專利名稱：用于去除麥芽汁中非期望的氣味物質(zhì)的氣提方法和裝置的制作方法
用于去除麥芽汁中非期望的氣味物質(zhì)的氣提方法和裝置本發(fā)明涉及去除麥芽汁中非期望的氣味物質(zhì)的氣提方法以及實(shí)施該方法的裝置。市場(chǎng)上有多個(gè)去除非期望的氣味物質(zhì)的氣提系統(tǒng)，該氣味物質(zhì)的形成歸因于溫度在80°C以上的生產(chǎn)過程中的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。眾所周知的非期望的氣味物質(zhì)，如二甲基硫化物(DMS主要由在烘烤麥芽時(shí)產(chǎn)生的S-methylmethione (SMM)前體形成)。當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物沒有被充分氣提或使麥芽汁保持高溫的時(shí)間不足，前體物質(zhì)因此而沒有充分分解，一種不需要的的、類似蔬菜的氣味將會(huì)在隨后的發(fā)酵過程中產(chǎn)生。為此，該氣味物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)含量不能超過100yg/L·許多釀造者盡力使其含量達(dá)到50 μ g/1以下。在最佳的麥芽汁煮沸過程中，前體產(chǎn)物充分分解，且在沸騰過程中伴隨著空氣環(huán)流，所形成的DMS大部分被氣提。然而，在隨后的熱分解被移除后，非期望的DMS再次產(chǎn)生并且不能再次被氣提。質(zhì)量差的麥芽和/或減少沸騰的次數(shù)和/或不充分的沸騰的制造工藝需要依靠隨后的氣提過程以達(dá)到所期望的麥芽汁的品質(zhì)。然而，期望物質(zhì)例如啤酒花芳香物，將會(huì)在氣提過程中不 可避免地被除去。幾種常見的用于氣提的系統(tǒng)已經(jīng)建立，這些系統(tǒng)是例如基于熱能的供應(yīng)、真空的應(yīng)用或大表面積的創(chuàng)建。有些系統(tǒng)，例如是引導(dǎo)熱麥芽汁通過加熱板進(jìn)行熱氣提。注入流過麥芽汁柱熱水蒸汽對(duì)于氣提非期望的氣味物質(zhì)是已知的。作為所有這些系統(tǒng)的后果，能量必須隨后引入且發(fā)生更多依靠熱作用的麥芽汁反應(yīng)。除供應(yīng)熱能以外，已知的方法是冷卻麥芽汁到不特定的溫度以形成漩渦靜止的DMS上升流。然而由于從冷卻器溫度下得到麥芽汁粘度較高，該方法將會(huì)導(dǎo)致熱分解分離的退化。除熱氣提以外，采用真空的系統(tǒng)已出現(xiàn)在市場(chǎng)上。該方法也可以依靠導(dǎo)致強(qiáng)大的沸騰運(yùn)動(dòng)的多重膨脹蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)，沸騰運(yùn)動(dòng)具有相應(yīng)的在氣味物質(zhì)汽提上具有優(yōu)勢(shì)作用的表面積。在所有的膨脹蒸發(fā)中，與如大氣氣提相比，不利的是獲得非期望的氣味物質(zhì)的明顯的糟糕的的去除。此外，還需要額外的能量和水消耗產(chǎn)生真空。作為關(guān)于麥芽汁氣提的三分之一的工藝組，利用熱麥芽汁自身能量產(chǎn)生的大表面積可以被提及。在這種情況下，麥芽汁被引導(dǎo)入容器中向下流，例如在容器壁上向下流。僅基于熱麥芽汁分布的系統(tǒng)，存在隨著引入麥芽汁溫度的下降而有效性降低的缺點(diǎn)。在低溫下，盡管具有最大尺寸的有效表面，但僅有少量的水蒸氣和非期望的氣味物質(zhì)能傳遞到大氣條件下的氣相中。鑒于這種情況，本發(fā)明的目的是提供一種氣提方法和一種氣提裝置，以實(shí)現(xiàn)在不使用大量能量的情況下可靠地去除非期望的氣味物質(zhì)并防止其再生。根據(jù)本發(fā)明，該目的由權(quán)利要求I和10的特征來實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)本發(fā)明，麥芽汁首先被導(dǎo)入到一個(gè)氣提容器中，并產(chǎn)生向下流動(dòng)的降膜。此處降膜是指在容器內(nèi)壁上向下流動(dòng)到出口的膜。此處，降膜在一個(gè)分配器下面形成，最好基本與氣提容器的中心軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。降膜接著被引入到如氣提容器下部區(qū)域的儲(chǔ)液器中，儲(chǔ)液器的表面不超過最大灌裝液位。