- Bierbrauerei [1]
Bierbrauerei (kurz Brauerei), der sich mit Herstellung von Bier befassende Industriezweig. Mit Bier bezeichnet man ein alkoholisches, noch in langsamer Nachgärung begriffenes Getränk, das im wesentlichen aus Wasser, Malz und Hopfen durch Gärung hergestellt wird. Nur selten wird ein Teil des Malzes (meist Gerste-, seltener Weizenmalz) durch ungemälztes Getreide oder durch Kartoffelstärke, Sirup, Stärkezucker u. dergl. ersetzt. In Bayern sind alle Zusätze solcher Art bei strengen Strafen verboten.
I. Die Rohmaterialien.
1. Das Wasser (s. Wasser für Bierbrauerei); 2. das Malz (s. Malz); 3. der Hopfen. Der Hopfen des Brauers ist der reife Fruchtstand der weiblichen Blüten der Hopfenpflanze (Humulus lupulus L.), auch Hopfenkätzchen, Zäpfchen genannt. Kultiviert wird nur die weibliche Pflanze. Männliche Pflanzen werden sorgfältig ferngehalten, um die Befruchtung der weiblichen Blüte zu verhüten, da reife Samen Bestandteile von unangenehmem, kratzendem Geschmack enthalten. Man unterscheidet im wesentlichen zwei Arten: roten und grünen Hopfen. Der rote Hopfen ist der edlere; er hat verhältnismäßig kleine, beim Trocknen oft gelb werdende Zapfen, mit zarten Blättern, angenehmem Geruch und kleinen Früchten, während die Zapfen des grünen Hopfens meist dick sind, mit groben Blättern, unangenehmem, an Knoblauch erinnernden Geruch und großen Früchten. Die Blätter, die an der unteren Seite des inneren Randes umgebogen sind, und ebenso die Früchte, die sie einschließen, sind von einem seinen, gelblichen, harzigen Mehl, dem Hopfenmehl oder Lupulin, bedeckt, das fast alle die Stoffe enthält, die den Hopfen für die Brauerei wertvoll machen, mit Ausnahme des Hopfengerbstoffes, der in den Blättern enthalten ist. – Die Kultur des Hopfens erfordert neben einem tiefgründigen, nahrhaften Boden in einer gegen Nord- und Ostwinde geschützten Lage ungemein viel Sorgfalt und Aufmerksamkeit. Für das Düngerbedürfnis der Hopfenböden hat man in der Analyse namentlich der unteren Blätter einen guten Anhaltspunkt gefunden. Man darf sich beim Einkauf nicht nur auf einen renommierten Ursprungsort verlassen. Als feinster Hopfen gilt der aus Saaz und Auscha in Böhmen und aus der Gegend von Spalt in Bayern. Die Untersuchungen über die wirksamen Bestandteile des Hopfens weisen noch viele Lücken auf; auch die Rolle, die diese Stoffe in der Brauerei spielen, ist vielfach noch nicht genügend erklärt. Dem Hopfengerbstoff kommt nach Etti die Formel C25H24O13 zu. Er hält ihn für einen zusammengesetzten Aether. Der Gerbstoffgehalt des Hopfens schwankt zwischen 1,38 und 5,13% und beträgt durchschnittlich 3–3,5%. Mit dem Alter geht der Gerbstoffgehalt des Hopfens zurück, selbst bis auf 0,5%. Dieser Gerbstoff gibt, und darin liegt seine Bedeutung für die Brauerei, auch mit den Eiweißstoffen, die durch die Hitze nicht ausgefällt werden, einen in der Kälte teilweise unlöslichen Niederschlag. Ein Teil dieser Verbindung bleibt jedoch, wie Hayduck gezeigt hat, in Lösung. Außer diesem Gerbstoff wies Etti im Hopfen noch einen gerbstoffähnlichen Körper nach, den er als Phlobaphen bezeichnete. Die Eiweißverbindung des Phlobaphens ist in Wasser ganz unlöslich. Das Hopfenöl, das in den Drüsen neben den Harzen vorkommt und davon durch Destillation mit Wasserdämpfen getrennt werden kann, besteht aus einem Terpen C10H16 und einer dem Borneokampfer isomeren Verbindung C10H18O. Hopfen enthält zwischen 0,15 und 0,48%, durchschnittlich 0,25% Oel. Das frische Oel ist hellgelb, von aromatischem Geruch und würzigem Geschmack. Es wird allmählich dunkler und verliert seinen angenehmen Geruch. Da das Oel mit Wasserdämpfen flüchtig ist, geht es beim Kochen der Würze mit Hopfen größtenteils fort; dennoch bleibt noch genügend davon zurück, um dem Biere ein angenehmes Aroma zu erteilen. Englischen Bieren wird vielfach noch Hopfen auf dem Faß zugegeben oder er kommt in die Hopfenpfanne vor dem Ausschlagen. Dadurch erhalten diese Biere ein besonders kräftiges Aroma. Hopfenharze sind nach Hayduck drei zu unterscheiden. Das α-Harz ist ein Weichharz von stark bitterem Geschmack; es hemmt die Milchsäuregärung und gibt Veranlassung zur Entstehung von Kräusen. Das, β-Harz, ebenfalls ein Weichharz, jedoch im Gegensatz zum α-Harz durch Bleiacetat nicht fällbar, hat auch stark bitteren Geschmack, hemmt die Milchsäuregärung nur in beschränktem Maße, bildet Kräusen. Das β-Harz hat einen unangenehmen, nur schwach bitteren Geschmack, wirkt nicht hemmend auf Milchsäuregärung und hat für die Bierbrauerei gar keinen Wert. Heiß filtrierte klare Lösungen der Harze trüben sich beim Erkalten. Diese Harztrübung wird jedoch durch den Hopfengerbstoff beseitigt. Von den Harzen wurden in frischem Hopfen gefunden 17,8%, und zwar 4,8% α-Harz, 8,0% β-Harz und 5,0% γ-Harz. – Hopfenbittersäuren sind im Hopfen zwei nachgewiesen. Beide haben stark bitteren Geschmack und wirken auf Milchsäuregärung stark hemmend. Nach Hayduck entstehen aus den Hopfenbittersäuren durch Oxydation die beiden als α und β bezeichneten Hopfenharze. Ueber etwaige im Hopfen vorkommende Alkaloide ist nichts Sicheres bekannt. Andre im Hopfen vorkommende Stoffe, wie Zucker, Gummi, Faserstoff u.s.w., haben für die Bierbrauerei keine Bedeutung. Ein Senföl bildendes Glykosid, das vielfach angenommen wurde und den zuweilen auftretenden Knoblauchgeruch veranlassen sollte, ist nicht vorhanden.
Die Bedeutung des Hopfens für das Bier ist eine mehrfache: er erteilt dem Bier einen charakteristischen Geschmack und Geruch, erhöht die Haltbarkeit des Bieres sowohl durch die antiseptischen Eigenschaften einiger Hopfenbestandteile als auch dadurch, daß er gewisse Eiweißkörper aus der Würze entfernt, und trägt zur Klärung der Würze bei, teils durch Ausscheidung der Eiweißstoffe, teils auf mechanischem Wege. Für die Beurteilung des Hopfens gibt es nur wenige für die Praxis brauchbare chemische Untersuchungsmethoden. Für die Bestimmung des [10] Gerbstoffes kann man die für Gerbstoffbestimmungen üblichen Methoden anwenden, namentlich eignet sich die von v. Schröder modifizierte Löwenthalsche Methode [9]. Im übrigen ist man auf empirische Merkmale angewiesen. Fruwirth [1] hat diese Merkmale zusammengestellt: 1. Die Pflücke muß gut fein; schimmelige (vom Mehltau befallene), verlaubte Fruchtstände, Blätter, Fruchtstände mit zu langem Stiel oder mit keinem Stiel ebenso wie sehr große Fruchtstände sind minderwertig. 2. Die Fruchtstände müssen gut erhalten sein und dürfen nicht durch Erhitzen gelitten haben, was sich durch braune und mißfarbige Fruchtstände äußert. 3. Der einzelne Fruchtstand soll gut gebaut sein, die Blätter sollen gut schließend übereinander greifen, nicht unten offen flehen ... Die Spindel soll dünn sein, die Rippen sein. Die Perigonblätter sollen klein und verschrumpft sein und keine oder doch nur wenige von ihnen sollen einen Samen umhüllen. 4. Die Fruchtstände sollen gelblichgrün gefärbt und glänzend sein. Ganz grüner Hopfen ist zu früh gepflückt. Sich rot färbender Hopfen ist entweder schlecht getrocknet oder zu spät gepflückt. 5. Der Geruch soll ein tadellos seiner, weder zu schwach noch zu stark, niemals aber unrein sein. 6. Das Hopfenmehl soll reichlich vorhanden sein. Hiervon überzeugt man sich durch das Aufbrechen einiger Fruchtstände und Reiben derselben auf Papier. Ein dicker, fetter, lichtgelber Strich zeigt viel und gutes Mehl an; je mehr der Strich ins Braune übergeht, desto älter ist der Hopfen, je weniger fett und dünner der Strich, desto geringer ist der Gehalt der Probe an Hopfenmehl.
Wichtig für die Beurteilung des Hopfens ist ferner die Frage, ob er geschwefelt ist oder nicht. Dies läßt sich leicht erkennen, indem man etwas wässerigen Hopfenauszug mit einem Stückchen Zink und etwas Salzsäure versetzt. Die schweflige Säure wird durch den entstehenden Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff reduziert, der durch die Bräunung von Papier, das mit Bleisalzen getränkt ist, erkannt wird. Das Schwefeln des Hopfens, d.h. das Behandeln des Hopfens mit den Dämpfen brennenden Schwefels, hat den Zweck, den Hopfen haltbarer zu machen. In der Tat wird durch das Schwefeln das Hopfenöl und das Hopfenbitter gegen die oxydierende Einwirkung der Luft geschützt, und es werden die im Hopfen vorhandenen Mikroorganismen getötet. Auch eine geringe Bleichung des Hopfens findet beim Schwefeln statt, was namentlich für die Herstellung sehr lichter Biere nicht unwichtig ist. Die Unschädlichkeit des geschwefelten Hopfens ist schon von Liebig nachgewiesen. Trotz alledem hegt der Brauer gegen geschwefelten Hopfen ein gewisses Mißtrauen, und meistens mit Recht. Es sind gewöhnlich die schlecht aussehenden Hopfen, die geschwefelt werden, um ihnen ein besseres Aussehen zu geben. Es wird dann der Hopfen höher geschätzt und bezahlt, als seinem wahren Wert entspricht.
II. Das Herstellen der Würze.
Die Herstellung der Würze läßt sich in folgende Perioden zerlegen: 1. das Schroten des Malzes, 2. das Maischen, 3. das Abläutern, 4. das Hopfenkochen, 5. das Kühlen.
1. Das Schroten des Malzes, auch Brechen genannt, geschieht jetzt fast nur auf besonderen Apparaten, die Schrotmühlen genannt werden. Es ist beim Schroten darauf zu achten, daß alle Körner zerkleinert werden, daß dabei der Mehlkörper zu einem möglichst seinen Mehl, die Hülsen aber nicht zu sein zerteilt werden. Ganze Körner geben gar keinen Extrakt, der um so größer ausfällt, je seiner der Mehlkörper zerkleinert ist. Zu sein zerteilte Hülsen würden das Abläutern beeinträchtigen. Namentlich bei ganz frischem Darrmalz werden die Hülsen leicht zu sein zerkleinert. Doch kann man durch Befeuchten des Malzes dem Uebelstand abhelfen. Die Walzen der Schrotmühlen sind entweder glatt oder sein geriffelt. Im ersteren Fall erfordern sie etwas mehr Kraft als im letzteren, geben aber ein brauchbareres Produkt.
Fig. 1 zeigt die Malzschrotmaschine der Maschinenfabrik »Germania« Chemnitz im Querschnitt. Die beiden gußeisernen Quetschwalzen A und B sind glatt abgedreht, von gleichem Durchmesser. Sie werden durch Zahnräder an einem Ende gegeneinander bewegt. A ist fest eingestellt, B durch Stellschrauben verschiebbar. Außerdem drücken die Gewichte E an einem Hebel die Walzen zusammen und geben nach, wenn Eisenstücke, Steine oder dergl. zwischen die Walzen kommen, so daß diese keinen Schaden dadurch leiden. In dem Zuführtrichter befindet sich eine Walze K mit vier vorspringenden Blechstreifen. Die Mulde F, in der sie sich bewegt, läßt sich durch die Stellschraube e so bewegen, daß die Ausflußöffnung, durch die das Malz auf die schiefe Ebene l fällt, enger oder weiter wird.
2. Das Maischen. Der Zweck dieser Operation besteht darin, die im Malz enthaltenen löslichen Stoffe in Lösung zu bringen und zwar so, wie es für den Verlauf der ferneren Prozesse am zweckdienlichsten ist (s. Malz). Es haben sich besonders zwei Methoden herausgebildet, nach denen der Maischprozeß meistens ausgeführt wird, die jedoch vielfach abgeändert und zum Teil ineinander übergehend in Anwendung kommen. Nach der einen Methode wird die zu erreichende höchste Temperatur, die Abmaischtemperatur, dadurch erzielt, daß man bestimmte Mengen der Maische kocht und zu dem ungekochten Rest hinzufügt. Dieses Verfahren heißt das Dekoktions- oder Kochverfahren. Nach der andern Methode findet ein Kochen nicht statt, sondern die gesamte Malz- und Wassermenge wird gleichmäßig auf die Abmaischtemperatur gebracht. Dieses Verfahren heißt das Infusions- oder Aufgußverfahren.
