksichtigen.

Heutzutage bestimmen jedoch produktionsökonomische Überlegungen ihre Bedingungen bei der Konstruktion von Geräten: Ein modernes Design sollte die Verwendung eines CCT mit dem größtmöglichen Volumen und dem kleinsten Durchmesser umfassen, der aufgrund eines bestimmten Stands der Technologieentwicklung zulässig ist. Folgende Ziele werden verfolgt:

§ Reduzierung von Spezifischen Investitionskosten,

§ Reduzierung der Transportkosten bei der Lieferung von Geräten

§ Reduzierung der Betriebskosten

In der Praxis muss man immer einen vernünftigen Kompromiss zwischen den Anforderungen der Wirtschaft und den (oft unbegründeten) Ängsten der Technologen vor großvolumigen CCT suchen. Experten zufolge transportiert die Bahn üblicherweise CCT mit einem Fassungsvermögen von bis zu tausend Hektolitern. Der Transport großer Tanks erfolgt, soweit möglich, nur mit Spezialtransportmitteln – auf dem Wasserweg. Aus diesem Grund versuchen CCT-Hersteller, ihre Betriebe näher an schiffbaren Flüssen oder Seehäfen anzusiedeln.

In Einzelfällen kann beim Transport von CCT (oder seinen großen Komponenten) der Lufttransport genutzt werden, diese Methode ist jedoch untypisch. Realistischer ist es, das CCT vor Ort per Helikopter zu installieren. Das Transportproblem betrifft nicht nur die Außenabmessungen des CCT, die an sich recht groß sind, sondern auch die Festigkeit des Tanks, die erforderlich ist, um sicherzustellen, dass sich der Container während des Transports nicht verformt. Der Transport eines CCT in Teilen mit anschließender Montage vor Ort ist nach einhelliger Expertenmeinung nur dann gerechtfertigt, wenn der Transport eines ganzen Tanks aus irgendeinem Grund absolut unmöglich wird.

Beispielsweise wird die Isolierung aus Polyurethanschaum optimal in der Produktionshalle gegossen und nicht unter „Feldbedingungen“ beim Zusammenbau des CCT in der Brauerei. Bis vor Kurzem erfolgte die Dämmung des CCT bei einer Temperatur von mindestens +20 °C und immer bei trockenem Wetter. Jeglicher Niederschlag war nicht akzeptabel – Feuchtigkeit machte den Polyurethanschaum unbrauchbar. Heutzutage kann die Temperatur niedriger sein, bis zu +5°C, die Luftfeuchtigkeit in der Umgebungsluft ist nicht genormt (das bedeutet natürlich nicht, dass Wasser in den Polyurethanschaum gelangen kann). Es ist jedoch optimal, den CCT im Werk zu isolieren.

Darüber hinaus wird das CCT im Werk in horizontaler Position und bei der Installation vor Ort in vertikaler Position isoliert. In diesem Fall ist der Aufbau spezieller Gerüste und Gerüste erforderlich, was die Sache zusätzlich erschwert.

Die alkoholische Gärung von Würzezuckern unter Einwirkung von Hefeenzymen ist der Hauptprozess bei der Bierherstellung. Die Hauptgärung und Nachgärung von Bier erfolgt hauptsächlich nach zwei Schemata: periodisch – mit der Aufteilung des Gärprozesses in Hauptgärung und Nachgärung, und auch beschleunigt – mit der Kombination von Hauptgärung und Nachgärung in einem Zylinder- konischer Gärapparat.

Die Methode der kontinuierlichen Gärung von Bier besteht darin, vergorene Würze und Jungbier mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einem System miteinander verbundener Gärvorrichtungen und Vorrichtungen zur Nachgärung zu bewegen, wobei kontinuierlich frische Würze in die Hauptgärvorrichtung einströmt und Bier aus dieser Vorrichtung abfließt das letzte Gerät.

Die erforderliche Hefekonzentration in der vergärbaren Würze wird durch die kontinuierliche Versorgung des Hauptapparats der Anlage mit Hefe aus dem Hefegenerator und eine zusätzliche Hefevermehrung im Gärapparat sichergestellt. Bevor das Jungbier zur weiteren Gärung gepumpt wird, wird ein Teil der Hefe durch einen Separator abgetrennt.

Der Fermenter vom Typ ChB-15 wird für die Hauptgärung der Würze verwendet und ist ein versiegelter rechteckiger Behälter, in dem sich eine Kühlschlange befindet, um die bei der Gärung entstehende Wärme abzuleiten. Der horizontale zylindrische Tank B-604 ist für die Hauptgärung konzipiert Bierwürze unter Druck. Tanks der Typen TLA und TAV dienen der Nachgärung von Jungbier oder der Lagerung von Fertigbier und sind horizontale und vertikale zylindrische Geräte mit kugelförmigem Boden.

Alle Fermenter sind mit entsprechenden Armaturen zur Entfernung des dabei freigesetzten Kohlendioxids ausgestattet alkoholische Gärung. Die für die Hauptgärung verwendeten Fermenter sind vom offenen oder geschlossenen Typ. Letztere gewährleisten die Sterilität der Würze während der Gärung und die Möglichkeit, Kohlendioxid für ihre weitere Verwendung auszuwählen.

Fermenter ChB-15(Abb. 23.2) ist ein versiegeltes rechteckiges Gefäß mit abgerundeten Ecken der Wände und des Bodens. Im Gerät befindet sich eine Spule 1 , entlang dem durch das Loch 7 Es wird Sole oder gekühltes Wasser geliefert. Das Gerät verfügt über ein Rohr 2 für Würze, Stopfen 3 zum Ablassen der Restwürze, Luken 4 Und 5 zum Waschen von Gerät und Rohr 6 zur Entfernung von Kohlendioxid.

Die Geräte unterliegen einer obligatorischen Schutzbeschichtung mit Epoxidharzen, es werden auch Alkoholharzlacke, Polyethylenbeschichtungen usw. verwendet.

Rechteckige Fermenter nutzen den Gärraum voll aus und füllen dessen gesamte Fläche aus, mit Ausnahme der für die Wartung notwendigen Durchgänge. Die Nutzhöhe der Bottiche wird üblicherweise mit bis zu 2 m angenommen.

