BRPI0712924A2 - mÉtodo e aparelho para produzir um extrato de malte moÍdo - Google Patents
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Abstract
METODO E APARELHO PARA PRODUZIR UM EXTRATO DE MALTE MOÍDO. Um aspecto da presente invenção diz respeito a um método de produzir um extrato de mosto, o dito método compreendendo: a) macerar matérias-primas particuladas contendo amido e opcionalmente maltadas com uma corrente aquosa recirculada; b) aquecer o malte moído e hidrolisar enzimaticamente o amido; c) transferir o malte moído tratado termicamente para um primeiro separador para separação no estrato de malte moído e grão gasto; d) transferir o grão gasto para um primeiro vaso de misturação e misturá-lo com água de aspersão; e) transferir a mistura de grão gasto e água de aspersão para um segundo separador para remover o grão gasto; f) recircular uma corrente aquosa do segundo separador para a etapa de maceração, em que a densidade do extrato de malte moído fermentável obtido do primeiro separador é mantida acima de 15 <198>P. O presente método oferece a vantagem de que ele é altamente eficiente em termos de consumo de energia e rendimentos de extração. Além disso, o presente método atinge produtividade extremamente alta na operação da cervejaria. A invenção também fornece um aparelho para realizar o método supramencionado.
Description
"MÉTODO E APARELHO PARA PRODUZIR UM EXTRATO DE MALTE MOÍDO"
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
A presente invenção diz respeito a um método de produzir um extrato de malte moído, especialmente um extrato de malte moído que é adequado para uso na produção de uma bebida fermentada de levedura tal como cerveja. Mais particularmente, a presente invenção fornece um método que compreende:
a. transferir um malte moído tratado termicamente para um primeiro separador para separação em uma corrente de extrato de malte moído fermentável e grão gasto;
b. transferir o grão gasto para um vaso de misturação e misturá-lo com água de aspersão;
c. transferir a mistura de grão gasto e água de aspersão para um segundo separador para remover o grão gasto; e
d. recircular a corrente aquosa do segundo separador para a etapa de maceração.
A invenção também diz respeito a um aparelho para realizar o método supramencionado. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Um método de maceração tal como o aqui descrito é revelado na patente inglesa GB-B 879 470. Mais especificamente, a dita patente inglesa descreve um método contínuo para a produção de mosto de cerveja em que malte moído tratado termicamente é introduzido em um primeiro separador de tela. O grão gasto que não passa pelo primeiro separador de tela cai em um primeiro vaso de malte moído onde ele encontra e é misturado com um mostro bastante diluído proveniente da separação de peneira de uma suspensão de grãos de um segundo vaso de lavagem. A suspensão misturada no primeiro vaso de lavagem transborda para um segundo separador de tela. O mosto diluído que passa pelo segundo separador de tela é recirculado para a etapa de maceração e o grão gasto que não passa pela peneira cai no segundo vaso de lavagem onde ele é combinado com uma corrente de água. A suspensão no segundo vaso de lavagem transborda para um terceiro separador de tela. O mosto bastante diluído que passa pela tela é bombeado para o primeiro vaso de lavagem e o grão gasto descarregado da tela vai para disposição de grão gasto.
O método descrito na patente inglesa compreende submeter continuamente a fração de sólidos a extração contra corrente em uma pluralidade de estágios, cada um dos quais compreende re-suspensão com efluente de lavagem de um estágio posterior e separação mecânica dos sólidos grosseiros para produzir um resíduo de sólidos grosseiros substancialmente exausto por completo. Os exemplos da patente inglesa descrevem os resultados de três diferentes corridas de produção. As correntes de mosto de processo produzidas nessas corridas tiveram um peso específico (S.G.) na faixa de 1,04117 a 1,04484. Esses pesos específicos são iguais a uma densidade de cerca de 10-11 graus Plato (0P).
O pedido de patente alemão DE-A 42 44 596 descreve um processo para a produção de cerveja sem álcool, em que a separação sólido- líquido é alcançada de uma maneira contínua em uma seqüência de três decantadores. O malte moído tratado termicamente é introduzido em um primeiro decantador onde ele é separado em mosto de processo e grão gasto. O grão gasto do primeiro decantador é transferido para um segundo decantador no qual ele é combinado com mosto diluído obtido de um terceiro decantador. O mosto diluído obtido do segundo decantador é recirculado para a etapa de maceração. O mosto diluído obtido do segundo decantador é transferido para um terceiro decantador no qual ele é combinado com água. O grão gasto exausto obtido do terceiro decantador é descartado.
Na tecnologia anterior foram descritos processos cervejeiros que compreendem a preparação de um extrato de malte moído de alta densidade. A U.S. 4.140.799 descreve um processo em lotes para a preparação de uma bebida alcoólica, compreendendo as etapas de preparar um substrato fermentável aquoso contendo carboidratos fermentáveis e tendo um teor de sólidos na faixa de 18 0 a 36 0 Plato. Está declarado na patente U.S. que, em geral, o mosto é preparado macerando malte com um adjunto, com o malte compreendendo de cerca de 35% a 65% em peso do peso de extrato total. A patente U.S. preceitua reduzir o teor de sólidos pela diluição tão logo a taxa de consumo de carboidrato durante a fermentação diminua expressa pelo colapso de espuma.
Além disso, DE-A 44 01 694 descreve um processo em lotes para a preparação de mosto filtrado que usa a água do filtro recuperada para atingir uma maior concentração do mosto. O objetivo declarado é arranjar o processo de separação com o filtro de malte moído de uma maneira tal que a concentração final, antes da concentração pela evaporação, de mais de 19 GG% seja alcançada. Além disso, observa-se no pedido de patente alemão que preferivelmente a concentração do mosto primária é entre 23 GG% e 25 GG%.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO Os inventores desenvolveram um método altamente eficiente
de produzir um extrato de malte moído de alta densidade que pode vantajosamente ser operado de uma maneira contínua. O presente método é similar ao método descrito na patente inglesa GB-B 879 470, mas produz um extrato de malte moído com uma densidade muito mais alta. O presente método habilita a preparação de um extrato de malte moído de alta densidade sem empregar evaporação ou adjuntos.
O presente método oferece a vantagem de que é altamente eficiente em termos de consumo de energia e rendimentos de extração. Além disso, o presente método alcança produtividade extremamente alta na operação da cervejaria.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
A figura 1 é um diagrama de um aparelho para a produção contínua de um extrato de malte moído de alta densidade usando o método da presente invenção, o dito aparelho empregando dois separadores e um vaso de misturação para produzir o extrato de malte moído.
A figura 2 é um diagrama de um aparelho para a produção contínua de mosto fermentável desodorizado, em que um extrato de malte moído de alta densidade é produzido usando o método da presente invenção, o dito aparelho utilizando três separadores e dois vasos de mistura para produzir o extrato de malte moído. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Dessa maneira, um aspecto da presente invenção diz respeito a um método de produzir um extrato de malte moído, o dito método compreendendo:
a) macerar matérias-primas particuladas contendo amido e opcionalmente maltadas com uma corrente aquosa recirculada;
b) aquecer o malte moído e hidrolisar enzimaticamente o
amido;
c) transferir o malte moído tratado termicamente para um
primeiro separador para separação no extrato de malte moído e grão gasto;
d) transferir o grão gasto para um primeiro vaso de misturação e misturá-lo com água de aspersão;
e) transferir a mistura de grão gasto e água de aspersão para um segundo separador para remover o grão gasto;
f) recircular uma corrente aquosa do segundo separador para a etapa de maceração, em que a densidade do extrato de malte moído fermentável obtido do primeiro separador é mantida acima de 15 °P.
