專利名稱：釀造業中流化床技術的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及生產飲料的方法，尤其是釀造和/或發酵的飲料，以及涉及使用這些方法的設備和裝置。
背景技術：
生產啤酒的方法基本上可分為三個主要的工藝過程，即，麥芽的生產、頭道麥芽汁的產生以及發酵工藝過程。該方法以及由此涉及的設備和裝置是釀造技術研究的課題，其為專業人員所熟知。在這方面，可參考下面關于

圖1的描述，以及對應的技術文獻，尤其是H.Miedaner的文章“施泰因耐克(Steinecker)釀造間技術的125年”(“釀造世界”，2000，799頁至805頁)。

發明內容
本發明的目的是改進啤酒的生產，以使在啤酒生產的過程中顯著地簡化操作過程。該目的的實現是通過如權利要求1所述的方法，如權利要求11所述的一設備或裝置，如權利要求15所述的顆?；?，以及如權利要求16所述的方法。
本發明是基于這樣的概念首先，干燥啤酒生產所需要的頭道麥芽汁，其后，再次溶解上述的麥芽汁，以便作進一步的處理，尤其是發酵處理。由此，在本發明中，頭道麥芽汁在釀造技術的意義上應理解為它是處于液體的形式。此外，在本發明中，如果如通常的麥芽谷物類那樣采用一不同的起始產物，例如，大麥、小麥、黑麥，斯佩耳特小麥或二粒小麥，特別是其它的淀粉基材料，例如，玉米、大米和/或其它麥芽谷物類和/或其它非麥芽的谷物類以及糖類，則它也稱之為頭道麥芽汁。然而，總之，麥芽汁必須存在于液體的形式中。
頭道麥芽汁的干燥和其后的溶解首先顯現得比傳統的啤酒生產更加繁重費力。然后，當生產大量的啤酒時，該方法具有許多優點。
采用傳統的方法，生產麥芽汁的整個工藝過程在每個釀造廠中進行，以便其后將其制成啤酒。這要求啤酒制造商在對應的目標國家的多個釀造間內進行就地的啤酒生產，即，至今，每家釀造廠具有一釀造間。由此，麥芽汁和啤酒的整個生產在一前提下進行。然后，啤酒生產整體上的技術秘訣是保存在頭道麥芽汁的生產中。發酵工藝過程不需要特別的專業技術。
根據本發明，頭道麥芽汁的生產可以集中實施，其中，最終產品是可儲存和便于運輸的干燥的頭道麥芽汁。運輸到發酵廠后，干燥的頭道麥芽汁可首先溶解在水中，并在酵母的作用下發酵成啤酒。這種做法的首要優點在于，可造成巨大耗資的多個釀造間變得多余。因此，干燥頭道麥芽汁的集中生產顯著地減少在設備和能量上的考慮，因為集中生產帶來各方面的最佳協同作用。在當地發酵廠中有無釀造技術秘訣將不再是決定性必要的。此外，盡管在不同地點進行最終的生產，但總可達到啤酒生產質量的一致性。
根據本發明，采用流化床技術，即，流化床干燥、流化床顆?；?、流化床噴霧顆?；?或流化床涂層，特別適合于干燥頭道麥芽汁的生產。這些方法的特別優點在于，對于顆?；a的特別適宜性。由此，顆粒可涂覆一層或若干層涂層，特別用其它的香味涂覆。然而，尤其是，包含在干燥的頭道麥芽汁內的香味可封裝起來，這樣，在儲存時和可能的運輸過程中，上述的香味不會揮發掉。
附圖的簡要說明圖1示出一傳統啤酒生產工藝過程的流程圖，圖2示出根據本發明的麥芽汁顆粒生產的流程圖，以及圖3示出根據本發明從麥芽汁顆粒起始的啤酒生產的流程圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發明，首先，借助于圖1簡要地討論用于釀造技術中的諸工藝步驟，以及通常所采用的設備。啤酒生產的方法基本上可分為三個主要的工藝過程，即，麥芽的生產、頭道麥芽汁的生產以及發酵工藝過程。
