DE3435492A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING AROMATIC RESINS AND OILS FROM HOP FLOUR - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING AROMATIC RESINS AND OILS FROM HOP FLOURInfo
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Description
Vertanren und VorrichtungMissing out and device
zur Gewinnung von aromatischen Harzen und Ölenfor the production of aromatic resins and oils
aus Hopfenmehlfrom hop flour
Die Erfindung betrifft ein Verfahren der mechanischen Trennung eines flüssigen Konzentrats aus aromatischen Harzen und Ölen aus Lupulinpulver sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens und ein Erzeugnis zur Verwendung beim Brauen von Malzgetränken.The invention relates to a method of mechanical Separation of a liquid concentrate of aromatic resins and oils from lupulin powder and a device for Carrying out the method and a product for use in brewing malt beverages.
Es ist allgemein bekannt, daß Extrakte aus Hopfen für die Herstellung von Bier und Ale verwendet werden, um diesen Getränken das charakteristische Aroma und den bitteren Geschmack zu geben. Die Substanzen, auf die dies Aroma und der Geschmack zurückzuführen sind, sind Harze und ätherische öle, die in den Lupulindrüsen enthalten sind (nachfolgend einfach als "Lupulin" bezeichnet).It is well known that extracts from hops are used in the production of beer and ale to make these To give drinks their characteristic aroma and bitter taste. The substances to which this aroma and The taste is attributable to resins and essential oils contained in the lupulin glands (hereinafter simply referred to as "lupulin").
Die Braustärke von Hopfensubstanzen für die Herstellung von Bier und Ale wird analytisch gemessen und ausgedrückt als Prozentsatz der enthaltenen organischen Säuren, die als "Alphasäuren" bezeichnet werden und in der Hopfensubstanz enthalten sind, die der Würze zugefügt wird.The brewing strength of hop substances for the production of Beer and ale is measured analytically and expressed as a percentage of the organic acids it contains, which as "Alpha acids" and are contained in the hops substance that is added to the wort.
Der gegenwärtig bei der fabrikmäßigen Herstellung von Malzgetränken zugesetzte stärkste Hopfenextrakt ist ein viskoser, sirupartiger Extrakt aus Lupulin, der durch Lösungsmittelextraktion gewonnen wird. Der durch Lösungsmittelextraktion gewonnene Extrakt bzw. das so gewonnene Konzentrat enthält bis zu 55 % Alphasäuren, je nach der Qualität des verwendeten Hopfens und"der Art des Extraktionslösungsmittels.Currently in the factory production of malt beverages Added strongest hop extract is a viscous, syrupy extract from lupulin that is obtained by solvent extraction is won. The extract obtained by solvent extraction or the concentrate obtained in this way contains up to 55% alpha acids, depending on the quality of the hops used and the type of extraction solvent.
Lösungsmittelextrakte sind außerdem die stabilste Form des Hopfenprodukts, weil sie in abgedichteten Metalldosen gelagert werden, wodurch die das Aroma gebenden Bestandteile vor Oxydation geschützt sind.Solvent extracts are also the most stable form of the hop product because they come in sealed metal cans stored, whereby the aroma-giving components are protected from oxidation.
Die meisten Lösungsmittelextrakte enthalten eine geringe Menge an restlichem Lösungsmittel, was einige BrauereienMost solvent extracts contain a small amount of residual solvent, which some brewers do
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beanstanden. Beispiele für solche Lösungsmittel sind Hexan und Methylendichlorid. Kohlendioxid kann als Lösungsmittel ohne Rückstand verwendet werden. Allerdings erfordern Extraktionsverfahren unter Verwendung von Kohlendioxid einen sehr hohen Druck, um das Kohlendioxid in flüssigem oder fluidem, gasförmigem Zustand zu erzeugen und zu'-erhalten. Die Extraktion unter Verwendung von überkritischem Kohlendioxid erfordert die Verwendung von Exträktionsgefässen, die Drücken von 14 bis 42*106 Pa (2000 bis 6000 psi-psig) standhalten können. Es müssen auch Pumpen und andere Zusatzgeräte vorgesehen sein, mit denen unter diesen extremen Drücken gearbeitet werden kann. Folglich erfordert die Ver-Wendung von Kohlendioxid als Extraktionslösungsmittel selbst für eine Anlage mit mäßigem Ausstoß eine sehr hohe Kapitalinvestition.complain. Examples of such solvents are hexane and methylene dichloride. Carbon dioxide can be used as a solvent with no residue. However, extraction processes using carbon dioxide require very high pressure in order to generate and maintain the carbon dioxide in a liquid or fluid, gaseous state. Extraction using supercritical carbon dioxide requires the use of extractor vessels that can withstand pressures of 14 to 42 * 10 6 Pa (2000 to 6000 psi-psig). Pumps and other ancillary equipment must also be provided with which to work under these extreme pressures. Consequently, the use of carbon dioxide as an extraction solvent requires a very high capital investment, even for a moderate output plant.
