SK281115B6 - Spôsob prípravy kvaseného sladového nápoja - Google Patents

Abstract

Spôsob prípravy kvaseného sladového nápoja, pri ktorom sa pivovarské materiály rmutujú s vodou, výsledná zmes sa zahreje a potom sa z nej oddelí mladina. Mladina sa varí, ochladí, skvasuje a vzniknuté pivo sa podrobí záverečnej fáze, ktorá zahrnuje dozrievanie piva, čím vznikne konečný nápoj. Zlepšenie spočíva vo vystavení piva chladnej fáze, skladajúcej sa z rýchleho ochladenie piva na teplotu blízku jeho bodu tuhnutia a to tak, aby v pive vzniklo iba veľmi malé množstvo kryštálikov ľadu. Nasleduje krátke miešanie ochladeného piva so suspenziou piva obsahujúcou kryštály ľadu bez toho, aby sa vo výslednej zmesi zvýšilo množstvo týchto kryštálikov. Nakoniec takto upravené pivo sa zo zmesi vyextrahuje.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka rýchleho, kontinuálneho, veľmi rovnomerného spôsobu prípravy kvaseného sladového nápoja ochladzovaním na jeho teplotu tuhnutia alebo do blízkosti týchto teplôt bez toho, aby došlo ochladzovaním k akémukoľvek podstatnému zahusteniu, pričom sa tento vynález týka najmä úpravy kvasených alkoholických nápojov ako napríklad vína, kvaseného jablčného muštu, ale najmä kvasených sladových nápojov, napr. piva a od piva odvodených nápojov s nízkym obsahom alkoholu alebo bez alkoholu.

Doterajší stav techniky

Mnohým týmto nápojom ochladzovanie na ich teploty tuhnutia alebo do blízkosti týchto teplôt, či vymrazovanie prospeje alebo dokonca mnohé nápoje toto vymrazovanie vyžadujú na uchovanie alebo na dosiahnutie niektorých prospešných charakteristických vlastností. Je to preto veľmi dôležité, lebo ľudia majú extrémnu schopnosť rozoznať stopové množstvo prchavých a aromatických zložiek a „zákal“, ktorý sa tvorí v niektorých týchto nápojoch. Vymrazovanie prospeje napr. vinným nápojom, a to najmä v tých prípadoch, keď tieto nápoje v dôsledku napr. prílišnej koncentrácie vínanov vyžadujú pomocné ošetrenie.

Pivovarské nápoje, najmä kvasené sladové pivovarské nápoje, sa nachádzajú v strede záujmu, lebo z „vymrazovania“ môžu vyplynúť zvláštne výhody. Všeobecný postup prípravy kvasených sladových nápojov, ako sú napr. pivo, anglické nadkvasné vrchné pivo (ale), porter, kvasený nápoj zo sladu alebo nápoja s nízkym obsahom alkoholu alebo bez alkoholu od nich odvodené, sa budú ďalej pre jednoduchosť nazývať „pivo“, je dobre známy. V moderných pivovaroch sa tento postup skladá (v stručnosti) z prípravy pivovarského „rmutu“ zo sladu, obvykle s prídavkom obilnín, zo zahrievania rmutu, čím sa bielkoviny prevedú na rozpustnú formu a škrob sa premení na sacharidy a dextríny. Nerozpustné zrná, ktoré sú odfiltrované a premyté teplou vodou, sa potom spoja s rozpustným materiálom a výsledná mladina sa varí v mladinovej panvici, pričom sa enzýmy dezaktivujú, mladina sterilizuje, určité látky extrahujú z pridaného chmeľu a niektoré bielkovinové látky koagulujú. Mladina je potom prefiltrovaná, čím sa odstráni vyčerpaný chmeľ, a skoagulovaná, ochladená a zakvasená s kvasinkami a potom fermentovaná. Skvasená kvapalina, tzv. „zelené“ alebo „mladé“ pivo, je potom podrobené záverečnému spracovaniu: dozrievanie (ležanie v ležiackej pivnici), čírenie, filtrácia, nasýtenie oxidom uhličitým, a tak vzniká požadované pivo.

V súčasnosti veľmi uznávaná modifikácia základného postupu (varenie vysokostupňového piva) spočíva v príprave zeleného piva so zvýšeným obsahom alkoholu (napr. od 7 do 8 % obj./obj.) atoto pivo je potom zriedené, aby malo požadovaný obsah alkoholu (napr. 5 % obj./obj.) žiadaný pre „normálne“ pivo).

Je dobre známe, že je bežné, že sa časom alebo so zmenou teploty vyvíja v pive zákal. Predpokladá sa existencia dvoch typov zákalu:

a) „chladový zákal“ ktorý závisí od teploty, a pokiaľ teplota piva vzrastie napr. nad izbovú teplotu, tento zákal zmizne a

b) „trvalý zákal“, ktorý (ako toto meno napovedá) akonáhle raz vznikne , trvalé zostáva.

Samozrejme, pokiaľ je pivo konzumované teplé, ako je zvykom v niektorých európskych zemiach, chladový zákal nepredstavuje pre výrobcu i konzumentov vážny problém.

Problémy vznikajú, pokiaľ je zvykom konzumovať pivo studené (čo typicky platí pre Severnú Ameriku).

Problémy s chladovým zákalom sa vystupňovali potom, čo sa predĺžil čas, ktorý uplynie medzi vyrobením piva a jeho konzumáciou. Zákal sa preto stáva v súčasnosti väčším problémom a často môže dosiahnuť neprijateľný stupeň.

Povaha zákalu v pive a spôsob jeho vytvorenia nie sú dosiaľ celkom presne vyjasnené, ale všeobecne sa predpokladá, že zákal je tvorený prílišným množstvom bielkovín, kvasnicových buniek, kovov, častíc buniek, polyfenólov a rôznych iných látok.

Problém vzniku zákalu sa rieši už veľa rokov rôznymi spôsobmi. Tradičným spôsobom riešenia tohto problému je samozrejme „dozrievanie v ležiackej pivnici“, pri ktorom je nápoj uskladnený pri teplote blízkej nule počas týždňov, v extrémnych prípadoch až počas niekoľkých mesiacov. Pri tomto kroku sa kvasničné bunky, bielkoviny a pod. usadzujú, a ak všetko prebieha dobre, chuť piva sa môže zlepšiť; pivo sa stáva „zrelým“.

Neukázalo sa však, že by bežné dozrievanie v ležiackej pivnici dostatočne napomáhalo zabrániť problémom s chladovým zákalom, vznikajúcim v dôsledku ďalšieho časového úseku medzi výrobou a konzumáciou piva. Okrem toho tvoria kapitálové a prevádzkové náklady spojené s procesom dozrievania v ležiackej pivnici podstatnú časť celkových nákladov na výrobu piva. Z toho vyplýva, že sa ďalej musí venovať veľké úsilie hľadaniu spôsobu riešenia problémov spojených s chladovým zákalom, príp. všeobecne hľadaniu lepších a časovo menej náročných alternatív k dozrievaniu v ležiackej pivnici.

Výsledkom toho snaženia je napr. použitie polyvinylpyrrolidónu (PVP) na stabilizáciu piva, lebo PVP sa viaže s polyfenylmi, čo je dokumentované; pozri US patenty 2,688,550; 2,939,791 a ďalšie.

US patent 3,251,693 predkladá prídavky rôznych solí kyseliny kremičitej, najmä vápenatých, horečnatých alebo zinočnatých, k pivu (alebo k mladine) a US patent 3,940,498 predkladá použitie rôznych kyselinami modifikovaných syntetických horečnatých solí kyseliny kremičitej. US patent 3,940,498 napr. opisuje pridávanie rôznych kyselinami modifikovaných syntetických horečnatých solí kyseliny kremičitej do piva.

Aj keď tieto spôsoby zmierňujú problém chladového zákalu, tento problém v žiadnom prípade neodstraňujú alebo nenahradzujú ležanie piva v sude. Okrem toho sú tieto riešenia stále menej obľúbené v priemysle, pretože i u konzumentov je použitie aditív alebo pomocných látok stále menej obľúbené.

