SPS-Programmierung am Beispiel des Brauprozesses - Universität ...
SPS-Programmierung am Beispiel des Brauprozesses - Universität ... SPS-Programmierung am Beispiel des Brauprozesses - Universität ...
Produktionstechnik IV: SPS-Programmierung am Beispiel des Brauprozesses 8 • Die Verzuckerungsrast, bei der die Reststärke in Zucker umgewandelt wird, findet bei ca. 72 °C statt. • Zuletzt wird bei ca. 78 °C die Maischerast durchgeführt. Dadurch werden alle in der Maische vorhandenen Enzyme zerstört und der Verzuckerungsprozess angehalten. Das Maischen ist damit abgeschlossen. Nun wird die Maische in den Läuterbottich umgepumpt und es beginnt das 2.3.2. Abläutern Beim Abläutern wird die Maische in ihre festen Bestandteile - die Treber - und ihre flüssigen Bestandteile - die Vorderwürze - getrennt. Das erfolgt durch einen einfachen Filterprozess. Als Filter dient dabei zum einen ein regelmäßig gelochtes Messingblech - der Senkboden - am Boden des Läuterbottichs und zum anderen der Treberkuchen, der sich auf dem Senkboden durch Ablagerung der Treber aufbaut. Da der Treberkuchen durchlässig sein muss, ist es besonders wichtig, dass bei der Konditionierung des Schrotes darauf geachtet wird, dass die Spelzen der Malzkörner nicht zu klein gemahlen werden und gleichzeitig nicht zu viel Mehl beim Schroten anfällt. Das Mehl würde sich nämlich mit dem Wasser zu einem Teig verbinden, der sich oben auf dem Treberkuchen ablagert und damit die Poren des Treberkuchens verstopft. Sind die beim Umpumpen durch den Siebboden gelangten festen Bestandteile mit der sog. Trübwürze zurück in den Läuterbottich gepumpt worden, beginnt das eigentliche Abläutern. Durch ein unter dem Läuterbottich angebrachtes Regelventil (in der Modellanlage ein pulsweitenmoduliertes Schaltventil mit kleiner Bohrung) wird ein gleichmäßiger Ablauf der Würze mit etwa 0.3l/min aus dem Läuterbottich eingestellt. Dieser Volumenstrom darf nicht zu stark sein, da sich sonst der Treberkuchen zusammenzieht und damit undurchlässig wird. Wenn die Vorderwürze abgeläutert ist, werden, um die restlichen Zucker aus dem Treberkuchen auszulösen, mehrere Heißwassergaben auf den Treberkuchen aufgebracht. Die Temperatur dieser Gaben soll mindestens. 78 °C betragen. Dieser Vorgang wird Anschwänzen genannt. Die hierbei entstehende Hinterwürze wird dann ebenfalls abgeläutert. Da nun nicht mehr zwischen Vorder- und Hinterwürze unterschieden werden kann, spricht man jetzt nur noch von Würze. Der Extraktgehalt dieser Würze sollte zwischen 10 und 11 % Stammwürze liegen. Damit ist der Massenanteil an gelöstem und damit vergärbarem Zucker gemeint. Nun kann die Würze in die Sudpfanne gepumpt und dort unter Zugabe von Hopfen gekocht werden. 2.3.3. Kochen Das Kochen ist notwendig, um mehrere Vorgänge stattfinden zu lassen. Zum einen wird während des Kochens überschüssiges Wasser aus der Würze verdampft. Dadurch erhöht sich der Extraktgehalt der Würze. Er sollte nach der Kochung bei etwa 12,5 % Stammwürze liegen. Gleichzeitig werden die noch in der Würze befindlichen Enzyme und nicht in Zucker gespaltene Eiweiße denaturiert. Die denaturierten Stoffe