[11] a) Beim Dekoktionsverfahren, das in Deutschland, Oesterreich und Frankreich zur Herstellung untergäriger Biere am meiden in Anwendung ist, wird das zur Herstellung einer gewissen Menge Würze nötige Gewicht Malzschrot, die Schüttung, mit einer gewissen Wassermenge, dem Guß, vermischt, eine Operation, die Einteigen genannt wird. Das Einteigen geschieht mit kaltem Wasser, die nötige Wassermenge richtet sich nach der Temperatur des Wassers und des Malzes. Die Gesamtwassermenge, die zur Erzeugung von 1 hl Bier erforderlich ist, kann man zu 1,5 hl annehmen, da durch Kochen von Maische und Würze sowie beim Abkühlen viel verdunstet und von Trebern und Hopfen viel zurückgehalten wird. Von der Gesamtmenge rechnet man 0,5 hl auf den Nachguß, d.h. auf das Aussüßen der Treber. Von dem 1 hl nimmt man zum Einteigen so viel, daß das Uebrigbleibende, zum Sieden erhitzt, bei langsamem Zufließenlassen, dem Zubrühen, die Maische auf ca. 35° bringt. Man kann im Durchschnitt zum Einteigen 2/3, zum Zubrühen 1/3 der Wassermenge rechnen. Zur Schüttung rechnet man, je nach der Konzentration der Würze, die man erzielen will, und je nach dem Extraktgehalt des Malzes 17–28 kg Malz. Das Einteigen geschieht im Maischbottich (s. unten). Jedoch ist, um ein Verstäuben des Malzes zu verhüten und ein recht inniges, klumpenfreies Mischen von Malz und Wasser zu erzielen, gewöhnlich noch ein Vormaischapparat (s. unten) angebracht. Das zum Zubrühen nötige Wasser wird im Maischkessel erhitzt, in dem später auch die einzelnen Maischteile gekocht werden. Etwas Wasser muß im Maischkessel noch zurückbleiben, damit der Boden nicht durchbrennt. Zu diesem Wasser kommt nun etwa 1/3 bis 1/2 der Maische aus dem Maischbottich, die durch das vorhandene heiße Wasser nicht über 50° steigen darf. Auch das nun folgende Erhitzen, das Kochen der ersten Dickmaische, muß namentlich, bevor die Temperatur auf 75° gestiegen ist, möglichst langsam erfolgen. Die Zeit pflegt zwischen 15 und 30 Minuten zu schwanken. Solange die Maische noch nicht kocht, muß, um das Anbrennen zu vermeiden, entweder mit Krücken gerührt oder das mechanische Rührwerk in Bewegung gehalten werden. Auch das Zurückbringen der gekochten Maische in den Maischbottich, das Aufschöpfen, muß langsam vor sich gehen, und auch dabei wird das Rührwerk fortwährend in Bewegung gehalten, es wird gemaischt. Die Endtemperatur der gesamten Maische, der ersten Maische, soll 50–52° erreichen. Das Feuer unter dem Maischkessel wird, sowie die Maische genügend gekocht hat, gemäßigt, doch bleibt wieder etwas Maische im Kessel zurück. Hierzu wird, nachdem einige Minuten im Maischbottich gemaischt worden ist, wieder etwa 1/3 der dicken Maische abgelassen, wobei die Temperatur derselben nicht über 62° steigen soll. Das Kochen der zweiten Dickmaische geschieht ebenso wie das der ersten, und nach dem Aufschöpfen derselben soll die Gesamtmaische, die zweite Maische, eine Temperatur von 62–65° erreichen. Ist auch die zweite Maische gut durchgemaischt, so läßt man sie einige Minuten ruhig flehen, damit sich die festen Bestandteile absetzen, und zieht die klare Maische, die Läutermaische, ab. Das Mitfließen der dicken Teile wird durch ein vor die Oeffnung gelegtes Gitter oder einfacher durch einen Besen verhindert. Das Kochen dieser Läutermaische dauert gewöhnlich 30–45 Minuten. Die Menge wird so gewählt, daß nach dem Aufschöpfen derselben die Gesamtmaische, die dritte Maische, eine Endtemperatur (Abmaischtemperatur) von 70–75° erreicht. Nimmt man aus der kochenden Läutermaische eine Probe in einem Schauglase heraus, so kann man daran beobachten, ob die koagulierenden Eiweißstoffe sich in großen Flocken ausscheiden und sich mit den übrigen festen Stoffen schnell absetzen. Geschieht dies, so sagt man, der Bruch der Läutermaische ist gut, und deutet dies auf normalen Verlauf des ganzen Prozesses, während schlechter Bruch auf mangelhaften Verlauf des Maischens oder auf schlechtes Rohmaterial hinweist. Ist die Läutermaische genügend gekocht und auf den Maischbottich unter stetigem Maischen zurückgebracht, so maischt man nach 20–30 Minuten wieder und bringt die Maische auf den Läuterbottich. Der Maischbottich wird, wie auch schon vorher die Maischpfanne, mit heißem Wasser mehrmals ausgespült Dient der Maischbottich gleichzeitig als Läuterbottich, so stellt man das Rührwerk ab und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Treber durch Bearbeiten mit der Krücke oder durch Ingangsetzen einer besonderen Maschine, der Aufhackemaschine. Man bezeichnet dieses als das Aufziehen der Maische. Hiernach läßt man die Maische 1/2-1 Stunde »auf der Ruhe« stehen. Auf der Ruhe soll sich die Maische sehr bald durch Abscheidung der Treberteile von der Würze zerteilen oder »brechen«. Die Oberfläche nimmt eine ganz dunkle Farbe an. Bleibt die Oberfläche jedoch fuchsig und setzen sich die Treberteile nicht ab, sondern kommen fortwährend an die Oberfläche, so ist entweder beim Maischen ein grober Fehler begangen worden, oder das angewendete Malz war schlecht. Die häufigsten Fehler bestehen in zu großem Beeilen der einzelnen Operationen oder in ungenügender Innehaltung der einzelnen Temperaturen, namentlich der Abmaischtemperatur. Als ein Beispiel für die normalen Verhältnisse diene folgende Maischordnung nach Thausing [2]:
Einteigen: Beginn 8 Uhr, Ende 8 Uhr 20 Minuten,
Zubrühen: Beginn 8 Uhr 20 Minuten, Ende 8 Uhr 50 Minuten, Temperatur 35°.
1. Maische kochte von 9 Uhr 35 Minuten bis 10 Uhr 5 Minuten,
Maischen von ... 10 Uhr 5 Minuten bis 10 Uhr 25 Minuten, Temperatur 50°.
2. Maische kochte von 11 Uhr bis 11 Uhr 30 Minuten,
Maischen von ... 11 Uhr 30 Minuten bis 11 Uhr 50 Minuten, Temperatur 65°.
3. Maische kochte von 12 Uhr 5 Minuten bis 12 Uhr 35 Minuten.
Fertig abgemaischt um 1 Uhr. Temperatur 73,75°.
Ueber richtige Maischtemperatur und Theorie des Maischprozesses s. Malz.
[12] Das Maischen nach dem Dekoktionsverfahren wird da und dort anders gehandhabt als vorstehend beschrieben. So wird vielfach nur eine Dickmaische und eine Läutermaische gekocht; manchmal wird auch, namentlich wo man sehr helle Biere herstellen will, nur mit zwei Dickmaischen gearbeitet. Von den sonstigen mancherlei abweichenden Verfahren sei die sogenannte Satzbrauerei noch angeführt, wie sie zur Herstellung der Nürnberger, Augsburger und andrer Biere, sowie der Weißbiere, allerdings in vielfachen Modifikationen ausgeführt wird.
Das Malz wird trocken in dem Maischbottich ausgebreitet und mit etwa 1/4 des Gusses übergossen. Nach etwa dreistündiger Ruhe öffnet man die Hähne und läßt die Würze langsam in ein Sammelgefäß, den Grand, fließen; diese Würze bezeichnet man als den kalten Satz. Inzwischen ist in der Pfanne der Rest des Gusses zum Sieden erhitzt und wird davon auf das Malz von untenher, meistens durch einen sogenannten Pfaffen (s. unten), so lange gebracht, bis die Temperatur etwa 50–55° erreicht hat, immer unter tüchtigem Maischen. Der kalte Satz wird dann in die Pfanne gebracht und von neuem durch Oeffnen der Hähne Würze abgelassen, der sogenannte warme Satz. Von diesem wird ein Teil ebenfalls in die Pfanne gebracht, der letzte, besonders klare Teil kommt sofort auf die Kühle. Die in der Pfanne befindliche Läutermaische wird gekocht und damit der Maische eine Temperatur von 68–70° gegeben. Dann kommt der größte Teil der gesamten Dickmaische in den Kessel, wird 3/4 bis 1 Stunde gekocht, in den Maischbottich zurückgebracht und abgemaischt. Ist die Pfanne wieder rein, so kommt der inzwischen abgekühlte warme Satz hinein, wird mit dem Hopfen und der Würze zusammen aufgekocht. Vorder- und Nachwürze (s. unten) werden meist getrennt. Das aus der Nachwürze hergestellte Bier (Hansle) wird entweder für sich getrunken oder zum Verschneiden des starken Bieres verwendet. Ueber die in bezug auf die bei den einzelnen Maischmethoden innezuhaltenden Temperaturen und Zeiten finden sich viele Verschiedenheiten; s. Näheres darüber [2], [3], [4], [13].
b) Das Infusionsverfahren, nach dem hauptsächlich in England und Holland, auch in Belgien und Frankreich gearbeitet wird, wird meistens nach zwei Methoden ausgeführt. Nach der einen, der abwärts maischenden, wird das Malzschrot mit der ganzen Menge des Maischwassers, das 75–78° warm ist, unter gutem Rühren gemischt. Man erzielt dadurch gewöhnlich die Abmaischtemperatur von 68–70°, bei der man die Maische 1–2 Stunden zur Verzuckerung flehen läßt. Bei dieser Methode wird dadurch, daß das Malz sofort mit Wasser von hoher Temperatur zusammenkommt, die Diastase sehr geschwächt. Bessere Resultate gibt daher die zweite Methode, die aufwärts maischende. Nach dieser wird das Malzschrot mit kaltem oder angewärmtem Wasser eingeteigt und dann durch langsames Zugeben von heißem Wasser unter fortwährendem Maischen auf die Abmaischtemperatur gebracht. Das Zusetzen des heißen Wassers geschieht häufig von unten durch den Siebboden; es läßt sich so leichter gleichmäßig verteilen und kann keine ungünstige lokale Wirkung ausüben. Häufig wird aber auch nach dieser Methode das Malzschrot mit der gesamten Wassermenge meist im Vormaischapparat gemischt und dann durch direkte Feuerung oder durch direkten oder indirekten Dampf langsam auf die gewünschte Temperatur gebracht. Da man diese Operation vielfach direkt im Maischkessel vornimmt, heißt sie das Kesselmaischen. Man muß hierbei besonders darauf achten, daß die Maische bei 65–68° einige Zeit gehalten wird, nämlich so lange, bis die Zuckerbildung vollendet ist, und daß dann erst auf die Endtemperatur erhitzt wird. Während das Infusionsverfahren eine viel einfachere und daher billigere Einrichtung zuläßt als das Dekoktionsverfahren, und ferner weniger Zeit, Arbeit und Brennmaterial beansprucht zur Herstellung des gleichen Quantums Bier, besteht der Nachteil desselben darin, daß sich im Verhältnis zum Dextrin und zur Isomaltose (s. Malz) leicht mehr Maltose bildet als beim Dekoktionsverfahren, daß man daher leicht zu stark vergärende Würzen erhält, die dann ein nicht genügend vollmundiges und weniger haltbares Bier geben. Auch die Eiweißstoffe werden wohl beim Dekoktionsverfahren durch das Kochen für die Ernährung der Hefe geeigneter. Da Malz mehr Diastase enthält, als zur Verzuckerung der Stärke des Malzes notwendig ist, so wird häufig ein Teil des Malzes durch stärkemehlhaltige Stoffe, wie Gerste, Mais, Reis, Kartoffeln ersetzt. Die Menge des ersetzten Malzes schwankt gewöhnlich von 20 bis 50%. – Bei der Verarbeitung von Gerste pflegt man dieselbe mehrere Stunden mit Wasser von 10° einzuweichen und das Wasser dabei mehreremal zu wechseln. Ohne dies würde das Bier einen unangenehmen Geschmack erhalten. Die eingeweichte Gerste wird langsam gedarrt und gut zerkleinert oder ungedarrt durch eng gestellte Quetschwalzen geführt. Gewöhnlich wird erst das Malz mit kaltem Wasser eingeteigt und dann die Gerste hinzugefügt und gut durchgemaischt. Das Erhitzen der Maische im Maischkessel muß besonders langsam geschehen und das Maischen möglichst lange andauern, da die Stärke der Gerste wie auch der übrigen angeführten Materialien schwerer verzuckert als die des Malzes. Letzteres ist ganz besonders beim Mais der Fall. Dieses wird deshalb sehr sein zerkleinert und in einem besonderen Gefäß auf 70–75°, häufig unter Zusatz von etwas Malzmehl, erhitzt, dann auf die richtige Temperatur abgekühlt und der Malzmaische zugesetzt. – Reis wird entweder wie Mais behandelt, braucht jedoch nicht so lange erhitzt zu werden, oder er wird sein zerkleinert den Malzmaischen zugegeben. Im letzteren Falle verzuckert er sehr langsam, die Maischen dürfen deshalb auch nur sehr langsam erhitzt werden. – Kartoffeln müssen vor der Verarbeitung vom Fruchtwasser befreit werden. Sie werden zu seinem Brei zerrieben und mit vielem Wasser durchgerührt; das Wasser läßt man sehr schnell in ein zweites Gefäß laufen, in dem sich die noch mitgerissene Stärke absetzt, die ebenfalls gewonnen wird. Der im ersten Gefäß zurückbleibende Brei wird so oft mit Wasser gewaschen, bis das Wasser ungefärbt abläuft. Von der anzuwendenden Menge, oft bis zu 40%, werden am besten 2/3 beim Kochen der ersten Dickmaische und 1/3 beim Kochen der zweiten Dickmaische zugesetzt. Die Dickmaischen werden dadurch zu einer schleimigen Masse, die, um Anbrennen zu vermeiden, gut gerührt werden muß. Nach 11–20 Minuten wird die Maische wieder dünnflüssig; dann[13] ist die Stärke verzuckert. – Auch Sirup oder Stärkezucker wird öfters als Malzsurrogat in Anwendung gebracht. Diese Substanzen werden erst der fertigen Würze, meistens beim Hopfenkochen, zugesetzt Da namentlich Sirup dem Bier einen eignen Geschmack erteilt, wird es sich empfehlen, nicht mehr als 15% davon anzuwenden. Um nicht zu stark vergärende Würzen mit diesen Stoffen zu erzielen, pflegt man die Maischen schnell auf 65° zu erhitzen, um sie reicher an Dextrin zu erhalten. Bei der Verwendung der angeführten Surrogate würde das Bier an Aroma verlieren in dem Maße, als man weniger Malz zugibt. Um diesem Uebelstand abzuhelfen, wendet man gewöhnlich einen Teil des Malzes höher gedarrt – und damit aromatischer – an.