Ako vedľajšia výhoda prinášajúca zlepšenie stability nápojov bolo zmienené veľmi sledované zahusťovanic vymrazovaním. Kanadský patent č.673,672 napr. opisuje vymrazovanie piva, čím vznikne suspenzia koncentrovaného piva, ľadu a ďalších tuhých látok vrátane kvasničných buniek, a potom lad a ďalšie tuhé látky sa z koncentrovaného piva odstránia. (Pivo bolo zakoncentrované 5x vzhľadom na východiskové pivo). Ľad ide do odpadu alebo späť do systému, čím sa do systému vráti pivo a žiaduce látky strhnuté ľadom pred tým zo systému. Všetky postupy so zahusťovaním vymrazovaním majú tú nevýhodu, že odstránený ľad so sebou odnáša niektoré žiaduce látky a regenerácia týchto látok okludovaných alebo zadržaných v ľade premývacou extrakciou alebo iným spôsobom prináša nové problémy - pozri Kanadský patent č.710,662. Postup je väčšinou v praxi realizovaný vo viacerých stupňoch, pričom teplota v nasledujúcom stupni je vždy nižšia ako v stupni predchádzajúcom - tento postup je celkom bežný v odbore zahusťovania vymrazovaním, pozri napr. Kanadské patenty č.601,487 a č. 786,308. Na druhom mieste menovaný patent má rovnakého vynálezcu a vlastníka ako Kanadský patent č.673,672 a pokrýva výrobky z toho patentu. Napriek veľmi prekvapujúcim nárokom na výrobky podľa tohto zmieneného patentu, nezdá sa, že by bol komerčne využívaný. US patent 4,885,184 opisuje spôsob prípravy sladovej liehoviny s príchuťou, pričom stamutá skvasená mladina je zahustená vymrazovaním väčšinou na obsah alkoholu 20 % až 30 % obj. a sú k nej pridané rôzne chuťové prísady.

Odhliadnuc od tvrdenia týkajúceho sa urýchleného starnutia a zlepšenej stability nápojov zahusťovaných vymrazovaním, vyskytujú sa tu podstatné a v niektorých prípadoch neprekonateľné problémy, ktoré majú pôvod v súbežnom zahusťovaní piva. Predovšetkým, v niektorých právnych systémoch je nelegálne koncentrovať destiláciu alebo iným spôsobom substrát obsahujúci alkohol bez liehovarskej alebo inej odpovedajúcej licencie. Základnou otázkou je taktiež to, či produkt tejto destilácie môže vôbec byť legálne označený ako „pivo“. Okrem toho sa zdá, že stabilita pív zahusťovaných vymrazovaním je pochybná alebo aspoň podozrivá, neprihliadnúc k rôznym tvrdeniam, že tomu tak nie je. Bol uskutočnený veľký rad pokusov pripraviť zahustené pivné výrobky a pri mnohých bol výrobok nestabilný, čoho je príkladom práca uskutočnená vo Výskumnom pivovarníckom ústave (Inštitúte of Brewing Research Laboratories): autori Essery, Čane a Morris, Joumal of the Inštitúte of Brewing, 1947, Sv.53, č.4; Essery a Čane, rovnaký časopis, 1952, Sv.58, č. 2, str. 129-133 a Esseru, Američan Brewer, 1952, Sv.85, č.7, str. 27, 28 a 56. V citovaných článkoch sa uvádza, že po uskladnení zhusteného piva a jeho opätovnom neriedení na pôvodnú koncentráciu, chutil obnovený výrobok výrazne slabo a nemal dostatočnú chuť po chmeli, takže zahusťovanie vymrazovaním zrejme spôsobilo značnú stratu plnosti chuti a stratu horkosti. Citované články tiež naznačujú, že skladovanie koncentrátu často tiež viedlo k vzniku zákalu a k vzniku vínnej príchuti v pive.

Pri zahusťovaní vymrazovaním opísanom v Kanadskom patente č. 872,210 je neskvasená mladina zahustená vymrazovaním, pričom sa toto zrejme ukázalo byť účinným na získanie väčšieho výťažku extraktu z pivovarských materiálov, než sa získa pri normálnych várkach. Pretože sa tento proces tu neuskutočňuje s alkoholickým substrátom, nejedná sa o destiláciu. Akákoľvek náchylnosť piva k chladovému zákalu, ktorá je mu v dôsledku fermentačného procesu vlastná, nie je však riešená týmto predfermentačným vymrazovaním, ktorý tento kanadský patent opisuje.

Iné riešenie problémov spojených s destiláciou alkoholických nápojov je naznačené v austrálskom patente (Australian Patent Specification) 224,576. Tento patent navrhuje periodické vymrazovanie piva, pri ktorom vzniká mokrý ľad. Pivo je v tomto čiastočne zmrznutom stave udržované 72 hodín, nasleduje topenie a okamžité oddelenie vyzrážaných látok. Je však jasné, že pivo obsahuje látky, ktoré pred tým, ako môžu byť odstránené normálnou filtráciou alebo odstredením sa opäť rozpustí, a preto sa zdá byť z vyznenia patentu bezpodmienečne nutné, aby bol do piva pred vymrazovaním pridaný adsorbent, napríklad azbest alebo bentonit, takže vyzrážané látky - napr. látky vytvárajúce chladový zákal - sú adsorbované touto nerozpustnou prísadou, než sa opäť môžu po roztopení mokrej ľadovej zmesi rozpustiť. Tento prístup však naráža na zmienené problémy spojené s použitím pomocných látok a aditív a najmä tvrdo naráža na zákaz akéhokoľvek azbestu v potravinárstve. Tiež sa zdá, že potreba udržovať zmrznuté pivo dlhší čas vyvoláva veľa rovnakých problémov ako bežné ležanie piva v sude. Okrem toho, napriek súčasnej existencii piva a ľadu pri tomto procese, je skutočnosťou, že vodná zložka piva je zmrznutá ,a rovnováha v pive je dosiahnutá v koncentrovanom stave. Aj keď tento stav je iba dočasný, je skutočnosťou, že v tomto procese je zákonito obsiahnuté zakoncentrovanie piva, a z tohto hľadiska tento postup predstavuje iba periodickú várkovitú verziu kontinuálneho procesu opísaného v US 3,295,988 (Malick). Ako v austrálskom patentovom postupe, tak i v Malickovom postupe sa pivo určitý čas zakoncentrováva a potom veľké množstvo zmrznutej vodnej zložky roztopí do zahusteného piva, čím sa z koncentrátu vytvára obnovený výrobok.

Malick, ktorý vyvinul tzv. Phillipsov spôsob zahustenia vymrazovaním, sa stal významným pre svoje snahy presadiť v pivovarníckych aplikáciách komerčné využitie technológie zahustenia vymrazovaním. Podľa Malička (v článku „Zmena kvality v pive“, The Brewer's Digest, apríl 1965) urýchlené dozrievanie v ležiackej pivnici je účinné, pretože „nastáva v koncentrovanom stave“. Ak je to pravda, tak (podľa doterajšieho stavu) je zahustenie piva nutnou podmienkou na uskutočnenie urýchleného dozrievania v ležiackej pivnici (vrátane dosiahnutia akýchkoľvek ziskov fyzikálnej stability).

Ako je uvedené, výskyt zákalu v pive a uskutočňovanie dozrievania v ležiackej pivnici sú zrejme stále dôležitými praktickými problémami v pivovarníctve napriek veľkej snahe a rôznym úpravám obľúbených riešení z minulosti.

Napriek uvedenému Malickovmu tvrdeniu o zahustení ako o nutnej podmienke na dosiahnutie lepšej stability piva, predkladaný vynález prekvapivo ukazuje, že nie je nutné, aby sa uskutočnilo zahustenie a že výhody, o ktorých sa skôr predpokladalo, že sú dané zahustením, môžu byť získané bez zahustenia nápoja. Okrem toho špeciálne pri piv,e, pri predloženom vynáleze boli získané ďalšie výhody spo.jené so zachovaním chuti chmeľu, pričom tieto výhody neboli zaznamenané v doterajšom stave využívajúcom postupy zahusťovania vymrazením.