Die Trennung von Lupulin aus Hopfendolden erfolgt auf verschiedenste Weise, was zu verschiedenen Gütegraden des Lupulinpulvers oder Hopfenmehls führt. Ein Hopfenmehl von hoher Qualität besteht im wesentlichen aus reinen Lupulindrüsen. Geringere Qualitäten enthalten fasrige pflanzliche' Stoffe der gebrochenen Schuppenblätter der Hopfendolde. Beispiele für Lupulintrennverfahren aus Hopfen finden sich in US-PS 2 833 652, 3 271 162, 3 390 000, 4 051 771 und 4 053 653. Der Alphasäuregehalt des mit diesen Verfahren erhaltenen Hopfenmehls reicht von 15 % bis 37 %. Das Ver- - fahren gemäß der Erfindung läßt sich für verschiedene Qualitäten von Lupulinpulver oder Hopfenmehl anwenden, z.B. zwischen 20. % und 50 % Alphasäure.Lupulin is separated from hop cones in a variety of ways Way, which leads to different grades of lupulin powder or hop flour. A hop flour from high quality consists essentially of pure lupulin glands. Lower grades contain fibrous vegetable ' Substances of the broken scale leaves of the hop umbel. Examples of lupulin separation processes from hops can be found in U.S. Patents 2,833,652, 3,271,162, 3,390,000, 4,051,771, and 4,053,653. The alpha acid content of these processes obtained hop flour ranges from 15% to 37%. The method according to the invention can be used for different qualities of lupulin powder or hop flour, e.g. between 20% and 50% alpha acid.
In GB-PS 1 190 670 ist ein Verfahren zum Zerkleinern oder 0 Mahlen von Hopfenmehl zu einer Paste vorgeschlagen worden, die aus den Harzen und ätherischein Ölen besteht, welche durch das mechanische Zerkleinerungsverfahren freigesetzt. werden, sowie aus dem Zellmaterial des Hopfenmehls. In Versuchen mit diesem Verfahren hat sich erwiesen, daß es nurIn GB-PS 1 190 670 is a method for comminuting or Milling of hop flour into a paste composed of the resins and essential oils which are proposed has been proposed released by the mechanical crushing process. as well as from the cell material of the hop flour. Tests with this method have shown that it is only
bei Hopfenmehl von hoher Qualität erfolgreich ist. Das Vorhandensein selbst geringer Mengen fasriger Stoffe machte das entstehende Gemisch zu trocken. Wenn ein im wesentlichen reines Hopfenmehl mit hohem Alphasäuregehalt verwendet wurde, entstand eine halbfluide Paste, die bei Erwärmung zu einer freifließenden Flüssigkeit wurde. Verwendete man jedoch ein Hopfenmehl von geringerer Qualität mit einem niedrigen Alphasäuregehalt, ergab sich ein trockenes Produkt, welches nicht fluid war und selbst durch Erwärmen nicht fluid gemacht werden konnte, weil von den zerkleinerten Schuppenblättern der Hopfendolden feinverteilte, fasrige, pflanzliche Stoffe vorhanden waren.is successful with high quality hop flour. The presence even small amounts of fibrous material made the resulting mixture too dry. If an essentially Pure hop flour with a high alpha acid content was used, a semi-fluid paste was created, which when heated too a free flowing liquid. However, if you used a hop flour of lesser quality with a low one Alpha acid content resulted in a dry product which was not fluid and not even when heated could be made fluid, because finely divided, fibrous, herbal substances were present.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur mechanischen Trennung von Aroma gebenden Harzen und ätherischen ölen aus Hopfenmehl zu schaffen, welches sich ebensogut für die Verarbeitung von Hopfenmehl guter wie schlechter Qualität verwenden läßt.The object of the invention is to provide a method for the mechanical separation of aroma resins and essential oils To create hop flour, which can be used just as well for the processing of good and bad quality hop flour leaves.
Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen.The object of the invention is also to create a device for carrying out the method.
Mit der Erfindung wird in jedem Fall ein im wesentlichen reines Konzentrat erhalten. Mechanischer Druck wird zum Zerkleinern der Wände der Lupulindrüsen aufgebracht, um die Harze und ätherischen öle zu befreien. Statt jedoch die freigesetzten Harze und ätherischen Öle und das Lupulinwandmaterial gemeinsam zu mahlen, werden mit dem Verfahren gemäß der Erfindung die Flüssigkeiten von den Feststoffen getrennt. Die fluidisierbaren Harze und ätherischen Öle werden mechanisch aus den Hopfenmehlfeststoffen ausgepreßt, während sie von den Zellen freigegeben werden, während alle Feststoffe in Form eines Preßkuchens zurückbleiben. Alle möglicherweise in dem Hopfenmehl vorhandenen fasrigen, pflanzlichen Stoffe verbleiben gemeinsam mit dem Zellwandmaterial der Lupulindrüsen in dem Preßkuchen.With the invention a substantially pure concentrate is obtained in each case. Mechanical pressure is used to Crushing the walls of the lupulin glands is applied to free the resins and essential oils. Instead of the released resins and essential oils and the lupulin wall material To grind together, the liquids are separated from the solids with the method according to the invention separated. The fluidizable resins and essential oils are mechanically pressed out of the hop flour solids, while they are released from the cells, while all solids remain in the form of a press cake. All fibrous, possibly present in the hop flour, Vegetable substances remain in the press cake together with the cell wall material of the lupulin glands.
Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht im wesentlichen vor, zunächst eine Menge Hopfenmehl so stark zu erhitzen, daß die in den Lupulindrüsen enthaltenen Harze schmelzen. Dann wird auf das erwärmte Hopfenmehl Druck ausgeübt, um die Aromaharze und ätherischen öle in Form eines viskosen Sirups oder einer Flüssigkeit auszupressen, die im wesentlichen frei ist von Zellmaterial. Durch den aufgebrachten Druck werden sowohl die Drüsen zum Bersten gebracht, wodurch die Harze freigesetzt werden, als auch die freigesetzten Harze und ätherischen Öle aus den Feststoffen ausgepreßt, so daß die Feststoffe in Form eines Preßkuchens zurückbleiben.The method according to the invention provides essentially to first heat a lot of hop flour so much that the The resins contained in the lupulin glands melt. Pressure is then applied to the heated hop flour in order to create the aromatic resins and essential oils in the form of a viscous syrup or liquid that is essentially is free of cellular material. The pressure applied causes both the glands to burst, causing the Resins are released as well as the released resins and essential oils are squeezed out of the solids, so that the solids remain in the form of a press cake.
Das viskose Konzentrat wird gemäß der Erfindung durch eine Wand ausgepreßt, die aus einem Material besteht, welches für das Konzentrat aber nicht für die Feststoffe durchlässig ist, aus denen der Preßkuchen besteht. Diese Wand kann eine Siebwand sein, deren Maschenöffnungen kleiner sind als die unversehrten Lupulindrüsen, oder eine Gewebewand mit öffnungen von ähnlicher Größe. Ist eine Siebwand vorgesehen, so wird das Hopfenmehl unmittelbar auf die Siebwand gegeben und gepreßt, wenn eine Gewebewand benutzt wird, wird hingegen das Hopfenmehl in einen Beutel gefüllt, der aus dem Gewebe besteht, und dieser Beutel wird gepreßt.The viscous concentrate is pressed according to the invention through a wall which consists of a material which but not permeable to the concentrate for the solids that make up the press cake. This wall can be a sieve wall, the mesh openings of which are smaller than the intact lupulin glands, or a tissue wall with openings of similar size. If a sieve wall is provided, the hop flour is directly on the Sieve wall given and pressed, if a fabric wall is used, on the other hand, the hop flour is filled into a bag, which consists of the fabric, and this bag is pressed.
Eine wichtige Erkenntnis der Erfindung besteht darin, daß der Preßkuchen unter Verwendung von Lösungsmitteln weiterverarbeitet werden kann, um auf diese Weise die im Preßkuchen verbliebenen Alphasäuren zu extrahieren. Die mit den beiden Verfahren erzeugten Produkte werden nicht gemischt. Stattdessen wird das Erzeugnis des mechanischen Trennverfahrens, welches von Lösungsmittelrückständen frei ist, an diejenigen Verbraucher verkauft, die ein von Lösungsmittelrückständen freies Produkt benötigen. Das bei der Behandlung des Preßkuchens mit einem Lösungsmittel erhaltene Erzeugnis wird an solche Verbraucher verkauft, für die eine geringe Menge eines Lösungsmittelrückstandes im Produkt 5 akzeptabel ist.An important finding of the invention is that the press cake is processed further using solvents in order to extract the alpha acids remaining in the press cake in this way. The ones with the products produced by both processes are not mixed. Instead, the product of the mechanical separation process, which is free from solvent residues is sold to those consumers who have a solvent residue need free product. That obtained by treating the press cake with a solvent The product is sold to consumers who have a small amount of residual solvent in the product 5 is acceptable.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The following is the invention with further advantageous Details are explained in more detail using a schematically illustrated embodiment. In the drawings shows:
Fig. 1 ein Fließschema des primären Verfahrens gemäß der Erfindung und eines wahlweise durchgeführten sekundären Verfahrens;Figure 1 is a flow sheet of the primary process according to the invention and an optionally performed secondary Procedure;
Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung einer Presse zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 3 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch die Presse gemäß Fig. 2, in welchem eine Menge oder2 shows an exploded view of a press for carrying out the method according to the invention; Fig. 3 is an enlarged vertical section through the press according to FIG. 2, in which a quantity or
Charge Hopfenmehl zwischen einem Kolben und einem Sieb von kleiner Maschengröße gezeigt' ist; Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, bei der jedoch das Hopfenmehl in einem Beutel und der Beutel zwischen dem Kolben und einem Stützsieb von großer Maschenweite für den Beutel dargestellt ist; Batch of hop meal is shown between a piston and a small mesh sieve; Fig. 4 is a view similar to Fig. 3, but in which the hop flour in a bag and the bag between the piston and a large mesh supporting screen for the bag is shown;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Bodenverschlußgliedes für den Preßzylinder mit Rinnen bildenden Nuten in der Oberseite und einer Ablaßöffnung, zu der der Abfluß aus den Nuten läuft.5 is an enlarged view of a bottom closure member for the press cylinder with grooves forming grooves in the top and a discharge opening to which the Drain from the grooves runs.
