PROCESS FOR THE PREPARATION OF HOP PELLETS

Abstract: 1. Process for the preparation of pellets from hops which may have been comminuted, these hops being deaerated and, if necessary, being further treated with gases inert towards hops, such as nitrogen or carbon dioxide, in order to preserve the constituents valuable in brewing technology, characterized in that the oxygen-containing air is at least partially removed from the hops before and/or during pressing and, if required, is replaced by adding the gas, which is inert towards hops, under a reduced pressure of up to 1 bar, which can be selected in order to obtain different consistencies of the pellets.

Description: Verfahren zur Herstellung von Presslingen aus Hopfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Presslingen aus, gegebenenfalls zerkleinertem, Hopfen. Hopfen zählt hinsichtlich der Geschmacksbildung zum wichtigsten Rohstoff bei der Bierherstellung. Ein grosser Nachteil des Hopfens ist jedoch seine geringe Alterungsbeständigkeit. Auch bei einer Lagerung im Temperaturbereich von OOC tritt eine Qualitätsver= schlechterung der für den Bxauprozess wichtigen Inhalts= stoffe und eine Beeinträchtigung deren wünschenswerten Eigenschaften ein. Schon seit geraumer Zeit ist man bemüht, den Hopfen in eine verwertbare Form zu bringen, die eine länger an= dauernde Haltbarkeit und Lagerungsfähigkeit gewährleistet. Zunächst ergaben sich auf der Basis dieser Bemühungen die sogenannten Hopfenextrakte. Eine Form, die erst innerhalb der letztvergangenen zehn Jahre Bedeutung erlangte, sind Hopfenpresslinge, deren Ver= wendung den Vorteil erbringt, dass die Hopfengabe verfahrens= technisch weitgehend automatisierbar und gut regelbar ist. Bei den üblichen Abmessungen solcher Presslinge von ca. 4 bis 6 mm Durchmesser ist deren Herstellung kein Problem. Wenn man Hopfen, aus solchem Hopfen hergestelltes Pulver und aus solchem Pulver hergestellte Presslinge in Glas= kolben mit kochend heissem Wasser übergiesst, dann ist zwischen dem Rohhopfen und dem gemahlenen Hopfen kein geruchlicher Unterschied festzustellen, sehr wohl aber ist ein solcher Unterschied gegenüber dem zu Presslingen verpressten Hopfen feststellbar; bei feinen Bieren wirkt sich diese Verschlechterung einiger Hopfeninhaltsstoffe bis in das fertige Bier hin aus. Daraus folgt, dass offenbar die chemisch-physikalische Beanspruchung des Hopfens beim Verpressen Schuld an dieser abträglichen Qualitätsverschlechterung trägt. Hopfenpresslinge müssen nach ihrer Verpressung gekühlt werden, weil sie mit Temperaturen von 70 bis 80 C aus der Presse austreten. In verschiedenen Veröffentlichungen wurde die Ansicht vertreten, dass diese Temperaturerhöhung durch die Reibung des gepressten Hopfens in den Bohrungen der Pressmatrize hervorgerufen werde. Was aber bisher beim Hopfenverpressen ganz offensichtlich übersehen wurde, ist, dass man mit dem Hopfenpulver auch die darin eingeschlossene Luft mitverpresst hat. An Hand einer Anlage, die zum Verpressen von Hopfen einn gesetzt wird, kann man folgende Überlegungen anstellen: Die verwendete Ringmatrize hat 2520 Bohrungen von je 5,5 mm Durchmesser, was einer Querschnittsfläche von mm 2 23,7 mm pro Bohrung entspricht. Die gesamte freie Durchs trittsfläche der Matrize