KR20090038855A - 당화액 추출물의 제조 방법 및 그러한 방법을 수행하기 위한 장치 - Google Patents

당화액 추출물의 제조 방법 및 그러한 방법을 수행하기 위한 장치 Download PDF

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KR20090038855A
KR20090038855A KR1020087031062A KR20087031062A KR20090038855A KR 20090038855 A KR20090038855 A KR 20090038855A KR 1020087031062 A KR1020087031062 A KR 1020087031062A KR 20087031062 A KR20087031062 A KR 20087031062A KR 20090038855 A KR20090038855 A KR 20090038855A
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헨드리쿠스 멀더
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하이네켄 서플라이 체인 비.브이.
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    • C12C11/07—Continuous fermentation

Abstract

본 발명의 한 가지 관점은 다음의 공정, 즉
a. 입상(粒狀) 전분을 함유하고 필요에 따라 맥아가 첨가된 원료를 물과 혼합하여 당화액을 생성하는 공정과,
b. 상기 당화액을 가열하여 상기 전분을 효소 가수 분해하는 공정과,
c. 상기 열처리된 당화액을 제1 시이브에 통과시켜 발효성 당화액 추출물과 젖은 맥주박으로 분리시키는 공정과,
d. 상기 젖은 맥주박에 세척 및 시이빙 (sieving) 작업을 임의로 수행한 후, 상기 젖은 맥주박을 제1 압착기에 이송하고, 그 젖은 맥주박을 압착하여 탈수된 맥주박과 추가의 발효성 당화액 추출물을 얻는 공정
을 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 (ⅰ) 매우 감칠맛이 있고, (ⅱ) 고중량 당화액 추출물의 제조가 가능하며, (ⅲ) 전력 소모가 매우 적고, (ⅳ) 높은 추출 수율을 달성할 수 있는 장점을 제공한다.
본 발명은 전술한 방법을 수행하기 위한 장치를 역시 제공한다.

Description

당화액 추출물의 제조 방법 및 그러한 방법을 수행하기 위한 장치 {A METHOD OF PRODUCING A MASH EXTRACT AND AN APPARATUS FOR CARRYING OUT SUCH METHOD}
본 발명은 당화액(糖化液; mash) 추출물, 특히 맥주 등의 효모 발효 음료의 제조에 사용하는 데 적합한 당화액 추출물의 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게 말하자면, 본 발명은 다음의 공정들, 즉
a. 입상(粒狀) 전분을 함유하고 필요에 따라 맥아가 첨가된 원료를 물과 혼합하여 당화액을 생성하는 공정과,
b. 상기 당화액을 가열하여 상기 전분을 효소 가수 분해하는 공정과,
c. 상기 열처리된 당화액을 당화액 추출물과 맥주박으로 분리시키는 공정
을 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 장치에도 역시 관련되어 있다.
전술한 당화액 생성법은 영국 특허 GB-B 879 470에 개시되어 있다. 더 상세하게 말하자면, 상기 영국 특허에는 열처리된 당화액을 제1 스크린 분리기에 도입하는 양조 맥아즙의 연속 제조 방법이 기재되어 있다. 상기 제1 스크린 분리기를 통과한 맥주박은 제1 세척 용기 중에 도입되는데, 여기서 상기 맥주박은 제2 스크린 분리기의 곡물 슬러리의 스크린 분리로부터 유래하는 매우 묽은 맥아즙과 만나 서 혼합된다. 상기 제1 세척 용기 중의 혼합 슬러리는 제2 스크린 분리기 위로 넘쳐 흐른다. 상기 제2 스크린 분리기를 통과하는 묽은 맥아즙은 상기 당화액 생성 공정으로 재순환되고 상기 스크린을 통과하는 맥주박은 제2 세척 용기 중에 도입되고, 여기서 상기 맥주박이 수증기와 혼합되는 것이다. 상기 제2 세척 용기 중의 슬러리는 제3 스크린 분리기 위로 넘쳐 흐른다. 상기 스크린을 통과하는 매우 묽은 맥아즙은 상기 제1 세척 용기에 공급되고 상기 맥주박은 상기 스크린으로부터 배출되어 맥주박 처리기에 보내진다.
상기 영국 특허 중에 기재되어 있는 방법은 상기 고체 분획에 다단계 역류 추출법을 수행하는데, 그 각 단계들은 후속 단계로부터 나오는 세척 방출물로 재슬러리화하고 조질(粗質) 고체를 기계적으로 분리하여 실질적으로 완전히 배출된 조질 고체 폐기물을 제조하는 공정을 포함한다. 상기 영국 특허의 실시예는 3 가지의 상이한 제조 실시의 결과를 기재하고 있다. 이들 실시 중에 제조되는 가공 맥아즙 증기는 비중 (S.G.)이 1.04117 내지 1.04484의 범위 내이다. 이들 비중은 약 10 내지 11˚P (degrees Plato)의 비중과 동등하다.
DE-B 516 547에는 당화액을 망에 통과시킴으로써 당화액을 발효성 당화액 추출물과 젖은 맥주박으로 분리시킨 다음, 이와 같이 하여 얻은 젖은 맥주박을 시이브 (sieve)에 대하여 압착 피스톤으로 압착하여 탈수 맥주박과 추가의 발효성 당화액 추출물을 얻는 장치가 기재되어 있다.
DE-B 165 124에는 일련의 3개의 챔버를 사용하는 맥아즙 연속 제조 방법이 기재되어 있다. 제1 및 제3 챔버에는 원추형 실린더 중에 설치된 용두 압착기가 포 함되어 있다. 이 실린더는 액체를 흘려 보내기 위하여 구멍이 뚫어져 있거나 그물망을 포함한다. 제2 챔버는 맥주박이 상기 제3 챔버 중에 이송되기 전에 상기 제1 챔버 중에 존재하는 맥주박을 살포하는 데 사용된다. 물을 살포하는 것은 역류식 공정 중에 사용된다. 상기 독일 특허 중에 개시되어 있는 공정에 있어서, 시이빙 (sieving) 공정과 압착 공정은 본질적으로 동시에 일어난다.
US 3,157,583에는 당화액을 제1 진동 스크린에 통과시켜 대부분의 섬유질 및 외피 물질을 제거하고, 그 제거된 섬유질 및 외피 물질을 또 다른 진동 스크린에 이송하여 스파징 용수 (sparging water)로 세척하는 정제 맥아 추출물의 제조 방법이 기재되어 있다.
발명의 요약
본 발명의 발명자들은 (ⅰ) 매우 건전성이 있고, (ⅱ) 고중량 당화액 추출물의 제조가 가능하며, (ⅲ) 전력 소모가 매우 적고, (ⅳ) 높은 추출 수율을 달성할 수 있는 장점을 제공하는 발효성 당화액 추출물의 신규한 제조 방법을 개발하였다.
본 발명의 방법은 1개 이상의 시이브-압착기 조합을 사용하여 발효성 당화액 추출물을 제조하는 것을 특징으로 한다. 더 상세하게 말하자면, 본 발명의 방법은 다음의 공정들, 즉
a. 입상 전분을 함유하고 필요에 따라 맥아가 첨가된 원료를 물과 혼합하여 당화액을 생성하는 공정과,
b. 상기 당화액을 가열하여 상기 전분을 효소 가수 분해하는 공정과,
c. 상기 열처리된 당화액을 제1 시이브에 통과시켜 발효성 당화액 추출물과 젖은 맥주박으로 분리시키는 공정과,
d. 상기 젖은 맥주박에 세척 및 시이빙 작업을 임의로 수행한 후, 상기 젖은 맥주박을 제1 압착기에 이송하고, 그 젖은 맥주박을 압착하여 탈수된 맥주박과 추가의 발효성 당화액 추출물을 얻는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법에 사용되는 상기 1개 이상의 시이브-압착기 조합은 연속식으로 적절하게 운전시킬 수 있다. 상기 시이브 (또는 스크린)는 높은 처리량으로 운전되어 제1 고체-액체 분리를 달성할 수 있다. 상기 시이브 위에 남아 있는 고체 분획은 통과하는 액체 분획보다 일반적으로 훨씬 더 적기 때문에, 압착기는 훨씬 더 적은 작업량으로 운전되어 상기 고체 분획 중에 여전히 포함되어 있는 액체의 거의 전부를 제거할 수 있다. 본 발명의 방법은 저함량 고체 유동류를 효율적으로 분리시키는 시이브의 능력을 고함량 고체 유동류를 효율적으로 분리시키는 압착기의 능력과 조합시키는 것이다. 따라서, 본 발명의 방법 중의 시이브-압착기 조합의 사용은 높은 작업량과 높은 효율성이라는 장점을 제공한다.
따라서, 본 발명의 한 가지 관점은 다음의 공정, 즉
a. 입상 전분을 함유하며 필요에 따라 맥아가 첨가된 원료를 물과 혼합하여 당화액을 생성하는 공정과,
b. 상기 당화액을 가열하여 상기 전분을 효소 가수 분해하는 공정과,
c. 상기 열처리된 당화액을 제1 시이브에 통과시켜서 발효성 당화액 추출물과 젖은 맥주박으로 분리시키는 공정과,
d. 상기 젖은 맥주박에 세척 및 시이빙 작업을 임의로 수행한 후, 상기 젖은 맥주박을 제1 압착기에 이송하고 그 젖은 맥주박을 압착하여 탈수된 맥주박과 추가의 발효성 당화액 추출물을 얻는 공정
을 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 "당화액 생성 (mashing)"이라는 용어는 전분 함유 원료, 물 및 전분을 가수 분해시킬 수 있는 효소를 혼합하는 것을 말한다. 상기 효소는, 예컨대 맥아에 의하여 또는 또 다른 효소 원료, 예컨대 맥아 중에서 발견되는 것 등의 전분 분해 효소를 함유하는 시판되고 있는 효소 제제, 그 중에서도 α-아밀라제, β-아밀라제 및/또는 글루코아밀라제에 의하여 제공될 수 있다.
제1 시이브, 제2 시이브, 제3 시이브 등이 언급되는 경우, 그러한 제1, 제2 또는 제3 시이브는 실제로는 입도를 기초로 하여 고체와 액체를 분리시키는 작용을 함께 수행하는 2개 이상의 시이빙 장치를 포함할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다. 이들 2개 이상의 시이빙 장치는 병렬 및/또는 직렬로 운전될 수 있다. 예를 들면, 여러 개가 중첩된 시이빙 장치로 구성되며, 그 시이빙 장치의 구멍 크기가 하향류 방향으로 감소되는 시이브를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이와 유사하게, 인가되는 압력이 하향류 방향으로 증가되는 일련의 압착기를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 특히, 상기 공정이 연속식으로 운전되는 경우, 다수의 시이빙 장치 및 압착기는 병렬식으로 운전되는 것도 역시 유리할 수 있다. 훨씬 총용량 이하에서의 병렬 가동시, 1개의 분리 장치의 고장 또는 가동 정지는 상기 당화액 추출 공정의 중단을 필연적으로 요하는 것은 아닌데, 이는 상기 공정이 장시간 중단되지 않고 운전될 수 있다는 것을 의미한다.
