DE102023101426A1 - Method and device for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distillation of a brewing liquid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit (1a), welches die folgenden Schritte umfasst:a) Bereitstellen einer Würzepfanne (1) mit einer Brauflüssigkeit (1a); undb) Bereitstellen mindestens eines Heizsystems (2, 3) und eines Energiespeichers (5) zur Erhitzung und/oder Kochung der Brauflüssigkeit (1a); undc) Bereitstellen eines Energieeintragssystems (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11); undd) Erfassen eines ersten Wertes des Speichermediums (5a) und/oder eines ersten Verfahrensparameters der Brauflüssigkeit (1a); unde) Vergleichen des in Schritt d) erfassten ersten Wertes und/oder des erfassten ersten Verfahrensparameters mit einem entsprechenden Prozessparameter, einem Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter; undf) Ermitteln, basierend auf dem Vergleich in Schritt e), der für das Brauen und/oder das Brennen der Brauflüssigkeit (1a) notwendigen Temperatur (TS) im Speichermedium (5a) und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11); undg) Beenden des Brauens und/oder des Brennens der Brauflüssigkeit (1a), wobei die Temperatur (TS) des Speichermediums (5a) max. 50% über der in Schritt f) ermittelten notwendigen Temperatur (Ts) im Speichermedium (5a) liegt und/oder wobei die Energiemenge des Energieeintragssystems (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11) max. 50% über der in Schritt f) ermittelten notwendigen Energiemenge liegt.Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (100) zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit (1a).The invention relates to a method for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distilling a brewing liquid (1a), which comprises the following steps: a) providing a wort kettle (1) with a brewing liquid (1a); and b) providing at least one heating system (2, 3) and one energy storage device (5) for heating and/or boiling the brewing liquid (1a); and c) providing an energy input system (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11); and d) detecting a first value of the storage medium (5a) and/or a first process parameter of the brewing liquid (1a); and e) comparing the first value detected in step d) and/or the detected first process parameter with a corresponding process parameter, a reference value, a subsequent further first value and/or a subsequent further first process parameter; andf) determining, based on the comparison in step e), the temperature (TS) in the storage medium (5a) required for brewing and/or distilling the brewing liquid (1a) and/or the required amount of energy for the energy input system (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11); andg) ending the brewing and/or distilling of the brewing liquid (1a), wherein the temperature (TS) of the storage medium (5a) is max. 50% above the required temperature (Ts) in the storage medium (5a) determined in step f) and/or wherein the amount of energy of the energy input system (4, 6, 7, 8, 9, 10, 11) is max. 50% above the required amount of energy determined in step f).The invention further relates to a device (100) for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distilling a brewing liquid (1a).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit nach dem Obergriff der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method and a device for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distilling of a brewing liquid according to the preamble of the independent claims.
Das Brauen oder Brennen von einer Brauflüssigkeit, wie beispielsweise Bier, einem Bierzwischenprodukt, einem höherprozentigen Getränk und/oder einem Gärprodukt, ist ein energieintensiver Prozess, wobei für Erhitzungs- und Kochvorgänge bisher vorzugsweise Dampf verwendet wird. Für die Erzeugung von Dampf werden überwiegend fossile Brennstoffe verbrannt, wodurch klimaschädliches Kohlenstoffdioxid emittiert wird. Als Vorrichtung dafür kennt der Stand der Technik verschiedene Brauarten, wie Innenkocher oder Außenkocher in Würzepfannen. Diese Art der Würzekochung ist seit langem bekannt, zum Beispiel aus der Offenlegungsschrift
Es besteht daher ein großer Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit in einer Brauerei und/oder in einer Brennerei, mittels welchen auf einfache, zuverlässige und präzise Weise die zur Verfügung stehenden Energiequellen derart optimiert werden, dass die Verwendung von Dampf und/oder anderen Energiequellen drastisch reduziert werden kann. Zudem sollten das Verfahren und die Vorrichtung kostengünstig realisierbar, zuverlässig arbeitend, individuell an die zu brauende bzw. zu brennende Brauflüssigkeit anpassbar und entsprechend nachrüstbar sein. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit in einer Brauerei und/oder in einer Brennerei bereitzustellen, um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden und um vor allen die reinigungs-, wartungs- und/oder reparaturbedingten Arbeiten auf ein Minimum zu reduzieren, um dadurch die Stillstandzeiten der Vorrichtung und die dadurch entstehenden Kosten auf ein Minimum zu reduzieren.There is therefore a great need for a method and a device for energy recovery and/or energy saving when brewing and/or distilling a brewing liquid in a brewery and/or in a distillery, by means of which the available energy sources are optimized in a simple, reliable and precise manner in such a way that the use of steam and/or other energy sources can be drastically reduced. In addition, the method and the device should be inexpensive to implement, work reliably, be individually adaptable to the brewing liquid to be brewed or distilled and be retrofittable accordingly. The invention therefore has the object of providing a method and a device for energy recovery and/or energy saving when brewing and/or distilling a brewing liquid in a brewery and/or in a distillery in order to overcome the difficulties mentioned above and, above all, to reduce the work required for cleaning, maintenance and/or repairs to a minimum, in order to thereby reduce the downtime of the device and the resulting costs to a minimum.
Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache aber wirkungsvolle Weise durch ein Verfahren zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit sowie eine entsprechende Vorrichtung nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.This object is achieved in a surprisingly simple but effective manner by a method for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distilling of a brewing liquid and a corresponding device according to the teaching of the independent main claims.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen einer Würzepfanne mit einer Brauflüssigkeit; und
- b) Bereitstellen mindestens eines Heizsystems und eines Energiespeichers zur Erhitzung und/oder Kochung der Brauflüssigkeit, wobei der Energiespeicher ein Speichermedium mit einer Temperatur von mindestens 100°C aufweist, und
- c) Bereitstellen eines Energieeintragssystems, wobei das Energieeintragssystem derart energie- und/oder wärmeübertragend mit dem Energiespeicher verbunden ist, dass die Temperatur des Speichermediums im Wesentlichen konstant ist; und
- d) Erfassen eines ersten Wertes des Speichermediums und/oder eines ersten Verfahrensparameters der Brauflüssigkeit, wobei der erste Wert und der erste Verfahrensparameter ausgewählt sind aus der Temperatur, der Menge, dem Gewicht, dem Volumen, der Viskosität, der Dichte, der Dauer, der Zeit und der chemischen Zusammensetzung; und
- e) Vergleichen des in Schritt d) erfassten ersten Wertes und/oder des erfassten ersten Verfahrensparameters mit einem entsprechenden Prozessparameter, einem Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter; und
- f) Ermitteln, basierend auf dem Vergleich in Schritt e), der für das Brauen und/oder das Brennen der Brauflüssigkeit notwendigen Temperatur im Speichermedium und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem; und
- g) Beenden des Brauens und/oder des Brennens der Brauflüssigkeit, wobei die Temperatur des Speichermediums max. 50%, bevorzugt max. 30%, über der in Schritt f) ermittelten notwendigen Temperatur im Speichermedium liegt und/oder wobei die Energiemenge des Energieeintragssystems max. 50%, bevorzugt max. 30%, über der in Schritt f) ermittelten notwendigen Energiemenge liegt.
- a) providing a wort kettle with a brewing liquid; and
- b) providing at least one heating system and one energy storage device for heating and/or boiling the brewing liquid, wherein the energy storage device comprises a storage medium with a temperature of at least 100°C, and
- c) providing an energy input system, wherein the energy input system is connected to the energy storage device in such a way that energy and/or heat are transferred such that the temperature of the storage medium is essentially constant; and
- d) detecting a first value of the storage medium and/or a first process parameter of the brewing liquid, wherein the first value and the first process parameter are selected from the temperature, the amount, the weight, the volume, the viscosity, the density, the duration, the time and the chemical composition; and
- e) comparing the first value recorded in step d) and/or the first process parameter recorded with a corresponding process parameter, a reference value, a temporally subsequent further first value and/or a temporally subsequent further first process parameter; and
- f) determining, based on the comparison in step e), the temperature in the storage medium required for brewing and/or distilling the brewing liquid and/or the amount of energy required for the energy input system; and
- g) ending the brewing and/or the distillation of the brewing liquid, wherein the temperature of the storage medium is max. 50%, preferably max. 30%, above the necessary temperature in the storage medium determined in step f) and/or wherein the energy quantity of the energy input system is max. 50%, preferably max. 30%, above the necessary energy quantity determined in step f).
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, dass es zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit in einer Brauerei und/oder in einer Brennerei ausreichend ist, die in der Brauerei und/oder in der Brennerei zur Verfügung stehende Abwärme und/oder den Energieeintrag aus erneuerbaren Energien derart zu nutzen, dass der Energiespeicher, zur Verringerung der Arbeitsstunden des Heizsystems und/oder zu dessen Entlastung, immer zur rechten Zeit mit Wärme gefüllt zur Verfügung steht, auch wenn durch äußere Einflüsse weniger Energie zur Verfügung steht als erwartet. Weiterhin ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere aufgrund des Vergleichs der erfassten Werte des Speichermediums und/oder der Brauflüssigkeit, möglich, die im Energiespeicher enthaltene Wärme hinreichend genau zu bestimmen, um die am Ende des Brau-, Brenn- oder Sudvorgangs bzw. der Brau-, Brenn- oder Sudwoche im Energiespeicher enthaltene und nicht mehr benötigte Energie auf ein Minimum zu reduzieren.The method according to the invention is based on the basic idea that in order to recover energy and/or save energy during brewing and/or distilling of a brewing liquid in a brewery and/or in a distillery, it is sufficient to use the waste heat available in the brewery and/or in the distillery and/or the energy input from renewable energies in such a way that the energy storage device, in order to reduce the working hours of the heating system and/or to its relief, is always filled with heat at the right time, even if less energy is available than expected due to external influences. Furthermore, by means of the method according to the invention, in particular based on the comparison of the recorded values of the storage medium and/or the brewing liquid, it is possible to determine the heat contained in the energy storage device with sufficient accuracy in order to reduce the energy contained in the energy storage device and no longer required at the end of the brewing, distilling or brewing process or the brewing, distilling or brewing week to a minimum.