Gemäß Fig. 1 wird das Hopfenmehl von Hopfendolden auf beliebige, bekannte Weise getrennt, beispielsweise durch Dreschen. Danach wird das Hopfenmehl auf eine so hohe Temperatur erhitzt, daß die in den Lupulindrüsen enthaltenen Harze schmelzen. Das erwärmte Hopfenmehl wird dann in eine Presse gefüllt, deren Teile im voraus so erwärmt wurden, daß sie die Harze nicht abkühlen. Gemäß einer Alternative wird das Lupulin in der Presse gemeinsam mit der Presse auf beliebige Weise, beispielsweise mittels eines Heizmantels erwärmt. Innerhalb der Presse wird das erwärmte Hopfenmehl gegen eine durchlässige Wand gepreßt, die aus einem öffnungen aufweisenden Werkstoff besteht, dessen Öffnungen kleiner sind als unversehrte Lupulindrüsen. Es wird dann ein ausreichend starker Druck aufgebracht, um sowohl dieAccording to Fig. 1, the hop flour is from hop cones to any, known manner separated, for example by threshing. After that, the hop flour is raised to such a high temperature heated so that the resins contained in the lupulin glands melt. The heated hop flour is then put into a Press filled, the parts of which have been heated in advance so that they do not cool the resins. According to an alternative the lupulin is in the press together with the press in any way, for example by means of a heating jacket warmed up. Inside the press, the heated hop flour is pressed against a permeable wall that consists of a There is material having openings whose openings are smaller than intact lupulin glands. Sufficient pressure is then applied to both the
Wände des Lupulins zu zerbrechen als auch die freigesetzten Harze und ätherischen öle durch die durchlässige Wand und von den Feststoffen weg auszupressen. Es entsteht ein Konzentrat, welches die Konsistenz eines viskosen Sirups oder einer viskosen Flüssigkeit und einen hohen Alphasäuregehalt hat und von Feststoffen im wesentlichen frei ist.Walls of lupulin to break apart as well as the released ones Forcing resins and essential oils through the permeable wall and away from the solids. A concentrate is created which has the consistency of a viscous syrup or liquid and a high alpha acid content and is essentially free of solids.
Die Feststoffe werden in der Presse zu einem Preßkuchen zusammengedrückt, der unter Umständen soviel weitere Alphasäure enthält, daß sich eine Weiterverarbeitung durch Lösungsmittelextraktion lohnt (als wahlweise angewendetes sekundäres Verfahren bezeichnet). Wenn der Preßkuchen durch Behandlung mit einem Lösungsmittel weiterverarbeitet wird, wird der resultierende Extrakt nicht mit dem Konzentrat gemischt, welches im mechanischen Trennverfahren erhalten wurde. Das durch die mechanische Trennung erhaltene Konzentrat wird dort verkauft, wo Bedarf besteht an einem Konzentrat, welches keinen Rückstand eines Extraktionslösungsmittels enthält. Der durch die Lösungsmittelextraktion gewonnene Extrakt aus dem Preßkuchen wird hingegen 0 dort verkauft, wo ein Extrakt akzeptabel ist, der eine geringe Menge eines Rückstandes des Extraktionslösungsmittels enthält.The solids are pressed together in the press to form a press cake, which may contain so much more alpha acid that further processing by solvent extraction is possible worthwhile (referred to as an optional secondary procedure). When the press cake processed by treatment with a solvent, the resulting extract is not mixed with the concentrate mixed, which was obtained in the mechanical separation process. The one obtained by the mechanical separation Concentrate is sold where there is a need for a concentrate that does not contain an extraction solvent residue. The one by solvent extraction Extract obtained from the press cake, however, is sold where an extract is acceptable that is a low one Contains amount of a residue of the extraction solvent.
Die wesentlichen Merkmale der Presse bestehen darin, daß mit ihr ausreichend hoher Druck aufgebracht werden kann, um die Harze und ätherischen Öle aus dem Hopfenmehl auszupressen und gleichzeitig das feste Strukturmaterial der Lupulindrüsen und sonstige vorhandene Faserstoffe zurückzuhalten. Es dürften die verschiedensten industriell anwendbaren Pressen zur Verfügung stehen, da das Auspressen von Fetten und Ölen und sonstigen pflanzlichen Stoffen, z. B. Kakaobohnen und sonstigen ölhaltigen Samen eine allgemein bekannte Technik ist.The main features of the press are that it can be used to apply sufficiently high pressure, to press the resins and essential oils out of the hop flour and at the same time the solid structural material of the Retain lupulin glands and other existing fibers. The most varied of industrially applicable ones are likely to be Presses are available, as the pressing of fats and oils and other vegetable substances, z. B. cocoa beans and other oleaginous seeds is a well known technique.
In den Fig. 2 bis 4 ist eine einfache Form einer Presse gezeigt, an der sich das erfindungsgemäße Verfahren bewährt2 to 4 show a simple form of a press on which the method according to the invention has proven itself
hat. Diese Presse könnte die Basis für eine industriell anwendbare Presse sein.Has. This press could be the basis for an industrially applicable press.
Wie Fig. 2 zeigt, weist die Presse einen Zylinder 10 auf, der im Innern eine Kammer 12 begrenzt. Am unteren Ende der Kammer 12 ist ein Endverschluß in Form eines Stopfens 14 vorgesehen, der in das untere Ende des Zylinders 10 einsetzbar ist. Durch das obere Ende des Zylinders 10 ist in die Kammer 12 ein Kolben 16 einschiebbar, der an seinem unteren Ende einen Kolbenkopf 18 aufweist. Der Stopfen ist ein fester Verschluß für das untere Ende der Kammer 12, und der Kolbenkopf 18 ist ein beweglicher Verschluß für das obere Ende der Kammer 12.As Fig. 2 shows, the press has a cylinder 10, which delimits a chamber 12 inside. At the lower end of the chamber 12 is an end closure in the form of a plug 14 which can be inserted into the lower end of the cylinder 10. Through the top of the cylinder 10 is in the chamber 12 a piston 16 which has a piston head 18 at its lower end. The stopper is a fixed closure for the lower end of the chamber 12, and the piston head 18 is a movable closure for the top of the chamber 12.
