特别地用于啤酒生产中的糖化的方法和设备的制作方法

xiaoxiao2020-6-24  6

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专利名称:特别地用于啤酒生产中的糖化的方法和设备的制作方法
技术领域
本发明涉及用于啤酒生产中的糖化的方法,特别地涉及用于实施该方法的设备。
背景技术
糖化对于啤酒生产而言是重要的处理步骤。在糖化过程中,谷物和水被混合到一起,由此溶解麦芽的成分。高粘度麦芽浆、即所谓的浓稠的麦芽浆,被用于生产高浓度的麦芽汁(高浓法)。目前,通常仅可能在下述浓度下受限制地开始糖化桶中的糖化作业:所述浓度导致22%的第一麦芽汁(没有酶)或24%第一麦芽汁(有酶)。这还可能消极地影响后续处理,该后续处理随后仅受限制地进行或者甚至根本不再进行。其中一个原因是例如由粘度引起的传热系数的降低。然而,对于高热流量水平,需要高传热系数或较大加热表面,但是难以影响到这些或它们受限制。在增加加热剂温度的情况下,也能够增加热流量,但是这也会引起边界层温度增加,这样的一个结果是对酶造成破坏。淤塞(fouling)和温度引起的损失也会进一步显著地增加,结果一次能源需求增大。同样地,会增加清洗工作。另一原因是酶活性降低。在浓稠的麦芽浆中,能够使例如吸着气体保持得更长久,因此在酶和被酶作用物之间形成一种屏障。另外,麦芽浆的增加了的粘度阻碍了酶的移动性和作用,使得规定的静置通常不再产生期望的结果。第三个原因可能是不均质的麦芽浆和所产生的麦芽浆的混合,其中不均质的麦芽浆例如由气体导致的密度差产生。携带气体并且较轻的麦芽浆颗粒因此更加强烈地朝表层窜,这通过将搅拌器的安装位置靠近底部通常不能够充分地防止。这些麦芽浆颗粒因而可以维持在酶的最佳温度较短 的时间,这例如可能导致提取物损失。

发明内容
基于此,本发明的目的在于提供一种用于糖化的改进了的方法和相应的设备,特别地用于浓稠的麦芽浆的方法和设备,所述方法和设备允许对麦芽浆缓和并且节约能量地进行加热。从DE 10 2008 056 744 Al公开中已知用于汽提(strip)麦芽汁的设备及方法。为了使具有不受欢迎的味道的物质蒸发,因此沿加热表面输送麦芽汁。该公开已说明,设备还可以形成为组合式的麦芽浆-麦芽汁煮沸锅或者形成为糖化桶煮沸锅。然而,在糖化期间或者在该设备被用于糖化的期间,麦芽浆不是通过双散布器施加到加热表面而是传统地从上方或下方引入。根据本发明,其目的是通过权利要求1和8的特征来实现该目的。优选的实施方式由从属权利要求产生。根据本发明,此刻加热表面以如下方式在麦芽衆的表层的上方向上延伸:麦芽衆能够沿着加热表面向下行进直到麦芽浆到达麦芽浆的表层。因此,体积独立的加热表面放大在更高浓度的麦芽浆的情况下和在凝胶阶段期间、减少了粘度引起的传热降低的问题。
由于麦芽浆沿着加热表面呈薄膜状向下流动的事实,靠近表面的气泡可以由于温度增加而突然或非常迅速地变大并且被排出。由于例如麦芽浆等的脱气,例如能够充分地减小麦芽浆的由气体引起的密度差,并且能够增加浓稠的麦芽浆中的如上面所述的酶的活性。由于麦芽浆沿着加热表面输送的事实,还能够进一步从麦芽浆中排出诸如二甲基硫醚(DMS)等不期望的挥发性物质。DMS是含有硫并且在啤酒中产生异常气味的有机化合物。DMS由发麦芽期间形成的前驱物、S-甲硫氨酸(SMM)和二甲基亚砜(DMSO)产生。由于麦芽浆通过沿着加热表面输送而被附加地加热的事实,能够使加热介质的温度降低。因此,能够对麦芽浆更缓和地进行加热。由于不需要高加热介质温度的事实,例如能够方便地使用来自热回收的热能、即使用其他处理步骤的废热(例如麦芽汁冷却期间产生的热水)来对加热介质进行加热进而对麦芽浆进行加热,使得能够防止或至少充分地减少使用一次能源来加热麦芽浆。加热介质温度的降低以及高浓度麦芽浆的可用性因此导致充分地节约能源。通过使用来自热回收的加热介质,能够更经济地制造加热表面壁。例如通过使加热表面壁更薄进而能够提高传热性。另一个优势在于,由于麦芽浆的新颖的导入方式,产生了改善了的整体混合效果,特别是在桶直径大和填充高度高的情况下也产生了改善了的整体混合效果。