對于麥芽的生產，粗的大麥顆粒加工成麥芽，其中，在麥芽間內采用浸泡、萌芽和窯烘的諸工藝步驟。在浸泡的過程中，顆粒吸收水分、供氧和清洗。其后，在萌芽車間內進行萌芽，其中，空氣的供給通常由通風機來實現，翻轉設備提供對萌芽材料的均勻翻轉。麥芽化的目的主要是形成酶和對麥芽物質的有控制的反應。在萌芽的工藝過程中，胚芽致使能分解顆粒物質的酶的形成。該過程特別關系到蛋白質和淀粉的降解，以及其它物質的降解。在對于物質轉化必要的萌芽過程之后，通過抽取水分來停止萌芽的過程。技術人員指這種過程步驟為窯烘。水分的抽取通常利用加熱和通氣來實現。窯烘致使麥芽獲得香味和顏色，其是各自品種的特色，并對生產類型的啤酒產生影響。窯烘之后，麥芽通常具有一低于5％的含水率，以便其儲存。在麥芽生產結束時，麥芽仍具有顆粒的形狀。大麥是用于底部發酵啤酒的麥芽生產的基本材料，除了大麥，也可用其它的谷物類來進行麥芽化，例如，小麥、黑麥、斯佩耳特小麥和二粒小麥。
在頭道麥芽汁制造的過程中，麥芽通常在水和酒花作用下加工成頭道麥芽汁。根據要求的飲料，也可用不同的糖類以及其它的含淀粉的基礎材料進行加工，例如，玉米、大米，其它的麥芽化的顆粒類和/或其它的未麥芽化的谷類。此外，也可添加酶補充劑和無機的物質。麥芽的生產在釀造間內進行，這意味著，裝置和/或設備的實體是用于麥芽生產所必要的。在釀造間內的麥芽的生產，即，釀造間的工藝過程通常包括六個部分的過程，也就是說，磨碾、搗碎、過濾、麥芽汁蒸煮、熱渣分離和麥芽冷卻。
為了在麥芽顆粒內繼續酶的降解，其開始于麥芽車間中的裝置，麥芽必須以充分規定的方式進行磨碾。該磨碾過程通常在一麥芽磨碾廠內進行，該磨碾廠的目的是分離顆粒的外皮，即所謂的去除殘余顆粒的外殼，由此，外殼必須盡可能處理為以備以后使用的備用品(將在下文中詳細討論)。在磨碾過程中，含有淀粉的物體盡可能被粉碎。
其后的搗碎通常在一麥芽漿大桶和一麥芽漿罐內進行。搗碎應理解為溶解麥芽成分，尤其是淀粉和蛋白質，且借助于麥芽的酶將高分子的有機物質降解為能溶解于水的形式。不溶性的淀粉降解為可發酵的糖分，其是搗碎過程中最主要的過程。搗碎對于頭道麥芽汁的生產起到一中心作用，因為在此過程中，確定麥芽成分的基礎，并因此確定啤酒的類型和啤酒的質量。搗碎過程開始于混合一特定量的磨碎的谷物和一特定量的釀造水，即，所謂的麥芽漿。為了控制該過程，要為啤酒釀造者提供以下諸參數溫度、時間、麥芽漿濃度，以及低度下的麥芽漿濃度，及在低度下的氫離子的濃度。在搗碎過程中存在于搗碎結束時的萃取溶液被稱之為頭道麥芽汁。
過濾是在一過濾大桶或(較少使用)在一搗碎過濾器內進行。一般來說，過濾應理解為對麥芽漿的溶解成分的分離，即，麥芽汁從不溶性成分，從所謂的用過的顆粒中分離。用過的顆粒主要包括在磨碾過程中獲得的外殼和蛋白質，以及其它的淀粉和礦物質成分。對于過濾來說，整個麥芽漿泵送到過濾大桶內。在桶底上方，過濾大桶具有一篩子底，即，所謂的活底。用過的顆粒放在篩子底上，而麥芽汁通過篩子的狹縫從過濾大桶進入到麥芽汁罐中，這通常通過泵送進行。用過的顆粒對于待過濾的麥芽汁形成一過濾層。大致地說，過濾過程可分為兩個步驟扣除，即泵送存在于麥芽漿中的萃取溶液，也就是頭道麥芽汁，以及仍含有萃取液的用過顆粒的飛濺，其借助于熱的釀造水，即，所謂的飛濺水來進行飛濺。不久前，還已知有其它的分離技術問世。