由于降膜的產(chǎn)生，麥芽汁的表面能顯著擴(kuò)大，從而使水蒸氣和非期望的氣味物質(zhì)，如DMS，通過朝向內(nèi)部氣室的麥芽汁界面去除。通過向氣提容器中吹入氣提氣體，能夠促進(jìn)非期望的氣味物質(zhì)和水蒸氣的外吸滲或剝離。在此，氣提容器中的總壓力與氣提容器中不同氣體的所有分壓的總和一致。在平衡條件下，降膜上散出的氣體的分壓與其在降膜中的濃度成正比。如果目前氣提容器中的氣提氣體的分壓(即濃度)由于引入氣提氣體而增加，則水蒸氣或非期望的氣味物質(zhì)的分壓同時(shí)下降，因此通過分壓的轉(zhuǎn)換，如水蒸氣和氣味物質(zhì)越來越多地從降膜中氣提出來。對(duì)于此種情況，沒有必要加熱氣提氣體，從而能夠以非常少的能量進(jìn)行氣提。因此，通過將氣提氣體吹入外部氣提容器，熱麥芽汁中非期望的氣味物質(zhì)的減少會(huì)受到影響，從而能使氣提保持穩(wěn)定的高水平，即使在較低的麥芽汁入口溫度或不同的麥芽汁體積流量下。特別的優(yōu)勢(shì)在于，該方法可用于從熱分解中釋放的麥芽汁，其在氣提后將被進(jìn)一步冷卻。如果在熱分解分離后進(jìn)行氣提處理，那么在熱分解分離中再生的非期望的氣味物質(zhì)可被有效去除。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的方法，不需要進(jìn)一步供應(yīng)熱能，能夠阻止氣提處理過程中和之后非期望的氣味物質(zhì)的再生。如果麥芽汁已經(jīng)從熱分解中釋放出來，降膜能夠更好和更均勻地形成。
如果麥芽汁的出口溫度低于其入口溫度將特別有有利。這意味著從降膜中向下流動(dòng)的麥芽汁被氣提氣體冷卻。也就是說通過氣提氣體，一方面由于分壓的變化，水和氣味物質(zhì)傳遞到氣相中，另一方面，也通過麥芽汁溫度的降低阻止新形成非期望的氣味物質(zhì)。由于不必提供額外的能量，氣提氣體不必加熱，如具有環(huán)境溫度。氣提氣體可以優(yōu)選具有室溫或膨脹溫度，指<40°C的溫度。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以分別調(diào)節(jié)或控制氣提氣體的體積流率，因此，不受麥芽汁入口溫度的支配，穩(wěn)定量的水蒸氣和非期望的氣味物質(zhì)能夠被去除。特別地，氣提氣體的體積流率的調(diào)節(jié)取決于麥芽汁入口溫度和出口溫度之間的溫度差A(yù)T，且其優(yōu)勢(shì)是能夠自動(dòng)地被控制。由于溫度下降Λ T與形成的水蒸氣或傳遞到氣相中的氣味物質(zhì)的量成正比，即氣提氣體的量，通過調(diào)節(jié)或控制氣提氣體的體積流率精確調(diào)節(jié)氣提量?？梢砸暂^高量的氣提氣體對(duì)較低的麥芽汁入口溫度作出反應(yīng)。這樣的方法，可以容易且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)。因此，穩(wěn)定量的氣提氣體也可以在不同麥芽汁入口溫度下進(jìn)行調(diào)節(jié)，且不受麥芽汁體積流率的支配。溫度差可以通過測(cè)量麥芽汁的入口和出口溫度以及減法來確定。這樣的控制是非常簡(jiǎn)單的。然而，也可以調(diào)節(jié)氣提氣體量對(duì)與溫度差成正比的值作出響應(yīng)，溫度差的確定，例如，根據(jù)在降膜表面積已知的情況下基于麥芽汁的入口溫度以及麥芽汁的體積流率進(jìn)行確定。有利地，氣提氣體的體積流率可被調(diào)節(jié)或控制，以便于產(chǎn)生預(yù)定的在O. I至10° C范圍內(nèi)，特別是O. l-5°c范圍內(nèi)溫度差A(yù)T。在該范圍內(nèi)，非期望的氣味物質(zhì)能被很好地氣提。這意味著可為不同種類的非期望氣味物質(zhì)確定期望的△ T，從而使得一定量的非期望的氣味物質(zhì)被氣提。有利地，下組中至少其中之一可被用作氣提氣體惰性氣體，空氣，C02，N2, 02。優(yōu)選地，氣提氣體是無菌和無水蒸氣的。如果使用N2，可特別經(jīng)濟(jì)地從環(huán)境空氣中由氮發(fā)生器產(chǎn)生。通過引入氣提氣體，與大氣壓相比，有輕微的超壓存在于氣提容器中。然而，這種超壓最多比大氣壓增加250毫巴。
