CN101490237B - 一种生产糖化醪抽提物的连续方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过煮出糖化法生产糖化醪抽提物的连续方法，所述方法包括：a、将第一麦芽酶源与水性液体混合，得到水性麦芽酶悬浮液；b、分别将第二酶源与一或多种含淀粉添加剂混合，得到煮出悬浮液，同时保持一定的温度条件，以不引起显著的淀粉胶凝；c、在60-85℃对煮出悬浮液进行第一热处理，以使淀粉同时部分胶凝和酶性降解；d、在高于第一热处理温度的更高温度、对煮出悬浮液进行第二热处理，以在更高速率下和更大程度上使淀粉胶凝；e、将由第二热处理得到的热煮出悬浮液与由步骤a得到的水性麦芽酶悬浮液混合，得到糖化醪；f、将糖化醪的温度保持在35-85℃达至少数分钟；以及，g、从热糖化醪中除去麦酒糟，得到糖化醪抽提物。本方法是极其稳健和易被控制的。此外，由本方法可生产出质量稳定的糖化醪抽提物。

Description

一种生产糖化醪抽提物的连续方法

技术领域

本发明涉及一种通过煮出糖化法生产糖化醪抽提物的连续方法。更特别地，本发明涉及这样一种煮出糖化法，该方法使用一或多种含淀粉添加剂作为可发酵糖的来源。

背景技术

煮出糖化法是广泛用于生产底层发酵啤酒的三种糖化法之一，另外两种方法为单步浸出糖化法和逐步浸出糖化法。该工艺典型地需要三种容器：用于混合糖化醪的糖化醪桶、用于煮沸的糖化醪锅(或浸煮锅或糖化醪浸煮锅)、以及用于过滤的滤桶(或澄清桶)。糖化是在低温下在糖化醪桶中开始的，同时部分糖化醪被取出，并在糖化醪锅中被煮沸，且稍后被送回到糖化醪桶中，由此使全部糖化醪的温度逐渐升高。该工艺通常被重复二或三次，耗时二至六小时。糖化醪的温度开始时可低达35℃，但更常在45-50℃，并在糖化工艺尾端达到70-78℃。然后，糖化醪在被称为滤桶的单独容器中被过滤，或在特定情况下、在经由糖化醪桶自身的多孔底部被过滤。

部分糖化醪被煮沸这一事实是煮出糖化法与另一种糖化法之间的主要差异。由于煮沸，含谷粒淀粉的细胞壁被破坏。这使得酶更容易到达淀粉。因此，煮出糖化醪的效率通常高于其它糖化法。煮出糖化法的另一优点是，需在高温下胶凝的谷粒可在煮出步骤之一中单独被煮沸。如果在糖化醪中使用诸如玉米、稻米或裸麦之类的添加剂，该优点可以是有益的。

在酿造业内使用的煮出糖化法是以分批的形式进行的。

在DE-A 1 442 292中描述了一种分批煮出工艺，包括下列步骤：

i.将麦芽和水以及其他成分混合，获得一种水性麦芽酶悬浮液；

ii.将麦芽、玉米粉和水混合，获得一种煮出悬浮液；

iii.使该煮出悬浮液液化，方法是首先在70℃加热30分钟，随后在95-100℃加热10分钟；

iv.使热煮出悬浮液与麦芽酶悬浮液混合，获得糖化醪；

v.将糖化醪保持在70℃达45分钟；以及

vi.除去麦酒糟。

在第4页底部段落中指出：“为避免在蒸煮器内出现高粘度，麦芽总量的约10％可被添加到玉米粉中”。

连续进行煮出糖化将会是有利的，它将具有几个显著的优点，包括：

●生产率提高和投资降低：可长时间满负荷地使用容器，这意谓着对于相等的生产量，所需容器将比分批工艺中的容器小；

●质量既稳定又好：更容易控制工艺，这是因为有可能使工艺参数适应局部和瞬时的要求，且稳定状态条件(steady-state-condition)更加非常稳定；

●卫生标准高：连续工艺是在封闭的***中进行的；更节能：能耗均匀分布，无主要用途峰；

●更省力：连续工艺的进行需要更少的人员关注；

●停顿和清理的次数减少：连续工艺可比分批工艺具有更长的运行长度。

在美国专利US 3,171,746中描述了一种生产麦芽汁的连续方法，该方法使用一种二次煮出工艺，该工艺在混合器-分离器中由麦芽和水制得糖化醪，并将其分离为稠糖化醪和稀糖化醪。稠糖化醪处于一定的温度条件下，从而将发生蛋白质水解和糖化，而富酶的稀糖化醪被煎煮、并随后在稠糖化醪已完成蛋白质水解和糖化之后与稠糖化醪再混合。

在DE-A 18 14 377中描述了一种连续生产麦芽汁的二次煮出工艺，该工艺通过使麦芽与水混合制得糖化醪，且部分糖化醪被输送到一容器中，这部分糖化醪在该容器中受到热处理，之后与尚未受到这类热处理的糖化醪剩余物再混合。然后，一部分糖化醪再次被输送到一容器中，这部分糖化醪在该容器中受到热处理，之后与尚未受到热处理的糖化醪剩余物混合。随后糖化醪被分离为麦芽汁和麦酒糟。