beträgt somit 5,97 dm2. Die Dichte der pflanzlichen Substanz des Bopfens beträgt 3 1,5 g/cm , die Dichte der Hopfenpresslinge kann man mit 3 etwa 1,4 g/cm ansetzen. Bei einer stündlichen Pressenleistung von 1000 kg Presst lingen ergibt dies dann ein Presslingsvolumen von 714 dm3. Dieses Volumen geteilt durch die Querschnittsfläche ergibt ein stündliches Presslingswachstum von 12,0 m, entsprechend 3,34 mm/s. Anders ausgedrückt: Jedes Hopfen= teilchen benötigt 13,5 s zum Passieren der 45 mm langen Matrizenbohrung. 3 Ausgehend von der Dichte der Hopfenpresslinge mit 1,4 g/cm enthalten diese somit neben der Hopfensubstanz 6,78 luft= gefüllte Hohlräume. 1 dm Hopfenpresslings-Masse enthält also 1,40 kg Hopfen= substanz (0,933 dm ) und 67 ml Luft. 3 Normales Hopfenpulver hat ein Schüttgewicht von 0,13 kg/dm d.h. einen Luftgehalt von rund 91%. Ein messtechnisch nicht erfassbarer Anteil davon wird mitkomprimiert und diffundiert, nachdem der Pressling die Matrizenbohrung verlassen hat, während des Aufenthaltes auf der Kühlstrecke aus dem Pressling wegen des grossen Druckunterschiedes naturgemäss heraus in die Atmosphäre, aber während des Pressvorganges, mit dem zwangsläufig auch die adiabatische Kompression des Luftanteiles erfolgt, beträgt die dabei erreichte Temperatur: : EMI3.1 für Luft = 1,4 0 T1 RaumtemperatUr (20 C) in K T2 Endtemperatur in K p1 Luftdruck (1 bar) P2 Pressdruck (1000 bar) EMI3.2 = 293. 10000286 = 2112 K, entspricht 1840 0c, und in Abhängigkeit von der Menge der mitkomprimierten Luft trägt diese - neben der Reibungswärme zur Erwärmung der Presslinge auf die eingangs erwähnte Temperatur mit bei. Man muss sich nun vorstellen, dass bei dieser Temperatur ein Sauerstoff-Partialdruck von mindestens 200 bar minde= stens 13 s lang wirkt. Dabei sind Reaktionen, die eine qualitativ höchst abträgliche Veränderung der brauwichtigen Hopfeninhaltsstoffe zur Folge haben, unvermeidlich. In der deutschen Patentschrift 1 070 121 ist bereits ein Verfahren beschrieben, demzufolge der Hopfen vorgepresst und mit einer gasdurchlässigen Umhüllung versehen in einen gasdichten Behälter eingebracht wird. In diesem Behälter wird dann der Hopfen einem starken Unterdruck ausgesetzt und schliesslich wird dem Behälter ein inertes Gas unter Druck zugeführt, um das Aroma des Hopfens auf diese Weise zu bewahren. Auch dieses vorbekannte Verfahren krankt allerdings daran, dass bei der Herstellung der Presslinge zwangsläufig atmos= phärische Luft mitverpresst wird und die in den Presslingen solcherart enthaltene komprimierte Luft das Zustande= kommen zuverlässig formbeständiger Presslinge verhindert und weiters die oben geschilderte Schädigung durch hohe Temperaturen hervorruft. Werden derart hergestellte Presslinge anschliessend einem Unterdruck ausgesetzt, würden sie unweigerlich durch den Überdruck der darin enthaltenen komprimierten Luft zerstört werden. Man musste deshalb bei diesem vorbekannten Verfahren die Formkörper mit einer gasdurchlässigen Umhüllung versehen und mit Hilfe straffgezogener Bänder oder Drähte verschnüren. Der Luftanteil in solchen Ballen ist naturgemäss ausser= ordentlich hoch; bei einem üblichen zylindrischen Ballen mit den Abmessungen 0,62 m Durchmesser und 1,1 m Höhe, bestehend aus 100 kg verpressten