通過向上或向下的流入開口將氣提氣體集中弓I入氣提容器的氣體室，和/或直接將其吹入至麥芽汁的灌裝液位中是有利的。如果將氣提氣體通過向下的流入開口引入到氣體室，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在氣提氣體容器下部區(qū)域的麥芽汁鏡面被“吹掉”，由此，也有效地進(jìn)一步降低了溫度，且氫和氣味物質(zhì)被傳遞到氣相中。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，氣提氣體將上升到頂部再回流至向下引導(dǎo)的降膜。實(shí)現(xiàn)所述方法的本發(fā)明的裝置包括氣提容器、麥芽汁進(jìn)口、產(chǎn)生降膜的分配器、麥芽汁出口、在氣提容器中產(chǎn)生氣提氣流的氣提氣體補(bǔ)給和排放管。如氣提氣體，除了外部容器，也可以采用麥芽汁銅、麥芽漿容器、漩渦或其它出現(xiàn)在啤酒廠的容器。相應(yīng)的裝置可以相對(duì)容易且經(jīng)濟(jì)地制造。優(yōu)選地，該裝置包括檢測(cè)麥芽汁入口溫 度的溫度傳感器，和檢測(cè)麥芽汁出口溫度的溫度傳感器。該裝置同樣地也包括用于調(diào)節(jié)氣提氣體體積流率的控制閥。采用這樣的設(shè)置，氣提氣體的體積流率可被調(diào)節(jié)，即對(duì)入口和出口溫度之間的溫度差Λ T作出響應(yīng)。為了也能夠允許麥芽汁的溫度波動(dòng)，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于不僅能根據(jù)特定的Λ T來調(diào)節(jié)氣體的體積流率，而且還提供控制裝置，該控制裝置能夠控制氣提氣體體積流率，對(duì)麥芽汁入口溫度和出口溫度之間的溫度差Λ T作出響應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)氣提氣流均衡，氣提氣體補(bǔ)給管進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)，使其具有位于所述容器中央的流入開口，開口優(yōu)選朝下?？商峁┎煌姆峙淦饔糜诋a(chǎn)生降膜。例如可以提供能使麥芽汁旋轉(zhuǎn)的渦旋吸入噴嘴(swirl inlet nozzle)，以便于麥芽汁從容器的頂部作為降膜沿著容器內(nèi)壁流下。然而，也可以提供麥芽汁定向屏，尤其是雙屏，它朝容器的內(nèi)壁將麥芽汁噴射成薄膜，以便于降膜沿著氣提容器內(nèi)壁向下流。最后也可以在容器的上部區(qū)域提供環(huán)形導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有幾個(gè)配置在其圓周上的開口，或提供環(huán)形缺口，該環(huán)形缺口引導(dǎo)麥芽汁至容器內(nèi)壁，以使麥芽汁能夠形成降膜從容器內(nèi)壁流下。提供一種釀酒裝置是非常有利的，其中根據(jù)本發(fā)明的汽提裝置設(shè)置在熱分解分離裝置與麥芽汁冷卻裝置之間。那么，進(jìn)入氣提容器中的麥芽汁的入口溫度在具有80-100°C范圍內(nèi)。氣提容器具有直徑向下縮小的底部是更為有利，并且優(yōu)選地其具有圓錐形設(shè)計(jì)和/或水平控制傳感器。通過該圓錐形底部，在氣提容器的出口區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)高灌裝液位同時(shí)小體積，這為隨后的麥芽汁泵確保足夠的進(jìn)氣壓。通過水平控制傳感器，期望的灌裝液位可被確定。本發(fā)明將參考以下圖片進(jìn)行說明。圖I大體上簡(jiǎn)要示意了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的氣提容器。圖2大體上簡(jiǎn)要示意了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的氣提容器。圖3大體上簡(jiǎn)要示意了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)包含氣提氣體控制的設(shè)備。圖4顯示了一個(gè)在預(yù)定Λ T對(duì)麥芽汁進(jìn)口溫度做出響應(yīng)的氣提氣體體積流率的曲線圖。圖5根據(jù)本發(fā)明示意了一個(gè)曲線圖，其中繪制了 DMS (%)的殘留量相對(duì)于AT的關(guān)系。圖6Α示意性地展示了一個(gè)渦旋器的縱剖面。
