HUT67678A - A process for the preparation of wort - Google Patents

Description

A találmány tárgya olyan eljárás malátaléből kiinduló sörcefre előállítására, amelyben a kimerült magot a malátalétől elválasztjuk. A találmány szerinti eljárás a sörcefre folyamatos előállítására alkalmas.

A gabonákból előállított italok, elsősorban a sör főzésekor sörcefrét alkalmaznak. A sörcefrét hagyományosan úgy állítják elő, hogy a kiindulási anyagokat, például a malátázatlan magot (kukoricát) és vizet összekeverik. A kiindulási anyagokat először összetörik (zúzzák), majd összekeverik a vízzel. A kapott szuszpenziót valamennyi ideig egy enzimforrás, például maláta jelenlétében legalább 40 °C-on tartják. Ekkor az elegy kocsonyásodik és cseppfolyósodik. A következő lépésben további maláta és/vagy külső emzimforrás hozzáadása után az elegy (malátalé) enzimatikus átalakulása folytatódik.

Úgy is eljárhatnak, hogy sörcefrét malátából és vízből állítják elő. Ebben az eljárásban a fenti első lépés hiányzik.

A kapott termékek főleg vizet, oldhatatlan nyersanyagkomponenseket, valamint oldható komponenseket, például fermentálható és nem fermentálható cukrokat és fehérjéket tartalmaznak. A hagyományos eljárásokban az oldhatatlan komponenseket, a kimerült magot szűréssel távolítják el. A szűrlet vagy extraktum a sörcefre. Sörfőzéskor a sörcefréhez ezután hozzáadják a komlót, majd forralják. Az esetleg képződött pelyhes csapadékot eltávolítják, majd a sörcefrét körülbelül 8 °C-ra hűtik és fermentálják.

A 0 265 152 számú európai szabadalmi bejelentésben a sör • ·

- 3 szűrésére olyan eljárást ismertetnek, amelyben egy 10,0100,0 μιη-es pórusátmérőjű membránszűrőt használnak. A leírás szövegéből kiderül, hogy a membránt a mag malátalétől való elválasztására alkalmazzák; az eljárás előnye, hogy így kisebb szemcséjű kiindulási anyag alkalmazható. Ez a cukrok nyersanyagból való kivonásának hatásfokát növeli.

A fenti irodalmi helyen ismertetett membránszűrés azonban nem eredményez olyan tiszta sörcefrét, amely továbbfeldolgozásra alkalmas. Ez elsősorban a bejelentés abból a részéből derül ki, amelyben ismertetik, hogy az így előállított sörcefre először szuszpendált anyagokat tartalmaz, emiatt további szűrést igényel. Ennek az eljárásnak ez a hátránya. Ezen túlmenően ez az eljárás nem folyamatos.

A találmány tárgya olyan eljárás sörcefre malátaléből kiinduló előállítására, amelyben a malátalétől elválasztjuk a kimerült magot, és így tiszta sörcefrét kapunk; az eljárás előnye, hogy folyamatosan végezhető, emellett az elválasztás nagyobb hozamú extraktumot eredményez.

A találmány szerinti eljárásban a kimerült mag malátalétől való elválasztását legalább egy legfeljebb 2,0 μια pórusméretű membrán alkalmazásával végzett membránszűréssel folytatjuk le, majd kívánság esetén a sörcefréhez hozzáadjuk a komlót és forraljuk.

Meglepő módon azt találtuk, hogy a találmány szerinti eljárással a kimerült mag hatékonyabban választható el a malátalétől. Amellett, hogy a sörcefre tiszta, és így a komlóval további tisztítás nélkül keverhető és forralható, az extraktum kihozatala is jobb. Ezen túlmenően a találmány ·· · ·· ···· • · · · · • · · « « · ♦ · • · · · · •a ·«· ···· ·«·

- 4 szerinti eljárásnál sokkal kevesebb membránéldugulás fordul elő, mint a 0 265 152 számú európai szabadalmi leírásban ismertetett eljárás alkalmazásával.

A membránszűrést legalább egy membránszűrő alkalmazásával végezzük, de előnyösebb a többfokozatú szűrő, például a többfokozatú ellenáramú, mint például a három- vagy többfokozatú keresztáramú szűrőberendezés alkalmazása.