O termo "macerar" na forma aqui usada refere-se à mistura de matéria-prima contendo amido, água e enzimas capazes de hidrolisar amido. As últimas enzimas podem ser providas, por exemplo, por malte ou por uma outra fonte de enzima, por exemplo, uma preparação de enzima comercialmente disponível contendo enzimas que degradam amido, tais como aquelas encontradas no malte, notavelmente a-amilase, β-amilase e/ou glicoamilase. Preferivelmente, as enzimas são empregadas no presente método na forma de malte.
O termo "separador" na forma aqui usada engloba qualquer dispositivo que possa convenientemente ser usado para separar sólidos de líquidos. Exemplos de separadores que pode convenientemente ser suados no presente método incluem: centrífugas, decantadores, sedimentadores, hidrociclones, peneiras, filtros, membranas e prensas, naturalmente,combinações de diferentes tipos de separadores (por exemplo, decantadores e peneiras) podem ser empregados no presente método. Preferivelmente, os separadores empregados no presente processo são selecionados do grupo que consiste em centrífugas, decantadores e peneiras. Mais preferivelmente, os separadores empregados são selecionados do grupo de separadores centrífugos consistindo em decantadores e centrífugas. Acima de tudo preferivelmente os separadores empregados são decantadores.
Deve-se entender que, sempre que for feita referência a um primeiro separador, um segundo separador, um terceiro separador, etc., tal primeiro, segundo ou terceiro separador pode realmente compreender dois ou mais dispositivos de separação que juntos realizam a ação de separar sólidos e líquido com base no tamanho de partícula. Esses dois ou mais dispositivos de separação podem ser operados em paralelo e/ou em série. Por exemplo, pode ser vantajoso empregar um separador que consiste em uma série de peneiras, em que o tamanho de poro das peneiras diminui na direção à jusante. Similarmente, pode ser vantajoso empregar uma seqüência de centrífugas e/ou decantadores, em que a força centrífuga aplicada aumenta na direção à jusante. Pode também ser vantajoso operar diversos dispositivos de separação em paralelo, em particular se o processo for operado de uma maneira contínua. Quando trabalhando em paralelo bem abaixo da capacidade máxima, falha ou parada de um dispositivo de separação não precisa de interrupção do processo de extração do malte moído, significando que o processo pode ser operado ininterruptamente por períodos de tempo prolongados.
Exatamente como os separadores, também os vasos de mistura empregados no presente processo podem realmente consistir em dois ou mais dispositivos de mistura que são operados em série ou em paralelo.
É de conhecimento na indústria cervejeira produzir um extrato de malte moído fermentável com alta densidade pela incorporação de uma quantidade significativa de adjunto (por exemplo, xarope), especialmente depois de hidrólise enzimática do amido contido no malte moído. Esses adjuntos podem ser usados para fornecer altas concentrações de açúcares fermentáveis e, conseqüentemente, podem ser usados para intensificar a densidade do extrato de malte moído e mosto. No presente método, altas densidades podem ser alcançadas no extrato de malte moído e mosto sem adição de açúcares fermentáveis depois da hidrólise enzimática do amido contido no malte moído. Tipicamente, menos de 30% em peso, preferivelmente menos de 10% em peso de açúcares fermentáveis no extrato de malte moído e mosto são derivados de açúcares fermentáveis adicionados depois da hidrólise do amido contido no malte moído. Mais preferivelmente, o extrato de malte moído e mosto não contêm açúcares fermentáveis derivados de açúcares fermentáveis adicionados depois da hidrólise do amido contido no malte moído.
É também de conhecimento aumentar a densidade dos extratos de malte moído ou mosto por evaporação. No presente processo, preferivelmente não é empregada concentração por meio de evaporação. As vantagens do presente método são particularmente pronunciadas no caso em que a densidade do extrato de malte moído obtido do primeiro separador excede 18 0P. Mais preferivelmente a densidade do extrato de malte moído excede 20 0P, ainda mais preferivelmente excede 25 0P. Em uma modalidade especialmente preferida, a densidade do extrato de malte moído obtido do primeiro separador excede 28 0P, mais preferivelmente excede 30 0P.
Inesperadamente, observou-se que, a despeito da alta densidade do extrato de extrato de malte moído obtido no presente método, a perda de extrato observada no método é tipicamente menor que 6% em peso, preferivelmente menor que 5% em peso, mais preferivelmente menor que 4% em peso, acima de tudo preferivelmente menor que 3% em peso. Preferivelmente, as últimas eficiências são concretizadas pelo processo de produção de mosto completo, incluindo tanto separação do malte moído quanto separação do precipitado. A quantidade de perda de extrato na produção de um extrato de malte moído pode convenientemente ser determinada medindo a concentração de extrato na fase líquida do grão gasto por um método padrão para determinar a concentração de extrato no mosto (por exemplo, medição de densidade por Anton Paar). Em virtude da ausência de líquido livre no grão gasto desidratado, o dito grão gasto é convenientemente extraído sem água quente, após o que o grão gasto exausto é separado por filtração. As perdas de extrato podem ser calculadas a partir do nível de extrato medido no líquido de extração, levando-se em conta a quantidade de água adicionada. Em particular, se o presente método empregar uma seqüência
de três ou mais separadores, as perdas de extrato podem ser minimizadas muito efetivamente. Dessa maneira, uma modalidade preferida da invenção diz respeito a um método tal como aqui antes definido, o dito método compreendendo adicionalmente: a. transferir o grão gasto obtido do segundo separador para um segundo vaso de misturação e misturá-lo com água de aspersão;
b. transferir a mistura de grão gasto e água de aspersão para um terceiro separador para remover grão gasto; e
c. recircular a corrente aquosa do terceiro separador como água de aspersão para o primeiro vaso de misturação.
A densidade da corrente aquosa obtida do segundo separador tipicamente é na faixa de 1-10 0P, preferivelmente na faixa de 1-8 0P. A densidade da corrente aquosa obtida do terceiro separador é tipicamente muito baixa, indicando que o grão gasto está essencialmente exausto. Preferivelmente, a densidade da corrente aquosa do terceiro separador é na faixa de 0,1-2 0P, mais preferivelmente na faixa de 0,1-1,5 0P. As densidades obtidas nas correntes aquosas do segundo e terceiro separado são fortemente dependentes da concentração de extrato obtida no extrato do malte moído primário.
A fim de produzir um extrato de malte moído de alta densidade com mínimas perdas de extrato é preferível recircular a corrente aquosa completa obtida do segundo separador para a etapa de maceração. Na etapa de maceração, além da corrente aquosa do segundo separador, também correntes aquosas geradas à jusante da cervejaria, por exemplo, da lavagem da levedura, podem ser empregadas. Tipicamente, a corrente aquosa recirculada do segundo separador constitui pelo menos 80% em peso, preferivelmente pelo menos 90% em peso do líquido total empregado na etapa de maceração. Acima de tudo preferivelmente a corrente aquosa recirculada do segundo separador fornece todo o líquido de maceração que é usado na etapa de maceração.
O presente método é particularmente adequado para produzir um extrato de malte que pode ser usado na produção de bebidas de malte fermentadas por levedura tais como cerveja, cerveja ale, licor de malte, cerveja preta e mistura de cerveja com limonada, especialmente uma cerveja clara alcoólica ou não alcoólica.