特别是在高填充高度的情况下,通过将麦芽浆施加到在表层上方延伸的加热表面,增大了麦芽浆表面的体积流量,这进而减少了有时在表层产生的密度引起的麦芽浆浮层(mash slick),因此进而导致酶活性更好并且导致麦芽浆中淀粉的转化更好。另一优势在于如下事实:例如,不论麦芽浆的量如何,都能够通过同一个设备最适宜地加热麦芽浆。不再需要根据啤酒的类型而将加热框架进行特定的细分,这节约了相当可观的成本和设计期间的澄清工作。利用该系统还能够对麦芽浆的量显著变化的新类型良好地进行加热(大大提高了啤酒厂的灵活性)。即使“极小”的麦芽浆份量和/或“极小”的麦芽浆的量也能够被可靠且均匀地加热。对于该情况,不再需要附加的加热底部,因为“极小”的麦芽浆份量和/或“极小”的麦芽浆的量通过沿着加热表面向下行进而被加热。该措施另外允许更 细长的构造和更有利的糖化容器(填充高度例如为3至5m,容器高度为5至Sm)。这进而允许桶的非常良好的表面积/体积比(A/V比),由此减少辐射热损失。根据本发明的分配设备和加热表面还可以对现有糖化设备作翻新改进,这为客户提供了节约能源的巨大潜能。特别有利地是,可以利用温度优选地为蒸煮温度的范围或落在蒸煮温度以下的加热介质来对加热表面进行加热。加热介质的温度有利地落在比相应的产品温度高IOK至30K的温度,即这里为比麦芽浆的温度高IOK至30K的温度或者比设备中的介质的温度高IOK至30K的温度。温度的降低、即缓和地进行加热减少了淤塞,对酶温和并且如已经说明的那样节约能源。由于加热介质的温度降低,所以能够减少对麦芽浆桶进行CIP清洗的频率和/或强度,这进而节约了水、能源和清洗剂。根据本发明,将麦芽浆施加到加热表面的上侧区域、特别是糖化设备的上四分之一。这导致加热表面的最大化以及与此相关联的优势。通过分配设备能够将已经粉碎的麦芽浆导入到糖化设备中。这意味着,麦芽浆在开始时已经能够沿着加热表面被弓丨导,由于温度增加麦芽浆能够在加热表面处尤其有效且快速地除气,使得还能够防止由氧气引起的对酶的破坏。麦芽浆表面在加热期间增大对于吸氧不存在任何消极影响,因为作为上述能量输入的结果,粘着的气体颗粒分离,另外氧气在水或麦芽浆中的溶解性在较高温度下可以忽略而在蒸煮温度下接近于零。另外,随着能量输入,向下行进的麦芽浆处的水蒸汽边界层厚度增大并且用作麦芽浆膜和容器空间之间的屏障。作为预防措施,人们可以向容器空间供应气体和/或在糖化设备/糖化容器中产生负压。设备因而有利地形成为用于正压和真空的压力容器。负压进一步有助于麦芽浆的除气。使用的气体可以是例如氮或二氧化碳或任何其他气体和/或气体混合物。当泵出一部分麦芽浆时,麦芽浆有利地从糖化设备的下侧区域、特别是从中央底部区域泵出。有利地,例如可以利用现有麦芽浆泵将桶中央的麦芽浆泵出,随后将麦芽浆向上泵至分配设备,使得不需要任何另外的泵。由于从上方添加被泵送的麦芽浆,因此不论麦芽浆填充高度如何都相对地改善了最上侧液体层中的麦芽浆的混合。然而,如果在糖化设备的下侧区域附加地搅拌麦芽浆,将是有利的。然而,麦芽浆搅拌器、齿轮箱和驱动单元因而可以被更有利地设计。由于另外设置了搅拌器,这导致麦芽浆的以下运动。由于搅拌器引起的上升力以及由于热升力,麦芽浆在容器壁的内表面向上窜。一些麦芽浆颗粒的密度低,从而更强烈地向上窜并且能够漂浮在那里。大部分麦芽浆颗粒沿着框架迁移到上侧液体区域,然后朝向中央迁移,并且从那儿再次向下返回,其中一部分泵出。在根据本发明的设备的情况下,如果分配设备优选地形成为具有开口或具有环状间隙的环状管圈或半管圈,将是有利的。开口由此优选地围绕环状管或环状半管圈的周围均匀地配置。因此,麦芽浆能够从分配设备排出到加热表面上。由于开口或环状间隙,导致麦芽浆的横截面减小并且导致麦芽浆表面增大,使得表面附近的气泡能够完全破裂。加热器有利地以如下方式形成:加热介质用的至少一个出口配置在加热表面的上侧区域,至少一个出口设 置在加热表面的下侧区域。加热介质用的至少一个入口设置在至少一个上侧出口和至少一个下侧出口之间的中部区域。中部区域这一表述的意思是在两个出口之间或者在加热表面的上端和下端之间。因此,加热介质可以从中部入口向上流动和向下流动。这具有如下优势:在加热器的上侧区域,加热介质与向下流动的麦芽浆呈对流流动。