Im ersten Schritt wird eine Würzepfanne mit einer Brauflüssigkeit bereitgestellt. Als nächstes werden mindestens ein, bevorzugt 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr, gleich oder unterschiedlich ausgestaltete Heizsysteme, wie an anderer Stelle ausgeführt, und ein Energiespeicher bereitgestellt, welche zur Erhitzung und/oder Kochung der Brauflüssigkeit verwendet werden. Dabei ist es denkbar, dass das Heizsystem, der Energiespeicher und/oder das Energieeintragssystem zur Optimierung des Energie- und/oder Wärmeübertrags zumindest bereichs- und/oder abschnittsweise von der Brauflüssigkeit durchströmt werden. Weiter ist es denkbar, dass das Heizsystem, der Energiespeicher und/oder das Energieeintragssystem miteinander gekoppelt sind und sich gegenseitig ergänzen. Das bedeutet, dass es vorkommen kann, dass einer dieser, d.h. das Heizsystem, der Energiespeicher und/oder das Energieeintragssystem, zeitweise und/oder kurzweilig nicht oder nur vermindert für die Erhitzung und/oder Kochung verwendet wird und dessen Leistung von einem anderen dieser aufgefangen und/oder kompensiert wird, was auf die gesamte Verfahrensdauer keinen Einfluss hat und daher unerheblich ist.In the first step, a wort kettle with a brewing liquid is provided. Next, at least one, preferably 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more identically or differently designed heating systems, as explained elsewhere, and an energy storage system are provided, which are used to heat and/or boil the brewing liquid. It is conceivable that the heating system, the energy storage system and/or the energy input system are flowed through by the brewing liquid at least in areas and/or sections to optimize the energy and/or heat transfer. It is also conceivable that the heating system, the energy storage system and/or the energy input system are coupled to one another and complement one another. This means that it may happen that one of these, i.e. the heating system, the energy storage system and/or the energy input system, is temporarily and/or briefly not used or only used to a reduced extent for heating and/or cooking and its output is absorbed and/or compensated by another of these, which has no influence on the overall duration of the process and is therefore irrelevant.
Die nach dem Stand der Technik aus dem Läutersystem ablaufende Würze, wie Bierwürze, wird üblicherweise mit einer Temperatur von ca. 78°C gewonnen und muss entsprechend auf Siedetemperatur gebracht werden. Würze, wie Bierwürze, wird im Wesentlichen gekocht für die Inaktivierung von Enzymen, die Isomerisierung der Hopfenbitterstoffe, zur Einstellung der Stammwürze, zum Ausdampfen von unerwünschten Aromastoffen und/oder zur Sterilisation der Würze. Gleichermaßen ist es denkbar, die in der Würzepfanne enthaltene Brauflüssigkeit, insbesondere zur Herstellung höherprozentiger alkoholischer Getränke, lediglich zu erhitzen. Einem Fachmann ist diesbezüglich der Unterschied, inkl. der diesbezüglichen Temperaturunterschiede, zwischen einer Erhitzung und einer Kochung bekannt. Diesbezüglich ist es notwendig, dass der Energiespeicher ein beliebiges und aus dem Stand der Technik bekanntes Speichermedium, bevorzugt Wasser, mit einer Temperatur von mindestens 100°C, bevorzugt von mindestens 101°C, 102°C, 103°C, 104°C, 105°C, 106°C, 107°C, 108°C, 109°C, 110°C, 111°C, 112°C, 113°C, 114°C, 115°C, 116°C, 117°C, 118°C, 119°C, 120°C, 121°C, 122°C, 123°C, 124°C, 125°C, 126°C, 127°C, 128°C, 129°C, 130°C oder mehr, aufweist.The wort that flows out of the lautering system according to the state of the art, such as beer wort, is usually obtained at a temperature of around 78°C and must be brought to boiling temperature accordingly. Wort, such as beer wort, is essentially boiled to inactivate enzymes, isomerize the hop bitter substances, adjust the original wort, evaporate undesirable aromatic substances and/or sterilize the wort. It is also conceivable to simply heat the brewing liquid contained in the wort kettle, particularly for the production of higher-proof alcoholic beverages. A specialist in this field will know the difference, including the temperature differences, between heating and boiling. In this regard, it is necessary that the energy storage device is any storage medium known from the prior art, preferably water, with a temperature of at least 100°C, preferably of at least 101°C, 102°C, 103°C, 104°C, 105°C, 106°C, 107°C, 108°C, 109°C, 110°C, 111°C, 112°C, 113°C, 114°C, 115°C, 116°C, 117°C, 118°C, 119°C, 120°C, 121°C, 122°C, 123°C, 124°C, 125°C, 126°C, 127°C, 128°C, 129°C, 130°C or more.
Im Rahmen der Erfindung ist es erkannt worden, dass mindestens ein, bevorzugt 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr, gleich oder unterschiedlich ausgestaltete Energieeintragssysteme, wie an anderer Stelle ausgeführt, wichtig sind, wobei das Energieeintragssystem derart mit den einem Fachmann bekannten Maßnahmen energie- und/oder wärmeübertragend mit dem Energiespeicher verbunden ist, dass die Temperatur des Speichermediums im Wesentlichen konstant ist. Weiter ist es denkbar, dass das Energieeintragungssystem mit dem mindestens einen Heizsystem verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Energieeintragssystem in der Brauerei und/oder in der Brennerei zur Verfügung stehende Abwärme und/oder den Energieeintrag aus erneuerbaren Energien, wie ausführlich an anderer Stelle beschrieben, dem mindestens einen Heizsystem und dem Energiespeicher gleichermaßen oder gewichtet zur Verfügung stellt.Within the scope of the invention, it has been recognized that at least one, preferably 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more, identically or differently designed energy input systems, as explained elsewhere, are important, wherein the energy input system is connected to the energy storage device in such a way that energy and/or heat is transferred using measures known to a person skilled in the art, that the temperature of the storage medium is essentially constant. It is also conceivable that the energy input system is connected to the at least one heating system. In this way, it is possible for the energy input system to make the waste heat available in the brewery and/or distillery and/or the energy input from renewable energies, as described in detail elsewhere, available to the at least one heating system and the energy storage device equally or in a weighted manner.
Die Begriffe „im Wesentlichen“, „im Wesentlichen konstant“ und „im Wesentlichen ähnlich“ bedeuten, dass es lediglich zu einer geringen, insbesondere nicht signifikanten, Veränderung, Änderung und/oder Abweichung von den entsprechenden Bedingungen kommt. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Veränderung, Änderung und/oder Abweichung von der für die Durchführung des Verfahrens notwendigen Temperatur derart gering ist, dass dieses trotz der Veränderung, Änderung und/oder Abweichung davon immer noch durchgeführt werden kann. Das bedeutet, dass dies keinen oder einen nicht signifikanten Effekt auf das Verfahren hat.The terms "substantially", "substantially constant" and "substantially similar" mean that there is only a small, in particular insignificant, change, modification and/or deviation from the corresponding conditions. For example, it is conceivable that the change, modification and/or deviation from the temperature required to carry out the process is so small that the process can still be carried out despite the change, modification and/or deviation. This means that this has no or an insignificant effect on the process.
Im nächsten Schritt ist es notwendig, mindestens einen ersten Wert des Speichermediums und/oder mindestens einen ersten Verfahrensparameter der Brauflüssigkeit zu einem ersten Zeitpunkt zu erfassen, wobei der erste Wert und der erste Verfahrensparameter ausgewählt sind aus der Temperatur, der Menge, dem Gewicht, dem Volumen, der Viskosität, der Dichte, der Dauer, der Zeit und der chemischen Zusammensetzung. Bevorzugt werden 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder mehr gleiche oder unterschiedliche Werte und/oder Verfahrensparameter derselben Eigenschaft oder von entsprechend mehreren Eigenschaften erfasst. Im Rahmen der Erfindung ist es dabei erkannt worden, dass es zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit in einer Brauerei und/oder in einer Brennerei ausreichend ist, die Veränderung mindestens eines Wertes, bevorzugt von zwei Werten, nämlich des mindestens einen ersten Wertes des Speichermediums des Energiespeichers und des mindestens einen ersten Verfahrensparameters der Brauflüssigkeit, während der Durchführung des Verfahrens zu erfassen. Dabei ist es unerheblich, um welchen der aufgezählten Werte bzw. Verfahrensparameter es sich handelt.In the next step, it is necessary to record at least one first value of the storage medium and/or at least one first process parameter of the brewing liquid at a first point in time, wherein the first value and the first process parameter are selected from the temperature, the amount, the weight, the volume, the viscosity, the density, the duration, the time and the chemical composition. Preferably, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or more identical or different values and/or process parameters of the same property or of several properties are recorded. Within the scope of the invention, it has been recognized that in order to recover energy and/or save energy when brewing and/or distilling a brewing liquid in a brewery and/or in a distillery, it is sufficient to record the change in at least one value, preferably two values, namely the at least one first Value of the storage medium of the energy storage and of at least one first process parameter of the brewing liquid during the execution of the process. It is irrelevant which of the listed values or process parameters are involved.
Der Begriff „(erster) Wert des Speichermediums des Energiespeichers“ und der Begriff „(erster) Verfahrensparameter der Brauflüssigkeit“ betreffen dabei eine für das Speichermedium bzw. die Brauflüssigkeit wesentliche Eigenschaft, mittels welcher ein direkter oder indirekter Rückschluss auf diese, das Verfahren und/oder den Fortschritt des Verfahrens möglich ist. Beispielsweise ist die Temperatur des Speichermediums wesentlich, um eine anforderungsgemäße Erhitzung und/oder Kochung der Brauflüssigkeit sicherzustellen, sowie die Temperatur der Brauflüssigkeit zur Gewährleistung und Sicherstellung entsprechender gesetzlicher und/oder qualitativer Anforderungen an eine Brauflüssigkeit, wie an anderer Stelle beschrieben, anzupassen. Dabei ist es wichtig, dass der Wert bzw. der Verfahrensparameter hinreichend genau untersucht, bekannt und/oder definiert ist, insbesondere dessen Veränderung über die Dauer des Verfahrens und die Zeit, bevorzugt den Fortschritt des Verfahrens. Die Veränderung ist dabei beispielsweise, jedoch keinesfalls ausschließlich, in einer Funktion als Trend mit einem Verfahrensverlauf und/oder - fortschritt über die Zeit darstellbar, beispielsweise in einer linearen Funktion, in einer logarithmischen Funktion, in einer exponentiellen Funktion, in einer logistischen Funktion, in einer polygonen Funktion und/oder in einer Mischung daraus.The term “(first) value of the storage medium of the energy storage device” and the term “(first) process parameter of the brewing liquid” refer to a property that is essential for the storage medium or the brewing liquid, by means of which a direct or indirect conclusion can be drawn about this, the process and/or the progress of the process. For example, the temperature of the storage medium is essential to ensure that the brewing liquid is heated and/or boiled as required, and to adjust the temperature of the brewing liquid to guarantee and ensure that the corresponding legal and/or quality requirements for a brewing liquid are met, as described elsewhere. It is important that the value or the process parameter is sufficiently precisely investigated, known and/or defined, in particular its change over the duration of the process and over time, preferably the progress of the process. The change can be represented, for example but not exclusively, in a function as a trend with a process course and/or progress over time, for example in a linear function, in a logarithmic function, in an exponential function, in a logistic function, in a polygonal function and/or in a mixture thereof.