상기 시이브 및 압착기와 마찬가지로, 본 발명의 방법에서 사용되는 혼합 용기도 역시 실제로 직렬식 또는 병렬식으로 운전되는 2개 이상의 혼합 장치로 구성될 수 있다.
본 발명의 방법의 특히 유리한 실시 상태는 다음의 공정들, 즉
e. 상기 탈수된 맥주박을 제1 혼합 용기에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
f. 상기 슬러리를 제2 시이브에 통과시켜서 세척된 맥주박과 세척수로 분리시키는 공정과,
g. 상기 세척된 맥주박을 제2 압착기에 이송하고 그 세척된 맥주박을 압착하여 맥주박 잔사와 잔류수 (rest water)를 얻는 공정
을 더 포함한다.
이 실시 상태에 따른 추가의 세척 공정의 사용에 의하여 추출물 손실을 더 감소시키는 것이 가능하게 된다.
또 다른 실시 상태에 있어서, 상기 제1 압착기에 이송하기 전에 상기 젖은 맥주박에 다음의 공정, 즉
Figure 112008087623176-PCT00001
상기 젖은 맥주박을 세척 용기에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
Figure 112008087623176-PCT00002
상기 슬러리를 추가의 시이브에 통과시켜 젖은 맥주박과 세척수로 분리시키는 공정
을 포함하는 세척 및 시이빙 작업을 수행한다.
이 실시 상태도 역시 추출물 손실을 매우 효율적으로 극소화할 수 있는 장점을 제공한다.
따라서, 본 발명의 특히 양호한 실시 상태는 다음의 공정, 즉
e. 상기 탈수된 맥주박을 제1 혼합 용기에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
f. 상기 슬러리를 제2 시이브에 통과시켜서 세척된 맥주박과 세척수로 분리시키는 공정과,
g. 상기 세척된 맥주박을 제2 압착기에 이송하고 그 세척된 맥주박을 압착하여 맥주박 잔사와 잔류수를 얻는 공정
을 더 포함하고, 또는 상기 젖은 맥주박을 상기 제1 압착기에 이송하기 전에 상기 맥주박에 다음의 공정, 즉
Figure 112008087623176-PCT00003
상기 젖은 맥주박을 세척 용기에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
Figure 112008087623176-PCT00004
상기 슬러리를 추가의 시이브에 통과시켜 젖은 맥주박과 세척수로 분리시키는 공정
을 포함하는 세척 및 시이빙 작업을 행하며, 상기 세척수 및/또는 잔류수의 적어도 일부는 상기 당화액 생성 공정 a에 재순환되거나, 또는 상기 열처리된 당화액이 상기 제1 시이브를 통과하기 전에 이와 혼합되는 것인 전술한 당화액 추출물의 제조 방법에 관련되어 있다.
본 발명의 또 다른 특히 양호한 실시 상태에 따르면, 상기 시이브 및/또는 압착기로부터 얻은 세척수 및/또는 잔류수의 적어도 일부는 당화액 생성 공정 a에 재순환되거나, 또는 상기 열처리된 당화액이 상기 제1 시이브를 통과하기 전에 이와 혼합된다. 상기 세척수 및/또는 잔류수의 재순환은 대량의 물의 사용을 필요로 하는 일이 없이 높은 추출물 수율을 가능하게 하는 중요한 장점을 제공한다. 동시에, 재순환에 의하여 상기의 높은 추출물 수율을 달성하는 한편, 고비중의 당화액 추출물을 제조하는 것이 가능하게 된다. 효율성과 수율의 관점에서 특히 양호한 결과는, 상기 세척수와 잔류수의 양자가 모두 완전히 재순환되는 경우, 특히 이들이 상기 당화액 생성 공정 a에 재순환되는 경우에 달성될 수 있다. 상기 당화액 생성 공정에 재순환시키는 것은 상기 열처리된 당화액에 재순환시키는 것에 비하여, 전분 가수 분해가 대량의 물 및/또는 장기간의 체류 시간을 사용하는 일이 없이 매우 효율적인 방식으로 달성될 수 있다는 장점을 제공한다.
상기 당화액 생성 공정에 있어서, 상기 제2 시이브-압착기 조합으로부터 재순환된 수성류(水性流) 이외에, 양조장 하향류, 예컨대 효모 세척으로부터 생성된 재순환 수성류도 역시 사용될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 방법에 있어서, 재순환되는 세척수 및 잔류수의 총량은 상기 당화액 생성 공정 a 중에 사용되는 물의 총량의 80 중량% 이상, 좋기로는 90 중량% 이상이다. 가장 좋기로는, 상기 제2 시이브-압착기 조합으로부터의 세척수 및 잔류수는 상기 당화액 생성 공정 중에 사용되는 당화액 생성 액체 전부를 제공한다.
또 다른 양호한 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법의 공정 c 내지 g는 연속식으로 수행된다. 더욱 더 좋기로는, 공정 b 내지 g, 가장 좋기로는 공정 a 내지 g가 연속식으로 수행된다. 건전성 때문에, 본 발명의 공정은 장시간 연속식으로 운전되는 것에 더할 나위 없이 적합하다.
본 발명의 방법은 당화액 또는 맥주박 슬러리 중에 포함되어 있는 고형분의 실질적인 분획을 잔류시킬 수 있는 어떠한 종류의 시이브라도 적절하게 사용할 수 있다. 특히 적절한 것은 진동 시이브이다. 특히 적절한 종류의 진동 시이브에는 진동의 영향하에서 시이브의 하부에 대하여 반발할 수 있는 자유 작동 요소가 구비된다. 이들 자유 작동 요소는 모양이 공 또는 고리인 것이 적절할 수 있다. 이러한 종류의 배열의 중요한 장점은 그 배열이 시이브 구멍의 폐쇄를 방지하는 것을 도와준다는 사실에 있다. 적절한 시이빙 장치는 알가이에르 베르케사 (Allgaier Werke GmbH, Germany)에 의하여 공급된다.
본 발명의 방법에 사용되는 시이브 구멍의 크기는 일반적으로 20 ㎛ 내지 1 ㎜의 범위 내이다. 좋기로는, 상기 구멍의 크기는 20 내지 300 ㎛의 범위 내이다. 더 좋기로는, 상기 구멍의 크기는 32 내지 200 ㎛의 범위 내, 가장 좋기로는 32 내지 100 ㎛의 범위 내이다.
본 발명의 방법은 모든 종류의 압착기를 사용하여 수행될 수 있다. 좋기로는 본 발명의 방법에는 연속식으로 운전될 수 있는 압착기가 사용된다. 본 발명의 방법에 사용하기에 특히 적절한 것은 용두 압착기이다. 적절한 용두 압착기는 폰도르프 마스키넨파브리크사 (Ponndorf Maschinenfabrik GmbH, Germany) 또는 반 톤게렌-켄네메르 비. 브이. (van Tongeren-Kennemer B. V., Beverwijk, the Netherlands)에 의하여 공급된다.
양호한 실시 상태에 따르면, 상기 압착기에는 추가의 발효성 당화액 추출물은 빠져나오게 하고 탈수된 맥주박은 잔류시키는 스크린이 구비된다. 일반적으로, 스크린의 개공의 크기는 20 내지 800 ㎛의 범위 내이다. 좋기로는, 상기 스크린 개공의 크기는 20 내지 300 ㎛의 범위 내이다. 더 좋기로는 상기 개공의 크기는 32 내지 200 ㎛의 범위 내, 가장 좋기로는 32 내지 150 ㎛의 범위 내이다.
상기 제1 압착기로부터 얻은 탈수된 맥주박의 고형분 함량은 일반적으로 18 중량% 이상이다. 좋기로는, 상기 고형분 함량은 20 중량% 이상, 더 좋기로는 25 중량% 이상, 더욱 더 좋기로는 30 중량% 이상, 가장 좋기로는 35 중량% 이상이다. 특히, 본 발명의 방법이 일련의 3개 이상의 시이브-압착기 조합을 사용하는 경우, 추출물 손실은 매우 효율적으로 극소화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시 상태는 다음의 공정, 즉
h. 상기 제2 압착기로부터 얻은 맥주박 잔사를 제2 혼합 용기 내에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
i. 상기 슬러리를 제3 시이브에 통과시켜 추출된 맥주박과 묽은 세척수로 분리시키는 공정과,
j. 상기 추출된 맥주박을 제3 압착기에 이송하고 그 추출된 맥주박을 압착하여 배출된 맥주박 잔사와 묽은 잔류수를 얻는 공정과,
k. 상기 묽은 세척수 및/또는 묽은 잔류수의 적어도 일부를 상기 제1 혼합 용기에 재순환시키는 공정
을 더 포함하는 전술한 방법에 관련되어 있다.
본 발명의 방법에서 관찰되는 추출물 손실은 일반적으로 15 중량% 미만이다. 본 발명의 방법에서 추출물 손실은 10 중량% 미만 또는 5 중량% 미만, 가장 좋기로는 3 중량% 미만으로 달성될 수 있다. 좋기로는, 가장 나중의 효율성은 당화액 분리 및 트럽 (trub) 분리의 양자를 비롯한 전체 맥아즙 제조 공정을 통하여 실현된다. 당화액 추출물의 제조 중의 추출물 손실량은 맥아즙 중의 추출물의 농도를 측정하기 위한 표준법 (예컨대, 안톤 파르 (Anton Paar)에 의한 밀도 측정법)에 의하여 맥주박 액층 중의 추출물 농도를 측정함으로써 적절하게 측정될 수 있다. 탈수된 맥주박 중에는 유리(遊離) 액체는 존재하지 않기 때문에, 상기 맥주박을 열수로 간편하게 추출시킨 다음, 여과에 의하여 배출된 맥주박을 분리시킬 수 있다. 상기 추출물 손실량은 첨가된 물의 양을 감안하여, 상기 추출액 중의 측정된 추출물 농도로부터 산출할 수 있다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 제1 분리기로부터 얻은 발효성 당화액 추출물의 비중은 일반적으로 15˚P 초과이다. 본 발명의 방법의 장점은 상기 제1 분리기로부터 얻은 당화액 추출물의 비중이 18˚P 초과의 경우에 특히 현저하다. 더 좋기로는 상기 당화액 추출물의 비중은 20˚P 초과, 더욱 더 좋기로는, 25˚P 초과이다. 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 제1 분리기로부터 얻은 당화액 추출물의 비중은 28˚P 초과, 가장 좋기로는 30˚P 초과이다. 이들 고비중은 시이브 및 압착기로부터 얻은 액체 분획이 전부 상향류 방향으로 재순환되는 경우, 최소의 추출물 손실과 함께 달성될 수 있다. 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 본 발명의 방법은 어떠한 액체 폐기류(廢棄流)도 생성하지 않는다. 즉, 외부에서 공급되는 물은 거의 전부가 결국 당화액 추출물로 되고, 더 좋기로는 그 물의 거의 전부가 당화액 추출물로부터 생성되는 발효된 맥아즙으로 된다.