3. Das Abläutern beginnt, nachdem die Maische lange genug auf Ruhe gestanden hat, und hat den Zweck, den gelösten Teil, die Würze, von den festen Bestandteilen, den Trebern, zu trennen. Es sind die auf dem oberen, durchlochten Boden (Seihboden) des Läuterbottichs abgesetzten Treber, die filtrierend wirken. Dieselben dürfen deshalb weder zu dicht noch zu locker sein. Die Maische, die sich unter dem Seihboden angesammelt hat, wird zunächst dadurch entfernt, daß man die Hähne an den Saugröhren unter dem Seihboden ganz öffnet. Nach dieser Operation, dem Aufziehen, werden die Hähne etwa auf ein Drittel bis ein Viertel gestellt. Bis die Würze klar läuft, wird sie, ebenso die beim Aufziehen gewonnene, vorsichtig auf die Treber zurückgebracht, die dadurch nicht aufgewühlt werden dürfen. Je langsamer man abläutert, desto klarer wird die Würze. Sobald diese gegen Ende des Abläuterns wieder trübe wird, werden die Hähne geschlossen. Man soll nicht zu viel Gewicht darauf legen, daß die Würze absolut blank läuft, kleine, mitgerissene Treberteilchen schaden gar nichts; sie können sich später noch genügend abscheiden. Ist die Würze jedoch durchweg trübe oder hört sie zu laufen auf, solange noch Würze auf den Trebern lieht, so liegt ein Fehler vor. Das Malz kann zu sein geschrotet, es kann beim Maischen anfangs zu schnell erhitzt worden sein, so daß die Verzuckerung ungenügend war; doch kann auch der Läuterbottich zu klein sein. Ist die Würze vollständig abgelaufen, so zeigt sich auf der Oberfläche der Treber eine graue, schmierige Masse, der Oberteig, im wesentlichen aus koaguliertem Eiweiß bestehend. Da er jedoch ebenso wie die Treber von Würze durchtränkt ist, ist es fehlerhaft, wie es häufig geschieht, ihn abzunehmen und für sich zum Viehfutter zu verwenden. Die Treber werden dann durch zwei bis drei Nachgüsse ausgesüßt, eine Operation, die als Anschwänzen bezeichnet wird. Wenn das Wasser auf die Treber gebracht wird, müssen diese gelockert oder aufgehackt werden, um sich mit dem Wasser gut durchzumischen. Dies geschieht entweder durch Handarbeit oder durch die Aufhackmaschine. Geschieht das Abläutern im Maischbottich, so empfiehlt sich sogar ein kräftiges Durchmaischen mit dem Anschwänzwasser namentlich dann, wenn nicht der ganze Boden durchlocht ist. Ueber den nicht durchlochten Stellen findet sonst nur eine ungenügende Auslaugung der Treber statt. Vielfach werden Schaufeln in die Treber gefleckt, um ein schnelleres Ablaufen zu erzielen. Dies ist zu verwerfen, weil es immer auf Kosten einer guten Aussüßung geschieht. Aus demselben Grunde wirken auch Aufhackmaschinen und Maischwerk im Läuterbottich nachteilig; sie sollten nach dem Gebrauch leicht zu entfernen sein. Das Anschwänzen bezweckt nicht nur eine einfache Auslaugung der noch in den Trebern enthaltenen Würze. Da in den Trebern noch unaufgeschlossene Stärke, aber auch noch Diastase vorhanden ist, so soll die Stärke möglichst noch verzuckert und so nutzbar gemacht werden. Danach ist die Temperatur des Anschwänzwassers so zu nehmen, daß man die Treber zunächst auf 68–69° und dann langsam auf ca. 72° bringt. Da die oberste Treberschicht während des Abläuterns sich bedeutend abkühlt, so ist besonders das erste Anschwänzwasser noch etwas heißer zu geben als das folgende. Die ursprüngliche oder Vor der würze wird gewöhnlich mit den durch das Anschwänzen gewonnenen oder Nachwürzen vereinigt. Doch wird auch mehrfach aus der Vorderwürze ein stärkeres, aus der Nachwürze dann ein leichteres Bier erzeugt. Solche Biere führen verschiedene Namen, wie Dünnbier, Coventbier, petite bière u.s.w. In München nennt man sie »Scheps« u. dergl. Sind die Treber so weit ausgelaugt, als es für die Würzegewinnung dienlich ist, so gibt meist noch ein Nachguß mit kaltem oder warmem Wasser das sogenannte Glattwasser, das als Viehfutter oder zur Spiritusfabrikation Verwendung findet. Die Treber werden nach beendeter Auslaugung möglichst bald aus dem Bottich entfernt. Sie finden meistens frisch als Viehfutter Verwendung, doch werden sie auch, wenn die Umstände es fordern, aufbewahrt, indem sie in gemauerte Gruben gestampft werden, oder besser in getrocknetem Zustand. Die folgende Tabelle gibt die Zusammensetzung von Trebern aus dunkelm (bayerischen) und hellem (Pilsener) Malz gleichzeitig mit der Zusammensetzung des Malzes nach Behrend [6].
![Bierbrauerei [1]](/pictures/technik/TL020027.jpg "Bierbrauerei [1]")
Von den vielen Apparaten zum Trebertrocknen erwähnen wir den nach Patent Hencke von der Aktien-Maschinenbauanstalt in Darmstadt, vorm. Venuleth & Ellenberger, gebauten.
[14] In manchen Brauereien beginnt man das Abläutern statt im Läuterbottich in Maischfiltern vorzunehmen, die nach Art der Filterpressen (s.d.) konstruiert sind. Nach Beendigung des Maischprozesses pumpt man die Maische in die Maischefilter, die am bellen in gleicher Höhe mit dem Maischbottich liehen, so daß die Würzen und Nachgüsse direkt in die Pfanne laufen können. Nach Schifferer [14] zeigen sich bei diesem Verfahren: a) Nachteile: 1. Erhöhung der Unkosten durch Verschleiß der Filtertücher; 2. Aufstellung einer besonderen Waschmaschine für die Filtertücher und Verbrauch von Kraft für diese Maschine; 3. der Bedarf an Betriebskraft der Schroterei stellt sich höher, da die Anwendung sehr seinen Schrotes nicht nur möglich, sondern geradezu erforderlich ist; 4. die Treber haben, wenigstens bis sich die Käufer an das andre Aussehen gewöhnt haben, einen geringeren Verkaufswert; b) Vorteile: 1. mit demselben Sudwerk lassen sich doppelt so viel Sude als bei Anwendung des Läuterbottichs ausführen; hierdurch wird in vielen Fällen der Wegfall der Nachtarbeit ermöglicht; 2. der Kraftbedarf für die Aufhackmaschine kommt in Wegfall; 3. die Würzen läutern blanker, die Trubmengen werden um ein Drittel reduziert, die Gärungen werden reiner und schöner; 4. die Ausbeuten werden erhöht. Die Einführung der Maischefilter empfiehlt sich daher ganz besonders da, wo eine Vergrößerung durch Mangel an Ausdehnungsfähigkeit ausgeschlossen ist.
4. Das Hopfenkochen. Die vom Läuterbottich kommenden Würzen fließen entweder direkt in die Hopfenpfanne oder, wenn diese nicht tief genug liegt, erst in ein Sammelgefäß, den Grand, von dem aus sie in die Pfanne gepumpt werden. Sowie der Boden der Pfanne bedeckt ist, wird unter derselben ein Feuer unterhalten; wenn die gesamten Nachgüsse in der Pfanne beisammen sind, wird gekocht. Schon durch das Kochen gehen verschiedene Veränderungen in der Würze vor. Bevor die Würze anfängt zu kochen, ist die Diastase bereits unwirksam gemacht. Die koagulierbaren Eiweißstoffe werden durch das Kochen ausgeschieden. Nach beendetem Kochen müssen sich die Eiweißstoffe in dichten Flocken rasch zu Boden setzen, so daß die Würze in einem Schaugläschen schnell klar und glänzend erscheint, wie man es nennt, einen schönen »Bruch« zeigt. Ferner wird durch das Kochen die Konzentration der Würze wesentlich erhöht. Die gewünschte Konzentration bedingt hauptsächlich die Dauer des Kochens. Doch sind hierbei auch noch andre Punkte zu berücksichtigen. So wird die Farbe, die Haltbarkeit und der Geschmack durch die Kochdauer beeinflußt. Je länger das Bier kocht, desto dunkler wird es; lichte Biere dürfen daher nicht so lange kochen wie dunkle. Je länger die Würze kocht, desto haltbarer wird das Bier. Die Würzen der Schank- oder Winterbiere, die schon nach 3–4 Wochen zum Ausschank kommen, werden gewöhnlich nur 1–11/2 Stunden gekocht, die Würzen der Lagerbiere dagegen oft 2–3 Stunden. Hierbei entspricht die erstrebte größere Haltbarkeit allerdings zugleich der höheren Konzentration dieser Biere. Durch längeres Kochen geht der reine Malzgeschmack zum Teil verloren. Die nach dem Infusionsverfahren hergestellten, meist ziemlich verdünnten Würzen müssen länger kochen als die Dekoktionswürzen. Da bei ihnen nicht wie bei letzteren schon beim Maischen ein Teil der Eiweißstoffe ausgeschieden ist, ist diese Ausscheidung hier viel bedeutender. Es bildet sich daher auf der Würze ein Schaum, der abgeschöpft werden muß. Das Kochen dauert hier meistens 5–6 Stunden. Eine Wirkung des Kochens ist schließlich auch, daß die Würze sterilisiert wird. Hierdurch darf man sich jedoch nicht verleiten lassen, auf die Auswahl der Rohmaterialien und auf die peinlichste Sauberkeit bei den vorhergehenden Operationen weniger Sorgfalt zu verwenden.
Die Zugabe des Hopfens erfolgt selten auf einmal, dann gewöhnlich noch vor Beginn des Kochens; häufiger setzt man anfangs nur die Hälfte zu, die andre Hälfte erst, wenn die Würze anfängt zu brechen. Auch in drei Teilen wird der Hopfen zugesetzt; in diesem Falle kommt der letzte Teil kurz vor Beendigung des Kochens in die Würze. Die Menge des zu verwendenden Hopfens richtet sich vor allem nach dem zu erzielenden Geschmack, wobei man die Ausgiebigkeit des Hopfens gehörig berücksichtigen muß. Würzen aus schwach gedarrtem Malz sollen stärker gehopst werden als solche aus hoch gedarrtem Malz. Biere, die länger lagern sollen, können mehr Hopfen vertragen als solche, die nur kurze Zeit lagern. Mit dem Alter des Bieres verliert der Hopfengeschmack an Schärfe, er rundet sich ab. Aus dem Angeführten geht hervor, daß man bestimmte Vorschriften über die Hopfengabe nicht machen kann; die folgenden Angaben sollen daher nur Anhaltspunkte bieten. Thausing [2] gibt für Wiener Biere pro 1 hl Würze im Gärbottich die Hopfengabe bei einer Saccharometeranzeige von
10,5% (gewöhnliches Abzugbier) zu 0,18–0,22–0,25 kg,
13,5% (gewöhnliches Lagerbier), zu 0,33–0,36–0,38 kg,
14,5% (Exportbier), zu 0,36–0,38–0,40 kg,
15,5% (Bockbier) zu 0,40–0,50–0,60 kg,
an. Für böhmische Biere gibt er an für
10,5% 0,30–0,35–0,45 kg, 11,5% 0,35–0,40–0,43 kg, 12,5% 0,40–0,42–0,45 kg, 15,5% 0,45–0,48–0,60 kg, Bei bayrischen Bieren rechnet man auf den Zentner Malz bei einer Saccharometeranzeige von
11% (Schankbier) 0,38–0,50 kg, 13% (Lagerbier) 0,62–0,75 kg, 14% (Doppelbier) 1,00 kg, 16% (Bockbier) 0,62 kg, 18% (Salvator) 0,62–0,75 kg, Ist beim Hopfenkochen die Würze nicht schön gebrochen, so setzt man als Klärmittel gerbstoffhaltige Materialien zu, die eine Eiweißausscheidung und damit eine Klärung bewirken. Am besten nimmt man direkt Tannin, etwa 10–20 g auf den Hektoliter Würze. Nach beendetem[15] Hopfenkochen wird die Würze ausgeschlagen, d.h. sie wird auf die Kühle befördert, indem man sie durch den sogenannten Hopfenseiher fließen läßt. In diesem werden der Hopfen und die ausgeschiedenen Stoffe zurückgehalten; der Hopfen dient gleichzeitig als Filtriermaterial. Nach dem Ablaufen der Würze wird der Hopfen mit heißem Wasser ausgewaschen und ausgepreßt, um die noch darin zurückgehaltene Würze zu gewinnen. Der ausgekochte Hopfen wird meist zur Kompostbereitung, doch auch als Futtermittel verwendet.
5. Das Kühlen. Das Kühlen hat hauptsächlich den Zweck, der heißen Würze die für die Gärung erwünschte Temperatur zu erteilen, nämlich für Obergärung 12–20°, für Untergärung 5–6°. Es geschah dies früher ausschließlich auf flachen, eisernen oder kupfernen Gefäßen, den Kühlschiffen, auf denen die Würze mit Krücken gerührt oder mit über der Würze rotierenden Windflügeln bearbeitet wurde. Da durch die innige Berührung mit der Luft, namentlich wenn die Würze schon etwas kühler geworden ist, leicht Infektion derselben mit schädlichen Mikroorganismen eintritt, so muß das Kühlen, um diese Gefahr möglichst zu vermindern, so schnell als tunlich ausgeführt werden. Deshalb wird das Kühlen mit besonders konstruierten Kühlapparaten (s. unten) beendet. Zum Teil hat man die Kühlschiffe ganz abgeschafft. Beim Kühlen ist in erster Linie zu beachten, daß die Würze genügend Sauerstoff aus der Luft aufnehmen kann, da dies für den Verlauf der Gärung (s. Hefe) von Bedeutung ist. Auf dem Kühlschiff ist zur Sauerstoffaufnahme reichlich Gelegenheit. Arbeitet man ohne Kühlschiff, so wird besonders Luft, und zwar keimfrei hergestellte, zugeführt. – Auf dem Kühlschiff setzen sich die noch in der Würze suspendierten Teilchen, Hopfen- und Eiweißpartikelchen, mit den beim Abkühlen sich noch ausscheidenden Eiweißstoffen ab und bilden das Kühlgeläger oder den Trub. Das Kühlgeläger soll sich schnell und dicht (fest) absetzen; die Würze hat dann ein schwarzes Aussehen und läuft ab, ohne etwas vom Trüb mitzunehmen. Sieht die Würze rot oder, wie man es nennt, »fuchsig« aus und ist sie trübe und lehmig, so ist schlecht gearbeitet worden. Das Kühlgeläger, das eine bräunlich-schmierige Masse bildet; wird in große Filtrierbeutel, Trubsäcke genannt, gebracht; das in den Trubsäcken zurückbleibende Kühlgeläger enthält nach Lermer 14% Trockensubstanz mit folgender Zusammensetzung:
Zucker 16,37,
Dextrin 20,73,
Sonstige Stoffe 1,15,
38,25 in Wasser löslich,
Harz u.s.w. 16,62,
Proteinstoffe 34,60,
Cellulose 6,30,
Asche 4,30,
61,82 in Wasser unlöslich.