Im Rahmen der Erfindung ist es dabei als wesentlich erkannt worden, dass im nächsten Schritt der erste Wert und/oder der erste Verfahrensparameter mit einem entsprechenden, einem Fachmann bekannten, Prozessparameter, Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter derselben Eigenschaften verglichen wird, wobei aus dem Vergleich die für das Brauen und/oder das Brennen der Brauflüssigkeit notwendige Temperatur im Speichermedium und/oder die notwendige Energiemenge für das Energieeintragssystem ermittelt wird. Bevorzugt wird dabei die Veränderung des ersten Wertes des Speichermediums des Energiespeichers und/oder des ersten Verfahrensparameters der Brauflüssigkeit erfasst, noch mehr bevorzugt die Veränderung von 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder mehr gleichen oder unterschiedlichen Werten und/oder Verfahrensparametern derselben Eigenschaft oder entsprechender mehrerer Eigenschaften. So ist es beispielsweise denkbar, dass mehrere gleiche oder unterschiedliche Werte und/oder Verfahrensparameter erfasst werden. Die Erfassung eines weiteren ersten oder davon verschiedenen zweiten bzw. weiteren Wertes und/oder Verfahrensparameters bietet den Vorteil, dass eine bessere Annäherung an den funktionellen Zusammenhang der Veränderung desselben und damit eine Verbesserung der Ermittlung in Schritt f) erreichbar ist. Auf diese Weise ist beispielsweise, jedoch keinesfalls ausschließlich, eine bessere Aussage über die für das Brauen und/oder das Brennen der Brauflüssigkeit notwendige Temperatur im Speichermedium und/oder die notwendige Energiemenge für das Energieeintragssystem treffbar, so dass bei Beendigung des Brauens bzw. Brennens in Schritt g) die Temperatur im Speichermedium und/oder die Energiemenge des Energieeintragssystems möglichst nahe an der notwendigen Temperatur und/oder der notwendigen Energiemenge liegt. Dabei ist es denkbar, dass die notwendige Energiemenge für das Energieeintragssystem, wie ausführlich an anderer Stelle beschrieben, dem mindestens einen Heizsystem und dem Energiespeicher gleichermaßen oder gewichtet zur Verfügung gestellt wird. Dies optimiert und erhöht die Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung erheblich. Dabei gilt, dass die Genauigkeit der Ermittlung in Schritt f) mit zunehmender Anzahl an erfassten Werten bzw. Verfahrensparametern steigt. Eine Veränderung kann bevorzugt eine Verbesserung, eine Verschlechterung und/oder ein Verlauf, insbesondere ein zeitlicher Verlauf, dieser sein. Dabei ist es denkbar, dass diese Werte, beispielsweise durch Wiederholung einzelner oder mehrerer Schritte, Eingang in den Schritt b) und/oder c) finden, wie an anderer Stelle beschrieben.Within the scope of the invention, it has been recognized as essential that in the next step the first value and/or the first process parameter is compared with a corresponding process parameter, reference value, a subsequent further first value and/or a subsequent further first process parameter of the same properties known to a person skilled in the art, the temperature in the storage medium required for brewing and/or distilling the brewing liquid and/or the amount of energy required for the energy input system being determined from the comparison. Preferably, the change in the first value of the storage medium of the energy storage device and/or the first process parameter of the brewing liquid is recorded, even more preferably the change in 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or more identical or different values and/or process parameters of the same property or of several corresponding properties. For example, it is conceivable that several identical or different values and/or process parameters are recorded. Recording a further first or different second or further value and/or process parameter offers the advantage that a better approximation of the functional relationship of the change in the same and thus an improvement in the determination in step f) can be achieved. In this way, for example, but by no means exclusively, a better statement can be made about the temperature in the storage medium required for brewing and/or distilling the brewing liquid and/or the amount of energy required for the energy input system, so that when brewing or distilling is completed in step g), the temperature in the storage medium and/or the amount of energy in the energy input system is as close as possible to the required temperature and/or the required amount of energy. It is conceivable that the required amount of energy for the energy input system is made available to the at least one heating system and the energy storage system equally or in a weighted manner, as described in detail elsewhere. This optimizes and significantly increases energy recovery and/or energy savings. The accuracy of the determination in step f) increases with the number of recorded values or process parameters. A change can preferably be an improvement, a deterioration and/or a progression, in particular a progression over time. It is conceivable that these values, for example by repeating individual or multiple steps, are included in step b) and/or c), as described elsewhere.
Dabei ist es ebenfalls denkbar, dass der erste Wert und/oder der erste Verfahrensparameter in Kombination mit mindestens einem weiteren Wert für einen Faktor erfasst werden, welcher in Bezug zu der Zusammensetzung der Menge und/oder dem Volumen der Brauflüssigkeit, der Temperatur, dem Druck, dem Einsatzort, dem Material, der Größe und/oder den Einsatzbedingungen der für die Durchführung des Verfahrens verwendeten Mittel steht, noch mehr bevorzugt mit Werten für 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder mehr Faktoren. Dies liegt darin begründet, dass der erste Wert und/oder der erste Verfahrensparameter von verschiedenen Faktoren abhängig und/oder beeinflussbar ist, deren zusätzliche Erfassung zu einer Verbesserung des Verfahrens zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit in einer Brauerei und/oder in einer Brennerei beiträgt. Beispielsweise sind in diesem Zusammenhang die Feuchtigkeit, der Umgebungsdruck, die Umgebungstemperatur, die verwendeten Materialien und/oder die Brauflüssigkeit denkbar, welche sich auf den ersten Wert und/oder den ersten Verfahrensparameter auswirken können.It is also conceivable that the first value and/or the first process parameter are recorded in combination with at least one further value for a factor which is related to the composition of the amount and/or volume of the brewing liquid, the temperature, the pressure, the location, the material, the size and/or the conditions of use of the means used to carry out the process, even more preferably with values for 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or more factors. This is because the first value and/or the first process parameter is dependent on and/or can be influenced by various factors, the additional recording of which contributes to an improvement in the process for energy recovery and/or energy saving when brewing and/or distilling a brewing liquid in a brewery and/or in a distillery. For example, in this context, the humidity, the ambient pressure, the ambient temperature, the materials used and/or the brewing liquid are conceivable, which can affect the first value and/or the first process parameter.
Der Begriff „Prozessparameter“ ist einem Fachmann bekannt und betrifft einen für einen Sud, für mehrere oder für alle durchzuführenden Sude bzw. für einen Brauvorgang, für mehrere oder für alle durchzuführenden Brauvorgänge bzw. für einen Brennvorgang, für mehrere oder für alle durchzuführenden Brennvorgänge hinterlegten, vordefinierten, theoretischen, fest eingestellten, rechnerisch und/oder manuell ermittelten und/oder empirisch und/oder manuell vergebenen Wert der Temperatur, der Menge, des Gewichts, des Volumens, der Viskosität, der Dichte, der Dauer, der Zeit und der chemischen Zusammensetzung. Dabei ist es denkbar, dass der Prozessparameter bzw. der Wert ein Vergangenheitswert, ein Rezeptwert, ein Idealwert, ein Erfahrungswert und/oder eine Mischung daraus ist. Weiter ist es denkbar, dass der Prozessparameter bzw. der Wert während der Durchführung des Verfahrens unveränderbar oder veränderbar ist, beispielsweise durch Anpassung an die an anderer Stelle beschriebene zeitliche Veränderung des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters.The term “process parameter” is known to a person skilled in the art and refers to a predefined, theoretical, fixed, mathematically and/or manually determined and/or empirically and/or manually assigned value of the temperature, quantity, weight, volume, viscosity, density, duration, time and chemical composition stored for one brew, for several or all brews to be carried out or for one brewing process, for several or all brewing processes to be carried out or for one distillation process, for several or all distillation processes to be carried out. It is conceivable that the process parameter or value is a historical value, a recipe value, an ideal value, an empirical value and/or a mixture thereof. It is also conceivable that the process parameter or value is unchangeable or changeable during the implementation of the process, for example by adapting to the temporal change in the first value and/or the first process parameter described elsewhere.
Der Begriff „Referenzwert“ betrifft eine für das Verfahren, den Sud bzw. die Sude, den Brennvorgang bzw. die Brennvorgänge und/oder den Brauvorgang bzw. die Brauvorgänge hinterlegte, fest eingestellte, ermittelte, vordefinierte, theoretische, rechnerisch und/oder manuell ermittelte, empirisch und/oder manuell vergebene, historisch bedingte und/oder gesetzlich vorgeschriebene einzuhaltende Rahmenbedingung. Der Referenzwert, d.h. die einzuhaltende Rahmenbedingung, kann dabei insbesondere, jedoch keinesfalls ausschließlich, ein Laborwert, ein Datenbankeintrag, ein Vergangenheitswert, ein Rezeptwert, ein Idealwert, ein Erfahrungswert und/oder eine Mischung sein, sowie vor und/oder bei Beginn des Verfahrens erfasst werden. Weiterhin ist es denkbar, dass der Referenzwert einen Schwellenwert definiert, welcher bevorzugt als Obergrenze des Normalwertes des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters unter verschiedenen Bedingungen definiert ist. Der Wert der Obergrenze des Normalwertes kann mittels verschiedener und einem Fachmann gut bekannter Techniken bestimmt werden.The term "reference value" refers to a framework that is stored, set, determined, predefined, theoretical, calculated and/or manually determined, empirically and/or manually assigned, historically determined and/or legally prescribed for the process, the brew(s), the distillation process(es) and/or the brewing process(es). The reference value, i.e. the framework to be observed, can in particular, but by no means exclusively, be a laboratory value, a database entry, a historical value, a recipe value, an ideal value, an empirical value and/or a mixture, and can be recorded before and/or at the start of the process. It is also conceivable that the reference value defines a threshold value, which is preferably defined as the upper limit of the normal value of the first value and/or the first process parameter under different conditions. The value of the upper limit of the normal value can be determined using various techniques that are well known to a person skilled in the art.