圖6B透視顯示了該渦旋器中的內(nèi)嵌物。圖7簡(jiǎn)要示意了一個(gè)帶有雙隔板麥芽汁分配裝置的氣提容器的縱剖面。圖8大體上簡(jiǎn)要示意了一個(gè)設(shè)置有熱分解分離設(shè)備，氣提容器以及麥芽汁冷卻器的釀酒裝置。圖I示意了根據(jù)本發(fā)明的氣提設(shè)備100的氣提容器I的實(shí)施例。從圖I可見，氣提容器I包含一個(gè)底部直徑向下逐漸減小的下部區(qū)域，該區(qū)域明顯呈圓錐設(shè)計(jì)。通過這種底部形狀，使小體積與高灌裝液位同時(shí)成為可能，為后續(xù)的麥芽汁泵18 (參見圖3)確保足夠的進(jìn)入壓力。上部區(qū)域也如此實(shí)現(xiàn)以便于其直徑朝頂部逐漸減小。在這里，上部區(qū)域也明顯呈圓錐設(shè)計(jì)，但它也可以是圓形的。這樣的氣提容器可以具有，例如，l-5m3的體積。在氣提容器的上部區(qū)域，提供了一個(gè)麥芽汁進(jìn)口 2，麥芽汁可以通過它引入氣提容器中。所述麥芽汁進(jìn)口進(jìn)口 2帶有一個(gè)分配裝置4，該分配裝置的設(shè)計(jì)可使其在所述容器的內(nèi)表面形成一個(gè)降膜19。降膜在這里指一種在容器的內(nèi)壁朝著麥芽汁排出管3流下的 膜。所述降膜在分配裝置4的下方形成，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)對(duì)稱于氣提容器的中心軸M。然后降膜可以流動(dòng)，例如，流進(jìn)氣提容器I下部區(qū)域的貯液器42中。所述降膜的厚度在O. I-Imm的范圍內(nèi)。所述降膜具有兩個(gè)界面，一個(gè)朝向容器的內(nèi)壁，另一個(gè)朝向內(nèi)部氣室40。因此，有效地產(chǎn)生了大的麥芽汁表面積。在這個(gè)實(shí)施例中，提供一個(gè)渦旋式吸入噴嘴作為分配裝置4。這樣的渦旋式吸入噴嘴在圖6A和6B中詳細(xì)展示。在圖6A中可見，該渦旋式吸入噴嘴包括一個(gè)明顯空心的帶有一個(gè)麥芽汁進(jìn)口的圓柱形外部結(jié)構(gòu)25和一個(gè)直徑小于外部結(jié)構(gòu)25的空心的圓柱形套筒的內(nèi)嵌物26，如此在內(nèi)嵌物和圓柱形外部結(jié)構(gòu)之間形成一個(gè)液體通道43。如圖6B所示，至少在下部區(qū)域，內(nèi)嵌物26具有幾個(gè)螺旋形設(shè)計(jì)27，在插入狀態(tài)下該螺旋形設(shè)計(jì)與圓柱形外部結(jié)構(gòu)25的內(nèi)壁毗連并且明顯地為麥芽汁形成渦旋通道28。被引導(dǎo)通過所述凹處43和渦旋通道28的麥芽汁因此明顯呈切線地加速，并且可以通過在所述渦旋式吸入噴嘴的下部區(qū)域的圓柱形外部結(jié)構(gòu)25和內(nèi)嵌物26之間的幾個(gè)環(huán)形分配的間隙區(qū)域沿著氣提腔室的內(nèi)壁流下。這意味著麥芽汁潤(rùn)旋地以薄的、瑞急的分布于整個(gè)容器內(nèi)表面的降膜19的方式向下流。通過所述渦旋式吸入噴嘴中的液體通道28，麥芽汁具有一個(gè)加速?gòu)亩?dāng)它進(jìn)入氣提容器時(shí)具有一個(gè)促使非期望的氣味物質(zhì)的氣提的增強(qiáng)的動(dòng)壓。渦旋器的使用特別有利。然而，也可以使用其它的分配裝置，例如圖7所示的雙隔板。例如，一個(gè)分配管4a接著麥芽汁進(jìn)口 2，優(yōu)選地沿著中心軸M延伸至氣提容器I的上部區(qū)域。一個(gè)下部的明顯旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的向下彎曲的隔板，被設(shè)置在所述分配管4a的上端。一個(gè)同樣明顯旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的上部隔板被設(shè)置在相對(duì)下部隔板的一定距離的地方并且比下部隔板具有更大的直徑，在這個(gè)實(shí)施例中也向下彎曲。在這兩個(gè)隔板之間，形成了一個(gè)環(huán)形間隙，上升的麥芽汁通過它向外噴射至氣提容器I的腔室內(nèi)壁上，從那里，如箭頭所示，可以作為降膜向下流動(dòng)。雖然沒有被示意，但是，例如也可以在氣提容器的上部區(qū)域提供一個(gè)環(huán)形導(dǎo)管，該導(dǎo)管包括排列在周圍的數(shù)個(gè)開口或包括將麥芽汁引至容器內(nèi)壁的環(huán)形間隙，使麥芽汁可以作為降膜在容器內(nèi)壁流下。除麥芽汁進(jìn)口 2和排出口 3以外，所述氣提容器的下部區(qū)域還包括一個(gè)氣提氣體補(bǔ)給管道5和優(yōu)選地在所述氣提容器上部區(qū)域的氣提氣體排出管道6。