在麦芽浆由于搅拌器的作用而在容器的内壁向上移动的下侧区域,加热介质同样呈对流向下流动,这明显地提高了热流量。在任何情况下,如果经过加热表面的流动近乎竖直,则热流量提高,这也导致回流温度较低。传热介质因此以远低于通常的80° C的温度存储在储能器中,能够充分地降低储能罐的尺寸因此还能够使储存成本充分降低。低回流温度在储能罐及其载荷的设计中是有利的。根据优选的实施方式,加热器的面朝内的加热表面具有多个凹凸、特别是彼此挨着并且一个位于另一个之上地配置的多个拱形囊,该多个拱形囊彼此连接并且加热介质流经该多个拱形囊。加热表面优选地以如下方式配置:加热介质通过这些囊的流动方向以拱形囊接着接合部的方式形成,和/或液体介质经过拱形囊的流动方向为使得拱形囊接着接合部。因此,能够增大加热剂侧和产品侧的传热性,因此增大加热剂侧和产品侧的K值。现在,为了操作例如具有设计的体积流量和设计的温度的麦芽汁冷却器,将搅拌器定位于储能器处,该搅拌器将例如来自储能器的较高层的较热的传热介质与储能器的较低层的相对较冷的传热介质以需要的方式混合到一起。根据本发明的设备可以包括用于特定处理的开环控制单元,该开环控制单元开环控制最大量液体介质、特别是高达最大高度的最大量麦芽浆的供给,其中加热表面延伸超过该最大高度。因此,确保了介质、即麦芽浆能够沿着加热表面向下行进到表层的处理。加热表面的厚度d2有利地为0.4mm-2mm。上述设备特别地适用于加热麦芽浆。然而,该设备同样适用于加热其他液体介质、特别是麦芽汁。由于介质能够沿着加热表面“漫过”,所以人们还能够对诸如过滤桶用的喷射液体等其他液体进行脱气/除气。根据优选的实施方式,麦芽浆在加热表面和限制元件、特别是限制板之间的间隙中朝麦芽浆的表层流动。因此,向下流动的麦芽浆能够保持在限制区域中。因此,麦芽浆能够沿着加热表面被良好地输送并且与加热表面保持紧密接触。这能够对传热性具有有利的效果并且还能够防止可能的吸氧。由于到实际加热表面的距离小或者由于间隙、特别是环状间隙的尺寸窄(例如3mm至20mm),所以当麦芽浆向下行进时迅速形成了无氧区域,其中该无氧区域使麦芽浆避开了气体区域的其余部分。限制元件例如在麦芽浆高度的稍上方或稍下方终止。由此限制元件能够有利地浸入到麦芽浆或麦芽浆高度中。在该情况下,向下行进的麦芽浆根本不与设备中的气体体积的其余部分接触。根据设备的该优选实施方式,限制元件、特别是限制板以在加热表面和限制元件之间形成间隙的方式配置,由此液体介质朝表层流经该间隙。该间隙由此优选地形成为环状间隙。环状间隙在这里应理解成,指的是具有环形横截面的连续间隙或分开的间隙或被分成不同区段的间隙。限制元件优选地至少从如下高度范围最大延伸到位于容器底部上方的区域:在所述高度范围,液体介质通过分配设备施加到加热表面。如果在限制元件和底部之间存在距离,则麦芽浆能够在设备中循环。限制元件有利地延伸到加热介质用中央入口的区域。因此,能够支撑前述对流换热器原理。如果间隙、特别是环状间隙在顶部封闭,则能够防止气体吸回到间隙中。还可以将限制元件自身形成为加热器,由此能够使加热表面因而指向容器框架并且能够对麦芽浆附加地进行加热。


在下文中,参照以下附图更详细地说明本发明。图1示意性地示出根据本发明的第一实施方式的设备的概略图。图2示意性地示出根据本发明的第二实施方式的概略图。图3示出根据本发明的设备的加热表面的立体图。图4示出通过根据本发明的加热器的局部纵向截面。图5示出通过加热器的横截面。

图6示出根据本发明的另一实施方式。
具体实施例方式图1示出根据本发明的第一实施方式的设备。图1中示出的设备适用于啤酒生产期间的糖化。设备I包括容器2,该容器2的侧壁3优选地形成为中空筒状。容器2具有罩或盖4,该罩或盖4设置有用于挥发性成分的蒸汽出口管5。尽管这里未示出,但是容器