Auf diese Weise wird, basierend auf dem vorhergehenden Vergleich, die für das Brauen bzw. das Brennen der Brauflüssigkeit notwendige Temperatur im Speichermedium und/oder die notwendige Energiemenge für das Energieeintragssystem ermittelt.In this way, based on the previous comparison, the temperature in the storage medium required for brewing or distilling the brewing liquid and/or the amount of energy required for the energy input system is determined.
Im letzten Schritt wird das Brauen und/oder das Brennen der Brauflüssigkeit beendet, wobei die Temperatur des Speichermediums maximal 50%, bevorzugt maximal 49%, 48%, 47%, 46%, 45%, 44%, 43%, 42%, 41%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36%, 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% oder 1%, über der ermittelten notwendigen Temperatur im Speichermedium liegt und/oder wobei die Energiemenge des Energieeintragssystems maximal 50%, bevorzugt maximal 49%, 48%, 47%, 46%, 45%, 44%, 43%, 42%, 41%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36%, 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% oder 1%, über der ermittelten notwendigen Energiemenge liegt. In the last step, the brewing and/or distillation of the brewing liquid is terminated, whereby the temperature of the storage medium is a maximum of 50%, preferably a maximum of 49%, 48%, 47%, 46%, 45%, 44%, 43%, 42%, 41%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36%, 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% or 1%, above the determined necessary temperature in the storage medium and/or wherein the amount of energy of the energy input system is a maximum of 50%, preferably a maximum of 49%, 48%, 47%, 46%, 45%, 44%, 43%, 42%, 41%, 40%, 39%, 38%, 37%, 36%, 35%, 34%, 33%, 32%, 31%, 30%, 29%, 28%, 27%, 26%, 25%, 24%, 23%, 22%, 21%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% or 1%, above the determined required amount of energy.
Der Begriff „Verfahren zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit“ betrifft ein energieeffizientes, energieeinsparendes, insbesondere vorhandene Abwärme und/oder Energie aus erneuerbaren und/oder regenerierbaren Energiequellen nutzendes, Verfahren zum Brauen und/oder zum Brennen einer Brauflüssigkeit in einer Brauerei und/oder in einer Brennerei. Zudem lässt sich verfolgen, unter welchen Bedingungen und/oder Einflüssen das Verfahren durchgeführt wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zusätzliche Schritte enthalten, welche nach oder zwischen den explizit aufgeführten essentiellen Schritten a) bis g) liegen. Zudem ist es denkbar, dass einzelne Schritte beliebig oft wiederholt werden. Bevorzugt ist das Verfahren automatisierbar.The term “process for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distilling a brewing liquid” refers to an energy-efficient, energy-saving process for brewing and/or distilling a brewing liquid in a brewery and/or distillery, in particular one that uses existing waste heat and/or energy from renewable and/or regenerable energy sources. In addition, it is possible to track the conditions and/or influences under which the process was carried out. The process according to the invention can contain additional steps that lie after or between the explicitly listed essential steps a) to g). It is also conceivable that individual steps can be repeated as often as desired. The process can preferably be automated.
Es ist einem Fachmann verständlich, dass eine Bestimmung, ein Ermitteln und/oder ein Erfassen in der Regel nicht zu 100 Prozent korrekt sein kann. Die Begriffe betreffen daher eine statistisch signifikante Wahrscheinlichkeit, was die Genauigkeit des Bestimmens, des Ermittelns und/oder des Erfassens der Werte bzw. Parameter, wie Verfahrensparameter und/oder Prozessparameter, betrifft. Ob diese statistisch signifikant ist, kann, ohne erfinderisch tätig zu werden, von einem Fachmann mittels in der Fachwelt bekannter Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise sind statistische Evaluierungstools zu nennen, wie beispielsweise die Bestimmung des Konfidenzintervalls, des p-Wertes, des Student's-t-Tests, der Mann-Whitney-Bestimmung usw.. Die entsprechenden Intervalle sind mindestens 90 %, mindestens 95 %, mindestens 97 %, mindestens 98 % oder mindestens 99 % korrekt. Die p-Werte sind bevorzugt 0,1, 0,05, 0,01, 0,005 oder 0,0001. Bevorzugt ist die Bestimmung, die Ermittlung und/oder das Erfassen im Rahmen der vorliegenden Erfindung mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % oder mindestens 99 % korrekt.It is understandable to a person skilled in the art that a determination, ascertaining and/or recording cannot usually be 100 percent correct. The terms therefore refer to a statistically significant probability with regard to the accuracy of the determination, ascertaining and/or recording of the values or parameters, such as method parameters and/or process parameters. Whether this is statistically significant can be determined by a person skilled in the art without inventive activity using methods known in the field. Examples include statistical evaluation tools such as determining the confidence interval, the p-value, the Student's t-test, the Mann-Whitney determination, etc. The corresponding intervals are at least 90%, at least 95%, at least 97%, at least 98% or at least 99% correct. The p-values are preferably 0.1, 0.05, 0.01, 0.005 or 0.0001. Preferably, the determination, ascertainment and/or detection within the scope of the present invention is at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90% or at least 95% or at least 99% correct.
Der Begriff „Vergleichen“ betrifft den Vergleich der Werte bzw. Verfahrensparameter miteinander, insbesondere des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters mit einem entsprechenden Prozessparameter, einem Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter. Dabei versteht es sich, dass ein Vergleich, wie er hier angewendet wird, sich auf einen Vergleich entsprechender Parameter und/oder Werte bezieht. So ist es beispielsweise denkbar, dass ein absoluter erster Wert mit einem absoluten weiteren Wert vergleichbar ist, wobei ein relativer erster Wert mit einem relativen weiteren Wert vergleichbar ist.The term “comparison” refers to the comparison of the values or process parameters with each other, in particular the first value and/or the first process parameter with a corresponding corresponding process parameter, a reference value, a temporally subsequent further first value and/or a temporally subsequent further first process parameter. It is understood that a comparison as used here refers to a comparison of corresponding parameters and/or values. For example, it is conceivable that an absolute first value is comparable with an absolute further value, whereby a relative first value is comparable with a relative further value.
Im Rahmen der Erfindung kann der Vergleich manuell und/oder computerunterstützt durchgeführt werden. Für einen computergestützten Vergleich sind alle einem Fachmann bekannten Mittel denkbar, wie beispielsweise ein Computer und/oder ein Computerprogramm. Ein Computerprogramm kann zusätzlich das Ergebnis des Vergleichs evaluieren, beispielsweise automatisch eine Beurteilung der erfassten Werte bzw. Verfahrensparameter liefern. Dabei ist mittels des in Schritt e) durchgeführten Vergleichs eine Ermittlung der für das Brauen und/oder das Brennen der Brauflüssigkeit notwendigen Temperatur im Speichermedium und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem möglich. Es ist weiterhin beispielsweise denkbar, dass die Schritte e) und/oder f) von einer Auswerte-, einer Analyse- und/oder einer Evaluierungseinheit unterstützt sind. Bevorzugt ist der Zeitpunkt der Erfassung des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters in dem Vergleich mit berücksichtigt, so dass basierend auf dem Vergleich eine Vorhersage getroffen werden kann, wie sich der Wert und/oder Verfahrensparameter in zeitlicher Abhängigkeit während der Durchführung des Verfahrens, des Brauens, des Brennens und/oder während der Vorgänge, welche ein einzelner Vorgang oder mehrere Vorgänge sein können, verändert. Dies bietet den Vorteil, dass eine zeitliche Veränderung dieser Werte und/oder Verfahrensparameter ableitbar, bestimmbar, rechnerisch und/oder manuell berechenbar und/oder empirisch und/oder manuell ermittelbar ist, so dass die zeitliche Veränderung dieser Werte und/oder Verfahrensparameter als Prozessparameter abspeicherbar und/oder verwendbar ist bzw. Einfluss auf einen Prozessparameter nimmt.Within the scope of the invention, the comparison can be carried out manually and/or with computer support. For a computer-supported comparison, all means known to a person skilled in the art are conceivable, such as a computer and/or a computer program. A computer program can additionally evaluate the result of the comparison, for example automatically provide an assessment of the recorded values or process parameters. The comparison carried out in step e) makes it possible to determine the temperature in the storage medium required for brewing and/or distilling the brewing liquid and/or the amount of energy required for the energy input system. It is also conceivable, for example, that steps e) and/or f) are supported by an evaluation, analysis and/or evaluation unit. The time of recording the first value and/or the first process parameter is preferably taken into account in the comparison, so that based on the comparison, a prediction can be made as to how the value and/or process parameter changes over time during the execution of the process, brewing, distilling and/or during the processes, which can be a single process or multiple processes. This offers the advantage that a temporal change in these values and/or process parameters can be derived, determined, calculated mathematically and/or manually and/or determined empirically and/or manually, so that the temporal change in these values and/or process parameters can be stored and/or used as a process parameter or influences a process parameter.