通過氣提氣體補(bǔ)給管和排出管道，可以產(chǎn)生氣提氣流21。在這個(gè)實(shí)施例中，氣提氣體排出管道設(shè)置在所述氣提容器的上部并延伸通過渦旋式吸入噴嘴4的內(nèi)嵌物26。從圖I可見，一個(gè)氣體管從所述容器腔室4的下部區(qū)域伸入所述氣提容器I中。該氣體管線具有一個(gè)開口 29。開口 29設(shè)置在麥芽汁貯液器42的鏡面41的下方。最大灌裝液位41可以通過一個(gè)水平控制器來確定和調(diào)整，接下來將詳細(xì)闡明。通過開口 29，氣提氣體21可以進(jìn)入麥芽汁，然后進(jìn)入氣提容器的氣室40。所述氣體管線或開口也可以分別從麥芽汁伸到液面41的上方而進(jìn)入氣室。圖2中所示的實(shí)施例與圖I中所示的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)，除了開口 29在液面41的上面朝下，即朝向麥芽汁的液面41。開口 29優(yōu)選設(shè)置在所述氣提容器的中心軸M的部位。當(dāng)氣提氣體通過一個(gè)朝下的注入口引入氣室40時(shí)，也能產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即在氣提氣體容器的下部區(qū)域，麥芽汁的鏡面41被“吹走”，由此更多氣味物質(zhì)和水蒸汽可以分別被氣提。作為替代或補(bǔ)充，氣提氣體還可以通過一個(gè)相應(yīng)的補(bǔ)給管道被直接吹入麥芽汁貯液器42中。因此，氣提氣體，例如一種惰性氣體、無菌空氣、CO2, O2或者N2，可以通過氣提氣體補(bǔ)給管道5流向頂部，再回流至流下的降膜19。通過將氣提氣體吹進(jìn)氣提容器I中，非期望的氣味物質(zhì)和水蒸汽20可以得到控制。在這里，氣提容器中的總壓力pg相當(dāng)于氣提容器的氣室40中不同氣體的分壓pi的總和。Pg = Σ Pi
Pg::::::: ( P..;·.、+ Pdms +ρ 2ιι其中，例如pg = 1000毫巴；Ρ空氣+PDMS+P殘余組分=150毫巴;_2o=850毫巴(在溫度=95°C時(shí))。分壓充當(dāng)相應(yīng)的體積。降膜上的一種溶解氣體的分壓，即在氣室40中，與平衡狀態(tài)下它在降膜中的濃度成比例。如果此時(shí)氣提容器中的氣提氣體的分壓通過引入氣提氣體21而升高，則水蒸汽或非期望的氣味物質(zhì)20的分壓分別同時(shí)降低。因此，通過這種壓力變化，例如水蒸汽和DMS以及其它非期望的氣味物質(zhì)越來越多地被去除。為此，不需要加熱氣提氣體，因?yàn)榫哂蟹浅５偷哪芰繒r(shí)氣提是可能的。然后，廢棄的氣味物質(zhì)和水蒸汽可以隨氣提氣流排出。因此，通過將氣提氣體吹進(jìn)外面的氣提容器I中，熱麥芽汁中非期望的氣味物質(zhì)的降低可以通過對(duì)氣提氣體的體積流率的響應(yīng)而選擇性地受到影響，以至于即使在低的麥芽汁進(jìn)口溫度或不同的麥芽汁體積流率的情況下，氣提仍可以維持一個(gè)穩(wěn)定的高水平。麥芽汁作為降膜流下時(shí)冷卻下來。溫度降低量與氣提氣體的體積流率成比例，因此也分別與氣提的水或氣味組分的量成比例，對(duì)應(yīng)于一個(gè)效率，所述氣提氣體的量維持進(jìn)入所述氣提容器40內(nèi)部的降膜中的水蒸汽和氣味物質(zhì)之間的驅(qū)動(dòng)梯度。因此，氣提氣體的體積流率可以調(diào)整，特別指自動(dòng)控制，通過對(duì)麥芽汁進(jìn)口溫度和出口溫度的溫差A(yù)T作出響應(yīng)，從而調(diào)節(jié)出一個(gè)不依賴于麥芽汁進(jìn)口溫度或麥芽汁體積流率的恒定的氣提的水或氣味物質(zhì)的量。由于麥芽汁出口溫度低于麥芽汁進(jìn)口溫度，氣提氣體可以具有室溫或更高的溫度，但通常是一個(gè)低于40°C的溫度，因此不加熱，但也不冷卻。由此表明調(diào)整氣提氣體的體積流率，從而使預(yù)定溫度差A(yù)T在O. I 10°C的范圍內(nèi)，尤其是O.I 5°C是有利的，這將在下面詳細(xì)闡明。可以通過實(shí)驗(yàn)(例如，通過DMS的定量分析)確定不同麥芽汁種類的確定的ΛΤ，從而使與AT也分別成比例的水蒸汽形成和氣提的氣味物質(zhì)的量得到調(diào)整。下一個(gè)圖表顯示了響應(yīng)AT的麥芽汁中游離DMS的含量其是通過上述設(shè)備氣提的。從圖5的圖表中可見，氣提的DMS量與麥芽汁的進(jìn)口溫度和出口溫度的AT成比例。