CN109563455A - 用于制造啤酒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造啤酒的方法，其中，尤其是生成并发酵麦汁，所述方法包括多个用于制造中间产品的流程。在至少一个用于制造中间产品的流程中进行离子化。

Description

用于制造啤酒的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于制造啤酒的方法。

背景技术

为了制造啤酒需要许多用于制造中间产品的流程。尤其是啤酒制造时的许多中间过程是与pH值和/或矿物质成分相关的。然而，因为向中间产品给入碱液、酸和/或微量元素是较难接受的并且与供应商有关，或者说食品安全法规限制添加剂，所以作为替选以优选的方式优先考虑符合纯度供应要求的方法。

发明内容

由此出发，本发明的基本任务是，提供一种用于制造啤酒的方法，它能够以简单的方式和方法实现流程优化。

根据本发明，所述任务通过权利要求1所述特征得以解决。

通过使一种参与用于制造中间产品的流程的液体离子化可以优化多种多样的流程步骤，而不必添加额外的化学物质。在此，这种液体可以是用来产生中间产品的液体，但是也可以例如是一种用来形成中间产品的混合物。所以例如通过调设流程介质的特定的pH值范围和矿物质化显著地影响化学的、物理的和酶的流程。此外，例如也可以通过电压和电流操纵微生物的成分转换过程。离子化可以简单且低成本地实现。也可以通过有针对性的离子化来去除不期望的阴离子或阳离子。麦芽汁的产生在酿造间流程中开始，产生的麦芽汁然后被发酵成为啤酒。

根据本发明有利的是，通过隔膜电解来实现离子化。通过隔膜电解可以使离子移动并且使载电量不同的粒子局部富集。液体的位于这个膜的一侧上的一部分获得酸性的特征，而另一部分变成碱性。装置的一个区域内的特定的载电粒子的富集还有pH值的变化都可以有目的地加以利用，用来在啤酒制造时优化制造中间产品的流程，而不必添加其他成分。通过电极之间的电位差、在这些电极之间流通的电流的电流强度、装置中的至少一种待离子化的液体的停留时间和特征、电极的接触面的大小、分隔膜的属性或渗透率还有反应温度都可以有针对性地影响电解，从而例如有针对性地调设pH值。一种相应的用于隔膜电解的装置可以低成本地并且简单地提供，而且可以加装到现有的系统中。

在隔膜电解时，产生酸性的部分和碱性的部分，其中，其中一个部分可以被用于制造中间产品。例如如果这个流程有利于在碱性环境中制造中间产品，那么就为这个中间过程使用碱性的部分。另一部分要么丢弃要么用于另一个流程步骤，也就是说例如在一个生产链中后续的或者先前的流程步骤。那么例如在碱性环境下发生了特定的反应以后，就可以紧接着再添加酸性的部分，这一方面使得酸碱平衡，并且另一方面也确保了，在酸性的区域内渗透过膜的离子又被输送给后续的产品并且不会丢失。多余的酸性/碱性部分例如可以用于清洁的目的。

用于电解、尤其是隔膜电解的装置因此具有两个通过膜分开的区域，其中，在第一个区域内产生碱性的部分，并且在第二个区域内产生酸性的部分。待离子化的液体于是可以被导入第一和第二区域内并且被离子化，并且又从相应的区域排导出去。在此，这种离子化可以以批量运行或者连续不断地实现。

但是也有可能的是，分别将待离子化的两种不同的液体导入第一和第二区域，并且又从相应的区域排导出去。因此，例如可以导引第一流程的液体经过两个区域的其中一个区域，并且引导另一个流程的液体或水经过装置的另一个区域，其中，另一个流程的液体例如可以是较早的或者较晚的生产阶段的液体。于是例如可以在顺流或逆流中引导水经过第二区域以产生酸性水，并且导引添加酒花的麦汁经过第一区域，用以产生碱性的添加酒花的麦汁。

也有可能的是，例如在第一区域内导入添加酒花的麦汁，而在第二区域中导入最终麦汁，例如就可以降低它的pH值。从而可以有效地利用矿物成分移动和/或pH值移动。

也有可能的是，通过有针对性地气体处理来影响第一和/或第二区域。于是例如可以导入气体，例如空气或者臭氧，使得例如可以析出矿物质络合物并且可选地从流程中抽取。也可能的是，为了析出矿物质络合物在离子化之前以气体处理液体。

也可能的是，这种或者这些液体分别在回路中经过第一和/或第二区域地循环。在此，例如可以将液体存储在容器(例如也可以是反应容器/流程容器)或缓冲器中，并且批量地或者连续地经过用于隔膜电解的装置的相应的区域并经过容器循环，从而可以实现有效的矿物成分移动和/或pH值移动。

但是也可能的是，待离子化的液体被导引经过两个区域中的其中一个区域，然后经过特定的反应路段(例如管线路系统)并且紧接着输送给同一个装置的另一个区域或输送给另一个装置。从而在这种产品中没有矿物成分丢失，而是仅仅在特定的时间区间内以高效的方式和方法充分利用了离子移动或pH值移动。