Im Rahmen der Erfindung ist es verständlich, dass das Ergebnis des Vergleichs, das heißt die Ermittlung der für das Brauen bzw. das Brennen der Brauflüssigkeit notwendigen Temperatur im Speichermedium und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem, direkt oder indirekt von dem ersten Wert und/oder dem ersten Verfahrensparameter abhängig ist. Somit ist es denkbar, dass eine geringe und nicht signifikante, eine große und signifikante und/oder keine Veränderung des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters im Vergleich mit einem entsprechenden Prozessparameter, Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter indikativ für die Durchführung und/oder das Fortschreiten des Verfahrens, des Brauens, des Brennens und/oder des Sudvorgangs, welcher ein einzelner Sudvorgang oder mehrere Sudvorgänge sein kann, ist. Eine Veränderung des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters kann bevorzugt eine Verbesserung, eine Verschlechterung und/oder ein Verlauf, insbesondere ein zeitlicher Verlauf, dieser sein. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass das Ergebnis des Vergleichs als zeitliche Angabe, beispielsweise in Jahren, Monaten, Tagen, Stunden und/oder Minuten, als ein absoluter Wert und/oder ein relativer Wert ausgebbar ist.Within the scope of the invention, it is understandable that the result of the comparison, i.e. the determination of the temperature in the storage medium required for brewing or distilling the brewing liquid and/or the amount of energy required for the energy input system, is directly or indirectly dependent on the first value and/or the first process parameter. It is therefore conceivable that a small and insignificant, a large and significant and/or no change in the first value and/or the first process parameter in comparison with a corresponding process parameter, reference value, a temporally subsequent further first value and/or a temporally subsequent further first process parameter is indicative of the implementation and/or progress of the process, brewing, distilling and/or the brewing process, which can be a single brewing process or several brewing processes. A change in the first value and/or the first process parameter can preferably be an improvement, a deterioration and/or a progression, in particular a progression over time, of these. In this context, it is conceivable that the result of the comparison can be output as a time specification, for example in years, months, days, hours and/or minutes, as an absolute value and/or a relative value.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin denkbar, dass das Ergebnis des Vergleichs eine Erweiterung der zeitlichen Angabe jedes einzelnen Brau, Brenn- oder Sudvorgangs oder mehrerer Brau-, Brenn- oder Sudvorgänge ist. Auf diese Weise können beispielsweise Rückschlüsse auf die Veränderung des ersten Wertes und/oder des ersten Verfahrensparameters des jeweiligen Vorgangs in Abhängigkeit von den vorliegenden Bedingungen gezogen werden. Dies bietet den Vorteil, dass die den ersten Wert und/oder den ersten Parameter beeinflussende Bedingung bestimmbar und/oder überwachbar ist.In this context, it is also conceivable that the result of the comparison is an extension of the time specification of each individual brewing, distilling or brewing process or several brewing, distilling or brewing processes. In this way, for example, conclusions can be drawn about the change in the first value and/or the first process parameter of the respective process depending on the existing conditions. This offers the advantage that the condition influencing the first value and/or the first parameter can be determined and/or monitored.
Im Rahmen der Erfindung gilt es zu berücksichtigen, dass alle erfassten und/oder ermittelten Werte sowie das Ergebnis der Bestimmung und/oder Ermittlung maßgeblich von den für die Bestimmung und/oder Erfassung verwendeten Materialien und/oder Mitteln, den Einsatzbedingungen der für die Durchführung des Verfahrens verwendeten Mittel und/oder dem Einsatzort abhängig sind. Dies ist einem Fachmann bekannt.Within the scope of the invention, it must be taken into account that all recorded and/or determined values as well as the result of the determination and/or ascertainment depend significantly on the materials and/or means used for the determination and/or recording, the conditions of use of the means used to carry out the method and/or the place of use. This is known to a person skilled in the art.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich, die für die Erhitzung und/oder Kochung der Brauflüssigkeit notwendige Energiemenge einfach und zuverlässig zu bestimmen. Auf diese Weise wird es vermieden, dass Energie in den Energiespeicher eingespeichert wird, die z.B. am Ende der Sudwoche bzw. des Brennens gar nicht mehr benötigt wird, um auf diese Weise eine Möglichkeit zur Dekarbonisierung von Brauereien und/oder Brennereien zu schaffen und einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Zudem ist es aufgrund der Einfachheit möglich, die für eine Reinigung, Wartung und/oder Reparatur erforderlichen Stillstandzeiten der Vorrichtung drastisch zu reduzieren, um unnötige Stillstandzeiten und/oder Kosten zu vermeiden. Zudem ist es möglich, lediglich die von einer Reinigung, Wartung und/oder Reparatur betroffenen Elemente auszutauschen und/oder instand zu setzen, um auf diese Weise in erheblichem Maße Kosten einzusparen.By means of the method according to the invention, it is thus possible to determine the amount of energy required for heating and/or boiling the brewing liquid simply and reliably. In this way, energy is avoided that is no longer needed at the end of the brewing week or the distillation process, for example, from being stored in the energy storage unit, in order to create an opportunity for the decarbonization of breweries and/or distilleries and to make a significant contribution to environmental protection. In addition, due to the simplicity, it is possible to drastically reduce the downtime of the device required for cleaning, maintenance and/or repair in order to avoid unnecessary downtime and/or costs. In addition, it is possible to replace and/or in order to save considerable costs.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.Advantageous developments of the invention, which can be implemented individually or in combination, are presented in the subclaims.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass das Verfahren zusätzlich umfasst:
- h) Darstellen der Schritte d), e), f) und/oder g).
- h) Depicting steps d), e), f) and/or g).
Mittels dieser Ausgestaltung ist es möglich, die in den Schritten d), e), f) und/oder g) erfassten, verglichenen und/oder ermittelten ersten Werte und/oder ersten Verfahrensparameter sowie die Prozessparameter und die Referenzwerte, einzeln oder im Vergleich miteinander, nummerisch und/oder graphisch darzustellen, um auf diese Weise eine Vereinfachung des Verständnisses der Erfassung, Ermittlung und/oder des Vergleichs zu erreichen. Einem Fachmann sind geeignete Mittel zur Darstellung einer Ausgabe eines Wertes bekannt. Der Schritt h) kann von einer Ausgabeeinheit unterstützt sein.By means of this embodiment, it is possible to represent the first values and/or first process parameters recorded, compared and/or determined in steps d), e), f) and/or g), as well as the process parameters and the reference values, individually or in comparison with one another, numerically and/or graphically in order to simplify the understanding of the recording, determination and/or comparison. Suitable means for representing an output of a value are known to a person skilled in the art. Step h) can be supported by an output unit.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, dass der erste Wert, der weitere erste Wert, der erste Verfahrensparameter, der weitere erste Verfahrensparameter, der Prozessparameter und/oder der Referenzwert bei im Wesentlichen ähnlichen Bedingungen erfasst werden. Dies erhöht maßgeblich die Genauigkeit des Vergleichs in Schritt e) und/oder der Ermittlung in Schritt f), insbesondere durch einen teilweisen oder vollständigen Ausschluss von verschiedenen Faktoren, von welchen die Werte und/oder Verfahrensparameter abhängig und/oder beeinflussbar sind, wie an anderer Stelle beschrieben.In a further embodiment of the invention, it is conceivable that the first value, the further first value, the first process parameter, the further first process parameter, the process parameter and/or the reference value are recorded under essentially similar conditions. This significantly increases the accuracy of the comparison in step e) and/or the determination in step f), in particular by partially or completely excluding various factors on which the values and/or process parameters depend and/or can be influenced, as described elsewhere.
In noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, dass der erste Wert, der weitere erste Wert, der erste Verfahrensparameter, der weitere erste Verfahrensparameter, der Prozessparameter und/oder der Referenzwert bei unterschiedlichen Bedingungen erfasst werden. Die Erfassung bei unterschiedlichen Bedingungen, d.h. bei sich unterscheidenden Bedingungen, ermöglicht es, dass die Abhängigkeit und/oder Beeinflussung der Werte und/oder Verfahrensparameter von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchte, Menge, Volumen und/oder chemische Zusammensetzung der Brauflüssigkeit, Größe, Material und/oder Ausgestaltung der für die Durchführung des Verfahrens verwendeten Mittel, ermittelt werden kann. Dies hat wiederum einen Einfluss auf die Effizienz des Verfahrens, beispielsweise indem diese Faktoren ganz oder teilweise vermieden bzw. behoben werden.In yet another embodiment of the invention, it is conceivable that the first value, the further first value, the first process parameter, the further first process parameter, the process parameter and/or the reference value are recorded under different conditions. Recording under different conditions, i.e. under differing conditions, makes it possible to determine the dependency and/or influence of the values and/or process parameters on various factors, such as temperature, pressure, humidity, quantity, volume and/or chemical composition of the brewing liquid, size, material and/or design of the means used to carry out the process. This in turn has an influence on the efficiency of the process, for example by completely or partially avoiding or eliminating these factors.
In einer Weiterbildung ist es denkbar, dass der Schritt e) und der Schritt f) einmal, bevorzugt zweimal, dreimal, viermal, fünfmal, sechsmal, siebenmal, achtmal, neunmal, zehnmal, elfmal, zwölfmal, dreizehnmal, vierzehnmal, fünfzehnmal oder häufiger unter gleichen oder unterschiedlichen Bedingungen wiederholt werden. Überdies ist es denkbar, dass der Schritt b) und/oder Schritt c) im Wesentlichen unter Beachtung der in Schritt f) ermittelten notwendigen Temperatur und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem erfolgt. Dies bietet den Vorteil, dass es mittels des Verfahrens möglich ist, während der Durchführung desselben und/oder während der Nebenzeiten das Speichermedium des Energiespeichers in dem Maße aufzuheizen, wie die an anderer Stelle beschriebene Energiequelle des Energieeintragssystems problemlos zur Verfügung steht und, bevorzugt mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit, den Energiespeicher auf diese Weise immer zur rechten Zeit mit Wärme gefüllt zur Verfügung zu stellen, auch wenn durch äußere Einflüsse weniger Energie zur Verfügung steht als erwartet. Bevorzugt ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, den Energiespeicher nur so viel zu „laden“, um die noch durchzuführenden Erhitzungen und/oder Kochungen der Brauflüssigkeit anforderungsgemäß mit Energie zu versorgen. Weiterhin ist es denkbar, dass die beim Erreichen der Siedetemperatur in der Würzepfanne entstehende Abwärme, wie beispielswiese der Dampf der sich bildenden Dampfschwanden, dem Heizsystem und/oder dem Energieeintragssystem zugeführt wird. Hiermit soll vermieden werden, dass Energie eingespeichert wird, die z.B. am Ende der Sudwoche bzw. des Brennens gar nicht mehr benötigt wird. Auf diese Weise werden eine Möglichkeit zur Dekarbonisierung von Brauereien bzw. Brennereien und ein wesentlicher Beitrag zum Umweltschutz geschaffen.In a further development, it is conceivable that step e) and step f) are repeated once, preferably twice, three times, four times, five times, six times, seven times, eight times, nine times, ten times, eleven times, twelve times, thirteen times, fourteen times, fifteen times or more frequently under the same or different conditions. Furthermore, it is conceivable that step b) and/or step c) are carried out essentially taking into account the necessary temperature and/or the necessary amount of energy for the energy input system determined in step f). This offers the advantage that it is possible by means of the method to heat up the storage medium of the energy storage device during the implementation of the method and/or during off-peak times to the extent that the energy source of the energy input system described elsewhere is readily available and, preferably by means of a control and/or regulating unit, to always make the energy storage device available filled with heat at the right time, even if less energy is available than expected due to external influences. Preferably, by means of the method according to the invention, it is possible to "charge" the energy storage device only to the extent that the heating and/or boiling of the brewing liquid that is still to be carried out can be supplied with energy as required. It is also conceivable that the waste heat generated when the boiling temperature is reached in the wort kettle, such as the steam from the steam clouds that form, is fed to the heating system and/or the energy input system. This is intended to prevent energy from being stored that is no longer needed at the end of the brewing week or distillation, for example. In this way, an opportunity for decarbonizing breweries and distilleries and a significant contribution to environmental protection are created.