在WO 92/12231中描述了一种连续制备麦芽汁的工艺，该工艺包括在至少一个转盘抽提塔中连续进行麦芽的酶转化。在这一专利申请的例子中，含有玉米和麦芽的煮出悬浮液被保持在50℃达5分钟，在转盘抽提塔中被加热到95℃、并保持10-15分钟，并与麦芽/水混合，随后得到的混合物首先被加热到65℃、并保持30分钟，然后被加热到76℃、并保持5分钟。在这一工艺中，煮出悬浮液中所含淀粉的胶凝和酶降解是通过单一的热处理(即在95℃保持10-15分钟)完成的。如本文中上文所述，有利的做法是将煮出糖化法用于由麦芽和含淀粉添加剂生产糖化醪抽提物。因此，如果存在一种可适用于由麦芽以及一或多种含淀粉添加剂生产糖化醪抽提物的连续煮出糖化法，将是有益的。

发明内容

本发明人已设计出一种通过煮出糖化法连续生产糖化醪抽提物的方法，该方法具有以下优点，即它可在使用大量含淀粉添加剂的同时、生产出高质量的糖化醪抽提物，所述含淀粉添加剂例如可以是稻米、玉米、高梁、大麦、小麦和/或裸麦。本连续方法的特点在于它包括下列步骤：

a.将第一麦芽酶源与水混合，得到水性麦芽酶悬浮液；

b.分别将第二酶源与一或多种含淀粉添加剂混合，得到煮出悬浮液，同时保持一定的温度条件，以不引起显著的淀粉胶凝；

c.在60-85℃对煮出悬浮液进行第一热处理，以使淀粉同时部分胶凝和酶性降解；

d.在高于第一热处理温度的更高温度、对煮出悬浮液进行第二热处理，以在更高速率下和更大程度上使淀粉胶凝；

e.将由第二热处理得到的热煮出悬浮液与由步骤a得到的水性麦芽酶悬浮液混合，得到糖化醪；

f.将糖化醪保持在35-85℃达至少20分钟；以及

g.从热糖化醪中除去麦酒糟，得到糖化醪抽提物。

在这一方法中，对含有一或多种添加剂的煮出悬浮液进行精细控制下的多步热处理。在这一多步热处理过程中，含淀粉添加剂通过被煮沸而发生胶凝，随后可被包含在水性麦芽酶悬浮液中的淀粉酶有效水解，且热煮出悬浮液与水性麦芽酶悬浮液(再)混合。在相对温和的第一热处理期间选择一定的条件，以使淀粉胶凝速率与淀粉水解速率同步，这意谓着煮出悬浮液的粘度被保持在充分低的水平，以使悬浮液可被抽送。在剧烈得多的第二热处理期间，淀粉迅速胶凝，这使它更易受酶水解的影响，且淀粉胶凝是在煮出的汁与水性麦芽酶悬浮液再混合时被引发的。在多步热处理之前，可通过某一方式控制温度，从而避免显著胶凝，且将粘度保持在低水平，以确保从混合容器至泵的适当输送条件。本方法是极其稳健和易被控制的。此外，由本方法可生产出质量稳定的糖化醪抽提物。

具体实施方式

因此，本发明涉及一种通过煮出糖化法生产糖化醪抽提物的连续方法，所述方法包括：

a.将第一麦芽酶源与水性液体混合，得到水性麦芽酶悬浮液；

b.分别将第二酶源与一或多种含淀粉添加剂混合，得到煮出悬浮液，同时保持一定的温度条件，以不引起显著的淀粉胶凝；

c.在60-85℃对煮出悬浮液进行第一热处理，以使淀粉同时部分胶凝和酶性降解；

d.在高于第一热处理温度的更高温度、对煮出悬浮液进行第二热处理，以在更高速率下和更大程度上使淀粉胶凝；将由第二热处理得到的热煮出悬浮液与由步骤a得到的水性麦芽酶悬浮液混合，得到糖化醪；

e.将糖化醪的温度保持在35-85℃达至少数分钟；以及

f.从热糖化醪中除去麦酒糟，得到糖化醪抽提物。

上述步骤a至g均优选连续进行，如在这些例子中所示。

在此使用的术语“添加剂”包括可作为淀粉源被添加到糖化醪中的任何谷粒或可发酵成分。添加剂可经麦芽处理或未经麦芽处理，优选后者。添加剂可选择被预处理，这些预处理方式例如可以是torrification、剥落、煮、微粉化、烘烤。为此可使用稻米、玉米、高梁、裸麦、燕麦、小麦、玉米、木薯粉、马铃薯、麦芽、大麦及其组合。添加剂优选源于一种选自稻米、玉米、高梁、大麦、裸麦和及其组合的谷物。本方法所用添加剂中淀粉的干物质重量百分比典型地至少为60％，优选至少为70％，更优选至少为75％。

在本方法中，麦芽可适合用作麦芽酶源。然而，本发明也包括使用商品酶制剂，包括淀粉降解酶，例如在麦芽中发现的那些酶，特别是α-淀粉酶、β-淀粉酶和/或葡糖淀粉酶。此外，使用麦芽和商品酶制剂在本发明的范围内，例如在水性麦芽酶悬浮液制备中的麦芽、以及在煮出悬浮液制备中的商品酶。在本方法中，优选以麦芽形式使用麦芽酶。

根据本发明的一特别优选的实施例，在步骤a中制得的水性麦芽酶悬浮液的一部分被用作步骤b中的第二酶源。又更优选地，在步骤a中制得的水性麦芽酶悬浮液的1-50％(重量百分比)被用作步骤b中的第二酶源，且水性麦芽酶悬浮液的剩余物与从第二热处理得到的热煮出悬浮液混合。