這意味著，當(dāng)AT升高時(shí)，游離DMS的殘留量降低。因此，期望的AT與因此而得的期望氣提的DMS的量可以通過一類參數(shù)確定。例如，如圖5中所示可以確定，八1'的范圍在0.5 3° K是有利的，因?yàn)檫@個(gè)范圍對(duì)應(yīng)的DMS降低對(duì)于某種特定種類的氣味物質(zhì)的氣提已經(jīng)足夠，同時(shí)也防止太多期望的氣味物質(zhì)被氣提?，F(xiàn)在，一個(gè)對(duì)應(yīng)的AT范圍或一個(gè)AT的確定值可以確定。圖4顯示了每小時(shí)每m3的氣提氣體在不同麥芽汁進(jìn)口溫度下(ΛΤ=2° K)的體積流率及每小時(shí)13m3的氣提性能。上面的曲線顯示計(jì)算的氣提氣體的量。下面的曲線顯示在維持AT的實(shí)踐中測(cè)量的氣提氣體的量。計(jì)算曲線的效率在這里是100%，所述效率由位于氣室中的氣體的分壓差和液體流動(dòng)的動(dòng)壓所限定，在實(shí)踐中總共可以高達(dá)150%。這意味著，·由于氣提氣體在整個(gè)麥芽汁表面以一個(gè)反向氣流流動(dòng)，并且由于在噴嘴的出口處的和降膜中流動(dòng)的麥芽汁的動(dòng)壓，氣提得以增強(qiáng)，并且，為了氣提一定量的非期望的氣味物質(zhì)，與理論上確定的流動(dòng)速率相比，在實(shí)踐中需要較低的氣提氣體流動(dòng)速率。因此，效率在這里相當(dāng)于氣提氣體的理論量與實(shí)際量的比率。從圖4可見，一個(gè)大約每小時(shí)10 25m3的合適的氣提氣體積流率產(chǎn)生大約在93^97° C范圍內(nèi)的麥芽汁進(jìn)口溫度。氣提氣體的體積流率在這里可以通過控制閥調(diào)整，或者通過自動(dòng)控制裝置進(jìn)行自動(dòng)控制，以便不斷氣提一個(gè)精確量的非期望的氣味物質(zhì)。圖3顯示了一個(gè)允許氣提氣體流動(dòng)速率相應(yīng)控制的相應(yīng)的實(shí)施例。圖3包含了一個(gè)如前面關(guān)于圖I和圖2所述的氣提容器I。氣提容器I在這里還包括一個(gè)用于水平控制的裝置，由此氣提容器I的最大灌裝液面41可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這個(gè)實(shí)施例中，水平控制裝置包含兩個(gè)壓力傳感器33a和33b。壓力傳感器33b測(cè)量下部區(qū)域的壓力，尤其是在氣提容器I的出口區(qū)域，壓力傳感器33a測(cè)量位于最大灌裝液位之上的氣提容器I的上部區(qū)域的壓力。通過測(cè)量不同的壓力，可以通過控制裝置45的方法來調(diào)整確定的灌裝液位?？刂蒲b置45起動(dòng)麥芽汁管道9中的控制閥10，從而調(diào)整確定的麥芽汁體積流率。在排出管15中排出閥22也可以與控制裝置45相連，所述排出閥引導(dǎo)氣提后的麥芽汁流入冷卻器。通過啟動(dòng)兩個(gè)控制閥，可以調(diào)整確定的灌裝液位。當(dāng)灌裝液位得到控制時(shí)，麥芽汁可以連續(xù)不斷的進(jìn)料和排出。此外，提供了一個(gè)麥芽汁泵18，以一個(gè)恒定的體積流率將麥芽汁從容器I中控制的灌裝液位泵至麥芽汁冷卻器。在麥芽汁管道15中還安置了一個(gè)控制閥46，通過它氣提容器的液體(例如，清潔的液體)可以經(jīng)過管道23丟棄。最后提供了如CO2的氣提氣體的管道14?？刂崎y11位于這個(gè)管道上，向氣提容器I補(bǔ)充的氣提氣體的體積流率可以通過它來調(diào)整。此外，該裝置包括溫度傳感器8，在這里溫度傳感器8設(shè)置在麥芽汁管道9中用于測(cè)量進(jìn)入的麥芽汁的溫度。最后，在氣提容器I的出口區(qū)域還設(shè)置另一個(gè)溫度傳感器7用于確定麥芽汁的出口溫度。溫度傳感器7在這里設(shè)置于容器I的下部的圓錐末端，但它還可以被設(shè)置在，例如管道15中。溫度傳感器8和7與控制裝置24相連，該控制裝置通過響應(yīng)溫度差Λ T從而控制氣提氣體經(jīng)過控制閥11的體積流率。在氣提容器I的上部區(qū)域，還顯示了一個(gè)冷凝物回流保護(hù)器50以及一個(gè)冷凝物管道12，通過它冷凝物可以經(jīng)過排出管23丟棄。通過管道13，氣提的水蒸汽和其它的氣提組分可以被排出、冷凝和丟棄。冷凝水蒸汽的能量在這里可以被回收和重新利用。在管道14和9之間，提供了一個(gè)用于漂洗目的閥門16。