麥芽汁的蒸煮在一麥芽罐中進行。在蒸煮的過程中，添加酒花或酒花制品，但在實踐中有時也可添加糖分。酒花的添加給予麥芽汁以及其后通過發酵制成的啤酒典型的苦味。為了在麥芽汁溶液中增加可發酵和/或不可發酵的萃取液的比例，可添加糖分。在麥芽汁蒸煮之后，給出所謂的頭道麥芽汁。表征頭道麥芽汁特征的是頭道麥芽汁的成分。頭道麥芽汁成分是發酵前溶解在麥芽汁內的物質的百分比，例如，麥芽糖、蛋白質、維生素、微量元素和香味。頭道麥芽汁成分分別用％Plato或°Plato(以前使用)來量測。在發酵成酒精的過程中，通過酵母作用通常大約三分之一的頭道麥芽汁成分轉化，其用重量百分比來表示。因此，例如，一12％的麥芽汁導致酒精含量大約為4％(重量百分比)。然而，還存在有其它的各種方法，其中，在釀造間的裝置中形成非常高百分比的含有麥芽汁的萃取液，其后，在發酵之后進行調整，通過稀釋而使啤酒具有一特定的酒精含量。
麥芽汁蒸煮，要達到下列幾個目的為調整頭道麥芽汁的含量而蒸發水分，分離高分子蛋白質(所謂的破裂)，為固定麥芽汁成分而阻止酶的活化，消毒麥芽汁，酒花物質的異構化，香味的構成(所謂的梅拉德反應)，以及去除不希望的香味。這些目的均通過麥芽汁蒸煮過程中的熱效應得以實現。
在最終麥芽汁蒸煮完成之后，熱渣破裂的分離通常在一漩渦中進行，其中，包含在頭道麥芽汁中的熱渣從其余的頭道麥芽汁中分離。熱渣主要由已凝固的蛋白質組成，即，在麥芽汁蒸煮的過程中，由于熱的作用而結成塊的蛋白質。此外，熱渣包含多酚物質和其它的懸浮成分。在漩渦中，借助于沿切向的泵入，利用離心力的作用。熱渣在漩渦的底部的中心處凝結成錐形的形狀。這樣分離的頭道麥芽汁其后被泵走。代替漩渦，還可使用其它的分離系統。
在釀造裝置內的最后部分的過程是麥芽汁的冷卻，其中，頭道麥芽汁從幾近蒸煮溫度冷卻到所謂的分離溫度，例如6℃，冷卻通常經一熱交換系統來實現。冷卻的麥芽汁給以充分的通風。為了添加僅能在低溫下存活的酵母，在發酵之前冷卻是必要的。在其后添加酵母之前，進行所謂的分離，麥芽汁被稱之為分離麥芽汁。就在添加酵母之后，分離的麥芽汁則稱之為啤酒或生啤?，F在，冷卻后的頭道麥芽汁的主發酵在發酵器內進行。添加在麥芽汁中的酵母能開始酒精的發酵。由此，糖分子在生化過程中轉化成酒精、CO2，以及高達300揮發性和非揮發的共生物質，及必須通過冷卻而耗散的熱量。在發酵開始時，酵母需要增加地提供充足的氧供應，其可通過麥芽汁冷卻之后的通風來實現。當可發酵的萃取液的主部分已發酵時，主發酵即完成。此后，可進行進一步的冷卻和分離。接下來，在略微增加的壓力下進行啤酒的儲存和熟化，即，所謂的桶塞壓力，通常在深冷儲存桶中。由此，余下的可發酵的萃取液盡可能地進行發酵。借助于桶塞壓力，以及低的儲存溫度，例如，1℃，則可固定啤酒中的CO2的含量。此外，啤酒的儲存導致確定啤酒和啤酒的一定的化學和物理的穩定性。
在儲存結束時，啤酒存在有混濁現象，通常通過一所謂的硅藻土過濾裝置進行去除。其后，可進行一所謂的PVPP穩定，以達到一長的儲存期。此外，可進行一附加的啤酒碳酸飽和。然后，啤酒進入到壓力桶內。從那里起，灌裝到瓶內、罐內、桶內或諸如此類的容器內，并保持其內的壓力。在灌裝過程之前，可進行一加熱殺菌法，以達到啤酒長的儲存期。
在圖2中示出根據本發明制造干燥頭道麥芽汁，特別是頭道麥芽汁顆粒的工藝過程。呈液體形的頭道麥芽汁的制造與上述傳統的頭道麥芽汁的制造相同。因此，可參考圖1中的討論。麥芽汁的冷卻不再必要，但仍可實施。此后，進行頭道麥芽汁的干燥，這樣，干燥后的頭道麥芽汁尤其呈顆粒的形狀，干燥的物質或粉末可遠比主要含水分的頭道麥芽汁容易得多的方式進行運輸。