A membránszűrő pórusmérete legfeljebb 2,0 μιη, előnyösen 0,1-1,5 Mm. Az ilyen pórusméretű membránszűrő optimális hatású membrán szűrőegység működést tesz lehetővé, mert ezzel a pórusmérettel nagy hatásfokkal, nagy tisztaságú sörcefrét kapunk. A membránszűrő nagyon jó öntisztító kapacitással is jellemezhető. A membránszűrő anyaga nem nagyon kritikus. Nagy fontossággal bír a szűrendő sörcefre hőmérsékletén mutatott mechanikus stabilitása. Emellett az anyagnak az élelmiszerekkel való érintkezésre megfelelőnek kell lennie. Különösen jól alkalmazhatók a kerámialapú anyagok.

A találmány szerinti eljárás nagy előnye, hogy a szilárd anyag szemcsemérete a fenti európai szabadalmi bejelentésben ismertetettekkel elleniében csak kis mértékben befolyásolja a membránszűrő működését.

A találmány szerinti eljárással kapott sörcefre tisztasága EBC-egységekben 65 °C-on 0,25-5. A tiszta sörcefrét összekeverjük komlóval, és főzzük. Ekkor bizonyos anyagok, fehérjék és polifenolok pelyhesedése léphet fel. Ezeket a pelyheket kívánság esetén például egy szeparátor vagy egy centrifuga alkalmazásával eltávolítjuk.

A sörcefrét 2-25 °C-ra, előnyösen körülbelül 8 °C-ra hűtjük, · « »« ·««· • «· * · · ··♦ · · ··· • · · · · • · ·4 · ··>· 4 4 ·

- 5 majd sörré fermentálhatjuk.

A sörcefre főzését előnyösen a hő legalább egy részének visszanyerésével folyamatosan végezzük. A megfelelő berendezések a szakirodalomból ismertek. Ezek a berendezések például olyan többfokozatú elpárologtatókkal működhetnek, amelyekben a kimerült gázok és a sörcefre között hőcserét hozunk létre.

A találmány szerinti sörcefre előállításához alkalmazott malátalét sokféleképpen, például hagyományos szakaszos Üzemű malátakádakban való kezeléssel állíthatjuk elő, előnyös azonban a folyamatos üzemű malátalé előállító berendezések alkalmazása.

A találmány szerinti előnyös eljárásban egy olyan un. dugós áramlású (plug flow) reaktort alkalmaznak, amelyben a reagensek visszakeverése és előkeverése csak kisméretű.

A folyamat egy vagy több dugós áramlású reaktorban is lejátszható. A reaktorok száma részben az alkalmazott nyersanyagok függvénye.

Malátázatlan mag alkalmazása esetén két reakciólépést folytatunk le; az elsőben a zúzott anyagot kocsonyásítjuk, majd egy enzimrendszer alkalmazásával cseppfolyósítjuk. Ez az enzimrendszer gyakran malátából származik. A második lépésben az elegyhez malátát és/vagy további enzimrendszert adunk, és továbbfolytatjuk a reakciót. Ehhez két reakciólépés alkalmazása és ezekhez előnyösen két reaktor szükséges. Ha csak malátát alkalmazunk malátázatlan mag nélkül, elegendő csak a második reakciólépcső lefolytatása, amihez csak egy reaktort kell alkalmazni.

• · · • · · · • · · * « • * ··« ·«·· ι««

- 6 A szilárd komponenseket, mint például a malátát és a malátázatlan magot először összezúzzuk, az összezúzást például kalapácsos malomban 5 μπι-5 mm szemcseméretű szemcsék előállításáig végezzük.

Az összezúzott szilárd anyagokat a vízzel összekeverjük és a reaktorba vagy reaktorokba tápláljuk. Malátázatlan mag alkalmazása esetén az első reakciólépésben 40-100 °C-t tartunk. így a jelenlévő enzimrendszer hatására létre jön a kocsonyásodás és cseppfolyósodás. A második reakciólépésben az első lépésben kapott termékhez vizet és/vagy enzimforrást adunk. Ebben a reakciólépésben enzimatikus átalakulás jön létre. A hőmérséklet itt 30-80 °C. Ha nem alkalmazunk malátázatlan magot, ez az egyetlen reakciólépés és a malátaelegyet és vizet ide tápláljuk be.