특히, 상기 당화액 중에 함유되어 있는 전분의 효소 가수 분해 후에, 상당량의 부원료 (예컨대, 시럽)를 혼합함으로써 발효성 당화액 추출물에 고비중을 부여하는 것은 양조 산업에서 알려져 있다. 이들 부원료는 고농도의 발효성 당을 제공할 수 있고, 그 결과 당화액 추출물과 맥아즙의 비중을 증대시키는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 방법에 있어서, 고비중은 당화액 중에 함유되어 있는 전분의 효소 가수 분해 후에 발효성 당을 첨가하는 일이 없이 상기 당화액 추출물과 맥아즙 중에서 달성될 수 있다. 당화액 추출물과 맥아즙 중의 발효성 당의 일반적으로 30 중량% 미만, 좋기로는 10 중량% 미만은 상기 당화액 중에 함유되어 있는 전분의 가수 분해 후에 첨가된 발효성 당으로부터 유래된다. 더 좋기로는, 상기 당화액 추출물과 맥아즙은 당화액 중에 함유되어 있는 전분의 가수 분해 후에 첨가된 발효성 당으로부터 유래되는 어떠한 발효성 당도 함유하지 않는다.
증발법에 의하여 당화액 추출물 또는 맥아즙의 비중을 증가시키는 것도 역시 알려져 있다. 본 발명의 방법에 있어서, 증발법에 의한 농축은 전혀 사용되지 않는 것이 좋다.
본 발명의 방법은 맥주, 에일 맥주, 맥아주, 흑맥주 및 섄디 등의 효모 발효 맥아 음료, 특히 알코올 또는 무알코올 맥주의 제조에 사용될 수 있는 맥아 추출물을 제조하는 데 특히 적절하다.
따라서, 본 발명의 방법은 좋기로는 다음의 공정, 즉
- 당화액 추출물을 60℃ 이상의 온도로 15 분 이상 가열함으로써 필요에 따라 호프를 가한 당화액 추출물을 맥아즙으로 전환시키는 공정과,
- 감압하거나 또는 기체 또는 증기로 스트리핑 (stripping)시킴으로써 상기 고온의 맥아즙으로부터 휘발성 유기 물질을 제거하는 공정
을 더 포함한다. 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 당화액 추출물의 비중은 이들 추가의 공정 도중에 15˚P 이상, 좋기로는 18˚P 이상, 더 좋기로는 20˚P 이상으로 유지된다. 더욱 더 좋기로는, 상기 비중은 이들 추가 공정 도중에 25˚P 이상, 가장 좋기로는 30˚P 이상으로 유지된다.
본 발명의 방법에 있어서, 당화액 추출물은 이 당화액 추출물을 75 내지 150℃로 30 분 내지 4 시간, 좋기로는 30 분 내지 2 시간 가열함으로써 맥아즙으로 전환시키는 것이 좋다. 상기 당화액 추출물은 관류 흐름형 반응기 (plug flow reactor) 중에서 맥아즙으로 적절하게 전환시킬 수 있다.
상기 휘발성 유기 물질은 감압하거나 또는 이를 기체 또는 증기로 스트리핑시킴으로써 고온의 맥아즙으로부터 제거된다. 이는 역류형으로 수행되는 것이 좋다. 가장 좋기로는, 상기 휘발성 유기 물질은 고온의 맥아즙을 시이브 플레이트 구조 (sieve plate geometry)를 갖춘 컬럼 내에서 불활성 기체 또는 증기로 스트리핑시킴으로써 제거된다. 일반적으로, 휘발성 유기 물질이 제거될 때, 맥아즙은 95 내지 110℃에서 유지된다. 상기 휘발성 물질의 제거는 10 분 내에 적절하게 달성될 수 있는데, 좋기로는 2 분 내에 달성된다.
상기 휘발성 유기 물질의 제거 후 얻은 고온의 맥아즙은 단백질, 단백질-탄닌산 복합체 및 호프로 주로 구성된, 때로는 트럽 또는 핫 브레이크 (hot break)라고 부르는 슬러지를 함유한다. 상기 핫 브레이크 또는 트럽은 분리기 중에서 분리된다. 적절한 분리기의 예로서는 원심 분리기, 디켄터, 수력 사이클론, 침전기, 시이브 및 막 여과기를 들 수 있다. 좋기로는, 상기 분리기는 디켄터, 침전기 및 디스크형 원심 분리기로 구성된 군으로부터 선택된다. 가장 좋기로는, 사용되는 분리기는 디스크형 원심 분리기이다. 일반적으로, 상기 분리기는 1 ㎥/시간의 맥아즙 유속에서 1,000 ㎡ 이상, 좋기로는 2,500 ㎡ 이상, 가장 좋기로는 5,000 ㎡ 이상의 이론적 용량 인자 값으로 운전된다. 더 높은 용량은 상기 분리기를 통과하는 유속과 이론적 용량 인자에 의하여 비례적으로 정해질 수 있다.
원심 분리기의 이론적 용량 인자 (SIGMA 값)는 문헌 ["Solid-Liquid Separation", 2nd edition, 1981, by Ladislav Svarovsky, Butterworth-Heineman]에 기재되어 있는 방법에 기초하여 계산된다. 상기 인자는 디스크의 수 (n), 중력 가속도 (g), 각속력 (ω), 상기 디스크와 수직 공급관의 각도 (α), 디스크 용기의 내부 반경 (r 1 ) 및 디스크 용기의 외부 반경 (r 2 )간의 다음의 관계식에 따라 산출된다.
Figure 112008087623176-PCT00005
특히 양호한 실시 상태에 따르면, 상기 휘발성 유기 물질과 핫 브레이크를 제거한 다음, 효모 발효를 수행하기 전에 맥아즙을 희석한다. 본 발명의 방법에 있어서, 상기 맥아즙은, 효모 발효 전에, 10 내지 35˚P 범위의 비중으로, 좋기로는 10 내지 30˚P 범위의 비중으로 희석된다. 일반적으로, 희석 도중, 상기 맥아즙의 비중은 2˚P 이상, 좋기로는 4˚P 이상, 가장 좋기로는 6˚P 이상 감소된다. 고비중, 예컨대 35 ˚P 초과의 비중에서의 발효는 그러한 고비중에서 효모의 성장 및 효모 신진 대사가 손상되기 때문에 실용적이지 못하다. 상기 맥아즙의 희석은 트럽 제거의 전 및/또는 후에 일어날 수 있다. 좋기로는, 상기 맥아즙은 트럽 제거 후에 희석된다.
상기 맥아즙의 희석은 맥아즙을 상기 맥아즙보다 비중이 낮은 수성류에 혼합함으로써 달성된다. 그러한 수성류는, 예컨대 수돗물 또는 온천수로 구성될 수 있다는 사실을 이해하게 될 것이다. 양조 공정 중의 세척 작업으로부터 얻게 된 유출 수용액을 사용하는 것도 역시 본 발명의 범위 내이다. 특히, 상기 맥아즙을 효모 세척으로부터 얻은 수성류와 혼합하는 것이 유리할 수 있다.
상기 맥아즙의 희석은 여전히 고온인 맥아즙을 온도가 실질적으로 더 낮은 물과 혼합함으로써 수행되는 것이 유리하다. 이는 연속식뿐만 아니라 불연속식으로도 수행될 수 있는데, 연속식이 더 좋다. 일반적으로, 상기 휘발성 유기 물질이 제거된 맥아즙의 온도는 희석시 50℃ 초과, 좋기로는 60℃ 초과, 가장 좋기로는 70 내지 100℃의 범위이다.
이와 같이 하여 얻은 희석된 맥아즙은 회분식 또는 연속식으로 발효될 수 있다. 특히 양호한 실시 상태에 따르면, 상기 희석된 맥아즙의 발효는 다음의 공정, 즉
- 상기 희석된 맥아즙을 증식 용기에 공급하고, 공급된 맥아즙을 효모 함유 잔사로 이루어진 재순환류(再循環流)와 혼합하고, 산소를 공급하여 효모 생장을 개시하는 공정과,
- 상기 증식 용기로부터의 맥아즙을 상기 효모가 현탁된 채로 유지되는 일련의 1개 이상의 발효 용기 중에 공급하는 공정과,
- 상기 발효된 맥아즙을 1개 이상의 분리기에 공급하여 효모 함유 잔사를 제거하는 공정과,
- 상기 효모 함유 잔사의 일부를 상기 증식 용기에 재순환시키는 공정과,
- 상기 발효된 맥아즙의 나머지를 후속되는 처리 공정에 공급하는 공정
에 의하여 연속식으로 달성된다.
일반적으로, 상기 증식 용기와 1개 이상의 발효 용기 중에 희석된 맥아즙과 효모 함유 잔사로 이루어진 혼성류(混成流)의 원래 비중은 12˚P를 초과한다. 좋기로는, 상기 원래 비중은 14 내지 35˚P 범위 내, 더 좋기로는 15 내지 30˚P 범위 내이다.
상기 증식 용기 중에서 효모 생장이 바람직한 높은 비율로 일어나는 것을 보장하려면, 산소를 공급하여야 한다. 이는 상기 증식 용기가 주변의 대기와 개방 연결된 공기의 헤드스페이스 (headspace)를 함유하는 것을 보장하고, 발효액 (fermentation broth)을 격렬하게 교반함으로써 수행될 수 있다. 별법으로서, 산소 또는 공기는 상기 증식 용기 중에 들어 있는 효모 함유 맥아즙에 도입하여도 좋고, 상기 증식 용기 중에 도입하기 전에 효모 함유 잔사로 이루어진 맥아즙류(流) 또는 재순환류에 도입하여도 좋다. 이 두 가지 경우에 있어서, 산소 또는 공기는 상기 효모 함유 맥아즙 전체에 분배되는 것이 유리하다. 이는 교반, 재순환에 의하거나 또는 다수의 기체 분사 장치를 통하여 산소 또는 공기를 도입함으로써 달성될 수 있다. 특히 양호한 실시 상태에 따르면, 산소는 상기 증식 용기 중에 도입하기 전에 이를 상기 맥아즙류 중에 도입함으로써 공급된다. 이 실시 상태는 산소 농도가 정교하게 제어될 수 있다는 장점을 제공한다. 산소는 일반적으로 상기 효모 함유 맥아즙에, 맥아즙 주유동류(主流動流)에 대하여 산출하여, 8 ppm 이상, 좋기로는 10 내지 40 ppm의 양으로 도입된다.
