Kitabı oku: «Prozesstechnik und Technologie in der Brauerei», sayfa 3
1.4.2.2Rührwerkskugelmühle
Rührwerkskugelmühlen werden im Bereich der Feinst- und Kolloidmahlung eingesetzt. Die Mühle besteht aus einem Gehäuse (1) und einem Mahlbehälter (2). Dazwischen befindet sich ein Kühlkreislauf (KW), welcher der Suspensionserwärmung entgegenwirkt (Abb. 1.22). Das zu zerkleinernde Produkt (Suspension mit einer Feststoffbeladung von 10 bis 50 Vol.-%) wird mit Mahlkörpern von 0,2–6 mm (z. B. Glas-, Keramik-, Stahlkugeln) versetzt (70–85 % Kugelfüllgrad). Durchmesser und Dichte derselbigen sind der jeweiligen Mahlaufgabe anzupassen. Der Mahlbehälter hat einen mehrstufigen Scheibenrührer (3) zur Bewegung des Inhalts. Die Suspension wird dem Behälter bei vertikaler Ausrichtung unten zugeführt und fließt oben über, wobei die Mahlkörper durch ein Sieb bzw. einen Deckel (5) zurückgehalten werden.
Abb. 1.22:Rührwerkskugelmühle
1.4.2.3Nassschrotung
Die Nassschrotung erfolgt mittels einer 2- bzw. 4-Walzenmühle mit vorhergehender Weichkonditionierung. Üblicherweise haben die geriffelten Walzen einen Durchmesser von 300–400 mm. Bei einer 2-Walzenmühle mit einer Leistung von bis zu 40 t/h weisen die Walzen einen Durchmesser von 500 mm und eine Länge von 2000 mm auf und laufen mit der gleichen Drehzahl von bis zu 480 U/min. Die Spelzen werden beim Durchlauf eines Konditionierungsschachts durchfeuchtet (18–22 %). Ihre Elastizität wird erhöht und sie bleiben weitgehend intakt, was eine höhere spezifische Senkbodenbelastung des Läuterbottichs erlaubt (Punkt 5.2). Der Mehlkörper nimmt nahezu keine Feuchtigkeit auf und kann daher gut zerkleinert werden. Der Schrotvorgang verursacht einen Widerstand auf den Walzen und macht eine regelmäßige Nachriffelung notwendig. Im Vergleich zum Dispax-Reactor® entsteht in Nassschrotmühlen aufgrund ihrer Konstruktion und viel geringeren Walzenumfangsgeschwindigkeit keine Beanspruchung durch Scherströmungen. Damit kann dieser Prozess im verfahrenstechnischen Sinn nicht eindeutig der Nasszerkleinerung zugeordnet werden. Bei der Nassschrotmühle wird der Füllstand des Weichschachts (Verweilzeit, Weichgrad) über die obere Speisewalze und Niveausonde geregelt (Abb. 1.23). Die untere Speisewalze bestimmt die Schrotleistung. Das Malz durchläuft den Weichschacht, der keine weiteren Einbauten besitzt (früher Kaskaden) in 30–90 s und wird mit Wasser von 50–75 °C benetzt. Die Geometrie des Schachts muss so gewählt sein, dass ein gleichmäßiges Absinken des Inhalts über den ganzen Behälterquerschnitt gewährleistet ist (Abb. 1.25). Der Massenfluss (A) wird durch glatte Wände und einen steilen Konuswinkel θ unterstützt. Das restliche Einmaischwasser wird unterhalb der Walzen (Walzenabstand bei einem Walzenpaar 0,3–0,4 mm) eventuell mit Milchsäure und unter Schutzgas zudosiert. Die Milchsäuredosage zum Weich- bzw. Einmaischwasser unterdrückt die enzymatisch-oxidative Wirkung der Lipoxygenasen (Punkt 1.7.2). Insgesamt ist der Sauerstoffeinfluss bei der Nassschrotung minimiert und kann durch eine gekapselte Schrotung unter N2/CO2–Inertgas gänzlich ausgeschlossen werden (Abb. 1.24). Unter der Mühle befindet sich die Maischepumpe, kombiniert mit einer Inducerschnecke (Vorsatzlaufrad), zur schonenden Förderung (Abb. 1.23). Alternativ kommt auch eine Mohnopumpe zum Einsatz (Abb. 1.24). Die bevorzugte Bauweise ist die 2-Walzenmühle. Das Schrot eignet sich für den Läuterbottichbetrieb. Da die Schrotzeit mit der Einmaischzeit zusammenfällt, ist eine hohe Schrotleistung erforderlich. Eine gute Malzvorreinigung einschließlich Magnet zur Metallabscheidung ist Voraussetzung, den Verschleiß der Walzen einzuschränken. Die Kontrolle des Nassschrots wird meist empirisch vorgenommen (Anbruch, Zerkleinerungsgrad). Die Beurteilung über Nasssiebung erfordert einen hohen Aufwand und die entsprechende Erfahrung. Außerdem sollte eine Kontrolle der Treber hinsichtlich des aufschließbaren Extrakts inklusive des Jodwerts erfolgen.