特别有利的是，通过离子化调设出预定的pH值和/或氧化还原电位。在此可以通过有针对性地调设如下离子化参数来调设pH值，例如电极之间的电位差或电流强度、流体在装置中的停留时间、电极的接触面的大小、液体温度等等，这优选地可以通过连续的pH值测量和/或通过测量氧化还原电位来进行控制。通过离子化来调设pH值(或氧化还原电位)在这里本质上至少部分地理解为通过离子化至少部分地改变或调设，也就是说，可能pH值额外地还通过其他的措施，例如添加特定的能改变pH值的成分而受到影响。

用于制造中间产品的流程例如可以是如下组中的一种：酒花异构化、酒花芳香成分萃出、制造硅藻土溶液用于沉积式过滤、制造麦芽浆、提纯、冲洗、制造麦汁，尤其是麦汁酸化和麦汁煮沸、制酸、细菌素生成(例如乳酸链球菌素)、微生物的酸化，例如酵母的酸化。

特别有利地，本发明可以针对酒花异构化用作流程。中间产品就是异构化的酒花/液体混合物，这个混合物被添加到麦汁中。酒花的异构化优选地在碱性环境下实现，尤其是在8到14的pH值范围内，优选地在9到14的pH值范围内，其中，pH值调设通过所参与的流体的离子化实现。麦汁的pH值通常在5的范围内，并且可以通过离子化有效地提升到pH值＞5。可以有利的是，在离子化之前去除不期望的成分，例如铁离子或锰离子。这可以例如通过传统的方式实现(例如通过沉淀、络合物形成和/或通过渗透设备)或者借助事先进行的离子化来实现。也可能的是，在离子化之前向液体添加如下成分，例如钙、镁、钛、氮、氨或氟。

酒花异构化可以如下地完成，即，使液体，尤其是麦汁或者水被离子化并且为离子化的液体的碱性的部分定量添加酒花。但是也可能的是，将酒花定量地添加到液体，尤其是麦汁或者水中并且紧接着连续地或者批量地对这种混合物进行离子化，从而产生碱性的pH值。然后有利的是，事先还将混合物引导经过过滤器，也是为了避免例如膜的堵塞。

在离子化期间和/或之后，开始异构化过程。

因此，能够以简单的方式和方法产生碱性环境，从而可以显著提升酒花的苦味成分产出。经过尝试发现，产出量平均可以提升最多20％，这就在啤酒制造时促成显著的节约。

有利地，然后在单独的异构化容器中进行酒花异构化，其中，异构化优选地在20℃到100℃、尤其是60℃到100℃的温度范围内进行，并且混合物优选地被均匀化，例如通过搅拌、通过使用分散泵、翻滚或超声波的或机械的振动单元。为了产生特定的温度，例如可以设置有能调节的加热器件。作为替选或者作为附加，至少可以加热异构化容器前方的酒花-液体-混合物的部分(例如其中一种待离子化的液体)。

在酒花异构化以后，可以将混合物添加到麦汁锅中用于煮沸麦汁并且/或者在煮沸之后再添加混合物(煮沸在此也可以理解为将温度保持在恰低于沸点的状态)。

在离子化时产生的酸性的流体部分可以在异构化以后定量添加给碱性的液体-酒花-混合物，以便再次降低pH值，从而可以有利于芳香成分萃出。所以可以首先在碱性的流体部分中处理酒花，从而在紧接着进行酸处理用于芳香成分萃出之前能够有助于异构化并同时实现硝酸盐的减少。这是一种非常有利的流程实施。

也可能的是，在酸性环境下处理酒花和/或酒花的一部分，以便有利于芳香成分萃出，其中，相应的环境正如先前所述的那样通过离子化混合物的至少一部分来产生。于是例如可以通过前置的酸处理使期望的芳香成分络合物溶解。这些中间产品优选地在麦汁煮沸结束时使用，也就是说例如用在旋涡中(所谓的“晚加酒花”，在运输期间并且/或者在冷的流程区域内(所谓的“干加酒花”)，从而使挥发性的成分不会蒸发，不会分解并且/或者不会因为附着而损失。

就此而言，也存在这样的可能性，例如如下地处理酒花/液体混合物，使得首先低的(酸性的)pH值(优选地低于pH 5.0)用于实现芳香成分溶解，然后通过调设出碱性的pH值环境来有助于异构化，或者说苦味成分转换。

也可以有针对性地利用这种离子化工艺，以便例如有针对性地去除包含在酒花中的成分，例如硝酸盐、杀虫剂和/或微生物，或者降低它们的含量。

因此，例如可以通过离子化工艺事先实现去除这类成分，然后例如在较高或较低的温度下再执行异构化的流程和/或芳香成分萃出的流程。可以可选地丢弃那些不期望的成分转移到其中的流体，或者将该流体用于其他用途(例如用于清洁)。

根据另一种实施方式，用于制造中间产品的过程是制造用于沉积式过滤的硅藻土溶液的流程，其中，尤其是将硅藻土引入到液体中，然后使其离子化，其中，将pH值设置在2到7的范围内。这里的中间产品就是溶解在液体中的硅藻土。这种方法带来的优点是，可以防止通过加入硅藻土而向产品中引入不期望的成分，例如铁和/或砷。通过电解法实现离子移动，使得可以有效地去除不期望的离子，例如先前所述的来自于硅藻土溶液的离子。因此，也就实现了能够使用迄今被归为“低价值”的硅藻土。

