CN101484225A - 用于从啤酒中萃取苦味物的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于液－液萃取的方法，其包括：将第一液体引入容器(16)中以及将第二液体引入容器(16)中，第二液体基本上与第一液体不混合，且其中第一液体和第二液体中的一种包含待萃取的物质，而第一液体和第二液体中的另一种显示对待萃取的物质的优先亲和力。所述方法进一步包括摇动容器(16)、允许液体沉降，从而在液体之间建立界面，以及旋转容器(16)以在容器(16)的基本上整个内表面上移动界面。也提供了用于实现该方法的装置。

Description

用于从啤酒中萃取苦味物的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于从啤酒中萃取苦味物的方法和装置。

背景技术

通常，在液-液萃取中，溶解在一种液体中的物质被转移到另一种液体。液-液萃取可用于从液体中分离物质，以便浓缩或净化液体。进一步地，已经知道，进行液-液萃取以便从啤酒中萃取苦味物质，使得啤酒的苦味物可被分析。

在液-液萃取中，所使用的两种液体不可相互混合，以便可容易地分离它们。进一步地，物质将被萃取进入的液体显示对该物质的优先亲和力，以促进该物质在液体之间转移。物质的转移出现在两种液体之间的界面中。为了加速萃取，液体被混合，以便增加液体之间的接触面。当萃取完成时，允许液体沉降，以便它们分离。

从US 5,167,928中知道，提供了供用在液-液萃取中的摇动装置(shakerapparatus)。该装置包括可相对于次底座相互移动的底座以及安装在底座上的框架。框架本身包括可旋转的支撑组件，其中包含在萃取过程中使用的液体的容器被支撑。以这种方式，包含容器内的液体可被摇动并完整地旋转180°。分离可接着通过重力来实现，其中较重的液体将沉降在容器的底部。然而，这样的分离的问题是，一种液体的小滴可能被截留在另一种液体的内部。通过用离心机分离液体可改善并加速分离。

在液-液萃取的很多应用中，萃取过程是连续的。然而，在从啤酒中萃取苦味物质时，可进行萃取，以便分析苦味物质的量。该萃取因此对待分析的啤酒样品进行，且因此可分开地对每个样品进行。

欧洲啤酒协会在“EBC分析法”中公布了标准化分析方法。在德国纽伦堡的Fachverlag Hans Carl的“EBC分析法”的2004年版本中，在部分9.8中描述了测定啤酒中苦味物的方法。根据该方法，液-液萃取在离心管中进行且其后用离心机来分离，该离心管使用旋转摇动器来摇动。

发明内容

本发明的目的是提供用于液-液萃取的方法和装置，其中以可控制的和有效的方式来实现两种液体的分离。

从下面的描述中将变得明显的该目的和其它目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求10所述的装置来实现。在从属权利要求中阐述本发明的特定实施方式。

因此，根据本发明的一方面，用于液-液萃取的方法包括：将第一液体引入容器中；以及将第二液体引入容器中。第二液体基本上与第一液体不混合，且第一液体和第二液体中的一种包含待萃取的物质，而第一液体和第二液体中的另一种显示对待萃取的物质的优先亲和力。该方法进一步包括摇动容器；允许液体沉降，从而在液体之间建立界面；以及旋转容器以在容器的基本上整个内表面上移动界面。

通过摇动容器，允许第一液体和第二液体在容器内部有力地移动，且因而将彻底混合液体。

当萃取完成时，第一液体和第二液体将在摇动停止后被分离，且液体被允许沉降。依靠本发明，通过旋转容器而改善了分离。这意味着第一液体和第二液体可沿着容器的壁移动，因而可捕获截留在第二液体内部的第一液体的任何小滴，或反过来，可捕获截留在第一液体内部的第二液体的任何小滴，且从而改善液体的分离。容器的旋转特别有效，因为已经认识到，截留在另一液体内部的液体的小滴通常沿着容器的壁安置。