Abb. 1.23:Nassschrotmühle, Bauart 1, Variomill® [1.22]
Abb. 1.24:Nassschrotmühle, Bauart 2, Millstar®, optional Milchsäuredosage und Inertgasatmosphäre (gelbe Leitung) [1.23]
Abb. 1.25:Massen-/Kernfluss bei der Siloauslegung [1.9]
1.5CHARAKTERISIERUNG DES ZERKLEINERTEN PRODUKTS
Die Elemente der dispersen Phase bestehen aus Partikeln. Wichtige Partikeleigenschaften sind Partikelgröße, Partikeloberfläche und Partikelform. Größe und Oberfläche (Dispersitätsgrößen) kennzeichnen die Feinheit des Systems. Im einfachsten und seltenen Fall handelt es sich um kugelförmige Partikeln. Bei unregelmäßig geformten Partikeln wird häufig der Äquivalentdurchmesser angegeben. Der Äquivalentdurchmesser ist der Durchmesser derjenigen Kugel, die unter gleichen physikalischen Bedingungen denselben Wert eines Feinheitsmerkmals liefert wie die betrachtete Partikel [1.24]. Geometrische Äquivalentdurchmesser sind beispielsweise der Durchmesser der volumengleichen Kugel dV und der Durchmesser der oberflächengleichen Kugel dS. Physikalische Äquivalentdurchmesser können der Durchmesser einer Kugel mit gleicher Sinkgeschwindigkeit oder der Durchmesser einer Kugel mit gleicher Streulichtintensität sein. Bei der Berechnung wird allerdings nicht die einzelne Kugel, sondern die Durchmesserverteilung der Kugeln mit gleicher Eigenschaft (z. B. Sinkgeschwindigkeit) herangezogen. Die spezifische Oberfläche ist ebenfalls ein wichtiges Feinheitsmerkmal. Die volumenspezifische Oberfläche setzt sich zusammen aus
Die massenspezifische Oberfläche lautet
Mithilfe der Partikeldichte ρs lassen sich die Größen ineinander umrechnen:
Mit den Äquivalentdurchmessern lässt sich die spezifische Oberfläche unregelmäßig geformter Partikeln umrechnen:
| d s | = | Durchmesser der oberflächengleichen Kugel |
| d v | = | Durchmesser der volumengleichen Kugel |
Bei einer Kugel mit dem Äquivalentdurchmesser d = ds = dv gilt
Die Beschreibung der Partikelform kann durch die Angabe eines Formfaktors ϕ erfolgen, der sich aus dem Verhältnis zweier Größen zusammensetzt, die unabhängig voneinander an der Partikel gemessen werden. Dieser Faktor gibt z. B. das Verhältnis der tatsächlichen Oberfläche einer Partikel zur Oberfläche einer volumengleichen Kugel an [1.24]. Der Kehrwert ist die Sphärizität ΨWa nach Wadell [1.25].
Für Kugeln beträgt ϕ = 1 und für anders geformte Partikeln ϕ > 1. Der Formfaktor wird umso größer, je mehr die Partikel von der Kugelform abweicht (Tab. 1.3).
Multipliziert man den Formfaktor mit der theoretischen spezifischen Oberfläche (Gl. 1.13), erhält man die spezifische Oberfläche der Einzelpartikel.