根据本发明，优选地可以通过调设至少一个来自如下组的参数来调设pH值：

待离子化的液体的温度、电极之间的电位差或电流强度、待离子化的液体在装置中的停留时间、待离子化的液体的流量、电极与膜的间距、膜的类型、液体中(矿物质)成分含量、也就是说，能够有针对性地定量添加矿物质。

附图说明

图1粗略示出了一种用于根据本发明的方法进行隔膜分析的装置；

图2a粗略示出了一种适合用于根据本发明的方法的板式离化器；

图2b粗略示出了一种适合用于根据本发明的方法的管束式离化器；

图3a、b示意性地示出了如何在用于隔膜电解的装置的第一和第二区域内引导不同的液体；

图4粗略地示出了用于根据本发明的方法的、按照本发明的另一种实施方式的装置；

图5粗略地示出了用于根据本发明的方法的、按照本发明的另一种实施方式的装置；

图6a示出了根据本发明的中间过程的一种可能的流程图；

图6b粗略地示出了根据本发明的另一实施例的流程图；

图7示出了根据本发明的另一实施例的流程图；

图8示出了根据本发明的另一实施方式的流程图；

图9示出了体现异-α成分的产出量与pH值的关系的图表。

具体实施方式

根据本发明，在制造啤酒中，在至少一个用于制造中间产品的流程中进行离子化。在这里采用隔膜电解特别有利，结合图1和2对其进行详尽阐述。正如尤其是可以从图1中看出的那样，待离子化的液体例如被导入装置9的第一和第二区域1、2。通过在两个电极6a、6b上施加电位差，实现了离子移动和载电量不同的粒子的局部富集。正如从图1中可以看出的那样，液体的一部分获得酸性的特性，相反地，另一部分，即在膜5的另一侧上，具有碱性的特性。在此，流程此外还通过例如电极6a、6b之间的电位差或流过电解质的电流强度、液体在装置的这些区域或室内的停留时间、接触面、电极与膜的间距和膜的属性来确定。离子化流程在此可以选择在批量工艺中和/或在连续和/或在不连续的穿流工艺(Durchflussverfahren)中进行，从而能够制造出电荷。尽管在穿流工艺中优选地至少有膜的一侧被流体流过，流程也能够可选静态地，也就是说在不被强制流过的情况下实现。

图2a示出了一个用于板式/箱式-离化器的例子。在板式或箱式离化器中优选地使用面式的膜5。这种膜最好是惰性的、抗酸/抗碱的并且直至至少60℃的温度中都是稳定的，优选地在0℃到140℃都是稳定的。这种膜优选地是能反向冲洗的。同样有利的是，当这个膜构件为使得极性可以颠倒，从而例如可以在一段特定的运行时间以后将酸性侧变为碱性侧。从而例如可以通过变换极性去除掉沉积在碱性侧上的沉积物，例如石灰。然而，作为替选或者作为附加，也可以使用对于专业本领域技术人员公知的其他介质，用以对膜、电极、反应室、流程容器等等进行清洁、再生和/或杀菌。于是，例如可以同时用到碱液、碱基和/或其他的功能性有效成分，例如表面活性剂或酶。

例如萘膜、塑料膜和陶瓷膜特别适合用于根据本发明的应用。

这些膜优选地紧密地夹在塑料框中，从而让两个反应室1、2彼此不传导或尽可能弱传导地连接。最好是确保反应室内的膜5和电极6a、6b之间具有小的间距(在1mm至50mm之间，最好是50mm到300mm之间)，从而催化反应。此外，反应室内像通道/通路这样的流动引导部可以有助于实现规定的流体导引并且有助于以理想的方式排导走产生的气体。当来自酿酒厂的中间产品被导入到装置的这些区域或室内时，可能就必须前置过滤器，以减少固体输入。一般而言，反应室，即膜和电极之间的间距，可以与待离子化的液体和期望的反应相匹配。

为了确保尽可能大的反应面积，电极优选地同样也是面式的。为了避免腐蚀，这些电极由尽可能反应稳定的材料构成，例如钛或钛涂层的材料。然而可选地也可以使用像白金或黄金这样的贵金属，或具有相应涂层的材料。

也可以将多个室并联或串联起来，以提升设备的效率。

图2b示出了用于隔膜电解的装置的另一种可能的实施方式，也就是管式离化器，它按照和板式离化器相同的原理工作，尤其适合用于穿流工艺(在直流电或交流电中)。这里特别适合采用坚硬的膜5。

不管构造方式如何(板式或管式、电极的大小、室大小等等)，都要调设参数，像是电极6a、6b之间的电位差或电流强度、每时间单位里的液体流量或液体在这些区域或室内的停留时间、运行温度。

为了让离子化匹配特定的流程，例如可以测量在第一和/或第二区域内离子化的液体的pH值。有利地，将pH值调设到预定的pH值或pH值范围。在批量运行时，在此例如可以将装置中的停留时间选择为相应长的时间，以使得达到确定的pH值。在穿流工艺中例如可以在某个特定的流量下选择流程时间的长度，使得达到期望的pH值。