Das Trubgeläger wird entweder als Futtermittel oder als Material für Spiritusfabrikation verwertet. – Auf den Wänden der Kühlschiffe setzt sich allmählich ein fester grauer oder brauner Ueberzug ab, der ungemein fest haftet und als Bierstein bezeichnet wird. Er besteht nach Lermer aus 7% Wasser, 29,2% Asche, die hauptsächlich Kalk enthält, und 63,8% organischen Stoffen mit nur geringem Proteingehalt. Bei eisernen Kühlschiffen ist die Bildung des Biersteines erwünscht, da er die Berührung der Würze mit dem Eisen, die leicht Dunkelfärbung veranlaßt, verhindert und das Reinigen des Kühlschiffes sehr erleichtert. Die Bildung des Biersteines in den Würzeleitungen ist dagegen oft störend, da dieselben mit der Zeit zu stark zugesetzt werden. Hier ist daher von Zeit zu Zeit eine Entfernung des Biersteines erforderlich. Zu beachten ist noch, daß durch das Kühlen die Konzentration der Würze erhöht wird, und zwar je nach der Stärke der Würze von 0,5 bis 1,5%. Von Untersuchungen der Würze findet in der Praxis fast ausschließlich eine Bestimmung der Konzentration durch Aräometer statt, und zwar ist am meisten das Ballingsche Saccharometer verbreitet, das die Gewichtsteile Rohzucker in 100 Teilen einer Lösung bei 17,5° angibt. Die Angaben stimmen mit dem Extraktgehalt der Bierwürzen für die Praxis hinlänglich überein. Die für Beobachtungen bei andern Temperaturen nötige Korrektur ist meist auf den Instrumenten angegeben. Ueber die Bestimmung der einzelnen Bestandteile der Würze s. Näheres unten und Malz.
Technische Einrichtungen.
Der Raum, in dem die für Herstellung der Würze erforderlichen Operationen bis auf das Kühlen vorgenommen werden, heißt das Sudhaus. Die in demselben nötigen Apparate, deren Funktionen im vorhergehenden erläutert sind, sind folgende:
Der Vormaischapparat oder Vormaischer kann mit oder ohne Rührwerk eingerichtet werden. Bei einem Apparat ersterer Art spritzt aus einer Brause dem herabfallenden Schrot kaltes oder warmes Wasser entgegen; das Gemisch wird durch das in dem Gehäuse sich bewegende Rührwerk bearbeitet und ausgeworfen. Ein Apparat ohne Rührwerk von Prößdorf & Koch Nachf. in Leipzig besteht aus einem kupfernen Gefäße, das oben einen durch Schieber abschließbaren Trichter zum Anschluß an die Malzgasse trägt, und dessen unterer, halbkugelförmiger Teil doppelwandig ist. Im Innern des Apparats sitzt eine kegelförmige Brause, die mit der Doppelwand des Unterteils und der Wasserleitung verbunden ist. Das Malzschrot fällt über den im Apparat sitzenden Kegel gleichmäßig herab und wird einerseits von den seinen Wasserstrahlen der Brause, anderseits von denen der durchlochten Doppelwand getroffen. Wir verweisen wegen weiterer Apparate auf die Kataloge der Fabriken für Brauereieinrichtungen.
Der Maischbottich stellt ein geräumiges zylindrisches, mehr weites als hohes Gefäß vor, das einen ganzen Sud aufzunehmen vermag und mit einer Rührvorrichtung versehen ist. Während man Maischbottiche früher meist aus Holz herstellte, ist man jetzt mehr und mehr zum Eisen übergegangen, das, abgesehen von größerer Dauerhaftigkeit, hauptsächlich deshalb vorgezogen zu werden verdient, weil es leichter rein zu halten ist. Der Nachteil der leichteren Abkühlung läßt sich dadurch vermeiden, daß man den Bottich mit einem schlechten Wärmeleiter, z.B. mit einem Holzmantel umgibt. In bezug auf das Rührwerk und sonstige Einzelheiten[16] weichen die Konstruktionen der einzelnen Fabrikanten ungemein voneinander ab. Zu beachten ist namentlich beim Dickmaischverfahren, daß die Maschine stark und kräftig gebaut und nicht zu kompliziert ist. Fig. 2 zeigt die Konstruktion der Maischmaschine von A. Neubecker in Offenbach a.M. Sie wird durch ein konisches Triebrad in Bewegung gesetzt, das vermitteln einer Friktionskupplung mitgenommen werden kann oder leer läuft. Das Aus- und Einrücken geschieht von dem den Bottich umgebenden Perron aus. Auf der Maischmaschinenwelle sind die Arme beteiligt, welche die horizontale und vertikale Messerwelle tragen. Dieselben werden durch eine von der stehenden Hauptwelle ausgehende Räderübersetzung in Bewegung gesetzt, und zwar durch ein großes Stirnrad, mit dessen äußerer Verzahnung die vertikale, mit dessen innerer die horizontale Messerwelle in Verbindung fleht. Das Stirnrad ist nicht fest mit der Welle verbunden, sondern wird durch eine Bandbremse gehalten, die vom Bottichrand aus gelöst und geschlossen werden kann. Schließt man die Bremse, so werden die Messerwellen in rotierende Bewegung gefetzt; löst man die Bremse, so wird das Stirnrad durch die Uebersetzungsräder mitgenommen und die Maischmaschine rotiert, ohne daß die Messerwellen sich drehen. Hierdurch ist man imstande, kräftig oder langsam zu maischen. Am Boden ist das Abmaischventil angebracht, das gleichfalls vom Perron aus bewegt wird.
Der Maischkessel oder die Maischpfanne wird jetzt, im Gegensatz zu früher, meist völlig verschließbar, von runder Form, mehr tief als weit hergestellt. Als Material dient entweder Kupfer oder Eisen; ersteres ist haltbarer, letzteres billiger. Vielfach werden auch der Boden aus Kupfer, die übrigen Teile aus Eisen genommen. Der Dampf wird entweder durch einen Schlot ins Freie geleitet oder zum Vorwärmen von Wasser benutzt. Um das Anbrennen zu vermeiden, ist meist ein Rührwerk vorhanden, das eine Kette den Boden entlang schleift. Vorteilhaft ist es, oben an der Innenseite einen Sogenannten Spritzkranz anzubringen, d.h. ein Rohr mit seinen Oeffnungen, durch die man die Wände des Kessels nach dem Entleeren mit kaltem Wasser anspritzen kann. Das Heizen des Maischkessels geschieht entweder durch eine direkte Feuerungsanlage oder durch Dampf. Die Verwendung von Dampf bringt mancherlei Vorteile mit sich. Abgesehen von Ersparnis an Brennmaterial und kostspieligen Reparaturen gestattet die Anwendung von Dampfheizung namentlich bequeme Regulierung, verlangt keinen geschulten Heizer und schließt das Anbrennen der Maische aus. Wenn dennoch Dampfkochkessel noch verhältnismäßig wenig eingeführt sind, so ist dies der verbreiteten, aber wohl irrigen Annahme [7] zuzuschreiben, daß sie kein so vollmundiges und haltbares Bier geben wie das Kochen mit direktem Feuer. In kleinen Brauereien dienen die Maischkessel gleichzeitig zum Hopfenkochen. Eine Maischkesselanlage für direkte Feuerung, wie sie von Neubecker in Offenbach a.M. gebaut wird, zeigen im Vertikal- und Horizontalschnitt die Fig. 3 und 3a, in dem A Sudhaus, B Schürraum, C Sudhausmauer, D Maischpfanne mit G Rührwerk und über Dach gehendem Dunstrohr I, a Rost, b Feuertür und c Aschenfall bedeuten. Die Pfanne ruht auf gemauerten Pfeilern d, hinter denen sich Oeffnungen e befinden, deren Gesamtquerschnitt der freien Rostfläche entspricht. Durch diese Oeffnungen fallen die Feuergase in den Sammelkanal I, gelangen durch die Drehklappe r in den ringförmigen Kanal g, der den zylindrischen Vorwärmer K umgibt, und münden in den Schornstein L. Der Vorwärmer aus Eisenblech wird aus einem höherstehenden Reservoir mit kaltem Wasser gefüllt, das bei m eintritt; das Wasser kann auch durch Dampf, der bei n eintritt,[17] mittels einer Kupferschlange p erhitzt werden, v ist ein Steigrohr, das als Sicherheitsventil gegen Dampfbildung dient, o dient zum Entleeren des Vorwärmers, q sind Mannlöcher und s Putzöffnungen (Fig. 3). – Die Güte eines Maischkessels mit direkter Feuerung hängt wesentlich von der Art der Einmauerung und der Feuerungsanlage ab. Diese muß sich auf das engste dem zur Verfügung stehenden Brennmaterial anpassen und leicht zu regulieren sein.
Eine Anlage zum Kochen mit Dampf nach F.W. Pest in Berlin zeigt Fig. 4. Die untere Schale ist doppelwandig und bildet den Dampfraum. Im mittleren Teil ist ein Würzestandanzeiger, im oberen, der Haube, ein Thermometer und ein Spritzkranz für kaltes und warmes Wasser
Der Läuterbottich ist, um eine möglichst große Filterfläche zu erzielen, meistens etwas flacher als der Maischbottich. Er hat einen doppelten Boden. Der obere, der Läuterboden, auch Seih- oder Senkboden genannt, ist auf der ganzen Fläche durchlocht, um die Würze möglichst vollständig und schnell zu ziehen. Fig. 5 zeigt die Art, wie die einzelnen Bleche, die aus Kupfer oder Eisen angefertigt werden und von denen eines einen Griff zum Herausnehmen hat, zusammengelegt werden. Kleine Füßchen an der Unterseite verhindern das Durchbiegen. Die Art der üblichen Durchlochungen zeigen Fig. 6 und 7 in Zweidrittel der natürlichen Größe. Die konische Erweiterung nach unten soll Verstopfungen verhindern. Die einzelnen Stücke müssen an den Fugen gut zusammenpassen und mit Schienchen untereinander greifen. In den unteren Boden des Läuterbottichs münden eine Anzahl Rohre, welche die Würze durch die Läuterhahnen entweder in eine offene Sammelrinne oder in ein geschlossenes Sammelrohr führen. Erstere Anordnung, wie sie von A. Rack & Co. in Wien konstruiert wird, zeigt Fig. 9. Solange die Würze trübe läuft, wird sie durch die an der rechten Seite angebrachte Pumpe in den Bottich zurückgebracht; läuft die Würze klar, wird sie durch den links angebrachten Ablaufbahn zur Pfanne geleitet. Bei den Läuterbatterien mit geschlossenem Sammelrohr mußte an jedem Rohr noch ein besonderer Hahn angebracht werden, um an herausgenommenen Proben feststellen zu können, ob die Würze klar läuft. Dies ist bei der Konstruktion von A. Rack & Co. (Fig. 9) vermieden, indem zwischen Läuterhahn und[18] Sammelrohr kleine Glaszylinder eingesetzt sind. Durch das U-förmig gebogene, umlegbare Rohr, das in den Auslauf eingeschaltet ist, kann der Druck, mit dem die Würze abläuft, reguliert und so das durch zu hohen Druck namentlich anfangs bewirkte Mitreißen kleiner Treberteilchen verhindert werden.
Das Anschwänzen im Läuterbottich geschieht entweder von oben oder von unten. Bei den Anschwänzapparaten, die von obenher wirken, fließt das Wasser meist aus einem horizontalen. Rohr, das in der Mitte unterstützt ist, zu einer Anzahl seitlicher Oeffnungen aus, so daß durch Rückstoß nach Art der Turbinen eine Rotation erfolgt Bei dem Anschwänzapparat von A. Rack & Co. in Wien, der um die Welle der Aufhackmaschine angeordnet ist, tritt das Wasser von unten in das Apparatengehäuse. Um die Temperatur des Anschwänzwassers gut regeln zu können, empfiehlt sich ein Mischhahn (s.d.). Soll das Anschwänzen von untenher geschehen, so wird das Wasser zwischen Läuterboden und Bottichboden eingeführt, häufig durch die Röhren der Läuterbatterie oder durch ein besonderes, von oben durch den Läuterboden geführtes Rohr, den Pfaffen.