2可以连接到能量回收设备。在下端处,容器包括底部6,该底部6优选地呈锥形地向下渐缩。在底部的中央设置有出口 10,出口 10在这里为排出桶(bowl)的形式,出口 10被连接到出口管路31。控制阀11定位于出口管路31。此外,用于将麦芽浆或麦芽浆的一部分泵出的泵12设置于出口管路。例如,在糖化处理之后,在阀24和阀26打开的情况下,麦芽浆能够经由管路23被抽出。如果阀24关闭并且阀25和26打开,则如随后更详细地说明的那样,麦芽浆能够经由入口管路22被输送至分配设备8,该分配设备8可以定位在容器的外侧或内侧。另外,搅拌器定位于设备的下侧区域,这里定位在桶底部的中央处。该搅拌器包括马达21、驱动轴和搅拌器叶轮16。搅拌器叶片32可以设置于排出桶中。另外,设备还包括麦芽浆用的入口 7。能够经由管路23、22和分配设备8从上方导入麦芽浆。然而,还可以经由未示出的、位于例如底部或位于排出桶10中等位于下侧区域的入口将麦芽浆供给到设备I。在特别有利的设计中,例如用于酶、硫酸钙或氯化钙等的计量设备设置于入口管路22,由此该形式的计量使得能够实现均匀且均质的添加剂量。加热器30以至少跨越高度的一部分的形式设置于容器2的侧壁3,该加热器30优选地为大致中空的筒状。在该实施方式中,加热器形成为加热介质流经的壁(框架式加热器)。然而,加热器还可以配置成离侧壁3有一段距离或配置成贴靠侧壁3。加热器还可以由在周向上彼此挨着配置的多 个区段形成。加热器30优选地如图3至图5所示地形成。这里,侧壁至少在部分位置形成有双层壁,侧壁具有外壁36和内壁,因而具有加热表面13,其中外壁的厚度dl大于内壁的厚度d2。两个壁在多个接合部35处例如通过焊接彼此连接,使得在接合部35之间产生凹凸。优选地,凹凸例如具有被配置成彼此挨着并且一个位于另一个之上的多个充气拱形囊34的形式,其中所述囊彼此连接并且加热介质流经所述囊。加热器30有利地以如下方式排列:特别地如图3所示,在加热介质的流动方向上,拱形囊34接着接合部35。图3中的箭头示出加热介质的优选流动方向。因此,在加热表面产生加热介质的非常高水平的湍流,并且在加热剂侧产生高传热系数。加热表面的厚度d2例如可以达到0.4mm至2mm, dl可以在3mm至IOmm的范围内。因此,优选地以如下方式流经囊:每个囊拱(具有最高横截面的区域)接着接合部。因此传热介质在加热表面产生非常高水平的湍流,并且因此在加热剂侧产生高传热系数。这自然意味着,如在横截面和纵截面中看到的,特别地如图4和图5所示,加热表面的凹凸在接合部之间也在产品侧产生。由于这些凹凸的形成,所以积极地影响了产品液体(例如麦芽浆)的流动特征,并且产生了产品液体沿着框架加热表面的更均匀的流动。由于这些凹凸的形成,还能够提高对麦芽浆的传热性,结果进而能够使加热介质的温度降低,自然地也能够使回流温度进一步降低。如图1所示,加热器包括加热介质用的至少一个入口 14,其中该入口配置在加热器30的中央区域(在高度方向上看)。例如,入口 14可以配置为围绕容器2、在这里为加热管形式的闭合回路,入口 14可以具有绕周向分布的多个开口,加热介质利用该多个开口输送到加热器30中,这里输送到中空空间37 (图3)。加热器30在加热器30的上侧区域还包括加热介质用的至少一个出口 15a。至少一个出口在这里意味着,加热器设置有绕周向分布的至少一个开口,能够利用该至少一个开口将加热介质从中空空间37抽出。所述至少一个出口被连接到管路41,管路41在这里为半管圈,该半管圈配置在围绕容器2的侧壁3的周围的至少部分位置。除此以外,该闭合回路同样地具有加热介质用的至少一个出口管路41。同样,在加热器30的下侧区域设置有至少一个出口 15b,该出口 15b如结合至少一个上侧出口 15a所说明的那样被构造。这意味着,传热介质可以经由入口 14进入到加热器,并且如箭头所示,加热介质可以向上和向下流动到相应的出口 15a、15b。加热器30延伸到位于麦芽浆的表层20上方的区域。利用根据本发明的设备,能够在没有底部加热器的情况下对非常少的麦芽浆份量进行加热。还可以设置底部加热器,该底部加热器构造为与结合图3和4所说明的框架式加热器类似。然而,该底部加热器是非强制性的。加热器30的上侧区域或加热器30的上方设置有分配设备8,该分配设备8以如下方式将麦芽衆施加到表层20上方的加热表面13:麦芽衆沿着加热表面13向下行进直到麦芽浆到达麦芽浆的表层20。加热器的上端和分配设备8由此设置于容器2的大致上四分之一。分配设备可以配置在容器的内侧或外侧。