本发明包括一种方法，其中水性麦芽酶悬浮液被分离为两种具有不同固体含量的麦芽酶悬浮液，例如稠和稀的糖化醪悬浮液。然而，步骤a中水性麦芽酶悬浮液的成分优选与步骤b中第二酶源的成分相同。在本工艺中使用的麦芽酶悬浮液的固体含量典型地在200-500g/l范围内，优选在250-350g/1范围内。

当在糖化醪抽提物中相当大部分的可发酵糖是由一或多种添加剂提供的时，本方法的优点最显著。因此，在一优选实施例中，在糖化醪抽提物中可发酵糖的至少5％(重量百分比)、优选至少从10％(重量百分比)、且更优选20-90％(重量百分比)源于一或多种含淀粉添加剂。

在本方法中，制得煮出悬浮液，同时保持一定的温度条件，以不使淀粉显著胶凝。更优选地，这些温度条件不会使淀粉胶凝。有利的做法是，保持上述温度条件，直到进行第一热处理。

如本文中上文所述，在第一热处理期间的条件相对温和，以确保将胶凝速率保持在相对低的水平，且使淀粉能够发生酶降解。在第一加热步骤期间，淀粉的部分水解抵消了通常伴随淀粉胶凝的粘度增加。因此，可控制在第一和第二加热期间观测到的粘度增加，以使该粘度不超过会使悬浮液不可抽送的水平。上至第二热处理的煮出悬浮液的粘度典型地不超过10Pa.s，优选不超过5Pa.s，更优选不超过1Pa.s。每当在本文中提到粘度，所述粘度是通过在规定管径与流量条件下测得的压差确定的(管径：25mm；管长：5m；流量：200l/hr，呈现牛顿型流体的性能)。

在第一和第二热处理期间，使淀粉胶凝所需的加热条件很大程度上取决于淀粉的特性。诸如大麦淀粉之类的某些淀粉在相对低的温度开始胶凝，例如55-62℃。诸如稻米淀粉之类的其他淀粉在趋向胶凝时稳定得多，且在温度低于70-80℃时将不显著胶凝。因此，在第一和第二加热步骤中使用的加热条件需与在煮出悬浮液中存在的淀粉类型相配。

在本方法中，有利的做法是第一热处理典型地包括将煮出悬浮液加热到65-82℃范围内，优选加热到65-80℃范围内。第一热处理的持续时间优选在1-30分钟范围内，更优选在2-15分钟范围内。

已知个别淀粉粒会在某一温度区间内胶凝。随温度升高，更多淀粉粒胶凝。随温度的进一步升高，淀粉粒开始降解，且在峰值粘度时降解速率开始超过胶凝速率，使得粘度开始下降。在本方法中，煮出悬浮液在第二热处理期间达到其峰值粘度。在第二热处理后，煮出悬浮液的粘度典型地不超过30Pa.s，优选不超过10Pa.s，更优选不超过1Pa.s。这些粘度的确定方式与前文所述相同。

有利的做法是，煮出悬浮液的第二热处理包括被加热到85-120℃范围内，更优选被加热到100-120℃范围内。第二热处理的持续时间优选在1-30分钟范围内，更优选在2-15分钟范围内。

根据一特别优选的实施例，煮出悬浮液的第一和第二热处理包括注蒸汽。注蒸发的优点是，未经玷污换热表面即可实现快速升温。在本方法的第一热处理中，优选不使用在专利WO 92/12231中描述的转盘抽提塔。同样地，在第二热处理中优选不使用这一装置。

根据又一优选实施例，煮出悬浮液在第二热处理之后、以及在与水性麦芽酶悬浮液混合之前被冷却到60-100℃。在热煮出悬浮液与水性麦芽酶悬浮液混合前、将热煮出悬浮液冷却，由此可有效控制所得糖化醪的温度。

在本方法中，通过将第二酶源与一或多种含淀粉添加剂混合，制得煮出悬浮液。有利的做法是，可在煮出悬浮液的制备中混入另一些水。煮出悬浮液的固体含量典型地在200-500g/l范围内，优选在220-400g/l范围内。根据一特别优选的实施例，水性麦芽酶悬浮液和煮出悬浮液的固体含量被保持在250-350g/l范围内。

在第二热处理之后，将由煮出悬浮液与水性麦芽酶悬浮液再混合获得的糖化醪保持在一定条件下，以有利于胶凝淀粉的酶水解。在本方法的这段期间，淀粉在液化和糖化这两个阶段中被转化为可发酵糖。液化包括淀粉在例如α-淀粉酶的作用下降解为复合糖(糊精)。当液化阶段完成时，糖化醪已变得不粘得多。在诸如葡糖淀粉酶和β-淀粉酶之类的酶的作用下，复合糖通过糖化或降解转化为可发酵糖。在本方法中，典型地通过将糖化醪的温度保持在35-85℃范围内、优选在40-80℃范围内，实现液化和糖化。为使淀粉适当转化为可发酵糖，通常要求在上述温度停留至少20分钟。在这些温度使用的停留时间优选在30-120分钟范围内，更优选在40-110分钟范围内。

在水性麦芽酶悬浮液和/或煮出悬浮液的制备中，本方法可适当使用自来水或泉水。然而，根据一特别优选的实施例，用于生产水性麦芽酶悬浮液的水性液体(优选也包括煮出悬浮液)、源自糖化醪抽提物生产中的再循环洗涤水流。使用这类再循环洗涤水流的优点是，能够在无需使用大量水的情况下、获得高的抽提率。同时，再循环使得有可能在实现如此高的抽提率的同时、生产出高比重的糖化醪抽提物。

