BG60919B1

BG60919B1 - Метод за получаване на пивна мъст

Info

Publication number: BG60919B1
Application number: BG97935A
Authority: BG
Inventors: Christiaan Willem Versteegh
Original assignee: Heineken Tech Services
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1996-06-28
Also published as: ATE121451T1; SK72393A3; EP0565608A1; FI933161A; FI933161A0; ES2074872T3; US5453285A; WO1992012230A1; JPH06511142A; NO932515L; NL9100049A; FI100989B; OA09976A; ZA92143B; AR244334A1; DE69202146D1; DK0565608T3; BG97935A; GR3015903T3; RU2085576C1

Abstract

Методът за получаване на пивна мъст от смес от малц и гореща вода се състои в отделяне от сместа на използваното зърно и получаване на бистра пивна мъст в поне един мембранен филтриращ елемент с размер на филтърните отвори, не повече от 2,0^м, прибавяне на хмел към бистрата мъст по желание и сваряване на бирата.

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до метод за получаване на пивна мъст от малц посредством отделяне на зрелите зърна от малца. Поспециално, изобретението се отнася до непрекъснат процес за получаване на пивна мъст.

Предшестващо състояние на техниката

За получаване на напитки от зърнени храни, по-специално за получаване на бира, се използва пивна мъст. Обикновено получаването на бира се осъществява чрез смесване на изходните материали като например непревърнато в слад зърно (царевица) и вода. Твърдите материали най-напред се смилат (разпрашават) и след това се смесват с вода. Получената в резултат суспензия се съхранява за известно време при температура поне 40°С в присъствието на ензимен източник, например слад. При това настъпва желатинизиране и втечняване. В следващия етап ензимната конверсия на сместа (малца) продължава след допълнително добавяне на слад и/или външен източник на ензим.

Възможно е също така да се получи пивна мъст на базата на слад и вода. Тогава първият етап се пропуска.

Така полученият продукт се състои главно от вода, неразтворими компоненти като ферментиращи и неферментиращи захари и протеини. В традиционния метод тази смес се филтрира за отстраняване на неразтворимите компоненти, отработените зърна. Филтратът или екстрактът е пивната мъст. За получаване на бира към пивната мъст се добавя хмел и получената смес се вари. Образувалите се парцалести утайки, ако има такива, се отстраняват, пивната мъст се охлажда до около 8°С и се подлага на ферментация.

Съгласно заявка на Европейски патент А-0 265 152 филтрацията на пивната мъст се осъществява през мембрана с диаметър на порите от 10.0- до 100.0 дш. Както става ясно от текста на тази публикация, някои твърди частици могат да преминат през филтруващия елемент и да присъстват в пивната мъст. Това са частици, останали от отработените зърна, които се съдържат в оригиналния малц. В пример 6 от описанието на цитирания ЕР се описва метод, според който филтратът от първия мем бранен филтрационен етап по-нататък се пречиства чрез мембранен филтрационен модул с размер на порите от 0,2 дт с оглед получаване на пивна мъст с чистота 1.40 ЕВС единици.

Въпреки това, мембранното филтриране съгласно тази публикация не води до получаване на достатъчно бистра пивна мъст, подходяща за по-нататъшна употреба. По-специално, от текста на заявката става очевидно, че пивната мъст, така както е получена първоначално, не е свободна от суспендирани частици, така че е необходимо допълнително филтриране. Допълнителен недостатък се явява фактът, че методът, описан в цитираната публикация, не може да се осъществява като непрекъснат процес.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Обект на настоящото изобретение е метод за получаване на пивна мъст от малц чрез разделяне на отработените зърна от малца за формиране на чиста пивна мъст, който процес има преимуществото, че може да бъде провеждан като непрекъснат, а освен това води до получаване на по-висок добив от екстракта.

Съгласно изобретението отработените зърна се отделят от малца посредством едноетапна мембранна филтрация през филтър с размер на порите на мембраната не по-големи от 2,0 μτη до достигане на чистота 0,25 до 5 единици ЕВС, като по желание към пивната мъст може да бъде добавен хмел и да се подложи на термична обработка (варене).

Изненадващо бе открито, че по метода съгласно изобретението се подобрява отделянето на отработеното зърно от сместа на малц и вода. Пивната мъст не само е бистра, което означава, че тя може да бъде смесена с хмел и подложена на варене без по-нататъшно пречистване, но и рандеманът на екстракта е по-добър. Освен това задръстването на мембраната е много по-малко по сравнение с известния метод по заявка за ЕР 0 265 152. Последното дава предимството методът да бъде прилаган без прекъсване, тъй като е необходимо много по-малко почистване на мембраните.