Der Kolbenkopf 18 hat eine Umfang.snut, in die ein Dichtungsring 24 eingesetzt ist, der gegen Leckverluste zwischen dem Kolbenkopf 18 und der S.eitenwand des Zylinders 10 abdichtet.The piston head 18 has a circumferential groove into which a sealing ring 24 is used to prevent leakage between the piston head 18 and the side wall of the cylinder 10 seals.
Lediglich als Beispiel kann in der Oberseite des Stopfens 14 ein Muster konzentrischer V-förmiger Rinnen oder Nuten 20 ausgebildet sein. Die zwischen diesen Nuten 20 stehengebliebenen Kanten sind im Vergleich zur Breite der Nuten 20 relativ breit. Die konzentrischen Nuten 20 werden von drei radialen Nuten oder Rinnen 21 geschnitten, und längs einer dieser Rinnen 21 sind vertikale Löcher oder Öffnungen 22 gebohrt. Diese vertikalen öffnungen 22 liegen an denjenigen Stellen, an denen die konzentrischen Nuten 20 auf diese radiale Rinne treffen. Die Öffnungen, die beispielsweise einen Durchmesser von 1,587 mm (1/16") haben können, sind bis zu einem inneren, horizontalen Sammelkanal 23 durchgebohrt, der z. B. einen Innendurchmesser von 0 ca. 4,762 mm (3/16") hat und unmittelbar unterhalb der hauptsächlichen radialen Rinne liegt und zu einer Ablaßöffnung 26 führt.By way of example only, there may be a pattern of concentric V-shaped grooves or grooves in the top of the plug 14 20 be formed. The ones that remained between these grooves 20 Edges are relatively wide compared to the width of the grooves 20. The concentric grooves 20 are of three radial grooves or channels 21 are cut, and along one of these channels 21 there are vertical holes or openings 22 drilled. These vertical openings 22 are located at those points where the concentric grooves 20 meet this radial groove. The openings, for example 1.587 mm (1/16 ") in diameter are down to an inner, horizontal plenum 23 drilled through, the z. B. has an inside diameter of about 4.762 mm (3/16 ") and immediately below the Main radial channel and leads to a drain opening 26.
Aus der Seitenwand des Stopfens 14 sind zwei Umfangsnuten, eine oberhalb und eine unterhalb des Sammelkanalauslasses ausgearbeitet, in die Dichtungsringe 24 eingesetzt sind, die gegen Leckverluste zwischen dem Stopfen 14 und der Seitenwand des Zylinders 10 abdichten.In the side wall of the plug 14 are two circumferential grooves, one above and one below the collecting duct outlet elaborated, are inserted into the sealing rings 24, the against leakage between the plug 14 and the Seal the side wall of the cylinder 10.
Auf den stehengebliebenen Rändern zwischen den Nuten 20 ist ein Sieb 28 abgestützt, welches an seinen Rändern beispielsweise durch Schweißen oder durch Verwendung eines Epoxyharze? oder eines sonstigen Klebstoffs am Stopfen befestigt ist. In der Seitenwand des Zylinders 10 ist eine Auslaßöffnung 3 2 ausgebildet, die mit der Ablaßöffnung fluchtet, wenn der Stopfen 14 in den unteren Endbereich des Zylinders 10 eingesetzt ist.On the remaining edges between the grooves 20, a sieve 28 is supported, which at its edges, for example by welding or by using an epoxy resin? or some other glue on the stopper is attached. In the side wall of the cylinder 10, an outlet port 3 2 is formed, which is connected to the outlet port is in alignment when the plug 14 is inserted into the lower end region of the cylinder 10.
Vor Inbetriebnahme werden Zylinder 10 und Kolben 16 erhitzt. Auch eine Menge oder Charge des Hopfenmehls wird z. B. in einem Ofen erhitzt und dann in den vorgewärmten Zylinder auf das Sieb 28 geschüttet. Die Öffnungsgröße des Siebs 28 ist kleiner als die Größe ganzer, unversehrter Lupulindrüsen, so daß das Hopfenmehl nicht hindurchfallen kann sondern auf dem Sieb 28 zurückgehalten wird. Die Querschnittsabmessung einer durchschnittlichen Lupulindrüse beträgt ca. 0,15 bis 0,2 mm.The cylinder 10 and piston 16 are heated before start-up. Also a quantity or batch of the hop flour is made z. B. heated in an oven and then poured onto the sieve 28 in the preheated cylinder. The opening size of the Siebs 28 is smaller than the size of whole, intact lupulin glands, so that the hop meal does not fall through can but is retained on the sieve 28. The cross-sectional dimension of an average lupulin gland is approx. 0.15 to 0.2 mm.
Dann wird der vorerwärmte Kolben 16 in den Zylinder 10 eingesetzt und die Anordnung zwischen die Platten einer hydraulischen Presse gegeben. Das untere Ende der Anordnung ruht auf der unteren Platte, und die obere Platte tritt mit dem oberen Ende des Kolbens 16 in Berührung. Mittels hydraulischer Zylinder werden die Platten gegeneinander bewegt. Then the preheated piston 16 is inserted into the cylinder 10 and placed between the plates of a hydraulic press. The lower end of the array rests on the lower plate, and the upper plate makes contact with the upper end of the piston 16. Means hydraulic cylinder, the plates are moved against each other.