同样地，额外地或者作为替选还可以采用其他的测量原理，例如确定氧化还原电位，用以流程控制或调节。

正如尤其是从图3a和3b中看出的那样，要么可以向第一和第二区域输送相同的待离子化的液体，要么可以向第一和第二区域输送不同的待离子化的液体。图3a示出了一个例子，其中，添加酒花的麦汁被导引通过第一区域1，并且水被导引通过第二区域。图3b示出了一个例子，其中，添加酒花的麦汁被导引通过第一区域并且最终麦汁，也就是说例如在麦汁锅中完成麦汁煮沸之后被提取出去的麦汁，被导引通过第二区域。根据本发明的方法适合于许多在啤酒制造时制造中间产品的流程，正如后文中还会进一步阐述的那样。下面针对酒花异构化对本发明进行详尽阐述。中间产品在这里是异构化的酒花/液体混合物。

迄今为止，酒花直接被添加到麦汁锅中，使得正在煮的麦汁的结构发生重置，尤其是α酸、β酸和其他酒花酸，这称作异构化。产生的异构化化合物(Isoverbindung)相比例如一开始的α酸要更加容易溶解。α酸在煮沸时却不可能全部异构化。

根据本发明，现在在酒花异构化的流程中进行离子化，使得在酒花/液体混合物中产生碱性环境。在此，pH值优选地设置在8到14的范围内。如果在这个pH值中进行异构化，那么就可以让酒花的产出量提高最多20％，这就在啤酒制造时实现了大量的节约。正如尤其是可以从图9中看出的那样，异-α酸的产出量在碱性区域内明显高于在酸性区域内。

在此，异构化优选地在向麦汁锅输送酒花/液体混合物之前完成。在此存在不同的可能性，例如在图6a、6b、7中所展示的那样的。

正如例如从图6a中体现出来的那样，可以将液体，尤其是液态麦汁或水，与酒花混合，其中，然后将混合物进行离子化。在此，混合物不仅输送给装置的第一区域而且还输送给第二区域，用以进行离子化，使得不仅产生碱性的部分B而且产生酸性的部分A。离子化流程，正如先前所述的那样，一直进行，直到例如达到理想的pH值。碱性的部分B然后就，正如后文所述的那样，被接纳在异构化容器7中，或者在离子化期间就已经通过容器7循环(图4)并异构化。在此，异构化优选地在20℃到100℃的温度范围内进行，并且混合物优选地被均匀化，例如通过搅拌、通过使用分散泵、翻滚或超声波的或机械的振动单元。为了产生特定的温度，例如可以设置能调节的加热器件。但是作为替选或者作为附加也有可能的是，酒花/液体混合物的一些部分在进入异构化容器之前就被加热。异构化一直进行，直到这些流程达到所需的规模。这例如可以通过先前进行的、对特定流程条件的分析来获知(例如校准)，并且/或者持续进行监控，尤其是例如借助pH值测量和/或氧化还原电位测量进行自动调节。紧接着在麦汁煮沸之前和/或期间和/或之后例如向麦汁锅中输送酒花/液体混合物，然后可以提取出成品的最终麦汁。正如通过虚线表示的那样，在离子化过程中形成的酸性的部分A就可以在异构化之后和/或在麦汁锅中和/或在麦汁煮沸之后再次被引导回来，例如导回特定的量，使得出现特定的pH值。优点是，转为酸性的部分的离子可以再次输送给麦汁。作为附加或者作为替选，酒花/液体混合物也可以输送给啤酒制造过程中任何其他的流程部位，并且/或者酸性的部分A也可以用于其他的流程，例如也可以用于清洁目的。

这类流程也有以下优点，即，可以调设特定成分的含量。从而根据本发明主动地且有针对性地减少例如农药、铁和/或硝酸盐含量。

图6b基本上等同于在图6a中所示的实施例，不同的是，用于隔膜离子化的装置将酒花/液体混合物仅仅导入第一区域1并在那里离子化，而在第二区域内导入另一种液体、例如水或最终麦汁。其余的流程步骤等同于先前的实施例。

此外提到，图6a和6b也适合用于实现(酒花)芳香成分萃出。然而在这些情况下可能使用酸性的部分A，代替异构化可能进行芳香成分萃出。紧接着例如完成“干加酒花”的流程步骤，而不是“麦汁锅”。

图7示出了根据本发明的用于酒花异构化的方法的另一种实施方式，其中，在这里例如首先将液体，例如麦汁或水，离子化，为此将液体例如输送给用于隔膜电解的装置9的两个区域，由此制造出碱性的和酸性的部分。正如在先前的实施例中一样，在此设置出碱性的部分B的特定的期望的给定pH-值。现在向离子化的液体定量添加酒花，并且然后正如先前所述的那样，就将混合物输送给用于进行异构化的异构化器皿。正如先前所述的那样，酸性的部分A就也可以再次在不同的部位上被引导回去，或者被用于另一个流程。即使没有示出，正如在图6b中所示的那样，即使在图7所示的实施例中也可以实现对液体进行离子化，使得这种液体仅仅被导入用于隔膜电解的装置9的第一区域1，并且另一种液体被导入第二区域，然后从中产生酸性的部分A。此外作为替选，也可以使用酸性的部分A代替碱性的部分B，帮助例如芳香成分的萃出反应。