Produktionstechnik IV: SPS-Programmierung am Beispiel des Brauprozesses 9 verklumpen dann während des Kochens und können so später leicht von der Würze getrennt werden. Wesentlich ist, dass in dieser Phase auch der Hopfen beigegeben wird. Zu Beginn des Kochens wird eine erste Hopfengabe der Würze zugegeben. Der Hopfen liegt in getrockneter, portionierter Form vor. Diese sogenannten Hopfen-Pellets können mit Hilfe des Hopfenspenders (siehe Bild 2.2) portionsweise in die Maisch-Würze- Pfanne gegeben werden. Durch das Kochen lösen sich die α- und β-Säuren und die ätherischen Öle aus dem Hopfen. Gleichzeitig werden die α- und die β-Säuren in isoα-Säuren umgewandelt. Diese sorgen für die Bitterkeit des späteren Bieres. Leider verdampfen beim Kochen viele ätherische Öle und andere Geschmacksstoffe des Hopfens. Deshalb wird kurz vor Ende der Hopfenkochung eine weitere Hopfengabe dem Sud zugegeben. Diese Hopfengabe soll etwa 25 % der Masse der ersten Gabe haben. Sie sorgt für das typische Hopfenaroma des Bieres. Manche Quellen empfehlen die 1.Hopfengabe zu splitten und die 2.Hälfte in der Mitte der Kochzeit zuzugeben. 2.3.4. Klärung Im Anschluss an die Hopfenkochung wird die Würze in den Whirlpool tangential eingeleitet. Durch die dabei entstehende Drehung lagern sich die Feststoffe des Hopfens und die verklumpten Eiweiße als Kegel in der Mitte des Gefäßes ab. Dort befindet sich ein Einsatz mit ca. 5 cm hohem, puntgeschweißtem Rand, der den Kegel beim Ablassen zurückhält, die Flüssigkeit aber langsam durchsickern lässt. 2.3.5. Kühlen Die so gereinigte Würze wird in einen Kühler geleitet und dort mit Leitungswasser (das danach gesammelt und zur anschließenden Reinigung verwendet wird) auf ca. 20°C abgekühlt. Verfügt man nicht über eine Möglichkeit zur Extraktgehaltmessung während des Kochens, so bestimmt man nun den Gehalt an gelöstem Zucker. Bei obergärigem Bier kann jetzt direkt die Hefe zugegeben werden, da die Gärtemperatur von obergärigen Brauhefen bei 18 bis 20 °C liegt. Will man jedoch ein untergäriges Bier herstellen, so muss die Würze noch weiter abgekühlt werden. Nur in speziellen Fällen, wie Trockenhefe, alte Hefezellen oder Schnellgärung, ist ein Anstellen mit untergärigen Hefen über einer Temperatur von 6 °C zulässig. Damit ist der zu automatisierende Teil des Brauprozesses beendet. 2.3.6. Gärung Dabei unterscheidet man zwei aufeinander folgende Stufen. Bei der zunächst stattfindenden Hauptgärung werden etwa 10 % Stammwürze durch den Hefestoffwechsel in Alkohol und Kohlendioxid umgewandelt. Da jedoch diese Gärung meist in offenen Gefäßen durchgeführt wird, entweicht ca. 95 % des Kohlendioxids in die umgebende Atmosphäre. Da jedoch das Bier später perlen und eine Schaumkrone bilden
- Seite 1 und 2: Fachbereich 4 Produktionstechnik Fa
- Seite 3 und 4: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 5 und 6: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 7: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 11 und 12: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 13 und 14: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 15 und 16: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 17 und 18: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 19 und 20: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 21 und 22: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
- Seite 23 und 24: Produktionstechnik IV: SPS-Programm
Produktionstechnik IV: <strong>SPS</strong>-<strong>Progr<strong>am</strong>mierung</strong> <strong>am</strong> <strong>Beispiel</strong> <strong>des</strong> <strong>Brauprozesses</strong> 8<br />