Dessa maneira, o presente método preferivelmente compreende as etapas adicionais de:
- converter o extrato macerado opcionalmente lupulado em mosto pelo aquecimento do dito extrato de malte moído a uma temperatura de pelo menos 60°C por pelo menos 15 minutos;
- remover voláteis orgânicos do mosto quente pela redução da pressão e/ou pela sua remoção com um gás ou vapor. Em uma modalidade particularmente preferida, a densidade do extrato de malte moído é mantida em 15 0P ou mais, preferivelmente em 18 0P ou mais,, mais preferivelmente em 20 0P ou mais durante essas etapas adicionais. Ainda mais preferivelmente a dita densidade é mantida em pelo menos 25 0P, mais preferivelmente pelo menos 30 0P durante essas etapas adicionais.
No presente processo, o extrato de malte moído é preferivelmente convertido em mosto pelo aquecimento da dito malte moído a 75 - 150°C por 30 minutos até 4 horas, preferivelmente por 30 minutos até 3 horas. O extrato de malte moído pode convenientemente ser convertido em mosto em um reator de fluxo pistonado.
Os voláteis orgânicos são removidos do mosto quente pela redução da pressão e/ou pela sua remoção com gás ou vapor. Isto é preferivelmente feito de uma maneira contra corrente. Mais preferivelmente, os voláteis orgânicos são removidos por remoção do mosto quente com um gás inerte ou vapor em uma coluna equipada com uma geometria de placa de peneiramento. Tipicamente, o mosto é mantido a uma temperatura de 95- 1100C quando os voláteis orgânicos são removidos. A remoção dos voláteis pode convenientemente ser conseguida em 10 minutos, preferivelmente ela é conseguida em 2 minutos.
O mosto quente obtido depois da remoção dos voláteis orgânicos contém uma suspensão consistindo em proteínas, complexos de proteína-tanina e lúpulos, geralmente referidos como sedimento. De acordo com uma modalidade preferida, depois da remoção dos voláteis, o sedimento é removido em um separador. Exemplos de separadores adequados incluem centrífugas, decantadores, hidrociclones, sedimentadores, peneiras e filtros de membrana. Preferivelmente, o separador é selecionado do grupo que consiste em decantadores, sedimentadores e centrífugas tipo disco. Mais preferivelmente, o separador usado é uma centrífuga tipo disco. Tipicamente, o separador é operado a um valor de fator de capacidade teórica de pelo menos 1.000 m2, preferivelmente pelo menos 2.500 m2 e mais preferivelmente de pelo menos 5.000 m2 a uma vazão de mosto de 1 m3/hora. Maiores capacidades podem ser proporcionalmente adaptadas com a vazão no separador e fator de capacidade teórica.
O fator de capacidade teórica (valor SIGMA) de uma centrífuga é calculado com base no método descrito em " Solid Liquid Separation" segunda edição, 1981, de Ladislav Svarovsky, Butterworth- Heineman. O fator é calculado de acordo com a relação seguinte entre: o número de discos (n), a aceleração gravitacional (g), a velocidade angular (ω), o ângulo dos discos com o tubo de alimentação vertical (α), o raio interno da
embalagem de discos (η) e o raio externo da embalagem de discos (r2).
_ QJ2 2 f J 3Λ Σ=--π/ϊ^Γ, -r,]cota
$ 3 "
De acordo com uma modalidade particularmente preferida, após a remoção dos voláteis orgânicos e quebra quente, o mosto é diluído antes de ser submetido a fermentação de levedura. No presente método, o mosto é preferivelmente diluído a uma densidade na faixa de 10-35 0P, preferivelmente a uma densidade na faixa de 10-30 0P, antes da fermentação da levedura. Tipicamente, durante a diluição, a densidade do mosto é reduzida em pelo menos 2 graus Plato, preferivelmente em pelo menos 4 graus Plato e mais preferivelmente em pelo menos 6 graus Plato. Fermentação a alta densidade, por exemplo, densidade acima de 35 0P, não é prática, já que o crescimento da levedura e metabolismo da levedura são prejudicados a tais altas densidades. A diluição do mosto pode ocorrer antes e/ou depois da remoção do sedimento. Preferivelmente, o mosto é diluído depois da remoção do sedimento.
A diluição do mosto é conseguida combinando-se o mosto com uma corrente aquosa de menor densidade do que do dito mosto. Deve-se entender que tal corrente de água pode consistir, por exemplo, em água de torneira ou água de mina. Está também de acordo com o escopo da presente invenção empregar efluente aquoso que foi obtido de uma operação de lavagem no processo cervejeiro. Em particular, pode ser vantajoso combinar o mosto com uma corrente aquosa que é obtida da lavagem da levedura.
A diluição do mosto é vantajosamente feita combinando-se o mosto ainda quente com água de uma temperatura substancialmente mais baixa. Isto pode ser feito de uma maneira contínua, bem como descontínua, a primeira sendo preferida. Tipicamente, o mosto do qual os voláteis orgânicos foram removidos têm uma temperatura superior a 50°C, preferivelmente superior a 60°C, mais preferivelmente na faixa de 70-100°C, quando diluído.
O mosto diluído assim obtido pode ser fermentado em lotes ou de uma maneira contínua. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, a fermentação do mosto diluído é conseguida de uma maneira contínua seguinte:
a. alimentar o mosto diluído em um vaso de propagação no qual ele é combinado com uma corrente recirculada de resíduo contendo levedura e no qual oxigênio é suprido para iniciar o crescimento de levedura;
b. alimentar o mosto do vaso de propagação em uma seqüência de um ou mais vasos de fermentação nos quais a levedura é mantida suspensa;
c. alimentar o mosto fermentado em um ou mais separadores para remover um resíduo contendo levedura; d. recircular parte do resíduo contendo levedura para o vaso de
propagação; e
e. alimentar o restante do mosto fermentado nas etapas de processamento subseqüentes.
Tipicamente, a densidade original das correntes combinadas de
mosto diluído e resíduo contendo levedura no vaso de propagação e em um ou mais vasos de fermentação é superior a 12 0P. Preferivelmente, a dita densidade original é na faixa de 15-35 0P, mais preferivelmente na faixa de 15-30 0P.
A fim de garantir que ocorre crescimento do mosto no vaso de
propagação a uma alta taxa desejável, oxigênio tem que ser suprido. Isto pode ser feito garantindo-se que o vaso de propagação contém um espaço de topo livre de ar que fica em conexão aberta com a atmosfera em volta e agitando-se vigorosamente o caldo de fermentação. Alternativamente, oxigênio ou ar pode ser introduzido no mosto contendo levedura que é contido no vaso de propagação ou pode ser introduzido na corrente de mosto ou na corrente recirculada de resíduo contendo levedura antes de entrar no vaso de propagação. Em ambos os casos, o ar ou oxigênio é vantajosamente distribuído por todo o mosto contendo levedura. Isto pode ser conseguido por agitação, recirculação e/ou introdução de oxigênio ou ar por uma pluralidade de injetores de gás. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, oxigênio é suprido introduzindo-o na corrente de mosto antes de entrar no vaso de propagação. Esta modalidade oferece a vantagem de que a concentração de oxigênio pode ser controlada bem precisamente. Oxigênio é tipicamente introduzido no mosto contendo levedura em uma quantidade de pelo menos 8 ppm, preferivelmente em uma quantidade de 10-40 ppm, calculada na corrente de mosto principal.