B-604-Panzer(Abb. 23.3) sind für die Hauptgärung von Bierwürze unter Druck vorgesehen. Der Hauptfermentationsapparat ist ein horizontaler zylindrischer Behälter 1 mit kugelförmigen Böden, montiert auf vier Stützen. Das Gerät verfügt oben über ein Luftauslassrohr 5 , das der Steuerung des Gärprozesses der Würze dient. An einem der Böden befindet sich eine Luke 3 mit Deckel und Zapfhahn 2 zum Zuführen und Ablassen der Würze. Im Tank befindet sich eine Kühlschlange 6 . Zur Entfernung von Kohlendioxid gibt es spezielle Armaturen 4 .

Reis. 23.2. Fermentationsgerät ChB-15

Gärtanks vom Typ B-604 werden mit einem Fassungsvermögen von 8...50 m 3 hergestellt.

Lagertanks Typ TLA(Abb. 23.4) sind für die Nachgärung, Klärung von Jungbier und die Lagerung von gefiltertem Bier unter einem Druck von bis zu 0,07 MPa bestimmt. Bei entsprechender Beschichtung der Innenflächen von Tanks ist die Lagerung darin zulässig Zuckersirup, Wein und Milch.

Der Nachgärungsapparat ist ein horizontaler zylindrischer Behälter, der aus einem Körper besteht 1 mit kugelförmigen Böden 5 Und 6 . Unten befindet sich eine Luke 3 zur Desinfektion des Tanks. Unten befindet sich ein Bronzehahn zum Befüllen des Tanks und zum Ablassen des Produkts. 2 . Zur Entfernung von Kohlendioxid werden spezielle Armaturen eingesetzt 4 und Nut-Feder-Vorrichtung 7 . Der Tank ist auf drei Stützen montiert.

Reis. 23.3. Hauptbiergärungsgerät B-604

Reis. 23.4. Tank zur Nachgärung von Jungbier, Aluminium Typ TLA

Tanks für die Nachgärung vom Typ TLA werden mit einem Fassungsvermögen von 8…80 m 3 hergestellt. Neben horizontalen Tanks für die Nachgärung von Jungbier werden auch vertikale Tanks vom Typ TLA mit einem Fassungsvermögen von 4...9 m 3 hergestellt.

Für die Herstellung von Gärapparaten und Tanks für die Nachgärung werden neben Kohlenstoffstahlblechen auch Lebensmittelaluminiumbleche der Sorten A0, A5 mit einem Verunreinigungsgehalt von nicht mehr als 0,5 % und säurebeständiger Stahl der Güteklasse X18N10T verwendet.

Reis. 23.5. Vertikaler Lagertank aus Aluminium M7-TAV

Die Oberfläche des aus Aluminium und Edelstahl gefertigten Geräts ist nicht mit Schutzbeschichtungen versehen und lässt sich leicht von Schmutz reinigen. Aluminiumgeräte müssen bei der Installation auf Gusseisenträgern über eine zuverlässige Isolierung verfügen, um eine Zerstörung des Aluminiums durch den daraus resultierenden elektrochemischen Prozess zwischen den Metallen zu vermeiden.

Panzer M7-TAV(Abb. 23.5) ist ein zylindrisches vertikales Gefäß mit kugelförmigem Boden, bestehend aus einem Körper 1 , Abflussventil 2 , Kreuze 4 zur Befestigung von Nut- und Federvorrichtungen, Luftkanalrohren 5 , Schachtabdeckungen 3 und testen Sie den Hahn 6 . Bei der Montage wird der Tank auf vier Stützen montiert.

Tanks für die Nachgärung M7-TAV werden mit einem Fassungsvermögen von 8…25 m 3 hergestellt.

Die für die Gärung und Nachgärung von Bier verwendeten Geräte bestehen aus Metall und Stahlbeton sowie aus lebensmittelechtem Aluminiumblech (Tabelle 23.1).

Das beschleunigte Batch-Fermentationsverfahren besteht darin, die Hauptgärung mit der Nachgärung in einem zylindrisch-konischen Gärapparat zu kombinieren, wobei die Sedimentation schnell kontrolliert und abgesetzte Hefe daraus entfernt wird. beschleunigte Reifung(Reifung) und Klärung des Bieres, außerdem wird die gärende Würze systematisch zuerst mit einem sterilen Luftstrom und dann mit Kohlendioxid vermischt und die Menge an Impfhefe wird auf 2 Liter pro 1 hl Würze erhöht.

In Abb. In Abb. 23.6 zeigt einen Fermentationsapparat zur beschleunigten Bierherstellung. Fermenter 5 vordesinfiziert und sterilisiert und dann aus dem Gerät in sie hinein 1 gekühlte Würze wird serviert. Die Gärtemperatur liegt bei hellen Bieren bei 3...4 °C, bei dunklen Bieren bei 4...5 °C. Die maximale Gärtemperatur beträgt 9 °C. Untergärige Hefe wird in einer Reinkulturapparatur hergestellt 3 , das auch durch die im Außengehäuse zirkulierende Flüssigkeit gekühlt wird. Reife Hefe wird mit steriler Druckluft oder Kohlendioxid aus dem Apparat in den Hefevermehrungsapparat gedrückt 4 .

Mit Beginn der Gärung wird die Luft vollständig durch Kohlendioxid aus dem Gärapparat und dem Raum über der Würze in die Atmosphäre verdrängt. Kohlendioxid ohne Luftbeimischung wird einem Gaszähler zugeführt und von dort durch eine Reinigungsbatterie gepumpt, auf 0,2...0,3 MPa komprimiert und in einem Sammelbehälter gesammelt.

Nach dem Ende der Gärung, wenn sich die Hefe abzusetzen beginnt, wird der Kegel der Vorrichtung gekühlt, was das Absetzen der Hefe beschleunigt. Das Bier in der Apparatur steht unter einem Druck von 0,15 MPa, die Hefe wird verdichtet und beim Öffnen des Ventils in Form einer dicken Masse durch eine Gummimanschette in das Hefebad gedrückt.

Reis. 23.6. Schematische Darstellung einer Fermentationsanlage zur beschleunigten Bierherstellung

Tabelle 23.1. Technische Eigenschaften von Fermentern und Tanks

Reis. 23.7. Zylindrokonischer Fermentationsapparat (CCBA)

Die Gärung der 12 %igen Bierwürze dauert 8 bis 10 Tage, gefolgt von einer Reifezeit des Bieres (3 Tage) mit der biochemischen Umwandlung einer Reihe von Substanzen, die dem Bouquet des jungen Bieres eigen sind.

