CZ60997A3 - Beer continuous production process - Google Patents

Description

Oblast techniky

		—-	-------.....
	< T3
	=° £> CS		hO'		• <=:
	S	c			3 »—
	—< -< — r~	Λ >		CJ o	3 CH	o<
	O G	D	*	czx f—»	i 35	v..
	< £			o	ZC
	“5 Q				oc

♦t

Vynález se týká způsobu kontinuální výroby piva, při kterém se stírka s obsahem kyslíku 0,5 až 3,0 mg kyslíku na litr kontinuálně zavádí do alespoň jedné kvasné nádrže, upravené jako smyčkový reaktor, který pracuje při teplotě 6 až 25 C a za tlaku 0,15 MPa až 0,2 MPa, kde má stírka střední prodlevu 4 až 40 hodin, ve kterém se nachází biologický katalyzátor, obsahující biologicky aktivní kvasnice a do kterého je v ustáleném oběhu trvale přiváděn dílčí proud stírky, přičemž se z trvale přiváděného dílčího proudu stírky oddělují volné kvasnické buňky a kvasnic zbavený dílčí proud se pak zahřívá v průběhu 0,5 až 30 minut na teplotu 60 až 90 °C a následně se chladí, než je opět zaveden do kvasné nádrže.

<*

Dosavadní stav techniky

Z německého patentového spisu číslo DE-PS 4244595 je znám způsob kont i nuáln í výroby piva, při kterém se stírají s vodou suroviny obsahující škrob a stírka se zavádí kontinuálně do alespoň jednoho reaktoru, přičemž teplota stírky je před vstupem do jednotlivých reaktorů postupně zvyšována nepřímou výměnou tepla na konečnou teplotu 75 až 85 ’C, přičemž prodleva v reaktoru obnáší 30 až 90 minut a přičemž je stírka v,jednot1 ivých reaktorech udržována na definované teplotní úrovni, přičemž se mláto ze stírky kontinuálně v dekanteru odděluje, načež se pivovarskou vodou vyluhuje ve dvoustupňovém dekanteru a při tom se horká mladina směšuje s chmelem nebo s chmelovým výtažkem a kontinuálně se zavádí do průtokového reaktoru a zahřívá se na teplotu 105 až 140 “C a při průchodu reaktorem je držena po dobu 2 až 60 minut na této teplotě za tlaku 0,12 MPa až 0,36 MPa, přičemž je pod tlakem udržovaná mladina podrobena odlehčovacímu odpaření, v separátoru se zbavuje kontinuálně hořkých kalů a nakonec se chladí ve výměníku tepla na dozrávací teplotu, přičemž se ochlazená mladina s obsahem kyslíku 0,5 až 3,0 mg kyslíku na litr zavádí kontinuálně do dokvašovací nádrže v podobě smyčkového reaktoru, který pracuje při teplotě 6 až 25 C a za tlaku 0,15 až 0,2 MPa a ve kterém má mladina 10 až 40-hodinovou prodlevu a je v trvalém oběhu, který obsahuje biologicky aktivní kvasnice, přičemž se během kvašení kontinuálně tekuté medium z dokvašovací nádrže odtahuj e a odstřeďuje se k odstranění v něm se nacházejících volných kvasnicových buněk a přičemž se kvasnic zbavené tekuté medium zahřívá během 0,5 až 30 minut na teplotu 60 až 90 C, načež se nakonec ochadí a odtlakuje, přičemž dílčí proud se zpětně do dokvašovací nádrže zavádí a druhý dílčí proud se po filtraci odvádí jako hotový produkt.

Při provádění tohoto způsobu se v jednotlivých případech ukázalo, že chuťovou kvalitu piva je nutno ještě vylepšovat, což je způsobeno tím, že se nemůže v každém případě dosáhnout téměř kvantitativního odstranění diacetylu vytvářeného tepelnou přeměnou α-acetolaktátu tepelným zpracováním, odtlakováním a částečně zpětným zaváděním hotového produktu do dokvašování podle dosavadních způsobů. Cílem vynálezu tedy je zlepšení chuťové kvality kontinuálně vyráběných piv, obzvláště snížením jejich obsahu diacetylu.