Tipicamente, o tempo de residência no vaso de propagação é na faixa de 0,5-5 horas. O tempo de residência no vaso de propagação pode ser calculado dividindo o volume operacional do vaso de propagação pela vazão de mosto para o vaso de propagação. O volume operacional do vaso de propagação é igual ao volume total de líquido que está contido no vaso.
A recirculação do resíduo contendo levedura em combinação com suprimento de oxigênio possibilita manter altas concentrações de levedura no vaso de propagação. Tipicamente, o teor de levedura no mosto no vaso de propagação é mantido em mais de 20 g/litro (com base em levedura úmida). De acordo com uma modalidade particularmente preferida, a concentração de levedura no mosto no vaso de propagação é na faixa de 3 Ο- ΙΟ 300 g/L (novamente com base em levedura úmida). Ainda mais preferivelmente, a concentração de levedura do mosto nos vasos de propagação é na faixa de 50-200 g/L. A quantidade de levedura úmida contida em uma suspensão é igual à quantidade de torta de levedura com um teor de água de 73% que pode ser isolada da suspensão por meio de centrifugação. O teor de água supramencionado inclui a água contida nas células de levedura. Vantajosamente, essas concentrações de levedura são mantidas em um ou mais vasos de fermentação à jusante do vaso de propagação. O uso de alta concentração de levedura oferece diversas vantagens importantes, especialmente em termos de eficiência de produtividade e custo. A temperatura do líquido no vaso de propagação é
convenientemente mantida na faixa de 5-40°C, preferivelmente na faixa de 6- 25°C, mais preferivelmente na faixa de 8-18°C. O vaso de propagação pode ser operado em pressão superatmosférica, especialmente se ar ou oxigênio pressurizado for introduzido no vaso. Preferivelmente, o vaso de propagação é operado aproximadamente na pressão atmosférica.
A fim de maximizar a eficiência, deve-se garantir que a parte do resíduo contendo levedura que não é recirculado para o vaso de propagação foi amplamente exausto em que virtualmente toda cerveja (verde) foi removida dele. Isto pode ser vantajosamente obtido lavando a levedura contida no mosto fermentado e/ou no resíduo contendo levedura não recirculado.
Tipicamente, pelo menos 20%, especialmente pelo menos 40% da levedura presente no mosto fermentado são removidos do mosto fermentado antes de ele ser submetido a clarificação ou, se não clarificado, antes de ele ser embalado. Preferivelmente, pelo menos 60%, mais preferivelmente pelo menos 80%, ainda mais preferivelmente pelo menos 90% e acima de tudo preferivelmente pelo menos 95% da levedura presente no mosto fermentado são removidos. Preferivelmente, a levedura é removida por meio de sedimentação.
O presente método usa um ou mais vasos de fermentação nos quais a levedura é mantida suspensa. Preferivelmente, a dita levedura não é imobilizada em um veículo. A levedura é convenientemente mantida suspensa nos vasos de fermentação por meio de agitação, recirculação e/ou evolução de dióxido de carbono.
Tipicamente, o tempo de residência combinado em um ou mais vasos de fermentação é na faixa de 5-80 horas. O tempo de residência combinado em um ou mais vasos de fermentação pode ser calculado aumentando o tempo de residência em cada um dos vasos de fermentação. O tempo de residência no vaso de fermentação é calculado dividindo-se o volume operacional total do vaso de fermentação pela vazão para o vaso de fermentação.
A temperatura do mosto em fermentação em um ou mais vasos de fermentação é convenientemente mantida na faixa de 5-25 °C, preferivelmente na faixa de 8-18°C, mais preferivelmente na faixa de 10- 15°C. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, o presente método emprega pelo menos dois vasos de fermentação. O uso de dois ou mais vasos de fermentação oferece a vantagem de que maiores taxas de conversão do substrato podem ser conseguidas nos vasos anteriores ao último vaso de fermentação. Tipicamente, uma seqüência de não mais que 4 vasos de fermentação é empregada. Mais preferivelmente, o método emprega uma seqüência de 2 ou 3 vasos de fermentação.
No presente método, o tempo de residência combinado no vaso de propagação e em um ou mais vasos de fermentação tipicamente não excede 80 horas. De acordo com uma modalidade preferida, o dito tempo de residência combinado não excede 40 horas, mais preferivelmente, o tempo de residência combinado é na faixa de 5-30 horas. Esses tempos de permanência relativamente curtos podem convenientemente ser alcançados empregando concentrações de levedura relativamente altas aqui anteriormente descritas.
A fermentação do mosto diluído pode ser conseguida em lotes da seguinte maneira:
• alimentar o mosto diluído em um tanque ou alimentar o mosto não diluído em um tanque e diluí-lo com água;
• inocular o mosto com levedura biologicamente ativa
suficiente; e
• fermentar o mosto até a atenuação final desejada.
O oxigênio exigido para propagação de levedura pode ser provido introduzindo-se oxigênio ou ar no tanque que contém o mosto, ou introduzindo oxigênio ou ar no mosto diluído ou não diluído antes da sua introdução no tanque.
Após a remoção do resíduo contendo levedura do mosto fermentado, a cerveja verde assim obtida pode ser submetida a processamento adicional. No caso da produção de cerveja, o processamento adicional preferivelmente inclui maturação, armazenamento a frio, clarificação, carbonatação e enchimento. Preferivelmente, também este processamento adicional é feito de uma maneira contínua.
Tipicamente, o presente método emprega uma etapa de maturação após a remoção de células de levedura do fermentado. Depois da fermentação, muitos sabores e aromas indesejáveis estão presentes na cerveja "verde" ou imatura. Maturação (também algumas vezes referida como amadurecimento) reduz os níveis desses compostos indesejáveis para dar origem a um produto mais palatável. Preferivelmente, a etapa de maturação ocorre no presente processo antes da filtração, mais preferivelmente antes do armazenamento a frio. Vantajosamente, a maturação é obtida no presente método de uma maneira contínua, alimentando cerveja não maturada na parte superior do vaso. A cerveja move-se para baixo e a levedura sedimenta através do volume de cerveja. A levedura é coletada na base do vaso e, acima do nível de levedura, a cerveja maturada é removida e alimentada em vasos de armazenamento a frio. A cerveja permanece a uma baixa temperatura por um certo período para permitir a coagulação e estabilização de partículas coloidais.
Maturação pode também ser alcançada em um processo em lotes, maturando a cerveja imatura em um vaso de maturação ou em um fermentador. Após a maturação, levedura é preferivelmente removida. A seguir, a cerveja é transferida para tanques de armazenamento a frio para estabilização, ou é resfriada no fermentador ou vaso de maturação.
Armazenamento a frio tipicamente envolve manter o fermentado a uma temperatura menos de 10°C, preferivelmente menos de 5°C, mais preferivelmente menos de 2°C por pelo menos 12 horas, preferivelmente pelo menos 24 horas. O armazenamento a frio supramencionado pode ser empregado antes e/ou depois da maturação. De acordo com uma modalidade preferida, o dito armazenamento a frio é aplicado depois da maturação e antes da filtração.