图4示出了用于执行进行酒花异构化/芳香成分萃出的方法的装置的一种具体的实施方式。正如在图6b中所阐述的那样，将一种液体，例如水或麦汁，添加到异构化容器7中，并且将酒花例如以酒花提取物、球果酒花和/或酒花颗粒的形式定量添加到液体中。在这里，酒花份额与液体份额的比例关系优选地为1:10到1:100。异构化容器7可选地是能加热的，并且例如优选地在20℃到100℃，更优选在60℃到100℃的温度范围内具有1000升的容量。但是也有可能的是，其中一种导入的液体通过异构化容器7外的热交换器加热。为了进行均匀化，容器例如具有搅拌器件8。为了现在产生碱性环境或者作为替选产生酸性环境，借助泵10将酒花/液体混合物泵送经过或者抽取经过用于隔膜电解的装置9的第一区域1。在此例如已经事先基于经验确定了对于特定的装置9的电流强度或电位差的最佳值。一直进行离子化，直到用于异构化的区域内的pH值达到理想的8到14，并且用于芳香成分萃出的区域内的pH值小于5，优选地在2到4之间。在这些pH值的情况中，异构化过程/芳香成分萃出过程能够最佳地进行。酒花/液体混合物继续保留在容器7中，直到完成期望的反应。这例如可以通过测量异构化程度得以识别。流程持续时间例如可以基于经验在校准流程中确认。

优选地，泵，例如泵10是能调节的，例如以频率控制。通过能调节的泵使得能够自由选择体积流量，从而能够影响/控制离子化的速度。作为能调节的泵的替选或附加，也可以通过调节阀和/或节流阀或者类似物实现这一点。

在离子化时，另一种液体被导引经过装置9的第二区域2，例如水或最终麦汁(仍见图3a和b)。在此，产生酸性/碱性的部分A/B，其中，这种液体也经过第二区域循环。酸性/碱性的部分例如可以在离子化结束以后临时存储在缓存器中，并且要么正如结合图6b描述过的那样输送给另一个流程，要么输送给麦汁。

在图4中所示的具体的实施例已经结合用于隔膜电解的外部的装置9进行了描述。但是在异构化容器7中集成有相应的用于隔膜电解的装置也同样很好，使得在其中处理中间产品(酒花/液体混合物)的容器直接与膜5连接，并且/或者容器通过膜被划分成多个分开的区域或反应腔1、2。

然而并不是只能够像上文所述的那样通过经过室1的循环实现酒花异构化，而是也可以通过经过两个室或区域的循环实现酒花异构化。

这里的中间产品是经异构化的酒花/液体混合物。

但是酒花/液体混合物也可以被引导经过膜或隔膜，使得它在时间上错开地经过正电极和负电极6a、b，正如尤其是从图5中体现的那样。在这种运行方式下，液体，例如热麦汁或热水，首先被添加酒花并且在负电极6a处被导引经过第一区域1，从而让混合物暂时获得碱性的特征，这有利于实现期望的异构化反应。转移到反应路段3，例如是具有相应长度的线路或者是器皿，使得异构化能够依赖于时间进行，并且在用于隔膜电解的装置的第二区域2内进行中和之前实现更好的充分混合。在此，反应路段3同样可以可选地被加热，从而可以让混合物维持20℃到100℃的温度。离子化如下地进行，使得出现前述的pH值范围。也有可能的是，将离开区域2的混合物重新输送给区域1，以实现完全的异构化。在这种方法中有利的是，酒花/麦汁混合物里没有任何成分丢失，因为混合物不仅被导引经过第一区域而且经过第二区域。在此，混合物可以被导引经过一个装置的第一和第二区域，或者例如当多个装置平行地或者前后依次地布置时，经过两个不同装置的第一和第二区域。

为了有利于芳香成分萃出而不是异构化，在这种情况下也可以更换电极的极性，从而首先完成一次酸性的反应和碱性的中和。

正如已经阐述的那样，碱性环境特别适合于优化异构化效果，即有利于苦味成分转变。然而酸性环境却是为了从植物材料中溶解出香味活性组分。因此根据本发明，酒花或者酒花/液体混合物的一部分可以在酸性环境下处理。由此，减少异构化率从而减少苦味成分的形成，然而却有利于芳香成分萃出。这样处理的产品相应地适合于例如需要煮沸的麦汁的香味生成和/或适合于酿酒厂的所谓的冷区域。在这种情况下，冷流程引导可以是有利的(所谓的干加酒花法/冷泡酒花/酒花干泡)。

此外还可以例如也在较冷的温度下，例如在-3℃到+20℃的情况中进行芳香成分萃出，其中，其中一种中间产品可以可选地是水和/或啤酒。

特别有利的是，正如从图8中体现出来的那样，交替地使用这些流程。于是例如可以让酒花/液体混合物首先在离子化以后在碱性环境下进行处理，正如结合上述实施例阐述过的那样，并且然后通过离子化或者添加酸性的介质在酸性环境下进行处理，然后才例如输送给麦汁锅。但是也有可能的是，酒花/液体混合物先在酸性环境下进行处理，然后将在碱性环境或者在酸性环境下处理过的混合物添加给麦汁，或者添加给后续的中间产品如啤酒。