Ke zlepšení chuťových vlastností zreagováním vedlejších pr oduktů, t v oř í c í c h s e při pr i mám í m kvašení , dochá z í obvyk1 e při stárnutí mladiny označovaném jako dozrávání, které se provádí v průběhu několika týdnů za nízkých teplot. Takové stárnutí mladiny vyžaduje velké uskladňovací prostory a udržování zásob. Byly už proto podniknuty zkoušky s urychleným dozráváním piva. Z německého patentového spisu číslo DE-PS 41 37 474 je znám způsob kontinuálního urychleného dozrávání piva další reakcí v primárním fermentační kroku zpracované stírky znehybněnými kvasnicemi, kde se reakce vrstvou s porézním granulátem se velikostí pórů 60 až 300 μιη <. 3 mm znehybnělých kvasnic za zvýšeného jako nosiče použito porézního granulátu až 2 mm a pracuje se při teplotách 2 až Dále

574 zkvašením pivní stírky při průtoku stírka vedena přes kvasnou kolonu, se nacházejí na nosiči polyvinylchloridu, přičemž provádí v reaktoru s vířivou 40 až 60% porozitou s a s velikostí částic tlaku, přičemž je s velikostí částic 1

C s prodlevami 5 až 15 hodin patentového spisu číslo DE-PS 24 kontinuální výroby piva se kvasnou aparaturou, kde je která obsahuje kvasnice, je z německého znám způsob které sestávajícím z granulovaného mladina, vytékající z kvasné kolony, je vedena dozrávací kolonou, která vykazuje kvasnice obsahující nosič odpovídající kvasné koloně, přičemž pivo, vytékající z dozrávací kolony, je vedeno zpracovací kolonou, která vykazuje nosič tvořený organickými polymery, cihlami, křemelinou, sklem, pískem, sloučeninami na bázi křemeliny nebo látkami obsahujícími hlinku.

Úkolem vynálezu je poskytnout způsob kontinuální výroby piva, který vykazuje shora uvedené význaky, a kterým lze po dlouhou dobu vyrábět vystárlé pivo, které má trvale vysokou chuťovou kvalitu a jehož obsah diacetylu je vždy nižší než 0,1 mg na litr, s výhodou 0,05 mg na litr.

Podstata vynálezu _ Způsob__kontinuální výroby piva, při kterém se stírka s obsahem kyslíku 0,5 až 3,0 mg na litr kontinuálně zavádí do alespoň jedné kvasné nádrže upravené jako smyčkový reaktor, který pracuje při teplotě 6 až 25 ’C a za tlaku 0,15 MPa až 0,2 MPa, kde má stírka střední prodlevu 4 až 40 hodin, ve kterém se nachází biologický katalyzátor obsahující biologicky aktvní kvasnice a do kterého je v ustáleném oběhu trvale přiváděn dílčí proud stírky, spočívá podle vynálezu v tom, že se z trvale přiváděného dílčího proudu stírky oddělují volné kvasnické buňky a kvasnic zbavený dílčí proud se pak zahřívá v průběhu 0,5 až 30 minut na teplotu 60 až 90 ’C a následně se chladí, než je opět zaveden do kvasné nádrže, přičemž se celý průtok kvasnou nádrží zavádí kontinuálně do dozrávací fermentační nádrže v podobě smyčkového reaktoru, do kterého se kromě toho kontinuálně zavádí 1 až 8% stírky přiváděné do kvasné nádrže a který pracuje při teplotě 10 až 20 *C, ve kterém dozrávající medium má střední prodlevu 4 až 30 hodin, který je provozován s biologickým katalyzátorem jenž je nasazen v kvasné nádrži a do něhož se v trvalém oběhu přivádí dílčí proud media, určeného k dozrávání, přičemž se z dílčího proudu dozrávaného media přiváděného oběhem oddělují volné kvasnicové buňky a kvasnic zbavený dílčí proud se pak během 0,5 až 30 minut zahřeje na teplotu 60 až 70 °C a nato se ochladí než opět dospěje do dozrávací fermentační nádrže a celý průtok dozrávací fermentační nádrží se filtruje a odvádí se jako hotový produkt. Tím, že je kvašení od dozrávání podle vynálezu odděleno, a vlivem přidávání 1 až 8% nezkvašené stírky do dozrávací fermentační nádrže je pochod dozrávání příznivě ovlivněn tak, že výsledkem je zpravidla obsah diacetylu menší než 0,05 mg na litr v hotovém produktu po dlouhou dobu do značné míry konstantní a jen ve výjimečných případech dosáhne mezní hodnoty 0,1 mg diacetylu na litr. Tento výsledek uvedeného postupu může být v dlouhodobém provozu spolehlivě dodržen.