De acordo com uma modalidade particularmente vantajosa do método aqui antes definido, o dito método é operado de uma maneira completamente contínua. Operação contínua do presente método oferece inúmeras vantagens significativas, incluindo: • maior produtividade e menos investimento: vasos podem ser operados por períodos de tempo prolongados sob carga total, significando que, para um mesmo volume de produção, são necessários vasos menores do que em um processo em lotes;
• qualidade constante e melhor: o processo é mais fácil de controlar por causa da possibilidade de adaptar parâmetros de processo às exigências locais e instantâneas e, por causa das condições de estado estacionário, são muito mais estáveis;
• alto padrão higiênico: o processo contínuo é operado em um sistema fechado;
• menos energia: o consumo de energia é uniformemente disperso, sem grandes picos de uso;
• menos mão-de-obra: a operação do processo contínuo exige
menos atenção;
• menos paradas e limpeza: o processo contínuo pode ser operado por períodos de tempo muito maiores do que os processos em lotes.
Um outro exemplo da invenção diz respeito a um aparelho para produzir um extrato de malte moído fermentável, compreendendo:
- um dispositivo de alimentação (1) para suprir um material de partida moído a um primeiro dispositivo de mistura (2);
- o primeiro dispositivo de mistura (2) tendo uma saída que é conectada a uma unidade de aquecimento (3) e uma entrada para receber uma corrente aquosa;
- a unidade de aquecimento (3) sendo com sua saída conectada a um primeiro separador (4), que tem uma primeira saída de baixo teor de sólidos (5) para uma fração de sólidos relativamente baixa e uma segunda saída de altos sólidos (6) para uma fração de sólidos relativamente alta, o dito primeiro separador (4) sendo adaptado para prover na sua saída de baixo teor de sólidos (5) um extrato com uma densidade superior a 15 0P, preferivelmente 0P, mais preferivelmente 20 0P, a segunda saída (6) sendo anexada a um:
- segundo dispositivo de mistura (7) que tem uma entrada para receber uma corrente aquosa (8, 15), uma saída do segundo dispositivo de mistura sendo anexada a:
- um segundo separador (9) que é com sua saída de baixo teor de sólidos (11) conectada na entrada do primeiro dispositivo de mistura (2).
Separadores centrífugos tais como decantadores e centrífugas são particularmente adequados para produzir um extrato de alta densidade na saída de baixo teor de sólidos (5). Conseqüentemente, de acordo com uma modalidade particularmente preferida, o primeiro separador (4) é um separador centrífugo.
Em uma outra modalidade preferida, o segundo separador (9) é com sua saída de altos sólidos (12) conectada a um terceiro dispositivo de mistura (13).
- o terceiro dispositivo de mistura (13) tendo uma entrada de água (8) e uma saída conectada a um
- terceiro separador (14) que é com sua saída de baixo teor de sólidos (15) conectada na entrada do segundo dispositivo de mistura (7).
O extrato de alta densidade obtido da saída de baixo teor de sólidos (5) é vantajosamente processado a quente para produzir mosto. Dessa maneira, em uma modalidade preferida, a saída de baixo teor de sólidos (5) do primeiro separador (4) é conectada em uma entrada de um segundo dispositivo de aquecimento (17).
No arranjo do aparelho mostrado na figura 1, malte moído é continuamente alimentado da tremonha 1 no vaso de misturação 2, no qual o malte moído é completamente misturado com a corrente aquosa recirculada 11 para produzir um malte moído. O malte moído é continuamente transferida do vaso de misturação 2 para a torre de maceração 3 na qual o malte moído é submetida a um regime de aquecimento que favorece degradação enzimática do amido. O malte moído tratada termicamente é alimentada da torre de maceração 3 no primeiro separador 4, um decantador. No primeiro separador, o malte moído tratada termicamente é separada no extrato de malte moído 5 e grão gasto 6. O grão gasto 6 é continuamente transferido para o vaso de misturação 6, onde ele é completamente misturado com um suprimento contínuo de água de aspersão 8. A suspensão resultante é transferida para o segundo separador 9, que é também um decantador. No segundo separador 9 a suspensão é separada em grão gasto exausto 10 e uma corrente aquosa 11 que é recirculada para o vaso de misturação 2.
A figura 2 mostra um arranjo de um aparelho para realizar o método da presente invenção no qual malte moído é continuamente alimentado da tremonha 1 no vaso de misturação 2, no qual o malte moído é completamente misturado com a corrente aquosa recirculada 11 para produzir um malte moído. O malte moído é continuamente transferida do vaso de misturação 2 para a torre de maceração 3 na qual o malte moído é submetida a um regime de aquecimento que favorece a degradação enzimática do amido. O malte moído tratada termicamente é alimentada da torre de maceração 3 no primeiro separador 4, um decantador. No primeiro separador, o malte moído tratada termicamente é separada em extrato de malte moído 5 e grão gasto 6. O grão gasto 6 é continuamente transferido para o vaso de misturação 7, onde ele é completamente misturado com uma corrente aquosa 15. A suspensão resultante é continuamente transferida para o segundo separador 9, que é também um decantador. No segundo separador 9 a suspensão é separada em grão gasto 12 e uma corrente aquosa 11 que é recirculada para o vaso de misturação 2. O grão gasto 12 é continuamente transferido para o vaso de misturação 13, onde ele é completamente misturado com um suprimento contínuo de água de aspersão 8. A suspensão resultante é transferida para o terceiro separador 14, que é também um decantador. No terceiro separador 14 a suspensão é separada em grão gasto exausto 10 e uma corrente aquosa 15 que é recirculada para o vaso de misturação 7.
O extrato de malte moído 5, depois da adição de extrato de lúpulo 16, é continuamente introduzido em uma caldeira de mosto 17 na forma de um reator de fluxo pistonado. O mosto quente é alimentado da caldeira de mosto 17 no removedor de mosto 18 no qual voláteis orgânicos são removidos pela remoção contra corrente com vapor. O mosto quente desodorizado que deixa o removedor de mosto é introduzido na centrífuga 19 para remover sedimento 20. O mosto sem sedimento 21 é alimentado da centrífuga 19 em duas unidades de resfriamento 22a e 22b nas quais o mosto é resfriado, após o que ele pode ser fermentado com levedura para produzir cerveja.
A invenção está ilustrada com detalhes por meio dos exemplos
seguintes. EXEMPLOS Exemplo 1
Em seis diferentes corridas de produção, uma corrente de 0,40- 0,44 m /h de mosto é produzida com uma concentração de extrato na faixa de 13-31 0P no final do processo de produção de mosto. Este mosto é fermentado, maturado e estabilizado em fermentadores em lote e subseqüentemente centrifugado e filtrado continuamente.
Os dados dessas diferentes corridas estão dados na tabela 1, incluindo as vazões de entrada de malte e entrada de água. Uma descrição detalhada da corrida de produção é fornecida a seguir.
Na frente do processo, uma corrente aquosa recirculada de 50°C é continuamente misturada com 82-168 kg/h de grão de malte moído com pilão (tamanho de peneira 1,5 mm). Ambas as correntes são alimentadas em um reator de tanque agitado continuamente de volume de trabalho de 70 litros a uma temperatura de 50°C. O tempo de residência deste tratamento é cerca de 7 minutos e serve para a quebra usual de proteínas no malte e permite a dissolução e a degradação de glucanos e componentes relacionados.
Em seguida, a mistura, referida como "malte moído", é alimentada em um reator tubular vertical de fluxo pistonado. Este tipo de reator foi descrito em patentes anteriores de Heineken (WO 92/12231). A certas alturas na coluna, o malte moído é aquecida por camisas de aquecimento e todo o reator é isolado para minimizar perdas de calor. O perfil de temperatura é escolhido de maneira tal que a conversão do amido de malte em açúcares fermentáveis seja apropriada para o produto desejado. O perfil de temperatura aplicado neste exemplo envolve um descanso de proteína a 50°C, seguido por um descanso de sacarificação a 67°C, e uma temperatura de remoção de malte moído de 78°C. O malte moído tem um tempo de residência total na coluna de 76 minutos, e o malte moído resultante é alimentada na seção de separação de malte moído.