加热表面的配置和传热介质经过加热表面的流动还能够自然地与加热表面被蒸汽或高压热水加热配合着进行,或者人们可以将蒸汽直接供给到传热介质“水”,并且将相应的“冷凝量”在端部再次排放。在传热介质进入 到加热表面之前,人们通过对传热介质再加热能够实现相同的效果。例如当生产蒸煮麦芽衆(cooker mash)时,这是必需的,在该情况下通过回收的热量通常不能够实现所需的驱动力。在图1示出的实施方式中,分配设备形成为围绕容器2的外周延伸的半管(然而,分配设备还可以配置在容器壁的内部)。裂口 9或环状间隙设置于半管的区域中并且围绕侧壁的周围均匀地分布。在开口 9的上端,可以设置偏转设备,这里是至少在开口的区域中斜向下延伸并且使麦芽浆偏转向加热表面13的偏转板19。位于容器2中的麦芽浆28因此能够经由泵12和管路31、22从下侧区域循环至分配设备8,由此麦芽浆随后经由分配设备8沿着加热表面13以薄流的形式回馈。设备还可以具有气体用连接点27,使得能够向糖化设备I供应气体。设备还可以具有用于在设备中产生负压的未示出的设备。此时设备优选地形成为压力容器。此外,设备还可以具有开环控制单元40,该开环控制单元40开环控制直至最大填充高度的最大量的麦芽浆的供给,其中加热表面13延伸超出该最大填充高度。另外,该设备可以具有温度传感器以及未示出的填充高度测量计。开环控制单元40可以驱动控制阀和泵,并且还优选地通过回流混合开环控制加热剂温度。流动温度、进而伴随着该流动温度的回流温度应当尽可能地低,以便以可能最佳的方式实现上述优势。图2示出本发明的可能的第二实施方式,除了这里分配设备8未形成为配置在容器2的外侧的半管圈而是替代地形成为配置在容器2的内侧的环状管之外,第二实施方式与图1示出的实施方式相对应。由此,环状管同样地具有绕周向分布的多个裂口 9或一个环状间隙,其中裂口 9和/或环状间隙以如下方式配置:麦芽浆被施加到加热表面13并且向下行进直到麦芽浆到达表层20。尽管未示出,还可以在闭合环路上设置使麦芽浆朝加热器13偏转的偏转设备。图1和图2中示出的管圈或闭合回路不必连续地形成而是可以替代地由多个区段组成,然后各区段具有自带的麦芽浆用入口管路。由于能够使产品(除麦芽浆以外,还可以是例如CIP清洗液)沿着加热表面向下行进,该设备还可以用作各种介质用的加热器或再热器,由此例如啤酒厂CIP清洗液的再加热能够消除对于单独的换热器的需求,另外还能够使用从过程中回收的能量(这进而节约一次能源)。本发明还允许更细长、更高并且更有利的糖化容器(在直径优选地为2m至6m的情况下,填充高度为例如3m至5m并且容器高度例如为5m至8m)的构造。这进而允许非常良好的A/V比,由此减少辐射热损失。在下文中,参照图1更详细地说明根据本发明的方法。在根据本发明的方法中,第一麦芽浆28被导入糖化用容器2中。例如,这能够经由入口 7并且经由分配设备8至少部分地进行。阀24和25由此打开并且阀26关闭。这意味着,当麦芽浆被导入到容器2中时,如箭头所示,如薄膜般的麦芽浆已经沿着加热表面13向下行进并且被加热。由于麦·芽浆的温度升高,薄膜中的气泡由此增大并且气泡能够被排出。另外,粘度在较热的边界层处增加,结果酶能够更容易地溶解并且更具有活性。由此能够经由入口 27向容器2供应例如氮等气体。设备被填充直到已经达到确定的填充高度。阀的相应的切换等由开环控制单元40开环控制。这里利用例如水等加热介质来对加热器30进行加热,其中加热介质优选地具有处在蒸煮温度范围的温度,在特别有利的设计中为70° C-110。C,例如理想地为96° C。如前面所述,加热介质朝至少一个出口 15a、15b从入口 14向上和向下分配。然后,当离开加热器时,加热介质具有例如80° C的温度。加热介质的流动温度优选地比麦芽浆的或待加热的介质的相应产品温度高出IOK至30K。这意味着,当产品温度升高时,以如下方式调节加热介质温度:产品和加热介质之间的温度差在IOK至30K的范围内。加热表面的配置和传热介质经过加热表面的流动还能够自然地与加热表面被蒸汽或高压热水加热配合着进行,或者人们可以将蒸汽直接供给到传热介质“水”并且将相应的“冷凝量”在端部再次排放。