CN1069921C - 啤酒酿造时用于加热和大气压下煮沸麦芽汁的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种啤酒酿造过程中用于在加热及大气压下煮沸麦芽汁的方法和装置。为优化加热和/或煮沸过程，以及获得最佳的麦芽汁质量，根据一个目标值曲线来进行上述加热和/或煮沸过程，该目标值曲线储存在一个控制装置中且可由酿造者自己来个别地确定。

Description

酿啤酒时用于加热和大气压下煮沸麦芽汁的方法和装置

本发明涉及一种在啤酒酿造过程中用于加热及大气压下煮沸麦芽汁的方法和装置。

众所周知，在酿造啤酒的一个步骤中，要对过滤过程所产生的麦芽汁进行加热、煮沸。在这个过程中，啤酒花以任一形式加入。主要目的在于蒸发过量水分来得到理想的麦芽汁浓度的这些措施对酶的破坏，对麦芽汁进行消毒，同时尽可能彻底地消除蛋白质，最后，溶解麦芽汁的成分，尤其是对麦芽汁中的苦味物质的溶解都将是有效的。在煮沸过程中发生的化学反应具有不同的性质，并且最后显著影响啤酒的质量和味道。因此，我们也知道，在煮沸过程中，最好将产生于麦芽的二甲硫母体转变成自由的DMS(二甲硫)，以及将DMS排出，因为大量DMS的存在，使得啤酒的气味和味道不佳。

麦芽汁的煮沸过程分为加热阶段和实际煮沸阶段。根据麦芽汁是从预运行容器中以预热的形式取出，还是已经从过滤大桶内的温度加热至煮沸温度，加热阶段的时间是可变的。

迄今，具有一定压力和温度的加热介质，如加热蒸汽或热水被预先确定为在煮沸过程中加热段用以加热的介质。在煮沸阶段，或者继续以加热阶段的平均温度/压力进行，或者煮沸时供给较少的能量，直至发生理想的化学反应。加热介质的持续时间和温度/或压力基本上依靠酿造厂的经验数据而定。通常，平均加热温度/压力在整个过程(即加热阶段和实际的煮沸阶段)中是恒定的。

我们也知道，在一段预定的时间内，停止加热介质的供给，使麦芽汁处于不供给能量的状态(保温阶段)，然后，继续以先前选定的平均加热温度进行。

然而，这个过程没有充分、容易地考虑在煮沸过程中所发生的各种反应的个别需求。人为地调节加热温度的调节量的大小取决于一些经验数据，并且由于加热温度恒定而不能最佳地考虑决定麦芽汁质量、进而决定啤酒质量的方法。

而且，从DD-PS-260285中可知，当在超压下煮沸啤酒麦芽汁时，即在高压煮沸过程中，为了在麦芽汁煮沸容器内达到理想的压力和温度，可改变加热蒸汽的供给量，或浓缩物的排出量，或蒸汽压力。

与本申请相反，该方法指的是高压煮沸。

本发明的目的在于提供一种方法和装置，通过该方法和装置，在大气压下可以获得较好的麦芽汁质量。

上述目的可以通过本发明的方法得以实现，即设定一个目标值曲线，该曲线适用于在加热和/或煮沸过程中的循环泵的功率和至少另一个影响麦芽汁煮沸器的加热功率的参数，在加热和/或煮沸过程中，不断地或在短时间间隔内测定这些参数的实际值，并且将这些实际值与相应的目标值相比较，在加热和/或煮沸过程中，实际值与目标值基本上一致。

这些特性使满足特定需求的过程成为可能，因为适宜的热媒温度/压力可以随着麦芽汁的加热和煮沸过程而不断地改变，即热能供给量以及相应的麦芽汁煮沸器的加热功率可以预先确定。通过这种方法产生的目标值曲线可以被储存在一个过程控制计算机内，然后用以麦芽汁的加热和煮沸过程中的热能供给量的开环控制和闭环控制。在加热和煮沸过程中，测定各个参数，随后根据该目标值曲线来执行加热和煮沸过程。

在大气压下煮沸时，实际煮沸过程中的麦芽汁温度是恒定的，然而，在各个阶段供给能量(麦芽汁煮沸器的加热功率)根据各自选择确定的值来变化，这样，通过控制供给能量的大小来改变麦芽汁的蒸发率。这样，在各个阶段所发生的化学反应得以单独地进行改善，从而提高了麦芽汁的质量。

影响麦芽汁煮沸器的加热功率，进而影响供给麦芽汁能量的参数为那些适宜的参数。如果使用一个具有一个内部或外部煮沸器的麦芽汁煮沸铜锅，那么该参数可以是内部或外部煮沸器的加热水温，也可以是加热煮沸器的蒸汽的压力或温度，所述的煮沸器也可以是煮沸器的结合(两个外部煮沸器，内部煮沸器和外部煮沸器等；闪蒸汽也可以被用作热媒)。蒸汽的压力或温度也影响麦芽汁煮沸器的加热功率。

在麦芽汁温度变化的加热阶段中，麦芽汁温度本身也可作为一个参数被测定。然而，必须注意的是，在加热阶段，麦芽汁煮沸铜锅内的温度分布不一定是均匀的，在这种情况下，就应当测定一个麦芽汁的特性温度。如也可测定麦芽汁煮沸铜锅内的不同位置的温度，之后取其平均值。当然，只测定一个温度值也是足够的。

根据本发明，循环泵的功率可根据目标值曲线预先设定。在加热和煮沸过程，至少暂时打开使麦芽汁循环的循环泵，该泵的功率决定着单位时间内输入给麦芽汁的能量。麦芽汁的再循环过程从德国实用新型专利DE-U-29609642就能够基本上得以了解。

本发明的方法使得麦芽汁煮沸的各个阶段的变化与所发生的化学反应具有适应性(的变化)。大约在煮沸期的最后的1/3的时间内，设定了一个在此阶段中热媒的目标值明显地大于先前的目标值的阶段是很有利的。换句话说，就是在煮沸期的最后的1/3的时间内明显地提高平均加热温度(蒸汽、水)和/或相应地改变循环泵的功率。在煮沸过程的最后阶段，这样的方法能够特别有效地除去二甲硫(DMS)，从而提高了麦芽汁的质量。

为实施本发明的方法，提供一种实施上述方法的装置，包括一个与加热装置相配合的用于加热及在大气压下煮沸麦芽汁的容器、一个用于控制这些过程的控制装置，其特征在于：该控制装置包括一个为控制装置而配备的输入装置，利用该输入装置可以将在加热和/或煮沸过程中影响麦芽汁煮沸器的加热功率的至少一个参数的至少一个目标值分布曲线和一个决定循环泵功率的目标值分布曲线输入；一个用于储存该目标值分布曲线的存储器；至少一个传感器，该传感器用于测定决定麦芽汁煮沸器的加热功率的参数的实际值；一个用于将目标值和实际值进行比较且输出控制信号的比较装置，通过该信号，按照目标值和实际值的差来改变麦芽汁煮沸器的加热功率。

这些措施提供给酿造者一个装置，在该装置中，酿造者可将分别适用于整个加热和煮沸过程中的理想麦芽汁煮沸器的加热功率以及循环泵的功率输入到一个存储器中，这样在实际的加热和/或煮沸过程中，就可以根据这些储存的数据来操作该装置。最好是在很短的时间间隔内(如1-3分钟，最好是2-3分钟)输入一次数据以便设定一个理想值，从而逐步地绘制成了一条曲线。一个典型的加热和/或煮沸过程需要60-120分钟的时间。在整个加热和/或煮沸期间的各段短时间间隔内，加热功率以及循环泵功率的适合的参数得以确定。

设置一些适当的用于测定理想参数值(如热水温度、蒸汽温度或蒸汽压力)的传感器。如上所述，用于循环麦芽汁的泵的转速预先设定以及适当地控制。

本发明的方法和装置将通过实施例予以解释和描述。

图1为本发明的装置示意图；

图2用来描绘本发明的加热和煮沸过程，包括本发明的一个流程。

在图1中，一个传统的麦芽汁煮沸铜锅被定义为标号1，该铜锅使用于大气压下煮沸麦芽汁的酿造啤酒过程中。如实施例所示，该麦芽汁煮沸铜锅1配备有一个内部管式煮沸器2，它用来加热和煮沸麦芽汁。然而，本发明也适用于具有外部煮沸器的麦芽汁煮沸铜锅，或旋涡式器和芽汁煮沸铜锅的组合。

该内部煮沸器包括一些单个的管15，通过这些管的热介质(如热蒸汽)经由管路16提供。一个传感器8与蒸汽管路16相联，该传感器用来测量蒸汽的温度，或者蒸汽的压力或者蒸汽的温度和压力。该传感器经由线路9将信号传递给控制装置，例如，该控制装置可以是一个过程控制计算机。该控制装置11包括一个输入键盘10，该键盘的作用将在下面作进一步的说明。

该控制装置是经由信号控制线路12与变频控制排出泵4相联的部件之一。在煮沸期间以及煮沸之后，该排出泵能够经由排出管路3将麦芽汁煮沸铜锅内的麦芽汁抽出。根据两个阀门5、7的开关情况，该泵4将麦芽汁经由排出阀门5输送到下游的断热分离器(如旋涡似的东西)内，或者经由返回阀门7返回到该麦芽汁煮沸铜锅1内。

另外，麦芽汁煮沸铜锅1内的麦芽汁温度可通过一个温度传感器18来测定，该温度传感器在加热过程中是非常重要的。测定的信号也可经由线路13输入到控制装置11内进行处理。

控制装置11的设计以保证通过输入装置10将目标值分布曲线输入到该控制装置中，控制装置11根据该输入的目标值分布曲线在加热和/或煮沸过程中控制麦芽汁煮沸器的加热功率和循环泵的泵功率。

目标值分布曲线决定着能够反映在加热和/或煮沸过程中煮沸器的加热功率的目标值的参数。例如，这些参数为用于加热煮沸器2的加热蒸汽的压力或温度，也可以用煮沸器的热水温度。通常，凡是能够影响输入麦芽汁煮沸铜锅内的麦芽汁内的能量的参数均是适用的。

通过输入装置10，酿造者可预先定义一个相应的目标值轨迹作为目标值曲线。在图2的实施例中，目标值分布曲线用实线表示。在一个相对于实际测量的具体例子中，该目标值分布曲线反映用于加热内部煮沸器的加热蒸汽的压力或温度，以垂直向上的虚线为界，图的左面部分(第一部分)表示加热阶段，图的右面表示实际的煮沸过程。左面的横坐标表示平均加热温度T，而纵坐标表示时间轴t。在右面的横坐标上，可表示出循环(排出)泵(见图1中的附图标记4)的泵功率，泵功率目标值的曲线用点划线表示。

现在，酿造者定义一个目标值曲线，如与实线相应的平均加热温度。他可以将煮沸过程分隔成若干独立的时间段，这些时间段通过短线表示在左面的时间轴上。典型的时间间隔可以是一分钟或两分钟。对于每一段时间间隔，酿造者可设定一个值，这样，就可以得出整个实线。特别地，在所示实施例曲线的最后1/3时间段中，可见蒸汽温度(压力)在阶梯式上升，泵功率也在上升。通过这种煮沸过程，最后能够在煮沸处理的后期特别有效地除去二甲硫(DMS)。

这些目标值曲线被储存在控制装置11中。对于当前的加热和煮沸过程，该控制装置11从目标值曲线中获得数据作为目标值，且将该值与煮沸时所测定的当前值，如图1中的传感器8的测定信号进行比较。例如所测蒸汽压力的实际值在图2中用虚线表示。现在，该控制装置将相应的执行信号传输给执行机构，如经由线路19传输给一个图中未示的执行机构，该执行机构能够改变煮沸器2的蒸汽压力，或当所定目标值反映蒸汽的温度时，就经由线路20将相应的信号传输给蒸汽温度控制器(图中未示)，这样，测得的实际值与预定的目标值尽可能接近。当然，存在一定的上下浮动和公差，在这种情况下，容许实际值与目标值有差别而不作进一步的控制。

根据一个理想的储存数据，来控制最好是变频控制的循环排出泵4的泵功率，其中泵4经由控制线路12接收到该数据信号。在循环期间，排出阀5关闭而返回阀打开。根据用点划线绘制的曲线来看，改变泵功率也可以影响麦芽汁煮沸过程。特别值得注意的是，在所示实施例曲线的最后1/3时间段中，泵功率再一次增大到一个较大值，以便使麦芽汁尽可能地循环。循环流动的麦芽汁以公知的方式喷向反射板14而形成一个扇形的扩散面，最后在麦芽汁煮沸器内形成一个较高的流体平面。在煮沸过程的最后1/3时间段中，这一点尤为有利。

采用本发明的方法可使酿造者根据利用麦芽和啤酒花所酿啤酒的种类的不同，改变相关的参数来独立地选择酿造过程中的麦芽汁煮沸过程，这样就可以实现一个高精度且独特的加热和/或煮沸过程，从而获得最佳的麦芽汁质量。

Claims (11)

1．一种在啤酒酿造过程中用于加热及大气压下煮沸麦芽汁的方法，在该方法中，在一段预定的时间间隔内，麦芽汁是在一个容器中被加热和煮沸，此间，至少利用一个循环泵来进行暂时循环，

其特征在于：

设定一个目标值分布曲线，该曲线适用于在加热和/或煮沸过程中的循环泵的功率和至少另一个影响麦芽汁煮沸器的加热功率的参数，在加热和/或煮沸过程中，不断地或在短时间间隔内测定这些参数的实际值，并且将这些实际值与相应的目标值相比较，在加热和/或煮沸过程中，实际值与目标值基本上一致。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，麦芽汁是在一个麦芽汁煮沸铜锅内被加热和煮沸。

3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该目标值分布曲线表示加热麦芽汁煮沸器的蒸汽的温度或压力。

4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该目标值分布曲线表示加热麦芽汁煮沸器的热水的温度。

5．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在加热阶段，该目标值分布曲线表示在一处或多处的理想的麦芽汁温度。

6．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在影响麦芽汁煮沸器的加热功率的该目标值分布曲线中，设定有一个目标值明显地大于先前的目标值的阶段，该阶段设定在煮沸期的最后1/3的范围内。

7．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该目标值分布曲线被分隔成若干个单独的时间区间，其中一个时间区间是1～3分钟。

8．实施权利要求1所述的方法的装置，包括一个与加热装置相配合的用于加热及在大气压下煮沸麦芽汁的容器、一个用于控制这些过程的控制装置，

其特征在于：

该控制装置包括一个为控制装置(11)而配备的输入装置(10)，利用该输入装置(10)可以将在加热和/或煮沸过程中影响麦芽汁煮沸器的加热功率的至少一个参数的至少一个目标值分布曲线和一个决定循环泵功率的目标值分布曲线输入；

一个用于储存该目标值分布曲线的存储器；

至少一个传感器(8,18)，该传感器用于测定决定麦芽汁煮沸器的加热功率的参数的实际值；

一个用于将目标值和实际值进行比较且输出控制信号(19、20、21)的比较装置(11)，通过该信号，按照目标值和实际值的差来改变麦芽汁煮沸器的加热功率。

9．根据权利要求8所述的装置，其特征在于：该传感器是一个用于测定麦芽汁煮沸器的热水温度的传感器。

10．根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于：该传感器(8)是一个用于测定加热麦芽汁煮沸器的蒸汽的压力或温度的传感器。

11．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：使麦芽汁循环的泵(4)的转速通过控制装置(11)来控制。

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