Weiterhin ist es denkbar, dass der Schritt b), c), d), e) und/oder f) gesteuert und/oder geregelt erfolgt, beispielsweise mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit, um eine Vereinfachung und/oder Automatisierung des Verfahrens unter bestmöglicher Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energiemenge zu erreichen. Geeignete Mittel sind einem Fachmann bekannt.It is also conceivable that steps b), c), d), e) and/or f) are carried out in a controlled and/or regulated manner, for example by means of a control and/or regulating unit, in order to simplify and/or automate the process while making the best possible use of the available amount of energy. Suitable means are known to a person skilled in the art.
In einer Ausgestaltung der Weiterbildung ist es denkbar, dass ein Regelkreis für das Heizsystem, das Energieeintragungssystem und/oder den Energiespeicher erstellt wird, beispielsweise mittels der Steuer- und Regeleinheit, um auf diese Weise die bestmögliche Ausnutzung der in der Brauerei und/oder der Brennerei zur Verfügung stehenden Abwärme, der aus erneuerbaren und/oder regenerierbaren Energiequellen zur Verfügung stehenden Energie und/oder Wärme zu gewährleisten. Das bietet den Vorteil, dass der Energiespeicher immer zur rechten Zeit mit Wärme gefüllt zur Verfügung steht, auch wenn durch äußere Einflüsse weniger Energie zur Verfügung steht als erwartet. Weiterhin ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere aufgrund des durch den Regelkreis verbesserten Vergleichs der erfassten Werte des Speichermediums und der Brauflüssigkeit, möglich, die im Energiespeicher enthaltene Wärme hinreichend genau zu bestimmen, um den am Ende des Brau, Brenn- oder Sudvorgangs bzw. der Brau-, Brenn- oder Sudwoche im Energiespeicher enthaltenen und nicht mehr benötigten Energieüberschuss auf ein Minimum zu reduzieren.In one embodiment of the further development, it is conceivable that a control circuit is created for the heating system, the energy input system and/or the energy storage system, for example by means of the control and regulation unit, in order to ensure the best possible use of the waste heat available in the brewery and/or distillery, the energy and/or heat available from renewable and/or regenerable energy sources. This offers the advantage that the energy storage system is always filled with heat at the right time, even if less energy is available due to external influences. is available than expected. Furthermore, by means of the method according to the invention, in particular due to the comparison of the values recorded for the storage medium and the brewing liquid, which is improved by the control loop, it is possible to determine the heat contained in the energy storage device with sufficient accuracy in order to reduce to a minimum the excess energy contained in the energy storage device and no longer required at the end of the brewing, distilling or brewing process or the brewing, distilling or brewing week.
Der Begriff „Regelkreis“ ist einem Fachmann bekannt und betrifft einen dynamischen Wirkungsablauf zwischen dem Heizsystem, dem Energieeintragssystem, dem Energiespeicher, der zur Verfügung stehenden Energie, beispielsweise als Abwärme und/oder aus erneuerbaren und/oder erneuerbaren Energiequellen, und der notwendigen Temperatur des Speichermediums zur Optimierung der Ausnutzbarkeit der zur Verfügung stehenden Energiemenge im Vergleich zur notwendigen Energiemenge. Der Regelkreis ist ein geschlossenes System, bei dem die IstWerte der Größen fortlaufend gemessen und mit den Soll-Werten der entsprechenden Größen verglichen werden. Wesentlich hierbei ist die Gegenkopplung, um einer Abweichung von der notwendigen Temperatur und/oder Energiemenge kontinuierlich entgegenzuwirken. Dies ist einem Fachmann bekanntThe term "control loop" is known to a person skilled in the art and refers to a dynamic sequence of effects between the heating system, the energy input system, the energy storage, the available energy, for example as waste heat and/or from renewable and/or renewable energy sources, and the necessary temperature of the storage medium to optimize the usability of the available amount of energy in comparison to the necessary amount of energy. The control loop is a closed system in which the actual values of the variables are continuously measured and compared with the target values of the corresponding variables. The negative feedback is essential here in order to continuously counteract a deviation from the necessary temperature and/or amount of energy. This is known to a person skilled in the art.
Noch weiter ist es denkbar, dass das Energieeintragssystem direkt oder indirekt mit den einem Fachmann bekannten Maßnahmen, Mitteln und/oder Verfahren mit Energie und/oder Wärme aus einem Heizprozess, aus einem Abwärmeprozess, insbesondere einem in der Brauerei bzw. Brennerei anfallenden Abwärmeprozess, und/oder aus erneuerbaren und/oder regenerierbaren Energiequellen versorgt wird. Bevorzugt ist das Energieeintragssystem eine Heizung, insbesondere eine elektrische Heizung, ein Innenkocher, ein Außenkocher, wie das an anderer Stelle beschriebene mindestens eine Heizsystem, ein Verdampfer, ein Verdichter, insbesondere ein Brüdenverdichter, ein Kompressor, eine Wärmepumpe, ein Wärmetauscher, eine Batterie, ein Akku, ein Wechselrichter, eine Solarthermieanlage, eine Photovoltaikanlage, eine Windkraftanlage, eine Wasserkraftanlage, eine Geothermieanlage, eine Biogasanlage, eine Brennstoffzelle und/oder eine Kombination daraus. Bevorzugt ist der Abwärmeprozess ausgewählt aus einer weiteren Vorrichtung zum Brauen bzw. zum Brennen einer Brauflüssigkeit, einer Wärmepumpe, einem Wärmetauscher, einer Klimaanlage, einer Kälteanlage, einer Druckluftanlage und einer Kohlenstoffdioxid-Rückgewinnungsanlage. Bevorzugt ist die erneuerbare Energiequelle ausgewählt aus Sonneneinstrahlung, Geothermie, Windkraft, Wasserkraft, Biogas, Wasserstoff, Methanol, Butan, Erdgas und/oder einer Mischung daraus. Weiter bevorzugt sind mehrere der zuvor genannten Mittel miteinander gekoppelt, beispielsweise ist eine Wärmepumpe mit mindestens einem Wärmetauscher, bevorzugt einem Kondensator oder Verdampfer, gekoppelt. Auf diese Weise wird das Verfahren unter optimaler Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energie und/oder Wärme weiter verbessert.It is also conceivable that the energy input system is supplied directly or indirectly with energy and/or heat from a heating process, from a waste heat process, in particular a waste heat process occurring in the brewery or distillery, and/or from renewable and/or regenerable energy sources using measures, means and/or methods known to a person skilled in the art. The energy input system is preferably a heater, in particular an electric heater, an internal cooker, an external cooker, such as the at least one heating system described elsewhere, an evaporator, a compressor, in particular a vapor compressor, a compressor, a heat pump, a heat exchanger, a battery, an accumulator, an inverter, a solar thermal system, a photovoltaic system, a wind power plant, a hydroelectric plant, a geothermal plant, a biogas plant, a fuel cell and/or a combination thereof. Preferably, the waste heat process is selected from a further device for brewing or distilling a brewing liquid, a heat pump, a heat exchanger, an air conditioning system, a refrigeration system, a compressed air system and a carbon dioxide recovery system. Preferably, the renewable energy source is selected from solar radiation, geothermal energy, wind power, hydropower, biogas, hydrogen, methanol, butane, natural gas and/or a mixture thereof. Further preferably, several of the aforementioned means are coupled with one another, for example a heat pump is coupled with at least one heat exchanger, preferably a condenser or evaporator. In this way, the process is further improved with optimal utilization of the available energy and/or heat.
Zudem ist es denkbar, dass die Brauflüssigkeit Bier, Bierwürze, ein Bierzwischenprodukt, ein höherprozentiges alkoholisches Getränk, insbesondere ein Brand, wie beispielsweise Whiskey, Korn, eine Spirituose und/oder Likör, oder ein Geist, ein in der Brennerei anfallendes und/oder entstehendes Zwischenprodukt und/oder ein Gärprodukt istIt is also conceivable that the brewing liquid is beer, beer wort, an intermediate beer product, a higher-proof alcoholic beverage, in particular a spirit such as whiskey, grain, a spirit and/or liqueur, or a spirit, an intermediate product arising and/or produced in the distillery and/or a fermentation product
Es wird davon ausgegangen, dass die Definitionen und/oder die Ausführrungen der oben genannten Begriffe für alle in dieser Beschreibung im Folgenden beschriebenen Aspekte gelten, sofern nichts anderes angegeben ist.It is assumed that the definitions and/or the embodiments of the above terms apply to all aspects described in this description below, unless otherwise stated.
Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung und/oder Energieeinsparung beim Brauen und/oder beim Brennen einer Brauflüssigkeit vorgeschlagen, bevorzugt zur Durchführung des an anderer Stelle ausführlich beschriebenen Verfahrens, mit einer eine Brauflüssigkeit aufweisenden Würzepfanne, mindestens einem Heizsystem, einem Energiespeicher, mindestens einem Energieeintragssystem, mindestens einem Mittel zur Erfassung eines ersten Wertes des Speichermediums und/oder zur Erfassung eines ersten Verfahrensparameters der Brauflüssigkeit, wobei der erste Wert und der erste Verfahrensparameter ausgewählt sind aus der Temperatur, der Menge, dem Gewicht, dem Volumen, der Viskosität, der Dichte, der Dauer, der Zeit und der chemischen Zusammensetzung, mit einer Evaluierungseinheit zum Vergleichen des erfassten ersten Wertes und/oder des erfassten ersten Verfahrensparameters mit einem entsprechenden Prozessparameter, Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter und mit einer Auswerteeinheit zum Ermitteln, basierend auf dem Vergleich der Evaluierungseinheit, der für das Brauen bzw. das Brennen der Brauflüssigkeit notwendigen Temperatur im Speichermedium und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Ende des Brauens bzw. des Brennens der Brauflüssigkeit die Temperatur des Speichermediums max. 50%, bevorzugt max. 30%, über der in der Analyseeinheit ermittelten notwendigen Temperatur im Speichermedium liegt und/oder die Energiemenge des Energieeintragssystems max. 50%, bevorzugt max. 30%, über der in der Analyseeinheit ermittelten notwendigen Energiemenge liegt.According to the invention, a device for energy recovery and/or energy saving during brewing and/or distilling a brewing liquid is also proposed, preferably for carrying out the method described in detail elsewhere, with a wort kettle containing a brewing liquid, at least one heating system, an energy storage device, at least one energy input system, at least one means for detecting a first value of the storage medium and/or for detecting a first process parameter of the brewing liquid, wherein the first value and the first process parameter are selected from the temperature, the amount, the weight, the volume, the viscosity, the density, the duration, the time and the chemical composition, with an evaluation unit for comparing the detected first value and/or the detected first process parameter with a corresponding process parameter, reference value, a temporally subsequent further first value and/or a temporally subsequent further first process parameter and with an evaluation unit for determining, based on the comparison of the evaluation unit, the temperature in the storage medium required for brewing or distilling the brewing liquid and/or the required amount of energy for the energy input system. The device is characterized in that at the end of the brewing or distillation of the brewing liquid, the temperature of the storage medium is max. 50%, preferably max. 30%, above the necessary temperature in the storage medium determined in the analysis unit and/or the energy quantity of the energy input system is max. 50%, preferably max. 30%, above the required temperature in the storage medium determined in the analysis unit The amount of energy required for the lysis unit is
Der Begriff „Mittel zum Erfassen“ betrifft ein beliebiges, einem Fachmann aus dem Stand der Technik bekanntes Mittel, welches dazu geeignet ist, den ersten Wert des Speichermediums und/oder den ersten Verfahrensparameter der Brauflüssigkeit, bevorzugt zu identischen, zeitlich nachfolgenden oder unterschiedlichen Zeitpunkten während der Durchführung des Verfahrens, zu erfassen. Bevorzugt erfolgt gleichzeitig die Erfassung des Zeitpunktes und/oder der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Bedingungen und/oder Faktoren, wie an anderer Stelle genannt. Im Rahmen der Erfindung sind mindestens ein, bevorzugt 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr, gleich oder unterschiedlich ausgestaltete Mittel denkbar.The term "means for recording" refers to any means known to a person skilled in the art from the prior art, which is suitable for recording the first value of the storage medium and/or the first process parameter of the brewing liquid, preferably at identical, subsequent or different points in time during the implementation of the process. Preferably, the point in time and/or the conditions and/or factors present at that point in time are recorded at the same time, as mentioned elsewhere. Within the scope of the invention, at least one, preferably 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more, identically or differently designed means are conceivable.
Der Begriff „Evaluierungseinheit“ betrifft eine Einheit, welche zum Vergleichen des erfassten Wertes und/oder Verfahrensparameters mit einem entsprechenden Prozessparameter, einem Referenzwert, einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Wert und/oder einem zeitlich nachfolgenden weiteren ersten Verfahrensparameter geeignet ist. Geeignete Evaluierungseinheiten sind einem Fachmann bekannt, wie beispielsweise ein Computer und/oder ein Computerprogramm. Ein Computerprogramm kann zusätzlich das Ergebnis des Vergleichs beurteilen.The term "evaluation unit" refers to a unit which is suitable for comparing the recorded value and/or process parameter with a corresponding process parameter, a reference value, a temporally subsequent further first value and/or a temporally subsequent further first process parameter. Suitable evaluation units are known to a person skilled in the art, such as a computer and/or a computer program. A computer program can also assess the result of the comparison.
Der Begriff „Auswerteeinheit“ betrifft eine Einheit, welche zur Auswertung bzw. Ermittlung der notwendigen Temperatur im Speichermedium und/oder der notwendigen Energiemenge für das Energieeintragssystem geeignet ist. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit ein Computer und/oder ein Computerprogramm.The term “evaluation unit” refers to a unit that is suitable for evaluating or determining the necessary temperature in the storage medium and/or the necessary amount of energy for the energy input system. For example, the evaluation unit is a computer and/or a computer program.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.Advantageous developments of the invention, which can be implemented individually or in combination, are presented in the subclaims.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass die Vorrichtung eine Ausgabeeinheit zur Darstellung, eine Pumpe, eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfasst.In a further development of the invention, it is conceivable that the device comprises an output unit for display, a pump, a control and/or regulating unit.
Der Begriff „Ausgabeeinheit“ betrifft eine Einheit, welche zur Darstellung der erfassten, verglichenen und/oder ermittelten ersten Werte und/oder ersten Verfahrensparameter sowie der Prozessparameter und der Referenzwerte, einzeln oder im Vergleich miteinander, geeignet ist, wobei die Darstellung bevorzugt nummerisch und/oder graphisch ist, um auf diese Weise eine Vereinfachung des Verständnisses der Erfassung, Ermittlung und/oder des Vergleichs zu erreichen. Einem Fachmann ist eine geeignete Ausgabeeinheit zur Darstellung bekannt, wie beispielswiese ein direkt oder indirekt verbundenes Anzeige- und/oder Eingabegerät, insbesondere ein Computer, Monitor, Fernseher, Mobilgerät und smartes Mobilgerät.The term "output unit" refers to a unit which is suitable for displaying the recorded, compared and/or determined first values and/or first process parameters as well as the process parameters and the reference values, individually or in comparison with one another, wherein the display is preferably numerical and/or graphical in order to simplify the understanding of the recording, determination and/or comparison. A person skilled in the art will know a suitable output unit for display, such as a directly or indirectly connected display and/or input device, in particular a computer, monitor, television, mobile device and smart mobile device.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, dass das Heizsystem ein Innenkocher, ein Außenkocher und/oder eine Heizung, insbesondere eine elektrische Heizung, ist. Derartige Mittel sind einem Fachmann bekannt und eignen sich aufgrund ihrer Effizienz.In a further embodiment of the invention, it is conceivable that the heating system is an internal cooker, an external cooker and/or a heater, in particular an electric heater. Such means are known to a person skilled in the art and are suitable due to their efficiency.
Weiterhin ist es denkbar, dass das Energieeintragssystem, wie an anderer Stelle ausführlich beschrieben, eine Heizung, insbesondere eine elektrische Heizung, ein Innenkocher, ein Außenkocher, ein Verdampfer, ein Verdichter, insbesondere ein Brüdenverdichter, ein Kompressor, eine Wärmepumpe, ein Wärmetauscher, eine Batterie, ein Akku, ein Wechselrichter, eine Solarthermieanlage, eine Photovoltaikanlage, eine Windkraftanlage, eine Wasserkraftanlage, eine Geothermieanlage, eine Biogasanlage, eine Brennstoffzelle und/oder eine Kombination daraus ist.Furthermore, it is conceivable that the energy input system, as described in detail elsewhere, is a heater, in particular an electric heater, an internal cooker, an external cooker, an evaporator, a compressor, in particular a vapor compressor, a compressor, a heat pump, a heat exchanger, a battery, an accumulator, an inverter, a solar thermal system, a photovoltaic system, a wind power plant, a hydroelectric plant, a geothermal plant, a biogas plant, a fuel cell and/or a combination thereof.
Überdies ist es denkbar, dass das Heizsystem, der Energiespeicher und/oder das Energieeintragssystem zumindest bereichs- und/oder abschnittsweise von der Brauflüssigkeit durchströmbar ist, um auf diese Weise einen besonders guten Energie- und/oder Wärmeübertrag in die Brauflüssigkeit zu gewährleisten.Furthermore, it is conceivable that the heating system, the energy storage and/or the energy input system can be flowed through by the brewing liquid at least in certain areas and/or sections in order to ensure a particularly good energy and/or heat transfer into the brewing liquid.
Zudem ist es denkbar, dass der Energiespeicher ein Pufferspeicher, ein Druckgefäß und/oder ein Schichtenspeicher ist.It is also conceivable that the energy storage system is a buffer storage system, a pressure vessel and/or a stratified storage system.
In noch einer Weiterbildung ist es denkbar, dass das mindestens eine Mittel zum Erfassen ein Zählwerk, ein Betriebszeitzähler, ein Indikator, ein Thermometer, eine Kamera, eine Waage, ein Hygrometer, ein Ultraschallgerät, ein Viskosimeter, ein Sensor, insbesondere ein Nanosensor und/oder Mikrosensor, und/oder eine Sensorik ist. Beispiele derartiger Mittel sind einem Fachmann bekannt. So zeichnet sich ein „Indikator“ beispielsweise dadurch aus, dass dieser bei Überschreiten bzw. Unterschreiten eines vordefinierten Grenzwertes, beispielsweise eines pH-Werts oder einer Temperatur, die Farbe wechselt. Der Begriff „Sensor“ betrifft ein dem Fachmann bekanntes technisches Bauteil, welches bestimmte physikalische, mechanische und/oder chemische Eigenschaften erfassen kann. Der Begriff „Sensorik“ bezeichnet die Anwendung von Sensoren zur Messung und/oder Kontrolle von Veränderungen von umweltbezogenen, biologischen und/oder technischen Systemen.In a further development, it is conceivable that the at least one means for recording is a counter, an operating time counter, an indicator, a thermometer, a camera, a scale, a hygrometer, an ultrasound device, a viscometer, a sensor, in particular a nanosensor and/or microsensor, and/or a sensor system. Examples of such means are known to a person skilled in the art. For example, an "indicator" is characterized by the fact that it changes color when a predefined limit value, for example a pH value or a temperature, is exceeded or undershot. The term "sensor" refers to a technical component known to a person skilled in the art that can record certain physical, mechanical and/or chemical properties. The term "sensor system" refers to the use of sensors to measure and/or control changes in environmental, biological and/or technical systems.