Anschließend wird das Bier langsam auf 1...0 °C abgekühlt und 12 Stunden lang mit Kohlendioxid unter einem Druck von 0,14 MPa behandelt (karbonisiert) und die nächsten 12 Stunden ruhen gelassen, damit sich die Hefe absetzen und klären kann. Unter einem Druck von 0,17 MPa wird Bier aus dem Gärapparat durch Filter 2 (siehe Abb. 23.6) zur Abfüllung gefördert.

Verfahren zur beschleunigten Herstellung von Zhigulevsky-Bier in zylindrisch-konische Fermenter (TsKBA)(Abb. 23.7) besteht darin, dass in einem Gefäß mit großem Volumen (von 100 bis 150 m 3 oder mehr) bei täglicher Befüllung mit Würze (8...9 °C) und Hefe zwei Stufen kombiniert werden: Hauptgärung und Nachgärung, die innerhalb von 14 Tagen statt der für Zhigulevsky-Bier erforderlichen 28 Tage dauert. Das Gerät ist mit einem Widerstandsthermometer ausgestattet 1 , Waschkopf 2 , Auswahlkran 3 , ein Ort zur Befestigung der Nut- und Federvorrichtung 4 . Mit der ersten geklärten Würze (Erstkochen) wird die gesamte hochvergärbare Hefe in den konischen Teil gegeben (300 g mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 75 % pro 1 hl Würze). Zunächst werden 50 % der Würze mit steriler Luft belüftet, was einen Gehalt von 4...6 mg O 2 /ml Würze gewährleistet.

Während der ersten beiden Tage wird die Gärtemperatur von 9 bis 14 °C gehalten, die bis zum Erreichen des sichtbaren Endgärgrades beibehalten wird. Die Temperatur wird durch drei Bänder mit Außenmänteln reguliert, wobei das Kältemittel auf maximal minus 6 °C gekühlt wird. Wenn der Trockenmassegehalt im Bier 3,5...3,2 % erreicht, arbeitet der Apparat bei Überdruck mit Nut und Feder. Das Ende der Gärung wird durch das Aufhören der weiteren Abnahme des Massenanteils an Trockensubstanz im Bier innerhalb von 24 Stunden bestimmt. Normalerweise wird am fünften Tag der endgültige Massenanteil von 2,2...2,5 % an Trockensubstanz erreicht. Anschließend wird das Kältemittel in den Kegelmantel geleitet, wo es abkühlt und einen dichten Hefeniederschlag bei einer Temperatur von 0,5 bis 1,5 °C bildet. Im zylindrischen Teil wird die Temperatur von 13...14 °C 6...7 Tage lang aufrechterhalten. Die gleiche Temperatur fördert die Reduktion von Diacetyl zu Acetoin. Dann wird die Temperatur des Bieres (0,5...1,5 °C) durch die Mäntel im gesamten zylindrischen Teil des TsKBA ausgeglichen. In diesem Fall wird der Spundwanddruck im TsKBA 6...7 Tage lang bei 0,05...0,07 MPa gehalten. 10 Tage nach Beginn der Gärung wird die erste Hefe aus dem Anschluss des konischen Teils des TsKBA entfernt. Vor der Klärung des Bieres wird eine zweite Hefeentfernung durchgeführt und anschließend wird das Bier zur Trennung und Filtration geschickt. Eine zusätzliche Kühlung des fertigen Bieres (2 °C) in Sammlungen erfolgt bei 0,03...0,05 MPa, wird 12...24 Stunden lang aufbewahrt und in Flaschen abgefüllt. Mit TsKBA wird Bier hergestellt Massenanteil Trockenmasse in der Stammwürze 11, 12 und 13 %.

Somit ist im Prozess der Gärung in TsKBA dank des großen Einheitsvolumens der Apparatur die Kombination von Hauptgärung und Nachgärung in einem Gefäß der Einsatz angestiegene Temperaturen Durch die Gärung und die Menge der beimpften Hefe verkürzt sich die Dauer des Prozesses um etwa die Hälfte.

Die wirtschaftlichste Art der Gärung und Nachgärung von Bier beschleunigter Weg in einem zylindrisch-konischen Gärapparat aus Edelstahl mit polierter Innenfläche.

Dieser Apparat verfügt über vier Kühlmäntel im zylindrischen Teil und einen im konischen Teil (Tabelle 23.2).

Tabelle 23.2. Technische Eigenschaften zylindrisch-konischer Fermenter

Notiz. Bei allen Marken beträgt der Druck im Gerät 0,7 MPa, in den Mänteln 0,4 Pa, die Kältemitteltemperatur beträgt 8 °C.

3.6.1.1. Horizontale Gärtanks(siehe Abschnitt 3.4.2.4) werden zu 75–80 % mit intensiv belüfteter Würze beladen und zu mindestens 50 % von Sedimenten aus suspendierter gekühlter Würze befreit. Die Hefezugabe erfolgt üblicherweise in einer Menge von 0,5–1,0 l/hl.

Um CO 2 zu gewinnen, wird eine „offene“ oder „geschlossene“ Gärung bei Höchsttemperaturen von 8-9 °C durchgeführt. Dabei kommt es zu einer starken Konvektion, wodurch die Gärung im Vergleich zu Gärtanks beschleunigt wird und die Gärung auf den normalen Gehalt an Restextraktstoffen um etwa einen Tag verkürzt wird. Die Zirkulation des Bieres wird durch außen angebrachte Kühltaschen gefördert. Die Aufrechterhaltung der Maximaltemperatur übernimmt das obere Kühlsystem, zur Kühlung auf die Endtemperatur wird das zweite Kühlsystem im Gegenstrom zugeschaltet. Das Absetzen der Hefe in solchen Behältern ist aufgrund der stärkeren Konvektion mitunter schwierig. Sie benötigen eine längere Eingewöhnungszeit, wodurch der oben genannte Zeitgewinn ausgeglichen wird. Um die Sedimentation der Hefe zu verbessern, sollte die Konvektion etwa 24 Stunden vor dem Umpumpen des Bieres zur Nachgärung abgeschlossen sein, d. h. zu diesem Zeitpunkt sollte die Endtemperatur bereits erreicht sein. Die Bildung von Hefesedimenten wird durch die Kühlzone am tiefsten Punkt des Tanks erleichtert. Positiver Effekt Es kann sogar eine weitere Gärung erfolgen, indem man darauf wartet, dass sich die Hefe bei einer Temperatur von 3–5 °C absetzt, und dann mit der für die Nachgärung erforderlichen Anzahl von Locken vermischt. Ohne dies liegt der Hefegehalt in Bier, das mit Restextrakt gepumpt wird, in der Größenordnung von 20–30 Millionen Zellen/1 ml, und oft ist dieses Bier durch einen hefigen oder bitter-hefigen Nachgeschmack gekennzeichnet.

Durch das Aufsteigen von CO 2 -Blasen wird das Deck gut geformt. Während einer eintägigen Sedimentationspause fällt es in der Regel nicht ab und setzt sich beim Umpumpen des Bieres zur Nachgärung an den Behälterwänden ab. Der Gehalt an Bitterstoffen in jungen und fertiges Bier, das in geschlossenen Behältern gewonnen wird, ist etwa 10 % höher als der von Bier, das in offenen Behältern gewonnen wird. Das Sammeln von Hefe in langen Behältern ist etwas schwieriger, aber ein zufriedenstellendes Ergebnis kann entweder mit einer Teleskopschaufel durch Rühren mit Wasser oder letztendlich durch Umgehen des Tanks erzielt werden, wofür es ratsam ist, eine zusätzliche Luke an der Rückseite anzubringen Stirnwand des Tanks.

Da Hefe Bestandteile des Decks enthält, muss diese mit Rüttelsieben gereinigt werden. In einzelnen Schichten vergorenen Bieres kann der Hefegehalt variieren, daher ist auf eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Jungbiers zu achten.

3.6.1.2. Vertikale Gärtanks in zylindrisch-konischer Bauweise(siehe Abschnitt 3.4.2.5) werden wie liegende Tanks beladen. Durch das Aufsteigen der CO 2 -Blasen entsteht Konvektion, die durch die Abkühlung verstärkt wird. Die Verbindung nur der oberen Kühlzone führt zu einer stärkeren Konvektion als die Verbindung mehrerer Zonen oder der gesamten Kühlfläche im zylindrischen Teil des Tanks. Das Aufsteigen der Blasen (ihre Geschwindigkeit beträgt etwa 0,3 m/s) stimuliert den Kontakt der Hefe mit dem Substrat und erhöht dadurch die Geschwindigkeit der Gärung und der dabei ablaufenden Prozesse. Dies erklärt trotz der Höhenlage die außergewöhnliche Homogenität der vergorenen Flüssigkeit. In solchen Tanks kommt es während der Gärung zu einer hervorragenden Sedimentation der Hefe. Bereits während der Intensivphase erfasst die nach oben gerichtete turbulente Strömung etwas weniger Hefe als die nach unten gerichtete Strömung (sofern der Kegelteil bereits leicht abgekühlt ist). Durch die Kühlung des Bodens werden Turbulenzen reduziert, was das Absetzen der Hefe erleichtert. Die Hefemenge, die in einem Volumen von etwa 0,71 l (20 Millionen Zellen, siehe Abschnitt 3.4.3.2) dosiert wird, kann im Hochkräuselungsstadium 70–75 Millionen Zellen betragen.

Bevor das Bier zur Nachgärung gepumpt wird, erhöht sich die Hefebiomasse je nach Technologie um das 3- bis 3,5-fache. Wie bereits erwähnt, unterscheiden sich die einzelnen Schichten des Gärsubstrats weder im Gärgrad und in der Temperatur noch im Gehalt an Gärungsnebenprodukten. Der CO 2 -Gehalt aufgrund der Konvektion ist auch in sehr hohen Tanks gleich, und solange Konvektion vorhanden ist, unterscheiden sich die obere und untere Zone nicht im Hefegehalt (ihre höhere Konzentration ist nur im Kegelteil zu erkennen). Diese Konvektions- und Druckfaktoren sind der Grund dafür, dass die Freisetzung von Bitterstoffen, wie in den oben diskutierten horizontalen Tanks, um 10-15 % geringer ist als in offenen Tanks. Die Gärdauer beträgt bei normalen Temperaturen von 8-9 °C nur 5-6 Tage (sofern keine zusätzliche Zeit erforderlich ist, um den Endgärungsgrad und die Sedimentation der Hefe zu erreichen).

Die Ernte der Hefe ist relativ einfach: Sie fließt nach einem kurzen, intensiven Abfluss aus dem konischen Teil des Gärtanks nach unten, um Verunreinigungen (Suspension und abgestorbene Hefezellen) zu entfernen, bis die Farbe der Flüssigkeit anzeigt, dass ein Übergang zum Lagerbier möglich ist Panzer. Um ein Festsetzen des Bieres zu verhindern, sollte die Hefe langsam (über 60-80 Minuten) entfernt werden. Ihre Konsistenz kann als matschig bezeichnet werden, durch den Druckabfall der Flüssigkeitssäule im Gärtank kommt es jedoch zu einer entsprechenden Volumenzunahme und die Hefe wird schaumig.

Technologie zum Pumpen von Bier für die Nachgärung oder andere Zwecke technologische Operationen während der Nachgärung bleiben sie traditionell (siehe Abschnitt 3.5.3.1). Wenn mit Restextrakt gepumpt wird, ermöglicht die Gegenstromkühlung (z. B. von 9 auf 5 °C) für 24 Stunden in Kombination mit der Bildung von CO 2 die Aufrechterhaltung einer guten Gleichmäßigkeit des Jungbiers aufgrund einer Verringerung des Extraktgehalts um 0,5 -0,8 % in dieser Zeit. Der Hefegehalt ist zum Zeitpunkt der Bierförderung zur Nachgärung gleich und liegt bei 10-15 Millionen Zellen. Wenn dieses Bier mit einem Mischer auf Tanks mit entsprechendem Volumen so verteilt wird, dass jeder Tank zu einem bestimmten Zeitpunkt das gleiche Bier erhält, ist gewährleistet, dass der Inhalt aller Tanks die gleichen Eigenschaften aufweist. Zu Beginn des Bierpumpens für die Nachgärung wird immer Hefe von den Wänden des Kegels aufgefangen. Die Nachgärung verläuft wie in anderen Gärtanks und die Hefe setzt sich etwas schneller ab.

Aus technologischer Sicht ist der verkürzte Gärzyklus nicht ideal (Bier muss am Wochenende oder am Ende der Woche abgepumpt werden). Darüber hinaus scheint es schwierig zu sein, die erforderliche Qualität von Jungbier (hinsichtlich Extrakt, Hefegehalt usw.) zu erhalten, insbesondere wenn mehrere Tanks an einem Tag gepumpt werden müssen, da eine Verschiebung beispielsweise um 6 Stunden dazu führen kann große Veränderungen dieser Werte. In diesem Fall wird es als ratsam erachtet, die Gärung und Sedimentation der Hefe fortzusetzen und eine weitere Gärung durch den Einsatz von Locken durchzuführen. Wird beispielsweise Bier einen Tag später zur Nachgärung abgepumpt, die Temperatur aber weiterhin bei 4,0-5,0 °C gehalten, liegt der Gärgrad um 3-6 % unter dem Endwert und der Hefegehalt wird von 10 Millionen Zellen auf 2-3 Millionen sinken. In diesem Zusammenhang ist es notwendig, eine gleichmäßige Verteilung des Jungbiers und eine gleichmäßige Durchmischung mit Locken (10-12 % bei einem Gärungsgrad von 25-35 % und einer Zahl) sicherzustellen von Hefezellen von mehr als 50 Millionen). Dank dieser Maßnahmen wird zu Beginn der Nachgärung das gewohnte Extrakt- und Hefezellgehalt erreicht. In diesem Fall beginnt die Gärung unabhängig von der Restmenge an Hefe gut, das Bier hat einen weichen, angenehmen Geschmack und ermöglicht im Gegensatz zu „normal“ gepumptem Bier einen höheren Gehalt an Bitterstoffen.

Der Tank sollte so groß sein, dass er in einem halben Tag gefüllt werden kann. Bei größeren Tanks wird dies durch Koordinierung der Pumpzeit aus dem Pitching-Tank oder Flotationstank erreicht. Wenn die Abfüllung sehr lange andauert, kommt es aufgrund der höheren Temperatur der Hefezugabe und der Gärung zu starken Turbulenzen in der aktiven Phase, vergleichbar mit den Bedingungen der Gärung unter Rühren. In diesem Fall erhält das Bier einen „leeren“ Geschmack, da sehr schnell eine große Menge Protein freigesetzt wird, weniger flüchtige Säuren gebildet werden und ein ungünstiges Verhältnis von Estern und höheren Alkoholen auftritt. Je mehr „Gesamtdiacetyl“ 1–2 Tage später erreicht wird, desto mehr „Gesamtdiacetyl“ wird gebildet, und ein Absinken des Gehalts vor dem Ende der Gärung oder Reifung stellt ernsthafte Probleme dar.

Daher ist es auch bei intensiver Belüftung nicht ratsam, beim ersten Aufguss einmalig Hefe zuzugeben und innerhalb von 24 Stunden Saathefe nachzufüllen. Wenn Sie sich beim letzten Brauen einer Biercharge weigern, Luft einzuleiten, kann dies zu einer Schichtung des Bieres führen: Der bereits vergorene und dementsprechend leichtere Teil der Flüssigkeitssäule befindet sich im oberen Teil des Tanks, während er sich im oberen Teil des Tanks befindet Im unteren Teil ist noch kein Rückgang der Extraktivität festzustellen. Diese Abnahme der Extraktivität tritt nur bei erhöhter Konvektion infolge der Abkühlung des oberen (fermentierten) Teils der Flüssigkeit auf, was hinsichtlich mikrobiologischer Indikatoren unsicher ist.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten empfiehlt sich die oben beschriebene Pumptechnik: Wenn die Sude, in die zuerst die Hefe gegeben wurde (bei etwas niedrigerer Temperatur und der zugegebenen Hefemenge), 16 Stunden lang im Hefeaufstellfach stehen, dann der letzte Brühe (mit einer höheren Temperatur und der Menge an hinzugefügter Hefe) werden nach 4–6 Stunden umgepumpt. Zum Zeitpunkt des Mischens sollten sich die Temperaturen angeglichen haben. Beim direkten Einfüllen der Hefe in einen großen Tank ist es auch möglich, den Prozess bei zu starten niedrige Temperaturen und die Menge der eingebrachten Hefe, die mit zunehmender Tankfüllung erhöht wird.

Da diesem Vorgang keine Klärung der Kaltwürze vorausgeht, empfiehlt es sich, vor der Zugabe von Saathefe durch Zugabe zum nächsten Sud die heiße Würze, die sich während dieser Zeit im Kegelteil abgesetzt hat, durch sorgfältiges Ausschlämmen zu entfernen. Ist dies aufgrund der beschleunigten Befüllung des Tanks nicht möglich, sollte dieser Vorgang 6-8 Stunden nach vollständiger Befüllung durchgeführt werden. Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Reinigungsschritt, der sich positiv auf die Eigenschaften von Bier und Hefe auswirkt.

3.6.1.3. Vertikale Sneakers mit flachem Boden(„Asahi-Slipper“, siehe Abschnitt 3.4.2.6) zeichnen sich aufgrund ihrer Geometrie (Längen-Höhen-Verhältnis - 1:1-1,5) und der begrenzten Höhe von 8-10 m durch eine verminderte Konvektion aus, junges Bier hat jedoch absolut die gleiche Eigenschaften. Obwohl das Absetzen der Hefe in der letzten Phase der Hauptgärung zu einer zufriedenstellenden Hefeausbeute führt, liegt eine beträchtliche Anzahl davon auch in Form einer Suspension vor (25-30 Millionen Zellen). Durch längere Sedimentation oder den Einsatz von Separatoren für Jungbier beim Umpumpen zur Nachgärung sinkt der Hefegehalt dann auf normale Werte. Gleichzeitig wird durch die Entleerung mittels Schwimmer eine gleichmäßige Beladung des Abscheiders ermöglicht. Die im Tank verbleibende Hefe wird wie gewohnt aufgefangen.

3.6.1.4. Vertikale Tanks mit flachem, konischem Boden(siehe Abschnitt 2.4.3.7) zeichnen sich durch ein Länge-zu-Höhe-Verhältnis von 1:1-1,5 aus, und die sogenannten „Unitankas“ sind nur 1:1 (die Fermentationsbedingungen in ihnen entsprechen den Fermentationsbedingungen in der). „Asahi-Panzer“). Durch die in individuellen Ausführungen vorgesehene Kühlung des konischen Bodens wird während der Gegenstromkühlphase ein gutes Absetzen der Hefe erreicht. Hefe wird nach dem Umpumpen von Jungbier zur Nachgärung gesammelt und auf einem Rüttelsieb gereinigt, da sich die Hefe an der Oberfläche der Flüssigkeit ablagert oder Bitterstoffpartikel suspendiert.

3.6.1.5. Der Einsatz von vertikalen Gärtanks in der Nachgärungsabteilung. Der Vorteil solcher Tanks besteht darin, dass man dank des darauf montierten Kühlers die Temperatur während der Gärung des Extrakts regulieren und so die Reifung des Bieres positiv beeinflussen kann. Der CO 2 -Gehalt in den einzelnen Schichten bleibt sowohl während der Gärung als auch während der Nachgärung konstant, solange Konvektion stattfindet. Gleichzeitig führt der Druckabfall beim aufsteigenden Bier nicht zu einer Verringerung des CO 2 -Gehalts. Unterschiede treten erst dann auf, wenn die Konvektion aufgrund intensiver Nachgärung stoppt und die Flüssigkeitsbewegung unter dem Einfluss von Temperaturunterschieden abgeschwächt wird (z. B. durch Abkühlung von 5 auf 3 °C). Diese geringe Schichtung kann durch kurzzeitiges Einblasen von CO 2 ausgeglichen werden. Diese Maßnahme dient auch dazu, die Temperatur weiter unter die maximale Dichte (+3 °C) zu senken.

Die Klärung von Bier unter dem Einfluss eines höheren hydrostatischen Drucks ist in vertikalen Tanks schlechter als in horizontalen und die Hefe setzt sich langsamer ab. Beim CCT muss die Hefe vor der Bierabgabe abgeschöpft werden, was aufgrund der starken Sedimentation der Hefe mitunter zu Schwierigkeiten führen kann. In diesem Fall empfiehlt es sich, den Inhalt des Kegelteils am Vortag zu filtern, um die frisch gewaschene Filterschicht nicht übermäßig zu belasten.

In Asahi-Panzern und ähnlichen Designs Bierabscheider werden zum Entladen von Filtern verwendet. In Asahi Tanks gleicht der Schwimmer geringfügige Unterschiede im CO 2 -Gehalt aus. Die einfache Handhabung solcher Tanks, auch für die Reifung von Bier in der Nachgärungsabteilung, trägt zu ihrer Einführung und Verbreitung bei. Dank der gezielten Gärung ist das Bier nach 3-4 Wochen fertig. (d. h. ein Drittel kürzer als die übliche Reifezeit in der Fermentationsabteilung) gilt als reif und hat einen tadellosen Geschmack erlangt.

Ein-Tank-Methode. Im CCT besteht nach der Freisetzung der Hefe die Möglichkeit, die Reifung im selben Behälter durchzuführen. Um den zum Heben vorgesehenen Raum zu füllen und den gewünschten CO 2 -Gehalt zu erhalten, werden die Tanks zu 12–15 % mit Locken mit einer Fermentationsrate von 25–35 % gefüllt. Dadurch wird die Hefeschicht weggespült und es ist wichtig, dass das Bier gründlich gemischt ist und sich auf hohem Niveau im Tank befindet. In der Regel dauert das Rühren 3 Tage, die Dauer kann jedoch durch Einblasen von CO 2 verkürzt werden.

Manchmal wird vergorenes Bier aus einem Paralleltank hinzugefügt, um den verfügbaren Platz zu füllen. Brauereien verzichten jedoch häufig darauf, das Bier zu bewegen, um zusätzliche Anpassungen und Reinigungsarbeiten zu vermeiden.

In Asahi-Tanks wird Jungbier nach Erreichen eines Gärgrades, der etwa 5 % unter dem FCC liegt, aus dem Tank entnommen, einem Jungbierabscheider und einem daran angeschlossenen Plattenkühler zugeführt und dann über einen Schwimmer in die Mitte des Tanks zurückgeführt flüssige Schicht. Dadurch wird der Hefegehalt im Bier für die anschließende Reifung auf 10-20 Millionen Zellen reduziert.

3.6.1.6. In einigen Ländern verwenden sie, um den Platz zum Heben zu reduzieren, insbesondere in hohen, schmalen Tanks und bei der Durchführung einer „warmen“ Gärung Entschäumer auf Silikonbasis. Normalerweise reichen 4–8 g Antischaummittel/hl aus, um ein Aufschäumen des Decks zu verhindern. Die Gärtanks können somit mit 5 % Freiraum gefüllt werden. Stoffe, die durch einen starken pH-Wert-Abfall ausfallen (Proteine, Polyphenole und Bitterstoffe), bleiben suspendiert und werden durch Sedimentation bei der Nachgärung und bei der Klärung des Bieres teilweise entfernt. Der Entschäumer wird bei der Filtration durch einen Kieselgurfilter aus dem Bier entfernt, so dass er entweder überhaupt nicht im Bier verbleibt oder im Bier vorhanden ist mindestens hinzufügen, wodurch die Schaumfähigkeit des Bieres nicht beeinträchtigt wird (der Einsatz von Entschäumern ist in Deutschland verboten).

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Die Entstehung von CCT

Seitdem die Brauerei ihre industrielle Phase erreicht hat, besteht der Haupttrend in der Entwicklung neuer Technologien zur Steigerung der Rentabilität. Fast alle Entwicklungen konzentrierten sich auf die Reduzierung des kostspieligen Teils des Brauens (Senkung der Prozesskosten und Reduzierung der Anzahl der Arbeitskräfte) und die Beschleunigung des Anlagenwechsels (so weit wie möglich Verkürzung der Zeit der Gärung und Nachgärung).

Die alte klassische deutsche Brauregel lautete: „Es dauert eine Woche, um die Würze zu gären, und so viele Wochen, wie der Prozentsatz des ursprünglichen Extrakts der Würze zum Gären des Bieres benötigt.“ Doch schon im 19. Jahrhundert verlor es seine Bedeutung. Aufgrund der zunehmenden Konkurrenz versuchten die Brauer, den Bierherstellungsprozess so weit wie möglich zu beschleunigen.

Ein markantes Beispiel für eine solche Forschung ist die Entwicklung des Schweizer Wissenschaftlers Nathan6), der im 19. Jahrhundert die Technologie des ultraschnellen Brauens entwickelte und erstmals in die Praxis umsetzte: Der gesamte Prozess der Gärung und Nachgärung dauerte nur 10-14 Tage (abhängig vom anfänglichen Extraktgehalt). Durch die Wahl eines speziellen Temperatur- und Technologieregimes steigerte Nathan die Wachstumsrate der Hefemasse um das 2,5-fache. Schon früh entzog er jungem Bier gewaltsam Kohlensäure, die in dieser Zeit flüchtige Stoffe enthielt, die den unreifen Geschmack des Getränks verursachten. Anschließend wurde das Bier mit reinem Kohlendioxid karbonisiert und abgesetzt. Diese Methode hat sich kaum durchgesetzt. Dem Kommentar tschechischer Experten zufolge erreichte das mit der beschleunigten Methode gebraute Bier laut Nathan „nicht die traditionelle Qualität tschechischen Bieres“ (ich denke, das Gleiche kann man mit Sicherheit auch über deutsches Bier sagen).

Allerdings versprach diese Technologie eine deutliche Beschleunigung des Anlagenumsatzes, was sie in den Augen vieler gewerblicher Brauereien sehr attraktiv machte. Dies ist ein guter Hinweis darauf, wie viel Wert bereits auf die Reduzierung der gesamten Brühzykluszeit gelegt wurde.

Laut Zdenek Shubrt, ehemaliger Technologe bei Plsensky Prazdroj a.s., wurde das erste tatsächlich in Betrieb befindliche CCT 1928 in Europa in der Brauerei Kulmbach (Bayern) installiert. Die Abmessungen dieses Panzers waren bei weitem nicht so beeindruckend wie die moderner Panzer: Sein Durchmesser erreichte drei Meter und seine Höhe zehn Meter. Das Tankvolumen betrug etwa 80 Kubikmeter (800 Hektoliter). Außerdem wird den Kulmbacher Spezialisten die Ehre zuteil, einen neuen Hefestamm entwickelt zu haben, der für die Gärung im CCT geeignet ist, wo die Höhe der Würzesäule (und damit der Druck auf die Hefezellen) deutlich zugenommen hat. In diesem Fall wurde die relative Größe der Hefezelle um fast die Hälfte reduziert.7)

Noch später wurde die Technologie der Gärung und Nachgärung unter Druck entwickelt, die den Produktionszyklus von hellem 11 %-Bier auf 14-15 Tage verkürzte, sowie die Methode der kontinuierlichen Gärung zur Herstellung von Bier im industriellen Maßstab ( in der UdSSR wurde es erstmals 1973 in der Moskvoretsky-Brauerei eingeführt). Heutzutage dauert der Fermentations- und Nachgärungsprozess typischerweise etwa 15 bis 20 Tage, aber der Trend zur Verkürzung der Produktionszykluszeit hält an. Das größte Hindernis in dieser Hinsicht bleibt die Notwendigkeit, die Qualität des produzierten Bieres (mindestens) aufrechtzuerhalten. Die besten Möglichkeiten hierfür boten, wie sich herausstellte, zylindrisch-konische Tanks.

Darüber hinaus spielte ein weiterer Faktor eine wesentliche Rolle bei der Bevorzugung von CCT: Mit der Entwicklung der Brauindustrie entsprach die Größe der vorhandenen Gärtanks nicht mehr den gestiegenen Bedürfnissen der Brauer. Es besteht ein dringender Bedarf an größeren und gleichzeitig wirtschaftlicheren Behältern. Leider ist die Größe von Gärtanks und Lagertanks aus einer Reihe technischer (und technologischer) Gründe begrenzt. All diese Gründe schufen wesentliche Voraussetzungen für die Entstehung zylindrisch-konischer Tanks.

Der erste Prototyp eines großvolumigen Gärtanks (einphasiges Herstellungsverfahren) wurde bereits 1908 hergestellt. Der „Vater“ dieses „Vorläufers des CCT“ war derselbe Schweizer Wissenschaftler Nathan. Das Fassungsvermögen des Behälters betrug 100 Hektoliter, der gesamte Produktionszyklus dauerte 12 Tage. Es muss gesagt werden, dass sich die Idee, beim Brauen großvolumige Behälter zu verwenden, zu dieser Zeit nicht durchgesetzt hat: Es entstanden praktisch unlösbare (damals) Probleme. Erstens mit einer verschlechterten Hefesedimentation (die Technologie wurde nicht entwickelt) und der Gewährleistung einer qualitativ hochwertigen Gerätedesinfektion.

Es sei darauf hingewiesen, dass die ersten CCTs aus gewöhnlichem schwarzem Stahl hergestellt und innen mit einem speziellen Harz beschichtet waren. Dieser Schutzanstrich musste regelmäßig erneuert werden. Heutzutage werden CCTs ausschließlich aus Edelstahl gefertigt. Nach Angaben des tschechischen Brauers F. Hlavacek wurde 1957 erstmals in Europa Edelstahl bei der Herstellung großvolumiger Behälter verwendet. Die weit verbreitete Verwendung von Edelstahl führte zu einem Wendepunkt in der Weiterentwicklung der Bierproduktionstechnologien.

In den sechziger Jahren des 20. Jahrhunderts begann die „CCT-Ära“ – die rasante Verbreitung neuer Technologien über Länder und Kontinente hinweg begann. Bereits zu diesem Zeitpunkt wurden die TsKT in zylindrisch-konische Gärtanks (TsKTB), zylindrisch-konische Lagertanks (TsKTL) und Uni-Tanks (die die Hauptmerkmale von TsKTB und TsKTL vereinen) unterteilt.

Dank einer erfolgreichen technischen Lösung begann der Bau des CCT an der „frischen Luft“. Zuvor klang die Idee, Gär- und Lagertanks „nach draußen“, außerhalb des Brauereigeländes, zu bringen, gelinde gesagt etwas abwegig. Die Möglichkeit, es umzusetzen, wurde fast als revolutionär empfunden. Die Gärungs- und Vorgärungsphasen dauern im Brauprozess am längsten, daher waren die Gärungs- und Lagerhallen die größten Räume der Brauerei. Traditionell bestanden sie aus separaten Räumen, in denen sich Holzfässer oder -tanks befanden.

Nun waren die Brauer nicht durch die Abmessungen des Gebäudeinneren eingeschränkt, sondern starteten einen unausgesprochenen „Wettbewerb“ – wer würde ein größeres CCT bauen, mehr Bier produzieren und der Konkurrenz einen Schritt voraus sein? Zu diesem Zeitpunkt erreichte das Volumen des CCT bereits 5.000 Hektoliter, der Durchmesser betrug fünf und die Höhe betrug achtzehn Meter. In den siebziger Jahren dominierte in den meisten europäischen Ländern die CCT-Bierproduktionstechnologie fest.