由此，使用流化床技術，即，流化床干燥、流化床顆?；?、流化床噴霧顆?；?或流化床涂覆，該種技術是特別適用的。流化床的具體的優點在于，一方面，其特別適用于顆粒的制造。更重要的是，另一方面已證實，采用流化床技術，若在合適的溫度過程中，特別是在70至80℃的流化床的溫度，可以沒有頭道麥芽汁的質量的損失，或僅有略微的質量損失。
此外，顆粒可用一個或若干個其它的涂層進行涂覆，特別是用香味。然而，特別是，包含在干燥的頭道麥芽汁中的香味可被封裝起來，這樣，在儲存或可能的運輸過程中，它們不會蒸發掉。另一優點是，更易于處理，特別是更適應于儲存。與傳統的基礎物質相比，顆粒的傳輸和流動特性以及無塵特性得到提高。采用導致對應的最佳協同作用的本發明，麥芽汁生產的主要的浪費產品，所謂的用過的顆粒，不會招致疏散的定位。
在圖3中，示出起始于根據本發明的干燥的頭道麥芽汁的啤酒的生產工藝過程。干燥的麥芽汁首先溶解在水中。由此，不連續地操作溶解技術，尤其是，可采用批量操作溶解箱技術，但也可采用連續地操作溶解技術，特別是，用于溶解結晶糖的非酒精的軟飲料生產領域內的溶解技術。
這種收回的頭道麥芽汁可承受熱處理，或紫外線的處理，以便在添加酵母之前，消毒或巴氏法殺菌收回的頭道麥芽汁。
收回的頭道麥芽汁調整到一適于添加酵母的溫度。然后，進行傳統方法的發酵過程。因此，就這一點可參考上述關于圖1中的討論。
采用本發明，可實現啤酒的連續生產。以前目標在于實現啤酒連續生產的種種嘗試之所以失敗在于，在釀造間內裝置中的工藝過程僅能斷續地操作，即，批量的方式。與此相反，根據現有技術的狀態已可能進行連續操作的發酵過程，然而，該技術不能有效地使用，因為釀造間裝置的不連續的操作過程所致。根據本發明，頭道麥芽汁顆粒可儲存在發酵廠內，尤其是在儲存在筒倉內，這樣，一連續發酵的裝置可連續地被供以再溶解的頭道麥芽汁。因此，可實現一連續發酵裝置的有效的使用。此外，存在與不連續操作的釀造間裝置相關的問題，即，液體的頭道麥芽汁的萃取成分不是單一的，因為所謂的最初和最后流過的水的緣故。對于完全地提供液體的頭道麥芽汁到發酵桶內，而在管道系統內無造成頭道麥芽汁的損失，這最初和最后流過的水是必要的。這根本的缺點不是頭道麥芽汁顆粒的連續操作的再溶解的情形造成，這樣，一連續地操作的發酵裝置可供以具有單一萃取成分的再溶解的頭道麥芽汁，因為最初的和最后的流動水不是必要的。
此外，采用本發明可在干燥頭道麥芽汁過程中回收釀造間工藝過程所需要的水，并在處理制備之后將該水再循環到釀造間，以便為新的釀造作準備(如果需要的話)。因此，采用頭道麥芽汁的集中生產，不僅可減少必要的水量，還可在根本的程度上降低所需的能量。
為了優化用于干燥或顆?；后w的頭道麥芽汁所需的能量，根據本發明還進一步提出在漩渦和流化床裝置之間使用一真空蒸發器。真空蒸發器根據原理是，隨著壓力的降低，蒸餾的溫度點顯著地下降。
據此，水的蒸餾溫度在大約0巴的壓力下，可降低到35℃至45℃。在第一蒸發步驟中，只有用來去除水蒸氣的真空泵的操作需要能量。因此，僅需低的能量要求即可從液體的頭道麥芽汁中去除大量的水分。此外，還容易地去除不理想的容易揮發的香味。在另外的蒸發步驟中，必須額外地供應熱能，其中，應注意到，為了避免濃度提高的麥芽汁質量的損失，麥芽汁的溫度應保持在約80℃以下。