在管道9和15之間，提供了一個(gè)用于避開氣提的閥門17。圖8顯示了一個(gè)設(shè)置有熱分解設(shè)備31例如一個(gè)渦旋池，帶有氣提容器I的本發(fā)明的氣提裝置100以及一個(gè)安置在它們的下游的麥芽汁冷卻器32的釀酒裝置。下面將參考圖I、圖2和圖3更詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的一種方法。首先，為某種特定的麥芽汁類型預(yù)先確定一個(gè)期望的AT，如關(guān)于圖5的說明。然后這個(gè)Λ T與將要?dú)馓岬囊欢康腄MS相對(duì)應(yīng)。這個(gè)可以通過實(shí)施例的方法和圖5中所示的通過一個(gè)確定的控制曲線來確定。在這里，麥芽汁可以通過管道9被引入進(jìn)料口 2，尤其在熱分解之后，例如從渦旋池中。進(jìn)入的麥芽汁溫度是，例如，8(Γ100° C。如上所述，通過控制閥10調(diào)整一個(gè)確定的 體積流率，從而可以調(diào)整容器I中確定的麥芽汁的灌裝液位41。排出閥22相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。麥芽汁的體積流率，例如是5飛0m3/h。通過麥芽汁進(jìn)口 2流入的麥芽汁被分配裝置4分散，從而產(chǎn)生向下流動(dòng)的降膜19(還可參見圖I和圖2)。落下區(qū)域的表面積在5 20m2的范圍內(nèi)。通過管道14，氣提氣體21經(jīng)氣提氣體進(jìn)口 5被引入氣提容器I中。氣提氣體21流向頂部，再回流至降膜19 (還可參見圖I和圖2)，然后從氣提氣體排出管6和13逸出。在這個(gè)過程中，水和氣味組分20，如上所述，被減少了。在氣提中可能形成微小的超壓，這取決于環(huán)境大氣的氣壓。麥芽汁在氣體過程中冷卻，引入的麥芽汁溫度由溫度傳感器8判定，冷卻的麥芽汁溫度由溫度傳感器7判定。如果現(xiàn)在，例如，AT比Λ Tgffi小，則氣提氣流增加從而使Λ T與期望值或期望值范圍相符。在這個(gè)過程中，控制器24相應(yīng)地起動(dòng)控制閥11。如果AT比Λ T 大，氣提氣的流率將通過控制閥11降低，直至Λ T重新達(dá)到相應(yīng)的額定值或處于相應(yīng)的額定值范圍內(nèi)。通過響應(yīng)溫度變化而調(diào)節(jié)氣提氣流，從而使非期望的氣味物質(zhì)20以一個(gè)恒定的期望量不斷清除。氣提的麥芽汁可以通過麥芽汁泵18和管道15 (參見圖8)補(bǔ)充至麥芽汁冷卻器32中冷卻，例如，冷卻至廣25° C。在這個(gè)方法中，Λ T優(yōu)選在O. f 10° C的范圍內(nèi)，尤其是O.廣5° C。
在上述實(shí)施例中，溫度差通過相應(yīng)的傳感器測(cè)量進(jìn)口和出口溫度來判定。然而，也可能通過響應(yīng)與溫度差成比例的值來調(diào)整或控制氣提氣體的體積，這個(gè)值決定于，例如，根據(jù)麥芽汁的進(jìn)口溫度及已知降膜表面積的麥芽汁的體積流率。
權(quán)利要求
1.去除麥芽汁中非期望的氣味物質(zhì)的氣提方法，包含下列步驟 將麥芽汁引入氣提容器中(I)并產(chǎn)生向下流動(dòng)的降膜(19)； 向所述氣提容器中(I)中吹入氣提氣體(21)，從而產(chǎn)生氣提氣體流，并排出所述麥芽汁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣提方法，其特征在于所述麥芽汁在被引入所述氣提容器 (I)之前經(jīng)過熱分解分離，且被排出之后經(jīng)過麥芽汁冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中至少之一的氣提方法，其特征在于所述麥芽汁的出口溫度低于入口溫度，特別是所述氣提氣體的溫度<40° C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的氣提方法，其特征在于對(duì)氣提氣體的體積流率進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，尤其是調(diào)節(jié)，特別是控制氣提氣體的體積流率以對(duì)麥芽汁進(jìn)口溫度和出口溫度之間的溫差A(yù)T，或與它成比例的值作出響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的氣提方法，其特征在于對(duì)氣提氣體的體積流率進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，從而產(chǎn)生麥芽汁的預(yù)定溫差A(yù)T，所述溫度差在O. f 10° C的范圍內(nèi)、尤其是O.