可沿着水平轴来进行摇动。重力将影响第一液体和第二液体，以试图沿着容器的水平轴形成层。在此方向上的有力的摇动将因此允许液体真正混合在整个容器中。

术语“水平轴”应被解释为基本上沿着垂直于重力的方向延伸的轴。

容器可绕着水平轴旋转。这意味着重力将迫使液体沿着容器的壁移动。优选地，容器绕着垂直于进行摇动所沿着的轴的水平轴旋转。

容器可至少完整地旋转180°的角。因此，容器从其原始位置完全颠倒，且重力将因此迫使液体沿着容器的整个壁移动。

容器的旋转可逐渐地进行，以便沿着容器的壁移动液体。这意味着旋转仅仅导致液体的截留的小滴与分离相(separated phase)接触，以改善分离。旋转不是有力的，以迫使第一液体和第二液体通过旋转运动进入容器的分离部分中。

旋转可包括在第一方向上至少完整地旋转容器180°的角，以及在第二相反的方向上至少完整地旋转容器150°的角。在第二相反的方向上的该旋转意味着可进一步改善液体的分离。

进一步地，旋转可包括将容器停止在一个位置上，其中容器被布置在直立的位置中，且容器的口面向上。这便于第二液体从容器中输出。

本方法可进一步包括将第三液体引入容器中，该第三液体起作用来断开物质和第一液体之间的连接。可能需要第三液体，以便实现萃取。

液体的引入可通过增加容器中的空间来控制，以便限定待引入的液体的量。这意味着被引入的液体的量被谨慎地控制。

本方法特别适合于从啤酒中萃取苦味物。在这样的情况下，第一液体是啤酒，物质是苦味物，而第二液体是异辛烷。

根据本发明的另一方面，用于液-液萃取的装置包括容器，该容器配置成容纳包含待萃取的物质的第一液体和物质将被萃取进入的第二液体。第二液体基本上与第一液体不混合，并显示对待萃取的物质的优先亲和力。该装置进一步包括容器安装在其中的固定器和传动系统。传动系统连接到固定器，用于实现容器的往复运动，用于保持固定器静止以允许液体沉降从而建立液体之间的界面，并用于在周围实现旋转运动以在容器的基本上整个表面上移动界面。

该装置提供了用于实现运动的结构(set-up)，以便液体在容器中可彻底混合，且在萃取完成之后被有效地分离。通过该装置，可进行液体的具有重现性的混合和分离。以便以可控制的方式实现液-液萃取。

该装置可进一步包括形成容器底部的活塞，其中活塞可移动，用于增加容器的体积，以便允许进入容器的液体充满增加的体积。因此，活塞可用于控制被引入到容器中的液体的体积。

该装置可进一步包括步进电动机，其连接到活塞，用于控制活塞的运动并准确控制被引入到容器中的液体的体积。这提供了对将受到液-液萃取的液体的体积的非常精确和准确的控制。

此外，活塞以精确的方式可控制来自容器的液体的输出。使用步进电动机，依靠活塞可从容器中推出非常准确量的液体。该装置可进一步包括连接到容器的口的挠性管(flexible tube)。这意味着容器可能受到有力的运动，同时仍然连接到用于将液体引入容器的管。

该装置可进一步包括连接到挠性管的选择器阀。这提供了容易地通过挠性管将不同的液体引入容器中的可能性。

选择器阀因此可连接到贮液器，用于选择性地提供将液体引入到容器中。

选择器阀可包括用于密封容器的口的塞子。因此，可在摇动和旋转期间选择选择器阀的塞子，由此确保没有液体被允许漏出容器。

选择器阀可进一步连接到分析仪器，用于提供来自容器的第二液体的输出，以在液-液萃取完成后进行分析。因此，输入到容器和从容器输出都可由选择器阀控制。

附图简述

现在将参考附图作为例子更详细地描述本发明，其中：

图1是根据本发明的实施方式的装置的透视图；

图2是根据本发明的实施方式的方法的流程图；以及

图3是图1的装置的另一透视图，其中示出容器的旋转。

现在参考图1，将描述用于根据本发明的实施方式的液-液萃取的装置10。装置10包括容器12，其中进行液-液萃取。容器12包括进/出口14和与口14连通的腔16。腔16是被界定在容器12内部的延长的圆柱形空间。圆柱形腔16的底座由活塞18形成，且活塞18是可移动的，用于改变腔16的体积。