在传热介质进入到加热表面之前,人们通过对传热介质再加热能够实现相同的效果。例如当生产蒸煮麦芽浆时,这是必需的,在该情况下通过回收的热量通常不能够实现必要的驱动力。由于同样在表层20上方延伸的增大的加热表面,不需要任何温度通常在140° C至150° C的蒸汽来加热麦芽浆,使得能够以较低温度(〈140° C)、优选地在加热介质的蒸煮温度的范围或在加热介质的蒸煮温度以下缓和地加热。此外,可以使用来自热回收的热水作为加热介质,即使用通过例如在麦芽汁冷却期间产生的废热进行加热的加热介质。当然还能够通过辅助装置(booster)使由废热加热的加热介质升高到更高温度,以便补偿处理过程中或工作周产生的波动。因为不使用高压热水,所以加热表面13的壁厚度d2能够被设计成较弱和较薄,这进而提高了传热性。例如,壁厚度d2可以落在0.4mm至2mm的范围内。这对焊接工作也具有积极的效果。
在糖化处理期间,容器2中的麦芽浆28至少有时候被泵出并且经由管路31、泵12和管路22再循环回至分配设备8。然后麦芽浆经由分配设备8围绕容器2的周围尽可能均匀地分配,施加到加热表面13。然后麦芽浆如薄膜般/如薄流般朝表层20流动。麦芽浆的向下行进膜的厚度优选地落在Imm至IOmm的范围内。经由分配设备输送的麦芽浆的供给速度以相同的方式变化,但是另外取决于桶的直径。在较高浓度的情况下(特别是在具有诸如高粱或其他非麦芽原料等淀粉载体的锤式粉碎麦芽浆的情况下)或在糊化期间,加热表面的增大减少了粘度引起的传热性降低的问题。在特别有利的情况下,这样能够减少使用非常昂贵的技术酶。同样如结合麦芽浆的导入进行说明的那样,当麦芽浆向下流动时,由于温度升高能够排除吸着气体。靠近表面的气泡可以简单地破裂。当麦芽浆向下行进时,还能够从麦芽浆排出诸如DMS等其他挥发性物质。这里麦芽浆可以通过对流被尤其良好地加热,因为如图1中的箭头所示,麦芽浆沿着加热表面13向下流动,而加热介质同样如箭头所绘出的那样向上流动。这意味着,麦芽浆可以在导入的麦芽浆28上方的区域中被另外加热。利用设备的下侧区域中的搅拌器16搅拌麦芽浆。由于通过循环的麦芽浆进行附加的混合,所以能够赋予搅拌器非常小的尺寸,并且能够降低剪切力。由于从分配设备8添加麦芽浆,所以不论麦芽浆填充高度如何,相对改善了最上侧液体层的混合。由于搅拌器叶轮16引起的上升力以及由于热升力,麦芽浆如箭头所示在侧壁3处向上窜。具有低密度的麦芽浆颗粒更强烈地向上窜并非常容易地漂浮在那里。大部分麦芽浆颗粒朝中央迁移至上侧液体区域,然后从上侧液体区域再次向下迁移,使得产生由18表示的回路。稍微“较冷”的麦芽浆通常位于桶中央17。通过从下方 从中部区域、这里经由排出桶10抽出一部分麦芽浆来提高麦芽浆温度的均质性,最后使抽出的麦芽浆回流至被调温的加热表面13。这充分地提高了酶的活性。例如,在麦芽浆非常浓的(高浓法)的情况下,尤其提高了均质性。为了提高均质性,虽然在图1和图2中未示出,但是还可以附加地或在糖化期间、利用未示出的管路经由排出桶10将麦芽浆引到桶中央17。由于在排出桶10中的体积流量高,所以能够省却排出桶中的搅拌器叶片32。在下侧区域,麦芽浆同样可以通过对流由加热器30进行加热,因为这里麦芽浆如箭头所绘出地那样在侧壁处向上升高,而加热介质向下流动。能够通过调节相应的控制阀和泵送能力12来调节从容器2的下侧区域经由管路22循环供给到分配设备8的麦芽浆的量。在糖化处理的末期,然后能够通过泵12经由出口 10、打开的阀11、26和24将麦芽浆泵出。这里借助于麦芽浆泵12将麦芽浆泵出以及使麦芽浆通过泵送而循环。然而,也可以设置两个不同的泵。由于加热介质的温度低,所以也能够在不严格遵照静置恒温的情况下实施前述糖化方法。因而在该静置期间的加热速率为例如0.lK/min。例如麦芽浆等液体介质因此以例如0.8K/min等预定加热速率被加热,直到刚好处于经典的静置温度(resting temperature)以下。在例如20分钟的静置期间,以例如
0.lK/min等明显较慢的加热速率继续“加热”,使得液体介质的温度在”静置”的末期稍高于经典的静置温度,但是仍然处于相应的酶的范围的最佳值。已经结合糖化处理说明了图1和图2中示出的设备。然而,也可以将该设备作为用于加热其他介质、特别是麦芽汁的设备来使用。在该情况中,例如,麦芽汁将经由分配设备8输送到代替麦芽浆28的麦芽汁的表层20。图6示出图1至图5所示的实施方式的可能的变形。根据本发明的设备I在此仅以概略示意的形式绘出。除了另外设置有限制元件50之外,该实施方式与之前的实施方式相对应,限制元件50在这里为限制板的形式。在该特定实施方式中,限制元件50以在加热表面13和限制元件之间产生间隙51的方式形成。限制元件50有利地以产生环状间隙的方式形成和配置。环状间隙可以是连续的或者可以由配置成环状的多个区段组成。间隙宽度s为3mm至20mm。在限制元件50的下侧区域(在下侧5%至30%范围内)中,间隙宽度尺寸可以减小到较小尺寸(即在向下行进的麦芽浆即将行进到余留的麦芽浆之前,因为这里存在着吸氧的微小风险)。限制元件50至少从如下区域延伸:该区域位于麦芽浆通过分配设备被施加到加热表面13所在的高度。这样,当麦芽浆被引至加热表面13时,麦芽浆已经通过限制元件50直接向下输送。限制元件未完全地延伸到容器底部6而是在其上方终止,以便保证循环。限制元件优选地在中部加热剂供给14的区域终止,以便以这种方式支撑结合图1和图2说明的对流换热器原理。因此,限制元件50能够在麦芽浆高度的稍上方或稍下方终止。限制元件50的长度有利地被设计成使得限制元件50浸入到表层20。然而,如果限制元件在表层上方20cm处终止(在设备中具有优选地为大约2.5m至Sm的整体高度),则同样产生限制元件的优势。间隙或环状间 隙51有利地在顶部处闭合,使得当麦芽浆经过间隙51朝向表层向下行进时,没有气体可以从容器2吸回至环状间隙中。在图6中,限制元件50被连接到盖
4。限制元件50还可以形成为加热器并且具有面朝外、即朝向容器2的外壁的加热表面。能够以这种方式附加地对麦芽浆进行加热。加热介质因而自下而上有利地流经限制元件,以便通过对流对麦芽浆进行加热。加热表面优选地可以具有凹凸。特别地,如果限制元件50形成为加热表面,根据另一实施方式,如果限制元件50进一步伸入到麦芽浆中,然而最多至底部上方大约50cm处,这对于改善加热也可以是有利的。利用根据本发明的限制元件,向下流动的麦芽浆能够沿着加热表面13输送并且保持在限制区域中。因此,一方面能够使进一步的轻微氧化最小化或者完全地防止任何轻微的氧化,另一方面还能够提高传热性。由于从限制元件到实际加热表面13的距离小,所以形成了非常窄的环状间隙,使得迅速形成了无氧区域并且使麦芽浆或多或少地避开气体区域。限制元件还允许麦芽浆大致沿切向引入到容器2中。分配设备因而以如下方式形成为至少一个切向入口:麦芽浆大致沿切向流动到容器壁的内侧或者限制元件,从而产生围绕中轴线M转动的向上流动。
权利要求
1.一种用于啤酒生产中的糖化的方法,所述方法具有以下步骤: 将麦芽浆(28)引入糖化设备(I); 泵出一部分所述麦芽浆;以及 将该麦芽衆供给到位于麦芽衆的表层(20)上方的分配设备(8),所述分配设备(8)以如下方式将麦芽浆施加到所述糖化设备的加热表面(13):麦芽浆沿着所述加热表面(13)向下行进直到到达麦芽浆的所述表层(20 )。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用加热介质来加热所述加热表面,加热介质的流动温度优选地比在各种处理阶段期间被加热的麦芽浆的相应的产品温度高出IOK至30K,和/或在液体加热介质的情况下,加热介质的流动温度在加热介质的沸腾温度的范围或者小于所述沸腾温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,将麦芽浆施加到所述加热表面(13)的上侧区域、特别是所述糖化设备(I)的上四分之一。
4.根据权利要求1至3中的至少一项所述的方法,其特征在于,优选地经由所述分配设备将麦芽浆置于所述糖化设备(I)中。
5.根据权利要求1至4中的至少一项所述的方法,其特征在于,向所述糖化设备(I)供应气体和/或在所述糖化设备中产生负压。
6.根据权利要求1至5中的至少一项所述的方法,其特征在于,当泵出一部分麦芽浆时,将麦芽浆从所述糖化设备(I)的下侧区域、特别是从中央底部区域泵出。