V dalším provedení vynálezu je navrhováno, aby celý průt ok kv as n ou nádrží by] p ři m í c hává n k d í 1 čámu pr oudu ine d ia určeného k dozrávání, dříve než je tento dílčí proud zbaven kvasnic a zahřát. Tím je tedy zbavení kvasnic průtoku kvasné nádrže nákladově výhodně spojeno s odstraněním kvasnic z dílčího proudu dozrávací fermantační nádrže, protékajícího oběhem.

V ještě dalším provedení vynálezu se navrhuje použít dvou kvasných nádrží, přičemž se do první kvasné nádrže přivádí 75 až 90 % a do druhé kvasné nádrže se přivádí 5 až 20 % stírky. Proces dozrávání se tímto vedením postupu ovlivňuje příznivě tou měrou, že průtok druhou kvasnou nádrží vedený do dozrávací fermentační nádrže vykazuje už poměrně nízký obsah diacetylu. Při rozdělování stírky podle vynálezu na první a druhou kvasnou nádrž je třeba dbát toho, aby 1 až 8 % celkové stírky, určené ke kvašení, bylo v každém případě zavedeno do dozrávací fermentačí nádrže.

Konečně v dalším provedení vynálezu se navrhuje, aby biologický katalyzátor vykazoval hmotnostní obsah oxidu titaničitého 5 až 30 % a obsahoval biologicky aktivní kvasnice a gelu podobnou matrici, přičemž částice oxidu titaničitého mají průměr 0,1 až 1 um a katalyzátor je kulovitý. Tento katalyzátor je popsán v německém patentovém spise číslo DE-PS 37 04 478 a má tu přednost, že může být rovnoměrně rozptýlen ve vířivém loži fermentačních činidel, má dobré pevnostní vlastnosti a obsahuje pouze látky přírodního původu, které se v chemickém a biologickém reakčním systému chovají inertně. Biologický katalyzátor se obzvlášť dobře hodí k provádění kontinuálního procesu dozrávání.

Podle vynálezu se jako obzvlášť výhodné osvědčilo, má-li stírka, zaváděná do dozrávací fermentační nádrže, obsah kyslíku 0,5 až 3 mg kyslíku2 na litr, jelikož biologický katalyzátor při tomto obsahu kyslíku se vzhledem ke kvasnicím trvanlivě udržuje v optimálním vyživovacím stavu a stírka, obsažená při dozrávání, téměř kvantitativně žkvásí a spolehlivě snižuje obsah diacetylu na žádoucí nízkou hodnotu.

Vynález blíže objasňuje, nijak však neomezuje, následující příklad praktického provedení pomocí přiloženého obrázku. Příklad provedení vynálezu

V zásobním tanku 1 je nachmelená, uvařená stírka, schopná kvašení, která neobsahuje žádné hořké kaly a je zbavená klíčků. Při teplotě přibližně 15 ’ C se stírka ze zásobního tanku 1 dodává kontinuálně do hlavního potrubí 2., kde se napřed směšuje se vzduchem přiváděným třináctým potrubím 13, takže stírka má obsah kyslíku 1,5 až 1,7 mg kyslíku na litr, načež se dělí na tři dílčí proudy, které odtékají prvním potrubím 2a, druhým potrubím 2b a třetím potrubím 2c. Proud (100%) stírky, obohacené kyslíkem, přiváděný hlavním potrubím

2. se dělí z 80 % do prvního potrubí 2a., z 15 % do druhého potrubí. 2b a z 5 % do třetího potrubí 2c.

Z prvního potrubí 2a se stírka kontinuálně zavádí do čtvrtého potrubí 3., kde se směšuje s dílčím proudem substrátu, který odtéká z první kvasné nádrže 4a částečně pátým potrubím 5.. Druhý dílčí proud substrátu protékajícího pátým potrubím 5. se dostává šestým potrubím 6. a sedmým potrubím do první kvasné nádrže 4a., takže se udržuje v první kvasné nádrži 4a interní oběh. Směs sestávající ze stírky a jednoho dílčího proudu substrátu první kvasné nádrže 4a , se dopravuje čtvrtým potrubím 3. do prvního separátoru 8a., kde se oddělí volné buňky kvasnic, které jsou obsaženy v substrátu první kvasné nádrže 4a. Buňky kvasnic se z prvního separátoru 8a odvádějí prvním vedením 9a, zatímco směs, zbavená kvasnic, se zavádí třetím vedením 10a do první jednotky 11a tepelného zpracování. První jednotka 11a tepelného zpracování sestává z krátkodobého ohřívače, ve kterém je směs, zbavená kvasnic, zahřáta na teplotu přibližně 65 * C , ze zařízení k udržování teploty, kde je směs udržována na teplotě 65 ’C po dobu přibližně 30 minut a z výměníku tepla, ve kterém se směs ochladí na teplotu kvašení přibližně 15 ’C. V prvním separátoru 8a a v první jednotce 11a tepelného zpracování nedochází ke ztrátám obsahu kyslíku únikem ze systému do ovzduší. Ochlazená směs se dostane dvanáctým vedením 12a do sedmého potrubí 7_, kde se smísí s dílčím proudem substrátu z první kvasné nádrže 4a, přiváděným šestým potrubím 8.. Do sedmého potrubí T_ ústí třinácté vedení 13a, kterým může být případně vzduch doplněn.