Мембранното филтриране се извършва посредством използване на поне един мембранен филтър на принципа на насрещния поток. Мембраните в мембранния филтър са с размер на отворите, не по-голям от 2,0 дт, за предпочитане в диапазона от 0,1 до 1,5 μτα. Такъв размер на порите осигурява оптимално функциониране на филтриращото устройство и получаване на добра бистра пивна мъст с висока ефективност. Мембранният филтър също така притежава добра самопочистваща способност. Материалът, от който е направена мембраната, не е от особено значение. Особено важна е механичната устойчивост при температурата на филтруване на пивната мъст. Освен това материалът трябва да бъде подходящ за приложение при контакт с хранителни продукти. Специално подходящи са мембраните на основата на керамични материали.

Изненадващ резултат на метода съгласно изобретението е фактът, че размерът на частиците на твърдите материали влияе слабо върху активността на мембраните, в противоположност на посоченото в известната заявка за Европейски патент.

Получената по метода съгласно изобретението пивна мъст има притежава чистота, измерена като ЕВС единици при 65°С, от 0,25 до 5. Чистата пивна мъст се смесва с хмел и сместа се вари. Флокулацията на материала, като протеини и полифеноли може да се получи тогава. По желание тези парцалести утайки се отстраняват например със сепаратор или центрофуга. След охлаждане до температура от 2 до 25°С, за предпочитане до около 8°С, пивната мъст може да ферментира до бира.

Варенето на пивната мъст се осъществява за предпочитане непрекъснато, с възстановяване на поне една част от топлината. Подходящите за целта апарати са известни от литературата. Те могат да се основават например на мултиефективни изпарители с температурен обмен на отработените газове с пивната мъст.

Малцът, превърнат съгласно изобретението в пивна мъст може да бъде получен по различни начини, например чрез традиционна обработка в приспособления, подобни на бетонобъркачки. В рамките на обхвата на изобретението обаче се предпочита използването на апарати за непрекъснато смачкване.

Съгласно предпочитан вариант на изпълнение на изобретението се използва контактен проточен реактор, който позволява слабо предварително и последващо смесване на участващите в реакцията компоненти.

Възможно е процесът да се проведе в един или повече подобни реактора. Техният брой зависи от вида на използваните сурови материали.

Когато се използва непрекъснато в малц зърно, се провеждат два реакционни етапа, в първия от които разпрашеният материал се желатинизира и втечнява под въздействието на ензимна система. Тази ензимна система често произхожда от слада. Във втория етап се добавя слад и/или допълнителна ензимна система и се осъществяват по-нататъшни реакции. Поради това е необходимо да се използват два реакционни етапа, които могат да се осъществяват благоприятно в два реактора. Когато се използва само слад, без непревърнато в слад зърно, достатъчно е да се проведе само вторият реакционен етап, който може да се осъществи в един реактор.

Твърдите компоненти като слад и непревърнато в слад зърно най-напред се разпрашават, например в чукова мелница така, че да се получат частици с размери, които да им позволят да преминат през сито с големина на порите от 5 μ m до 5 mm.

Разпратените твърди частички се смесват с вода и се подават към реактора или реакторите. Когато се използва непревърнато в слад зърно, в първия реакционен етап се поддържа температурата от 40 до 100°С. Желатинизирането и втечняването се извършва под въздействие на съпътстващата ензимна система. Във втория реакционен етап се добавя слад и/или ензимен източник и вода, заедно с продукта, получен по време на първия етап от реакцията. В този етап се осъществява ензимна конверсия. Температурата в този реакционен етап обикновено граничи от 30 до 80°С. Когато се използва непревърнато в слад зърно, това е единственият реакционен етап и сместа от слад и вода се подава в този етап.

Като контактен проточен реактор може да се използват различни такива, в която връзка от особено значение е да не се извършва неподходящо предварително и/или последващо смесване на компонентите. Пример за това са тубуларните реактори и каскади от повече или по-малко идеално разбъркващи резервоарни реактори. Подходящ тип реактор се формира от така наречения ротационен дисков контактор, който е познат тип колонен реактор, както е описан в, напр. Kirk-Othmer,

Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, Vol. 9, page 702.

Такъв реактор обикновено се състои от колона с централен разбъркващ вал с прикачени към него 10 или повече дискове или плочи. Тези дискове или плочи покриват поне 80% от напречното сечение на колоната. Най-общо, тази повърхност не достига 95%. Чрез въртене на вала и на дисковете в колоната се осъществява действителна дисперсия на твърдата материя в течната среда.

Във връзка с възможността за почистване на колоната се използва система, в която бъркачката може лесно да се отстрани, например благодарение на липсата на прегради в колоната.

Използването на въртящ се дисков контактор има изненадващото преимущество, че размерът на частиците на суровите материали може да бъде регулиран почти независимо от използвания апарат, без да се получават проблеми с отлагането или събирането на твърда материя. В комбинация с използването на мембранна филтрация това означава, че размерът на частиците може да бъде избран почти свободно, така че да бъде оптимален, независимо от природата на устройството по метода. В сравнение с традиционното филтруване, това е голямо преимущество. При филтруване на партиди почти не съществува възможност за вариране на размера на частиците, тъй като това неизбежно ще доведе до проблеми с филтруването на пивната мъст.

Охладената пивна мъст може да ферментира, незадължително след пребиваване в буферен съд. Поради това изобретението също се отнася до метод за получаване на бира от пивна мъст, получена по описания по-горе начин.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Изобретението се илюстрира с приложените фигури чертежи, които показват една примерна схема на метода съгласно предпочитан вариант на изпълнение на изобретението, като вариант на изпълнение с две мембранни филтрационни системи.

Фигура 1 показва смесител 1, към който се подават вода с температура около 55°С, разпратен и неразпрашен слад по линии 2, 3 и 4 съответно. След смесване, сместа се прекарва през линия 5 към първия ротационен дисков контактор 6, който включва прът за разбъркване 7, снабден с дисковете 8. Реакторът 6 е снабден със загряващи елементи, които не са показани и с които съдържимото на реактора може да бъде доведено и оставено да престои до желана температура.

Продуктът от реактора 6 се подава по тръбопровод 9 към въртящ се дисков контактор 10. По линии 12 и 13 към миксер 11 се подават вода с температура около 55°С и разпратен слад. Получената в резултат смес се подава по линия 14 до дъното на колона 10, където се смесва след известен престой с продукта от реактор 6. През линия 15 полученият в резултат малц се довежда до мембранния филтър 16, към който се добавя вода по линия

17. През линия 18 получената бистра пивна мъст се оттича от мембранната филтрационна единица. Отработените зърна се отвеждат по линия 19.

Бистрата пивна мъст се смесва с хмел, подаден по линия 20. Сместа от пивна мъст и хмел се подава към топлообменник, където се подлага на предварително загряване с топлината от етапа на варене. Предварително затоплената пивна мъст се подава към уреда за варене пивна мъст 22, наречен бойлер, в който се вари за известно време. Охмелената мъст се прекарва през линия 23 към сепаратор 24, в който се отделят флокулиралите материали като протеини и полифеноли. Бистрата пивна мъст след това се подава през линия 25 към охладител 26, където се охлажда. По тръбопровод 27 пивната мъст може да бъде отстранена, например към ферментора.

Примери за изпълнение на изобретението

Изобретението се пояснява със следното примерно изпълнение, без да го ограничава.

Пример 1. Към смесителя 1 от устройството, както е показано на фиг. 1, се подават на час 5 кг царевица, 2,5 кг слад и 22,5 1 вода с температура 55°С. Царевицата и слада се разпрашават в чукова мелница до частици с такъв размер, че да могат да минат през сито с размер на отворите 1,5 mm. Сместа има температура 50°С. Сместа се подава към ротационен дисков контактор, в който температурата е повишена до 95°С. Общото време на престояване на сместа при 50°С е 5 мин, докато престояването при 95°С е 10 до 15 мин.

Към сместа 11 се добавят на час 15 кг слад със същия размер на частиците и 45 I вода с температура 50°С и се подава към дъното на втори ротационен дисков контактор.

Продуктът от първия ротационен дисков контактор се подава към втория ротационен дисков контактор с такава скорост, че времето на престояване на сместа от слад и вода при 50°С е около 15 мин. Посредством примесване на горещия продукт, температурата нараства до 65°С. Тази температура се поддържа около 30 мин, след което нараства до 76°С, която се поддържа през следващите 5 мин.

След тази обработка се получава пивна мъст със съдържание на екстракт около 21,5%, която се подава към мембранна филтрационна установка 16. Мембранно филтриране, при което се използват мембрани с размер на порите 0,4 μπ\, дава пивна мъст с чистота 0,3 ЕВС единици (при 65°С). След смесване с хмел, варене, отделяне на парцалестите утайки и охлаждане, се получава охладена пивна мъст с температура 8°С, която може да ферментира до бира.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за получаване на пивна мъст от малц, включващ отделяне на използваното за получаване на малца зърно от сместа и мембранно филтриране на малца, характеризиращ се с това, че включва непрекъсната ензимна обработка на смес от малц и вода, а филтрирането на малца се осъществява чрез едноетапно мембранно филтриране през филтър с размер на порите не по-голям от 2 μτη до 5 постигане на прозрачност 0,25 до 5 ЕВС единици, с последващо добавяне на хмел към мъстта и термичната й обработка.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че мембранното филтриране се осъществява на принципа на насрещния поток или на принципа на уравновесяващ поток.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че термичната обработка на пивната мъст се осъществява чрез варене, при което се възстановява поне една част от топлината.
4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че ензимната обработка на сместа от малц и вода се осъществява в контактен проточен реактор.
5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че малцът се получава чрез непрекъснато желатинизиране и ензимно втечняване на несмлени зърна в контактен проточен реактор, добавяне на малц и/или на ензимен източник към получения в резултат продукт и непрекъснато ензимно превръщане във втори контактен проточен реактор.
6. Метод съгласно претенция 1, 4 и 5, характеризиращ се с това, че като контактен проточен реактор се използва ротационен дисков контактор.