Hopfendolden ergibt sich ein Verhältnis der reinen Hopfenmasse zur mitverpressten Luft von etwa 1 : 4. Infolge der Druckbelastung bei der Herstellung dieser Presslinge (Ballen) von etwa 60 bar entsteht durch die Kompression dieser sauerstoffhaltigen Luft bei einer kurzfristig eintretenden Erwärmung auf etwa 630 0C eine erhebliche Beschleunigung der den Hopfen= aromastoffen abträglichen Reaktion des Sauerstoffes mit den Hopfeninhaltsstoffen. Die Erfindung beruht demnach auf der Erkenntnis, dass die Ursache all dieser Nachteile darin zu finden ist, dass bei der Herstellung der Presslinge atmosphärische Luft mitver= presst wird und in den Presslingen verbleibt, so dass diese Presslinge mit der darin enthaltenen sauerstoffhaltigen Luft der Weiterbehandlung zugeführt werden, die üblicher= weise erst viele Wochen nach der Verpressung in den ver= arbeitenden Brauereien erfolgt. Erfindungsgemäss ist deshalb vorgesehen, dass die sauer= stoffhaltige Luft vor und/oder während des Verpressens aus dem Hopfen zumindest teilweise entfernt und bedarfs= weise durch Zufuhr des hopfeninerten Gases bei einem zwecks Erzielung unterschiedlicher Festigkeiten der Presslinge wählbaren Unterdruck bis zu 1 bar ersetzt wird. Während also beim vorbekannten Verfahren die Luft und der darin enthaltene Sauerstoff zunächst mit dem Hopfen mitverpresst wurden und man lediglich versucht hat, den dadurch bedingten Schaden hinsichtlich einer Verschlech= terung der Aromastoffe zu verringern, kommt es bei dem erfindungsgemässen Verfahren von vornherein zu keiner schädlichen Wirkung der sauerstoffhaltigen Luft, weil diese Luft schon vor und/oder während des Verpressens zumindest teilweise aus dem Hopfen entfernt wird. Dadurch werden die bei der adiabatischen Kompression der mit verpressten Luft unvermeidlichen, die Aromastoffe schädigen9 den Temperaturerhöhungen vermieden. Wesentlich ist demnach gemäss dem Erfindungsgedanken, dass einerseits der Hopfen, gegebenenfalls zerkleinert, schon vor der endgültigen Verpressung zumindest teilweise evakuiert und dadurch von der sauerstoffhaltigen Luft zumindest weitgehend befreit wird, anderseits aber - da= rüber hinausgehend - auch dafür gesorgt wird, dass vor dem eigentlichen Verpressen nicht wiederum sauerstoffhaltige Luft, sondern - gegebenenfalls - nur ein inertes Gas in den Hopfen gelangt und solcherart die vorher darin ent= haltene Luft ersetzt. Bei diesem erfindungsgemässen Verfahren kann vorteilhafter= weise die Festigkeit der Presslinge willkürlich beeinflusst und variiert werden, indem man die Höhe des Druckes des zugeführten inerten Gases zwischen 0 und 1 bar regelt. Für die bei der Herstellung verschieden dichter Presslinge anzuwendenden Pressdrücke gibt die einzige Zeichnungsfigur beispielsweise Anregungen. In dieser Zeichnungsfigur sind die Pressdrücke in bar in der Abszisse eines Diagrammes, 3 die Dichte in kg/m in dessen Ordinate aufgetragen. In der Ordinate bezeichnet der Bereich 1 gehäckseltes, der Bereich 2 gemahlenes Hopfenmaterial. Der Kurvenbereich 3 entspricht der Verdichtung durch eine Niederdruckpresse, der Bereich 4 der Verdichtung durch eine Hochdruckpresse, der Bereich 5 dem Brikettieren und der Bereich 6 dem Ver= dichten zu Presslingen der oben erläuterten Konsistenz. Beispiel 