Medium, určené ke zkvašení , vstupující sedmým potrubím 7. do první kvasné nádrže 4a zde má střední prodlevu 5 hodin. Teplota v první kvasné nádrži 4a je téměř konstantně 15 *C.

Částečně nakvašené medium vytéká z první kvasné nádrže 4a čtrnáctým potrubím 14 a přimíchává se do substrátu druhé kvasné nádrže 4b . který přitéká patnáctým potrubím 15 a šestnáctým potrubím 16 částečně zpět do druhé kvasné nádrže 4b, takže se i ve druhé kvasné nádrži 4b ustaví interní oběh substrátu. Druhý dílčí proud stírky, přiváděný druhým potrubím 2b, se směšuje se substráten přiváděným patnáctým potrubím 1 5 v oběhu substrátu druhé kvasné nádrže 4b v šestnáctém potrubí 16, do kterého ústí také patnácté vedení 13b, kterým může být případně doplněn vzduch. Ve druhé kvasné nádrži 4b má medium určené ke kvašení prodlevu 5 hodin. Zkvašený substrát opouští druhou kvasnou nádrž 4b sedmnáctým potrubím 17.

Ke zkvašenému mediu, protékajícímu sedmnáctým potrubím 17 . se přimíchává osmnáctým potrubím 18 přiváděný dílčí proud substrátu dozrávací nádrže 19 . který protéká částečně dvacátým potrubím 20 . Druhý dílčí proud substrátu, přiváděného dvacátým potrubím 20 se dostává dvacátým prvním potrubím 21 a dvacátým druhým potrubím 2 2 opět do dozrávací nádrže 19, takže i v dozrávací nádrži 19 se ustaví interní oběh substrátu. Směs sestávající ze zkvašeného media a dílčího proudu substrátu z dozrávací nádrže 19 se Tlopravujé dvacátým ťřeťTím“poťruFím 23 do dvacátého čtvrtého potrubí 24, do kterého se vnáší také třetí dílčí proud stírky z třetího potrubí 2c . Směs sestávající ze zkvašeného media, ze třetího dílčího proudu stírky a prvního dílčího proudu substrátu dozrávací nádrže 19 se dopravuje dvacátým čtvrtým potrubím 24 do druhého separátoru 8b, kde se odloučí volné buňky kvasnic, které jsou obsaženy ve zkvašeném mediu a v prvním dílčím proudu substrátu dozrávací nádrže 19 . Volné buňky kvasnic se pátým vedením 9 b ze separátoru odstraňují a mohou se spojit s volnými buňkami kvasnic odstraňovanými prvním vedením 9a a z procesu se vyloučí. Sedmým vedením 10b se dostává směs zbavená kvasnic do druhé jednotky 11b tepelného zpracování, která podobně jako první jednotka 11a tepelného zpracování sestává z krátkodobého ohřívače, ze zařízení k udržování teploty a z výměníku tepla, přičemž v krátkodobém ohřívači se směs zahřívá na teplotu 65 ”C a v zařízení k udržování teploty se udržuje 30 minut při této teplotě a ve výměníku tepla se směs ochladí na teplotu kvašení přibližně 12 °C. Ochlazená směs se zavádí čtrnáctým vedením 12b do dvacátého druhého potrubí 22, kde dojde ke smísení s druhým dílčím proudem substrátu z dozrávací nádrže 19 vedeného oběhem. V případě potřeby může být zrající medium vedené dvacátým druhým potrubím 22 smíseno se vzduchem, přiváděným šestnáctým vedením 13c. do dvacátého druhého potrubí 22 . Medium určené k dozrávání, protékající dvacátým druhým potrubím 22, má v dozrávací nádrži 19 prodlevu 5 hodin, přičemž teplota dozrávání je přibližně 12 ’C.

Vyzrálé medium odtéká dvacátým pátým potrubím 2 5 kontinuelně z dozrávací nádrže a dostává se na filtr 26, pracující se známým filtračním prostředkem, kde se zbytky volných buněk' kvasnic odloučí. Hotový produkt vytéká kontinuálně dvacátým sedmým potrubím 27.