因此，在本发明的一特别有利的实施例中，糖化醪抽提物的生产步骤如下：

a.将热糖化醪输送到第一分离器内，以将糖化醪分离为糖化醪抽提物和麦酒糟；

b.将麦酒糟输送到第一混合容器内，并使用喷水混合；

c.将麦酒糟与喷水的混合物输送到第二分离器内，除去麦酒糟；

d.将来自第二分离器的水性液流再循环到水性麦芽酶悬浮液的生产中。

在此使用的术语“分离器”包括可适用于从液体中分离出固体的任何装置。可适用于本方法的分离器的例子包括：离心机、倾析器、沉淀器、水力旋流器、筛、过滤器、滤膜和压滤机。在本方法中，当然可使用不同类型分离器的组合(例如倾析器和筛)。在本工艺中使用的分离器优选选自离心机、倾析器和筛，更优选选自倾析器和离心机，最优选为倾析器。

应理解的是，每当提及第一分离器、第二分离器、第三分离器等，这类第一、第二或第三分离器可实际上包括两台或更多台分离装置，这些分离装置共同分离固体和液体。这些两台或更多台分离装置可并行和/或串行运行。例如，有利的做法可以是使用由一系列筛构成的分离器，其中筛的孔隙大小沿下游方向减小。同样，有利的做法可以是使用一序列离心机和/或倾析器，其中所施加的离心力沿下游方向增大。有利的做法也可以是，尤其当工艺连续进行时、运行若干并行的分离装置。当在远低于满负荷生产量下并行运行时，一台分离装置出现故障或停机不会使糖化醪抽提工艺中断，这意谓着该工艺可长时间不间断地进行。

当两台或更多台分离装置并行运行时，由分离器获得的糖化醪抽提物的比重是指由构成分离器的两台或更多台分离装置获得的糖化醪抽提物的平均比重。当两台或更多台分离装置串行运行时，由分离器获得的抽提物的比重是指由最后的分离装置获得的抽提物的比重。

正如分离器那样，在本工艺中使用的混合容器实际上也可包括两台或更多台串行或并行运行的混合装置。

使用本文前述的再循环洗涤水可制得高比重的糖化醪抽提物，例如糖化醪抽提物的比重为15°P或更高。本方法的这一特别实施例就耗能和抽提率而言可达到很高的效率。此外，可在酿酒厂的经营中实现极高的生产力。

当由第一分离器获得的糖化醪抽提物的比重超过18°P时，本方法的优点尤为显著。糖化醪抽提物的比重更优选超过20°P，又更优选超过25°P。在一特别优选的实施例中，由第一分离器获得的糖化醪抽提物的比重超过28°P，最优选超过30°P。

人们意外发现，尽管由本方法获得的糖化醪抽提物的比重高，在本方法中观测到的抽提物损失典型地低于5％(重量百分比)，优选低于4％(重量百分比)，更优选低于3％(重量百分比)，最优选低于2％(重量百分比)。后面的效率优选是通过整个麦芽汁生产工艺实现的，包括糖化醪分离和残渣分离。在糖化醪抽提物的生产中，抽提物的损失量可通过以下方式适当确定，即通过使用用于确定在麦芽汁中抽提物浓度的标准方法、测量在液态麦酒糟中抽提物的浓度(例如采用Anton Paar进行的密度测量)。由于在脱水麦酒糟中缺少自由液体，所述可用热水方便地将麦酒糟抽提出来，随后通过过滤分离出废麦酒糟。抽提物损失可由在抽提液中测得的抽提物水平计算得出，且将添加的水量考虑在内。

尤其当本方法使用一序列三台或更多台分离器时，可非常有效地最大程度上降低抽提物的损失。因此，本发明的一优选实施例涉及本文前述的一种方法，所述方法还包括：

a.将由第二分离器获得的麦酒糟输送到第二混合容器，并使用喷水混合；

b.将麦酒糟与喷水的混合物输送到第三分离器内，除去麦酒糟；以及

c.在将水喷射到第一混合容器的同时，将来自第三分离器的水性液流进行再循环。

由第二分离器获得的水性液流的比重典型地在1-10°P范围内，优选在1-8°P范围内。由第三分离器获得的水性液流的比重典型地非常低，表明麦酒糟大体上是无用的。来自第三分离器的水性液流的比重优选在0.1-2°P范围内，更优选在0.1-1.5°P范围内。由第二和第三分离器获得的水性液流的比重强烈地依赖于在初级糖化醪抽提物中获得的抽提物的浓度。

为在抽提物损失最小的情况下生产出高比重的糖化醪抽提物，优选将由第二分离器获得的全部水性液流再循环到糖化步骤中。在糖化步骤中，除来自第二分离器的水性液流外，也可使用由酿酒厂下游产生的水性液流(例如来自酵母洗涤)。来自第二分离器的再循环水性液流在糖化步骤中典型地构成所用液体总量的至少80％(重量百分比)、优选至少90％(重量百分比)。最优选的做法是，在糖化步骤中使用的所有糖化液体均为来自第二分离器的再循环水性液流。