容器12的口14可为窄的，以便毛细管作用可将液体抽到容器12中。这意味着液体可容易地被引入到容器中。口14连接到挠性管22，挠性管22通向选择器阀24。选择器阀24提供到贮液器、塞子和分析仪器的选择性连接。容器12因此可选择性地连接到不同的贮液器，用于将液体引入容器12中。容器12可进一步连接到分析仪器，用于输出待分析的液体。进一步地，选择器阀的塞子可设置成，容器12被密封，使得在其运动期间没有液体漏出容器12。

容器12安装在固定器26中。固定器26包括环28，容器12安装在环28内部。固定器26因此围绕容器12，用于固定安装。固定器26进一步包括两个杆32，杆32固定地连接到环28的在直径上相对的位置。板34可滑动地安装在杆32上。板34也连接到活塞18。活塞18连接到步进电动机20，用于控制活塞18的位置。因为活塞18连接到板34，当步进电动机20旋转以将活塞18移动到腔16中时，活塞18的旋转被阻止。替代地，实现了活塞18的线性运动。通过步进电动机20和活塞18，可准确控制腔16的体积。

该装置进一步包括用于控制容器的运动的传动系统35。固定器26连接到传动系统35的轴36。轴36布置在支架38中，支架38可旋转地安装到装置的底座40和托架42。当支架38来回旋转时，它将通过轴36引起固定器26的反复运动。

支架38还连接到臂46，臂46连接到传动系统35的电动机48。臂46配置成离开支架38的旋转轴，以便当臂46被迫随着旋转电动机48运动时，支架38将来回旋转，因而引起固定器26和在固定器26中的容器12的反复运动。

轴3进一步可旋转地布置在支架38中。这允许轴旋转，以使固定器26绕着形成环28的直径的轴旋转。传动系统35的另一电动机44驱动轴36的旋转，以便实现固定器26的旋转。

现在参考图2，将描述液-液萃取的方法。该方法是参考从啤酒中萃取苦味物来描述的，但可同等地应用于液-液萃取的其它应用。

在可开始萃取之前，确保容器12从以前的萃取完全倒空。空气的过压被迫通过选择器阀24和挠性管22进入容器12中。容器12接着旋转，使得口14面向上。因此，当活塞18被推动以使腔16的空间减到最小时，任何残留液体将被迫从腔16中压出来。

其后，选择器阀24被转换，以便容器12与啤酒贮存器连接。在步骤100，通过移动活塞18以增加腔16的体积，以便在腔16中产生负压，啤酒的样品被引入到容器12中。其后，选择器阀24被转换，以便容器12与另一贮液器连接。接着，活塞18再次被移动以将盐酸引入到容器12中。盐酸将起作用来断开苦味物和啤酒之间的结合。再一次，选择器阀24被转换，以便容器12与又一贮液器连接。再次，在步骤102，活塞18被移动以将异辛烷引入到容器12中。

选择器阀24现在被转换，使得容器12被密封。容器12布置在一个位置中，以便腔16的纵轴水平地布置。电动机48现在被启动，以便实现容器12的反复运动。以这种方式，在步骤104，容器12被摇动，以便混合容器12中的液体。

异辛烷不可混合在啤酒中。摇动作用将增加异辛烷和啤酒之间的接触面。进一步地，盐酸将起作用来断开苦味物和啤酒之间的结合。因此，在摇动期间，苦味物将从啤酒萃取到异辛烷中。进行摇动以允许萃取所有的苦味物。用于确定进行了完全的萃取的适当时间段可通过以经验为根据的研究来确立。

当萃取完成时，停止电动机48。当允许液体沉降时，因为啤酒比异辛烷重，异辛烷和啤酒将分离。然而异辛烷的小滴可在啤酒相内部沿着腔16的壁被截留。因此，在步骤106，轴36旋转180°，以便沿着腔16的壁移动液体相。轴36其后向后旋转90°，使得容器12配置成口14面向上，如图3所示。可选地，容器12可连续旋转完整的370°。

异辛烷现在布置在最接近于口14的容器12的顶部部分。选择器阀24被转换，以便容器12与分析仪器连接。在步骤108，具有苦味物的异辛烷因此可通过移动活塞18以减少腔16的体积来输出，因而将腔16中的顶层推出。异辛烷因此被传送到分析仪器中的测量室中。啤酒中苦味物的浓度因此可通过测量被输出的样品在270nm波长处的吸光度来确定。吸收可以以已知的方式与样品中的苦味物的量相关，因为异辛烷本质上对测量波长是透明的。液-液萃取从啤酒中的其它化合物中分离了苦味物，所述其它化合物使对啤酒的直接吸收测量的结果不正常。

应强调，这里描述的优选实施方式决不是限制性的，且在所附权利要求所限定的保护范围内的很多可选实施方式是可能的。

Claims (17)

1.一种用于液-液萃取的方法，所述方法包括：

将第一液体引入容器中；将基本上与所述第一液体不混合的第二液体引入容器中，且其中所述第一液体和所述第二液体中的一种包含待萃取的物质，而所述第一液体和所述第二液体中的另一种显示对所述待萃取的物质的优先亲和力；摇动所述容器，所述方法特征在于，所述第一液体是啤酒，而所述第二液体显示对苦味物质的优先亲和力，且进一步特征在于，所述方法另外包括：在摇动之后，允许所述液体沉降，从而在所述液体之间建立界面；旋转所述容器以在所述容器的基本上整个内表面上移动所述界面；以及在没有进一步摇动的情况下，从所述容器移除所述第一液体和所述第二液体中的一种或另一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述摇动在水平面中进行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述容器绕着水平轴旋转。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述容器至少完整地旋转180°的角。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述旋转包括在第一方向上至少完整地旋转所述容器180°的角，以及在第二相反的方向上至少完整地旋转所述容器150°的角。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述旋转包括使所述容器停止，所述容器被布置在直立的位置中，且所述容器的口面向上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括将第三液体引入所述容器中，其中所述第三液体起作用来断开所述物质和所述第一液体之间的连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液体的引入通过增加所述容器中的空间来控制，以便限定待引入的液体的量。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二液体是异辛烷。

10.一种用于液-液萃取的装置，所述装置包括：

容器，其配置成容纳包含待萃取的物质的第一液体和所述物质将被萃取进入的第二液体，所述第二液体基本上与所述第一液体不混合，并显示对待萃取的所述物质的优先亲和力，

固定器，所述容器安装在其中，以及

传动系统，其中所述传动系统连接到所述固定器，用于实现所述容器的往复运动，用于保持所述固定器静止以允许所述液体沉降从而建立所述液体之间的界面，并用于实现旋转运动以在所述容器的基本上整个内表面上移动所述界面。

11.根据权利要求10所述的装置，其进一步包括形成所述容器的底部的活塞，其中所述活塞可移动，用于增加所述容器的体积，以便允许进入所述容器的液体充满增加的体积。

12.根据权利要求11所述的装置，其进一步包括步进电动机，所述步进电动机连接到所述活塞，用于控制所述活塞的运动并准确控制被引入到所述容器中的液体的体积。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的装置，其进一步包括连接到所述容器的口的挠性管。

14.根据权利要求13所述的装置，其进一步包括连接到所述挠性管的选择器阀。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述选择器阀连接到贮液器，用于选择性地提供将液体引入到所述容器中。

16.根据权利要求14或15所述的装置，其中所述选择器阀包括用于密封所述容器的口的塞子。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的装置，其中所述选择器阀连接到分析仪器，用于提供来自所述容器的所述第二液体的输出，以在苦味物质的萃取完成后进行分析。

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