Die Treberaufhackmaschine im Läuterbottich wirkt im ganzen nach Art der Maischmaschine. In kleinen Brauereien richtet man daher den Maischbottich gleichzeitig als Läuterbottich ein. Zwischen den beiden Böden setzt sich in diesem Falle stets etwas unaufgeschlossene Stärke und andre Malzteilchen, der sogenannte Unterteig, ab, den man durch möglichste Verringerung des Zwischennraumes tunlichst zu vermeiden und durch starke Oeffnung der Hähne beim Ablassen so viel wie möglich zu entfernen sucht. Eine sehr leichte Entfernung des Teiges gestattet der Maisch- und Läuterbottich der Firma A. Rack & Co. in Wien (Fig. 10). Dadurch, daß der Boden konisch und das Maischablaßventil an der tiefsten Stelle angebracht ist, und zwar ringförmig um die Antriebswelle der Maischmaschine, wird der. Teig selbsttätig entfernt und gelangt in die Ventilmulde A Von hier führt nur ein Rohr L abwärts, das zum Ablassen von Maische in die Pfanne dient. In das Rohr ist ein Drainierungshahn C eingeschaltet. Beim Ablassen der Würze stellt man den Hahn so, daß sie das Glasrohr F passiert und dann in ein T-Stück gelangt, an das einerseits die Treibwürzepumpe D, anderseits das Ablaufrohr M für klare Würze anschließt mit dem Läuterhahn E. a bedeutet Maischeschaufeln, B Spindel und K Handrad für das Maischventil, G Heißwasserhahn, H Dampfventil, J Glattwasserablaß, O Warm- und Kaltwassermischvorrichtung (s. oben), P Vormaischapparat, R Aufhack- und Maischmaschine. Die Hopfen- oder Würzpfanne gleicht in ihrer Einrichtung im ganzen der Maischpfanne und wird in kleinen Brauereien auch als solche verwendet. Da ein Anbrennen weniger zu befürchten ist, so wird häufiger Eisen zur Herstellung verwendet. Auch wird eine rechteckige, langgestreckte Form mit nach unten gewölbtem Boden bevorzugt. An die Würzepfanne schließt sich meistens direkt der Hopfenseiher, ein Karten, in den Siebe aus Draht oder durchlochten Platten eingesetzt[19] werden, die sich zur Reinigung leicht entfernen lassen. Ueber die Pumpen, die zum Befördern der Maische und Würze erforderlich sind, s. Pumpen. Die Art der Anordnung der Apparate ist entweder so, daß die Bottiche hoch, die Pfannen tief flehen oder umgekehrt. Die Größenverhältnisse des Sudwerkes gibt Thausing [2] pro 1 hl und pro Gebräu an:
für 10–11 für 13–15 gradige Würze gradige Maischbottichraum 1,20 hl 1,44 hl Maischkesselraum 0,55 hl 0,66 hl Läuterbottichraum 1,40 hl 1,68 hl Würzekesselraum 1,30 hl 1,30 hl Bei den Angaben für den Würzekessel ist angenommen, daß er die gesamte Vorder- und Nachwürze aufnehmen kann. Wird die Würze schon gekocht, während der Nachguß zufließt, so kann die Pfanne kleiner sein. Ueber Filterpressen s.d. Ganz besondere Sorgfalt ist auf die Reinigung der Filtertücher zu verwenden. Es ist unmöglich, mit Handarbeit zum Ziele zu gelangen; Waschmaschinen leisten jedoch gute Dienste. – Während die bisher angeführten Apparate, die zur Herstellung von Würze verwendet werden, sich im Sudhaus befinden, wird das Kühlen in einem besonderen Räume, dem Kühlhaus, vorgenommen. Das Kühlhaus liegt gewöhnlich über dem Gärkeller; es muß besonders frei, luftig, aber dabei staubfrei sein und sauber gehalten werden. Die Kühlschiffe (s. oben) werden meist aus Eisenblech von 3–4 mm Dicke, seltener aus dünnerem Kupfer- oder Stahlblech hergestellt. Hölzerne Kühlschiffe sind ganz zu verwerfen, da eine Infektion der Würze bei ihnen kaum zu vermeiden ist. Die Kühlschiffe müssen ganz glatt, die Ecken kugelartig gestaltet sein. Am Auslauf bringt man meist eine schüsselartige Vertiefung an, in der sich ein Ventil zum Ablassen der Würze und eins für das Schmutzwasser befindet. Ersteres ist durch Schraube verstellbar und zum Abhalten des Kühlgelägers mit einem Ring von feingelochtem Kupferblech umgeben. Um ein Mitreißen des Kühlgelägers gänzlich zu vermeiden, hat man auch Ventile mit Ueberlauf konstruiert. Bei einer Höhe der Würze von 5 cm rechnet man für den Hektoliter etwa 2 qm Größe der Kühlschifffläche. Zur Gewinnung der im sogenannten Trüb noch enthaltenen Würze wird der erstere durch Tropfsäcke, die mittels Klemmringen an den Ablaufhähnen befestigt werden, filtriert. Die Kühlapparate, die zur Anwendung gelangen, wenn die Kühlung mittels Wasser oder Eis schneller zu Ende geführt werden soll (s. oben), lassen sich in zwei Gruppen einteilen, in geschlossene und in offene. Fig. 11 und 11a führen eine der einfachsten Konstruktionen der ersten Art vor, einen Kühler von der Maschinenfabrik Germania in Chemnitz, bestehend aus einem eisernen Karten, in dessen Innerm der Länge nach Röhren von ovalem Querschnitt liegen. Sie sind durch Verschraubungen in den Stirnwänden des Kastens befestigt und durch Kniestücke in der Weise verbunden, daß sie eine einzige. Schlange bilden, durch welche die Würze fließt. Der Kasten wird mit Wasser und Eis gefüllt, das von Zeit zu Zeit durchgerührt wird. Andre Apparate dieser Art sind nach dem Prinzip der Gegenstromkühler konstruiert. – Die geschlossenen Kühlapparate werden immer mehr durch offene, sogenannte Berieselungskühler verdrängt, die den Vorteil einer besseren Durchlüftung und damit verbundenen Sauerstoffaufnahme vor jenen haben. Außer diesem Vorteil, der sich in dem Verlauf der Gärung günstig bemerkbar macht, haben diese Kühler einen geringen Wasser- und Eisverbrauch und sind sehr leicht zu reinigen. Sie bestehen entweder aus zwei gewellten Blechen aus Kupfer, zwischen denen sich Kühlwasser bewegt, während auf den äußeren Flächen die Würze herabfließt, oder aus horizontalen Fassonröhren, in denen das Wasser nach Art der Gegenstromkühler von unten nach oben strömt. Die Würze fließt zunächst oben in eine Rinne und wird von hier aus durch eine Anzahl seiner Oeffnungen gleichmäßig auf die Außenflächen verteilt. Durch die oberen Röhren fließt Brunnenwasser, durch die unteren Eiswasser. Diese Art Kühler werden auch vielfach in runder Form ausgeführt. Als Hilfsapparate für diese sowie für Gegenstromkühler werden Eiswasserkasten zur Bereitung von Eiswasser gebraucht. Eine Anlage zum Kühlen der Würze unter Vermeidung von Kühlschiffen und jeder Berührung mit andrer als keimfreier Luft zeigt Fig. 12 nach dem Patent Hoffmann-Ebert, wie sie in der Maschinenfabrik Germania in Chemnitz ausgeführt wird. Die fertig gekochte Würze wird mit dem Hopfen durch a in das luftdicht verschließbare Sterilisiergefäß b geleitet; sterilisierte Luft wird durch c eingeblasen, die Ausdünstung durch die Schlote d und s reguliert. Durch die auf dem Seiherboden e und f abgesetzte Hopfenschicht wird die Würze heiß filtriert und durch die Abläuterungsvorrichtung g über den luftdicht ummantelten Kühlapparat h gelassen. Auf dem Kühlapparat strömt ihr aus kk keimfreie Luft entgegen, und so kommt sie gut durchlüftet und doch keimfrei durch l in die Gärbottiche, m, n, o, t, u. v und l dienen zur Herstellung und Zuführung keimfreier Luft. Das Sterilisiergefäß und der Kühler mit der Ummantelung werden vor dem Gebrauch durch Einlassen von Dampf von 120° sterilisiert.
Die Verwandlung der Würze in Bier geschieht durch den Prozeß der Gärung. Die Gärung wird verursacht durch Enzyme, hauptsächlich Zymase, die in Pilzen, besonders Saccharomycesarten, der Hefe, vorkommen. Die Hefe wird technisch der »Zeug« oder »Satz« genannt. Ueber die Theorie der Gärung s. Hefe. In der Praxis unterscheidet man drei Arten der Gärung: 1. die Untergärung, 2. die Obergärung, 3. die freiwillige Gärung.
1. Die Untergärung ist die in Deutschland bei weitem verbreitetste Art. Für den normalen Verlauf derselben ist einer der wichtigsten Faktoren die Anwendung einer geeigneten Hefe. Nachdem Hansen feststellte, daß auf ein stets gleichmäßiges Produkt nur zu rechnen ist, wenn man stets mit derselben Hefe arbeitet, und daß man dieses Resultat nur durch Reinkulturen erreichen kann, ist das Arbeiten mit Reinzuchthefe zur Notwendigkeit geworden (Näheres s. Hefe). Da jedoch auch eine Reinzuchthefe im Betrieb, je nach der Führung desselben, früher oder später durch Spaltpilze oder andre zum Teil geradezu Krankheiten des Bieres verursachende sogenannte wilde Hefenarten verunreinigt wird, so muß immer wieder in gewissen Zwischenräumen in Reinzuchtapparaten rein gezüchtete Hefe zur Anwendung gelangen. Der Hauptherd für Infektion der Würze mit Spaltpilzen und wilden Hefenarten ist das Kühlschiff, dessen Ersetzung durch einen Kühlapparat nach Art der oben beschriebenen für Erhaltung reiner Hefe daher ungemein vorteilhaft ist. Als praktische Merkmale für die Güte der Hefe gelten ein schnelles und festes Ablagern in der Zeugwanne (s. unten), ein rein bitterer Geschmack und ein angenehmer Geruch. Die mikroskopische Prüfung zeigt vor allem die Anwesenheit von Spaltpilzen; ein körniger Zellinhalt deutet auf alte, abgearbeitete, ein gleichmäßig lichter auf junge, frische Zellen. Näheres s. [15], [16]. Bei Abmessung der erforderlichen Menge Hefe muß man[21] berücksichtigen, daß der Gehalt von 1 l dicker, breiiger Hefe an trocken gepreßter Hefe von 400 bis 600 g schwanken kann, daß man um so mehr Hefe geben muß, je konzentriertere Würzen man vergären und je kälter man die Gärung führen will, und daß kleine Gärbottiche mehr Hefe erfordern als große. Gewöhnlich wird pro Hektoliter Würze 0,3–0,5 l angewendet. Thausing [2] rät, nie unter 0,5 l zu gehen, für Erzeugung starker Biere sogar auf 0,6–0,7 l zu steigen, um so mehr, als die Menge der Stellhefe auf den Vergärungsgrad keinen Einfluß hat. Das Anstellen der Würze mit Hefe, das sogenannte Zeuggeben, kann auf zwei Arten geschehen, die man als Trockengeben und als Naßgeben oder »Herführen« bezeichnet. – Beim Trockengeben wird ein Gefäß von ca. 15–25 l, das Zeugschaffel, etwa bis zur Hälfte mit abgekühlter Würze gefüllt. Hierzu bringt man mit einem gestielten Löffel, dem Zeuglöffel von 1–2 l Inhalt, die nötige Hefe, die mit der Würze gut durchgemischt wird. Dann beginnt das sogenannte Aufziehen, d.h. die Flüssigkeit wird in ein zweites Zeugschaffel gegossen, von dort wieder in das erste und so fort, bis durch die eintretende Schaumbildung beide Gefäße voll sind. Man erzielt auf diese Weise eine gute Durchlüftung der Hefe. Je besser »der Zeug zieht«, für desto besser hält der Praktiker die Hefe. Das Aufziehen erfordert einige Geschicklichkeit. Einfacher läßt sich dasselbe Ziel durch einen der vielfach konstruierten Aufziehapparate erreichen. Fig. 13 zeigt einen solchen nach Prößdorff & Koch Nachfolger in Leipzig. Das rechts angebrachte Luftfilter wird mit Baumwolle gefüllt. Zieht man den mit eigentümlichen Schlitzen versehenen Kolben mit einiger Schnelligkeit in die Höhe, so wird Luft durch die Filter eingesaugt und während des Niederdrückens des Kolbens beim Durchgehen durch die Schlitze mit der Flüssigkeit gut durchgemischt. Die durch das Aufziehen erhaltene schaumige Masse wird der Würze auf den Bottichen zugesetzt und gut damit durchgedrückt oder aufgezogen. – Beim Naßgeben wird eine größere Menge Würze, etwa 2–3 hl, von noch 12–20° von der Kühle in ein besonderes Gefäß im Gärkeller abgelassen und pro Hektoliter mit 1–2 l Hefe gut durchgerührt. Bis die gesamte Würze auf die Anstelltemperatur abgekühlt ist, ist schon eine lebhafte Gärung eingetreten. Mit dieser gärenden Würze werden dann die Bottiche angestellt. Das Naßgeben wird vielfach angewendet, wenn wenig Hefe zum Anstellen zur Verfügung fleht. Im allgemeinen ist jedoch vom Naßgeben abzuraten, da hierbei leicht wegen der höheren Temperatur der Hefe beigemengte fremde Arten, besonders Oberhefe, sich stärker entwickeln und so den Verlauf der Gärung ungünstig beeinflussen können. – Dem Naßgeben steht ein Verfahren nahe, das man als das »Darauflassen« der Würze bezeichnet und das darin besteht, daß die Gärbottiche nicht genügend angefüllt werden. Wenn dann die Gärung schon einen gewissen Grad erreicht hat, wird kalte Würze von einem folgenden Sud abgegeben.
Die Temperatur, bei der man die Würze anstellt, liegt gewöhnlich zwischen 5° und 10°, bei Lagerbier etwas niedriger als bei Schenkbier, nur bei ganz starken Bieren wieder etwas höher. Die Dauer der Gärung in den Bottichen, der Hauptgärung, ist 8–10 Tage und bei ganz kalter Anstellung höchstens 14 Tage. Während dieser Hauptgärung kann man eine Anzahl von Perioden unterscheiden, deren Erscheinungen mit ziemlicher Regelmäßigkeit aufeinander folgen. Nach 10–12 Stunden fangen Bläschen an, sich an der Oberfläche zu zeigen, besonders am Rand der Bottiche. Nach 20 Stunden ist die ganze Oberfläche von einer dichten weißen Decke bedeckt, die am Rand einen etwas erhobenen Schaumkranz bildet. Diese erste Periode nennt man das »Ankommen« des Bieres. Der Brauer sagt auch, das Bier »macht weiß«. Ein zu langsames Ankommen deutet auf zu kaltes Anstellen oder auf zu wenig oder zu abgearbeitete Hefe. Wenige Stunden nach dem Ankommen bemerkt man, daß der Schaumkranz anfängt, sich nach der Mitte zu »wegzuschieben«, und bald ist die ganze Oberfläche mit eigentümlich gezacktem oder »gekräuseltem« Schaum bedeckt; man nennt diese zweite Periode die der niederen oder Weißkräusen. Die Kräusen verdanken ihre Form der Abscheidung von Hopfenharz. Diese Periode dauert 2–3 Tage. Bisweilen bedecken die »Kreusen« nicht die ganze Oberfläche, es zeigen sich sogenannte »Kahlstellen« oder »kalte Flecken«, die jedoch in der nächsten Periode wieder verschwinden und keinen abnormen Verlauf anzeigen. Im Verlauf von ferneren 2–3 Tagen befindet sich das Bier in der Periode der hohen oder Braunkräusen. Die Kräusen werden lockerer, steigen besonders am Rand höher und nehmen eine gelbliche bis bräunliche Farbe an. Wenn die Kräusen, statt zu steigen, leicht zusammenfallen, so deutet dies auf schwach vergärende Hefe, man sagt, die Kräusen liegen schwer im Bottich. Allmählich färben sich die Kräusen dunkler und fallen zusammen, so daß sich auf der Oberfläche nur noch eine schmutzigweiße Schaumdecke befindet; man nennt dies den »Durchbruch«. Diese Periode, die man als das »Zurückgehen« bezeichnet, dauert 2–3 Tage. Zeigt sich in dieser Periode am Rande des Bottichs ein weißer Schaumkranz, also ein neues Nachschieben, so deutet dies auf eingetretene Nebengärungen. Kleinere oder größere Blasen auf der Oberfläche zeigen sich, wenn infolge ungenügender Ventilation im Gärkeller die Kohlensäure nicht genügend abgeführt wird.