可通过下列例子进一步阐明本发明。

具体实施方式

例1

136kg/hr锤磨麦芽粉液流被投配到70l连续搅拌槽式反应器内，并在50℃与313kg/hr酿造液混合。此后，被称为‘糖化醪’的混合物的一部分被输送(340l/hr)到垂直圆柱形塞流反应器内。这一麦芽糖化醪液流提供必需的酶(淀粉降解酶)，以降低在反应器内热处理期间的粘度。所用反应器类型已在更早的Heineken专利(WO 92/12231)中被描述。糖化醪的剩余部分被抽送到50l连续搅拌槽式反应器内，在此59kg/hr玉米粉液流被投配到140kg/hr水内。组合液流的温度为50℃，这远低于玉米淀粉的胶凝温度。为通过酶作用使玉米中的淀粉胶凝和液化，麦芽糖化醪、玉米粉和水的悬浮液被直接注蒸汽，使温度升到78℃。在该温度下，大量淀粉胶凝，但也被麦芽酶液化。如果没有这些酶，淀粉会立刻形成一种稠浆糊，并阻塞设备。在该第一次升温之后，可使酶在1米长的塞流反应器内作用在淀粉上达5分钟。随后，进行另一直接注蒸汽处理，使温度升到100℃，淀粉粒通过在该温度、在类似的塞流反应器内停留5分钟而完全胶凝。

包含完全胶凝淀粉粒的液流(煮出液流)此时也被抽送到上述搅拌塞流反应器内，在此它与麦芽糖化醪液流混合。温度为100℃的煮出液流与温度为50℃的麦芽糖化醪液流混合，形成总的糖化醪液流，温度为65℃。使用加热套将糖化温度控制在67℃。在塔的顶部，糖化醪被加热套加热到78℃，且整个反应器被绝缘，以将热损失减到最小。糖化醪在塔内的总停留时间为65分钟，且制得的糖化醪被输送到糖化醪分离工段。

由两台倾析器将麦芽外壳和其他固体从糖化醪中分离出来。这些倾析器为涡轮型沉降式离心机，且澄清液体和稠化麦酒糟被连续排放。第一倾析器的旋转速度为3500rpm，差动螺旋速度为2rpm。该倾析器的理论利用率为1700m²。

倾析器的理论利用率(SIGMA值)是根据下列因素之间的关系计算的：圆柱形滚筒的长度(L)、重力加速度(g)、角速度(ω)、闸环(dam ring)或溢流环的半径(r1)、以及圆柱形滚筒的半径(r₂)。

产品(糖化醪抽提物)被卸料到下一单元操作(沸腾)，且麦酒糟被释放到小型连续搅拌槽式反应器内。在后者中，使用506l/hr的80℃洗涤水，停留时间为13分钟，且麦酒糟微粒和水被均匀混合。

制得的液相混合物在第二倾析器中被分离，该第二倾析器运行时的差动螺旋速度为2rpm，转速为4000rpm，理论利用率为1800m²。澄清后液体的上层清液被再循环，且与糖化塔的出口液流混合，所得混合物作为第一倾析器的进料。来自第一倾析器的产品液流的抽提物浓度为14.8°P。两台倾析器均装备有离心式鼓风机，因而可作为在上层清液出口上的泵。

由糖化醪分离制得的产品现被称为麦芽汁，流量为1030kg/hr。酒花抽提物以140g/hr的速率被连续在线投配，且该混合物通过直接注蒸汽被加热到102℃。通过第一倾析器的正压头，麦芽汁被抽送到塞流反应器内。该塔式反应器与早先描述的糖化转化塔具有相同的特性。该反应器的体积为1m³，停留时间为60分钟。在该反应器中发生的典型反应如下：蛋白质变性与凝聚、杀菌、酒花异构化、形成颜色、由其麦芽基前体(S-methylmethionine)制得二甲基硫化物(dimethylsulphide，DMS)。

麦芽汁随后在早先的Heineken专利(WO 95/26395)描述的筛板状汽提塔中被处理。在逆流操作中使用1.5bar蒸汽，以在15kg/h流量和大气条件下、除去在汽提塔顶部的不合要求的有味道化合物(主要是DMS)。离开汽提塔底部的麦芽汁被输送到尺寸可忽略的小型缓冲器内，并被直接输送到间歇卸料型离心机内。这台机器的转速为7400rpm，理论利用率为13000m²。

离心机的理论利用率是根据在“Solid-Liquid Separation”，2nd edition，1981，by Ladislav Svarovsky，Butterworth-Heineman中描述的方法计算的。该利用率是根据下列因素之间的关系计算的：圆盘数量(n)、重力加速度(g)、角速度(ω)、具有垂直进料管的圆盘的角度(α)、圆盘组件内径(r₁)、以及圆盘组件外径(r₂)。

然后，在两台并行的板框式麦芽汁冷却器中冷却麦芽汁，这两台冷却器通过两级水-乙二醇装置、将麦芽汁的温度从95-100℃降到8℃。

总体积为2.2m³的冷麦芽汁连同浓度为2.5g/l的活性酵母被连续输送到圆柱形/圆锥形的发酵罐内。通过在线曝气进行连续氧化。初级分批发酵是在10℃进行的，且当抽提物浓度达到6.5°P时、可使温度升到13℃。在联乙醯的浓度降到30ppm的水平后，槽内物在24小时后被冷却到-1.5℃。该冷却状态被保持达6天。

然后，啤酒通过垂直盘式硅藻土清澈啤酒过滤器被过滤。在该过滤后，啤酒在通常投配量的PVPP和必需的PVPP过滤下被稳定。最后，啤酒被包装在适当容器内(玻璃瓶)。

例2

120kg/hr锤磨麦芽粉液流被投配到70l连续搅拌槽式反应器内，并在50℃温度与240kg/hr酿造液混合。此后，被称为‘糖化醪’的混合物的一部分被输送到例1所述的垂直圆柱形塞流反应器内。