根据本发明的一种有利的实施例也是一种用于制作进行沉积式过滤的硅藻土溶液的流程。这里的中间产品是为了进行沉积式过滤而溶解在液体中的硅藻土。硅藻土通常以粉末的形式供应，并且在溶解容器中与液体接触，从而实现溶解和沉积式过滤件中的稍后的冲积，用于啤酒过滤。为了避免通过加入硅藻土也可能向产品中带入其他不期望进入的成分，如铁和/或砷，在处理硅藻土溶液时发生离子化。为此，硅藻土粉末被放入液体，然后利用进行隔膜电解的装置对其进行离子化，直到硅藻土混合物侧上的pH值达到预定的2到4的范围。有利地，在此将不期望的成分，如铁、硝酸盐和/或砷等等排导出去。隔膜电解装置9在此例如可以集成到溶解/搅动容器中，使得在搅动容器中存在先前描述过的第一和第二区域以及电极，或者混合物可以从这个容器被引导到用于隔膜电解的单独的装置9。

为了去除不期望的阴离子或阳离子，硅藻土-水-混合物可以首先被导引经过用于隔膜电解的装置的一个区域(要么是第一要么是第二区域)，并且紧接着被导引经过第二装置9的另一个区域(第二区域或第一区域)，其中，例如在一个装置的当前另一个区域内引导另一种液体，例如另一种流程液体或者是水。从而确保了不仅可以去除不期望的阳离子而且也可以去除不期望的阴离子。

在图4和5中已经结合酒花异构化对装置进行的说明。然而相应的装置也适合用于制造其他的、接下来进行阐述的中间产品。

离子化液体以制造麦芽浆

在制造麦芽浆时，首先将切碎的(碾碎的)谷物(例如麦芽)与水(酿酒水)混合。因为期望实现特定的酶分解，并且不同的酶具有不同的依赖于温度和pH值的效果最佳时刻，所以对混合物进行逐步的温度提升。

因为特定的原材料，有些受季节限制并且/或者基于它们的生产方法(例如烘烤麦芽或酸化麦芽)或者基于微生物污染引起麦芽浆pH值比较低且不是最理想的，并且/或者酿酒水有时不具有足够的矿物质进行缓冲，所以麦芽浆pH值在实践中经常会下降，以至于酶不再能够起到最佳效果。传统做法此时不会进行碱性补偿(pH值调设)，因为这不符合纯净法的规定并且/或者要避免添加碱液。因此目前只能在没有均衡可能性的情况下忍受这种效果的下降。

为了将麦芽浆调设出理想的pH值，例如可以通过电解首先对酿酒水进行处理，使得它的特性一开始偏碱性，也就是说优选地在8到12的范围内，由此使得酶能够更好地起效。酸性的酿酒水部分就可以接下来用于进行精确的pH值调设，或者作为替选用于其他的流程。

此外还有一种可能性是，在制造麦芽浆期间对中间产品(与麦芽进行混合的水)进行离子化。这样做的优点是，进行离子化的电流催化促进特定的工序，并且可以在流程期间有针对性地影响各种状态。

处理冲洗水

为了让酒渣充分萃出，即从谷壳中冲洗出糖分，在提纯时添加冲洗水。这种水通常具有酿酒水的品质。冲洗水经常是温的，也就是热的，在此，现代的方法出于能量方面的原因也会使用冷水。

因为通常不会对冲洗水的pH值进行调设，所以酒渣的萃出效果不总是很理想。此外，在冷的冲洗法中，酒渣紧接着腐坏的风险增加，因为微生物没有被足够充分地杀死或随着冷水带入了进来。

将冲洗水pH值调设到例如2到4和/或9到14就使得能够更好地洗出酒渣的成分，从而实现更好的酿酒产量。此外，通过相应的酸度(例如在使用酸性的冲洗水时)减少了酒渣被污染的风险。

在提纯时对麦芽浆进行离子化

众所周知，静电相互作用决定了过滤期间的沉降行为、过滤床形成和分离行为。

迄今为止还没有对流体和/或粒子电荷采取任何主动的影响措施，以影响麦芽浆和其他酿酒介质的过滤能力。

在这个提纯/过滤过程期间，可以通过对液体的部分充电让颗粒有针对性地调整方向并且优化这个流程，在此例如冲洗水的pH值通过离子化被调节到优选2到4和/或9到14。

麦汁酸化

为了调设麦汁的pH值，例如可以添加乳酸。通常这个流程步骤在煮沸结束时进行。

企业内部的乳酸制造比较麻烦，需要特殊的、成本高的反应器和设备组件。然而配量添加工业酸(technische )却不符合纯净法规定，可能导致质量下降和后勤问题。

理想地可以将先前离子化的液体的酸性的部分用于实现期望的麦汁酸化。包括以下可能性，即，麦汁的一部分可能在提纯后被取走，通过电解分为酸性的部分和碱性的部分，并且这些部分有针对性地再次被引导回去。从而可以将碱性的部分例如用于制造麦芽浆和/或酒花萃出，相反地、酸性的麦汁部分例如可以在麦汁酸化时(例如在煮沸结束时)使用。酸性的部分的pH值在此例如优选地在2到4之间的范围内。

煮沸

此外在煮沸时蒸发出不期望的成分、对麦汁进行消毒并且催化促进特定的成分转换。

所述工序是依赖于时间和温度的。此外还会产生可能具有不期望的特性的排放物(例如排气冷凝液)。

通过在煮沸之前或期间对麦汁离子化达到优选地2到4和/或9到14的pH值，可以更快速并且/或者在更低的温度下实现期望的流程。此外还可以通过离子化提高产生的排气冷凝液的质量，因为例如可能破坏了不期望的成分类别，例如气味活性的成分，其中，通过导引冷凝后的排放蒸汽通过第一区域可以去除不期望存在的阴离子，并且通过导引冷凝液通过第二区域去除不期望存在的阳离子。