Pokud se v zásobním tanku i ještě odloučí chladicí kal, odstraní se převážně v prvním separátoru 8a a v druhém separátoru 8b společně s volnými buňkami kvasnic. Pokud by bylo nutno odstraňovat chladicí kal také ještě z druhého dílčího proudu stírky, provede se to tak, že se druhé potrubí 2b uzavře a první i druhý dílčí proud stírky se zavedou společně prvním potrubím 2a a čtvrtým potrubím J3 do prvního separátoru 8 a a dílčí proud směsi protékající dvanáctým vedením 12a se převede dvacátým osmým potrubím 2 8 do patnáctého potrubí 1 5 , přičemž je třeba zajistit, aby do druhé kvasné nádrže 4b bylo přiváděno dostatečné množství stírky. Dílčí proud, vedený dvacátým osmým potrubím 28, musí být v daném případě dimenzován tak, aby mohl pojmout 15% veškeré stírky.

Průmyslová využitelnost

Způsob kontinuální výroby piva, při kterém je kvašení od dozrávání odděleno, a vlivem přidávání 1 až 8% nezkvašene stírky do dozrávací fermentační nádrže je pochod dozrávání příznivě ovlivněn tak, že výsledkem je zpravidla obsah diacetylu menší než 0,05 mg na litr v hotovém produktu po dlouhou dobu do značné míry konstantní. a jen ve výjimečných případech dosáhne mezní hodnoty 0,1 mg diacetylu na litr. Tento výsledek uvedeného postupu může být v dlouhodobém provozu spolehlivě dodržen.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY aktvní kvasnice

   1. Způsob kontinuální výroby piva, při kterém se stírka s obsahem kyslíku 0,5 až 3,0 mg na litr kontinuálně zavádí do alespoň jedné kvasné nádrže upravené jako smyčkový reaktor, který pracuje při teplotě 6 až 25 *C a za tlaku 0,15 MPa až 0,
2. 2 MPa, kde má stírka střední prodlevu 4 až 40 hodin, ve kterém se nachází biologický katalyzátor obsahující biologicky a do kterého je v ustáleném oběhu trvale přiváděn dílčí proud stírky, vyznačuj i dílčího proudu c í se t í m, že se z trvale přiváděného stírky oddělují volné kvasnicové buňky a kvasnic zbavený dílčí proud se pak zahřívá v průběhu 0,5 až 30 minut na teplotu 60 až 90 C a následně se chladí, než je opět zaveden do kvasné nádrže, přičemž se celý průtok kvasnou nádrží zavádí kontinuálně do dozrávací nádrže v podobě kterého se kromě toho kontinuálně přiváděné do kvasné nádrže, a který smyčkového reaktoru, do zavádí 1 až 8 % stírky, pracuje při teplotě 10 až má střední prodlevu 4 s biologickým a v němž se v k dozrávání,

   20 ’C, ve kterém dozrávající medium až 30 hodin, který je provozován katalyzátorem, jenž je nasazen v kvasné nádrži trvalém oběhu přivádí dílčí proud media určeného přičemž se z dílčího proudu dozrávaného media přiváděného, oběhem oddělují, volné kvasnicové buňky a kvasnic zbavený dílčí proud se pak během 0,5 až 30 minut zahřeje na teplotu 60 až 70 °C a nato se ochladí, než opět dospěje do dozrávací nádrže a celý průtok dozrávací nádrží se filtruje a odvádí se jako hotový produkt. .== = 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m , že celkový průtok kvasnou nádrží se přimíchává do dílčího proudu media určeného k dozrávání, dříve než je tento dílčí proud zbaven kvasnic a ohřát.
3. 3. Způsob podle nároku 1 až 2, vyznačující se t í m, že je použito dvou kvasných nádrží, přičemž se do první kvasné nádrže zavádí 75 až 90 % a do druhé kvasné nádrže se zavádí 5 až 20 % stírky.
4. 4. Způsob podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že biologický katalyzátor vykazuje hmotnostní obsah 5 až 30 % oxidu titaničitého a biologicky aktivní kvasnice a gelovitou matrici, přičemž částice oxidu titaničitého mají průměr 0,1 až 1 μιη a katalyzátor je kuličkovitý.
5. 5. Způsob podle nároku 1 až 4, vyznačující se t í m, že stírka zaváděná do dozrávací nádrže má obsah kyslíku 0,5 až 3 mg kyslíku na litr.