Die Bierherstellung erfolgt in zwei Hauptphasen. Die erste Phase - Brauen (Maischen, Läutern und Kochen) - findet im Sudhaus statt, wo aus einer Mischung aus Malz, Brauwasser und Hopfen die Würze gewonnen wird. Die zweite Phase - Gärung und Reifung - erfolgt in speziellen Behältern (Fermentern und Lagerbehältern), wo aus der Würze zuerst das Jungbier, und dann nach der Reifephase, das Endprodukt – Bier gewonnen wird.
Manche Brauer schwören auf traditionelle Methoden, andere bevorzugen moderne Bierherstellungsverfahren. Sei es traditionell oder modern, in beiden Fällen spielen das Wissen, die Erfahrung und die Kreativität des Brauers die wichtigste Rolle. Das richtige Equipment hingegen erleichtert dem Brauer die Arbeit und hilft ihm, die Braurezepte nach Plan umzusetzen.
Gärung, Reifung, Lagerung
Zur Gärung, Reifung und Lagerung von Bier werden verschiedene Behälter verwendet, in moderner Bierproduktion hauptsächlich Behälter aus nicht rostendem Edelstahl. Diese kann man grundsätzlich in Druckbehälter und Behälter für Verwendung unter Luftdruck unterteilen. Bauseitig können die Behälter in vertikaler oder horizontaler Ausrichtung, mit Möglichkeit der Temperatursteuerung, isoliert oder ohne Isolierung ausgeführt werden.
Hauptgärung
Nach dem Kochen pumpt man die Würze aus dem Sudhauskessel in den Behälter für Fermentation (Gärtank) um. Auf dem Weg aus dem Kessel in den Gärtank strömt die Würze durch die Platten des Wärmetauschers, wo sie auf die gewünschte Anstelltemperatur gekühlt wird. In die Würze wird sterile Luft zugeführt, um genug Sauerstoff bereitzustellen, der für die Wirkung der Hefe nötig ist.
In die gekühlte und belüftete Würze, die sich jetzt im Gärtank befindet, wird Bierhefe hinzugefügt und die Hauptgärung beginnt. Die Hauptaufgabe der Hefe in der Hauptgärungsphase ist die Umwandlung von Zucker in Alkohol. Dabei entsteht auch das Nebenprodukt – Kohlendioxid. Während der Gärung wird Wärme freigesetzt, daher ist es notwendig, dass der Gärtank die gewünschte Temperatur der alkoholischen Gärung aufrechterhalten kann.
Wenn der größte Teil des Zuckers in der Bierwürze in Alkohol umgewandelt ist, verlangsamt sich die Gärung, die Hefe beginnt sich am Boden des Gärtanks abzusetzen. Anschließend wird die Würze auf 0 bis 4 °C abgekühlt. Niedrige Temperaturwerte beschleunigen das Absetzen von Hefe.
Das Ergebnis der Hauptgärung ist Jungbier, auch Grünbier genannt. Das Jungbier ist noch trüb und mikrobiologisch instabil. Erst während der Lagerung, auch Nachgärung oder Reifung genannt, klärt sich das Jungbier allmählich und entwickelt seinen vollen Geschmack und einzigartiges Bieraroma.
Nachgärung (Reifung)
In dieser Phase wird der restliche Zucker, der nach der Hauptgärung verblieben ist, vergoren und in Kohlendioxid umgewandelt. Um das Kohlendioxid im Behälter behalten zu können und die CO2 Bindung im Bier zu ermöglichen, braucht man einen Behälter, der höheren Druck aushalten kann. Aus diesem Grund werden für die Nachgärung in der Regel Druckbehälter verwendet.
Ein Druckbehälter muss nach strengen Normen und Richtlinien zur Herstellung von druckbelasteten Geräten hergestellt werden. Die Dimensionierung, die Blechstärke und die Ausführung aller Einbauteile müssen den Anforderungen der zuvor erstellten Druckberechnung des Behälters entsprechen. Jeder Druckbehälter muss über einen entsprechenden Sicherheitsmechanismus verfügen, der bei unzulässigen Druckwerten im Tank auslöst.
Wenn man zur Hauptgärung einen zylindrokonischen Behälter verwendet, der als Druckbehälter zertifiziert ist, kann auch die Nachgärung in demselben Behälter ausgeführt werden. Die Sedimentablagerungen (Malz- und Hopfenreste), die sich im Konus des Behälters gesammelt haben, müssen vorher von der Flüssigkeit getrennt werden.
Was passiert während der Nachgärung?
- Umwandlung der restlichen Kohlenhydrate (Zucker)
- Anreicherung mit dem notwendigen CO2, der für die Schaumbildung des Bieres notwendig ist
- Klärung von Bier
- Bereicherung von Geschmack und Aroma
Was ist beim Kauf der Gär- und Lagertanks zu beachten?
Planen Sie so, dass Sie die Bieranlage optimal nutzen können. Folgende Voraussetzungen sind zu beachten:
- Die Kapazität des Sudhauses. Wieviel können Sie mit einer Charge brauen? Wie viele Chargen würden Sie täglich und wöchentlich brauen? Der Gär- und Reifungsprozess variiert je nach Biersorte und dauert bei einigen Biersorten mehrere Wochen. Damit diese Vorgänge optimal durchgeführt werden können, müssen Sie über eine ausreichende Anzahl von Gärtanks und Lagerbehältern verfügen. Sie können nur so viel Würze brauen, wie Sie leere Behälter für die Gärung und Lagerung zur Verfügung haben. Mehr…
- Die Größe des verfügbaren Raums. Wie viele Behälter können Sie in den Raum stellen? Sorgen Sie auch für genügend Manövrierraum, den Sie für komfortables Arbeiten dringend benötigen (Überwachung der Prozesse, Einfüllen von Zutaten in die Behälter, Wartung und Reinigung von Behältern).