Malo by byť zrejmé, že táto podrobná diskusia sa týka hlavne alkoholických pivovarských výrobkov a problémov spojených s kvasenými sladovými nápojmi. V priemysle alkoholických nápojov vzniká preto potreba rýchleho rovnomerného ochladzovania alkoholických nápojov (obvykle v priebehu spracovania) k teplotám ich tuhnutia bez toho, aby nápoje boli vystavené riziku, že by boli ochladené na teplotu, pri ktorej nemôže byť s nimi ľahko manipulované (napr. nemôžu byť čerpané).

Podstata vynálezu

Predkladá sa spôsob prípravy kvasených kvapalných nápojov, najmä obilninových, vínnych, jablkových muštov, sladových pivovarských nápojov a alkoholických nápojov ochladzovaním. Tento spôsob zahrnuje uvedenie nápoja do fázy chladenia, ktorá sa skladá z rýchleho ochladenia kvapaliny na teplotu približne na teplotu jej bodu tuhnutia, čím sa vytvoria iba nascentné (v stave zrodu) kryštáliky ľadu iba v minimálnych množstvách. Vzniknutý ochladený nápoj je potom veľmi krátky čas miešaný s vodnou suspenziou. Miešanie je uskutočnené bez toho, aby v priebehu miešania citeľne vzrástla celková hmotnosť ľadových kryštálikov vo výslednej zmesi (t. j. pri tomto postupe nedochádza k zahusteniu kvapaliny). Nakoniec je takto spracovaný nápoj zo zmesi vyextrahovaný. Spôsob ako celok, môže byť uskutočňovaný bez toho, aby došlo k akémukoľvek podstatnému súčasnému zahusteniu nápoja. Výsledný

SK 281115 Β6 ochladený nápoj je výhodne zmiešaný so zvyšným objemom kryštálikov ľadu z vodnej suspenzie.

Spôsob podľa predloženého vynálezu sa výrazne odlišuje od spôsobov, ktoré využívajú zahusťovanie vymrazovaním (dokonca aj keď v niektorých prípadoch iba relatívne krátko). Pri postupoch so zahusťovaním vymrazovaním sa uskutočňuje krok „chladnej fázy“ špeciálne kvôli tomu, aby vzniklo vo vodnej kvapaline čo najviac malých „podkritických“ kryštálikov. Keď sú tieto malé kryštáliky v suspenzii zmiešané s väčšími „nadkritickými“ kryštálikmi ľadu, teplota kvapaliny sa vyrovná na strednej hodnote ležiacej v rozsahu bodov topenia rôznych kryštálikov ľadu v suspenzii. Pretože stredná priemerná teplota je vyššia ako teplota topenia menších „podkritických“ kryštálikov, väčšina menších kryštálikov sa topí. Z rozdelenia termodynamickej energie vyplýva súbežný rast väčších „nadkritických“ kryštálikov ľadu a tieto musia byť kontinuálne odstraňované, pretože ďalšie väčšie kryštáliky narastajú. Toto termodynamické je hnacou silou celkového zvyšovania hmotnosti ľadu a základom väčšiny komerčných postupov využívajúcich zahusťovanie vymrazením. (Poznámka: pojmy „nadkritické“ a „podkritické“ kryštály používané v tomto kontexte sú odborom uznávané pojmy, pozri CRC Critical Reviews, Food Science and Nutrition, sv. 20, vyd. 3, str. 199).

V protiklade k spôsobom využívajúcich zahusťovanie vymrazením, v spôsobe podľa predloženého vynálezu (všeobecne povedané) rast podkritických kryštálikov ľadu, ktorý môže nastať v blízkosti bodu tuhnutia nápoja, je v termodynamickej rovnováhe s topením nadkritických kryštálikov ľadu v prietokovom reaktore (napr. v rekryštalizátore), čím (v priemere) nedochádza k citeľnému prechodnému zvýšeniu koncentrácie vodného materiálu pri jeho priechode upravovacou zónou (aj keď občas množstvo ľadu v rekryštalizačnej nádobe - ako bude ďalej zmienené - môže byť upravené reguláciou chladenia vstupnej kvapaliny, pričom celkové účinky chladenia nedovoľujú súbežné zahusťovanie). Tým sa napomáha zabrániť vzniku problémov, ktoré sú spojené s vlastnosťami nápojov po ich zakoncentrovaní a po obnovení požadovaného nápoja, pozri najmä podrobný opis v tejto prihláške týkajúci sa piva. Z toho vyplýva, že zahusťovanie nápoja prebiehajúce podľa predloženého vynálezu je väčšinou iba formálne a extrémne prechodné. Je to v značnom protiklade k postupu zahusťovania vymrazením, u ktorého sám cieľ je celkom protikladný.

V prednostnom uskutočnení je spôsob podľa predloženého vynálezu prispôsobený k úprave ochladením určitého objemu alkoholického nápoja, u ktorého kvapalina vo fáze nasledujúcej po chladnej fáze obsahuje v stabilnej suspenzii kryštáliky ľadu, vodná kvapalina určité množstvo alkoholického nápoja a objem odchádzajúceho upraveného kvapalného roztoku sa rovná objemu roztoku pred spracovaním.

Pri kontinuálnom postupe umožňuje predložený vynález kontinuálnu úpravu ochladením tak, že pretekajúci objem predbežne upraveného nápoja sa vystaví chladnej fáze a fázam nasledujúcim po chladnej fáze a potom odtiahnutím spracovaného pitného vodného kvapalného roztoku, pričom prietok pritekajúceho roztoku sa rovná prietoku odchádzajúceho roztoku.

Pri zvlášť výhodných aplikáciách predloženého vynálezu je objem stabilných kryštálikov ľadu asi lOx až lOOx väčší ako objem nascentných (v stave zrodu) kryštálikov ľadu, obsiahnutých v privádzanom ochladenom nápoji.

Spôsob úpravy podľa predloženého vynálezu môže byť uskutočňovaný kedykoľvek po kvasnej fáze pivovarského procesu a (i keď sa prednostne uskutočňuje pred akýmkoľvek krokom dozrievania alebo namiesto tohto kroku) je tiež možné ho uskutočňovať po nejakom medzikroku dozrievania.

Spôsob sa môže použiť pri sladových nápojoch a všeobecne sa týka prípravy kvasených obilninových nápojov (najmä destilovaných nápojov). Pri destilovaných nápojoch zahrnuje tento spôsob krok fermentácie substrátu obsahujúceho obilninu, čim vznikne kvapalina obsahujúca etanol, krok destilácie alebo iného zakoncentrovania kvapaliny obsahujúcej etanol, čím vznikne destilát so zvolenou koncentráciou etanolu, a krok podrobenia kvapaliny obsahujúcej etanol alebo výsledného nápoja uvedenej úprave ochladením. Výroba kvasených obilninových nápojov zahrnuje napr. skupinu tvorenú na základe: všetkých sladov, zmesí žita a sladu, zmesí kukurice, žita a sladu, zmesí žita, pšenice a sladu, na základe kukurice a na základe ryže. Tieto suroviny sa používajú známym spôsobom pri výrobe nasledujúcich nápojov: škótskej whisky, žitnej, bourbonu, írskej whisky, obilného liehu a araku.

Predložený vynález môže byť tiež použitý pri úprave požívateľných vodných kvapalín, najmä pitných vodných kvapalín, a najmä nápojov, čo sú väčšinou azeotropické zmesi. V typickom prípade (a v prvom priblížené) sú tieto kvapaliny binárnymi azeotropickými zmesami obsahujúcimi alkohol, pričom väčšinou alkoholom je etanol.

Spôsob podľa predloženého vynálezu zahrnuje aj prípravu kvasených vínnych nápojov skladajúcich sa z lisovania hrozna, oddelenia lisovaného podielu a muštu, kvasenia muštu za vzniku vína a sťahovaním vyzrážaných tanínov, bielkovín, pektínov a vínanov. Pri použití predloženého spôsobu, mušt alebo výsledné víno alebo ako mušt, tak aj víno sú podrobené opísanej úprave ochladením. Podľa tohto vynálezu môžu byť spracované aj ovocné vína vyrábané známymi podobnými spôsobmi.

Tento vynález sa aj týka podobnej výroby kvasených nápojov z ryže, vyrobených známymi postupmi, ktoré väčšinou zahrnujú scukomatenie hladenej ryže amylotickými enzýmami, čím sa pripraví vodná mladina, okyslenie mladiny obsahujúcej kvasiteľné sacharidy, ktoré vznikli pôsobením použitých enzýmov na ryži, kvasením kvasiteľných sacharidov obsiahnutých v okyslenej mladine s použitím kvasiniek tolerujúcich kyslé prostredie, čím vzniká ryžové víno a nakoniec úpravu výsledného ryžového vína (saké) ochladením podľa tohto vynálezu.