Die verflüssigten Harze und ätherischen öle beginnen durch die Auslaßöffnung 3 2 abzufließen, wenn der auf das Hopfenmehl ausgeübte Druck ca. 35 kp/cm2 (500 psig) erreicht. Der auf das Hopfenmehl ausgeübte Druck wird allmählich bisThe liquefied resins and essential oils begin to drain through the outlet port 32 when the pressure on the hop meal reaches approximately 35 kgf / cm 2 (500 psig). The pressure exerted on the hop flour is gradually increased to
auf 352 kp/cm2 (5000 psig) oder darüber angehoben, um eine maximale Ausbeute an flüssigem Konzentrat zu erhalten. Im Anschluß an das Pressen wird der Kolben 16 und der das untere Verschlußglied bildende Stopfen 14 vom Zylinder 10 entfernt, der Preßkuchen vom Sieb 28 abgenommen und die Vorrichtung gesäubert.raised to 352 kgf / cm 2 (5000 psig) or above for maximum yield of liquid concentrate. Following the pressing, the piston 16 and the stopper 14 forming the lower closure member are removed from the cylinder 10, the press cake is removed from the sieve 28 and the device is cleaned.
Ein alternatives Verfahren sieht vor, das erwärmte Hopfenmehl in einen Beutel 30 aus dicht gewebtem Gewebe, beispielsweise einen Leinwand-, Segeltuch- oder Nylonbeutel zu füllen und dann diesen Beutel 3 0 in die Kammer 12 im Zylinder auf ein grobes Sieb 28' (Fig. 4) zu geben. Die Verwendung eines Beutels 30 erleichtert das Entfernen des Preßkuchens und die Vorbereitung der Anordnung für die nächste Charge. Bei Verwendung eines Gewebebeutels ist es auch möglich, als Stütze ein großmaschiges Sieb 28' zu benutzen, da das Wandmaterial des Beutels 3 0 die Aufgabe des Siebens und Zurückhaltens der Feststoffe erfüllt.An alternative method provides for the heated hop flour in a bag 30 made of tightly woven fabric, for example to fill a canvas, canvas or nylon bag and then this bag 3 0 in the chamber 12 im Place the cylinder on a coarse screen 28 '(Fig. 4). The use of a pouch 30 makes it easier to remove the Press cake and the preparation of the arrangement for the next batch. When using a tissue bag it is also possible to use a large-mesh sieve 28 'as a support, since the wall material of the bag 3 0 the task of Sifting and retention of the solids fulfilled.
Es sind keine exakt festgelegten Temperatur- und Druckbedingungen nötig, damit das Verfahren funktioniert. Allerdings sind Temperaturen unterhalb 60° C und Drücke unterhalb 35 kp/cm2 (500 psig) unter dem Gesichtspunkt der Ausbeute und Produktionsrate nicht zufriedenstellend. Die Obergrenze für den Druck ist allein durch die Fähigkeit der Presse bestimmt. Allerdings ergab sich bei auf das· Hopfenmehl ausgeübten Drücken von mehr als 352 kp/cm2 (5000 psig) lediglich eine geringfügig höhere Ausbeute an Konzentrat.No precisely defined temperature and pressure conditions are necessary for the process to work. However, temperatures below 60 ° C and pressures below 35 kgf / cm 2 (500 psig) are unsatisfactory from the standpoint of yield and rate of production. The upper limit for printing is determined solely by the ability of the press. However, pressures in excess of 352 kgf / cm 2 (5000 psig) on the hop meal resulted in only a slightly higher concentrate yield.
Bei Temperaturen oberhalb 65° C wird die Viskosität des Harzes verringert und folglich die zum Pressen benötigte Zeit verkürzt. Allerdings ist bekannt, daß Hopfenaromastoffe gegenüber Wärme empfindlich sind, so daß aus diesem Grund extrem hohe Temperaturen vermieden werden sollten.At temperatures above 65 ° C, the viscosity of the resin is reduced and consequently that required for pressing Shortened time. However, it is known that hop aromas are sensitive to heat, so that from this Reason extremely high temperatures should be avoided.
Das Verfahren gemäß der Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden.The process according to the invention will be explained in more detail with the aid of the following examples.
Es wurde ein Preßzylinder benutzt, dessen Innenkammer einen Durchmesser von 85 mm und eine Höhe von 193 mm hatte. Das Sieb 28 hatte Öffnungen, die ca. 0,125 mm quer über die Öffnung maßen. Es wurde eine Charge von 140 g Hopfenmehl mit einem Alphasäuregehalt von ca. 45,5 % abgewogen und in einem Ofen auf ca. 65° C erwärmt. Die Pressenanordnung wurde gleichfalls auf ca. 65° C erwärmt.A press cylinder was used, the inner chamber of which had a diameter of 85 mm and a height of 193 mm. That Sieve 28 had openings that were approximately 0.125 mm across the Measure opening. A batch of 140 g of hop flour with an alpha acid content of approx. 45.5% was weighed out and put into heated in an oven to approx. 65 ° C. The press arrangement was also heated to approx. 65 ° C.