일반적으로, 상기 증식 용기 중의 체류 시간은 0.5 내지 5 시간의 범위 내이다. 상기 증식 용기 중의 체류 시간은 그 증식 용기의 운전 용량을 상기 공정으로 향하는 맥아즙의 유속으로 나눔으로써 산출할 수 있다. 상기 증식 용기의 운전 용량은 그 용기 중에 포함되어 있는 액체의 총부피와 동일하다.
산소가 혼합된 효모 함유 잔사의 재순환에 의하여 상기 증식 용기 중에서 높은 효모 농도를 유지하는 것이 가능하게 된다. 일반적으로, 상기 증식 용기 중의 맥아즙의 효모 함량은 20 g/ℓ (젖은 효모 기준) 초과에서 유지된다. 특히 양호한 실시 상태에 따르면, 상기 증식 용기 중의 맥아즙의 효모 농도는 30 내지 300 g/ℓ (젖은 효모 기준)의 범위 내이다. 더욱 더 좋기로는, 상기 증식 용기 중의 맥아즙의 효모 농도는 50 내지 200 g/ℓ의 범위 내이다. 현탁액 중에 포함되어 있는 젖은 효모의 양은 원심 분리기에 의하여 상기 현탁액으로부터 단리될 수 있는 수분 함량이 73%인 효모 케익의 양과 동일하다. 전술한 수분 함량에는 상기 효모 세포에 포함되어 있는 수분을 포함한다. 이들 효모 농도는 상기 증식 용기 하향류의 1개 이상의 발효 용기 중에서 유지되는 것이 유리하다. 높은 효모 농도를 사용하면, 특히 생산성 및 비용 효율성의 관점에서 몇 가지의 중요한 장점이 제공된다.
본 발명의 방법은 상기 분리 용기로부터 얻은 효모 함유 잔사의 대량의 분획을 재순환시킴으로써 고효율로 수행될 수 있다. 양호한 실시 상태에 따르면, 상기 분리 용기로부터 제거되는 효모 침전물의 10 내지 100% 범위, 가장 좋기로는 50 내지 100% 범위가 상기 발효에 재순환된다.
일반적으로, 상기 발효액 중에 존재하는 효모의 20% 이상, 특히 40 % 이상이 상기 증식 용기에 재순환된다. 더 좋기로는, 상기 발효액 중에 존재하는 효모의 60% 이상이 재순환되고, 가장 좋기로는 상기 발효된 액체 중에 존재하는 효모의 75% 이상이 재순환된다. 상기 발효된 액체 중에 존재하는 효모의 98% 이하가 재순환되는 것이 보통이다.
상기 증식 용기 내의 액체의 온도는 5 내지 40℃ 범위, 좋기로는 6 내지 25℃ 범위, 더 좋기로는 8 내지 18℃ 범위 내에 유지되는 것이 적절하다. 상기 증식 용기는, 특히 가압 공기 또는 산소를 상기 용기 중에 도입하는 경우, 초대기압에서 운전될 수 있다. 상기 증식 용기는 대략 대기압에서 운전하는 것이 좋다.
효율성을 극대화하려면, 상기 증식 용기에 재순환되지 않는 효모 함유 잔사의 일부는 다량 배출되어 거의 모든 (미숙성) 맥주가 이들로부터 제거된다는 것이 보장되어야 한다. 이는 발효된 맥아즙에 포함되어 있는 효모 및/또는 재순환되지 않은 효모 함유 잔사를 세척함으로써 유리하게 달성될 수 있다.
일반적으로, 상기 발효된 맥아즙 중에 존재하는 효모의 20% 이상, 특히 40% 이상이 상기 발효된 맥아즙을 정제하기 전에 또는 정제하지 않을 경우는 그것을 충전(充塡)하기 전에 상기 발효된 맥아즙으로부터 제거된다. 상기 발효된 맥아즙 중에 존재하는 효모의, 좋기로는 60% 이상, 더 좋기로는 80% 이상, 더욱 더 좋기로는 90% 이상, 가장 좋기로는 95% 이상이 제거된다. 상기 효모는 침전법에 의하여 제거하는 것이 좋다.
본 발명의 방법은 상기 효모가 현탁된 채로 유지되는 1개 이상의 발효 용기를 사용한다. 좋기로는, 상기 효모는 캐리어 (carrier) 표면에 고정되지 않는다. 이 효모는 교반, 재순환 및/또는 이산화탄소 방출에 의하여 적절하게 현탁된 채로 상기 발효 용기 중에 유지된다.
일반적으로, 1개 이상의 발효 용기 중의 총체류 시간은 5 내지 80 시간 범위 내이다.
상기 1개 이상의 발효 용기 중의 총체류 시간은 각 발효 용기 내의 체류 시간을 합하여 산출될 수 있다. 상기 발효 용기 내의 체류 시간은 상기 발효 용기의 총운전 용량을 상기 장치에 대한 맥아즙의 유속으로 나눔으로써 산출된다.
상기 1개 이상의 발효 용기 내에서 발효 맥아즙의 온도는 5 내지 40℃ 범위 내, 좋기로는 6 내지 25℃ 범위 내, 더 좋기로는 8 내지 18℃ 범위 내에서 적절하게 유지된다. 특히 양호한 실시 상태에 따르면, 본 발명의 방법에는 2개 이상의 발효 용기가 사용된다. 2개 이상의 발효 용기를 사용하면, 가장 마지막의 발효 용기 직전의 용기에서 더 높은 기질 전환률이 달성될 수 있다는 장점이 있다. 일반적으로, 일련의 4개 이하의 발효 용기가 사용된다. 가장 좋기로는, 본 발명의 방법에는 일련의 2개 또는 3개의 발효 용기가 사용된다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 증식 용기와 상기 1개 이상의 발효 용기 중의 총체류 시간은 80 시간을 초과하지 않는 것이 보통이다. 양호한 실시 상태에 따르면, 총체류 시간은 60 시간을 초과하지 않는다. 가장 좋기로는, 총체류 시간은 10 내지 50 시간의 범위 내이다. 이들 비교적 단기간의 체류 시간은 전술한 바와 같이 비교적 높은 효모 농도를 사용함으로서 적절하게 달성될 수 있다.
상기 희석된 맥아즙의 발효는 다음의 공정, 즉
Figure 112008087623176-PCT00006
상기 희석된 맥아즙을 탱크에 공급하거나, 희석되지 않은 맥아즙을 탱크에 공급하고 이를 물로 희석하는 공정과,
Figure 112008087623176-PCT00007
상기 맥아즙에 생물학적으로 충분히 활성인 효모를 접종하는 공정과,
Figure 112008087623176-PCT00008
상기 맥아즙을 목적하는 최종 발효도로 발효시키는 공정
에 의하여 회분식으로 달성될 수 있다.
효모 증식에 요하는 산소는 산소 또는 공기를 상기 맥아즙이 들어 있는 탱크에 도입하거나, 산소 또는 공기를 이들이 상기 탱크에 도입되기 전에 상기 희석되거나 희석되지 않은 맥아즙 중에 도입함으로서 공급될 수 있다.
효모 함유 잔사를 상기 발효된 맥아즙으로부터 제거한 다음, 이와 같이 하여 얻은 미숙성 맥주에 가공 처리를 더 수행할 수 있다. 맥주 제조의 경우에 있어서, 상기 추가의 가공 처리로서는, 좋기로는 숙성법, 저온 저장법, 정제법, 탄산법, 충전법을 들 수 있다. 이 추가의 가공 처리도 역시 연속식으로 수행되는 것이 좋다.
일반적으로, 본 발명의 방법은 성숙 공정과 상기 발효액으로부터 효모 세포를 제거하는 후속 공정을 사용한다. 발효 후, 다수의 목적하지 않은 맛과 향이 "미숙성" 또는 설익은 맥주 중에 존재한다. 숙성 (라이프닝 (ripening)이라고 부르는 경우도 있다)은 이들 불필요한 화합물의 농도를 저하시켜서 더 맛이 좋은 제품을 생성한다. 상기 숙성 공정은 본 발명의 공정 중에서 좋기로는 여과 전에, 더 좋기로는 상기 1개 이상의 분리기 중에서의 가공 처리 전에 일어난다. 숙성은 용기 상부에 미숙성 맥주를 공급함으로써 본 발명의 방법 중에서 연속식으로 달성된다. 상기 맥주는 하향류로 이동하고 효모는 맥주 용량 전체에 걸쳐 침전한다. 효모는 상기 용기의 바닥에서 그리고 상기 효모 수준의 위에서 수집되고, 숙성된 맥주는 제거되어 저온 저장 용기에 공급되거나 숙성을 행하였던 동일한 용기 내에서 냉각된다. 상기 맥주는 저온에서 일정 기간 동안 유지되어서 콜로이드 입자를 응고 및 안정화시킨다.
숙성은 상기 미숙성 맥주를 숙성 용기 또는 발효기 내에서 숙성시킴으로써 회분식으로도 역시 달성될 수 있다. 숙성 공정 다음에, 효모는 제거하는 것이 좋다. 그 다음, 맥주는 안정화용 저온 저장 탱크에 이송하거나 상기 발효기 또는 숙성 용기 내에서 냉각시킨다.
저온 저장은 상기 발효액을 10℃ 미만, 좋기로는 5℃ 미만, 더 좋기로는 2℃ 미만의 온도에서 12 시간 이상, 좋기로는 24 시간 이상 유지시키는 공정을 포함하는 것이 보통이다. 양호한 실시 상태에 따르면, 상기 저온 저장은 숙성 후 및 여과 전에 적용된다.
전술한 방법의 특히 유리한 실시 상태에 따르면, 상기 방법은 완전히 연속식으로 운전된다. 본 발명의 방법의 연속 운전은 하기 장점을 비롯한 다수의 중요한 장점을 제공한다.
Figure 112008087623176-PCT00009
고생산성과 저투자액: 용기는 만재(滿載) 상태에서 장기간 운전할 수 있는데, 이는 동등한 생산량에 대하여 회분식 공정에서보다 더 소형의 용기가 필요하다는 것을 의미한다.
Figure 112008087623176-PCT00010
균질하고 양호한 품질: 공정은 공정 파라미터를 국소적이고 즉각적인 요건에 적응시키는 가능성으로 인하여 제어하기가 더 용이하고, 정상 상태 조건들이 훨씬 더 안정하기 때문이다.
Figure 112008087623176-PCT00011
고위생 기준: 연속 공정은 폐쇄계 중에서 운전된다.
Figure 112008087623176-PCT00012
저에너지: 에너지 소모량은 주요 최대 사용량을 나타냄이 없이, 고르게 전개된다.
Figure 112008087623176-PCT00013
저노동: 연속 공정의 운전은 주의를 덜 요한다.
Figure 112008087623176-PCT00014
적은 휴지 및 세정: 연속 공정은 회분식 공정보다 훨씬 더 긴 가동 길이로 운전할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 다음의 유닛, 즉
- 가열 유닛 (3)과,
- 상기 가열 유닛에 접속되고, 저함량 고체 배출구 (5b) 및 18 중량% 내지 40 중량%의 고체를 함유하는 유동류용 고함량 고체 배출구 (8)이 있는 압착 유닛 (7)에 접속되는 8 중량% 내지 25 중량%의 고체를 함유하는 유동류용 고함량 고체 배출구 (6) 및 저함량 고체 배출구 (5a)가 있는 당화액 슬러리 수용용 시이빙 장치 (4)와,
- 수용성 액체용 투입구와 고체 물질용 투입구가 있고, 상기 가열 장치 (3)에 배출구가 접속되는 혼합 유닛 (2)
를 포함하고, 상기 압착 유닛 (7)에는 혼합 유닛 (9)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (8)이 있고, 상기 혼합 유닛 (9)는 역시 수용성 액체용 투입구 (10)과 제2 시이빙 장치 (11)에 접속되는 배출구를 포함하며, 상기 제2 시이빙 장치에는 제2 압착 유닛 (14)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (13)이 있고, 상기 제2 시이빙 장치 (11)의 저함량 고체 배출구 (12a) 및/또는 상기 제2 압착 유닛 (14)의 저함량 고체 배출구 (12b)는 상기 혼합 유닛 (2)의 투입구에 접속되는 것인 당화액 추출물 제조용 장치에 관련되어 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 다음의 유닛, 즉
- 가열 유닛 (3)과,
- 저함량 고체 배출구 (5a) 및 역시 수용성 액체용 투입구 (23)과 저함량 고체 배출구 (5c) 및 고함량 고체 배출구 (25)가 있는 시이빙용 장치 (24)에 접속되는 배출구가 있는혼합 유닛 (22)에 접속되는 8 중량% 내지 25 중량% 고체를 함유하는 유동류용 고함량 고체 배출구 (6)을 갖춘 당화액 슬러리 수용용 시이빙 장치 (4)와,
- 저함량 고체 배출구 (5b)와 18 중량% 내지 40 중량%의 고체를 포함하는 유동류용 고함량 고체 배출구가 있고 상기 고함량 고체 배출구 (25)에 접속되는 압착 유닛 (7)
을 포함하는 당화액 추출물의 제조용 장치에 관련되어 있다.
양호한 실시 상태에 따르면, 후자의 장치는 수용성 액체용 투입구와 고체 물질용 투입구가 있는 혼합 유닛 (2)를 포함하고, 상기 혼합 유닛 (2)는 가열 유닛 (3)에 접속되는 배출구가 있고, 압착 유닛 (7)에는 혼합 유닛 (9)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (8)이 있으며, 이 혼합 유닛 (9)는 역시 수용성 액체용 투입구 (10)을 포함하고, 상기 혼합 유닛 (9)에는 제2 시이빙 장치 (11)에 접속되는 배출구가 있으며, 이 제2 시이빙 장치는 제2 압착 유닛 (14)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (13)이 있고, 제2 시이빙 장치 (11)의 저함량 고체 배출구 (12a) 및/또는 상기 제2 압착 유닛 (14)의 저함량 고체 배출구 (12b)는 상기 혼합 유닛 (2)의 투입구에 접속되는 것이다.
양호한 실시 상태에 있어서, 상기 시이빙 장치 (4)는 진동 시이빙 표면을 포함한다. 특히 양호한 실시 상태에 있어서, 상기 진동 시이빙 표면은 스크린 또는 그물망을 포함하고, 진동 요소는 상기 시이빙 표면의 하향류측에 대하여 진동한다.
상기 시이빙 장치 (4)는 개공 크기가 20 ㎛ 내지 1 ㎜, 좋기로는 20 ㎛ 내지 300 ㎛인 것이 유리하다.
본 발명의 장치의 또 다른 유리한 실시 상태에 따르면, 상기 제2 압착 유닛 (14)의 고함량 고체 배출구 (16)은 제3 혼합 유닛 (17)에 접속되고, 상기 혼합 유닛 (17)은 역시 수용성 액체용 투입구 (10)를 포함하며, 상기 혼합 유닛 (17)에는 제3 시이빙 장치 (18)에 접속되는 배출구가 있으며, 제3 시이빙 장치에는 제3 압착 유닛 (21)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (20)이 있고, 상기 제3 시이빙 장치 (18)의 저함량 고체 배출구 (19a) 및/또는 상기 제3 압착 유닛 (21)의 저함량 고체 배출구 (19b)는 상기 혼합 유닛 (9)의 투입구에 접속되는 것이다.
도 1에 도시되어 있는 장치의 배열에 있어서, 맥아분은 호퍼 (1)로부터 혼합 용기 (2)에 연속 공급되는데, 이 혼합 용기 중에서 상기 맥아분은 재순환된 수성류 (12)와 완전히 혼합되어 당화액이 제조된다. 당화액은 상기 혼합 용기 (2)로부터 당화액 생성탑 (3)으로 연속 이송되고, 이 당화액 생성탑에서는 당화액에 전분의 효소 분해를 돕는 가열이 수행된다. 가열 처리된 당화액은 당화액 생성탑 (3)으로부터 제1 진동 시이브 (4)에 공급되는데, 이 진동 시이브에서 당화액은 당화액 추출물 (5a)와 젖은 맥주박 (6)으로 분리된다. 젖은 맥주박 (6)은 제1 용두 압착기 (7)에 연속 이송되고, 여기서 추가의 당화액 추출물 (5b)가 제거되고 탈수된 맥주박 (8)이 배출된다. 당화액 추출물 (5a)와 (5b)는 추가의 가공 처리가 수행되기 전에 단일한 당화액 추출물 유동류 (5)에 혼가된다. 제1 용두 압착기 (7)로부터 얻은 탈수된 맥주박 (8)은 혼합 용기 (9)에 공급되고, 여기서 상기 맥주박은 스파징 용수 (10)과 완전히 혼합된다. 그 결과 얻은 슬러리는 제2 진동 시이브 (11)에 연속 이송되고, 여기서 상기 슬러리는 세척수 (12a)와 세척된 맥주박 (13)으로 분리된다. 상기 세척된 맥주박 (13)은 상기 제2 용두 압착기 (14)에 연속 이송되고, 여기서 잔류수 (12b)가 제거되고 맥주박 잔사 (15)가 배출된다. 세척수 (12a)와 상기 잔류수 (12b)는 단일한 수성류 (12)로 합쳐져서 혼합 용기 (2)에 재순환된다.
도 2에 도시되어 있는 장치의 배열에 있어서, 맥아분은 호퍼 (1)로부터 혼합 용기 (2)에 연속 공급되는데, 이 혼합 용기 중에서 상기 맥아분은 재순환된 수성류 (12)와 완전히 혼합되어 당화액이 생성된다. 상기 당화액은 상기 혼합 용기 (2)로부터 당화액 생성탑 (3)으로 연속 이송되고, 이 당화액 생성탑에서 당화액에는 전분의 효소 분해를 돕는 가열이 수행된다. 상기 가열 처리된 당화액은 당화액 생성탑 (3)으로부터 제1 진동 시이브 (4)에 공급되고, 이 진동 시이브에서 상기 당화액은 당화액 추출물 (5a)와 젖은 맥주박 (6)으로 분리된다. 젖은 맥주박 (6)은 제1 용두 압착기 (7)에 연속 이송되고, 여기서 추가의 당화액 추출물 (5b)가 제거되고 탈수된 맥주박 (8)이 배출된다. 당화액 추출물 (5a)와 (5b)는 추가의 가공 처리가 수행되기 전에 단일한 당화액 추출물 유동류 (5)에 혼가된다. 제1 용두 압착기 (7)로부터 얻은 탈수된 맥주박 (8)은 혼합 용기 (9)에 공급되고, 여기서 상기 맥주박은 재순환된 수성류 (19)와 완전히 혼합된다. 그 결과 얻은 슬러리는 제2 진동 시이브 (11)에 연속 이송되고, 여기서 상기 슬러리는 세척수 (12a)와 세척된 맥주박 (13)으로 분리된다. 세척된 맥주박 (13)은 제2 용두 압착기 (14)에 연속 이송되고, 여기서 잔류수 (12b)가 제거되고 맥주박 잔사 (16)이 배출된다. 상기 세척수 (12a)와 상기 잔류수 (12b)는 단일한 수성류 (12)로 합쳐져서 혼합 용기 (2)에 재순환된다. 맥주박 잔사 (16)은 혼합 용기 (17)에 이송되고, 여기서 상기 맥주박 잔사는 스파징 용수 (10)과 완전히 혼합된다. 그 결과 얻은 슬러리는 혼합 용기 (17)로부터 제3 진동 시이브 (18)에 연속 이송되고, 여기서 상기 슬러리는 묽은 세척수 (19a)와 추출된 맥주박 (20)으로 분리된다. 추출된 맥주박 (20)은 제3 용두 압착기 (21)에 연속 이송되고, 여기서 잔류수 (19b)는 제거되고 맥주박 (15)는 배출된다. 상기 묽은 세척수 (19a)와 묽은 잔류수 (19b)는 수성류 (19)로 합쳐져서 혼합 용기 (9)에 재순환된다.
도 3에 도시되어 있는 장치의 배열에 있어서, 맥아분은 호퍼 (1)로부터 혼합 용기 (2)에 연속하여 공급되는데, 이 혼합 용기 중에서 상기 맥아분은 재순환된 수성류 (12)와 완전히 혼합되어 당화액이 제조된다. 당화액은 상기 혼합 용기 (2)로부터 당화액 생성탑 (3)으로 연속 이송되는데, 이 당화액 생성탑에서 상기 당화액에 전분의 효소 분해를 돕는 가열이 수행된다. 가열 처리된 당화액은 당화액 생성탑 (3)으로부터 제1 진동 시이브 (4)에 공급되는데, 이 진동 시이브에서 상기 당화액은 당화액 추출물 (5a)와 젖은 맥주박 (6)으로 분리된다. 젖은 맥주박 (6)은 혼합 용기 (22)에 연속 이송되고, 여기서 상기 젖은 맥주박은 스파징 용수 (23)과 완전히 혼합된다. 그 결과 얻은 슬러리는 제2 진동 시이브 (24)에 연속 이송되고, 여기서 상기 슬러리는 세척수 (5c)와 젖은 맥주박 (25)로 분리된다. 상기 젖은 맥주박 (25)는 상기 제1 용두 압착기 (7)에 연속 이송되고, 여기서 추가의 당화액 추출물 (5b)가 제거되고 탈수된 맥주박 (8)이 배출된다. 상기 당화액 추출물 (5a), (5b)와 상기 세척수 (5c)는 추가의 가공 처리가 수행되기 전에 단일한 당화액 추출물 유동류 (5)에 혼가된다. 제1 용두 압착기 (7)로부터 얻은 탈수된 맥주박 (8)은 혼합 용기 (9)에 공급되고, 여기서 상기 탈수된 맥주박은 스파징 용수 (10)과 완전히 혼합된다. 그 결과 얻은 슬러리는 제3 진동 시이브 (11)에 연속 이송되고, 여기서 상기 슬러리는 세척수 (12a)와 세척된 맥주박 (13)으로 분리된다. 상기 세척된 맥주박 (13)은 상기 제2 용두 압착기 (14)에 연속 이송되고, 여기서 잔류수 (12b)가 제거되고 맥주박 잔사 (15)가 배출된다. 상기 세척수 (12a)와 상기 잔류수 (12b)는 단일한 수성류 (12)로 합쳐져서 혼합 용기 (2)에 재순환된다.
도 1은 본 발명의 방법을 사용하는 고비중 당화액 추출물의 연속 제조용 장치를 나타내는 도면으로서, 이 장치는 당화액 추출물을 제조하기 위하여 2개의 시이브-압착기 조합과 혼합 용기를 사용한다.
도 2는 3개의 시이브-압착기 조합과 2개의 혼합 용기를 포함하는 고중량 당화액 추출물의 연속 제조용 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 시이브-압착기 조합이 여분의 시이브와 스파징 용기를 포함하는 것을 제외하고는, 도 1에 도시되어 있는 장치와 대부분이 동일한 고비중 당화액 추출물의 연속 제조용 장치를 나타내는 도면이다.
다음의 실시예에 의하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.
실시예 1:
맥아즙 생산 공정의 종말기(終末期)에 추출물 농도가 14˚P인 맥아즙 960 ㎏/시간의 유동류를 생성시킨다. 이 맥아즙을 배치 발효기 중에서 발효, 숙성 및 안 정화시키고, 이어서 연속 원심 분리하여 여과한다.
상기 공정의 초기에, 455 ℓ/시간의 양조수 (50℃)를 햄머 분쇄한 205 ㎏/시간의 맥아 분말 (스크린 크기 1.5 ㎜)과 연속하여 혼합한다. 이들 2개의 유동류를 모두 58℃의 온도에서 운전 용량이 70 ℓ인 연속 교반 탱크 반응기 중에 도입한다. 이 처리는 체류 시간은 약 7 분이고, 상기 맥아 중의 단백질의 통상의 분해를 수행하여, 글루칸과 관련 성분이 용해 및 분해되도록 한다.
그 후, "당화액"이라고 부르는 상기 혼합물을 수직 원통형의 관류 흐름형 반응기에 공급한다. 이 반응기 형식은 하이네켄 (Heineken)에 의한 선행 특허 (WO 92/12231)에 기재된 바 있다. 상기 컬럼의 소정의 높이에서, 당화액을 직접 증기 주입법에 의하여 가열하고, 반응기 전체를 단열시켜 열손실을 최소화한다. 온도는 맥아 전분이 발효성 당으로 전환되는 것이 목적 생성물에 적합하도록 선택한다. 이 실시예 중의 온도 프로파일은 58℃에서 13 분의 제1 휴지기가 있다. 이어지는 67℃에서의 당화 휴지기는 지속 기간이 80 분이고, 이어서 상기 당화액을 78℃의 매싱 오프 (mashing-off) 온도로 가열하는데, 이 온도에서 7 분간의 최종 휴지기가 있다. 상기 당화액은 상기 컬럼 내부의 총체류 시간이 100 분이고, 그 결과 얻은 당화액은 당화액 분리 구역에 공급된다. 당화액 분리 전에, 당화액은 78℃의 열수를 첨가함으로써 13.7 ± 1.0 ˚P (95% CI)의 추출물 농도로 희석된다.
상기 당화액으로부터의 맥아 껍질과 기타의 고체의 분리를 알가이에르 베르케사 (Allgaier Werke GmbH, Uhingen, Germany)에 의하여 공급되는 VTS 1200형의 진동 시이브에 의하여 수행한다. 이 시이브는 100 ㎛ 스테인리스강 시이브 클로스 (sieve cloth)에 의하여 운전된다. 상기 시이브 클로스의 바로 아래에서, 중합체구를 상기 클로스에 충돌시켜서 상기 시이브 클로스의 개공이 막히거나 폐쇄되는 것을 방지한다. 상기 시이브에 의하여 상기 당화액 중의 입자가 미세 물질 24%와 조물질(粗物質) 76%로 이루어진 유동류로 분리된다. 상기 미세 물질은 1002 ± 15 ℓ/시간의 유속으로 상기 시이브 클로스의 개공을 통과하는 액류(液流) 중에 현탁되어 있다. 상기 조물질은 15.8 ± 2.3% (w/w)의 건물(乾物) 농도로 걸쭉하게 되는데, 이 조물질에는 여전히 상당량의 추출물과 수분이 함유되어 있다. 잔류하는 맥주박의 액체 함량은 이어서 부분 탈수된 조물질을 150 ㎛ 탈수 구역을 갖춘 용두 압착기에 193 ± 7 ㎏/시간의 유속으로 공급함으로써 감소된다. 이와 같이 하여 액체의 상당량이 상기 맥주박으로부터 제거되고 (41 ± 1.4 ㎏/시간), 상기 배출된 맥주박 중의 최종의 건물 농도는 21.2 ± 3.8% (w/w)이다. 총추추물 손실률은 14.4%이다.
이제, 상기 당화액 분리로부터 얻은 생성물은 맥아즙이라 부르는데, 이는 유속이 약 1,000 ℓ/시간이다. 호프 추출물을 7 g/시간의 속도에서 연속하여 인-라인 (in-line)으로 투여하고, 상기 혼합물을 증기가 공급되는 열교환기에 의하여 103℃의 온도로 가열한다. 상기 맥아즙을 관류 흐름형 반응기에 압송한다. 이 컬럼 반응기의 부피는 전술한 당화액 생성 전환 컬럼의 것과 동일하고, 체류 시간은 60 분이다. 이 반응기에서 일어나는 일반적인 반응은, 단백질 변성 및 응고, 살균, 호프 이성질체화, 색상 형성, 그의 맥아계 전구체 (S-메틸메티오닌)로부터의 디메틸술피드 (DMS) 생성이다.
그 후에, 상기 맥아즙을 하이네켄 특허 (WO 95/26395)에 이미 기재되어 있는 시이브 플레이트 구조의 스트리핑 컬럼 (stripping column) 중에서 처리한다. 1.5 bar의 증기를 역류식 운전 중에 사용하여 좋지 않은 맛의 화합물 (주로 DMS)을 20 ㎏/시간의 유속 및 상기 스트리퍼 (stripper)의 정부에서 대기압 조건으로 제거한다. 상기 스트리퍼의 저부로부터 나오는 맥아즙을 무시해도 좋은 부피의 소량의 완충제 중에 공급하고 불연속 배출형의 원심 분리기 중에 공급한다. 이 기계는 회전 속력이 7,400 rpm이고 이론적 용량 인자가 13,000 ㎡이다.
그 다음, 상기 맥아즙의 냉각 반응을 2개의 병렬 플레이트와 프레임 (frame) 맥아즙 냉각기 중에서 수행하여, 2 단계 물-글리콜 장치에 의하여 맥아즙의 온도를 95 내지 100℃로부터 8℃로 하강시킨다.
총부피가 2.2 ㎥인 냉각된 맥아즙을 활성 효모가 2.5 g/ℓ의 농도로 혼합되어 있는 원주형/원추형 발효 탱크에 공급한다. 연속 산화 반응은 인-라인 에어레이션에 의하여 달성된다. 초기 배치 발효는 10℃에서 수행하였는데, 상기 추출물 농도가 6.5 ˚P에 도달하는 경우, 온도는 13℃로 상승하였다. 상기 디아세틸의 농도가 30 ppm의 수준으로 감소한 후, 상기 탱크의 내용물을 24 시간 내에 -1.5℃로 냉각시켰다. 이 저온 상태를 6 일간 유지시켰다.
이어서, 상기 맥주를 수직 디스크형의 키젤구르 브라이트 비어 필터 (kieselguhr bright beer filter)로 여과하였다. 이 여과 후, 상기 맥주를 통상의 PVPP (폴리비닐폴리피롤리돈)의 투여 및 필요한 PVPP 여과로 안정화시켰다. 최종적으로, 상기 맥주를 적당한 용기 (유리병)에 포장하였다.
실시예 2:
맥아즙 생산 공정의 종말기(終末期)에 추출물 농도가 16.5˚P인 맥아즙 905 ㎏/시간의 유동류를 생성시킨다. 이 맥아즙을 배치 발효기 중에서 발효, 숙성 및 안정화시키고, 이어서 연속 원심 분리하여 여과한다.
상기 공정의 초기에, 460 ℓ/시간의 양조수 (50℃)를 햄머 분쇄한 206 ㎏/시간의 맥아 분말 (스크린 크기 1.5 ㎜)과 연속하여 혼합한다. 이들 2개의 유동류를 모두 58℃의 온도에서 운전 용량이 70 ℓ인 연속 교반 탱크 반응기 중에 도입한다. 이 처리는 체류 시간은 약 7 분이고, 상기 맥아 중의 단백질의 통상의 분해를 수행하여, 글루칸과 관련 성분이 용해 및 분해되도록 한다.
그 후, "당화액"이라고 부르는 상기 혼합물을 수직 원통형의 관류 흐름형 반응기에 공급한다. 이 반응기 형식은 하이네켄 (Heineken)에 의한 선행 특허 (WO 92/12231)에 기재된 바 있다. 상기 컬럼의 소정의 높이에서, 당화액을 직접 증기 주입법에 의하여 가열하고, 반응기 전체를 단열시켜 열손실을 최소화한다. 온도는 맥아 전분이 발효성 당으로 전환되는 것이 목적 생성물에 적합하도록 선택한다. 이 실시예 중의 온도 프로파일은 58℃에서 13 분의 제1 휴지기가 있다. 이어지는 67℃에서의 당화 휴지기는 지속 기간이 80 분이고, 이어서 상기 당화액을 78℃의 매싱 오프 (mashing-off) 온도로 가열하는데, 이 온도에서 7 분간의 최종 휴지기가 있다. 상기 당화액은 상기 컬럼 내부의 총체류 시간이 100 분이고, 그 결과 얻은 당화액은 당화액 분리 구역에 공급된다.
상기 당화액으로부터의 맥아 껍질과 기타의 고체의 분리를 알가이에르 베르 케사 (Allgaier Werke GmbH, Uhingen, Germany)에 의하여 공급되는 VTS 1200형의 진동 시이브에 의하여 수행한다. 이 시이브는 100 ㎛ 스테인리스강 시이브 클로스에 의하여 운전된다. 상기 시이브 클로스의 바로 아래에서, 중합체구를 상기 클로스에 충돌시켜서 상기 시이브 클로스의 개공이 막히거나 폐쇄되는 것을 방지한다. 상기 시이브에 의하여 상기 당화액 중의 입자가 미세 물질 24%와 조물질(粗物質) 76%로 이루어진 유동류로 분리된다. 상기 미세 물질은 970 ℓ/시간의 유속으로 상기 시이브 클로스의 개공을 통과하는 액류(液流) 중에 현탁되어 있다. 상기 조물질은 16% (w/w)의 건물(乾物) 농도로 걸쭉하게 되고 혼합 탱크 중에 공급되고, 여기서 상기 추출물의 농도는 78℃의 양조수의 510 ℓ/시간의 유동류를 첨가함으로써 감소된다. 이 혼합 탱크의 생성물은 클로스가 100 ㎛인 진동 시이브 (VTS 600)에 의하여 재차 분리된다. 이 조질 맥주박에는 여전히 상당량의 추출물과 수분이 함유되어 있다. 잔류하는 맥주박의 액체 함량은 이어서 부분 탈수된 조물질을 150 ㎛ 탈수 구역을 갖춘 용두 압착기에 205 ㎏/시간의 유속으로 공급함으로써 감소된다. 이와 같이 하여 액체의 상당량이 상기 맥주박으로부터 제거되고, 상기 배출된 맥주박 중의 최종의 건물 농도는 24% (w/w)이다. 총추추물 손실률은 14.4%이다. 상기 제2 시이브로부터 얻은 액체 생성물을 재순환시키고 상기 당화액 유동류에 혼합하여 상기 제1 시이브에 공급되는 묽은 유동류를 얻어서 상기 추출물 회수 조건을 효율화한다. 그 결과, 당화액 분리에 있어서 총추출물 손실률은 2.6%로 감소된다. 이제, 상기 당화액 분리로부터 얻은 생성물은 맥아즙이라 부르는데, 이는 유속이 약 970 ℓ/시간이다. 호프 추출물을 7 g/시간의 속도에서 연속하여 인-라인 (in-line) 으로 투여하고, 상기 혼합물을 증기가 공급되는 열교환기에 의하여 103℃의 온도로 가열한다. 상기 맥아즙을 관류 흐름형 반응기에 압송한다. 이 컬럼 반응기의 부피는 전술한 당화액 생성 전환 컬럼의 것과 동일하고, 체류 시간은 65 분이다. 이 반응기에서 일어나는 일반적인 반응은, 단백질 변성 및 응고, 살균, 호프 이성질체화, 색상 형성, 그의 맥아계 전구체 (S-메틸메티오닌)로부터의 디메틸술피드 (DMS) 생성이다.
그 후에, 상기 맥아즙을 하이네켄 특허 (WO 95/26395)에 이미 기재되어 있는 시이브 플레이트 구조의 스트리핑 컬럼 중에서 처리한다. 1.5 bar의 증기를 역류식 운전 중에 사용하여 좋지 않은 맛의 화합물 (주로 DMS)을 20 ㎏/시간의 유속 및 상기 스트리퍼의 정부에서 대기압 조건으로 제거한다. 상기 스트리퍼의 저부로부터 나오는 맥아즙을 무시해도 좋은 부피의 소량의 완충제 중에 공급하고 불연속 배출형의 원심 분리기 중에 공급한다. 이 기계는 회전 속력이 7,400 rpm이고 이론적 용량 인자가 13,000 ㎡이다. 배출 빈도는 상기 기계 내부의 케익 침전물에 의하여 조절된다.
그 다음, 상기 맥아즙의 냉각 반응을 2개의 병렬 플레이트와 프레임 맥아즙 냉각기 중에서 수행하여, 2 단계 물-글리콜 장치에 의하여 맥아즙의 온도를 95 내지 100℃로부터 8℃로 하강시킨다.
총부피가 2.2 ㎥인 냉각된 맥아즙을 활성 효모가 2.5 g/ℓ의 농도로 혼합되어 있는 원주형/원추형 발효 탱크에 공급한다. 연속 산화 반응은 인-라인 에어레이션에 의하여 달성된다. 초기 배치 발효는 10℃에서 수행하였는데, 상기 추출물 농 도가 6.5 ˚P에 도달하는 경우, 온도는 13℃로 상승되었다. 상기 디아세틸의 농도가 30 ppm의 수준으로 감소한 후, 상기 탱크의 내용물을 24 시간 내에 -1.5℃로 냉각시켰다. 이 저온 상태를 6 일간 유지시켰다.
이어서, 상기 맥주를 수직 디스크형의 키젤구르 브라이트 비어 필터로 여과하였다. 이 여과 후, 상기 맥주를 통상의 PVPP 투여 및 필요한 PVPP 여과로 안정화시켰다. 최종적으로, 상기 맥주를 적당한 용기 (유리병)에 포장하였다.
실시예 3:
맥아즙 생산 공정의 종말기에 추출물 농도가 16.5˚P인 맥아즙 904 ㎏/시간의 유동류를 생성시킨다. 이 맥아즙을 배치 발효기 중에서 발효, 숙성 및 안정화시키고, 이어서 연속 원심 분리하여 여과한다.
상기 공정의 초기에, 410 ℓ/시간의 양조수 (50℃)를 햄머 분쇄한 205 ㎏/시간의 맥아 분말 (스크린 크기 1.5 ㎜)과 연속하여 혼합한다. 이들 2개의 유동류를 모두 58℃의 온도에서 운전 용량이 70 ℓ인 연속 교반 탱크 반응기 중에 도입한다. 이 처리는 체류 시간은 약 7 분이고, 상기 맥아 중의 단백질의 통상의 분해를 수행하여, 글루칸과 관련 성분이 용해 및 분해되도록 한다.
그 후, "당화액"이라고 부르는 상기 혼합물을 수직 원통형의 관류 흐름형 반응기에 공급한다. 이 반응기 형식은 하이네켄 (Heineken)에 의한 선행 특허 (WO 92/12231)에 기재된 바 있다. 상기 컬럼의 소정의 높이에서, 당화액을 직접 증기 주입법에 의하여 가열하고, 반응기 전체를 단열시켜 열손실을 최소화한다. 온도는 맥아 전분이 발효성 당으로 전환되는 것이 목적 생성물에 적합하도록 선택한다. 이 실시예 중의 온도 프로파일은 58℃에서 13 분의 제1 휴지기가 있다. 이어지는 67℃에서의 당화 휴지기는 지속 기간이 80 분이고, 이어서 상기 당화액을 78℃의 매싱 오프 (mashing-off) 온도로 가열하는데, 이 온도에서 7 분간의 최종 휴지기가 있다. 상기 당화액은 상기 컬럼 내부의 총체류 시간이 100 분이고, 그 결과 얻은 당화액은 당화액 분리 구역에 공급된다.
상기 당화액으로부터의 맥아 껍질과 기타의 고체의 분리를 알가이에르 베르케사 (Allgaier Werke GmbH, Uhingen, Germany)에 의하여 공급되는 VTS 1200형의 진동 시이브에 의하여 수행한다. 이 시이브는 100 ㎛ 스테인리스강 시이브 클로스 에 의하여 운전된다. 상기 시이브 클로스의 바로 아래에서, 중합체구를 상기 클로스에 충돌시켜서 상기 시이브 클로스의 개공이 막히거나 폐쇄되는 것을 방지한다. 상기 시이브에 의하여 상기 당화액 중의 입자가 미세 물질 24%와 조물질(粗物質) 76%로 이루어진 유동류로 분리된다. 상기 미세 물질은 971 ℓ/시간의 유속으로 상기 시이브 클로스의 개공을 통과하는 액류(液流) 중에 현탁되어 있다. 상기 조물질은 16% (w/w)의 건물(乾物) 농도로 걸쭉하게 되고 용두 압착기에 공급되고, 여기서 상기 맥주박의 건물 함량은 21%로 증가된다. 그 결과 얻은 액체는 전술한 시이브에 재순환되는 한편, 상기 맥주박은 혼합 탱크 중에 공급되고, 여기서 상기 추출물의 농도는 78℃의 양조수의 540 ℓ/시간의 유동류를 첨가함으로써 감소된다. 이 혼합 탱크의 생성물은 클로스가 100 ㎛인 진동 시이브 (VTS 600)에 의하여 재차 분리된다. 이 조질 맥주박에는 여전히 상당량의 추출물과 수분이 함유되어 있다. 잔류하는 맥주박의 액체 함량은 이어서 부분 탈수된 조물질을 150 ㎛ 탈수 구역을 갖춘 용두 압착기에 205 ㎏/시간의 유속으로 공급함으로써 감소된다. 이와 같이 하여 액체의 상당량이 상기 맥주박으로부터 제거되고, 상기 배출된 맥주박 중의 최종의 건물 농도는 28% (w/w)이다. 상기 제2 시이브로부터 얻은 액체 생성물을 재순환시키고 상기 당화액 유동류에 혼합하여 상기 제1 시이브에 공급되는 묽은 유동류를 얻어서 상기 추출물 회수 조건을 효율화한다. 그 결과, 당화액 분리에 있어서 총추출물 손실률은 1.5%로 감소된다.
이제, 상기 당화액 분리로부터 얻은 생성물은 맥아즙이라 부르는데, 이는 유속이 약 971 ℓ/시간이다. 호프 추출물을 7 g/시간의 속도에서 연속하여 인-라인 (in-line)으로 투여하고, 상기 혼합물을 증기가 공급되는 열교환기에 의하여 103℃의 온도로 가열한다. 그 다음, 상기 맥아즙을 관류 흐름형 반응기에 압송한다. 이 컬럼 반응기의 부피는 전술한 당화액 생성 전환 컬럼의 것과 동일하고, 체류 시간은 65 분이다. 이 반응기에서 일어나는 일반적인 반응은, 단백질 변성 및 응고, 살균, 호프 이성질체화, 색상 형성, 그의 맥아계 전구체 (S-메틸메티오닌)로부터의 디메틸술피드 (DMS) 생성이다.
그 후에, 상기 맥아즙을 하이네켄 특허 (WO 95/26395)에 이미 기재되어 있는 시이브 플레이트 구조의 스트리핑 컬럼 (stripping column) 중에서 처리한다. 1.5 bar의 증기를 역류식 운전 중에 사용하여 좋지 않은 맛의 화합물 (주로 DMS)을 20 ㎏/시간의 유속 및 상기 스트리퍼 (stripper)의 정부에서 대기압 조건으로 제거한다. 상기 스트리퍼의 저부로부터 나오는 맥아즙을 무시해도 좋은 부피의 소량의 완충제 중에 공급하고 불연속 배출형의 원심 분리기 중에 공급한다. 이 기계는 회전 속력이 7,400 rpm이고 이론적 용량 인자가 13,000 ㎡이다. 배출 빈도는 상기 기계 내부의 케익 침전물에 의하여 조절된다.
그 다음, 상기 맥아즙의 냉각 반응을 2개의 병렬 플레이트와 프레임 (frame) 맥아즙 냉각기 중에서 수행하여, 2 단계 물-글리콜 장치에 의하여 맥아즙의 온도를 95 내지 100℃로부터 8℃로 하강시킨다.
총부피가 2.2 ㎥인 냉각된 맥아즙을 활성 효모가 2.5 g/ℓ의 농도로 혼합되어 있는 원주형/원추형 발효 탱크에 공급한다. 연속 산화 반응은 인-라인 에어레이션에 의하여 달성된다. 초기 배치 발효는 10℃에서 수행하였는데, 상기 추출물 농도가 6.5 ˚P에 도달하는 경우, 온도는 13℃로 상승하였다. 상기 디아세틸의 농도가 30 ppm의 수준으로 감소한 후, 상기 탱크의 내용물을 24 시간 내에 -1.5℃로 냉각시켰다. 이 저온 상태를 6 일간 유지시켰다.
이어서, 상기 맥주를 수직 디스크형의 키젤구르 브라이트 비어 필터 (kieselguhr bright beer filter)로 여과하였다. 이 여과 후, 상기 맥주를 통상의 PVPP의 투여 및 필요한 PVPP 여과로 안정화시켰다. 최종적으로, 상기 맥주를 적당한 용기 (유리병)에 포장하였다.

Claims (23)

  1. a. 입상(粒狀) 전분을 함유하고 필요에 따라 맥아가 첨가된 원료를 물과 혼합하여 당화액을 생성하는 공정과,
    b. 상기 당화액을 가열하여 상기 전분을 효소 가수 분해하는 공정과,
    c. 상기 열처리된 당화액을 제1 시이브에 통과시켜 발효성 당화액 추출물과 젖은 맥주박으로 분리시키는 공정과,
    d. 상기 젖은 맥주박에 세척 및 시이빙 (sieving) 작업을 임의로 수행한 후, 상기 젖은 맥주박을 제1 압착기에 이송하고, 그 젖은 맥주박을 압착하여 탈수된 맥주박과 추가의 발효성 당화액 추출물을 얻는 공정
    을 포함하는 당화액 추출물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    e. 상기 탈수된 맥주박을 제1 혼합 용기에 이송하고, 이를 스파징 용수 (sparging water)와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
    f. 상기 슬러리를 제2 시이브에 통과시켜서 세척된 맥주박과 세척수로 분리시키는 공정과,
    g. 상기 세척된 맥주박을 제2 압착기에 이송하고 그 세척된 맥주박을 압착하여 맥주박 잔사와 잔류수 (rest water)를 얻는 공정
    을 더 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 젖은 맥주박을 상기 제1 압착기에 이송하기 전에, 상기 맥주박에 다음의 공정, 즉
    Figure 112008087623176-PCT00015
    상기 젖은 맥주박을 세척 용기에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
    Figure 112008087623176-PCT00016
    상기 슬러리를 추가의 시이브에 통과시켜 젖은 맥주박과 세척수로 분리시키는 공정
    을 포함하는 세척 및 시이빙 작업을 수행하는 것인 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 세척수 및/또는 잔류수의 적어도 일부는 당화액 생성 공정 a에 재순환되거나, 또는 상기 열처리된 당화액이 상기 제1 시이브를 통과하기 전에 이와 혼합되는 것인 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 세척수 및 잔류수의 양자는 모두 완전히 재순환되는 것인 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 세척수 및 잔류수의 양자는 모두 상기 당화액 생성 공정 a에 재순환되는 것인 방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 재순환되는 세척수 및 잔 류수의 총량은 상기 당화액 생성 공정에 사용되는 물의 총량의 80 중량% 이상, 좋기로는 90 중량% 이상을 구성하는 것인 방법.
  8. 전술한 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 분리기로부터 얻은 발효성 당화액 추출물의 비중은 15˚P를 초과하는 것인 방법.
  9. 제2항 내지 제8항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 공정 c 내지 g는 연속식으로 수행되는 것인 방법.
  10. 전술한 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 시이브는 진동 시이브인 것인 방법.
  11. 전술한 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 압착기는 용두 압착기인 것인 방법.
  12. 제2항 내지 제11항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 다음의 공정, 즉
    h. 상기 제2 압착기로부터 얻은 맥주박 잔사를 제2 혼합 용기 내에 이송하고, 이를 스파징 용수와 혼합하여 슬러리를 제조하는 공정과,
    i. 상기 슬러리를 제3 시이브에 통과시켜 추출된 맥주박과 묽은 세척수로 분리시키는 공정과,
    j. 상기 추출된 맥주박을 제3 압착기에 이송하고 그 추출된 맥주박을 압착하여 배출된 맥주박 잔사와 묽은 잔류수를 얻는 공정과,
    k. 상기 묽은 세척수 및/또는 묽은 잔류수의 적어도 일부를 상기 제1 혼합 용기에 재순환시키는 공정
    을 포함하는 것인 방법.
  13. 전술한 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 당화액의 제조 중에 관찰되는 추출물 손실률은 15 중량% 미만, 좋기로는 3 중량% 미만인 것인 방법.
  14. 전술한 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 다음의 공정, 즉
    Figure 112008087623176-PCT00017
    상기 당화액 추출물을 60℃ 이상의 온도로 15 분 이상 가열함으로써 필요에 따라 호프를 가한 당화액 추출물을 맥아즙으로 전환시키는 공정과,
    Figure 112008087623176-PCT00018
    감압하거나 또는 기체 또는 증기로 스트리핑시킴으로써 상기 고온의 맥아즙으로부터 휘발성 유기 물질을 제거하는 공정
    을 더 포함하고, 상기 당화액 추출물의 비중은 이들 추가의 공정 도중에 15˚P 이상, 좋기로는 18˚P 이상, 더 좋기로는 20˚P 이상에서 유지되는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 휘발성 유기 물질의 제거 다음에, 상기 맥아즙은 효모 발효 전에 10 내지 25˚P 범위 내의 비중 전으로 희석되는 것인 방법.
  16. 전술한 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방법은 완전히 연속식으로 수행되는 것인 방법.
  17. - 가열 유닛 (3)과,
    - 상기 가열 유닛에 접속되고, 저함량 고체 배출구 (5b) 및 18 중량% 내지 40 중량%의 고체를 함유하는 유동류용 고함량 고체 배출구 (8)이 있는 압착 유닛 (7)에 접속되는 8 중량% 내지 25 중량%의 고체를 함유하는 유동류용 고함량 고체 배출구 (6) 및 저함량 고체 배출구 (5a)가 있는 당화액 슬러리 수용용 시이빙 장치 (4)와,
    - 수용성 액체용 투입구와 고체 물질용 투입구가 있고, 상기 가열 장치 (3)에 배출구가 접속되는 혼합 유닛 (2)
    를 포함하고, 상기 압착 유닛 (7)에는 혼합 유닛 (9)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (8)이 있고, 상기 혼합 유닛 (9)는 역시 수용성 액체용 투입구 (10)과 제2 시이빙 장치 (11)에 접속되는 배출구를 포함하며, 상기 제2 시이빙 장치에는 제2 압착 유닛 (14)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (13)이 있고, 상기 제2 시이빙 장치 (11)의 저함량 고체 배출구 (12a) 및/또는 상기 제2 압착 유닛 (14)의 저함량 고체 배출구 (12b)는 상기 혼합 유닛 (2)의 투입구에 접속되는 것인 당화액 추출물 제조용 장치.
  18. - 가열 유닛 (3)과,
    - 저함량 고체 배출구 (5a) 및 역시 수용성 액체용 투입구 (23)과 저함량 고체 배출구 (5c) 및 고함량 고체 배출구 (25)가 있는 시이빙용 장치 (24)에 접속되는 배출구가 있는혼합 유닛 (22)에 접속되는 8 중량% 내지 25 중량% 고체를 함유하는 유동류용 고함량 고체 배출구 (6)을 갖춘 당화액 슬러리 수용용 시이빙 장치 (4) )와,
    - 저함량 고체 배출구 (5b)와 18 중량% 내지 40 중량%의 고체를 포함하는 유동류용 고함량 고체 배출구가 있고 상기 고함량 고체 배출구 (25)에 접속되는 압착 유닛 (7)
    을 포함하는 당화액 추출물의 제조 장치.
  19. 제18항에 있어서, 수용성 액체용 투입구와 고체 물질용 투입구가 있는 혼합 유닛 (2)를 포함하고,
    상기 혼합 유닛 (2)는 가열 유닛 (3)에 접속되는 배출구가 있고, 압착 유닛 (7)에는 혼합 유닛 (9)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (8)이 있으며, 이 혼합 유닛 (9)는 역시 수용성 액체용 투입구 (10)을 포함하고, 상기 혼합 유닛 (9)에는 제2 시이빙 장치 (11)에 접속되는 배출구가 있으며, 이 제2 시이빙 장치는 제2 압착 유닛 (14)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (13)이 있고, 제2 시이빙 장치 (11)의 저함량 고체 배출구 (12a) 및/또는 상기 제2 압착 유닛 (14)의 저함량 고체 배출구 (12b)는 상기 혼합 유닛 (2)의 투입구에 접속되는 것인 장치.
  20. 제17항 내지 제19항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 시이빙 장치 (4)는 진동 시이빙 표면을 포함하는 것인 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 진동 시이빙 표면은 스크린 또는 그물망을 포함하고, 진동 요소는 상기 시이빙 표면의 하향류측에 대하여 진동하도록 적용되는 것인 장치.
  22. 제17항 내지 제21항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 시이빙 장치는 개공 크기가 20 ㎛ 내지 1 ㎜, 좋기로는 20 ㎛ 내지 300 ㎛인 것인 장치.
  23. 제17항 또는 제19항에 있어서, 상기 제2 압착 유닛 (14)의 고함량 고체 배출구 (16)은 제3 혼합 유닛 (17)에 접속되고, 상기 혼합 유닛 (17)은 역시 수용성 액체용 투입구 (10)를 포함하며, 상기 혼합 유닛 (17)에는 제3 시이빙 장치 (18)에 접속되는 배출구가 있으며, 제3 시이빙 장치에는 제3 압착 유닛 (21)에 접속되는 고함량 고체 배출구 (20)이 있고, 상기 제3 시이빙 장치 (18)의 저함량 고체 배출구 (19a) 및/또는 상기 제3 압착 유닛 (21)의 저함량 고체 배출구 (19b)는 상기 혼합 유닛 (9)의 투입구에 접속되는 것인 장치.
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