廣5° C的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于作為氣提氣體，至少使用下組中的一種惰性氣體、空氣、CO2, N2, O2，然而，當(dāng)使用N2時(shí)，優(yōu)選通過氮?dú)獍l(fā)生器從環(huán)境空氣中產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法,其特征在于在氣提過程中，響應(yīng)環(huán)境大氣壓而產(chǎn)生微小的超壓，與環(huán)境大氣壓相比，所述超壓優(yōu)選最多比環(huán)境大氣壓高250毫巴。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于通過朝向頂部或底部的注入口(29)將氣提氣體引入氣提容器的氣室，特別是氣室的中央，和/或直接吹入麥芽汁的灌裝液位內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于氣提氣體上升至頂部再回流至下導(dǎo)的降膜(19)。
10.用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-9或17中任一所述方法的裝置(100)，包括 氣提容器(1)， 麥芽汁進(jìn)口(2)， 用來產(chǎn)生降膜(19)的分配器(4)， 麥芽汁排出管(3)，和 氣提氣體補(bǔ)給和排出管道(5，6)，其在氣提容器(I)中產(chǎn)生氣提氣體流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的裝置(100)，其特征在于所述裝置包括測(cè)量麥芽汁進(jìn)口溫度的溫度傳感器(8)和測(cè)量麥芽汁出口溫度的溫度傳感器(7)和調(diào)節(jié)氣提氣體的體積流率的控制閥(11)。
12.根據(jù)至少權(quán)利要求11中所述的裝置(100)，其特征在于所述裝置還包括控制氣提氣體體積流率對(duì)麥芽汁進(jìn)口溫度和出口溫度之間的溫度差作出響應(yīng)的控制裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一所述的裝置(100)，其特征在于所述裝置包括氣提氣體補(bǔ)給管道(5)具有位于容器中央的注入口(29)，所述注入口優(yōu)選朝下。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一所述的裝置(100)，其特征在于所述分配器(4)包括使麥芽汁形成渦旋的渦旋吸入噴嘴，或麥芽汁定向板或具有排列在周圍的數(shù)個(gè)開口的環(huán)形導(dǎo)管或環(huán)形缺口。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一所述的裝置(100)，其特征在于所述容器包括直徑向下逐漸減小的底部，且優(yōu)選為圓錐形設(shè)計(jì)，和/或用于水平面調(diào)節(jié)的傳感器(33a、b )。
16.布置有根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一所述的氣提裝置、用于熱分解分離的裝置(31)和用于麥芽汁冷卻的裝置(32)的釀酒裝置，所述氣提裝置(100)置于分解分離裝置和麥芽汁冷卻裝置之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的氣提方法，其特征在于進(jìn)入氣提容器的麥芽汁的進(jìn)口溫度在80° 100° C的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣提方法以及一種從麥芽汁中去除非期望的氣味物質(zhì)的裝置，包括以下步驟將麥芽汁引入氣提容器中并產(chǎn)生向下流動(dòng)的膜，將氣提氣體以這樣的方式吹入氣提容器中從而產(chǎn)生氣提氣體流，并排出麥芽汁。
文檔編號(hào)C12C7/26GK102892876SQ201180024026
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者羅蘭·法伊爾納, 沃爾夫?qū)に魉蛊杖鹚箍死姿? 斯蒂芬·邁爾 申請(qǐng)人:克朗斯股份公司