Mit Beendigung dieser Periode ist die Hauptgärung vorüber, man nennt das Bier »reif«. Die Reise beurteilt der Praktiker nach dem Verhalten im Schaugläschen. Hält man das Gläschen gegen ein Licht, so soll das Bier glänzend, die suspendierte Hefe in deutlichen, einzelnen Klümpchen erscheinen, die sich, wenn man das Gläschen ruhig flehen läßt, schnell absetzen sollen. Man nennt dies den »Bruch« des Bieres, oder das Bier sei schön »durchgegangen«. Wichtiger für die Beurteilung der Reise des Bieres ist die Beobachtung der Saccharometeranzeige. Die Abnahme derselben beträgt während der Periode der niederen Kräusen 0,3 bis 0,5%, während der der hohen Kräusen 1–1,2, ja sogar bis 1,7% pro Tag. Wenn dieselbe für Schenkbiere nur noch 0,2, für Lagerbier 0,1–0,05% beträgt, so ist das Bier zum Fassen reif oder »fässig«. Von besonderer Wichtigkeit ist die Beobachtung der Temperatur während der[22] Hauptgärung. Je nach der Temperatur des Gärkellers kann die gärende Flüssigkeit sich um 3–8° erwärmen. Für Erzeugung eines wohlschmeckenden Bieres ist es unbedingt erforderlich, daß die Temperatur von 10° nicht überschritten werde. Wenn der Gärkeller (s. unten) nicht künstlich gekühlt wird, erweist es sich als nötig, die Würze zu kühlen. Dies geschieht entweder durch Eisschwimmer oder durch Gärbottichkühler. Erstere sind Gefäße, am heften aus verzinntem Kupferblech, die mit Eis gefüllt in den Gärbottich gesetzt werden. Die Eisschwimmer haben den Nachteil, daß sie die Würze, die direkt mit ihnen in Berührung kommt, zu sehr abkühlen und dadurch die Gärung stören, ferner den eines großen Eiskonsums. Bei den Gärbottichkühlern findet das Kühlen durch abgekühltes Wasser statt. Sie werden in Schlangen- oder Taschenform verschiedenster Art konstruiert. Der normale Vergärungsgrad (s. unten) bei der Reise soll 55% betragen. Von Einfluß auf denselben ist hauptsächlich die Hefe und die Zusammensetzung der Würze (s. Malz). Hat man mit zu niedriger Vergärung zu kämpfen, so hilft ein geringer Zusatz von feingesiebtem Malzmehl, etwa 5 g auf den Hektoliter Würze, das man der Hefe beim Zeuggeben zusetzt.
Bevor man das Jungbier auf die Lagerfässer bringt, in denen es die Nachgärung durchmachen soll, entfernt man die Decke, die darauf lagert und hauptsächlich Hopfenharz enthält, mit einem feindurchlochten Löffel. Wird die Decke nicht sorgfältig entfernt, so erhält das Bier einen unangenehmen bitteren Geschmack. Im Bier, das für Schenkbier bestimmt ist, muß mehr Hefe beim Abziehen bleiben als in solchem, das für Lagerbier bestimmt ist, da im ersteren Fall die Nachgärung schneller beendet sein soll als bei letzterem. Man nennt das Abziehen mit mehr Hefe das »Grünfassen«, mit wenig das »Lauterfassen«. – Zum Anzapfen der Bottiche wird der etwas vom Boden entfernte Spund aus dem Zapfloch geschlagen und das Bier entweder direkt vom Bottich weggepumpt oder in ein Gefäß gelassen und von hier fortgepumpt. Ein weites Transportieren nach einem entfernten Lagerkeller geschieht in Fässern, ist aber vom Uebel. Zum Abziehen werden Kautschukschläuche oder kupferne Rohrleitungen benutzt, auf deren Reinhaltung ganz besondere Sorgfalt zu verwenden ist. Es ist wünschenswert, daß das Bier in kurzer Zeit auf die Temperatur des Lagerleiters abgekühlt wird. Dies geschieht vielfach durch Eisschwimmer oder Bottichkühler (s. oben), oder besser durch besondere Kühlapparate. Das Abzapfen des Bieres aus einem Bottich, das sogenannte Abschlauchen, soll nur so lange fortgesetzt werden als das Bier klar läuft. Sowie von der abgesetzten Hefe etwas aufgerührt wird und mit abläuft, fängt man den Rest in einem mehr hohen als breiten Gefäß auf und läßt hierin die mitgerissene Hefe sich wieder absetzen, worauf man das geklärte Bier, das Abseihbier, abziehen kann und für sich die Nachgärung durchmachen läßt oder auf die Lagerfässer verteilt. Nach dem Abschlauchen entfernt man möglichst bald die Hefe durch eine Oeffnung im Boden, durch die meistens auch das Abseihbier entfernt wird. An der abgesetzten Hefe unterscheidet man drei Lagen. Die unterste ist ziemlich dunkel durch beigemengte Maisch- und Hopfenbestandteile. Die mittelste ist die reinste Hefe und wird mit besonderer Sorgfalt von den andern Getrennt, während die oberste wieder dunkler und schleimig ist. Nach Abschöpfen der obersten Schicht wird die mittlere in eine gut gereinigte Wanne, die Zeugwanne, gebracht, mehrmals mit kaltem Wasser gewaschen und durch ein seines Haarsieb von Verunreinigungen getrennt. Die so gereinigte Hefe bildet den Zeug oder die Samenhefe für fernere Gärungen und wird bis zum Gebrauch in kaltem Wasser aufbewahrt. Die Menge der sich bildenden Hefe hängt wesentlich von dem Stickstoffgehalt der Würze ab und schwankt zwischen 1,5 und 21 dicker Hefe. – Die Bottiche sind nach Entfernung der Hefe sofort zu reinigen.
Beim Abziehen des Bieres auf die Lagerfässer verfährt man häufig so, daß man die einzelnen Fässer nur teilweise füllt und dann Bier von späteren Süden allmählich nachgießt. Durch dieses Verteilen des Bieres erzielt man ein sehr gleichmäßiges Produkt. Um ein zu starkes Schäumen zu verhüten, läßt man das Bier durch ein mit einem Hahn versehenes Rohr, den Hundskopf, möglichst an den Wandungen des Fasses entlang einlaufen. Schenkbier bringt man auf kleinere Fässer als Lagerbier, für erstere hat man solche von 10–20 hl, für letztere von 20–40 hl. In kleineren Fässern geht die Nachgärung schneller vor sich; da außerdem Schenkbier grüner gefaßt wird und die Temperatur des Kellers für Schenkbier höher ist als die für Lagerbier, nämlich 2–5°, für dieses 0–3°, so ist das Bier oft schon nach 14 Tagen reif. Wenn die Fässer mit Schenkbier gefüllt sind, so zeigt sich an dem Spundloch ein leichter weißer Schaum, das Bier »sticht« oder »greift an«. Der Schaum bildet eine Haube, das Bier »käppelt«. Durch sich ausscheidendes Hopfenharz wird der Schaum dunkler, nach einiger Zeit wird er großblasig, das Bier hat »ausgekäppelt« oder »verstochen«. Damit hat es das letzte Stadium der Gärung, die stille Nachgärung erreicht, während der es in den Konsum übergeht. Das als Schaum ausfließende Bier muß wieder ersetzt werden; man füllt, und zwar meistens zweimal, entweder mit Brunnenwasser oder mit Bier nach. Man nennt dies das »Nachstechen«. Um das Bier an Kohlensäure anzureichern, wird die Spundöffnung eine durch die Erfahrung gegebene Zeit vor dem Gebrauch, die zwischen 3 und 14 Tagen schwankt, fest verschlossen. Spundet man zu früh, so sammelt sich so viel Kohlensäure an, daß beim Oeffnen des Spundes viel Bier ausgetrieben wird. Man nennt dies das Ueberspunden, einen Uebelstand, den man durch geeignet konstruierte Spunde, die nach Art eines Sicherheitsventils sich bei einem bestimmten Druck öffnen, vermeiden kann.
Wenn das Bier mit zu wenig Hefe abgeschlaucht oder auf den Gärbottichen schon zu weit vergoren war, so daß es nicht recht käppelt, wird es »aufgekräust«, d.h. mit Bier aus der Periode der niederen Kräusen versetzt, dessen Menge sich nach dem Grade der Vergärung richtet. – Wird das Bier zur geeigneten Zeit nicht klar, so bewirkt man das Klären künstlich durch das Spänen. Gerade Haselnuß- oder Buchenholzspäne von 2–3 mm Dicke, 0,5 bis 0,6 m Länge und einer Breite, die ein bequemes Einbringen in die Fässer gestattet, gewöhnlich 4–5 cm, werden mit verdünnter Sodalösung (1 : 100) ausgekocht und durch Waschen von der [23] Soda befreit. Bringt man die so verarbeiteten Späne, etwa 0,5 kg auf 1 hl Bier, in die Fässer, so setzt sich die Hefe an der rauhen Oberfläche derselben, die durch das Bier noch eine besondere Klebrigkeit erhalten hat, fest. Die Späne müssen vor wiederholtem Gebrauch sorgfältig gereinigt werden. – Beim Lagerbier wird das Verteilen auf mehrere Fässer in ausgedehnterem Maße ausgeübt als beim Schenkbier, so daß es oft mehrere Monate dauert, bis die Fässer spundvoll werden. Es zeigen sich hier dieselben Erscheinungen wie beim Schenkbier, doch kann bei genügend kalten Lagerkellern (0–0,5°) das Spunden ganz unterbleiben, weil bei dieser Temperatur Kohlensäure genug gelöst bleibt.
Einen wesentlich andern Verlauf nimmt die ganze Gärung bei einem Verfahren, das Pfaundler in Amerika eingeführt hat. Wyatt berichtet darüber [7]: Die Würzen werden nicht unter 7,5–10° abgekühlt. Sobald diese Temperatur erreicht ist, werden sie in Gärung gesetzt. Nach 12 Stunden füllt man das Bier in glasierte Stahlfässer, die mit einem Vakuumapparat verbunden sind, durch den sie konstant einem Vakuum von 520 mm unterteilt werden. Anderseits sind die Fässer mit einem Apparat zur regelmäßigen Zuführung von gut filtrierter Luft verbunden. Der Gärraum erhält 4°. Die Temperatur der Würze steigt am vierten Tage bis auf ca. 12°. Durch das Absaugen der Kohlensäure arbeitet die Hefe so rasch, daß am sechsten Tage in den Fässern befindliche Kühlvorrichtungen in Tätigkeit gesetzt werden und nach 10 Tagen die Temperatur 4° erreicht und die Operation beendet ist. Die abgesaugte Kohlensäure wird in einem passenden Gefäß unter Druck aufbewahrt und in das fertige Bier unter Druck eingepumpt. Von einem Sude wurde die eine Hälfte nach alter Methode, die andre im Vakuum vergoren. Es zeigten sich folgende Resultate:
![Bierbrauerei [1]](/pictures/technik/TL021690.jpg "Bierbrauerei [1]")
Dieses Verfahren würde große Ersparnisse an Raum, Fässern und Eis herbeiführen, soll aber besonders vorsichtige Arbeit beim Maischprozeß erfordern.
Der Raum, in dem die Hauptgärung vor sich geht, ist der Gärkeller. Man legt ihn am besten unter das Kühlhaus; er wird gewölbt und ist ca. 4 m hoch. Bei der Anlage ist auf die Ermöglichung der peinlichsten Sauberkeit, einer guten Ventilation und geeigneter Temperatur zu achten. Mit Bezug auf die Reinlichkeit wähle man als Material für Fußböden und Wände ein möglichst wenig poröses, wie Asphalt, Steinplatten u. dergl, und sorge dafür, daß reichlich Wasser zum sofortigen Entfernen von Bier, Würze u. dergl. vom Boden vorhanden ist und daß alles Schmutzwasser leicht abfließen kann. Die Ventilation muß genügen, um die großen Mengen sich entwickelnder Kohlensäure abzuführen. Um im Gärkeller eine möglichst gleichmäßige Temperatur, am besten von ca. 5°, halten zu können, wird derselbe meistens unterirdisch angelegt und in den Mauern ein oder zwei Lustisolierschichten angebracht. Kann man eine genügend niedrige Temperatur nicht erzielen, so muß man sie durch geeignete Lage der Eisvorratsräume oder durch Kältemaschinen herbeiführen. Fig. 14 und 14a zeigen eine Anlage für künstliche Kühlung nach Plänen der Maschinenfabrik Germania in Chemnitz. Aus beiden Plänen ist die Kühlanlage für den Lagerkeller ebenfalls zu ersehen. – Die Gärbottiche werden selten aus Eisen, Glas oder Stein, meistens aus Holz hergestellt. Da die Poren des Holzes leicht Veranlassung zu Bakterieninfektionen geben, werden die Bottiche entweder lackiert, wobei der Lack am besten eingebrannt wird, oder mit Paraffin überzogen. Die Form der Bottiche ist meistens nach oben konisch verjüngt, Verhältnis von Durchmesser zur Höhe wie 1 : 0,6–0,7, mit einem Inhalt von 20–40 hl. Bei 40 hl rechnet man pro Bottich 6 qm Grundfläche. Bei der Aufstellung sind hölzerne Unterlagen möglichst zu vermeiden. Man stellt die Bottiche auf Schienen, die auf 0,5–0,6 m hohen gemauerten oder eisernen Pfeilern ruhen, mit einer geringen Neigung gegen die Ablaßöffnungen. – Die Nachgärung geht im Lagerkeller vor sich, für den in bezug auf Reinlichkeit, Ventilation und Temperatur das vom Gärkeller Gesagte ebenfalls gilt, doch muß die Temperatur hier möglichst nahe an 0° gehalten werden. Während der Gärkeller gewöhnlich ein großer Raum ist, wird der Lagerkeller in eine Anzahl kleiner Abteilungen geteilt, die bei einer Länge von 15–20 m 7–8 m Breite und 5–6 m Höhe haben, und von welchen jede röhrenförmig abgeschlossen ist. Vor diesen Abteilungen liegt entweder an einer oder an beiden Seiten ein Vorkeller, der etwas tiefer zu legen ist, um beim Abziehen des Bieres genügend Gefälle zu haben. In die Abteilungen werden die Fässer die Längswände entlang in zwei Reihen gelagert, so daß zwischen den beiden Reihen ein Gang von ca. 1 m frei bleibt. Auf je zwei von den Fässern, den Bodenfässern, legt man ein kleineres, das Sattelfaß. Die Bodenfässer werden besser als auf Unterlagen von Holz auf Eisenschienen gelagert, die auf gemauerten oder eisernen Pfeilern von 0,5–0,8 m Höhe ruhen. Die Fässer liegen mit dem Zapfloch nach dem Gange zu um 10–15 cm tiefer als nach der Wandseite, um das Bier möglichst vollkommen abziehen zu können. Die Lagerfässer werden fast ausschließlich aus Eichenholz hergestellt; ihre Größe richtet sich nach der Größe der Brauerei. Sie schwankt zwischen 5 und 100 hl. Die Fässer werden gut gepicht, d.h. mit einer Schicht sogenannten Brauerpechs überzogen, das meist aus Kolophonium, Harzölen u. dergl. besteht und weder Geruch noch Geschmack des Bieres beeinflussen darf. Außer dem Zapfloch im Boden und dem Spundloch in einer Daube erhalten große Fässer, um das Reinigen zu erleichtern, noch ein Türchen, eine Oeffnung, die einem Mann das Hineinschlüpfen gestattet und durch ein mit einem Bügel festzuhaltendes Brett verschlossen wird.