1: 100 kg Hopfen wurden auf - 20 0C gekühlt, wodurch sich eine hohe Sprödigkeit der Hopfendolden ergab. In diesem Zustand konnten die Hopfendolden einer Hammermühle zugeführt wer= den und wurden auf eine bestimmte Korngrösse zerkleinert. Der so gekörnte Hopfen ist nun lagerfähig und wurde belie= big gekühlt oder auch schon auf Umgebungstemperatur er= wärmt der Presse zugeführt. Die Verpressung wurde mittels einer Ringmatrizenpresse durchgeführt, die sich innerhalb eines evakuierten Behäl= ters befand. Dem evakuierten Raum dieses Behälters wurde der zerkleinerte Hopfen über eine Schleuse zugeführt und über eine weitere Schleuse wurde der zu Presslingen ver= arbeitete Hopfen entnommen. Bei Vergleichsversuchen stellte sich heraus, dass Hopfen= presslinge, die unter atmosphärischem Druck hergestellt 0 wurden, eine Temperatur von 72 c beim Verlassen der Presse aufwiesen und eine durch die aufgetretene Oxydation her= vorgerufene Vergilbung zeigten. Ausserdem war das Aroma sehr verschlechtert, wogegen die bei 40 mbar absolut ge= pressten Presslinge eine frischgrüne Farbe und gutes Hopfen= aroma aufwiesen. Gleichwohl nur ein Unterdruck von 40 mbar absolut erreicht wurde, betrug die Temperatur der Presslinge nach dem erfin= 0 dungsgemässen Verfahren lediglich 52 C, was zum überwiegen= den Teil auf die Reibung in der Matrizenpresse zurückzu= 0 führen ist Diese Temperaturdifferenz von 20 C erlaubt es, das mitgepresste Luftvolumen zu berechnen und es ergab sich dabei eine Belastung des Hopfens pro kg mit 6 g Sauerstoff, was in der Brauindustrie, wo mit mg Sauerstoff pro 1 gerechnet wird, erschreckend ist. Beispiel 2: Nachdem in der Brauindustrie nicht nur zerkleinerter, zu Presslingen verarbeiteter Hopfen verwendet wird, sondern viele Brauereien noch immer Doldenhopfen verwenden, wurden auch in dieser Richtung Versuche angestellt. Einer Pressform von 300 x 300 mm Querschnitt wurden 5 kg Doldenhopfen zugeführt. Nach Einführung des Pressstempels wurde durch Absaugen entlüftet, eventuell zusätzlich durch Abpressen, was - gegebenenfalls - auch im Zuge des Pressverfahrens durchgeführt werden kann, so dass die Evaku= ierung demnach bis zur Erreichung der endgültigen Preis. dichte aufrechterhalten bzw. erreicht werden kann. In beiden Beispielen wäre es mdglich gewesen, die Fettig. keit der Presslinge durch Zusatz eines inerten Gases im Bereich von 0 bis 1 bar absolut nach Wunsch einzustellen.

Claims: Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von Presslingen aus gegebenen= falls zerkleinertem Hopfen, wobei dieser Hopfen zwecks Erhaltung der brautechnisch wertvollen Inhaltsstoffe entlüftet und allenfalls unter Zusatz hopfeninerter Gase, wie Stickstoff oder Kohlendioxyd, weiterbehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die sauerstoffhaltige Luft vor- und/oder während des Verpressens zumindest teilweise aus dem Hopfen entfernt und bedarfsweise durch Zufuhr des hopfeninerten Gases bei einem zwecks Erzielung unterschiedlicher Festigkeiten der Presslinge wählbaren Unterdruck bis zu 1 bar ersetzt wird.

Inventors: KUHTREIBER, FRANZ, DIPL.-ING. DR. TECHN., Kühtreiber, Franz, Dipl.-Ing. Dr. Techn.
Applicants: ANSTALT FUR FERMENTTECHNOLOGIE
Application year: 1983
Main classification: C12C3
IPC codes: C12C3