流量为100kg/hr的、以稻米粉形式存在的、未经麦芽处理过的添加剂被投配到50l连续搅拌槽式反应器内，其中加入有210kg/hr水流。耐热淀粉降解酶被投配，以降低在随后热处理中的粘度。制得的混合物的温度为50℃，远低于稻米淀粉的胶凝温度。为通过酶作用使稻米中的淀粉胶凝和液化，稻米粉、酶和水的悬浮液被直接注蒸汽，使温度升到78℃。在该温度下，大量淀粉胶凝，但也被淀粉水解酶液化。如果没有这些酶，淀粉会立刻形成一种稠浆糊，并阻塞设备。在该第一次升温之后，可使酶在1米长的塞流反应器内作用在淀粉上达5分钟。随后，进行另一直接注蒸汽处理，使温度升到100℃，淀粉粒通过在该温度、在类似的塞流反应器内停留5分钟而完全胶凝。为在与麦芽糖化醪混合时获得适当的糖化温度(该例中为67℃)，煮出液流在壳管式换热器内被冷却到适当温度。

这一冷液流也被抽送到上述搅拌塞流反应器内，在此它与麦芽糖化醪液流混合。使用加热套将糖化温度控制在67℃。在塔的顶部，糖化醪被加热套加热到78℃，且整个反应器被绝缘，以将热损失减到最小。糖化醪在塔内的总停留时间为60分钟，且制得的糖化醪被输送到糖化醪分离工段。

由两台倾析器将麦芽外壳和其他固体从糖化醪中分离出来。这些倾析器为涡轮型沉降式离心机，且澄清液体和稠化麦酒糟被连续排放。第一倾析器的旋转速度为3500rpm，差动螺旋速度为3rpm。该倾析器的理论利用率为1700m²。产品(糖化醪抽提物)由第一倾析器被卸料到下一单元操作(沸腾)，且麦酒糟被释放到小型连续搅拌槽式反应器内。在后者中，使用510l/hr的80℃洗涤水，停留时间为13分钟，且麦酒糟微粒和水被均匀混合。

制得的液相混合物在第二倾析器中被分离，该第二倾析器运行时的差动螺旋速度为3rpm，转速为4000rpm，理论利用率为1800m²。澄清后液体的上层清液被再循环，且在进入第一倾析器之前、与来自糖化塔的糖化醪混合。来自第一倾析器的产品液流的抽提物浓度为16.4°P。两台倾析器均装备有离心式鼓风机，因而可作为在上层清液出口上的泵。

由糖化醪分离得到的产品被称为麦芽汁，酒花抽提物以120g/hr的速率被连续在线投配，且该混合物通过直接注蒸汽被加热到102℃。通过第一倾析器的正压头，麦芽汁被抽送到塞流反应器内。该塔式反应器与早先描述的糖化转化塔具有相同的特性。这一反应器的体积为1m³，且停留时间为60分钟。在该反应器中发生的典型反应如下：蛋白质变性与凝聚、杀菌、酒花异构化、形成颜色、由其麦芽基前体(S-methylmethionine)制得二甲基硫化物(dimethylsulphide，DMS)。

麦芽汁随后在早先的Heineken专利(WO 95/26395)描述的筛板状汽提塔中被处理。在逆流操作中使用1.5bar的蒸汽，以在15kg/h流量和大气条件下、除去在汽提塔顶部的不受欢迎的有味道化合物(主要是DMS)。离开汽提塔底部的麦芽汁被输送到尺寸可忽略的小型缓冲器内，并被直接输送到间歇卸料型离心机内。这台机器的转速为7400rpm，理论利用率为13000m²。对麦芽汁的分析表明，最终稀释极限为82-83％。

然后，在两台并行的板框式麦芽汁冷却器中冷却麦芽汁，这两台冷却器通过两级水-乙二醇装置、将麦芽汁的温度从95-100℃降到8℃。

总体积为2.2m³的冷麦芽汁连同浓度为2.5g/l的活性酵母被连续输送到圆柱形/圆锥形的发酵罐内。通过在线曝气进行连续氧化。初级分批发酵是在10℃进行的，且当抽提物浓度达到6.5°P时、可使温度升到13℃。在联乙醯的浓度降到30ppm的水平后，槽内物在24小时后被冷却到-1.5℃。该冷却状态被保持达6天。

然后，啤酒通过垂直盘式硅藻土清澈啤酒过滤器被过滤。在该过滤后，啤酒在通常投配量的PVPP和必需的PVPP过滤下被稳定。最后，啤酒被包装在适当容器内(玻璃瓶)。

例3

通过使用麦芽粉与未经麦芽处理过的玉米粉构成的混合物，在麦芽汁生产工艺尾端制得流量为4.5m³/hr的麦芽汁液流，抽提物浓度为18°P。该麦芽汁在连续的发酵槽中被发酵和熟化，并随后在分批储罐中被稳定，并在离心机中被分离、以及在清澈啤酒过滤器上被过滤。对酿造工艺的详细描述见下文。

在该工艺首端，1620l/hr酿造液(47℃)与720kg/hr麦芽粉连续混合。该麦芽粉是由装备有2.5mm筛孔的锤磨机制得的。两液流在45℃被输送到工作容积为80l的连续搅拌槽式反应器内。制得的麦芽糖化醪液流的一部分被引到后续的塞流糖化塔，该糖化塔与在例1中描述的类似。麦芽糖化醪液流的其他部分(250l/hr)被输送到一并行工艺内，该工艺可允许将未用麦芽处理过的玉米粉作为最终啤酒产品的添加剂。

在这一连续煮出工艺中，未用麦芽处理过的玉米粉、连同52℃(790kg/hr)的酿造液流、以及上述麦芽糖化醪流被输送(350kg/hr)到连续搅拌槽式反应器内。在该120l容器内得到的液流组合的温度为50℃，该温度足够低，以避免玉米淀粉的过度胶凝以及相关的粘度增加。混合物通过直接注蒸汽点被抽送到第一存储塔内。注蒸汽，以将煮出液流的温度升到75-78℃，且使部分玉米淀粉胶凝。然而，由于存在一部分麦芽汁糖化醪，由麦芽制得的淀粉酶可使聚合淀粉菌株分解，并使其粘度降低。在指定温度停留15分钟可使粘度降到一水平，在该粘度水平可再使温度升到100℃、而不会造成无法接受的高粘度。通过另一直接注蒸汽、以及在简单的塞流反应器内停留5分钟，进行该第二步。得到的胶凝混合物被冷却到90℃，并随后被输送到糖化塔内，且在此与被分离的麦芽糖化醪液流混合。由此制得具有一定温度的混合液流，该温度对于淀粉酶活性、以及麦芽和玉米向糖的完全转化是最适宜的。

用于糖化工艺的圆柱形塞流反应器已在早先的Heineken专利(WO92/12231)中被描述。在塔顶部的特定高度处，通过直接注蒸汽加热糖化醪。选择温度，以使麦芽淀粉向可发酵糖的转化适合产品需要。本温度剖面在66℃时存在糖化停顿，在偏离76℃时存在糖化。糖化醪的停留时间为80分钟，且制得的糖化醪被输送到糖化醪分离工段。

糖化醪分离工段由两台通常被称为倾析器的涡轮型沉降式离心机构成，且澄清液体和稠化麦酒糟被连续排放。第一倾析器运行时的转速为3650rpm，差动螺旋速度为10rpm，理论利用率为6200m²。产品(糖化醪抽提物)由第一倾析器被卸料到下一单元操作(沸腾)，且麦酒糟被释放到小型连续搅拌槽式反应器内。在后者中，使用1150l/hr的72℃洗涤水，停留时间为2分钟，由此获得均匀的悬浮液。制得的液相混合物在第二倾析器中被分离，该第二倾析器运行时的转速为4000rpm，差动螺旋速度为20rpm，理论利用率为2600m²。澄清后液体的上层清液被再循环，且与来自糖化塔的出口液流混合。这使在第一倾析器进料内的抽提物浓度降到约17°P。由第二倾析器制得的麦酒糟被卸料到筒仓内。两台倾析器均装备有离心式鼓风机，因而可作为在上层清液出口上的泵。

由糖化醪分离制得的产品现被称为麦芽汁，且流量为4.5m³/hr。酒花抽提物以32g/hr的速率被在线投配，且该混合物通过直接注蒸汽被加热到105℃。通过第一倾析器的正压头，麦芽汁被抽送到塞流反应器内。该塔式反应器与早先描述的糖化转化塔具有相同的特性，但高度随这部分工艺中流量的增加按比例增加。停留时间因此为67分钟。在该反应器中发生的典型反应如下：蛋白质变性与凝聚、杀菌、酒花异构化、形成颜色、由其麦芽基前体(S-methylmethionine)制得二甲基硫化物(dimethylsulphide，DMS)。

麦芽汁随后在早先的Heineken专利(WO 95/26395)描述的筛板状汽提塔中被处理。在逆流操作中使用1.5bar的蒸汽，以在100kg/hr流量和大气条件下、除去不受欢迎的有味道化合物(主要是DMS)。离开汽提塔底部的麦芽汁被输送到尺寸可忽略的小型缓冲器内，并被直接输送到间歇卸料型离心机内。这台机器的转速为7400转/分钟，SIGMA值为70000m²。

由两台并行的板框式麦芽汁冷却器冷却麦芽汁，这两台冷却器通过两级水-乙二醇装置、将麦芽汁的温度从95-100℃降到4℃。

冷却后的麦芽汁被输送到第一搅拌发酵容器内，其净工作容积为14m³。该容器通过连续添加由工艺下游端制得的充气再循环液流、运行在10℃和需氧条件下，该充气再循环液流包含稠化酵母，且稠化酵母是除水以外的主要成分。在这一容器内物质的比重为13°P。发酵所需酵母是以上述再循环液流的形式被添加的。

由第一发酵容器制得的发酵液被输送到第二容器。该容器的工作容积为160m³，并通过壁冷方式被保持在13℃。在该容器内物质的初始比重为7°P，且酵母浓度为80g湿酵母/l。该容器的流出液流被分成两条液流：一部分(2.5m³/hr)与在工艺尾端制得的另一液流混合，并被再循环到第一发酵容器，而另一部分(5.3m³/hr)被输送到第三发酵容器内。

该第三容器的工作容积为140m³，且其内容物的初始比重为3.5°P。该容器的产品被输送到工作容积为7m³的酵母沉降器内。该酵母沉降器将酵母的主要部分(90-95％)从新啤酒中分离出来。在酵母沉降器底部的压实酵母的酵母浓度为200g湿酵母/l。这条液流的一部分被再循环到发酵工艺首端，另一部分被输送到废剩余酵母储藏处。可根据离开酵母沉降器顶部的数量、以及在发酵容器中生长的酵母数量，控制那部分被输送到剩余物处的酵母。来自酵母沉降器顶部的新啤酒被连续输送到分批熟化槽内或连续熟化容器内。