A separação das cascas de malte e outros sólidos do malte moído é feita por dois decantadores. Esses decantadores são centrífugas de cuba tipo rolo com uma descarga contínua de líquido clarificado e grão gasto espessado. O primeiro decantador opera a uma velocidade rotacional de 3.500 rpm e uma velocidade do parafuso diferencial de 3 rpm. Este decantador tem um valor do fator de capacidade teórica de 1.700 m2.
O fator de capacidade teórica (valor SIGMA) de um decantador é calculado de acordo com a relação seguinte entre: o comprimento da cuba cilíndrica (L), a aceleração gravitacional (g), a velocidade angular (ω), o raio do anel de barragem ou anel de transbordamento (r,)eo da cuba cilíndrica (r2).
O produto (extrato de malte moído) é descarregado do primeiro decantador na operação da unidade seguinte (fervura) e o grão gasto é liberado em um pequeno reator de tanque agitado contínuo. Neste, 380-470 L/h de água de lavagem a 80°C são aplicados e com um tempo de residência de 13 minutos, partículas do grão gasto e água são homogeneamente misturadas.
A fase líquida da mistura resultante é separada por um segundo decantador operando com ajustes similares ao primeiro (2 rpm de velocidade do parafuso diferencial, 4.000 rpm, fator de capacidade teórica de 1.800 m2). O sobrenadante líquido clarificado é recirculado para o vaso de formação do malte moído supramencionado. A corrente de produto do primeiro decantador tem uma concentração de extrato de 13-31 0P. Ambos os decantadores foram equipados com um ventilador centrífugo e conseqüentemente funcionam como uma bomba na saída de sobrenadante.
O produto da separação do malte moído é agora referido como mosto, e tem uma vazão de 0,4-0,44 m3/h. Extrato de lúpulo a uma taxa de 7 g/h é dosado continuamente em linha a uma taxa de 140 g/h e a mistura é aquecida a uma temperatura de 102°C por injeção direta de vapor. Pela coluna de pressão positiva do primeiro decantador, o mosto é bombeado para um reator de fluxo pistonado. Este reator de coluna tem as mesmas características
da coluna de conversão de maceração anteriormente descrita. O volume deste r ^
reator e 1 m e o tempo de residência é tipicamente 2,5 horas. Reações típicas que ocorrem neste reator são: desnaturação e coagulação de proteína, esterilização, isomerização do lúpulo, formação de cor, produção de dimetilsulfeto (DMS) a partir de seu precursor a base de malte (S- metilmetionina).
O mosto é em seguida tratado em uma coluna de remoção de geometria peneira-placa anteriormente descrita na patente da Heineken (WO 95/26395). Vapor de 1,5 bar é usado na operação contracorrente para remover compostos de sabor indesejáveis (principalmente DMS) a uma vazão de 15 kg/h e em condições atmosféricas no topo do removedor. O mosto que deixa a base do removedor é alimentado em um pequeno armazenamento temporário com dimensões desprezíveis e diretamente alimentado em uma centrífuga do tipo descarga descontínua. Esta máquina tem uma velocidade rotacional de 7.400 rpm e um fator de capacidade teórica de 13.000 m2.
Em seguida, o resfriamento do mosto ocorre em dois refrigeradores de mosto de placa ou armação paralela que reduzem a temperatura do mosto de 95-100°C para 8°C por meio de uma configuração água-glicol de dois estágios.
Um volume total de 2,2 m3 de mosto resfriado é continuamente alimentado em um tanque de fermentação cilíndrico/cônico, junto com levedura ativa a uma concentração de 2,5 g/L. Oxigenação contínua é alcançada por meio de aeração em linha. A fermentação em lotes primária foi realizada a 10°C e, quando a concentração de extrato atingiu 6,5°P, a temperatura foi aumentada naturalmente para 13°C. Depois que a concentração de diacetila foi reduzida para um nível de 30 ppm, os conteúdos do tanque foram resfriados a -1,50C em 24 horas. Esta fase fria foi mantida por 6 dias.
A cerveja foi então filtrada sobre um filtro de cerveja clara kieselguhr do tipo disco vertical. Depois desta filtração, a cerveja foi estabilizada com as dosagens usuais de PVPP (polivinilpirrolidona) e a filtração de PVPP necessária. Finalmente, a cerveja foi embalada em recipientes adequadas (garrafa de vidro).
Tabela 1. Ajustes e perdas de extrato para as corridas de produção
Número da corrida 1 2 3 4 5 6 Taxa de dosagem de malte kg/h 82 103 142 167 165 168 Taxa de dosagem de água kg/h 466 426 416 391 382 384 Perda de extrato no grão gasto % 1,3 2,1 2,5 2,8 3,4 3,2 Concentração de extrato no mosto % (p/p) 12,7 19,0 25,5 29,1 29,5 30,8
Exemplo 2
Em uma segunda corrida de produção, uma corrente de 0,75 m3/h de mosto é produzida com uma concentração de extrato de 22,6 ±0,5 0P no final do processo de produção de mosto. Este mosto é fermentado, maturado e estabilizado em fermentadores de lote e subseqüentemente centrifugado e filtrado continuamente. Uma descrição detalhada da corrida de produção é fornecida a seguir.
Na frente do processo, uma corrente aquosa recirculada de aproximadamente 750 L/h com uma temperatura de 58°C é continuamente misturada com uma corrente de 230 kg/h de malte triturado em um moinho de martelo (tamanho de tela 1,5 mm). Ambas as correntes são alimentadas em um reator de tanque de agitação contínua de volume de trabalho de 70 litros a uma temperatura de 50°C. O tempo de residência deste tratamento é cerca de 4 minutos e serve para a quebra usual de proteínas no malte e permite a dissolução e a degradação de glucanos e componentes relacionados.
Em seguida, a mistura, referida como "malte moído", é alimentada em um reator tubular vertical de fluxo pistonado. Este tipo de reator foi descrito em patentes anteriores pela Heineken (WO 92/12231). A certas alturas na primeira coluna, o malte moído é aquecida por camisas de aquecimento e o reator é completamente isolado para minimizar perdas de calor. O perfil de temperatura é escolhido de maneira tal que a conversão do amido de malte em açúcares fermentáveis seja apropriada para o produto desejado. O perfil de temperatura aplicado neste exemplo envolve um descanso de proteína a 50°C, seguido por um descanso de sacarificação a 67°C, e uma temperatura de remoção de malte moído de 78°C. O malte moído tem um tempo de residência total dentro dos reatores de 60 minutos, e o malte moído resultante é alimentada na seção de separação de malte moído.
A separação das cascas de malte e outros sólidos do malte moído é feita por três decantadores. Esses decantadores são centrífugas de cuba tipo rolo com uma descarga contínua de líquido clarificado e grão gasto espessado. O primeiro decantador opera a uma velocidade rotacional de 3.500 rpm e uma velocidade do parafuso diferencial de 3 rpm. Este decantador tem um valor do fator de capacidade teórica de 1.700 m2. O produto (extrato de malte moído) é descarregado na operação da unidade seguinte (fervura) e tem uma concentração de extrato de 23,4 ±0,2 0P. O grão gasto é liberado do primeiro decantador em um pequeno reator de tanque agitado contínuo, no qual uma corrente recirculada de líquido de lavagem originada de um decantador à montante (terceiro decantador) é alimentada, a dita corrente recirculada tendo uma concentração de extrato de 1,1 0P. Com um tempo de residência de 10 minutos, este reator, partículas de grão gasto e água são misturadas homogeneamente para atingir uma concentração de extrato de 5,3 ±0,1 0P.