在制酸时影响乳酸形成

除了添加工业酸的可能性，乳酸也可以在企业内部的所谓的制酸设备中借助乳酸菌制成。在这个流程中产生的乳酸在此是提升价值的组成部分，它有促进健康的效果。

因为产物抑制越来越强导致微生物生产率不断下降，这个流程通常不能以最大效率运行。尽管众所周知通过添加碱液正面地影响了乳酸的形成，但是实践中不会采用这种做法，因为这个流程不符合纯净法要求，在产品中配量添加碱液在大部分情况下是不被接受的。

通过电解技术(例如通过充足地添加碱性的流体部分)，可以让乳酸设备中的pH值恒定地保持在优选2到6的范围内，从而更高效地产生乳酸并减少产物抑制。正如在已经说明的流程中那样，在此或者通过膜划分器皿，并且/或者独立地在容器以外实现离子化流程。此外还可以使用那些能够有针对性地允许或阻止对有机物的渗透能力的膜。

影响细菌素的产生

除了乳酸以外，在酿酒厂通过微生物还有可能产生细菌素，例如乳酸链球菌素。这种流程工艺在此非常类似于在乳酸生产时的情况。

因为在形成细菌素时例如通过乳酸球菌也形成酸，所以这些酸最好是被中和到一定的程度，以防止或延缓产物抑制现象。

根据本发明，因此电解法可以被用于将pH值按照要求调设到优选地4到8。此外还可以通过这种技术实现更好的有效成分分离。在此可以可选地直接在培养反应器中完成并且/或者与之独立地完成。

处理混合水

经常借助所谓的超重力法制造麦汁。紧接着例如通过用酿酒水进行稀释来调设期望的产品组成。

依据稀释介质的组成，对产品有不同程度的影响。除了无污染并且pH值合适以外，这里的矿物质化还有一个特别的作用，因为特定的成分可能导致不期望的反应。因此，例如所谓的混合介质(Verschneidmedium)中过高的钙含量可能导致后期草酸钙的沉淀析出，这例如会导致不期望的喷涌。而且也不能加入大量的铁，因为铁最容易降低口味的稳定性。

因为矿物质的组成和各个部分的pH值因为离子化受到影响，所以可以利用有针对性的混合介质处理实现质量优化。为此，这种介质最好是在添加之前用电解进行处理，并且达到优选地4到6的pH值。

影响发酵用有机物和污染有机物

发酵用有机物(在啤酒制造时：酵母)很大程度上影响产品的特性。因此必须保留生理上至关重要的无污染的培养。为了确保这一点，有时有针对性地，例如用酸对繁殖进行处理。

传统的对微生物的合适酸化比较麻烦，有时还有声明义务。此外，特定的物质，例如酒花树脂没有充分地从膜表面去除，由此降低了例如可再利用性或细胞的效益。

通过加入离子化的介质(优选地pH值为2到4)和/或电流，可以有针对性地处理发酵用有机物和潜在的污染有机物，并且影响它们的活性。

酶去活性和有机物去活性，提升化学物理稳定性

经常加热处理产品，以确保酶去活性和有机物去活性以及提升化学物理稳定性。这在大部分情况下在短时加热器中或者在巴氏灭菌器中实现。

通过热处理也可能让产品以不期望的方式发生变化(例如颜色加深、美拉德产物)。此外，为此需要采用的设备技术比较昂贵，还意味着需要消耗大量能量。

通过为产品采用电解法可以如愿地影响提到的流程，由此减少处理强度，或者可以让某些流程废弃不用。

渣滓处理

在啤酒酿造时，在热区域内有热渣滓沉积，在冷区域内有冷渣滓沉积。它经常包含提升价值的酒花成分(例如未异构化的酸)和例如矿物成分。传统方法不会处理这些渣滓，而是仅仅在某些情况下会再利用。

通过使用离子化技术，可以再处理这些渣滓，并且例如对矿物成分进行再异构化和/或回收。

例如，这个流程可以在容器7中进行。通过这种技术可以实现更多的原材料节约。

为了促进或禁止特定的成分和催化反应，用于离子化的液体或者至少它的其中一部分都可以通过成分添加和/或成分去除进行预处理。

因此例如公知的是，铁对许多的流程有催化效果，而不仅对酒花异构化还有对产品稳定性有负面影响。镁、钙、钛、氮、氨或氟却相反地对酒花异构化有正面影响。然而因为前两种金属在离子化时具有正电荷，所以它们运动到膜的负的、经常碱性的侧上，由此在那里为这个流程不仅使有利的成分富集而且使不利的成分富集，并且该流程因此不能以最大效率进行。

为了在这里只有期望的成分才在反应侧上富集(在酒花异构化时，例如镁离子)，不期望的成分(例如铁离子)应该在离子化之前被去除。

这可以可选地以传统的方式进行(例如通过沉淀、络合物形成和/或渗滤设备)或者借助前置的离子化系统进行，在此，最好紧接着在实现目标离子化之前仅仅添加期望的矿物成分。

正如说明的那样，电极6a、6b在根据本发明的流程中最好是由尽可能惰性的金属从而贵金属构成，或者至少带有这种涂层(例如白金。被白金涂层的钛)，从而避免像铁这样的成分溶出并且不期望地发生富集。然而此外也有可能的是，电极完全地或者部分地由在这个流程中期望存在的金属或由金属合金构成(例如镁)。可以可选地仅仅使用这类“牺牲电极”，或者额外地与其他的电极一起使用。