对于分批工艺方式，熟化槽的工作容积与在24小时内制得的发酵麦芽汁的总体积相等。可通过自管道向熟化槽的换热、以及/或天然的发酵热能开发，将温度升到15℃。该温度有利于乙酰乳酸(一种代谢发酵产物)向联乙醯的转化。由于酵母处于该状态中，酵母可吸收联乙醯，并将它转化为乙偶姻或后续代谢物。于是，可消除联乙醯在啤酒中的不利影响，且剩余联乙醯的水平典型地被确定为＜20ppb。在联乙醯已降到可接受的水平后，啤酒被冷却到-1.5℃，并被储存几天。在该期间后，啤酒经硅藻土过滤，且80-100g/l硅藻土被作为主体进料(bodyfeed)。在过滤前，啤酒由理论利用率为70,000m²的盘式分离器离心分离，以除去全部悬浮固体，效率为95-98％。典型的过滤是在4-5.5hl/m²/hr流量下、以及6000-8000hl下运行的。在该过滤后，啤酒在通常投配量的PVPP和必需的PVPP过滤下被稳定。最后，啤酒被包装在适当容器内(瓶子、小桶、罐子)。

当使用连续的熟化工艺时，新啤酒通过喷球被连续输送到520m³容器的顶部，该喷球将啤酒分配在槽的整个表面区域。在该例中，啤酒通过壳管式换热器从13℃被加热到15℃。这将加速上述在初级发酵期间形成的α-乙酰乳酸向联乙醯的转化。酵母将在啤酒中沉降下来，且将进行上述联乙醯和其他邻二酮向乙偶姻和后续代谢物的转化。在该例中，啤酒的停留时间为100小时，且剩余联乙醯的水平为7.3±2.3ppb(95％CI，n＝6)。酵母沉降在熟化槽的圆锥形底部，并被除去，且被作为静止啤酒。熟化啤酒从沉降酵母圆锥体的正上方被除去，且通过连续换热器向温度为-1.5℃的分批冷藏槽输送。

冷藏槽在一天内被装满，且随后啤酒被储存在-1.5℃达至少2天。在这一储藏期间后，沉淀酵母从槽的底部被洗涤除去，且剩余啤酒在如上所述的盘式离心机上被分离。在这一处理后，啤酒随即由硅藻土过滤器过滤，典型流量为4-5.5hl/m²/hr，过滤量为6000-8000hl。

啤酒在通过PVPP处理被稳定后，被包装在要求的包装材料中(瓶子、罐子、小桶)。

Claims (11)

1.一种通过煮出糖化法生产糖化醪抽提物的连续方法，所述方法包括以下均以连续的方式进行的步骤：

a.将第一麦芽酶源与水性液体混合，得到水性麦芽酶悬浮液；

b.分别将第二酶源与一或多种含淀粉添加剂混合，得到煮出悬浮液，同时保持一定的温度条件，以不引起显著的淀粉胶凝；

c.在65-85℃对煮出悬浮液进行第一热处理，以使所述淀粉同时部分胶凝和酶性降解；

d.在85-120℃对所述煮出悬浮液进行第二热处理，以在更高速率下和更大程度上使所述淀粉胶凝；

e.将由所述第二热处理得到的所述热煮出悬浮液与由步骤a得到的所述水性麦芽酶悬浮液混合，得到糖化醪；

f.将所述糖化醪保持在35-85℃达至少20分钟；以及

g.从所述热糖化醪中除去麦酒糟，得到糖化醪抽提物；

其中所述煮出悬浮液的所述第一热处理和所述第二热处理包括注蒸汽，并且其中所述煮出悬浮液的粘度直至第二热处理之后都不超过1Pa.s。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤a中制得的所述水性麦芽酶悬浮液的一部分被用作步骤b中的所述第二酶源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在步骤a中制得的所述水性麦芽酶悬浮液的1-50％重量百分比被用作步骤b中的所述第二酶源，且所述水性麦芽酶悬浮液的剩余物与从所述第二热处理得到的所述热煮出悬浮液混合。

4.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：包含在所述糖化醪抽提物中的可发酵糖的至少5％重量百分比源于所述一或多种含淀粉添加剂。

5.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：步骤a中所述水性麦芽酶悬浮液的成分与步骤b中所述第二酶源的成分相同。

6.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：所述含淀粉添加剂源于一种选自稻米、玉米、高梁、裸麦、燕麦、小麦、木薯粉、马铃薯、麦芽、大麦及其组合的谷物。

7.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：所述含淀粉添加剂的预处理方式包括torrification、剥落、煮、微粉化或烘烤。

8.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：所述煮出悬浮液在所述第二热处理之后、以及在与所述水性麦芽酶悬浮液混合之前被冷却到60-100℃。

9.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：通过将所述第二酶源与一或多种含淀粉添加剂以及另外的水混合，制得所述煮出悬浮液。

10.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：所述麦芽酶悬浮液和所述煮出悬浮液的固体含量被保持在200-500g/l范围内。

11.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于：用于生产所述水性麦芽酶悬浮液和所述煮出悬浮液的所述水是来自所述糖化醪抽提物生产流程的再循环洗涤水流。