Este extrato é recuperado alimentando esta mistura em um
segundo decantador operando a 4.000 rpm, fator de capacidade teórica de
2
1.800 m ). O sobrenadante líquido clarificado é recirculado para o vaso de formação do malte moído supramencionado. Ambos decantadores são equipados com um ventilador centrífugo e conseqüentemente funcionam como uma bomba na saída de sobrenadante. O grão gasto obtido do segundo decantador é alimentado em um segundo reator de tanque agitado continuamente no qual 675 L/h de água de lavagem a 80°C são alimentados. A concentração do extrato resultante é tão baixa quanto 1,1 0P. A mistura é finalmente separada em um terceiro decantador, produzindo uma corrente aquosa que é reutilizada como líquido de lavagem no primeiro vaso de lavagem agitado e uma corrente de grão gasto desidratado contendo 31% p/p de matéria seca.
O terceiro decantador é significativamente menor, comparado com o primeiro e segundo decantadores, e tem uma velocidade de parafuso diferencial de 10 rpm, uma velocidade rotacional da cuba de 5.000 e um fator de capacidade teórica de 500 m2. As perdas de extrato gerais alcançadas nesta separação de decantador são tão baixas quanto 1,0 ±0,2% com base na alimentação de malte.
O produto da separação do malte moído é agora referido como mosto e tem uma vazão de 0,75 m3/h. O extrato de lúpulo é dosado continuamente em linha a uma taxa de 140 g/h e a mistura são aquecidos a uma temperatura de 102°C por injeção direta de vapor. Pela coluna de pressão positiva do primeiro decantador, o mosto é bombeado para um reator de fluxo pistonado. Este reator de coluna tem as mesmas características da coluna de conversão de maceração anteriormente descrita. O volume deste reator é 1 m3 e o tempo de residência é 80 minutos. Reações típicas que ocorrem neste reator são: desnaturação e coagulação de proteína, esterilização, isomerização de lúpulo, formação de cor, produção de dimetilsulfeto (DMS) a partir de seu precursor a base de malte (S-metilmetionina).
O mosto é em seguida tratado em uma coluna de remoção de geometria peneira-placa anteriormente descrita na patente da Heineken (WO 95/26395). Vapor de 1,5 bar é usado na operação contracorrente para remover compostos de sabor indesejáveis (principalmente DMS) a uma vazão de 15 kg/h e em condições atmosféricas no topo do removedor. O mosto que deixa a base do removedor é alimentado em um pequeno armazenamento temporário com dimensões desprezíveis e diretamente alimentado em uma centrífuga do tipo descarga contínua. Esta máquina tem uma velocidade rotacional de 7.400 rpm e um fator de capacidade teórica de 13.000 m2. A freqüência de descarga é ajustada em 1.200 segundos. Perdas de extrato foram quantificadas em 1,4 ±0,1% pela coleta do precipitado e medição da concentração de extrato e da quantidade de precipitado.
Em seguida, o resfriamento do mosto ocorre em dois refrigeradores de mosto de placa ou armação paralela que reduzem a temperatura do mosto de 95-1OO0C para 8°C por meio de uma configuração água-glicol de dois estágios.
Um volume total de 2,2 m3 de mosto resfriado é continuamente alimentado em um tanque de fermentação cilíndrico/cônico, junto com levedura ativa a uma concentração de 2,5 g/L. Oxigenação contínua é alcançada por meio de aeração em linha. A fermentação em lotes primária foi realizada a IO0C e, quando a concentração de extrato atingiu 6,5 0P, a temperatura foi aumentada naturalmente para 13°C. Depois que a concentração de diacetila foi reduzida para um nível de 30 ppm, os conteúdos do tanque foram resfriados a -1,5°C em 24 horas. Esta fase fria foi mantida por 6 dias.
A cerveja foi então filtrada sobre um filtro de cerveja clara kieselguhr do tipo disco vertical. Depois desta filtração, a cerveja foi estabilizada com as dosagens usuais de PVPP (polivinilpirrolidona) e a filtração de PVPP necessária. Finalmente, a cerveja foi embalada em recipientes adequadas (garrafa de vidro). Exemplo 3
Em uma corrida de produção, uma corrente de 1,0 m3/h de mosto com uma concentração de extrato de 24,5 ±0,2 0P foi produzida depois da separação do malte moído. Esta corrente foi subseqüentemente diluída depois do processo de fervura, resultando em uma corrente de mosto final de 1,4 m /h de mosto com uma concentração de extrato de 17,9 ±0,1 0P. Este mosto é fermentado, maturado e estabilizado em fermentadores de lotes e subseqüentemente centrifugado e filtrado continuamente. Uma descrição detalhada da corrida de produção é provida a seguir.
Na frente do processo, uma corrente aquosa recirculada de aproximadamente 920 L/h com uma temperatura de 55°C é continuamente misturada com uma corrente de 332 kg/h de grão de malte triturado em um moinho de martelo (tamanho de tela 1,5 mm). Ambas as correntes são alimentadas em um reator de tanque de agitação contínua de volume de trabalho de 70 litros a uma temperatura de 58°C. O tempo de residência deste tratamento é cerca de 4 minutos e serve para a quebra usual de proteínas no malte e permite a dissolução e a degradação de glucanos e componentes relacionados.
Em seguida, a mistura, referida como "malte moído", é alimentada em um reator cilíndrico vertical de fluxo pistonado. Este tipo de reator foi descrito em patentes anteriores pela Heineken (WO 92/12231). A certas alturas na primeira coluna, o malte moído é aquecida por injeção direta de vapor e o reator é completamente isolado para minimizar perdas de calor. O perfil de temperatura é escolhido de maneira tal que a conversão de amido de malte em açúcares fermentáveis é apropriada para o produto desejado. O perfil de temperatura aplicado neste exemplo tem um primeiro descanso a 55°C, seguido por um descanso de sacarificação a 67°C, e uma temperatura de desmaceração de 78°C. O malte moído tem um tempo de residência total dentro dos reatores de 55 minutos e o malte moído resultante é alimentada na seção de separação de malte moído. A separação de cascas do malte e outros sólidos do malte
moído é feita por dois decantadores. Esses decantadores são centrífugas de cuba tipo cilíndrica com uma descarga contínua de líquido clarificado e grão gasto espessado. O primeiro decantador opera a uma velocidade rotacional de 4.000 rpm e uma velocidade do parafuso diferencial de 4 rpm. Este decantador tem um valor do fator de capacidade teórica de 2.275 m2. O produto (extrato de malte moído) é descarregado do primeiro decantador na operação da unidade seguinte (fervura) a uma vazão de massa de 1.014 kg/h e contém uma concentração de extrato de 24,5 ±0,2 0P. Grão gasto com um teor de matéria seca de 24,5 ±0,9% é liberado do primeiro decantador em um pequeno reator de tanque agitado contínuo. Neste, 940 L/h de água de lavagem a 80°C são introduzidos e com um tempo de residência de 8 minutos, partículas de grão gasto e água são misturados homogeneamente.