Dann wurde das erwärmte Hopfenmehl in den Zylinder 10 auf das Sieb 28 geschüttet. Danach wurde der Kolben 16 eingesetzt und die Anordnung zwischen den Platten einer herkömmlichen hydraulischen Presse angeordnet. Durch Betätigen der Presse wurde der Kolben 16 gegen das Hopfenmehl gedrückt. Flüssiges Konzentrat begann aus der Auslaßöffnung 32 herauszufließen, als der auf das Hopfenmehl aufgebrachte Druck ca. 3 5 kp/cm2 erreichte. Dann wurde der Druck während einer Zeitspanne von 15 Minuten allmählich auf die maximale Kapazität der Presse erhöht, die bei ca. 352 kp/cm2 lag.The heated hop meal was then poured into the cylinder 10 onto the sieve 28. The piston 16 was then inserted and the assembly was placed between the plates of a conventional hydraulic press. By operating the press, the piston 16 was pressed against the hop meal. Liquid concentrate began to flow out of the outlet port 32 when the pressure applied to the hop meal reached about 35 kgf / cm 2 . The pressure was then gradually increased over a period of 15 minutes to the maximum capacity of the press, which was about 352 kgf / cm 2 .
Es wurden 9 5 g flüssiges Konzentrat gesammelt, welches einen Alphasäuregehalt von 55,2 % hatte. Dies ergab eine Ausbeute von 8 2 % der gesamten, im Hopfenmehl enthaltenen Alphasäure.95 g of liquid concentrate were collected which had an alpha acid content of 55.2%. This resulted in a Yield of 82% of the total alpha acid contained in the hop flour.
Das flüssige Konzentrat hatte eine hellbraune Farbe und ein angenehmes Aroma natürlichen Hopfens. Es wurde bei Zimmertemperatur (20 bis 25° C) sehr viskos, ließ sich aber ohne weiteres bei einer Erwärmung auf ca. 60° C verflüssigen.The liquid concentrate was light brown in color and had a pleasant aroma of natural hops. It was made at room temperature (20 to 25 ° C) very viscous, but could easily be liquefied when heated to approx. 60 ° C.
Der erhaltene Preßkuchen wog 45 g und hatte einen Alphasäuregehalt von 23,8 %.The press cake obtained weighed 45 g and had an alpha acid content of 23.8%.
Es wurde eine Charge von 140 g Hopfenmehl in einen Nylonbeutel gefüllt und der Nylonbeutel in den Zylinder oben auf ein grobmaschiges Sieb 28' gelegt, dessen Sieböffnungen quer über die Öffnung ca. 0,3 4 mm maßen. Das Nylongewebe hatte Sieböffnungen, die ca. 0,07 mm quer über die Ö f fnung maß en.A batch of 140 g of hop flour was placed in a nylon bag and the nylon bag was placed in the top of the cylinder placed on a coarse-meshed sieve 28 ', the sieve openings of which measured about 0.3 4 mm across the opening. The nylon fabric had sieve openings that measured approx. 0.07 mm across the opening.
Die Hopfenmehlcharge und die Bauteile der Presse wurden alle im voraus auf ca. 65° C erhitzt. Der Kolben 16 wurde gegen den Beutel bewegt und der Druck über eine Zeitspanne von 15 Minuten hinweg allmählich auf die maximale Kapazität der Presse erhöht, wie im Zusammenhang mit dem Beispiel I beschrieben. Die 140 g Hopfenmehl, die einen Alphasäuregehalt von ca. 45 % hatten, ergaben 9 2,8 g eines flüssigen Konzentrats mit einem Alphasäuregehalt von 53,6 %. Dies stellte eine Ausbeute von 79 % der zur Verfügung stehenden Alphasäure dar.The hop meal batch and the components of the press were all heated in advance to approx. 65 ° C. The piston 16 was against moving the bag and gradually applying pressure to maximum capacity over a period of 15 minutes the press increased as described in connection with Example I. The 140 g of hop flour, which has an alpha acid content 45%, 9 gave 2.8 g of a liquid concentrate with an alpha acid content of 53.6%. this represented a yield of 79% of the available alpha acid.
Bei diesem Beispiel wurde ein Hopfenmehl von geringerer Qualität benutzt, dessen Alphasäuregehalt bei ca. 35 % lag. Der niedrigere Alphasäuregehalt beruhte auf dem Vorhandensein feinverteilter grüner fasriger, pflanzlicher Stoffe von den zerkleinerten Schuppenblättern der Hopfendolden.In this example, a lower quality hop flour was used, the alpha acid content of which was approx. 35%. The lower alpha acid content was due to the presence of finely divided green, fibrous, vegetable matter from the crushed scale leaves of the hop cones.