A dugós áramlású reaktorokon kívül számos olyan különböző típusú reaktor alkalmazható, amely lehetővé teszi, hogy a komponensek elfogadhatatlanul nagy visszakeverése és/vagy előkeverése ne jöjjön létre. Ilyen raktorok például a csőreaktorok és a többé-kevésbé ideális keverésű tankreaktorok. Megfelelő típusú reaktor építhető az olyan un. forgótárcsás érintkeztetek alkalmazásával, amilyeneket például a következő irodalmi helyen ismertetnek: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical

Technology, Third Edition, 9. kötet, 702. oldal.

Ezek a reaktorok általában egy olyan központi keverőruddal ellátott érintkeztető kolonnát tartalmaznak, amelyekhez 10 vagy ettől több tárcsa vagy lemez csatlakozik. Ezek a tárcsák vagy tálcák az oszlopkeresztmetszet legalább

9* · ·· »·4· • · · · * · *· · · ··« • · · · » • · «»* ·*»·«·«

- Ί 80 %-át befedik, de általában nem haladják meg a 95 %-ot. A tengely és a tárcsák oszlopon belüli forgatásával a folyadékban lévő szilárd anyag megfelelő diszperziója jön létre.

A kolonna tisztításához előnyösen egy olyan rendszert kell alkalmazni, amelyből a tengely könnyen eltávolítható, például nem akadályozzák terelőlemezek.

A forgótárcsás érintkeztető kolonna alkalmazása azzal az előnnyel jár, hogy a nyersanyagok szemcsemérete az alkalmazott berendezéstől majdnem függetlenül szabályozható, mert nem lépnek fel a szilárd anyag kiülepedésével kapcsolatos problémák. A membránszűréssel való kombinálás pedig azt eredményezi, hogy a kiindulási anyagok szemcsemérete majdnem szabadon változtatható, így a szemcseméret az előállításra alkalmazott berendezés fajtájától függetlenül optimálisan beállítható. Ez a hagyományos berendezésekhez hasonlítva nagyon nagy előny. A szakaszos szűrési eljárásokban a szemcseméret alig változtatható, mert ez azonnal a sörcefre szűrési problémáit eredményezné.

A lehűtött sörcefre ezután fermentálható. A fermentálást optimálisan pufferedényben való állás után végezzük. A találmány tárgyát képezi a fentiekben ismertetett eljárással előállított sörcefre sörré való főzési eljárása is.

A találmány részletesebb ismertetésére a leíráshoz mellékelten olyan ábrákat mutatunk be, amelyek az egyik előnyös találmány szerinti eljárást képviselik. A találmány szerinti két membránszűrős rendszer vázlatos rajzát is • · • · · · · · • · · · · · · « · · · • · ··· ···· ··· mellékeljük.

Az 1. ábrán a találmány szerinti egyik előnyös eljárás vázlatos rajzát ismertetjük; a 2. ábrán a háromfokozatú ellenáramú membránszűrési eljárást, míg a 3. ábrán egy keresztáramú membránszűrési eljárást mutatjuk be.

Az 1. ábra ismertetett vázlatos rajz a következő folyamatot mutatja: az 1. keverőbe a 2,3 és 4 vezetékeken betápláljuk a körülbelül 55 °C hőmérsékletű vizet, zúzott malátázatlan magot és zúzott malátát. Az elegyet keverés után az 5 vezetéken át a 6 első forgótárcsás érintkeztető kolonnába vezetjük, amely a 8 tárcsákkal ellátott 7 keverőtengellyel van felszerelve. A 6 reaktor az ábrán nem látható fűtő elemeket is tartalmaz, amelyek segítségével a reaktor hőmérséklete a kívánt értéken szabályozható.