2. Die Obergärung. Ueber die für die Obergärung anzuwendende Hefe, die Oberhefe, s. Näheres bei Hefe. Auch für die Herstellung der obergärigen Biere kommt reingezüchtete Hefe immer mehr in Anwendung. Völlig verschieden sind die Verhältnisse bei der Herstellung[24] obergäriger Biere in Deutschland und in England. In Deutschland werden obergärige Biere leicht eingebraut und sind deshalb wenig haltbar. Da die Obergärung bei 10–15°, selbst 20° verläuft, so sind einerseits, selbst in oberirdischen Räumen, Kühlvorrichtungen selten nötig, und anderseits verläuft die Gärung so schnell, daß das Bier schon nach wenigen Tagen in den Konsum gelangen kann; die Fabrikation wird hierdurch sehr billig. Die Hefengabe wird häufig kleiner als bei der Untergärung genommen: 0,3 bis 0,4 l dicke Hefe pro Hektoliter Würze. Das Zeuggeben geschieht in gleicher Weise. Häufig läßt man auch die Hauptgärung schon in Fässern vor sich gehen, doch ist die Bottichgärung vorzuziehen. Bald nach dem Anstellen bildet sich auf der Oberfläche ein weißer Schaum, die Würze »tritt an«. Bald steigt der Schaum, und zwar höher als bei der Untergärung, so daß ein höherer Steigraum erforderlich ist. Der Schaum erhält ein gekräuseltes Ansehen und färbt sich durch Hopfenharz dunkel (Hopfentrieb). Alsdann wird der Schaum großblasig, steigt noch höher, und es sammelt sich Hefe darin an (der Hefentrieb). Schließlich sinkt der Schaum zusammen und läßt nur die Hefe als breiige Decke zurück. Damit ist die Hauptgärung nach 48–60 Stunden beendet. Die Hefe wird abgeschöpft, und das Bier kommt dann meist direkt auf kleine Transportfässer und wird dem Konsum zugeführt.
Bei der Faßgärung wird der zum Spundloch austretende Schaum in einem untergestellten Trog aufgefangen und das Bier während des Hefentriebs zum Auffüllen benutzt. – Die Obergärung wird in Deutschland von der Untergärung mehr und mehr verdrängt. Obergärig werden hauptsächlich noch manche[25] Lokalbiere und die stark moussierenden, weinartigen Weißbiere hergestellt. Diese Biere haben meistens einen stark sauren Geschmack, weil die höhere Gärtemperatur auch die Milchsäurebildung begünstigt [17]. In England werden alle Biere obergärig gebraut und die Haltbarkeit durch die hohe Konzentration erreicht. Es werden hellfarbige Biere (Ale) und mit Farbmalz sehr dunkel gefärbte (Porter) gebraut, und zwar hat die Stammwürze von
gewöhnlichem Porter 12–13°,
double Porter 13–14°,
brown stout Porter 15–16°,
bestem brown stout Porter 17–18°
gewöhnlichem Ale 17–18°,
Bourton Ale, dritte Sorte 18–23°,
Bourton Ale, zweite Sorte 23–26°,
Bourton Ale, erste Sorte 26–28°.
Aus den Nachgüssen wird ein leichtes Dünnbier bereitet. Näheres über die Behandlung der englischen Biere s. [4] und [8].
3. Die freiwillige Gärung. Diese Gärung findet in Deutschland beim Danziger Joppenbier und bei belgischen Bieren statt. Letztere werden aus gleichen Teilen Gerstenmalz und Weizen nach der Infusionsmethode gebraut. Die ersten Würzen dienen zur Herstellung von Lambic, die schwächeren zur Herstellung von Mars. Ersteres wird mit 15–16°, letzteres mit 8° in Fässer gebracht und der freiwilligen Gärung überlassen. Die Gärung dauert 10–20 Monate; das Bier kommt oft erst nach 2–3 Jahren zum Ausschank. Durch Mischen von Lambic- und Marswürzen stellt man die Würze für eine dritte Sorte Bier. Faro genannt, her; doch wird Faro auch durch Mischen der fertigen Biere hergestellt. Bei der Gärung spielen hauptsächlich Saccharomyces apiculatus und zwei Rassen von S. ellipsoideus (s. Hefe) eine Rolle.
IV. Das fertige Produkt.
Nach beendeter Nachgärung wird das Bier für den Konsum entweder auf Transportfässer oder auf Flaschen gefüllt. Es ist besonders zu beachten, daß nur klares Bier abgezogen wird und daß möglichst wenig Kohlensäure verloren geht. Ist das beim Anstechen eines Fasses zuerst ablaufende Bier nicht ganz klar, so wird es als »Vorschuß« gesondert aufgefangen. Das als Schaum überlaufende Bier wird in einem untergestellten flachen Gefäß, der Schußwanne, aufgefangen. Der nicht mehr von selbst ablaufende Teil, das Abseihbier, wird mit einer Art Heber abgezogen und meistens mit dem Vorschuß und dem Bier aus der Schußwanne durch Kräusen und Spänen wieder konsumfähig gemacht. Hat das Bier einen langen Transport vor dem Konsum durchzumachen, so muß man es durch Anwendung von Eis konservieren. Für Flaschenbier kann man mit Vorteil eine andre Methode anwenden, das Pasteurisieren. Die zuerst von Pasteur auf den Wein, von Velten auf Bier angewendete Konservierungsmethode besteht darin, daß man die im Bier befindliche Hefe oder Bakterien, die ein Verderben des Bieres veranlassen könnten, durch Erhitzen auf 50–60° vernichtet (D.R.P. Nr. 17970, Prößdorf & Koch Nacht, Leipzig). Doch gehen im pasteurisierten Biere noch chemische Prozesse vor sich (Eiterbildungen), die den Geschmack des Bieres bei längerem Lagern wesentlich verändern. – Chemische Konservierungsmittel wie Salizylsäure, Borsäure u. dergl. sind unbedingt zu verwerfen.
Normales Bier soll vollständig klar und glänzend, von erfrischendem, angenehm bitterem Geschmack sein, beim Einschenken hinreichend schäumen und den Schaum längere Zeit halten. Zeigt das Bier von den angeführten abweichende Eigenschaften, so bezeichnet man diese als Fehler, wenn sie den Gebrauch des Bieres nicht ausschließen, als Krankheiten, wenn sie das Bier zum Genuß untauglich machen. Ueber die Krankheiten des Bieres, die durch wilde Hefen verursacht werden, s. Hefe. Trübungen des Bieres werden außer durch Hefe auch durch Bakterien (Sarcina, besonders Pediococcus cerevisiae) verursacht, die meistens den Geschmack des Bieres ungünstig beeinflussen und zum gänzlichen Verderben des Bieres führen können, Kleistertrübung nennt man eine durch lösliche Stärke und ihr nahestehende Dextrine verursachte Trübung. Sie wird durch mangelhaftes Malz, Fehler im Maischprozeß und beim Anschwänzen hervorgerufen und kann, wenn man sie durch violette bis blauviolette Jodreaktion nachgewiesen hat, durch Zusatz von Malzmehl im Lagerfaß aufgehoben werden. Glutentrübung nennt man die durch Ausscheidung von Proteinstoffen namentlich in der Kälte hervorgebrachte; sie verschwindet beim Erwärmen und soll namentlich bei Verwendung sehr proteinreicher Gerste und mangelhaft gedarrten Malzes auftreten. Harztrübungen endlich werden durch Ausscheidung von Hopfenharzteilchen, namentlich bei Verwendung von unvollkommen ausgereiftem Hopfen, verursacht. Man findet unter dem Mikroskop gelbe bis dunkelbraune Klümpchen, die sich in 10 prozentiger Natronlauge lösen. Alle diese Trübungen lassen sich durch Filtrieren oder durch Schönen beseitigen. Das Schönen besteht darin, daß man dem Bier feinverteilte Hausenblase (1 g pro Hektoliter) oder Gelatine (10 g pro Hektoliter) zusetzt. Diese bilden mit den Gerbsäuren Niederschläge, welche die trübenden Bestandteile einhüllen und zu Boden reißen. Während die Gelatine hierzu einfach in Wasser von ca. 50° aufgelöst wird, wird die Hausenblase zerkleinert, mehrmals in kaltem Wasser 12 Stunden aufgeweicht, sein zerteilt, mit einer Lösung von Weinsäure (50 g auf 100 Hausenblase) durchgeschüttelt und, wenn sie gut aufgequollen ist, durch Leinwand gedrückt. Abweichungen von dem normalen Geschmack kommen ebenfalls häufig vor. Ein abnorm bitterer Geschmack kann durch wilde Hefen (s. Hefe) oder dadurch hervorgerufen werden, daß die Decke am Ende der Hauptgärung durchfällt. Durch Verwendung mangelhaften Peches oder durch fehlerhafte Anwendung desselben kann das Bier Pechgeschmack erhalten. Zu junges Bier hat einen Geschmack nach Hefe; schlechter Hopfen verursacht einen rauhen, ungenügende Reinlichkeit in den Gärräumen einen dumpfen Geschmack. Ungenügende Reinlichkeit führt auch leicht Essigsäurebildung mit sich, so daß das Bier sauer wird. Schal schmeckt das Bier bei ungenügendem Kohlensäuregehalt. Bei Mangel an Kohlensäure wird das Bier auch schlecht schäumen. Wenn Bier bei reichlicher Kohlensäure den Schaum schlecht hält, so schreibt man dies meist zu hoch abgedarrtem Malz, zu schnellem Erwärmen der Maischen oder mangelhafter Beschaffenheit des Hopfens zu.
[26] Die Bestandteile des Bieres sind: Wasser, Alkohol, Kohlensäure, Zucker (Maltose, Isomaltose), Dextrin, Glyzerin, Stickstoff haltende Stoffe (Pepton, Amide, Cholin, Bernsteinsäure, Milchsäure, Essigsäure, Hopfenextraktivstoffe und Salze). Folgende Tabelle gibt die Zusammensetzung verschiedener Biere in bezug auf die gewöhnlich bestimmten Stoffe nach König:
![Bierbrauerei [1]](/pictures/technik/TL020042.jpg "Bierbrauerei [1]")
Die Untersuchung des Bieres erstreckt sich auf folgende Punkte ( s.a. [18], [19]):
1. Farbe. Die Farbe bestimmt man am besten mit Lintners Verdünnungskolorimeter [10]. Der Apparat befiehl aus zwei ganz gleichen Glaskästchen mit parallelen Wandungen, das eine zur Aufnahme der Normallösung, das andre für die zu prüfende Flüssigkeit. Die Kästchen werden in ein Gehäuse aus schwarzlackiertem Blech gestellt; das Gehäuse ist für die Beobachtung der Färbungen auf der Vorderseite mit zwei Ausschnitten, auf der Rückseite mit einem durchgehenden, mit Milchglas bedeckten Spalt versehen. Das Bier wird mit einer Pipette abgemessen und aus einer Burette bis zur Normalfarbentiefe verdünnt. Als Vergleichslösung dient Eisenammoniakalaun, dessen Lösung, je nachdem das Bier einen mehr gelben oder roten Farbenton hat, mit Schwefelsäure oder mit Essigsäure angesäuert wird.
2. Geruch und Geschmack. Hierfür lassen sich keine Vorschriften angeben.
3. Kohlensäure. Die Kohlensäure bestimmt man am besten nach Langer und Schulze. Das Bier wird in einem Kolben erhitzt. Die entweichende Kohlensäure tritt mit Alkohol- und Wasserdämpfen zuerst in einen aufrecht stehenden Liebigschen Kühler, der gut gekühlt wird. Alkohol- und Wasserdämpfe werden größtenteils kondensiert und fließen in den Kolben zurück. Die entweichenden Dämpfe werden durch eine Waschflasche mit konzentrierter Schwefelsäure und durch ein Chlorcalciumrohr geleitet, die Kohlensäure wird dann in einem gewogenen Kaliapparat absorbiert. Zum Schluß wird von Kohlensäure befreite Luft unter stetigem Kochen aspiriert. Die Gewichtszunahme des Kaliapparates gibt die Menge der Kohlensäure an.
4. Alkohol. Zur Bestimmung des Alkohols sowie für die meisten folgenden Bestimmungen wird das Bier durch kräftiges Schütteln, am besten in einem Kolben, der in Verbindung mit einer Vakuumpumpe fleht, möglichst von Kohlensäure befreit. Ein vollständiges Austreiben der Kohlensäure ist auf diesem Wege nicht möglich. Zur Bestimmung des Alkohols im entkohlensäuerten Bier wiegt man P Gramm (etwa 70–100) ab, neutralisiert mit der vorher genau bestimmten, zur Sättigung der freien Säuren (s. unten) nötigen Menge Normalnatronlauge und destilliert etwa zwei Drittel der Gesamtmenge ab. In dem Destillat, dessen Gewicht man zu p Gramm ermittelt, bestimmt man den Alkoholgehalt (s. Alkoholometrie) zu a Gewichtsprozenten. Der Alkoholgehalt des Bieres beträgt dann A= p · a/P Gewichtsprozente. Ueber indirekte Bestimmung des Alkohols s. [11] und [12].