Von diesem Hopfenmehl geringerer Qualität wurde 100 g auf ca. 65° C erhitzt und in einen Leinwandbeutel gefüllt. Der Beutel wurde in den erwärmten Zylinder 10 auf ein am Boden angeordnetes Sieb 28 gelegt, dessen Maschenöffnung 0,34 mm im Quadrat betrug. In den Zylinder 10 wurde dann ein erwärmter Kolben 16 eingeführt und die Anordnung in eine hydraulische Presse gegeben. Der ausgeübte Druck wurde allmählich erhöht, so daß auf das Hopfenmehl ein Druck von ca. 211 kp/cm2 (3000 psig) ausgeübt wurde, wodurch ein flüssiges100 g of this lower quality hop flour was heated to approx. 65 ° C. and placed in a canvas bag. The bag was placed in the heated cylinder 10 on a bottom screen 28 having a mesh size of 0.34 mm square. A heated piston 16 was then inserted into cylinder 10 and the assembly placed in a hydraulic press. The pressure applied was gradually increased so that a pressure of about 211 kgf / cm 2 (3000 psig) was applied to the hops meal, creating a liquid
Konzentrat durch die Wand des Leinwandbeutels ausgepreßt wurde. Die Größe der Maschenöffnungen der Leinwand wurde nicht festgestellt; allerdings hielt der Beutel die Feststoffe zurück, was ein Zeichen dafür ist, daß die Maschengröße klein genug war.Concentrate squeezed through the wall of the canvas bag became. The size of the mesh openings of the canvas was not determined; however, the bag held the solids back, which is a sign that the mesh size was small enough.
Das Gewicht des erhaltenen Preßkuchens war ca. 36,4 g und zeigte damit, daß ca. 63,6 g des Harzes ausgepreßt worden waren. Der Preßkuchen enthielt ca. 14,4 % Alphasäure, was ca. 5,24 g Alphasäure im Preßkuchen von den ursprünglich 35 g Alphasäure entsprach. Die berechnete Alphasäuregewinnung im flüssigen Konzentrat betrug ca. 85 %.The weight of the press cake obtained was approx. 36.4 g, indicating that approx. 63.6 g of the resin had been pressed out was. The press cake contained approx. 14.4% alpha acid, which is approx. 5.24 g of alpha acid in the press cake of the original 35 g of alpha acid corresponded. The calculated alpha acid recovery in the liquid concentrate was approx. 85%.
Für diesen Versuch wurde ein Hopfenmehl von ziemlich geringer Qualität benutzt, denn es enthielt nur ca. 3 0,2 % Alphasäure.A rather poor quality hop flour was used for this experiment, as it only contained approx. 3 0.2% Alpha acid.
Eine Charge von 100 g Hopfenmehl wurde ausgewogen und in einen Nylonbeutel der schon beim Beispiel II benutzten Art gefüllt. Der Alphasäuregehalt dieser Charge betrug ca. 30,2 g. Der Beutel wurde mit Inhalt ebenso wie der Zylinder und der Kolben der Presse auf ca. 65° C erwärmt. Dann wurde der Beutel in den Zylinder 10 gegeben, der auf 65° C vorerwärmte Kolben 16 eingeführt und die Anordnung zwischen den Platten einer hydraulischen Presse angeordnet. Die Presse wurde so betätigt, daß der auf die Hopfenmehlcharge ausgeübte Druck allmählich bis auf ca. 176 kp/cm2 (2500 psig) angehoben wurde.A batch of 100 g of hop meal was weighed out and placed in a nylon bag of the type already used in Example II. The alpha acid content of this batch was approx. 30.2 g. The bag and its contents, as well as the cylinder and piston of the press, were heated to approx. 65 ° C. The bag was then placed in the cylinder 10, the piston 16, preheated to 65 ° C., inserted and the assembly placed between the plates of a hydraulic press. The press was operated so that the pressure on the hop meal batch was gradually increased to about 176 kg / cm 2 (2500 psig).
Der Preßkuchen wog ca. 56 g und hatte einen Alphasäuregehalt von ca. 8,5 %. Hieraus errechnete sich ein verbliebener Gehalt von ca. 4,8 g Alphasäure im Preßkuchen. Die 0 Menge Alphasäure im ausgepreßten flüssigen Konzentrat wurde mit ca. 25,4 g errechnet, was 84 % der Alphasäure in der ursprünglichen Charge darstellte.The press cake weighed approx. 56 g and had an alpha acid content of about 8.5%. This resulted in a remaining content of approx. 4.8 g of alpha acid in the press cake. the 0 amount of alpha acid in the squeezed liquid concentrate was calculated to be approx. 25.4 g, which is 84% of the alpha acid in the original batch represented.
Das flüssige Konzentrat hatte eine hellbraune Farbe und das angenehme Aroma natürlichen Hopfens.The liquid concentrate was light brown in color and had the pleasant aroma of natural hops.
Gemäß der Erfindung können die vom Zylinder 10 der Presse entfernten Preßkuchen unter Anwendung des bekannten Lösungsmittelextraktionsverfahrens weiterbehandelt werden. Wenn, wie schon erwähnt, eine Lösungsmittelextraktion angewandt wird, um weitere Alphasäure aus dem Preßkuchen zu gewinnen, wird das Erzeugnis dieses sekundären Verfahrens von dem durch mechanische Trennung in der Presse erhaltenen Produkt getrennt gehalten und an Verbraucher verkauft, für die ein flüssiges Konzentrat akzeptabel ist, welches geringe Mengen eines Lösungsmittelrückstandes enthält.In accordance with the invention, the press cakes removed from cylinder 10 of the press can be removed using the well known solvent extraction process be treated further. If, as already mentioned, solvent extraction is used to recover more alpha acid from the press cake becomes the product of this secondary process kept separated from the product obtained by mechanical separation in the press and sold to consumers, for which is acceptable as a liquid concentrate containing minor amounts of a residual solvent.
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