A 6 reaktorból a termék a 9 vezetéken át a 10 forgótárcsás érintkeztető kolonnába megy. A 11 keverőbe a 12 és 13 vezetékeken keresztül körülbelül 55 °C-os vizet és zúzott malátát táplálunk, majd a kapott elegyet a 14 vezetéken át a 10 reaktor aljára visszük, ahol bizonyos tartózkodási idő után összekeverjük a 6 reaktorból érkező termékkel. A kapott malátáiét a 15 vezetéken át a 16 membránszűrőbe visszük, amelybe a 17 vezetéken keresztül még vizet is adunk. A membránszűrő egységből a tiszta sörcefrét a 18 vezetéken át ürítjük le. A kimerült magot a 19 vezetéken távolítjuk el.

A tiszta sörcefrét a 20 vezetéken betáplált komlóval keverjük, és a kapott elegyet a 21 hőcserélőbe visszük, amelyet a főző lépésből érkező hővel előmelegítünk. Az előmelegített sörcefrét a 22 főzőbe visszük, amelyben bizonyos ideig főzzük. A főzőben kapott terméket a 23 vezetéken a 24 szeparátorba visszük, amelyben a pelyhes anyagokat, mint például fehérjéket és polifenolokat elválasztjuk. A tiszta főzött sörcefrét ezután a 25 vezetéken át a 26 hűtőbe visszük, ahol lehűtjük. A sörcefrét innen például fermentálásra a 27 vezetéken visszük tovább.

A 2. ábrán a három fokozatú ellenáramú membránszűrős rendszer egy lehetséges elrendezését mutatjuk be.

Az ábrán bemutatott rajzon a malátalét az 51 vezetéken az 52 első membránszűrőbe visszük és ebből a tiszta sörcefrét az 53 vezetéken visszük tovább. Az 52 szűrőn maradó anyag egy részét az 54 vezetéken keresztül az 55 második membrán szűrőn átengedett anyaggal együtt a szűrő tápvezetékébe vezetjük vissza. A szűrőben maradó anyag többi részét az 56 vezetéken az 55 második membránszűrőbe visszük. A szűrőn átengedett anyagot az 57 vezetéken az első membránszűrőbe tápláljuk vissza. Az 55 második szűrőn maradó anyagot részben az 55 második membránszűrő tápvezetékébe adjuk vissza az 58 vezetéken át, és a maradékot az 59 vezetéken a 60 harmadik membránszűrőbe visszük. A 60 harmadik membránszűrőn átengedett anyagot a 61 vezetéken az 55 második membránszűrő tápvezetékébe adjuk vissza. A 60 harmadik membránszűrőn maradó anyag egy részét a 62 vezetéken a 60 harmadik szűrő tápvezetékébe adjuk vissza a 63 vezetéken betáplált vízzel együtt. A szűrőn maradó anyag többi részét, a kimerült magot a 64 vezetéken ürítjük le.

A rajzon egy háromfokozatú egységet ismertetünk, azonban • · · · » · ··· · * ··· ♦ · * · • · ··· ···· ···

- 10 t4ermészetesen ugyanezen az elven szükség szerinti számú egységet működtethetünk.

A 3. ábrán egy keresztáramú szűrőegységet mutatunk be ugyancsak három fokozat alkalmazásával, de ugyanezen az elven itt is tetszés szerinti számú egységet működtethetünk.

A 3. ábrán bemutatott rajzon a malátalét a 100 vezetéken a 101 membránszűrőbe visszük, amelyből a tiszta sörcefrét a 102 vezetéken visszük tovább. A 101 szűrőn maradó anyag egy részét a 103 vezetéken át a 104 második membránszűrőbe visszük, a másik részét a 112 vezetéken át a 101 szűrő tápvezetékébe vezetjük vissza. A 105 vezetéken a 104 szűrő tápvezetékébe vizet táplálunk be. A 104 szűrőn átengedett anyagot a 106 vezetéken ürítjük le és egyesítjük a 101 szűrőn átengedett anyaggal. A 104 második szűrőn maradt anyagot a 107 vezetéken át részben a 108 harmadik membránszűrőbe visszük a 109 vezetéken betáplált vízzel együtt, részben pedig a 113 vezetéken a 104 szűrő tápvezetékébe vezetjük vissza. A 108 harmadik membránszűrőn átengedett anyagot a 110 vezetékben az első két szűrőn átengedett anyaggal egyesítjük. A szűrőn maradt anyag többi részét, a kimerült magot, a 111 vezetéken részben leürítjük, részben a 114 vezetéken keresztül a 108 szűrő tápvezetékébe vezetjük vissza.