7.根据权利要求1至6中的至少一项所述的方法,其特征在于,在所述糖化设备(I)的下侧区域搅拌麦芽浆。
8.一种设备,特别是用于实施根据至少权利要求1的方法的设备,所述设备具有: 容器(2),所述容器(2)具有入口(7)和出口(10); 加热器(30 ),所述加热器(30 )用于加热液体介质、特别是麦芽浆(28 );以及 泵送设备(12),所述泵送设备(12)用于将液体介质泵入到分配设备(8)中, 其中,所述分配设备(8)以如下方式形成:液体介质被施加到在表层(20)上方延伸的加热器加热表面(13),并且液体介质能够沿着所述加热器加热表面(13)向下行进直到到达所述表层。
9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,所述分配设备(8)配置在所述容器(2)的上四分之一,并且 所述分配设备(8 )优选地形成为具有开口( 9 )或环状间隙(9 )的环状管或半管圈。
10.根据权利要求8或9中的至少一项所述的设备,其特征在于,所述加热器(30)具有:位于所述加热器的上侧区域的、加热介质用的至少一个出口(15a);位于所述加热器的下侧区域的至少一个出口( 15b);以及加热介质用的至少一个入口( 14),所述入口配置在所述加热器(30)的中部区域中,其中,加热介质优选为竖直地流经所述加热表面,结果产生了对流传热。
11.根据权利要求8至10中的至少一项所述的设备,其特征在于,所述加热器(30)的面朝内的加热表面(13)具有多个凹凸,特别是具有彼此挨着并且一个位于另一个之上的多个拱形囊(34),所述多个拱形囊(34)彼此连接并且加热介质流经所述多个拱形囊(34)。
12.根据权利要求8至11中的至少一项所述的设备,其特征在于,加热介质通过这些囊的流动方向优选地以使得拱形囊(34)接着接合部(35)的方式形成,和/或液体介质经过所述拱形囊的流动方向为使得拱形囊(34 )接着接合部(35 )。
13.根据权利要求8至12中的至少一项所述的设备,其特征在于,所述设备包括开环控制单元(40),所述开环控制单元(40)控制至最大填充高度的最大量的液体介质的供给,其中所述加热表面(13)向上延伸超出所述最大高度。
14.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,所述加热表面的厚度(d2)为0.4mm-2mm0
15.根据权利要求1至7中的至少一项所述的方法,其特征在于,麦芽浆(28)在所述加热表面(13)和限制元件(50)、特别是限制板之间的间隙(51)中朝麦芽浆的所述表层(20)向下行进。
16.根据权利要求8至14中的至少一项所述的设备,其特征在于,所述设备还具有限制元件、特别是环状限制板,所述限制元件以使得间隙(51)形成在所述加热表面(13)和所述限制元件之间的方式配置,其中液体介质朝所述表层(20)流经所述间隙。
17.根据权利要求8至14中的至少一项或权利要求16所述的设备,其特征在于,所述限制元件至少从如下高度范围最大延伸到位于容器底部(6)上方的区域:在所述高度范围,液体介质通过所述分配设备(8 )施加到所述加热表面(13)。
18.根据 至少权利要求16或17所述的设备,其特征在于,所述间隙(51)为环状间隙并且特别地在顶部处封闭。
19.根据权利要求8至14以及16至18中的至少一项所述的设备,其特征在于,所述限制元件(50)形成为加热器。
全文摘要
本发明涉及用于啤酒生产中的糖化的方法及用于实施该方法的适用设备。首先,将麦芽浆引入到糖化设备中,并且泵出一部分麦芽浆。麦芽浆被供给到分配设备,该分配设备在表层上方以如下方式将麦芽浆施加到糖化设备的加热表面麦芽浆沿着加热表面向下行进直到麦芽浆到达表层。
文档编号C12C13/02GK103228778SQ201180056708
公开日2013年7月31日 申请日期2011年10月4日 优先权日2010年10月4日
发明者赫尔穆特·卡默洛荷 申请人:克朗斯股份公司

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