In denselben Jahren wurde die CCT-Kühltechnologie entwickelt und vervollständigt, insbesondere die Art und Reihenfolge der Aktivierung der einzelnen Kühlmäntel und des Kegels (bekanntermaßen fördert die richtige Kühlung des CCT eine gute Ausfällung des Hefesediments). Es stellte sich auch heraus, dass CCT dazu beiträgt, den geringsten Verlust an Bitterstoffen (ca. 10 %) zu erreichen, die Möglichkeit bietet, die Sättigung des Bieres mit CO2 zu maximieren und das bei der Gärung entstehende Kohlendioxid zu nutzen.
Hauptvorteile und Nachteile von CCT

Das technische Niveau des zylindrisch-konischen Tanks (und der damit verbundenen Ausrüstung) ermöglicht es, bei guten Kenntnissen der Technologie die gleiche hohe Standardqualität des Bieres zu erreichen, das auch bei größten Produktionsmengen hergestellt wird. Gleichzeitig lässt sich der Prozess der Biergärung in einem CCT relativ einfach automatisieren (oder optional computerisieren). Dasselbe gilt für den Prozess des Waschens und Desinfizierens des Tanks.

Relativ hohe Anfangsinvestitionen sind wirtschaftlich dadurch gerechtfertigt, dass mit Hilfe von CCT der Prozess der Biergärung deutlich beschleunigt und damit das Produktionsvolumen gesteigert werden kann. Deshalb ist die CCT-Technologie heute in allen Industrieländern die am weitesten verbreitete Methode zur Bierherstellung.

Durch die gleichzeitige Installation von Fermentations- und Kaltalterungstanks „im laufenden Betrieb“ steigerten die CCT-Konstrukteure die Effizienz bei der Nutzung des Produktionsraums erheblich. Dieser Faktor ist nach wie vor einer der bedeutendsten Zusatzvorteile des Brauens bei CCT.

Bestimmte Schwierigkeiten, die einst die Pioniere des Brauwesens mit der Sedimentation von Hefezellen im CCT hatten, werden heute mit Hilfe bewährter Kühltechniken erfolgreich überwunden und sind von der Kategorie der Probleme in die Kategorie der alltäglichen Arbeitsprobleme übergegangen. Die (im Vergleich zur klassischen Variante) langsamere Vermehrung der Hefezellen wird durch eine stärkere Belüftung der Würze und große Dosen eingebrachter Hefe ausgeglichen.

CCT kann das Arbeitsumfeld erheblich verbessern und darüber hinaus die Arbeitsproduktivität erheblich steigern und die Produktionskosten senken. Die Möglichkeit, alle Kühlmäntel im autonomen Modus zu betreiben, macht den CCT-Kühlmodus flexibel und effizient. Ein weiterer zusätzlicher Vorteil zylindrisch-konischer Tanks besteht darin, dass ausfallende Hefen aus diesen Behältern schnell entfernt werden können.

Zu den Hauptnachteilen von CCT gehört die Unmöglichkeit, die auf der Oberfläche der gärenden Würze gebildeten Hefedecks vollständig zu beseitigen, und die (im Vergleich zum Bottich) längere Sedimentationszeit der Hefezellen. Darüber hinaus ist es im TsKTB erforderlich, etwa 20 % des Gesamtvolumens des Tanks für den dort gebildeten Schaum zu reservieren, was die Produktionseffizienz des Tanks deutlich verringert. Allerdings sind in herkömmlichen Gärtanks auch etwa 20 % des freien Platzes reserviert. CKTL hat diesen Nachteil in geringerem Maße (freier Platz 10 %).

Wenn wir über die effektivsten Bedingungen für den Einsatz von CCT sprechen, sollte gesondert betont werden, dass der Sinn des Einsatzes von CCT in dem von Nathan entdeckten Effekt liegt: Eine Erhöhung des hydrostatischen Drucks der Biersäule trägt zur beschleunigten Anreicherung von CO2 bei es während der Nachgärung (die Geschwindigkeit und der Grad der CO2-Anreicherung wiederum hängen direkt von der Geschwindigkeit der Bildung des organoleptischen Bouquets des Bieres, d. h. seiner Reifung, ab). Dadurch wird die Dauer des Brühzyklus verkürzt. Die einfachste Möglichkeit, die Höhe der Würzesäule zu erhöhen, wäre, den gebrauchten Behälter „auf den Kolben“ zu stellen und so einen zylindrisch-konischen Tank anstelle eines horizontalen zu erhalten, was Nathan tat.

In diesem Zusammenhang wird deutlich, warum das Fassungsvermögen des CCT (bei Standardtankproportionen) mindestens 20 Hektoliter betragen sollte – sonst erreichen wir nicht die erforderliche Höhe der Biersäule, die den Mechanismus der beschleunigten Anreicherung von Kohlendioxid auslösen sollte bei erhöhtem Druck. Es ist auch zu bedenken, dass bei 20-30 Hektolitern nur die „Wirkung“ von CCT beobachtet wird. Die Reifung des Bieres wird sich hier innerhalb weniger Tage beschleunigen. Wirklich wirksam wird CCT ab 150-200 Hektolitern (die Menge für eine durchschnittliche Brauerei, nicht für eine Minibrauerei). Daher lässt sich der Einsatz vertikal angeordneter Gär- und Nachgärtanks in Minibrauereien vor allem mit dem Wunsch erklären, die Anlagen kompakter anzuordnen.

Materialien, die bei der Herstellung von CCT verwendet werden

Die ersten CCTs bestanden aus gewöhnlichem schwarzem Stahl, der innen mit einer speziellen Beschichtung auf Epoxidharzbasis beschichtet war. Diese Beschichtung musste regelmäßig erneuert werden. Heutzutage werden CCTs ausschließlich aus Edelstahl hergestellt (normalerweise die Güteklasse DIN 1.4301, es können jedoch auch die widerstandsfähigeren und teureren Werkstoffe AISI 304 oder AISI 316L verwendet werden). Wie oben erwähnt, ist dieses Material völlig neutral und beständig gegenüber den Auswirkungen von Bier und seinen Fermentationsprodukten sowie Hygienemitteln.

Edelstahl ist heute das optimale Material. Es ist jedoch zu beachten, dass seine Verwendung die Möglichkeit einer Korrosion nicht immer ausschließt. Es kann vorkommen:

• in Gegenwart von Chloridionen oder freien Chlormolekülen in einer neutralen oder sauren Umgebung (schlecht ausgewählte Desinfektionsmittel);
• für den Fall, dass das Schweißen von Edelstahl nicht in einer Inertgasatmosphäre (z. B. Argon) durchgeführt wurde. Dann kommt es in dem Bereich, der hohen Temperaturen ausgesetzt ist, zu einer radikalen Veränderung der Eigenschaften des Stahls;
• in Kontakt mit gewöhnlichem Stahl. In diesem Fall reicht der Kontakt mit einer verschlissenen oder rostigen Stelle aus gewöhnlichem Stahl aus, damit Korrosion entsteht.