A következő példát a találmány részletesebb ismertetésére mutatjuk be.

Példa

Az 1. ábrán bemutatott berendezés 1 keverő készülékébe 5 kg kukoricát, 2,5 kg malátát és 22,5 kg 55 °C-os vizet

- 11 adunk.

A kukoricát és a malátát kalapácsos malomban olyan szemcseméretűre zúzzuk, hogy egy 1,5 mm-es szitán átmenjen. Az elegy hőmérséklete 50 ’C. Az elegyet egy forgótárcsás érintkeztető kolonnába visszük, és ebben a hőmérsékletét 95 °C-ra növeljük. A tartózkodási idő 50 °C-on 5 perc és 95 ’Con 15 pec.

A 11 elegyhez óránként 15 kg ugyanilyen szemcseméretű malátát és 45 liter 55 ’C-os vizet adunk. A kapott elegy hőmérséklete 50 ’C. Ezt az elegyet a második forgótárcsás érintkeztető kolonna aljára visszük.

Az első forgótárcsás érintkeztető kolonnából a második forgótárcsás érintkeztető kolonnába továbbított termék sebessége olyan, hogy a maláta/víz elegy tartózkodási ideje 50 ’C-on minimum körülbelül 15 perc legyen. A forró termék hozzákeverése után a hőmérséklet 65 °C-ra nő. Ezt a hőmérsékletet 30 percen át tartjuk, majd 76 °C-ra növeljük, és 5 percig ezen az értéken tartjuk.

Az így kapott malátalé extraktumtartalma körülbelül 21,5 tömeg%. Ezt a terméket a 16 membránszűrő-egységre visszük. Ezt az egységet a 2. ábrán ismertetjük. A membránszűréshez 0,4 μπι pórusméretű membránokat alkalmazunk, és így 65 ’C-on 0,3 EBC egység tisztaságú sörcefrét kapunk. A sörcefrét komlóval összekeverjük, főzzük, a képződött pelyhes csapadékot leszűrjük, és hűtjük. A lehűtött sörcefre hőmérséklete 8 ’C, és sörré fermentálható.

- 12 Szabadalmi igénypontok

Claims (9)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás sörcefre malátaléből kiinduló előállítására, azzal jellemezve, hogy a kimerült magot a malátalétől legalább egy, legfeljebb 2,0 μη pórusméretű membránszűrőegység alkalmazásával elválasztjuk, és így tiszta sörcefrét kapunk, a sörcefréhez kívánság esetén komlót adunk, majd főzzük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a membránszűrést egy többfokozatú ellenáramú vagy keresztáramú szűrőegységen végezzük.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a membránszűrést egy háromfokozatú ellenáramú szűrőegységen végezzük.
4. 4. Az 1-3. igénypontok mezve, hogy a membránszűrés szerinti eljárás, azzal jelle kivitelezését úgy végezzük, hogy a sörcefre szűrés utáni tisztasága 65 °C-on

   0,25-5 EBC egység legyen.
5. 5.

   Az 1-4. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tiszta sörcefre főzését a hő legalább egy részének visszanyerésével végezzük.
6. 6. Az 1-5.

   igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a malátalé előállítását malátalé és víz elegy dugós áramlású reaktorban végzett folyamatos enzimatikus átalakításával végezzük.
7. 7. Az 1-5. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a malátalé előállítását úgy végezzük, hogy egy • · • · · dugós áramlású reaktorban malátázatlan magot kocsonyásítunk és enzimátikusan cseppfolyósítunk, a kapott termékhez maláta és/vagy enzimforrást adunk, majd folyamatos enzimatikus átalakítást végzünk egy második dugós áramlású reaktorban.
8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dugós áramlású reaktorként egy forgótárcsás reaktort alkalmazunk.
9. 9. Eljárás sörfőzésre, azzal jellemezve, hogy az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállítjuk a sörcefrét, majd fermentáljuk.

   A meghatalmazott: