SK85495A3 - A continuous beer production process - Google Patents

Description

\ ?y /S¥-fs

Spôsob výroby prvá Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby piva. pri ktorom sa suroviny obsahujúce škrob rozdrvia a prípadne spracujú na slad. z rozdrvených a prípadne sladovaných surovín sa získa sladina a sladina sa podrobí alkoholickému kvaseniu. Pivo je hromadný názov všetkých nápojov. získaných zo surovín obsahujúcich škrob alkoholickým kvasením, pričom sa po kvasení môže pivo zbaviť celkom alebo čiastočne alkoholu. Pivo, obsahujúce alkohol (čapované pivo alebo plné pivo) obsahuje viac ako 2.5 % obj. alkoholu; pivo chudobné na alkohol obsahuje menej ako 2.5 % obj.. s výhodou menej ako 1 % obj. a 1 koho 1 u.

Doterajší stav techniky

Suroviny obsahujúce škrob sa nemôžu priamo skvasovať, lež tieto musia najskôr "scukornatieť". Pri tom sú aktívne hydroliticky pôsobiace enzymy (amyláza. proteázy, glukanázy). Škrob sa pri scukornatení prevedie na dextríny a kvasenia schopné cukry. Spravidla sa na výrobu piva používa slad. ktorý sa obvykle získava z vhodných odrôd jačmeňa tak, že sa jačmeň nechá najskôr pri 15 až 18°C viac dní klíčiť a potom sa naklíčený jačmeň suší pri teplotách až 100°C. Slad, zbavený prachu a klíčkov. v ktorom je škrob už čiastočne prítomný vo forme dextrínov a maltózy a okrem toho obsahuje druhovo identické, hydroliticky pôsobiace enzymy. ktoré počas prípravy sladu ukončia scukornateni e škrobu, sa rozdrví. Rozdrvený slad sa vystiera vodou a spracováva sa pri teplote 35 až 75°C. pričom sa ukončí scukornaten i e a dextríny ako aj skvas i teľný cukor. prejdú do roztoku. Po oddelení nerozpustných zložiek - 2 - \ C mlatca) sa slad varí . Pred a/alebo počas varenia sa slad aromat i2uje chmeľom a chmeľovým ext.rakt.oni. Po oddelení látok, vyvolávajúcich zákal. a ochladení naehme1eneho sladu sa privádza kyslík. nevyhnutný na skvasenie, a ukončí sa kvasenie.. ktoré sa vykonáva pri -2 až 3 °C. Potom sa pivo filtruje a prípadne sa sýti COz . Ak sa namiesto sladu používajú nasledované cereálie alebo iné suroviny, obsahujúce škrob, tak sa v špeciálnych prípadoch vykonáva scukornatenie tak. že sa rozomleté suroviny. obsahujúce škrob, zmiesia s vodou. a potom sa druhovo neidentickými. hydroliticky pôsobiacimi enzynami otvoria - teda prevedú na dextríny a skvas i teľné cukry. Všetky stupne spôsobu výroby piva sa normálne vykonávajú vaňovou prevádzkou. Na zlepšenie hospodárnosti výroby piva, bola už navrhovaná polokontinuálna prípadne kontinuálna prevádzka varenia. Kontinuálna výroba piva s použitím imobi 1 izovaných kvasníc, ktorá sa skúša intenzívne už niekoľko rokov, nebola ale vždy z rôznych dôvodov kritizovaná ako naprosto uspokojujúca.

Publikácia P. Kollnberger. Brauindustrie 6/91, strany 514 až 520, podáva obecný prehľad o kontinuálnych spôsoboch výroby piva, a dodáva, že celkové zariadenia na kontinuálnu výrobu piva neboli doposiaľ známe. pretože výroba piva závisí na mnohých faktoroch, než aby bolo možné obhájiť celkový kontinuálny proces. Z publikácie L.Ehnstrom, Food Engineering int 1., december 1976, strany 22 až 27, známy kontinuálny spôsob získavania sladiny. pri ktorom sa suroviny rozomelú za sucha až na veľkosť častíc 100 až 5C0 μΐη. v ktorom sa vystieranie vykonáva v rúrkovom reaktore, v ktorom ,sa filtrovanie vykonáva proti prúdovou extrakciou vo viacerých separátoroch a pri ktorom sa varenie vykonáva priamym vofukovaním pary pod tlakom \ pri MO až 150 °C a s nasledujúcim uvoľnením 2 tlaku do vákua až do teploty 65 až 95 °C.

Publikácia S. Julin a H. Serger. Brauwelt 15/1979. strany 492 až 494. navrhuje varenie sladíny pri vysokých teplotách, pri ktorom sa nachmelená slad i na uvádza v troch špirálových výmenníkoch tepla po stupňoch na teplotu asi 140 °C a po prebehnutí reakčnej dráhy, ktorá zaručuje dobu udržania vysokej teploty minút, nechá sa uvoľniť 2 tlaku v dvoch stupňoch na tlak okolia, pričom sa nastaví teplota varenej sladiny na 100 “C.

Zverejnenie Julin a Berger. ako aj Elnnstrom zverejňujú teda čiastkové procesy kontinuálnej výroby piva; neuvádza ale žiadne návrhy na včlenenie kontinuálnej výroby sladiny do kontinuálneho spôsobu kvasenia a dozrievania. DE-OS 13 04 343 sa týka zariadenia na oddeľovanie sladiny od mlata, ktoré sa skladá v podstate z vytieracej panvy a dvoch ďalej zaradených extraktorov. Extraktory sú vždy rozdelené na prednú a zadnú komoru, pričom zapara sa dopravuje kontinuálne z vystieracej panve cez extraktory na vynášanie mlata. Z Nemeckého DE-OS nemožno poznať, či a pripadne ako sa tam navrhované oddeľovanie sladiny od mlata môže včleniť do kontinuálneho procesu varenia piva. V AT-PS 289 685 je navrhovaný spôsob kontinuálneho skvášania sladiny, ktorý prebieha asi pri 10 °C a pri ktorom sa sladina v kádi skváša pod tlakom, pričom rýchlosť prúdenia a smer prúdenia sú prakticky na všetkých miestach kvasnej kádi konštantné. Fermentačná tekutina je vytvorená ako emulzia, skladajúca sa zo sladiny a kyseliny uhličitej, konštantného zloženia. ktorej špecifická hmotnosť má konštantnú hodnotu medzi 0,15 až 0.40 g/cm3, čo svedčí o mimoriadne vysokom obsahu CO2, dôsledkom čoho sú ako technologické nevýhody, tak - 4 - \ aj hriechy proti kvalite hotového piva. Pri tomto spôsobe je tiež pamätané na to. aby sa pohyb vo vnútri kádi zvyšoval pr i f ukovan í m CO2 , ktorý sa odoberá s horr.ej časti reaktora. DE-PS 41 42 646 zverejňuje spôsob výroby piva chudobného na alkohol, š obsahom alkoholu menším ako 0.5 % hmôt., v ktorom je prvá sladina plného piva čo najviac prekvasená a pri tom získaný produkt sa zbavuje alkoholu až na obsah alkoholu menší ako 0.5 %, pri ktorom sa združená sladina plného piva reže sladovníckou vodou až na obsah kmeňovej sladiny jednoduchého piva a pri tom získaný produkt sa nechá prekvasiť až na obsah alkoholu menší ako 0,5 % a pri tom sa plné pivo, zbavené alkoholu a jednoduché pivo režú na čapované pivo chudobné na alkohol. DE-PS 41 42 646 nezverejňuje žiaden kont inuálny spôsob výroby ~p i va r “

Konečne je známe, oddeľovanie alkoholu z piva, obsahujúceho alkohol, čo sa môže vykonávať odparovaním pri uvoľnení tlaku, stripovaním alebo fermentáciou na membráne. Tak sa napríklad v EP-OS 0 245 845 navrhuje spôsob výroby pív be2 alkoholu, pri ktorom sa na desorpciu alkoholu vedie pivom obsahujúcim alkohol plyn a pri tom vznikajúca strata chuti piva sa vyrovnáva látkami, ktoré zlepšujú chuť piva. Ako plyn sa môže v známom spôsobe používať aj vzduch.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za základnú úlohu vytvoriť spôsob výroby piva, ktorý by dovolil po dlhú dobu vyrábať pivo s vysokou a konštantnou kvalitou a umožnil kontinuálnu výrobu piva chudobného na alkohol alebo bez alkoholu s vysokou kvalitou, pričom jednotlivé kroky spôsobu varenia piva. Ako aj čiastočné alebo úplné zbavenie piva a,lkoholu by boli tak spolu spojené, že rszultovali malé náklady na výrobu. - 5 - \ Úloha, ktorá je základom vynálezu je vyriešená tým g0 a/ rozdrvené suroviny. obsahujúce škrob a prípadne s1adované suroviny sa vystierajú vodou a zápara. ktorá má teplotu 35 až 75 C. sa privádza kontinuálne aspoň do jedného reaktora. pričom teplota zápary ' sa pred vstupom do jednotlivých reaktorov zvyšuje nepriamou výmenou tepla po stupňoch na konečnú teplotu 75 až 85 °C. pričom doba zadržania v reaktoroch j e 30 až 90 minút a pričom sa zápara v jednotlivých reaktoroch udržuje na definovanej teplotnej hladine. b/ v dekantéri sa oddeľuje kontinuálne zo zápary mláto a potom sa v dvojstupňovom dekantéru vylúhuje pivovarskou vodou. c/ horúca zápara, zbavená pevných látok sa miesi s chmeľom alebo chmeľovým extraktom a privádza sa kontinuálne do prietokového reaktora a ohrieva sa na teplotu 105 až 140 °C a počas doby priechodu reaktorom 2 až 60 minút sa udržuje na tejto teplote a na tlaku 1,2 až 3,6 barov, d/ sladi na, ktorá je pod tlakom, sa podrobí odpareniu pri uvoľnení z tlaku, v separátore sa zbavuje kontinuálne zákalových látok a potom sa ochladí vo výmenníku tepla na teplotu skvášania, e/ ochladená sladina s obsahom kyslíka 0,5 až 3.0 mg O2/I sa kontinuálne privádza aspoň do jedného fermentora, konštruovaného ako slučkový reaktor, ktorý pracuje pri teplote 6 až 25 °C a pri tlaku 1.5 až 2 barov, v ktorom sa sladina ponechá po dobu 1 až 40 hodín a trvalo sa vedie v okruhu, v ktorom je b iokata1yzátor, ktorý obsahuje biologicky aktívne kvasnice, 1 í! počas kvasenia sa kontinuálne odťahuje z fermentora - 6 - \ kvapalné médium, na odstránenie voľných buniek kvasníc, ktoré sú v ňom prítomné, odstreďuje sa, kvapalné médium, zbavené kvasníc sa počas 0.5 až 30 minút ohrieva na 50 až 90 °C a rozdelí sa na dva čiastkové prúdy horúceho piva. g/ prvý čiastkový prúd horúceho piva, vznikajúci v stupni spôsobu f/ sa ochladí a vráti sa do fermentora. h/' druhý čiastkový prúd sa buď úplne alebo sčasti zbaví alkoholu a pivo chudobné na alkohol alebo be2 alkoholu sa odvedie alebo sa ochladí, sfiltruje, doplní COs a odvádza ako Pivo obsahujúce alkohol.

Spôsob podľa vynálezu sa hodí s výhodou ako na spracovanie sladu. čím sa dosiahne dodržanie nemeckého predpisu čistoty, tak aj na spracovanie iných surovín, obsahujúcich škrob, ako napríklad kukurice alebo sorghui a môžu sa vopred spracovávať tepelne a/alebo enzymaticky. Kombinované použitie prietokových reaktorov, dekantérov, biokata1yzátorov a fermentorov s fluidným lôžkom, pracujúcich podľa princípu slučkového reaktora, dovoľuje kontinuálne vedenie procesu. Pri tom sa dajú zvládnuť účinne infekcie cudzími látkami pri dobách prevádzky viac ako 3 000 hodín. Najmä sa oddeľovaním voľných buniek kvasníc dosiahne optimálny prívod živín do biokatalyzátora ako aj dlhodobé udržanie aktivity a štruktúry biokatalyzátora. Ďalej umožňuje spôsob podľa vynálezu optimálne využitie surovín a energie pri nízkych investičných nákladoch. Chuťovo dobrá kvalita piva, vyrobeného spôsobom podľa vynálezu, sa odvodzuje najmä z toho, že sa uvoľnením sladiny, zbavenej kvasníc a tepelne spracovanej, z tlaku, podľa stupňa spôsobu d/ dosiahne výhodné oddelenie diacetylu. vzniklého tepelnou premenou a-aceto1 aktátu. Cez pomerne krátku dqbu skvášania sa docieli čo najväčšia alebo takmer úplná konverzia skvas iteľného cukru na alkohol, takže sa spôsob podľa vynálezu hodí ako na výrobu - 7 - \ čapovaného piva (asi 2.5 až 3.0 °ó obj. alkoholu) tak aj na výrobu Plného piva (asi 4.5 až 5.0 % obj . alkoholu;. Čiastočné a 1 ebo úplné odalkohclizovani e P i /a i e možné vykonávať bez straty kvality kontinuálne a môže sa s výhodou zapojiť do kontinuálneho spôsobu varenia piva.

Ukázalo sa. že podľa vynálezu je najmä výhodné. keď sa vystieranie rozdrvených surovín podľa stupňa spôsobu a/ vykonáva v koloidnom mlyne. V koloidnom mlyne sa dosiahne nie len dobré premiešanie, lež aj ďalšie rozdrvenie vystieraných surov í n.

Spôsob podľa vynálezu sa môže vykonávať najmä výhodne, keď sa stupeň spôsobu c/ vykonáva pri teplote 110 až 125 °C a pri tlaku 1,4 až 2,3 barov. Ďalej je to pri ďalšom vytvorení vynálezu usporiadané tak, že sa odparovanie pri uvoľnení z tlaku podľa stupňa spôsobu d/ vykonáva v dvoch stupňoch, pričom v prvom stupni sa vykoná uvoľnenie z tlaku na 1 bar a v druhom stupni na 0, 3 az 0,7 baru. Dvojstupňové odparovanie pri uvoľnení z tlaku umožňuje optimálne spätné získanie tepla. Podľa vynálezu sa ukázalo byť najmä výhodné, keď sa počas odparovania pri uvoľnení privádza COz. lebo týmto odparením sa ešte pred skvášaním odrežú zo sladiny nežiaduce aromatické : látky a chuťové látky. V niekoľkých prípadoch sa ukázalo, že je výhodné, keď sa sladina po oddelení kalových látok podľa stupňa spôsobu d/ privádza do ležiackych nádob a keď sa sladina odobratá z ležiackych nádob sa pred svojim vstupom do výmenníka tepla stupňa d/ krátkodobé ohreje na 60 až ICC- °C. Tým sa môže v prípade potreby. napríklad pri poruche prevádzky alebo počas čistenia. uskladniť na dlhšiu dobu skvasí teľná sladina, bez toho aby bolo nutné sa báť infekcie fermentačného stupňa \ - s - mikroorganizmami obsiahnutými prípadne v skladovanej s ladí ne.

Podľa vynálezu sa dosiahne úplný priebeh kvasenia bes porúch. keď sa sladina vedie sa sebou troma fermentormi, pričom doba zdržania vo fermentoroch je celkom 10 až 40 hodín. Alternatívne je to podľa vynálezu· usporiadané tak, že sa sladina vedie iba jedným fermentorom. v ktorom doba zdržania je 1 až S hodín. Toto vedenie procesu sa osvedčilo pri výrobe kvalitatívne veľmi hodnotného piva chudobného na alkohol alebo bez alkoholu, lebo už počas relatívne krátkej doby skvášania sa dosiahne čo najväčšie skvasenie cukru obsiahnutého v sladine.

Podľa vynálezu je najmä výhodné, keď biokatalyzátor má obsah TiOz 5 až 30 % hmôt. a obsahuje biologicky aktívne kvasnice a gélov i tú matricu, pričom čiastočky TiC-z majú priemer C, 1 až 1 um a katalyzátor je guľovitý. Biokataly2átoŕ má tú prednosť. že sa môže rozdeliť rovnomerne vo fluidnom lôžku fermentora, má dobré mechanické pevnostné vlastnosti a obsahuje iba látky, ktoré majú prírodný pôvod prípadne, ktoré sa v chemických prípadne biologických reakčných systémoch chovajú inertne.

Podľa vynálezu je výhodné, keď kvapalné médium, zbavené kvasníc, podľa stupňa spôsobu f/ sa ohrieva 155 až 20 minút na 60 až 65 °C; týmto spracovaním nedôjde k žiadnej negatívnej zmene chuti piva. Výroba piva chudobného na alkohol je podľa vynálezu usporiadaná tak, že sa v druhom stupni spôsobu í f oddelený druhý čiastkový prúd horúceho piva delí ešte na dva diely, pričom v prvcm dielu horúceho piva sa kontinuálne odstraňuje alkohol stri povar.:, m so vzduchom a/alpbo vodnou parou a pivo zbavené alkoholu sa reže druhým dielom, pričom pomer množstva •p.kv-ó·*’0 dielu je zvolený tak, aby v zmesi rezultoval

\ obsah alkoholu menší ako 2.5 X obj. . s výhodou menší ako 1 % obj. a aby sa horúce pivo. chudobné na alkohol ochladilo, s f i 1 trova1 o a dopi n i 1 o COz.

Na výrobu piva bes alkoholu je to podľa vynálezu usporiadané tak, aby sa z druhého čiastkového prúdu horúceho piva, získaného v stupni spôsobu f/, kontinuálne odstraňoval alkohol stripovaním so vzduchom a/alebo vednou parou alebo odparením pri uvoľnení 2 tlaku a aby sa pivo bes alkoholu ochladilo, «filtrovalo a doplnilo CO2 .

Dobrá chuťová kvalita piva chudobného na alkohol a piva bez alkoholu, vyrobeného spôsobom podľa vynálezu, sa odvodzuje z toho, že sa stripovaním alebo odparením pri uvoľnení z tlaku, oddelí nie len alkohol, lež že sa výhodným spôsobom dosiahne aj oddelenie diacetylu. vznikajúceho tepelnou konverziou cŕ-acetolaktátu, pričom sa zachovávajú chuťové látky, typické pre pivo. Časové nákladné dozrievanie, slúžiace na zlepšenie chuti piva chudobného na alkohol alebo bez alkoholu, teda nie je nutné. Vzhľadom k tomu, že sa odalkoholizovaním podľa vynálezu získa produkt s veľmi nízkym obsahom alkoholu, môže sa pivo zbavené alkoholu rezať s menovitým množstvom piva, obsahujúceho alkohol, aby sa vyrobilo napríklad pivo chudobné na alkohol s obsahom alkoholu menším ako 0,5 % · obj·. ktoré podľa nemeckých právnych ustanovení pre požívatiny je ešte pokladané za pivo bez alkoholu. Rezaním. vykonávaným spôsobom podľa vynálezu, sa dosiahne to, aby sa aromatické a chuťové látky, vzniknuté počas procesu varenia piva, ktoré sú žiadúce, vniesli do čiastkového prúdu bez alkoholu a zlepšili jeho chuť.

Oda 1 koho1 izovani e piva sa podľa vynálezu vykonáva výhodne tým, že sa alkohol odstráni 2 piva ,s teplotou 50 až 50 °C stripovaním vzduchom v kolóne, pričom je vzduch obohatený vodnou parou a má teplotu 50 až 100 °C, a pivo zbavené - 10 - \ a 1 koho 1 u sa potom uvoľní na 1 bar. Toto vadania spôsobu dovol í čo najkvantitatívnejšie oddelenie alkoholu, bes toho aby došlo k negatívnym, zmenám chuti piva. Na odalkohcl izovani e piva sa s výhodou potrebuje 3 až 6 Nm3 vzduchu na liter piva. Obsah vodnej pary vo vzduchu sa s výhodou pohybuje okolo 85 až 95 X koncentrácie nasýtenia. vytiahnuté na teplotu vzduchu na výstupe stripovacej kolóny. K pozorovateľnej strate požadovaných aromatických a chuťových látok počas stripovania nedochádza. Pódia vynálezu je v niekoľkých prí pádoch výhodné, keď sa ochladené pivo chudobné na alkohol alebo bez alkoholu privádza dc fsraeni'ora, konštruovaného ako slučkový reaktor, ktorý pracuje pri teplote 0 až 5 °C a pri tlaku 1.2 až 1,5 barov, v ktorom je pivo bez alkoholu ponechá 0,2 až 2 hodiny a v ktorom sa nachádza biokatalysátor. ktorý je identický s biokatalyzátorom, ktorý je použitý v stupni spôsobu e/. Týmto dokvášaním piva bez alkoholu pri hlbokých teplotách nedôjde k žiadnemu zvýšeniu alkoholu, ktoré by bolo hodné zmienky; dokvášaním sa ale môže ešte ďalej zlepšiť chuťová kvalita piva chudobného na alkohol alebo piva bez alkoholu.

Prehľad obrázkov na výkrese

Predmet vynálezu je ďalej bližšie vysvetlený pomocou schémy spôsobu, znázornenej na výkrese. Obrázky ukazujú; obr. 1 spôsob výroby plného piva s obsahom alkoholu asi 4,5 % ob j . , obr. 2 spôsob výroby piva chudobného na alkohol s obsahom alkoholu asi 0,5 X obj.. obr 3 spôsob výroby piva bez alkoholu s obsahom alkoholu asi Q,05 X obj. - 11 - \

Príklady vyhotovenia vyná1ŕ>?su P-i všetkých troch variantoch spôsobu sa pivovarský jačmeň máča a nechá sa pri teplote 15 aš 13 eC klíči" po dobu iní. pričom sa vytvára želaný slad. Zelený slad sa suš': -a vzduchu a potom sa suší na hvozde pri, 50 aä 85 °C. Pri tom vzniknutý hvozdený slad sa obáv í klíčkov a prachu a potom sa šrotuje. Pri klíčení a hvozdení sa tvoria druhove identické, Vydrel yt icky pôsobiace enzymy. ktoré scukornatia sčasti škroby obsiahnuté v pivovarskom jačmeni. Vyššie uvedené pracovné postupy nie sú v schéme spôsobu znázornené.

Plné pivo sa vyrába spôsobom znázorneným na obr.. l a to nasl edcvr.e ;

Zo zásobného tanku i sa zošrotovaný slad dopravuje kontinuálne potrubím 2 do koloidného mlyna 3. do ktorého sa okrem toho dopravuje potrubím 4 kontinuálne pivovarská voda. V koloidnom mlyne 3 sa zošrotovaný slad ešte rozdrví a súčasne sa intenzívne miesi s pivovarskou vodou. Pivovarská voda sa privádza potrubím 4 a má teplotu asi 5 °C, takže zápara opúšťa koloidný mlyn 3 s teplotou 35 °C. Zápara vstupuje kontinuálne cez potrubie 5 do systému reaktorov S, ktorý sa skladá z oboch miešacích reaktorov 6a. a 6b a oboch prietokových reaktorov 6c a 6d ako aj z výmenníka 6e tepla. Na.vstupe systému reaktorov 6 má zápara teplotu 35 °C; na tejto teplote sa udržuje v miešacom reaktore 6a asi 20 minút. Potom tečie zápara do miešacieho reaktoru 6b a ponecháva sa tu pri teplote 50 °C počas doby zadržania asi 20 minút (proteázové zdržanie). V prietokovom reaktore 6c sa zápara udržuje 16 minút pri teplote 63 °C ( p-amy1ázové zdržanie): v prietokovom reaktore 6d sa pripojuje oŕ-amyl ázové zdržanie. ktoré prebieha 3 minút pri teplote 23 °C. V ďale) zaradenom výmenníku 6e tepla sa zápara l ohrieva na 76 aš ”3 °0, pričom sa inaktivujú enzymy.

Jednotlivé aparáty systému reaktorov 6 dovoľujú dodržať - 12 - \ - 12 - \ teplotách. Výmenníky ktorých sa nastavujú výkrese znázornené, jednotlivé doby 2drčania pri definovaných tepla, priradené jednotlivým reaktorom, v definované teploty pre zdržania, nie sú n.a aápara sa odoberá kontinuálne 30 systému reaktorov 6 a dopravuje sa cez potrubie 7 do trojstupňového dekantéru 8, v ktorom sa vykonáva deienie pevnej a kvapalnej fáze princípom odstreďovania. V prvom stupni 3a dekantéru S sa oddelí mláto a dopravuje sa cez potrubie 12a do druhého stupňa Sb dekantéru δ. V druhom stupni Sb dekantéru sa vykonáva vylúhovanie mlata, pričom sa z druhého stupňa 8b dekantéru privádza čiastkový prúd odtoku do tretieho stupňa 3c dekantéru S cez potrubie 13. Vylúhované mláto sa vedie cez potrubie 12b z druhého stupňa 8b dekantéru 8 do tretieho stupňa 3c dekantéru 3, kde dochádza ešte raz k vylúhovaniu. Výluh odtekajúci v tretom stupni 8c dekantéru 8 sa vykonáva vodou, ktorá sa dc tretieho stupňa 8c dekantéru 8 privádza cez vedenie 1_1_. Odtok z druhého stupňa 8b dekantéru 3 ako aj čiastkový prúd, ktorý sa nepoužíva na vylúhovanie. z tretieho stupňa 8c dekantéru 8 sa cez potrubie 1Oa. 1Ob a 10c dopravujú do potrubia 4: oba prúdy sa teda. používajú ako pivovarská voda. Z tretieho stupňa 8c dekantéru 8 sa odvádza dvakrát vylúhované mláto potrubím 12c

Horúca sladina, zbavená pevných látok, sa z potrubia 9 dopravuje kontinuálne do prietokového reaktora 1_4, konštruovaného ako vyhrievateľný rúrkový reaktor, kde sa varí pri 115 °C po dobu asi 30 minút. Počas varenia sa nastaví tlak asi 1,7 baru, Pred vstupom sladiny do prietokového reaktora 1_4 sa doplní chmeľový extrakt, ktorý sa dávkuje cez potrubie 15. Pri varení nachmelenej sladiny sa vykonáva izomerizácia obsahových látok chmeľového extraktu, ako ai koagulácia b i e 1kcv í n. Z prietokového reaktora 14 sa mladina, „<torá je pod tlakom, dopravuje kontinuálne cez potrubie 1_6 do odparky V? - 13 - \ - 13 - \ 1 bar (atmosférický tlak), potrubie 1_S do kanálu na dopravuje kontinuálne cez pracujúcej pri uvoľňovaní tlaku na Brýdcvý kondenzát sa dostáva cez odpadnú vodu, zatiaľ čo mladina sa potrubie b? dc separátors 2C. kde dochádza k oddeleniu zákal ových látok, ktoré sa vynášaj ú potrubie 21. Zákalové látky sa na využitie rozpustných obsahových látok privádzajú dc druhého stupňa 8b dekantéra ? a tam sa vylúhujú, hladina, zbavená pevných látok sa potom dostáva cez potrubie 22 do výmenníka 23 tepla, kde dochádza k ochladeniu na teplotu skvášania 16 °C. Tiež je možné dopravovať ochladenú mladinu odtekajúcu z výmenníka 22 tepla, do ležiackych nádob. Ležiacka nádoba má za úlohu privádzať počas čistenia varostroja k c n t i nuá1 ne do systému ferment c r a m!adi n u. Za 1 e š i ackou nádobou mcže byť tiež zaradený krátkodobý ohrievač, v ktorom sa mladina ohrieva a tým sa odklíčia. Ma výkrese nie sú ani ležiacka nádoba ani krátkodobý ohrievač znázornené. Z výmenníka 23 tepla tečie ochladená mladina cez potrubie 24 kontinuálne do systému íermentorov. ktorý sa skladá z troch fermentorov 25a. 25b a 25c. Každý fermentor pracuje podľa princípu slučkového reaktora, to znamená, že sa mladina vedie vo vnútri fermentora v okruhu, pričom pomer prítoku a obtoku sa pohybuje medzi 1 : 30 až 1 : 80. Reakčná oblasť každého fermentora obsahuje biokatalyzátor, ktorý je udržovaný vo víru pomocou cirkulujúcej mladiny. Všetky fermentory sa prevádzkujú pri tlaku asi 1.8 barov. Ochladená mladina, vstupujúca do prvého fermentora sa mieša v potrubí 24 so vzduchom, pričom je potrebné nastaviť pomer kyslíku 1,5 mg 0z/1· V2duch sa privádza cez potrubie 26. Zdržanie kvapalného média v každom fermentore je asi 10 hodín. takže doba skvášania je celkom 30 hodín, počas ktorých sa najväčšia časť cukrov prevedie na alkohol. Týmto spôsobom sa získa pive., ktorého obsah alkoholu je de: i no var. ý obsahom extraktu a .stupňom skvasenia Ako b i okata 1yzátor sa osvedčil, s ohľadom na svoju dobrú mechanickú pevnosť a svoje optimálne chovanie, katalyzátor - 14 -

I \ opísaný v ΓΕ-PS 3 704 478.

V niektorých pr í pádoch j e výhodné keď sa do každého z i, 2TOC h fermentcrcch privádza ochladená mladina. obsahujúca kys! í k. vedená v po t rub í 24. pr:čom pomer množstva troch č’ js tkcvých prúdov sa pohybuje okolo 75 15 10. takže sa aj do trs t i -rllO f sriňô ntora privádza ešte 10 mladiny. i Q u O vedenie procesu umožňuje bezporuchovú prevádzku íermentors; nie je znázornený na výkrese.

Počas skvášania dochádza k tvorbe buniek kvasníc, ktoré nie sú v b iokata1yzátore 1 mob i 1 i zcvané . lež tvoria spolu s kvapalným médiom suspenziu. Je výhodné. keď sa voľné bunky kvasníc oddelia z obsahu fermentora odstredeníi čiastkového prúdu. Pre ten účel sa z jednotlivých fermer.torov 25a, 25b a 25c odoberá cez potrubie 27a. 27b a 27c odoberá čiastkový prúd, vedie sa cez odstredivku 40, a jednotlivé čiastkové prúdy dostávajú cez potrubie 23a. 23b a 28c do príslušných fermentorov. Odtok z posledného fermentoru 25c sa dopravuje kontinuálne cez potrubie 29 do odstredivky 30, kde dochádza k oddeleniu eventuálne prítomných voľných buniek kvasníc 3unky kvasníc sa odvádzajú z odstredivky 30, čo nie je na výkrese znázornené. Odstredením voľných buniek kvasníc v odstredivke 30 sa tiež dosiahne významné zlepšenie ukončujúcej filtrácie piva.

Skvasené kvapalné médium sa potom dostáva cez potrubie 3i do prietokového reaktora 32, kde sa ohrieva 15 minút na teplotu 65 °C. Prietokový reaktor 32 ie spojený cez potrubie o d p -5L i“ y 34. prac i 1 i J úce i rub í m 35 io kanál u na c· .v a cez n i — 36 do och! ader. i u as i na 15 U 0 33 s odparkcu 34, pracujúcou pri uvoľnení z tlaku, v ktorej dôjde k uvoľnení z tlaku na 1 bar 'atmosférický tlak). Brýdový kondť cdv ác p i vo Čiastkovú prúd piva, ktoré - 15 - \ opúšťa výmenník 37 L,??l i. sa ?r ividsa cez potrubie 38 do íermentore 25a. zat i sľ čo druhý čiastkový prúd opúšťa výmenník 37 tepla ako hotový produkt raz potrubia 39. v prípade potreby 1= mcžr é odtok s výmenníka 37 tepla.vedený v potrubí 39. pr í padne s prísadou pomocného filtračného prostriedku., sf i 1 trovať Tento krok spôsobu nie je na výkrese znázornený .

Pivo chudobné r. a alkohol sa vyrob í spôsobom znázorneným na obr. 2. nasledovne:

Sladina, bez pevných látok, sa vyrobí vyššie opísaným a r.a obrázku 1 znázorneným čiastkovým procesom a vo výmenníku 23 sa ochladí na skvašovaciu teplotu 16 °C. Z výmenníka 23 tepla tečie ochladená sladina cez potrubie 24 kontinuálne dc fermentora 25 ktorý pracuje podľa princípu slučkového reaktora. to znamená. že sa s1 ad i na vedie vo vnútri f ermentora v okruhu, pričom pomer prítoku a obtoku je medzi 1 30 až 1 : 30. Redukčná oblasť fermentora 25 obsahuje b iokatalyzátor, ktorý je pomocou cirkulujúceho média udržovaný vo víre. ľermentcr 25 sa prevádzkuje pri teplote 16 °C a pri tlaku asi í,S baru. Sladi-ô, vstupujúca do fermentora 25 a ochladená,sa zmiešava v potrubí 24 so vzduchom, pričom sa nastaví obsah kyslíka v sladins 15 ag 0z/1. Vzduch sa privádza cez potrubie 26. Kvapalné médium sa vo feraentore ponechá asi 5 hodín, počas ktorých sa najväčšia časť skvasí teľného cukru prevedie na alkohol. -a·-'- b i okatal yzátor sa s výhodou, pre svoju dobrú mechanickú pevnosť a svoje vynikajúce chovanie vo vírivej vrstve, osvedč i 1 katalyzátor opísaný v DE-PS 3 704 478. Z fermentora 25 sa kontinuálne odoberá kvapalné médium a vedie sa cez ?c· t rub i e 41_ do separátora 42, kde dochádza k oddeleniu volnýoh buniek kvasníc, tvoriacich sa vo fermentora 25. Odstredené kvasnice sa vynášajú cez potrubie 43, zatiaľ čo / kvapalné médium. zbavené pevných látok, sa dostáva cez potrubie 44 —o výmenníka 45 tepla, kde sa ohrieva na teplotu 15 - 16 - \ 62 °C. Vo výmenníku 45 tepla rs'.ar.a médium as; 20 minút. Čiastkový prúd odtoku 2 výmenníka 45 t a? la sa pri v idsa ce2 potrú-tia 46 do výmenníka 47 tepla a tam sa och 1 ^ Ä „ iecdotu skv.igania a vracia sa späť do fermer.tcra 25 r-_, -.ot^ubi® 48

Druhý čiastkový prúd odtoku s výmenníka jc ^--1 _ . * eda horúce pivo - sa rozdelí na dva diely. Prvý diel' sa dostáva cez potrubie 49 do stripovacej kolóny 50, ktorá sa prevádzkuje pri strednej prevádzkovej teplota 52 °C SlriPovacia kolóna 50 sa cez potrubie 51. zásobuje vzduchom, ktorý ^.í iariri.. r>n 0^ má obsah vody, ktorý je 92 °í obsahu nasýtenej vody, v2tiahnuté r.a výstupnú teplotu vzduchu, a privádza Sa et «^cvace-i kolóny 50 v množstve 4.5 Maz /1 piva. Obsah vody vo vzduchu sa nastaví tak. aby sa cez potrubie 52 privádzala j,- :h í a 51 vodná Fara. Pivo sa ponechá v stn i pc·* acej kolóne 50 12 minút.

Prúd vzduchu sa zo stripovacej kolóny 50 odvádza ~.= -= -rť"ubie 53. Z prúdu vzduchu sa môžu addelíť kandenzovateľné zložky, najmä etanol a voda, v kondenzátore; kondenzátor ~ie je na výkrese znázornený.

Produkt, zbavený alkoholu, odtekajúci 2o stripovacej kolóny 50 cez potrubie 54, sa uvoľní na atmosfér:cký tlak (1 bar) a vo výmenníku 55 sa ochladí na teplotu 2 °C. Do výmenníka 55 tepla sa cez potrubie 56 privádza aj druhý diel horúceho piva, ktorý opúšťa výmenník 45 tepla. Aj tento diel sa vo výmenníku 55 tepla ochladí na teplotu 2 °C. Pomer množstva oboch dielov, ktoré opúšťajú výmenník 4 tepla cez potrubie 49 a 56 je nastavený tak, aby rezult·-'^’ obsah alkoholu nižší ako 0.5 % obj. slučkového reaktora, S <3. pr.ij^Ä í .. a a; v c tlaku asi 1,4 baru. a 1 koho! í 1 Λ

Odtok z výmenníka 55 tepla sa dostáva cez potrubie 57 do sntora. ktorý praauje podľa princípu sli :bsahuje b iokata:yzátor. ktorý sa f e r m e n t c r e 25 a pracú;a p r i Vc fersentcre 58 sa pro - 17 - \ , ^ v .-huťovému slspšeniu. ale nezvýši hodinu, počas .<tora] dô^de * ~nuLO/e. , » ,, , , odtok - fermentora 53 sa sa obsah alkoholu v produktu. „c . . , . , · cq r>c filtra 22- ktorý sa prípadne privádza ces potrubie ojí * 11^ - . e t riedkom a v ktorom sa prevádzkuje s filtračným ?omocn/m .r- ,, , . , , ,,, = 0„PT1|-,-:’-a cr! h:rané bunky kvasníc z ~ dde . -3- 2íiC3l I ’ľ VS i 3l ν» k*'* 3. r- piva chudobného na alkohol. Pive chudobné na alkohol má obsah alkoholu menší ako 0,5 % obj , 2 opus„u - -1 - = - 2k -e— ..c.r.b.5 51 v ktorom sa môže doplniť CCc·

Pivo bes alkoholu sa vyrába spôsobom znázorneným na cbr. 3 nasledovne1 SI adi na, zbavená pevných látok, sa vyrába spcsobo®, znázorneným na obr. 1 a vyššie opísaným iastrcovým procesom a vo výmenníku 23 tepla sa ochladí na teplotu skvasenia 15 °C. 2 výmenníka 23 tepla tečie ochladená mladina cez potrubie 24 spôsobom, znázorneným na obr. 2 a vyššie opísaným kontinuálne do fermentora 25,kde sa najväčšia časť cukru premení na alkohol. Kvapalné médium sa spôsobom znázorneným na obr. 2 a vyššie opísaným odoberá kontinuálne z fermentora 25 a opäť sa do fermentora 25 vracia.

Spôsobom, znázorneným na obr, 3, sa dostáva druhý čiastkový prúd odtoku z výmenníka 45 teple - teda horúce pivo - nerozdelený cez potrubie 49 do stripovacej kolóny 50/ ktorá sa prevádzkuje pri strednej prevádzkovej teplote 52 °C. Do stripovacej kolóny sa cez potrubie 5ó privádza vzduch, ktorý má teplotu 70 °C, vykazuje obsah vody. ktorý je 92 % obsahu sýtiacej vody, vztiahnuté na teplotu výstupu vzduchu, a privádza sa do stripovacej kolóny 50 v množstve 4,5 ΝπΡ/1 Piva. Obsah vody vo vzduchu sa nastav: tak. aby sa cez potrubie 52 privádzala do potrubia Uvodná para Doba zdržania piva v stripovacej kolóne cr, - - ;--t Prúd vzduchu sa zo stripovacej kolóny 50 odvádza cez =cUuvia o «ĺ - prúdu vzduchu sa. môžu v kondenzátore -enzovateľ.né zložky, najmä - 13 - \ alkohol a voda; kondenzátor nie je na výkrese znázornený. hrodukt zb’ver.ý alkoholu, odtekajúc: rez potrubie 52 20 rvacsj kolóny 50. sa mieša s CO's. potom sa uvoľní 2 tlaku a vo výmenníku 53 tepla sa ochladí na teplotu 3 °C. Ochladený produkt odteká cez potrubie 64 a spracováva sa ďalej bežným spôsobom. Pivo zbavené alkoholu má obsah alkoholu menší ako 0.03 % obj.

I

Claims (7)