Podľa tohto vynálezu môžu byť spracované aj alkoholické jablčné mušty pripravené bežnými známymi spôsobmi.

Zvlášť výhodné uskutočnenie tohto vynálezu sa týka spôsobu prípravy sladových pivovarských nápojov, najmä kvasených sladových nápojov. V tomto vynáleze sa predkladá tiež spôsob skladajúci sa z miešania pivovarských materiálov s vodou, zo zahrievania výsledného rmutu, z oddelenia mladiny od spracovaného rmutu, z varenia, chladenia a kvasenia mladiny a z úpravy piva ochladením podľa tohto vynálezu. Je zvlášť výhodné, aby pred ochladením boli kvasničné bunky zo skvasenej mladiny v podstate odstránené, pretože prebytočné bunky môžu v priebehu úpravy ochladením prasknúť, pričom produkty z prasknutých buniek môžu spôsobiť pachute v pive a môžu prispieť aj k fyzickej nestálosti výrobku. Dáva sa prednosť tomu, aby po odstránení prebytočných buniek ostalo v skvasenej mladine menej ako pol milióna kvasnicových buniek na 1 ml skvasenej mladiny. Z jedného uskutočnenia môže byť skvasená mladina pred úpravou ochladením podľa tohto vynálezu odplynená (známym spôsobom).

SK 281115 Β6

Je všeobecne známe, že obsah alkoholu a obsah tuhých látok ovplyvňuje vo všetkých pivách teplotu tuhnutia. Pri väčšine komerčných aplikácií sa však uvažuje, že predložený vynález zahrnuje ochladenie zeleného piva na teplotu od -1 °C do -5 °C. Pivá vyrobené podľa bežných súčasných severoamerických pivovarských postupov sa v typickom prípade chladia na teplotu od -2 °C do -4 °C výhodne od -3 °C do -4 °C.

Rýchle ochladzovanie napomáha tomu, aby vznikli iba nascentné kryštáliky ľadu (tieto kryštáliky sú relatívne malé a nestále). Výhodne sa ochladzovanie uskutočňuje počase kratšom ako 60 s, výhodnejšie okolo 30 s alebo menej a nevýhodnejšie okolo 5 s alebo menej.

V typickom prípade počas ochladzovania takto vznikne malé množstvo nascentných kryštálikov ľadu, napr. menšie množstvo ako 5 % obj. pri zelenom pive. V typickejšom prípade množstvo vzniknutých kryštálikov ľadu činí okolo 2% obj. alebo menej. Nascentné kryštáliky ľadu sú obvykle menšie ako 10 pm.

Po ochladení je zelené pivo hneď privádzané do upravovacej zóny obsahujúcej kryštáliky ľadu. Táto zóna je úplne zaplnená mäkkou kašovitou suspenziou obsahujúcou kryštáliky ľadu a zelené pivo. V tejto zóne, vo fáze nasledujúcej po chladnej fáze, zelené pivo sa mieša so stabilnými kryštálikami ľadu za tvorby vodnej kvapalnej suspenzie. Kvapalná časť suspenzie je výhodne tvorená rovnakým zeleným pivom. Stabilné kryštáliky ľadu sú výhodne približne lOx až lOOx väčšie ako nascentné kryštáliky ľadu, t. j. stabilné kryštáliky ľadu majú veľkosť okolo 100 až 3000 pm. Zmes je rovnomerne miešaná kvôli tomu, aby zostala homogénna.

Podiel stabilných kryštálikov ľadu v suspenzii vo fáze nasledujúcej po chladnej fáze sa udržuje na hodnote menšej ako 45 % (objem/objem). Pri použití väčšieho podielu je nutná opatrnosť, pretože môžu vzniknúť problémy s mechanickým miešaním, ktoré budú narušovať homogenitu spracovania (napr. budú vznikať prietokové kanáliky atď.). Kontrola podielu stabilných kryštálikov ľadu sa uskutočňuje signálom spätnej väzby, ktorý vzniká v odozve na signály snímačov ľadu, ktoré sú usporiadané tak, aby snímali koncentrácie kryštálikov ľadu vo vodnej suspenzii stabilné ľadové kryštáliky/zelené pivo. Uprednostnené snímacie zariadenie pracujúce na základe vodivosti je podrobnejšie opísané na inom mieste tejto prihlášky. Osobám, ktoré poznajú odbor v svetle tejto prihlášky sa ponúkne i použitie iných snímacích zariadení. V každom prípade, signál spätnej väzby reguluje stupeň predchádzajúceho ochladzovania zeleného piva v chladnom stupni a (tým podľa požiadaviek) sa zvyšuje alebo sa znižuje množstvo v tomto stupni vytváraných nascentných kryštálikov ľadu, čím sa upravuje podiel stabilných kryštálikov ľadu vo fáze nasledujúcej po chladnej fáze. V typickom prípade sa tento podiel stabilných kryštálikov udržuje na hodnote menšej ako 35 % (objem/objem), väčšinou na hodnote menšej ako 25 % (objem/objem), výhodne na hodnote od 5 do 20 % (objem/objem) a najvýhodnejšie na hodnote od 10 do 20 % (objem/objem). Táto hodnota môže byť menšia ako 5 % (objem/objem), ak je dostatočná na to, aby v zóne spracovania bola teplota približne pri bode tuhnutia kvapaliny. Plynie to z toho, že stabilne kryštáliky ľadu majú aj funkciu dobre rozptýleného veľkého povrchu, tlmiča tepla, udržiavajúceho teplotu okolnej kvapaliny v blízkosti jej bodu tuhnutia. Teplota, na ktorú sa pred upravovacou zónou ochladzuje zelené pivo a čas zdržania piva v upravovacej zóne sú vzájomne zviazané tak, aby podiel stabilných kryštálikov ľadu bol optimálny i minimálny.

V typickom príklade činí čas zdržania zeleného piva v suspenzii vo fáze nasledujúcej po chladnej fáze menej ako 1 hodinu. Výhodne trvá tento čas zdržania do 15 minúť obvykle od 5 do 15 minút, ale môže byť aj menej, až napr. od 1 do 2 minút.

Po tejto fáze je zelené pivo upravené vymrazením výhodne prefukované v zadržiavacej nádrži (nádrž pre dozrievanie) inertným plynom, čím sa odstránia zvyškové prchavé látky, napr. sírne zlúčeniny, ako sú napr. merkaptány a thióly. Inertným plynom („inertný“ znamená, že plyn neovplyvňuje pivo nepriaznivým spôsobom) môže byť oxid uhličitý alebo dusík. Najmä dusík má nízku rozpustnosť v kvapaline a nemá na kvapalinu škodlivé účinky, zatiaľ čo oxid uhličitý je v extrémnych koncentráciách menej žiaduci a potenciálne škodlivý. Tento prefukovací proces napomáha zrýchlenému „fyzikálnemu starnutiu“ (ktoré je uľahčené úpravou ochladením) tým, že urýchľuje to, čo môže byť nazvané „zretie chuti“. Kombinácia týchto krokov je zvlášť výhodná, pretože sa skracuje čas požadovaný na dozrievanie (a táto kombinácia môže byť dokonca použitá na to, aby nahradila bežne uskutočňované dozrievanie).

Potreba dozrievania je v odbore všeobecne prijímaná, a to najmä v spojení s výrobou viacstupňových pív (napr. 15° Plato). Napríklad v dokumente (EP Publication No. 180,442) sa uvádza že: „Problémy výroby viacstupňových pív nekončia s kvasením. Dlhé zrenie sa vyžaduje na odstránenie „pachuti“ a vývin prijateľných chuťových vlast- . ností a vône. Okrem toho, pre stabilizáciu piva sa vyžaduje dlhé uloženie v chlade...“.

Podľa jedného aspektu úpravy spojenej s týmto vynálezom sa urýchli zretie piva uvedením vysokých úrovní oxidu^: uhličitého (napr. 2,8 až 3,0 objemov) do piva upravovaného * ochladením pri jeho prevádzaní z upravovacej zóny do zásobnej nádrže alebo do nádrže na dozrievanie. Pivo v nádrži na dozrievanie je odvzdušňované počas 24 hodín. Nádrž na dozrievanie je potom nepriedušne uzavretá a tlak v nádrži je monitorovaný, aby sa nádrž nemohla natlakovať. Ak tlak v nádrži po jeho uzavretí stúpne, je pivo opäť odvzduš- ( ňované počas ďalších 24 hodín. Cyklus nepriedušného uzavretia/odvzdušňovania sa opakuje do toho času, dokiaľ sa* v nádrži vytvára pretlak.

Podľa iného aspektu tohto vynálezu sa predpokladá „nulový“ proces dozrievania, v ktorom pivo upravované ochladením (stále pri teplotách blízkych nule) sa prevádza do reaktora („práčky“), kde sa prefiikuje inertným plynom, napr. plynným dusíkom, a potom sa priamo vedie na stáčanie do obalov bez toho, aby bolo podrobené podstatnému prechodnému zretiu.

Obidva uvedené druhy „zrýchleného dozrievania“ podľa tohto vynálezu predstavujú zmienené tzv. „zretie chuti“. Je nutné si však uvedomiť, že zlepšenie zretia chuti nesúvisí s kvalitatívnym zlepšením chuti po chmeli, ktorý sa spojuje so spracovaním ochladením ako takým.

Predložený vynález je obzvlášť vhodný pri použití postupov vedúcich k viac stupňovým pivám. Úprava vysokostupňového zeleného piva ochladením podľa tohto vynálezu obmedzuje vznik chladného zákalu a škodlivé pôsobenie ďalších vyzrážateľných látok, ako bolo uvedené. Typické pivovary majú tiež obmedzenú kapacitu pre skladovanie, a tým i dozrievanie piva a tento problém sa ešte vyostrí pri použití postupov vedúcich k vysokostupňovým pivám, pokiaľ zriedené hotové pivo musí byť pred stáčaním do fľašiek uložené. Keďže tento vynález prostredníctvom urýchleného dozrievania skracuje čas v nádržiach na dozrievanie, uvoľní sa tým priestor pre pivo pred stáčaním do fľašiek. Z toho vyplýva, že zrieďovanie vysokostupňového piva až po ukončenie úpravy ochladením podľa tohto vynálezu zavr5

SK 281115 Β6 šuje procesy prípravy vysokostupňového piva a jeho úpravu ochladením.

Ak však skladovanie v nádržiach nepredstavuje problém, potom úprava ochladením podľa tohto vynálezu môže prinášať výhodu skráteného času dozrievania v nádržiach.

Pokiaľ príprava vysokostupňového piva je spojená s použitím tohto vynálezu, je tiež možné uskutočňovať zried’ovanie podľa požiadaviek v priebehu úpravy ochladením a to smerovaním zried’ovacieho toku, ktorý najlepšie prešiel chladnou fázou, ktorý je výhodne ochladený na danú teplotu (samozrejme v závislosti od jeho koligatívnych vlastností) tak, aby zmienená termodynamická rovnováha mohla byť ľahko zachovaná, do prúdu vysokostupňového zeleného piva v určitom zmiešovacom pomere. Je to najmä vhodné, pokiaľ zried’ovacou kvapalinou je zelené pivo s nižším obsahom alkoholu, čo býva v tých prípadoch, kde požadovaná koncentrácia alkoholu vo výslednom pive leží medzi koncentráciami alkoholu v obidvoch prúdoch zeleného piva. Keď pred miešaným nie je zrieďovací prúd ochladený, musí byť teplota kvapaliny upravená odpovedajúcim spôsobom tak, aby bola zachovaná celková termodynamická rovnováha procesu.

Ochladzovanie podľa tohto vynálezu je tiež zvlášť výhodné pri výrobe nápojov s nízkym obsahom alkoholu alebo bez alkoholu. Nápoje bez alkoholu neobsahujú v podstate žiadny alkohol t. j. majú okolo 0,01 až 0,05 % (objem/objem), ale nápoje s nízkym obsahom alkoholu majú okolo 0,5 až 1 % (objem/objem) alkoholu. Vyrábajú sa väčšinou:

a) tradičným spôsobom, t. j. odstraňovaním alkoholu z normálne pripraveného piva destiláciou alebo po novom ultrafiltráciou;

b) prostredníctvom „studeného kontaktu“, pri ktorom prebieha iba minimálne kvasenie, takže obsah alkoholu maximálne okolo 1 % (objem/objem), a tento obsah môže byť znížený zrieďovaním na požadovanú hodnotu, obvykle okolo 0,5 % (objem/objem). Tento postup je opísaný v rade patentov alebo prihlášok - napr. v prihláške (Japanese Kokai) 53-127861 alebo v US patentoch 4,661,355 a 4,746,518 a v kanadskej prihláške (Canadian Patent Application) 2,027,651. Podstatne zlepšený studený kontakt je opísaný v prihláške (US Application) séria č. 07/967,275 podanej 27.10.1992, ktorý je pokračovacím patentom súbežnej a teraz zrušenej prihlášky (US Patent Application) séria č. 07/783,322, podanej 28.10.1991, ktoré sú sem včlenené formou odkazu.

Tieto výrobky obsahujú zákal vytvárajúcej zložky rovnaký ako normálne pivá, čo platí najmä pri výrobkoch vyrobených na základe studeného kontaktu. Tieto výrobky môžu byť preto výhodne upravené podľa predloženého vynálezu.

Ako bolo uvedené, medzi iným sa predpokladá, že zníženie obsahu polyfenolov v pive prispieva k zníženiu času dozrievania. Na ilustráciu tohto javu slúžia nasledujúce výsledky:

Tento vynález bol použitý na výrobu siedmych substrátov zeleného piva. Stanovenie obsahu polyfenolu (mg/1) v substrátoch zeleného piva pred úpravou podľa tohto vynálezu a po tejto úprave bolo uskutočňované podľa známych priemyslových noriem ASBC. Výsledky boli nasledujúce:

Várka	Obsah polyfenolov
č.	pred úpravou	po úprave
1	144	130
2	152	148
3	184	165
4	195	144

192 144

182 153

Ako bolo diskutované, predpokladá sa, že hlavným faktorom pri vzniku zákalu je pomalé vyzrážanie polyfenolov, a preto zníženie ich obsahu podľa tohto vynálezu názorne ukazuje stabilitu vzhľadom na tvorbu chladového zákalu takto spracovávaných výrobkov v porovnaní s normálnymi pivami. Okrem toho pivo spracovávané podľa tohto vynálezu vykazovalo žiaduce chuťové charakteristiky, zvlášť lahodnosť a hladkosť. Malo by byť jasné, že rozdiely v obsahu polyfenolov sú podstatné.

Podľa ďalšieho aspektu tohto vynálezu sa predkladá prietokové zariadenie pre kvapaliny na kontinuálne ochladzovanie alkoholického nápoja. Zariadenie je tvorené výmenníkom tepla na ochladzovanie vodného roztoku, a tým aj zníženie jeho teploty do blízkosti jej bodu tuhnutia, pričom vznikajú iba minimálne množstvá nascentných kryštálikov ľadu, a ďalej je zariadenie tvorené nádobou alebo zásobníkom na ľad, pričom táto nádoba je sériovo a po prúde spojená s výmenníkom tepla a prijíma z výmenníku tepla ochladený vodný roztok. Nádoba obsahuje zariadenie na odvádzanie ochladenej spracovanej kvapaliny zo zásobníka na ľad a zároveň zadržujúce stabilné kryštáliky ľadu vnútri nádoby. Zariadenie ďalej obsahuje regulačné a kontrolné zariadenie kontrolujúce a termálne regulujúce koncentráciu v nádobe zadržaných kryštálikov ľadu.

Výmenník tepla pri prevádzke zariadenia rýchlo ochladzuje vodný roztok v blízkosti bodu tuhnutia roztoku tak, aby nascentné kryštáliky ľadu sa v ňom tvorili iba v minimálnych množstvách. Výsledný ochladený vodný roztok sa potom mieša v zásobníku na ľad (počas krátkeho časového intervalu) s vodnou suspenziou obsahujúcou stabilný objem ľadových kryštálikov z fázy nasledujúcej po chladnej fáze. V priebehu tohto miešania je tepelná rovnováha riadená spätnou väzbou čiastočne zmieneným kontrolným a regulačným zariadením, takže vo výslednej zmesi nenastáva v priemere citeľné zvýšenie celkovej hmotnosti kryštálikov ľadu a teplota vodnej suspenzie sa udržuje blízko tuhnutia ľadu. Spracovaný nápoj je potom extrahovaný zo zmesi pomocou separačného zariadenia.

Zariadenie kontrolujúce a regulujúce koncentráciu stabilných kryštálikov ľadu v nádobe na ľad a reagujúce na stav v tejto nádobe termálne reguluje pri priechode vodného roztoku touto nádobou množstvo stabilných kryštálikov ľadu obsiahnutých v tejto nádobe.

Kvapalina prechádza týmto systémom pôsobením dostatočného pretlaku, ktorý tiež uľahčuje dosiahnutie požadovaného prietoku. Pri typickom uskutočnení obsahuje prietokové zariadenie pre kvapaliny zariadenie riadiace prietok spojené s výmenníkom tepla, čím sa ovplyvňuje priebeh chladenia v tomto výmenníku. Pri prednostnom uskutočnení nastáva ochladenie v čase kratšom ako 60 s, dokonca v kratšom čase ako 30 s a dokonca za približne 5 s.

Oneskorenie medzi separáciou a separačným zariadením je výhodne kratšie ako 60 minút (výhodnejšie menej ako 30 minút a zvlášť výhodne od 5 do 20 minút).

Pri jednom uskutočnení obsahuje prietokové zariadenie pre kvapaliny odplyňovacie zariadenie, ktoré je sériovo pripojené pred výmenníkom tepla a ktoré má pred chladením odplyňovať vodnú kvapalinu.

Pri zvlášť výhodnom uskutočnení, v ktorom sa napr.

spracováva zelené pivo, výmenníkom tepla je výmenník tepla so zdrsneným povrchom, upravený na ochladenie piva do blízkosti bodu tuhnutia piva, ktorý leží v rozmedzí od

-1 °C do -5 °C a najmä v rozmedzí od -2 °C do -4 °C.

(Presná teplota závisí okrem iného od obsahu alkoholu a tuhých látok v pive).

Chladené zelené pivo sa potom privádza do nádoby na ľad, ktorá je skonštruovaná tak, aby mohla byť úplne zaplnená suspenziou obsahujúcou kryštáliky stabilného ľadu a napr. zelené pivo, pričom táto suspenzia sa udržuje v nemennom miešanom stave pomocou pretrepávacieho alebo miešacieho zariadenia (všeobecne: dispergačného zariadenia), ktoré vo všetkých prípadoch suspenziu v nádobe rovnomerne rozdelí. Tento miešaný stav výhodne odpovedá fluidnému lôžku, pri ktorom sú kryštáliky ľadu rovnomerne suspendované v pohybujúcej sa kvapaline.

Regulačné zariadenie výhodne udržuje veľkosť stabilných ľadových kryštálikov v rozmedzí od okolo 100 do 3000 pm. Tieto kryštáliky sú lOx až lOOx väčšie ako typické nascentné kryštáliky obsiahnuté v zelenom pive, keď zelené pivo opúšťa výmenník tepla.

Zariadenie podľa tohto vynálezu má výhodne nádobu na ľad, ktorá má izolovaný plášť.

Mechanizmus spätnej väzby pracuje tiež v závislosti od signálov snímačov ľadu, ktoré sa nachádzajú v upravovacej zóne (napr. v nádobe) alebo vedľa tejto zóny, a znižuje alebo zvyšuje množstvo ľadu v nádobe tým, že vyvoláva dlhšie alebo kratšie chladenie zeleného piva vo výmenníku tepla. Je to dynamická, po celý proces prebiehajúca úprava. Podiel stabilných kryštálikov ľadu je výhodne nemenný a obvykle sa nastavuje tak, aby stabilné kryštáliky ľadu zaujímali približne 10 až 20 % objemu nádoby.

Zariadenie regulujúce prietok sa používa na reguláciu času, počas ktorej sa zdrží zelené pivo v upravovacej zóne ľadu, a tento čas je výhodne veľmi krátky, napr. kratší ako 1 hodina, často kratší ako 15 minút, obvykle 5 až 15 minút a môže byť aj 2 až 5 minút alebo menej.

Tento vynález (na uvedenom príklade uskutočnenia) predkladá spôsob kontinuálneho spracovania piva pri nízkych teplotách v zariadení, ktoré bolo všeobecne opísané. Pri využití týchto podmienok bolo zistené, že pokiaľ sa pri varení piva, výhodne pred jeho dozrievaním, teplota rýchlo zníži do blízkosti bodu tuhnutia piva takým spôsobom, že vznikne minimálne množstvo kryštálikov, a takto ochladené pivo je privedené do styku počas relatívne krátkeho času s miešanou suspenziou kryštálikov ľadu bez toho, aby sa pivo zakoncentrovalo, potom môže byť fáza dozrievania varenia piva podstatne skrátená a možno dokonca celkom vypustená. Spôsob podľa tohto vynálezu zaisťuje, že všetko takto upravované pivo prechádza rovnakým spôsobom nízkoteplotnou úpravou, a toto pivo je preto rovnomerne spracovávané, pričom je malé riziko zamrznutia a poškodenia zariadenia.

Výsledné pivo má navyše lepšiu chuť, je menej drsné a zrelejšie v porovnaní s normálne pripraveným pivom, a to najmä, pokiaľ boli zo zeleného piva pred úpravou podľa tohto vynálezu starostlivo odstránené všetky kvasničné bunky pochádzajúce z kvasenia. Okrem toho bolo zistené, že tento vynález je vhodný na zníženie kovových príchutí z pochádzajúceho chmeľa, ale bez toho, aby sa znížila horkosť tiež pochádzajúca z chmeľa, čo je veľmi požadovaná výhoda pre Jednotky horkosti pre extrakciu pív“ a pre veľmi horké várky piva všeobecne. Aj keď horkosť je ako charakteristická vlastnosť vo väčšom alebo menšom stupni žiaduca a dokonca špecifická pre sladové pivovarské nápoje, pri pivách, pri ktorých pri varení boli použité organolepticky veľké množstvá chmeľu alebo chmeľových extraktov, sa môže prejaviť ako kovová prichuť. Tento problém sa môže vyskytnúť pri tzv., „nealkoholických alebo nizkoalkoholických“ pivách a pri pivách s nízkym extraktom. Tento problém sa môže vyskytnúť aj pri tých pivách, kde súčasťou charakteru výrobku je vysoké číslo jednotiek horkosti (BU). Napríklad pri niektorých pivách je BU v rozmedzí od 29 do 60 alebo aj viac. Znížením kovovej príchuti sa pri pive výhodne môže zlepšiť požadovaná horká chuť bez toho, aby došlo k strate dôležitého chmeľového charakteru piva.

Z toho vyplýva ďalšia časť tohto vynálezu - pivo vyrobené spôsobom podľa tohto vynálezu. Presnejšie, predpokladá sa alkoholický nápoj, ešte presnejšie, vymrazované pivo s termálnou históriou zahrnujúcou rýchle ochladenie nápoja na teplotu v blízkosti jeho bodu tuhnutia, pričom nápoj bol vystavený takým tepelným podmienkam, aby vzniklo iba minimálne množstvo nascentných kryštálikov ľadu, a potom bol ochladený nápoj zmiešaný s určitým objemom ľadových kryštálikov vo vodnej suspenzii a existencia tejto vzniknutej zmesi sa udržovala v krátkom Časovom intervale, v ktorého priebehu sa aspoň časť nascentných kryštálikov ľadu roztopí bez toho, aby súčasne citeľne vzrástlo celkové množstvo kryštálikov ľadu v zmesi, ďalej nasleduje oddelenie vymrazeného nápoja od zmesi, pričom celková koncentrácia rozpustených tuhých látok a alkoholu v oddelenom nápoji nie je podstatne väčšia ako celková koncentrácia rozpustených tuhých látok a alkoholu v pôvodnom neupravovanom nápoji.

Všeobecne sa preto predpokladá vymrazovaný nápojový extrakt daný primiešaním suspenzie a obsahuje: stabilné kryštáliky ľadu suspendované vo vodnej kvapaline a tepelne neupravovaný nápoj, ktorého veľmi malý vodný podiel prešiel pri vzniku nascentných kryštálikov ľadu počiatočnou zmenou stavu kvapalina - tuhá látka a potom v zmesi po roztopení nascentných kryštálikov opačnou zmenou stavu tuhá látka - kvapalina bez toho, aby v zmesi došlo k a— kémukoľvek citeľnému zvýšeniu celkovej hmotnosti kryštálikov ľadu.

t i Prehľad obrázkov na výkrese j í Spôsob podľa tohto vynálezu bude teraz podrobnejšie - i opísaný pomocou nasledujúcich výkresov bez toho, aby sa·· na nich obmedzoval, kde: obr. 1 je schematický výkres ukazujúci kroky použité pri¹ úprave zeleného piva podľa tohto vynálezu, obr. 2 je schematické znázornenie jednoduchej poloprevádzky pri uskutočňovaní chladnej fázy, t. j. na ochladzovanie a úpravu piva ľadom podľa tohto vynálezu, obr. 3 je schéma postupu výroby v prevádzke, ktoré bolo upravené tak, aby sa v ňom podľa tohto vynálezu mohlo upravovať pivo, obr. 4 predstavuje grafické vyjadrenie bodov tuhnutia vody (os x) pre rad kvapalných vodných požívatín v závislosti od obsahu rozpustených tuhých látok v kvapalnej vodnej požívatine (os y).

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa prednostného znaku tohto vynálezu sa predkladá spôsob prípravy skvaseného sladového nápoja, pri ktorom sa pivovarské materiály rmutujú s vodou, výsledný rmut sa zahreje a zo zmesi sa oddelí mladina, táto mladina sa vari, ochladí a skvasuje a výsledné zelené pivo sa vystaví záverečnej fáze, ktorá zahrnuje dozrievanie, čim vzniká skvasený sladový nápoj, pričom tento spôsob ďalej obsahuje vystavenie piva chladnej fáze, skladajúcej sa z rýchleho ochladenia piva na teplotu v blízkosti jeho bodu tuhnutia a to tak, aby v pive vzniklo len veľmi malé množstvo kryštálikov ľadu, nasleduje krátke miešanie ochladeného piva so suspenziou piva obsahujúcou kryštáliky ľadu bez toho, aby

SK 281115 Β6 sa vo výslednej zmesi citeľným spôsobom zvýšilo množstvo kryštálikov ľadu a extrakcie takto upraveného piva zo zmesi. Malo by byť jasné, že extrahované pivo prakticky neobsahuje žiadne kryštáliky ľadu, pretože sa tieto kryštáliky väčšinou roztopili alebo boli zadržané v suspenzii.

Podľa jedného znaku prednostného uskutočnenia tohto vynálezu upravovaným pivom je zelené pivo, a táto úprava sa uskutočňuje pred jeho dozrievaním.

Pri ďalšom uskutočnení tento vynález preto predkladá spôsob prípravy skvaseného sladového nápoja, pri ktorom sa pivovarské materiály rmutujú s vodou, výsledný rmut sa zahreje a zo zmesi sa oddelí mladina, táto mladina sa varí, ochladí a skvasuje a výsledné zelené pivo sa vystaví záverečnej fáze, ktorá zahrnuje dozrievanie, čím vzniká skvasený sladový nápoj, pričom tento spôsob zahrnuje vystavenie piva pred dozrievaním chladnej fázy, skladajúcej sa z rýchleho ochladenia piva na teplotu v blízkosti jeho bodu tuhnutia a to tak, aby v pive vzniklo iba veľmi malé množstvo malých kryštálikov ľadu, nasleduje úprava takto ochladeného piva uskutočňovaná krátky čas vo fluidnom lôžku, ktoré je tvorené kryštálikami ľadu, ktorých veľkosť je väčšia ako veľkosť malých kryštálikov vzniknutých rýchlym ochladením piva, a táto úprava prebieha tak, že sa citeľne nezvyšuje množstvo ľadu, potom nasleduje opätovné získanie teraz upraveného zeleného piva.

Pri uskutočňovaní spôsobu podľa tohto vynálezu je vhodné ochladzovaciu fázu uskutočňovať na zdrsnenom povrchu výmenníka tepla a zmiešovaciu fázu, ktorá môže zahrnovať miešanie ochladeného zeleného piva s miešanou suspenziou kryštálikov ľadu v zelenom pive, je vhodné uskutočňovať v zariadení, ktoré sa často v odbornej literatúre označuje ako „kryštalizačná jednotka“ a ktoré tvorí časť komerčne dostupných zostáv zariadenia pre zahusťovanie vymrazovaním.

Tieto zostavy zariadenia sú opísané napr. v US patente č. 4,004,886, ktorý bol vydaný Thijssenovi a kol., a ktorý je sem vtelený formou odkazu. Musí byť ihneď jasné, že sa na uskutočňovanie spôsobu podľa tohto vynálezu používa iba časť zariadenia opísaného v US patente č. 4,004,866 a že toto zariadenie sa využíva celkom iným spôsobom než tým, ktorý je opísaný v odkaze. V podstate sa toto zariadenie používa ako upravovacia zóna obsahujúca miešanú suspenziu výhodne väčších kryštálikov ľadu, ktorá môže byť považovaná za fluidné lôžko, v ktorom sa upravuje pivo pri priechode zónou, a v priebehu procesu sa množstvo kryštálikov v „lôžku“ citeľne nezväčšuje. Upravené pivo sa oddelí od kryštálikov ľadu, ktoré zostávajú v upravovacej zóne, dokiaľ sa neodstránia zo suspenzie a nedajú do odpadu po konci cyklu varenia piva (pri ktorom sa upravuje 1200 až 1500 hl piva). Malo by byť opäť jasné, že väčšina kryštálikov vstupujúcich do rekryštalizéra je pomerne malá a (ako bolo vysvetlené) mizne roztopením.

Tento proces môže byť na začiatku iniciovaný pridaním výhodne relatívne väčších kryštálikov (obvykle s priemernou veľkosťou 100 až 300 pm) do „hmoty“ v upravovacej zóne alebo môže ich vytvorenie byť vyvolané pre pohodlnosť až na mieste, a to privedením ochladeného piva do zóny, pričom za určitých podmienok a po určitom čase výhodne pomerne malé kryštáliky ľadu zaujímajúce iba okolo 5 % a obvykle okolo 2 % objemu piva sa zväčšia, a tým sa dosiahne požadované množstvo väčších kryštálikov v zóne. Dáva sa prednosť využitiu tejto relatívne krátkej počiatočnej fáze, pri ktorej vzniká suspenzia stabilných kryštálikov ľadu, ale využitie tejto počiatočnej fázy nie je pre tento vynález podstatné.

Bolo zistené, že proces v upravovacej zóne prebieha ustáleným spôsobom, pokiaľ upravovacia zóna obsahuje okolo 20 % až 25 % obj. kryštálikov ľadu, aj keď sa môže použiť množstvo od 35% do 5 % obj. alebo dokonca menej, a to napr. podľa typu upravovaného piva. Presné množstvo sa môže v priebehu upravovania trochu meniť, ale tieto zmeny sú monitorované a systém spätnej väzby je usporiadaný tak, aby dal informáciu výmenníku tepla alebo rovnocennému chladiacemu systému, aby podľa potreby zvýšil alebo znížil teplotu ochladzovaného zeleného piva, a tým priviedol systém opäť do rovnováhy. Tieto systémy, ktoré sú založené napr. na stanovení obsahu ľadu pomocou elektrickej vodivosti, sú ľahko dostupné.

Bolo zistené, že uvedené systémy pracujú účinne, pokiaľ zelené pivo, ktoré väčšinou opúšťa fermentačný tank pri teplote 10 °C až 17 °C, je ochladené na teplotu v rozmedzí približne od -1 °C do 5 °C a potom preteká okolo zdrsneného povrchu výmenníka tepla alebo iným vhodným chladiacim zariadením, kde sa ochladí až na približne -5 °C, obvykle na -4,5 °C až -1 °C. Rovnaká teplota sa väčšinou udržuje v upravovacej zóne.