在容器、电极6a、6b的材料选择时要注意相同的原则，而且上游和下游的流程中也要注意相同的原则。一般而言优选惰性的材料，或者至少要注意，让更多有利的组分而不是不利的组分能够与流程或与内容物相互作用。

对酒花异构化有利的例如有钙、镁、钛、氮、氨和氟；不利的是铁和锰。

此外，还可以通过有针对性地用气体处理液体来影响所述流程。因此例如通风或导入臭氧可以起到的作用是，让矿物质成分络合物沉淀析出并且可以可选地从该流程中提取出去。此外，还可以通过气体处理提升均匀性从而提升成分转换率。此外由此还可以控制氧化流程。

Claims (16)

1.一种用于制造啤酒的方法，其中，生成并发酵麦汁，所述方法包括多个用于制造中间产品的流程，其特征在于，在至少一个用于制造中间产品的流程中将参与该流程的液体离子化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过隔膜电解(9)来实现离子化。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在离子化时产生酸性的部分(A)和碱性的部分(B)，其中，其中一个部分用于制造中间产品，并且尤其是另一个部分被丢弃或者用于另一个流程步骤。

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于，用于电解的装置(9)具有两个由膜(5)分隔开的区域(1、2)，其中，在第一区域(1)内生成碱性的部分(B)并且在第二区域(2)内生成酸性的部分(A)，其中，要么

将待离子化的液体不仅导入第一区域(1)而且也导入第二区域(2)，然后进行离子化并又从相应的区域中排导出去，要么分别将待离子化的两种不同的液体导入第一区域(1)和第二区域(2)，并且又从相应的区域中排导出去，其中，尤其是导引第一流程的液体经过两个区域(1、2)中的其中一个区域，并且导引另一流程的液体或水经过所述装置(9)的另一个区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，这种液体或者这些液体分别在回路中经过第一和/或第二区域(1、2)地循环，尤其是经由缓冲容器(7)和/或流程容器。

6.根据至少权利要求3所述的方法，其特征在于，将待离子化的液体导引经过两个区域(1、2)中的一个区域，然后在穿流过反应路段(3)以后输送给另一个区域(1、2)。

7.根据权利要求1至6中至少一项所述的方法，其特征在于，通过离子化来调设出预定的pH值和/或氧化还原电位。

8.根据权利要求1至7中至少一项所述的方法，其特征在于，所述中间过程是以下分组中的一种流程：酒花异构化、芳香成分萃出、尤其是酒花的芳香成分萃出、制造用于沉积式过滤的硅藻土溶液、制造麦芽浆、提纯、冲洗、制造麦汁，尤其是麦汁酸化和麦汁煮沸、制酸、细菌素的生成、微生物的酸化，尤其是酵母的酸化、对热渣滓和/或冷渣滓的处理。

9.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述中间过程是酒花异构化，其中，酒花的异构化在碱性环境下，尤其是在8到14的pH值范围内实现，并且通过对所参与的液体进行离子化来实现pH值的调设。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在酒花异构化时，要么

a)对液体，尤其是麦汁或者水进行离子化，并且向经离子化的液体的碱性的部分(B)定量添加酒花，要么

b)将酒花定量添加给液体，尤其是麦汁或水，并且将混合物离子化，从而生成碱性环境。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述酒花异构化在单独的异构化容器(4)中进行，其中，异构化优选地在20℃到100℃，优选地在60℃到100℃的温度范围内进行，并且优选对酒花/液体混合物进行均匀化。

12.根据权利要求9至11中至少一项所述的方法，其特征在于，在酒花异构化以后，将酒花和液体的混合物添加到麦汁锅中进行煮沸，并且/或者在麦汁煮沸以后再添加酒花和液体的混合物。

13.根据权利要求9至12中至少一项所述的方法，其特征在于，在离子化之后向碱性的液体/酒花混合物定量添加在离子化时生成的酸性的流体部分(A)。

14.根据权利要求9至12中至少一项所述的方法，其特征在于，在酸性环境下对酒花或酒花的一部分进行处理，以便有利于芳香成分萃出，并且优选地在之前/或在之后在用于异构化的碱性环境中进行处理，其中，通过电解来调设pH值，并且尤其是在碱性环境中在-3℃到20℃的冷范畴内实现酒花的芳香成分萃出，选择性地也在啤酒中实现。

15.根据权利要求1至8中至少一项所述的方法，其特征在于，所述中间过程是制造用于沉积式过滤的硅藻土溶液的流程，其中，将硅藻土粉末引入液体中，然后对混合物进行离子化，其中，优选地，通过离子化将pH值调设到2到4之间的值。

16.根据至少权利要求7所述的方法，其特征在于，以通过调设来自如下组的至少一个参数的方式调设所述pH值：待离子化的液体的温度、电极之间的电位差或电流强度、所述装置中的停留时间、待离子化的液体的流量、电极与膜之间的间距、至少一种所参与的液体的矿物质化。