A fase líquida da mistura resultante é separada por um segundo decantador que opera a 2 rpm de velocidade de parafuso diferencial, 4.000 rpm, fator de capacidade teórica de 1.800 m2). O sobrenadante líquido clarificado é recirculado para o vaso de formação de malte moído supramencionado e o grão gasto é descarregado com um teor de matéria seca de 28,8 ±0,4%. Ambos os decantadores foram equipados com um ventilador centrífugo e conseqüentemente funcionam como uma bomba na saída de sobrenadante.
O produto da separação de malte moído é agora referido como mosto e tem uma vazão de 1 m3/h. O extrato de lúpulo é dosado continuamente em linha a uma taxa de 140 g/h e a mistura é aquecida a uma temperatura de 102°C por injeção direta de vapor. Pela coluna de pressão positiva do primeiro decantador, o mosto é bombeado para um reator de fluxo pistonado. Este reator de coluna tem as mesmas características da coluna de conversão de maceração anteriormente descrita. O volume deste reator é 1 m3 e o tempo de residência é 62 minutos. Reações típicas que ocorrem neste reator são: desnaturação e coagulação de proteína, esterilização, isomerização de lúpulo, formação de cor, produção de dimetilsulfeto (DMS) a partir de seu precursor a base de malte (S-metilmetionina).
O mosto é em seguida tratado em uma coluna de remoção de geometria de peneira - placa anteriormente descrita na patente da Heineken (WO 95/26395). Vapor a 1,5 bar é usado na operação contracorrente para remover compostos de sabor indesejáveis (principalmente DMS) a uma vazão de 15 kg/h e em condições atmosféricas no topo do removedor.
O mosto que deixa a base do removedor é alimentado em um pequeno armazenamento provisório com dimensões desprezíveis e misturado com uma corrente de água quente a 80°C para atingir a densidade final de 17,9 ±0,1 0P. Este produto diluído é alimentado em uma centrífuga do tipo descarga descontínua. Esta máquina tem uma velocidade rotacional de 7.400 rpm e um fator de capacidade teórica de 13.000 m2. Perdas de extrato observadas durante este processo de produção de mosto são limitadas a 3,0 ±0,2% nos decantadores e 1,6 ±0,1% no separador, produzindo uma perda de extrato total de 4,6 ±0,2%
Em seguida, o resfriamento do mosto ocorre em dois refrigeradores de mosto de placa e armação paralelos que reduzem a temperatura do mosto de 95-IOO0C para 8°C pela configuração de água-glicol de dois estágios.
O volume total de 2,2 m3 de mosto frio é continuamente alimentado em um tanque de fermentação cilíndrico/cônico junto com levedura ativa em uma concentração de 2,5 g/L. Oxigenação contínua é alcançada pela aeração em linha. A fermentação em lotes primária foi realizada a 10°C e, quando a concentração do extrato atingiu 6,5 0P, a temperatura aumentou naturalmente para 13°C. Depois que a concentração de diacetila foi reduzida para um nível de 30 ppm, os conteúdos do tanque foram resfriados para -1,5°C em 24 horas. Esta fase fria foi mantida por 6 dias.
A cerveja foi então filtrada em um filtro de cerveja clara kieselguhr do tipo disco vertical. Depois desta filtração, a cerveja foi estabilizada com dosagens usuais de PVPP e a filtração de PVPP necessária. Finalmente, a cerveja foi embalada em recipientes adequados (garrafa de vidro).
Claims (13)
1. Método para produzir um extrato de malte moído, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende: a) macerar matérias-primas particuladas contendo amido e opcionalmente maltadas com uma corrente aquosa recirculada; b) aquecer o malte moído e hidrolisar enzimaticamente o amido; c) transferir o malte moído tratado termicamente para um primeiro separador para separação no extrato de malte moído e grão gasto; d) transferir o grão gasto para um primeiro vaso de misturação e aspergi-lo com água; e) transferir a mistura de grão gasto e água de aspersão para um segundo separador para remover o grão gasto; f) recircular uma corrente aquosa do segundo separador para a etapa de maceração, em que a densidade do extrato de malte moído fermentável obtido do primeiro separador é superior a 15 0P.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a densidade do extrato de malte moído obtido do primeiro separador excede 18 0P, preferivelmente excede 20 0P, mais preferivelmente excede 22 0P.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a perda de extrato observada na produção do extrato de malte moído é menor que 6 % em peso, preferivelmente menor que 3 % em peso.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a corrente aquosa recirculada do segundo separador constitui pelo menos 80 % em peso, preferivelmente pelo menos 90 % em peso do líquido total empregado na etapa de maceração.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende: a. transferir o grão gasto obtido do segundo separador para um segundo vaso de misturação e misturá-lo com água de aspersão; b. transferir a mistura de grão gasto e água de aspersão para um terceiro separador para remover grão gasto; e c. recircular a corrente aquosa do terceiro separador como água de aspersão para o primeiro vaso de misturação.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o um ou mais separadores são selecionados do grupo que consiste em centrífugas, decantadores, sedimentadores, hidrociclones, peneiras, filtros, membranas e prensas.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de: • converter o extrato macerado opcionalmente lupulado em mosto, aquecendo o dito extrato de malte moído a uma temperatura de pelo menos 75 0C por pelo menos 15 minutos; • remover voláteis orgânicos do mosto quente reduzindo-se a pressão e/ou remo vendo-o com um gás ou vapor; em que a densidade do extrato de malte moído é mantida a 15 0 ou mais, preferivelmente 18 0 ou mais, mais preferivelmente a 20 0 ou mais durante essas etapas adicionais.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, após a remoção dos voláteis orgânicos, o mosto é diluído antes de uma densidade na faixa de 10-35 0 antes da fermentação da levedura.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito método é operado de uma maneira completamente contínua.
10. Aparelho para produzir um extrato de malte moído fermentável, caracterizado pelo fato de que compreende: - um dispositivo de alimentação (1) para suprir um material de partida moído a um primeiro dispositivo de mistura (2); - o primeiro dispositivo de mistura (2) tendo uma saída que é conectada a uma unidade de aquecimento (3) e uma entrada para receber uma corrente aquosa; - a unidade de aquecimento (3) sendo com sua saída conectada a um primeiro separador (4), que tem uma primeira saída de baixo teor de sólido (5) para uma fração de sólidos relativamente baixa e uma segunda saída de alto teor de sólido (6) para uma fração de sólidos relativamente alta, o dito primeiro separador (4) sendo adaptado para prover na sua saída de baixo teor de sólido (5) um extrato com uma densidade superior a 15 0P5 preferivelmente 0P, mais preferivelmente 20 °P, a segunda saída (6) sendo anexada a um: - segundo dispositivo de mistura (7) que tem uma entrada para receber uma corrente aquosa (8, 15), uma saída do segundo dispositivo de mistura sendo anexada a: - um segundo separador (9) que é com sua saída de baixo teor de sólido (11) conectado na entrada do primeiro dispositivo de mistura (2).
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro separador (4) é um separador centrífugo.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o segundo separador (9) é com sua saída de alto teor de sólido (12) conectada a um terceiro dispositivo de mistura (13); - o terceiro dispositivo de mistura (13) tendo uma entrada de água (8) e tendo uma saída conectada a um: - terceiro separador (14) que é com sua saída de baixo teor de sólido (15) conectada na entrada do segundo dispositivo de mistura (7).
13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10-12, caracterizado pelo fato de que a saída de baixo teor de sólido (5) do primeiro separador (4) é conectada a uma entrada de um segundo dispositivo de aquecimento (17).
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