1. \ 1 Q PATENTOVÉ N A P. O K Y 1 Spôsob kontinuálne! výroby piva, pri ktorom sa a/ rozdrvené suroviny, obsahujúce škrob a prípadne slsdcvär.i surcv : n y ss. vystierajú vodou a -ápara sa privádza kontinuálne aspoň ic Pričom teplota zápary - sa pred vstupom aspoň dc jedného reaktora zvyšuje nepriamou výmenou tepla pc stu pňoch na konečnú teplotu ?5 až 35 °C. - —..v* i ~τβ .'ír.K® 1 3 v reaktoroch je 3 C až 30 minút a pričom sa uápara udržuje na de í i nc'/-ne 7 tep', c tne 7 hladine, b/ v dekantéri sa kontinuálne oddeľuje 30 zápary mláto.a potom sa vylúhuje v dvojstupňovom dekantéru pivovarskou vodou, c/ horúca zápara. zbavená pevných látok sa miesi s chmeľom alebo chmeľovým extraktom a privádza sa kontinuálne do prietokového reaktora a ohrieva sa na teplotu 105 až 1-40 °C a počas doby priechodu reaktorom 2 až 60 minút sa udržuje na tejto teplote a na tlaku 1,2 až 3,6 barov, d/ sladi na, ktorá je pod tlakom, sa podrobí odpareniu pri uvoľnení z tlaku, v separátore sa kontinuálne zbavuje zákalových látok a potom sa vo výmenníku tepla ochladí. na teplotu skvášania, e/ ochladená sladina s :bsahom kyslíka 0,5 až 3,0 mg Os/1 sa privádza kontinuálne aspoň do jedného ľermentora. konštruovaného ako slučkový reaktor, ktorý pracuje pri teplote 6 až 25 °C a pri tlaku 1,5 až 2 barov, v ktorom sa sladina ponechá v strednom zadržaní 1 až 40 hodín a trvalo sa vedie v okruhu, v ktorom je b iokataly2átor, ktorý obsahuje biologicky aktívne kvasnice, f/ počas kvasenia sa kontinuálne odťahuje z fermentora 20 \ kvapalné médium, na odstránenia Ό1 n.ých buniek kvasníc, ktoré sú v ňom prítomné a cds* rsíu-i 4 _ - sa, kvapalné médium, "bavené kvasníc sa nečas 0 5 až 30 m s . -lut, ohrieva na 0.5 -až -0 "I a rozde 1 í sa na dva čiastkové pr\i,-j.. Jcsho piva, vznikajúci v stupni g/ prvý čiastkový prúd hopi spôsobu f/ sa ochladí a vráti sa -s -o fermentora. uhý čiastkový prúd sa ,i., „ , _ , , , “-tbc scast: alebo úplne zbaví alkoholu a pivo chudobné na ,'ν-,ν. ·. , , . ,, , , »*Äohol alebo bez alkoholu sa odvedie alebo sa ochladí, sf i 1 trn ·,·- . , , „ , , , , ruls. doplní COo a odvádza ako pivo obsahujúce alkohol 2 ý vsi~b - ná^cku 4 _ ------ ------ · v y z n a č u j u ľ : s a tým. še vystieranie rozdrvených surovín sa vykonáva podľa stupňa spôsobu a/ v koloidnom mlyne.
2. 3. Spôsob podľa nárokov i alebo 2, vyznačujúci s a t ý m, že sa stupeň spôsobu c/ vykonáva pri teplote 110 až 125 °C a pri tlaku 1.4 až 2,3 baroch.
3. 4. Spôsob podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa t ý m, že sa odparovanie pri uvoľnení 2 tlaku podľa stupňa spôsobu d/ vykonáva v dvoch stupňoch, pričom v prvom stupni sa vykoná uvoľnenie z tlaku na 1 bar a v druhom stupni na 0.. 3 až 0,7 barov .
4. 5. Spôsob podľa nárokov 1 až 4. vyznačuj ú o i sa tým. že sa počas odparovania pri uvoľnení tlaku podľa stupňa spôsobu d/ privádza C0s· ς Spôsob ccdľs r. ár oko v 1 až €. v y z n a c u ; u c i s a t ý m. že sa sled i na po oddelení šakalových látok podľa stupňa spôsobu d/ privádza dc ležiackej nádoby a sladina odobratá z ležiackej nádoby sa pred svoj im vstupom do \ výmenníka lepia stupňa spôsobu'd/ krátkodobé ohrieva na 60 až 100 °C. s/ vedie po sebe í 2 ľ“ *fl S Π - ZV C C ί^, "i — 10 'i7. Spôsob podľa nárokc·· a tým. že sa o ma f srmentorai. pričom doba odri : AC hodín. v 0. Spôsob podľa nárokov 1 až S sa t ý m. že sladina sa v stupni spôsobu e/ vedie fernenicrom, v ktorom doba zdržania j s 1 až ? hcd í r.. Q Spôsob podľa nárokov 1 až 3; V z n a č u s a t ý m, že b i okata1yzátor pcuž í vaný v s lupni spi má obsa h T i Os 5 až 30 % hmôt. a obsahu; ^ v. i olog i cky kvasn i c e a ge 1 ovitú matricu. pričom č : ís točky Τ' : , pr i emer 0,1 až 1 um a katalyzát or je guľov • A *ý 10 Spôsob podľa nárokov 1 až Sv • s 3 Π 3. Č U Ξ čl 1 ý m, že sa kvapalné médium podľa 3 tupňa f / ( kvasn í c , ohrieva 1 až 20 minút na teplotu P a *"0> £0^ O (-> 1 1 Spôsob podľa nárokov 1 až 12, v z n a Č u sa t ý m, že druhý čiastkový ->rúd hcrúc 3 piva. 721 u c -i u c i r· i stupn c r sa ešte rozdelí na iva aa]u pričom sa 2' prvého dielu horúceho piva odstraňuje alkohol kontinuálne stripovanía so vzduchom a/alebo vodnou parou alebo odparením pri uvoľnení z tlaku a pivo 2bavené alkoholu sa reže druhým dielom, pričom pomer množstva prvého a druhého dielu sa volí tak, aby v zmesi rezultoval obsah alkoholu menší ako 2,5 % obj . , s výhodou menší ako 1 ®í obj . a horúce pivo. chudobné na alkohol. sa ochladí síiltruje a doplní OCz. v y n n e c u * u c i vznikajúceho v stupni
5. 12. Spôsob podľa nárokov 1 až 12. a tým. že sa z druhého á i e 1 u - 22 - \ spôsobu f' odstraňuje kor.t i nu.il ne stripovaním vzduchom a/alebc vodnou parou alkohol a pivo bes alkoholu sa ochladí, sf i 1truje a dop 1 n í 2C·o
6. 13. Spôsob podľa nárokov 11 a 12. v y s n a č u j ú o i sa t ý τι. že sa alkohol odstraňuje s 50 až £0 °2 horúceho piva stripovaní m vzduchom v k. o 1 dne. pričom vzduch je obohatený vodnou parou a má teplotu 60 až 100 °C. a pive bes alkoholu sa potom uvoľní s tlaku na 1 bar.
7. 14. Spôsob podľa nárokov 11 až 13. v y s n s č u j ú c i s a t ý m, še sa nehladené pive chudobné na alkohol alebo ber alkoholu, privádsa do fermentora konštruovaného ako slučkový reaktor, ktorý pracuje pri teplote 0 až 6 °C a tlaku 2 hodiny i clsni* i baru, v ktorom sa pivo bes alkoholu ccr.echá 2,2 až a v ktorom =a nachádza b i okata 1yzáior, ktorý je s b i okata 1 ysálorom použitým v stupni spôsobu e·'. I