此外，一真空的蒸發器也可用于蒸煮麥芽汁，以便達到麥芽汁蒸煮的主要目的，即，以節能的方式去除通常約為8％的水分。根據傳統的方法，麥芽汁蒸煮60至90分鐘，以便借助于產生的蒸汽達到規定的萃取量，以及去除容易揮發的不理想的香味。這個過程基本上可通過真空蒸發器減小，這樣，用于麥芽汁蒸煮所供應的能量可相應地大大降低。
權利要求
1.特別用于發酵飲料、尤其是啤酒的生產的干燥的頭道麥芽汁的生產方法。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，干燥和/或顆?；峭ㄟ^流化床技術、特別是流化床干燥、流化床顆?；⒘骰矅娚漕w?；?或流化床涂覆進行的。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，干燥的頭道麥芽汁以顆粒、干燥材料或粉末形式存在。
4.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，使用下述技術的一種或若干種封裝技術、壓制技術和/或凝聚技術。
5.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，該方法包括生產頭道麥芽汁的至少部分工藝，特別是釀造水制備、磨碎、搗碎、過濾、麥芽汁蒸煮、熱渣分離和/或麥芽汁冷卻。
6.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，該方法包括生產麥芽的至少部分工藝，特別是浸泡、萌芽和/或烘干。
7.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，下列谷類或基礎材料中的一種或若干種可分別用于頭道麥芽汁或麥芽生產中的開始產物大麥、小麥、黑麥、斯佩耳特小麥、二粒小麥、玉米、大米、高粱、糖和/或谷類的其它的麥芽的或非麥芽的品種。
8.如上述權利要求中之一所述的方法，其特征在于，高濃度的啤酒麥芽汁、糖、谷物面粉、酒花、酒花化合物和/或香料用作頭道麥芽汁顆粒生產的胚芽。
9.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，添加的香味附連在頭道麥芽汁顆粒上，尤其是，糖組分、酒花香味和/或酵母。
10.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，頭道麥芽汁的顆粒被封裝，以便保存香味。
11.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，干燥的頭道麥芽汁具有的水含量不大于10，5，2或1重量百分比。
12.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在干燥或顆?；?，特別是在熱渣分離之后，分別實施真空蒸發。
13.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在干燥或顆?；^程中回收的水再循環到釀造間的工藝過程中，以為新的釀造作準備。
14.如上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在麥芽汁的蒸煮過程中，尤其在麥芽汁蒸煮結束時，實施真空蒸發。
15.特別用于發酵飲料、尤其是啤酒的生產的頭道麥芽汁的生產方法，其特征在于，按照權利要求1至14之一所述的方法生產的干燥的頭道麥芽汁溶解在釀造水里。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，下列技術的一種或多種用來溶解干燥的頭道麥芽汁不連續操作的溶解技術，特別是批量技術，和/或連續操作的溶解技術，特別是用于溶解結晶糖的生產軟飲料領域中的這種溶解技術。
17.如權利要求15或16所述的方法，其特征在于，通過溶解頭道麥芽汁顆粒再生的頭道麥芽汁通過紫外線光進行巴氏法滅菌和處理，和/或通過消毒進行處理。
18.用于釀造和發酵飲料、尤其是啤酒的生產方法，其特征在于，按照權利要求15至17之一所述的方法生產的頭道麥芽汁被發酵。
19.如權利要求18所述的方法，其特征在于，在溶解頭道麥芽汁顆粒后，將酵母和/或啤酒花添加到再生的頭道麥芽汁里。
20.如權利要求18或19所述的方法，其特征在于，糖、特別是溶解的結晶糖添加到通過溶解頭道麥芽汁顆粒再生的所述頭道麥芽汁里，或頭道麥芽汁顆粒與糖一起溶解。
21.如權利要求18至21之一所述的方法，其特征在于，發酵被連續執行。
22.特別用于釀造的和/或發酵的飲料、尤其是啤酒的生產的頭道麥芽汁顆粒的生產的設備或裝置，其包括用來干燥頭道麥芽汁的設備或裝置。
23.如權利要求22所述的設備或裝置，其特征在于，用來干燥的設備或裝置是流化床裝置，特別是流化床干燥裝置，流化床顆?；b置，流化床噴射顆?；b置和/或流化床涂覆裝置。
24.如權利要求22或23所述的設備或裝置，其特征在于，設備或裝置包括一釀造水制備裝置，一磨碾機，一麥芽漿桶，一麥芽漿罐，一過濾桶，一蒸汽發生裝置，一麥芽罐和/或一漩渦。
25.如權利要求22至24之一所述的設備或裝置，其特征在于，用于真空封裝的裝置特別布置在流化床設備和漩渦之間。
26.如權利要求22至25之一所述的設備或裝置，其特征在于，一再循環水的裝置，其將在干燥或顆?；^程中特別是通過制備的裝置回收的水再循環到釀造間。
27.如權利要求22至26之一所述的設備或裝置，其特征在于，用于真空封裝的裝置被特別布置在麥芽罐處，以便部分封裝被蒸煮的頭道麥芽汁。
28.特別用于釀造和/或發酵飲料、尤其是啤酒的生產的頭道麥芽汁的生產的設備和裝置，其特征在于，用于按照權利要求22至27之一生產頭道麥芽汁顆粒的設備或裝置包括將頭道麥芽汁顆粒溶解在釀造水里的設備或裝置。
29.用于釀造的和發酵的飲料、尤其是啤酒的生產的設備或裝置，其特征在于，用于按照權利要求28生產頭道麥芽汁的設備或裝置包括發酵容器和/或儲存容器。
30.用于釀造的和發酵的飲料、尤其是啤酒的生產的設備或裝置，其特征在于，用于按照權利要求28生產頭道麥芽汁的設備或裝置包括連續操作的發酵裝置。
全文摘要
本發明的目標首先是干燥啤酒生產所必須的麥芽汁，其后，再溶解上述的麥芽汁以便進一步加工，尤其是發酵。根據本發明，應用流化床技術特別適合于干燥的麥芽汁的生產，特別是流化床干燥和流化床涂覆。用于顆粒生產的所述方法的優點在于，在干燥過程中，在合適的溫度變化中不發生麥芽汁中質量的損失。因此，顆?？捎靡粋€或若干個其它的涂層加以涂覆，特別是用另外的香味。最重要的是，香味可被封裝在干燥的麥芽汁內，這樣，在儲存和可能的運輸中不會失去香味。
文檔編號C12C7/00GK1602349SQ02809195
公開日2005年3月30日 申請日期2002年2月27日 優先權日2001年5月1日
發明者蓋哈·卡米爾 申請人:弗蘭克·彼得雷恩, 蓋哈·卡米爾