- Temperatur im Raum, wo die Behälter stehen werden. Die Behälter ohne Isolierung eignen sich nur für Räume, die mit einer Klimaanlage gekühlt werden und so die geeignete Temperatur im Raum erhalten. Zur besseren Kontrolle der Gärung und Reifung empfehlen wir auf jeden Fall die Behälter mit Kühlmantel und Isolierung. Bei wärmeisolierten Behältern ist die Schwankung der Temperatur des Produktes im Behälter minimal, die Energieeinsparung aber beträchtlich.
- Technologie der Gärung. Welchen Stil der Biere bevorzugen Sie, obergärige oder untergärige? Bei der Herstellung der untergärigen Biere erfolgt die Gärung langsamer, bei einer Temperatur von ca. 5-13 °C. Obergärige Bierhefen dagegen arbeiten in einem Temperaturbereich von etwa 15 bis 20 Grad am besten. Durch die wärmeren Temperaturen verläuft der Brauprozess schneller als bei untergäriger Brauweise.
Zylindrokonische Gär- und Lagertanks ZKI / ZMX / ZMI
Zylindrokonische Gärtanks sind die am häufigsten verwendeten Behälter in den Brauereien. In einem zylindrokonischen Gärtank erfolgt die Alkoholvergärung (Hauptgärung), bei Temperaturen und Druck, die für eine bestimmte Biersorte geeignet sind. Wenn Sie den zylindrokonischen Behälter auch für die Nachgärung verwenden möchten, muss der als Druckbehälter ausgelegt sein.
- Der Hauptvorteil des zylindrokonischen Gärtanks ist seine universelle Verwendung, da er als Druckbehälter sowohl für die Haupt- als auch für die Nachgärung verwendet werden kann. Gegen Ende der Hauptgärung beginnt sich die Hefe am Boden des Tanks abzusetzen. Die Sedimentablagerungen, die sich im Konus des Behälters ansammeln, soll man entfernen und somit vom Jungbier trennen. Anschließend kann die Nachgärung in demselben Behälter (bei höherem Druck und niedrigerer Temperatur) fortgesetzt werden bzw. wird das Jungbier über einen Dekantieranschluss in einen anderen Behälter umgepumpt.
- Geschlossener Behälter schützt das Bier vor der möglichen Infektion durch die Mikroorganismen und erfordert nicht so strikte Sterilität der Umgebung, wie das bei offenen Gärbehältern der Fall ist.
- Temperaturkontrolle. Zylindrokonische Behälter haben angeschweißte Kühlzonen im Boden- und Mantelbereich, sind isoliert und mit einem wasserdichten Isoliermantel geschützt. Die Temperatur im Tank wird mit einem Temperaturregler kontrolliert und geregelt. Es besteht auch die Option, mehrere Fermenter an einen gemeinsamen Schaltschrank anzuschließen, um die Temperatur in den Behältern von einer Stelle zu programmieren und zu überwachen.
- Druckregelung. Ständige Kontrolle des Drucks in einem zylindrokonischen Druckbehälter ist für die Sicherheit des Benutzers notwendig. Dafür werden auf den Tank verschiedene Druckregelventile installiert. Durch die Regulierung des Druckniveaus beeinflussen wir maßgeblich die Reifeintensität und die Eigenschaften des fertigen Bieres.
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Zylindrische Bierlagertanks LTI / LMX / LMI
Bierlagertanks dienen zur Endreifung, Aromatisierung, Karbonisierung und Zwischenlagerung des Biers, bevor dieses in Bierkegs, Flaschen, Dosen oder andere Verkaufsverpackungen abgefüllt wird.
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- Im Lagerbehälter wird Jungbier gelagert, in dem die chemischen Prozesse noch nicht abgeschlossen sind. Da diese Prozesse bei leichtem Überdruck ablaufen, müssen die Behälter so ausgelegt sein, dass sie dem erhöhten Druck im Behälter standhalten.
- Zur obligatorischen Ausrüstung eines Druckbehälters gehören ein Sicherheitsventil und ein zusätzliches Druckregelventil zum Einstellen und Regeln des Drucks im Behälter Eine zuverlässige Druckregelung im zylindrisch-konischen Tank ist für die Sicherheit des Benutzers notwendig. Durch Einstellen des Druckniveaus im Behälter beeinflussen wir maßgeblich die Reifeintensität und die Eigenschaften des fertigen Bieres. Höherer Druck bedeutet höheren CO2-Gehalt).
- Die Nachgärung des verbleibenden vergärbaren Extraktes im Jungbier erfolgt über einen langen Zeitraum bei niedrigen Temperaturen. Daher benötigt der Behälter ein effizientes System, um die gewünschte Produkttemperatur zu erreichen und aufrechtzuerhalten.
Horizontale Bierlagertanks (Ausschanktanks)
Horizontale Biertanks werden zur Lagerung von Bier verwendet. Die Behälter sind mit herausnehmbaren PVC-Säcken ausgestattet, die den Kontakt des Bieres mit der Luft (ohne Verwendung von Inertgasen) verhindern und die Qualität des gelagerten Bieres erhalten. Sie können auch zum direkten Ausschank des Biers verwendet werden - Ausschanktanks.
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