Tab. 1.3:Formfaktoren für unterschiedlich geformte Partikeln [1.9]
| Beschreibung | Formfaktor | |
 | Kugel | 1,0 |
 | Tropfen, Blasen | 1,0–1,1 |
 | Eckiges Korn (z. B. Sand) | 1,3–1,5 |
 | Nadelförmig | 1,5–2,2 |
 | Plättchenförmig | 2,5–4,0 |
 | Stark zerklüftete Oberfläche (z. B. Ruß) | 100–10000 |
1.5.1PARTIKELGRÖSSENVERTEILUNG
Die Gesamtmenge von Partikeln (Partikelkollektiv) wird nach der Dispersitätsgröße, der Partikelgröße × (z. B. Maschenweite eines Siebs oder Äquivalentdurchmesser) und den zugehörigen Mengenanteilen geordnet und als Verteilung dargestellt (Verteilungssumme, Verteilungsdichte).
Abb. 1.26:Partikelgrößenverteilung [1.26]
Als Mengenarten (Index r) stehen Anzahl (Q0), Länge (Q1), Fläche (Q2) oder Volumen bzw. Masse (Q3) zur Verfügung. Das Volumen ist der Masse gleichgesetzt, wenn die Dichte unabhängig von der Partikelgröße ist. Auf der Ordinate werden die Mengenanteile als Anteil an der Gesamtmenge aufgetragen, der unterhalb einer bestimmten Teilchengröße xi liegt, z. B. der Durchgang durch ein Sieb mit der Maschenweite xi (Verteilungssumme).
| x ≤ xmin | Qr(x) = 0 |
| x ≥ xmax | Qr(x) = 1 |
Der Medianwert x50,r entspricht der Partikelgröße, unterhalb der 50 % der Partikelmenge liegen.
Die Verteilungsdichte berechnet sich aus dem Anteil der Gesamtmenge in einem bestimmten Größenintervall, bezogen auf die Intervallbreite Δxi, z. B. der Massenanteil, der zwischen zwei Sieben mit den Maschenweiten xi und xi-1 zurückbleibt. Die Darstellung der Verteilungsdichtefunktion qr (x) erhält man aus der Verteilungssumme.
| x ≤ xmin | qr(x) = 0 |
| x ≥ xmax | qr(x) = 0 |
Am Wendepunkt von Qr (x) hat qr(x) ein Maximum. Dieser Wert xh,r (Modalwert) kennzeichnet die mengenreichste Partikelgröße. Es können auch bi- oder multimodale Verteilungen auftreten.
1.5.2KONTROLLE DER ZERKLEINERUNG (ANALYSENMETHODEN)
Die Partikelmesstechnik bildet die Basis zur Sicherung der Qualität und der nachfolgenden Prozessschritte.
Die Schrotkontrolle soll wöchentlich erfolgen. Grundvoraussetzung ist eine korrekte Probennahme (Kap.14).
Die Proben müssen während des Schrotens über den zentralen Probennehmer der Mühle gezogen werden (andernfalls Entmischung; Gesamtmenge max. 200 g). Zur Einzelüberprüfung der Mahlpassagen werden die Proben unter den entsprechenden Mahlgängen entnommen.
Die Beurteilung des Schrots kann folgendermaßen vorgenommen werden:
·empirisch (Vorbruch, Ausmahlungsgrad der Spelzen) nach dem ersten Walzenpaar
·Spelzenvolumen (> 700 ml/100 g)
·Siebanalyse (s. Tab. 1.4)
· Analyse mittels Laserbeugung
1.5.2.1Siebturm
Die Methode zeichnet sich durch einen einfachen apparativen Aufbau, geringen Arbeitsaufwand, die Erfassung eines relativ breiten Kornspektrums und gute Reproduzierbarkeit aus. Die Klassengrenzen ergeben sich aus den Maschenweiten der gewählten Siebe. Die Sortierung von Läuterbottichschrot kann nach DIN ISO 3310-1 (0.125; 0.250; 0.500; 1.00; 1.250 mm) durchgeführt werden [1.27].
1.5.2.2Luftstrahlsieb
Bei feineren Schroten (Pulverschrot) ist mit dem Luftstrahlsieb (Einzelsiebung) zu arbeiten. Im Gegensatz zum Siebturm besteht hier keine Gefahr der Maschenverlegung (adhäsive Kräfte) durch den Feinanteil (< 125 μm) und der Agglomeration der Partikeln untereinander. Die Siebung erfolgt jeweils nur mit einem Sieb, auf welches das Material aufgegeben wird. Das Sieb wird mit einem abdichtenden Deckel verschlossen (Abb. 1.27). Ein kreisender Luftstrom (rotierende Schlitzdüse) durchmischt das Gut von unten. Gleichzeitig wird die Luft des Siebgutraums über ein Sauggebläse angesaugt und nimmt hierbei das Material mit, das feiner als die Maschenweite ist. Der Rückstand auf dem Sieb wird gewogen. Man beginnt mit dem Sieb kleinster Maschenweite. Nach einer in Vorversuchen bestimmten Siebzeit wird der Durchgang mittels Differenzwägung bestimmt. Der jeweilige Rückstand wird auf das Sieb mit der nächstgrößeren Maschenweite überführt.
Abb. 1.27:Luftstrahlsieb, Firma Alpine [1.28]
1.5.2.3Laserbeugungsspektrometer (Streulichtmessung)
Wenn eine ebene Lichtwelle (Wellenlänge λ) auf eine kugelförmige Partikel (d, Brechungsindex n) trifft, so tritt z. T. eine Streuung (Beugung, Brechung, Reflexion) der Welle ein. Die oben angeführte Messmethode basiert auf dem optischen Prinzip der Lichtbeugung, wobei der Beugungsanteil in Vorwärtsrichtung (Fraunhofer’sche Beugung) erfasst wird. Dabei verursachen kleine Partikeln einen breiten Beugungswinkel mit geringer Intensität, während große Partikeln das Licht in einem kleinen Winkel mit hoher Intensität beugen (Abb. 1.28). Der Messvorgang besteht darin, dass die pulverförmige Probe in den Luftstrahl gebracht, dort dispergiert und mittels einer Düse senkrecht zur optischen Achse des Systems durch den Strahlengang des Lasers geleitet wird. Die Sammellinse bündelt die durch die Partikeln entstehenden Beugungsspektren und bildet sie auf den in der Brennebene angeordneten Multielementdetektor ab. Aus der am Detektor aufgenommenen Intensitätsverteilung kann über komplexe mathematische Verfahren auf die Partikelgrößenverteilung geschlossen werden. Je nach Einstellung der Brennweite ergibt sich ein Messbereich von 0,5–1750 μm.
Abb. 1.28:Messprinzip der Laserbeugung
1.5.2.4Bildanalyse
Um Bilder mit Computersystemen verarbeiten zu können, müssen sie in Datenformate umgesetzt werden. Diesen Vorgang nennt man Digitalisierung. Das Objekt oder eine mikroskopische Vergrößerung davon wird als Bild durch eine CCD-Kamera erfasst. Das digitale Bild ist aus sehr vielen Bildelementen, den Pixeln aufgebaut, wobei jedem Pixel eine Farbtiefe bzw. ein Grauwert zugeordnet wird. Mittels Bildanalysesoftware wird eine pixelweise Umwandlung des Grauwertebilds in ein Schwarz-Weiß-Bild (Binärbild) durch eine eingestellte Grauwertschwelle vorgenommen. Die Rasterflächen werden somit in Schwarz (= 0) oder Weiß (= 1) dargestellt. Damit ergeben sich eindeutig einzelne, erkennbare Objekte. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen den Einzelpartikeln und die Differenzierbarkeit der Partikel gegenüber dem Hintergrund. Dazu werden Helligkeit und Kontrast vor dem Binarisieren mittels der Software überarbeitet. Als Messgrößen werden Fläche, Umfang, Durchmesser etc. ausgewertet.
1.6ZERKLEINERUNG DES MALZES
1.6.1AUFGABEN
Dem Prozessschritt des Schrotens kommt im Rahmen der Würzebereitung eine wichtige Funktion zu, wobei zwei völlig konträren Zielen Rechnung getragen werden muss.
Zum einen soll das Malz so zerkleinert werden, dass die physikalischen und chemisch-biologischen Vorgänge beim Maischen optimal ablaufen. Angestrebt werden die schnelle Lösung und vollständige Umsetzung der Malzinhaltsstoffe. Ziel des Maischens ist es, maximalen Extrakt bei technologisch idealer Würzezusammensetzung für den angestrebten Biertyp zu erhalten. Eine optimierte Schrotqualität bewirkt kürzere Verzuckerungszeiten, höhere Endvergärungsgrade, geringere Treberverluste (= höhere Ausbeute) und eine verbesserte Jodnormalität der Würzen. Weiterhin können die üblichen Schwankungen der Malzqualität bis zu einem gewissen Maß ausgeglichen werden.
Zum anderen muss der nachfolgenden Trenntechnik Rechnung getragen werden. Man will eine schnellstmögliche Abtrennung der Festbestandteile bei optimaler Ausbeute. Hierbei müssen die existierenden Trennsysteme differenziert betrachtet werden:
Bei Läuterbottichbetrieb ist die Ausbildung einer Filterschicht notwendig, die es ermöglicht, Vorderwürze und Nachgüsse bei optimaler Ausbeute in weniger als zwei Stunden zu gewinnen. Die Spelzen sind innerhalb der Treber für die Ausbildung einer lockeren, gut durchlässigen Treberschicht verantwortlich. Je feiner die Vermahlung der Spelzen ist, um so weniger durchlässig wird die Treberschicht. Dies ist vor allem bei Hochleistungsbottichen (bis 14 Sude pro 24 h) von größter Bedeutung. Grundvoraussetzung hierfür ist der Erhalt der Spelzenfraktion mit einem Anteil von ca. 18 bis 25 % (Tab. 1.4). Von Belang sind also nicht nur die puren Spelzen, sondern auch ein bestimmter Prozentsatz an Grießen, die als “Distanzstücke” fungieren [1.15]. Erhaltene und gut ausgemahlene Spelzen ergeben ein hohes Spelzenvolumen (Soll > 700 ml/100 g). Der Pudermehlanteil ist auch eine wichtige Fraktion der Schrotsortierung. Die weitgehende Vermahlung des Mehlkörpers des Malzes ist zwar für die enzymatische Angreifbarkeit während des Maischens förderlich, die Durchlässigkeit der Treberschicht wird jedoch stark herabgesetzt. Bei zu feinem Schrot besteht insgesamt die Gefahr einer unvollständigen oder zumindest erschwerten Auswaschung. Daraus folgt, dass mit sinkendem Spelzenanteil die Aufhacktechnik optimiert bzw. ein alternatives Trennverfahren zum Läuterbottich zum Einsatz kommt wie beim klassischen Maischefilterbetrieb (6–8 cm) mit einem tendenziell feineren Schrot mit ca. 11 % Spelzenanteil.
Neuere Maischefilterbauarten (= Dünnschichtfilter 4,5 cm) sind in der Lage, ein mittels Hammermühle hergestelltes Pulverschrot (> 70 % < 150 μm) zu verarbeiten.
Tab. 1.4:Schrotsortierung für verschiedene Läutersysteme [1.29]
*Summe Feingrieß I u. II, ** Summe Grieß- und Pudermehl
1.6.2MALZLÖSUNG
Die Begriffe Malzqualität und Malzlösung stehen in engem Zusammenhang. Per Definition nach Lüers [1.30] liefert die Gesamtheit aller Methoden rückblickend ein Urteil über das Ausmaß der beim Mälzen stattgefundenen Veränderungen und vorausschauend Anhaltspunkte über die Verarbeitbarkeit des Malzes beim Brauprozess. Dies wird unter dem Begriff „Auflösungsgrad“ zusammengefasst. Die elementaren Veränderungen des Korns während des Keimprozesses betreffen neben den Wachstumserscheinungen des Blatt- und Wurzelkeims Umsetzungen im Mehlkörper, die durch bestimmte Enzymgruppen den Abbau hochmolekularer Reservestoffe in niedermolekulare Produkte bewirken. Palmer [1.31] stellte anlässlich des EBC-Congresses 1971 den Verlauf der Auflösung im Malzkorn schematisiert dar (Abb. 1.29).
Abb. 1.29:Gekeimtes Gerstenkorn [1.31]
Demnach verläuft die Auflösung vom Keimling parallel zum Schildchen auf der Rückenseite des Korns rascher. Diese Hypothese stellten Brown und Morris bereits 1890 auf [1.32]. Demzufolge ist das Korn unterschiedlich hart und man erhält ungleiche Mahlprodukte. Die Grobgrieße an der Spitze sind enzymarm sowie schwer aufschließbar und stellen beim Schroten einen Widerstand dar. Bei den Feingrießen, die sich bevorzugt in der unteren und z. T. mittleren Kornregion befinden, sind die Zellwände bereits abgebaut. Das bedarf keiner weiteren Zerkleinerung und liefert die Hauptmenge an Extraktbildnern. Sowohl Feingrieße als auch Mehl sind wasserlöslich oder enzymatisch gut angreifbar.
Fazit: Je knapper die Malzlösung ausfällt, desto härter ist das Korn und umso gröber fällt das Schrot aus. Je schlechter die Auflösung, umso wichtiger ist die Schrotbeschaffenheit.
Wird Malz infolge unsachgemäßer Lagerung feucht (6–10 %), so fällt das Schrot gröber aus und die Ausbeuteverluste steigen an. Dieser Negativeffekt kommt bei der Malzkonditionierung nicht zum Tragen, da nur vorwiegend der Wassergehalt der Spelzen erhöht wird.
Rein aus der Empirie äußert sich die Malzauflösung durch mechanische Zerreibbarkeit des Mehlkörpers. Im Lauf der letzten 80 Jahre wurden zahlreiche Methoden entwickelt, um die cytolytischen Vorgänge im Korn möglichst vollständig zu beschreiben [1.33]. Das Ziel, die Cytolyse nur durch eine Analyse zu erfassen, konnte bis heute nicht realisiert werden.
Tab. 1.5:Analysenmethoden zur Beurteilung der Cytolyse
| chemisch | mechanisch | |
| M/S-Differenz | ||
| Friabilimeter (inkl. ganzglasige) | ||
| Viskosität | Blattkeimentwicklung | |
| der Kongresswürzeder 65 °C-Würze | Schnittprobe (Längsschnitt) | |
| ß-Glucan | Härtetest nach Brabender | |
| der Kongresswürzeder 65 °C-Würze | ||
| Färbetest | Schrotsortierung (Prior 1896) | |
| MethylenblauCalcofluor | Pudermehlgehalt (Hartong 1939) Feinanteil über PGV 1994 |
Tabelle 1.5 gibt hierzu einen Methodenüberblick: Der Analyse der Mehl-Schrot-Differenz liegt der Gedanke zugrunde, dass mit zunehmender mechanischer Lösung des Mehlkörpers auch gröbere Schrotanteile infolge der ansteigenden Permeabilität ihren Extrakt ähnlich leicht hergeben wie das Feinmehl. Der Nachteil dieser Methode liegt in ihrem hohen analytischen Fehler. Die Viskosität der Kongresswürze lässt bei gut und sehr gut gelösten Malzen kaum Unterschiede finden. Die klassischen Analysen aus der Kongresswürze zur Charakterisierung der Mehlkörperlösung versagen bei inhomogenen Malzen. Aussagefähiger ist dagegen die in der VZ 65 °-Maische bestimmte Viskosität. Sie spiegelt die Wirkung des ß-Glucansolubilasenkomplexes wider, der die Esterbindung zwischen Eiweiß und Hemicellulose spaltet und damit hochmolekulares ß-Glucan, möglicherweise auch Pentosan [1.34] freisetzt. Demnach treten bei inhomogenen Malzen in der 65-°C-Maische gegenüber der konventionellen Kongresswürze erhöhte ß-Glucangehalte und Viskositätswerte auf. Der Verdacht auf Inhomogenität besteht dann, wenn bei ß-Glucan eine Differenz von > 150 mg/l zur Kongresswürze und bei der Viskosität ein Anstieg um 0,1 mPas vorliegen. Mit dieser geschilderten analytischen Weiterentwicklung kann das Inhomogenitätsproblem eingegrenzt werden. Das isotherme 65-°C-Maischverfahren führt zu einer praxisnäheren Beurteilung neuer Züchtungen und spiegelt die heute angewandten Maischverfahren mit kurzer Maischzeit und höherer Maischtemperatur besser wider. Deshalb und wegen der genaueren Differenzierung cytolytischer Merkmale löst das isotherme 65-°C- Maischverfahren das seit 1907 bestehende Kongressmaischverfahren für die Analytik von hellem Gerstenmalz künftig ab.
Die Schleif- und Färbemethoden (s. Bildanalyse) geben zwar gute Aussagen zur Auflösung und Homogenität, sind aber von der Präparationszeit und Auswertung her sehr aufwendig. Grundlage ist der direkte Nachweis hochmolekularer ß-Glucane im Malzendosperm. Im Kornlängsschnitt werden die ß-Glucane mit einem MG > 10000 D in den ungelösten und teilgelösten Endospermbereichen mit Calcofluor gefärbt, mit Fastgreen gegengefärbt und bei UV-Anregung als Fluoreszens sichtbar gemacht. Die Auswertung erfolgt über CCD-Kamera und Bildanalyse-Software. Über den Anteil des ungelösten (gefärbten) Bereichs zur Gesamtfläche des Malzkorns erfolgt eine Einteilung in die Auflösungsklassen. Ergeben sich Maxima in einzelnen Modifikationsklassen, ist das Malz inhomogen. Aus dieser Auswertung ergibt sich eine Prognose zum Ablauf bei der Würze- und Bierfiltration [1.35]. Ebenso kann zur Beurteilung der Läuterarbeit neben dem ß-Glucan-Gehalt die Analyse des Arabinoxylans (Pentosan) dienen [1.36].
Mit einer weiteren auf dem Einsatz von Calcofluor basierenden Methode ist es möglich, hochmolekulares ß-Glucan mittels Fließ-Injektions-Analyse zu quantifizieren.
In der Praxis ist häufig der Friabilimetertest, der als Screening bei der Malzanlieferung eingesetzt wird, zu finden. Die so ermittelte Mürbigkeit zeigt eine hohe Korrelation mit dem Anteil unterlöster Malze in Mischungen. Andererseits muss ein guter Friabilimeterwert (> 85 %) nicht zwingend eine günstige Viskosität und Mehl-Schrot-Differenz bedingen. Der Brabenderhärteprüfer kann als gedanklicher Vorläufer zum Friabilimeter gewertet werden, da die Kraft gemessen wurde, die nötig war, um vorgebrochenes Schrot weiter zu vermahlen. Nicht unerwähnt bleiben soll die Blattkeimentwicklung, wobei diese nicht parallel zur Auflösung des Malzes verlaufen muss. Auch die Bestimmung der Mehligkeit mittels Längsschnitt reichte allein nicht aus. In Zusammenhang mit der Laserbeugungs-Methode ist der Vorschlag von Prior 1896 hervorzuheben, Malz bei bestimmtem Walzenabstand zu schroten, um aus der Verteilung der einzelnen Schrotsortierungsanteile auf die Mürbigkeit zu schließen. Hartong griff diesen Gedanken 1939 auf und untersuchte die Pudermehlgehalte während der gesamten Keimzeit.
Basierend auf diesen geschilderten technologischen Zusammenhängen wurde untersucht [1.37], wie sich die unterschiedlichen Malzqualitäten auf die Feinfraktion des Schrots auswirken. Die zur Untersuchung herangezogenen Malze unterschiedlicher Lösung wurden durch Variation der Keimungsparameter (Temperatur, Zeit und Feuchte) aus ein und derselben Gerstensorte hergestellt.
Abb. 1.30:PGV von geschroteten Malzen unterschiedlicher Keimtemperatur [1.37]
Stellvertretend ist in Abbildung 1.30 die Partikelgrößenverteilung (PGV) der Malze aus der 12, 15, 18 °C-Keimung (44,5% Feuchte, 6 Tage) mit der zugehörigen Schwankungsbreite (3-fach-Ansatz, P = 95 %) dargestellt. Das Malz aus der 15-°C-Keimung weist, gefolgt vom Malz aus der 12-°C-Keimung, den höchsten Feinanteil auf. Den gängigen Malzanalysedaten entsprechend, ist es als gleichmäßig und gut gelöst zu charakterisieren. Aufgrund der niedrigeren Temperatur fallen die Umsetzungen beim 12-°C-Malz geringer aus. Bei der 18-°C-Keimung beginnt die Lösung zwar schneller und intensiver, doch verläuft sie sehr ungleichmäßig, was einen z. T. überlösten Mehlkörper mit harten, glasigen Spitzen („Lösungsgefälle“) zur Folge hat. Dies geht zu Lasten des Feinanteils. Die vergleichsweise großen Konfidenzintervalle lassen sich mit der Inhomogenität begründen, die aus der hohen Keimtemperatur resultiert. Die Messung erstreckt sich hinunter bis in den Größenbereich der Stärkekörner (5–30 μm).
Insgesamt zeigte sich, dass sich die Maßnahmen, die der Steigerung der Malzhomogenität förderlich sind, in der Partikelgrößenverteilung des Schrots (höherer Feinanteil) niederschlagen und stark inhomogene Malze anhand der geschilderten Methode unterschieden werden können.