• Die Verzuckerungsrast, bei der die Reststärke in Zucker umgewandelt wird, findet<br />
bei ca. 72 °C statt.<br />
• Zuletzt wird bei ca. 78 °C die Maischerast durchgeführt. Dadurch werden alle in<br />
der Maische vorhandenen Enzyme zerstört und der Verzuckerungsprozess angehalten.<br />
Das Maischen ist d<strong>am</strong>it abgeschlossen. Nun wird die Maische in den Läuterbottich<br />
umgepumpt und es beginnt das<br />
2.3.2. Abläutern<br />
Beim Abläutern wird die Maische in ihre festen Bestandteile - die Treber - und ihre<br />
flüssigen Bestandteile - die Vorderwürze - getrennt. Das erfolgt durch einen einfachen<br />
Filterprozess. Als Filter dient dabei zum einen ein regelmäßig gelochtes Messingblech<br />
- der Senkboden - <strong>am</strong> Boden <strong>des</strong> Läuterbottichs und zum anderen der<br />
Treberkuchen, der sich auf dem Senkboden durch Ablagerung der Treber aufbaut.<br />
Da der Treberkuchen durchlässig sein muss, ist es besonders wichtig, dass bei der<br />
Konditionierung <strong>des</strong> Schrotes darauf geachtet wird, dass die Spelzen der Malzkörner<br />
nicht zu klein gemahlen werden und gleichzeitig nicht zu viel Mehl beim Schroten<br />
anfällt. Das Mehl würde sich nämlich mit dem Wasser zu einem Teig verbinden, der<br />
sich oben auf dem Treberkuchen ablagert und d<strong>am</strong>it die Poren <strong>des</strong> Treberkuchens<br />
verstopft. Sind die beim Umpumpen durch den Siebboden gelangten festen Bestandteile<br />
mit der sog. Trübwürze zurück in den Läuterbottich gepumpt worden, beginnt<br />
das eigentliche Abläutern. Durch ein unter dem Läuterbottich angebrachtes<br />
Regelventil (in der Modellanlage ein pulsweitenmoduliertes Schaltventil mit kleiner<br />
Bohrung) wird ein gleichmäßiger Ablauf der Würze mit etwa 0.3l/min aus dem Läuterbottich<br />
eingestellt. Dieser Volumenstrom darf nicht zu stark sein, da sich sonst der<br />
Treberkuchen zus<strong>am</strong>menzieht und d<strong>am</strong>it undurchlässig wird. Wenn die Vorderwürze<br />
abgeläutert ist, werden, um die restlichen Zucker aus dem Treberkuchen auszulösen,<br />
mehrere Heißwassergaben auf den Treberkuchen aufgebracht. Die Temperatur<br />
dieser Gaben soll min<strong>des</strong>tens. 78 °C betragen. Dieser Vorgang wird Anschwänzen<br />
genannt. Die hierbei entstehende Hinterwürze wird dann ebenfalls abgeläutert. Da<br />
nun nicht mehr zwischen Vorder- und Hinterwürze unterschieden werden kann,<br />
spricht man jetzt nur noch von Würze. Der Extraktgehalt dieser Würze sollte zwischen<br />
10 und 11 % St<strong>am</strong>mwürze liegen. D<strong>am</strong>it ist der Massenanteil an gelöstem und<br />
d<strong>am</strong>it vergärbarem Zucker gemeint. Nun kann die Würze in die Sudpfanne gepumpt<br />
und dort unter Zugabe von Hopfen gekocht werden.<br />
2.3.3. Kochen<br />
Das Kochen ist notwendig, um mehrere Vorgänge stattfinden zu lassen. Zum einen<br />
wird während <strong>des</strong> Kochens überschüssiges Wasser aus der Würze verd<strong>am</strong>pft. Dadurch<br />
erhöht sich der Extraktgehalt der Würze. Er sollte nach der Kochung bei etwa<br />
12,5 % St<strong>am</strong>mwürze liegen. Gleichzeitig werden die noch in der Würze befindlichen<br />
Enzyme und nicht in Zucker gespaltene Eiweiße denaturiert. Die denaturierten Stoffe
Change language