Beispielsweise ist es denkbar, dass die Menge und/oder das Volumen indirekt durch eine Füllstandsanzeige bzw. Füllstandsabschätzung mittels einer Kamera, eines hochauflösenden Kamerasystems, eines CCD-Sensors, einer Fotodiode und/oder einer Fotozelle erfassbar ist. Die Temperatur, insbesondere die Temperaturdifferenz, ist beispielsweise mittels eines thermoelektrischen Sensors, d.h. eines Thermoelements mit oder ohne Verstärker, eines Thermometers und/oder eines Indikators erfassbar. Das Gewicht, die Menge und/oder das Volumen der Brauflüssigkeit ist beispielsweise mittels eines Drucksensors, einer Federwaage, einer Hebewaage und/oder eines Manometers erfassbar, sowie indirekt die Viskosität derselben. Die Viskosität ist zudem mittels eines Viskosimeters bestimmbar. Die Dichte ist beispielsweise mittels Röntgenstrahlen, Ultraschall und/oder Bestrahlung mit schwacher Gammastrahlung, beispielsweise der Isotope-Methode, erfassbar. Zudem ist die chemische Zusammensetzung bestimmbar, beispielsweise mittels Probenentnahme, oder aus den zuvor genannten Werten ableitbar.For example, it is conceivable that the quantity and/or volume can be determined indirectly by a Fill level indicator or fill level estimation can be recorded by means of a camera, a high-resolution camera system, a CCD sensor, a photodiode and/or a photocell. The temperature, in particular the temperature difference, can be recorded for example by means of a thermoelectric sensor, i.e. a thermocouple with or without amplifier, a thermometer and/or an indicator. The weight, amount and/or volume of the brewing liquid can be recorded for example by means of a pressure sensor, a spring balance, a lifting scale and/or a manometer, and indirectly the viscosity of the same. The viscosity can also be determined using a viscometer. The density can be recorded for example by means of X-rays, ultrasound and/or irradiation with weak gamma radiation, for example the isotope method. In addition, the chemical composition can be determined, for example by taking a sample, or can be derived from the aforementioned values.
Es ist weiterhin denkbar, dass die Brauflüssigkeit Bier, Bierwürze, ein Bierzwischenprodukt, ein höherprozentiges alkoholisches Getränk, insbesondere ein Brand, wie beispielsweise Whiskey, Korn, eine Spirituose und/oder Likör, oder ein Geist, ein in der Brennerei anfallendes und/oder entstehendes Zwischenprodukt und/oder ein Gärprodukt ist.It is also conceivable that the brewing liquid is beer, beer wort, an intermediate beer product, a higher-proof alcoholic beverage, in particular a spirit such as whiskey, grain, a spirit and/or liqueur, or a spirit, an intermediate product arising and/or produced in the distillery and/or a fermentation product.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description of the preferred embodiments in conjunction with the subclaims. The respective features can be implemented alone or in combination with one another. The invention is not limited to the embodiments. The embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numbers in the individual figures designate the same or functionally identical elements or elements that correspond to one another in terms of their function.
Im Einzelnen zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 a schematic representation of adevice 100 according to the invention for carrying out the method according to the invention.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in
Weiter ist es erkennbar, dass das Speichermedium 5a bzw. Wasser mit einer Temperatur TS1 über einen geschlossenen Kreislauf zum Verbraucher, d.h. zu der Würzepfanne 1, gepumpt wird. Das Aufheizen der Bierwürze 1a auf Koch- und/oder Siedetemperatur erfolgt über ein Heizsystem 2, z.B. einen Innenkocher in der Würzepfanne 1 oder einen Außenkocher. Ob die beiden Heizsysteme 2, 3, wie in
Das Speichermedium 5a gibt seine Energie kontrolliert an die Bierwürze 1a ab und wird so auf ein niedrigeres Temperaturniveau TS2 abgekühlt. Im Rücklauf wird das Speichermedium 5a wieder dem Energiespeicher 5 zugeführt und schließt damit den Kreislauf. Der Energiespeicher 5 ist aufgrund der hohen Temperaturen Ts als Druckgefäß ausgeführt und ist idealerweise ein Schichtenspeicher.The storage medium 5a releases its energy in a controlled manner to the wort 1a and is thus cooled to a lower temperature level T S2 . In the return flow, the storage medium 5a is fed back to the
Gleichzeitig zur Würzekochung und Erhitzung, aber auch während der Nebenzeiten, wird der Energiespeicher 5 über die elektrische Heizung oder die Wärmepumpe 7 nachgeheizt. Ziel ist es, den Energiespeicher 5 nur so schnell aufzuheizen, wie die Energiequelle dafür Energie problemlos zur Verfügung stellen kann und, mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, den Energiespeicher 5 immer zur rechten Zeit mit Wärme gefüllt zur Verfügung zu stellen, auch wenn durch äußere Einflüsse weniger Energie zur Verfügung steht als erwartet. Diese Leistung kann, je nach Energiequelle, auch variieren, wenn z.B. die Wärmequelle der Wärmepumpe 7 geringere Leistungen liefert, wie unter üblichen Bedingungen. Idealerweise wird der Energiespeicher 5 nur so viel geladen, um die noch durchzuführenden Kochungen zu versorgen. Hiermit soll vermieden werden, dass Energie eingespeichert wird, die z.B. am Ende der Brau-, Brenn- oder Sudwoche gar nicht mehr benötigt wird. Auf diese Weise werden eine Möglichkeit zur Dekarbonisierung von Brauereien und ein wesentlicher Beitrag zum Umweltschutz geschaffen.At the same time as the wort is boiled and heated, but also during off-peak times, the
Beim Erreichen der Siedetemperatur in der Würzepfanne 1 werden die sich bildenden Dampfschwanden einer mechanischen Brüdenverdichtung 4 zugeführt. Der Dampf wird durch die Druckerhöhung in ein höheres Temperaturniveau überführt. In einem weiteren Kreislauf wird dieser Dampf nun in das Heizsystem 3 geleitet und führt den Siedeprozess fort. Das Heißwasser/Speichermedium-System 5a, 5 ist in diesem Moment ohne Funktion. Nach Erreichen der oben genannten Ziele wird auch dieses Heizsystem 5 inaktiviert, und die Würze wird dem nachfolgenden Prozess zugeführt. Die Kochung ist also beendet. Das Kondensat 10 aus dem Heizsystem 3 der Brüdenverdichtung 4 ist noch sehr heiß. Diese Energie kann in beliebiger Weise auch zur Erhitzung des Energiespeichers 5 genutzt werden.When the boiling temperature is reached in the
Erfindungsgemäß wird die Anlage gesteuert, indem eine Steuer- und/oder Regeleinheit aus Vergangenheitswerten, Rezeptwerten und/oder Erfahrungswerten die notwendige Energie für das Erhitzen der Würze eines Sudes, eines Brau- oder Brennvorgangs und/oder der noch zu produzierenden Sude, Brauereiprodukte bzw. Brände bestimmt und daraus Regelkreise für das Erhitzungssystem des Energiespeichers 5 erzeugt. So ist es denkbar, dass diese die im Speichermedium 5a erfasste Temperatur Ts und die in der Brauflüssigkeit 1a erfasste Temperatur Tw mit entsprechenden Prozessparametern vergleicht, wobei basierend auf dem Vergleich die für die Beendigung des Verfahrens notwendige Temperatur Ts im Speichermedium 5a bzw. die notwendige Energiemenge des Energieeintragssystems 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ermittelt wird. Damit wird ein Überladen des Energiespeichers 5 vermieden. Als weitere Eingangsparameter nutzt die Steuer- und/oder Regeleinheit auch zu erwartende Energiemengen und/oder Erfahrungswerte für Energiemengen aus der Wärmequelle des Heizsystems 2, 3, wie beispielsweise einer elektrischen Heizung oder Wärmepumpe 7. Bei einer elektrischen Heizung könnte dies z.B. auch die zu erwartende Erzeugungsleistung für elektrische Energie an der Erzeugungsvorrichtung sein. Wird die elektrische Energie beispielsweise aus Photovoltaik bereitgestellt, könnte hier die zu erwartende Sonneneinstrahlung berücksichtigt werden. Bei Windkraftanlagen könnte die zu erwartende Windstärke Eingang finden. Ziel der Steuerung ist es, den Energiespeicher 5 immer zur rechten Zeit mit Wärme gefüllt zur Verfügung zu stellen, auch wenn durch äußere Einflüsse weniger Energie zur Verfügung steht als erwartet. Sollte also die zu erwartende elektrische Leistung für die Heizung sehr gering ausfallen, so kann die Steuer- und/oder Regeleinheit entsprechend früher mit dem Heizen beginnen.According to the invention, the system is controlled by a control and/or regulating unit using historical values, recipe values and/or empirical values to determine the energy required for heating the wort of a brew, a brewing or distilling process and/or the brews, brewery products or spirits still to be produced and using this to generate control loops for the heating system of the
Analog dazu bestimmt die Steuer- und/oder Regeleinheit die Heizleistung der Wärmepumpe 7 zum Nachladen des Energiespeichers 5 auch aus zu erwartenden Energieströmen an der Wärmequelle der Wärmepumpe 7. Ist die Wärmequelle beispielsweise eine Kälteanlage 11 (ebenfalls eine Wärmepumpe) und liefert diese nur sehr geringe Wärmemengen, muss die Wärmepumpe 7 länger laufen, um den Energiespeicher 5 zu erwärmen. Je nach Energiequelle für die elektrische Energie oder andere Wärmequellen für den Betrieb der Brauerei könnte es sinnvoll sein, den energieintensiven Sudprozess z.B. nur in den Tagstunden durchzuführen, wenn die elektrische Energie aus Solarenergie gewonnen wird, und/oder in Zeiten mit ertragreichen Windstärken zu legen.Similarly, the control and/or regulating unit also determines the heating output of the heat pump 7 for recharging the
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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