5. Extrakt. Besser und schneller als durch Eindampfen und Austrocknen einer abgewogenen Menge (10–20 g) bei 100° kommt man durch Extraktbestimmung auf indirektem Wege zum Ziele. Die Bestimmung wird mit der Alkoholbestimmung verbunden. Man wiegt 100 ccm Bier von 15° in einem Kölbchen mit einer Marke im engen Hals genau ab, destilliert den Alkohol ab, füllt auf das ursprüngliche Gewicht auf und bestimmt das spez. Gew. bei 17,5°, wenn man ihn nach Schultze-Ostermann oder Ellion bestimmen will [9]. Von diesen gibt die von Schultze-Ostermann die Maltose noch mit Kristallwasser, die von Ellion wasserfreie Trockensubstanzen an.
6. Zucker. Die Bestimmung des Zuckers geschieht mit Fehlingscher Lösung. Zur Darstellung derselben löst man 34,630 g Kupfervitriol zu 500 ccm auf; anderseits werden 163 g Seignettesalz zu 400 ccm gelöst und mit einer Natronlauge zu 500 ccm aufgefüllt, die 516 g Natriumhydroxyd im Liter enthält. Beide Lösungen werden getrennt aufbewahrt und vor dem Gebrauch zu gleichen Raumteilen gemischt. Von dieser Fehlingschen Lösung werden 10 ccm von 0,025 g Maltose reduziert. Zur Bestimmung des Zuckers nach Reischauer an er bringt man in eine Anzahl Reagensgläser, die man an einem Gestell zusammen in ein Wasserbad tauchen kann, je 10 ccm des entkohlensäuerten, auf das Zehnfache verdünnten Bieres und fügt den Gläschen der Reihe nach 1,20, 1,15, 1,10 u.s.w. Fehlingscher Lösung zu. Die Gläschen werden 8 Minuten in siedendes Wasser getaucht, so daß sie so weit eintauchen, als sie Flüssigkeit enthalten. Zieht man sie nach dieser Zeit heraus, so sieht man, daß einige noch blau sind; diese[27] haben einen Ueberschuß an Fehlingscher Lösung erhalten. Von den Gläschen, bei denen eine blaue Farbe nicht mehr zu erkennen ist, filtriert man eine Probe ab und ersetzt diese mit Essigsäure bis zur schwach sauren Reaktion und mit einigen Tropfen Ferrocyankaliumlösung. Eine braunrote Färbung resp. Fällung zeigt einen Ueberschuß von Kupfer, d.h. von Fehlingscher Lösung an. Ist z.B. bei 1 ccm Fehlingscher Lösung noch unreduziertes Kupfer vorhanden, bei 0,95 dagegen nicht, so nimmt man an, daß die 10 ccm des verdünnten resp. 1 ccm des nicht verdünnten Bieres 0,975 ccm (1+0,95/2) Fehlingscher Lösung reduzieren. Zur Reduktion von 10 ccm Fehlingscher Lösung sind demnach 1 · 10/0,975 = 10,25 ccm Bier erforderlich, und in diesen ist 0,075 g Maltose enthalten. Daraus berechnet man durch Division mit dem spezifischen Gewicht, in wieviel Gramm des Bieres 0,075 g Maltose enthalten sind. Aus der so gefundenen Zahl (a) ergibt sich, daß in 100 g Bier 0,075 · 100/a g Maltose enthalten sind. Ueber genauere Bestimmung der Zuckerarten s. Malz.
7. Dextrin. Zur Bestimmung der Dextrine werden 50 ccm Bier mit 20 ccm Salzsäure vom spez. Gew. 1,124 3 Stunden im Wasserbade erhitzt, um die Dextrine in Dextrose zu verwandeln. Die Flüssigkeit wird abgekühlt, mit Natronlauge neutralisiert und auf 1 l verdünnt. Nach dem Filtrieren wird die Dextrose in derselben Weise bestimmt, wie oben für die Maltose angegeben. Jedoch werden in jedes Gläschen nur 5 ccm gefüllt. Für die Berechnung ist zu beachten, daß 10 ccm Fehlingscher Lösung von 0,05 g Dextrose reduziert werden. Beim Kochen mit Salzsäure wird auch die Maltose in Dextrose verwandelt, und zwar gibt ein Molekül Maltose (C12H22O11 = 342) zwei Moleküle Dextrose (2 · C6H12O6 = 360). Es muß deshalb von der gefundenen Dextrosemenge nicht die nach 6 gefundene Maltosemenge abgezogen werden, sondern die um 360/342 = 20/19 vermehrte. Da jedes Molekül Dextrose (C6H12O6 = 180) einem Molekül Dextrin (C6H10O5 = 162) entspricht, so erhält man aus der nach Abzug des Maltosewertes übrigbleibenden Dextrosemenge das Dextrin durch Multiplikation mit 162/180 = 0,9.
8. Stickstoffhaltige Substanzen. Diese werden am zweckmäßigsten nach der Kjeldahlschen Methode bestimmt. 20 ccm Bier werden in einem Kolben aus schwer schmelzbarem Glas von 800 ccm mit 20 ccm konzentrierter Schwefelsäure auf einem Drahtnetz zuerst mit kleiner Flamme erhitzt, wobei ein Verlust durch Spritzen durch Schrägstellung des Kolbens vermieden wird. Wenn das Schäumen vorüber ist, wird eine Messerspitze Kupferoxyd zugesetzt und nun stark erhitzt und regelmäßig im Sieden erhalten, bis die Flüssigkeit nur noch ganz schwach gefärbt ist. Dies tritt nach 3/4-11/2 Stunden ein. Hierdurch ist der Stickstoff in Ammoniak übergeführt. Nach dem Erkalten verdünnt man mit 200 ccm Wasser, übersättigt mit Natronlauge, destilliert das dadurch freiwerdende Ammoniak durch Einleiten von Wasserdampf in eine Vorlage, in der sich 20 ccm Normalschwefelsäure befinden, bis alles Ammoniak übergegangen ist (ca. 1 Stunde). Dann titriert man die überschüssige Schwefelsäure mit Normalnatronlauge zurück. Die Zahl der zur Sättigung des Ammoniaks verbrauchten Kubikzentimeter gibt mit 0,014 multipliziert den Stickstoffgehalt in 20 ccm, mit 5 ∙ 0,014 = 0,07 in 100 ccm Bier. Daraus erhält man durch Division mit dem spezifischen Gewicht den Stickstoffgehalt in 100 g. Unter der allerdings nicht ganz zutreffenden Voraussetzung, daß die stickstoffhaltigen Substanzen im Bier aus Eiweißstoffen bestehen, berechnet man sie durch Multiplikation des gefundenen Stickstoffes mit 6,25.
9. Säuren. Zur Bestimmung der Gesamtsäuren werden 100 ccm nach Erwärmung auf 40–50° zur Austreibung der Kohlensäure so lange mit 1/10 Normalkalilauge versetzt, bis ein Tropfen weder rotes noch blaues Lackmuspapier verändert. Man drückt den Säuregehalt gewöhnlich als Milchsäure aus, die man erhält, indem man die verbrauchten Kubikzentimeter 10 Normallauge mit 0,009 multipliziert. Zur Bestimmung der Essigsäure werden 200 ccm mit etwas Phosphorsäure mit Wasserdampf 2 Stunden destilliert. Das Destillat wird mit 1/10 Normallauge titriert mit Phenolphthaloin als Indikator. Die Zahl der verbrauchten Kubikzentimeter wird mit 0,006 multipliziert.
10. Glyzerin. Zur Bestimmung des Glyzerins werden 50 ccm Bier in einer Schale auf dem Wasserbad erwärmt, bis die Kohlensäure ausgetrieben ist, dann mit 3 g Aetzkalk versetzt, zum Sirup eingeengt und mit 10 g Marmor- oder Seesand angerührt und so weit eingetrocknet, daß sich die Masse von den Wandungen abtrennen läßt. Die Masse bringt man in eine Papierpatrone und zieht im Soxhletschen Extraktionsapparat mit Alkohol aus. Der Alkohol wird ab destilliert, der Rückstand mit 10 ccm absolutem Alkohol aufgenommen, die Lösung in 3 Portionen unter stetigem Mischen mit im ganzen 15 ccm Aether versetzt, die klare Lösung abgegossen und verdampft. Den Rückstand behandelt man in gleicher Weise mit Alkoholäther zum zweiten und dritten Male, verdampft die Lösung schließlich in einer karierten Platinschale zur Trockene, trocknet 1 Stunde im Wassertrockenschrank und wägt. Von der so als Glyzerin gewogenen Menge zieht man noch den durch Einäschern bestimmten Aschengehalt ab.
11. Asche. 50 ccm Bier werden in einer Platinschale auf dem Wasserbade verdampft, mit schwacher Flamme eingeäschert und geglüht, bis die Asche weiß geworden ist.
12. Phosphorsäure. Zur Bestimmung der Phosphorsäure wird die nach 11. hergestellte Asche in Salpetersäure gelöst und filtriert. Das Filtrat wird mit Ammoniummolybdatlösung versetzt und 1–2 Stunden auf dem Wasserbad auf 80–90° erhitzt. Der ausgeschiedene gelbe Niederschlag wird abfiltriert, mit Ammoniumnitratlösung ausgewaschen und in verdünntem Ammoniak gelöst. Das aus der Lösung mit Magnesiamixtur ausgefällte Ammoniummagnesiumphosphat[28] wird nach 2 Stunden abfiltriert, mit verdünntem Ammoniak ausgewaschen und mit dem Filter verascht. Aus dem gefundenen Magnesiumpyrophosphat Mg2P2O7 berechnet man den Gehalt an Phosphorsäure.
13. Ursprünglicher Extraktgehalt der Würze und Vergärungsgrad. In dem Maße, als Würzen vergären und dadurch ärmer an Extrakt und reicher an Alkohol werden, wird ihr spezifisches Gewicht geringer; diese Verringerung bezeichnet man als Attenuation. Balling [12] bezeichnet den Extraktgehalt der Würze nach der Saccharometeranzeige bei 17,5° mit p, die Saccharometeranzeige des durch Schütteln möglichst von Kohlensäure befreiten Bieres m, die Saccharometeranzeige des entgeisteten Bieres n und nannte: p–m die scheinbare Attenuation, p–m/p den scheinbaren Vergärungsgrad, p–n die wirkliche Attenuation und p–n/p den wirklichen Vergärungsgrad. Ist jedoch der ursprüngliche Extraktgehalt der Würze nicht bekannt, so bestimmt man ihn annähernd, indem man zu dem verdoppelten Alkoholgehalt (A) den Extraktgehalt (E) hinzuzählt. Genauer erhält man den Extraktgehalt der Stammwürze (e) nach der Gleichung: e = 100 (E+2,0665 A)/100+1,0665 A. Daraus ergibt sich dann der Vergärungsgrad: v = 100 (1+E/e).
Für die Beurteilung von Bier ist nach [18] folgendes zu beachten: Bier soll in der Regel klar fein; namentlich ist untergäriges trübes Bier zu beanstanden, wenn die Trübung aus Bakterien oder wilden Hefen, größeren Mengen Stärke- oder Eiweißstoffen besteht. Der Extraktgehalt übersteigt gewöhnlich nicht die doppelte Zahl für den Alkohol. Der wirkliche Vergärungsgrad soll ungefähr die Hälfte des ursprünglichen Extraktes betragen. Auf Trockensubstanz berechnet ist meist 0,4–0,5% Stickstoff und ebensoviel Phosphorsäure vorhanden, Asche in der Regel nicht über 0,3 0, ebenso Glyzerin. Die Gesamtsäure (ausschließlich Kohlensäure) überschreitet selten 3 ccm Normalalkali für 100 g Bier, flüchtige Säure ist nur spurenweise vorhanden. Mittel zur Haltbarmachung, Hopfenersatzstoffe, Neutralisationsmittel und künstliche Färbung sind unzulässig. Der Zusatz von künstlichen Süßstoffen ist verboten (Reichsgesetz vom 6. Juli 1898). In Bayern, Baden und Württemberg sind Malzersatzstoffe nicht gestattet. Verfälschungen kommen beim Bier selten vor. Ueber den Nachweis derselben s. [9] und [18].
Literatur: [1] Fruwirth, Hopfenbau und Hopfenbehandlung, Berlin 1888. – [2] Thausing, Theorie und Praxis der Malzbereitung und Bierfabrikation, Leipzig 1888. – [3] Muspratts Handbuch der technischen Chemie von Stohmann und Kerl, Braunschweig 1888. – [4] Lintner, Lehrbuch der Bierbrauerei, Braunschweig 1875. – [5] Berret, Die Bierbrauerei, Berlin 1881. – [6] Deutscher Bierbrauer, Halle seit 1859. – [7] Wochenschrift für Brauerei 1893, S. 823. – [8] Moritz und Morris, Handbuch der Brauwissenschaft, deutsch von W. Windisch, Berlin 1893. – [9] Koenig, Die menschlichen Nahrungs- und Genußmittel, Berlin 1903/4. – [10] Zeitschrift für das gesamte Brauwesen 1891, S. 213. – [11] Reischauer, C., Chemie des Bieres, bearbeitet von V. Grießmayer, Augsburg 1879. – [12] Balling, Die Gärungschemie, Prag 1865. – [13] Michel, Lehrbuch der Bierbrauerei, Augsburg 1900. – [14] Jahrbuch der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin, Berlin 1898 u. f. – [15] Lindner, P., Mikroskopische Betriebskontrolle in den Gärungsgewerben, 3. Aufl., Berlin 1903. – [16] Lindner, P., Atlas der mikroskopischen Grundlagen der Gärungskunde, Berlin 1902. – [17] Schoenfeld, Die Herstellung obergäriger Biere, Berlin 1901. – [18] Vereinbarungen zur einheitlichen Untersuchung und Beurteilung von Nahrungs- und Genußmitteln, 3. Heft, Berlin 1902. – [19] Windisch, Das chemische Laboratorium des Brauers, 5. Heft, Berlin 1902.
H. Herzfeld.
Fig. 1.
Fig. 2.
Fig. 3.
Fig. 3a.
Fig. 4.
Fig. 5.
Fig. 6., Fig. 7.
Fig. 8.
Fig. 9.
Fig. 10.
Fig. 11., Fig. 11a.
Fig. 12.
Fig. 13.
Fig. 14.
Fig. 14a.
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http://www.zeno.org/Lueger-1904.