Skutočná teplota tuhnutia substrátu piva, a preto i teplota dosiahnutá v ochladzovacej zóne závisí od radu faktorov, vrátane zloženia piva, hodnoty Plato, ale najmä závisí od obsahu alkoholu. Napríklad zelené pivo majúce hodnotu Plato 16°P (čo je bežné pri vysokostupňových pivách) a obsah alkoholu okolo 7 až 7,5 % obj. sa pred privedením do upravovacej zóny výhodne ochladzuje na teplotu okolo 4 °C. Čím je vyšší obsah alkoholu, tým nižšia bude teplota nutná na získanie výrobku s požadovanými charakteristickými vlastnosťami.

Malo by byť jasné, že obidve zložky tohto systému, t. j. výmenník tepla a upravovacia nádoba, sú pri procese (s výnimkou samého začiatku) plné kvapalného materiálu, a preto nie je potreba (inokedy požadovaná) inertná atmosféra.

Hlavná výhoda tohto vynálezu spočíva v možnosti uskutočňovania kontinuálnym spôsobom bez toho, aby upravovacia zóna, ktorá obsahuje ľad, sa stala nefunkčná v dôsledku vzniku ľadových vrstiev okolo chladiacich rúrok a podobných problémov, ktoré znižujú účinnosť chladiacich systémov, ktoré sťažujú ich reguláciu a ktoré v extrémnom prípade môžu systém zapchať, čo je problémom rôznych postupov podľa doterajšieho stavu techniky.

V nasledujúcom texte bude opísaná prednostná úprava zeleného piva pred jeho dozrievaním, aj keď je možné (pokiaľ je to žiaduce) túto úpravu uskutočňovať až po dozrievaní piva (za predpokladu, že sa vôbec dozrievací krok aplikuje).

Na obr. 1 je ukázané, že mladina sa privádza z vystieracej kade potrubím 10 do fermentačnej nádoby 12, kde je skvasená s kvasinkami bežným spôsobom. Po skončenej fermentácii sa upotrebené kvasinky odstránia pomocou odstredivky 13. Bežné spôsoby odstraňovania kvasnicových buniek môžu viesť k tomu, že malé množstvo kvasnicových buniek zostane v zelenom pive. Bolo však zistené, že tieto zostatkové bunky majú nepriaznivé účinky na výsledné pivo a predpokladá sa, že je to spôsobené ich lyžovaním pri úprave piva ľadom podľa tohto vynálezu a že fragmenty buniek majú nepriaznivý vplyv na organoleptické vlastnosti piva.

Pred upravovaním zeleného piva podľa tohto vynálezu by mali byť oddelené od tohto piva v podstate všetky upotrebené kvasinky, a preto oddelenie upotrebených kvasiniek sa má uskutočňovať s extrémnou starostlivosťou a, ak to je nevyhnutné, je treba použiť aj účinnejšie zariadenie.

Pripravené zelené pivo sa potom rýchlo ochladí na zdrsnenom povrchu výmenníka tepla 14, kde sa pivo ochladzuje na svoj bod tuhnutia, ktorý sa väčšinou nachá8 dza v rozmedzí od -1 °C do -4 °C v závislosti od mnohých faktorov, vrátane obsahu alkoholu v pive. V tomto prípade bod tuhnutia činí -3,7 °C. Ochladenie prebehne počas krátkeho časového úseku, väčšinou v kratšom než 60 s a obvykle počas niekoľkých sekúnd. Vytvorí sa veľmi malé množstvo malých kryštálikov, menej ako 5 % obj., väčšinou 2 % obj. alebo menej, ako je tomu v tomto prípade, pričom úprava sa uskutočňuje tak, aby sa zabránilo vzrastu väčších kryštálikov alebo vzniku prílišného množstva malých kryštálikov (t. j. menších ako približne 9 až 10 pm). Menej ako 2 % obj. piva sa v priebehu chladiacej fáze premení na ľad. Takto ochladené pivo sa potom ihneď privádza do upravovacej zóny obsahujúcej ľad. Táto zóna je úplne zaplnená suspenziou skladajúcou sa z kryštálikov ľadu a zo zeleného piva, pričom suspenzia je rovnomerne miešaná, čím je homogénna. Tieto kryštáliky ľadu sú výhodne podstatne väčšie (lOx lOOx) ako kryštáliky ľadu v upravovanom pive. Okolo upravovacej zóny je izolácia a zóna obsahuje mechanizmus spätnej väzby, ktorého funkciou je znižovať alebo zvyšovať množstvo ľadu v odozve na signály snímačov ľadu v upravovacej zóne tým, že zaistí menšie alebo naopak dlhšie chladenie zeleného piva. Týmto spôsobom sa udržuje dané pevné množstvo ľadu v zóne, obvykle okolo 10 % až 20 % alebo 22 % z objemu zóny, pričom sa väčšie kryštáliky zachovávajú a teplota upravovaného piva je konštantná. Schopnosť trvalé pracovať pri nízkych prevádzkových teplotách bez toho, aby nastávalo zapchávanie a poškodzovanie zariadenia ľadom, je veľmi dôležitým bodom tohto vynálezu. Do ľadovej upravovacej zóny môžu byť na začiatku jednoducho vložené kryštáliky ľadu, ale je výhodnejšie, aby kryštáliky ľadu vznikli na mieste až po začiatku procesu a to tak, že vo výmenníku tepla sa nechá vytvoriť veľké množstvo malých kryštálikov, ktoré sa nechajú potom narásť v upravovacej zóne na požadovanú veľkosť. Naplnenie zóny kryštálikami týmto spôsobom môže trvať od jednej do niekoľkých hodín, obyčajne dve hodiny, v závislosti od veľa faktorov, vrátane typov a kapacity použitého výmenníka tepla a obsahu alkoholu v zelenom pive. Táto počiatočná fáza sa nepovažuje za časť kontinuálnu prevádzkovej fáze tu opísaného procesu úpravy ochladením. Čas zdržania zeleného piva v upravovacej zóne s ľadom je relatívne krátky, kratší ako 1 hodina, väčšinou kratší ako 15 minút, najčastejšie iba 5 až 15 minút a môže byť i kratší. Potom nasleduje prevedenie upraveného piva do nádrže na dozrievanie 16. Proces je ukončený obvyklým spôsobom.

Elegantná praktičnosť systému spočíva:

a) v tom, že systém nieje zložitý; neobsahuje protiprúdové usporiadania, ale naopak iba jedno spoluprúdové usporiadanie obsahujúce upravovaný tekutý substrát; systém preto vyžaduje iba minimálne zariadenie a pri prevádzke je jednoduchý;

b) v tom, že úprava nezahrnuje zahustenie zeleného piva, a preto sa nemusia neustále odstraňovať kryštáliky ľadu (kryštáliky ľadu odchádzajú do odpadu až po skončení výrobného cyklu). Je samozrejmé, že odpadný ľad nie je potom nijak spracovaný, pretože prakticky neobsahuje žiadne strhnuté pivo a pod;

c) v tom, že predstavuje fázu procesu, v ktorej sa zelené pivo upravuje za miernych podmienok a veľmi rýchlo a táto fáza je ľahko a pohodlne začlenená do stávajúceho procesu výroby piva, a to iba s malou zmenou usporiadania výrobnej prevádzky;

d) v tom, že sa jedná o kontinuálny a rýchly proces, ktorý preto vyžaduje malé ďalšie náklady, ale pri tom (čo sa týka žiaducich charakteristických vlastností piva) poskytuje lep šie výsledky, t. j. najmä podstatné zvýšenie chladovej stability piva a veľmi dobré organoleptické vlastnosti;

e) v tom, že použitím opísaného zariadenia sú výmenník tepla aj separačná nádoba zaplnené kvapalným materiálom a preto nevyžadujú inertnú atmosféru alebo oxid uhličitý, s výnimkou začiatku procesu a času počas ktorého sa plní nádoba.

Obr. 2 znázorňuje poloprevádzku 20 určenú na ochladzovanie piva a úpravu piva ľadom, skladajúcu sa z výmenníka tepla 21 so zdrsneným povrchom a z upravovacej (separačnej) nádoby 22, ktorá má objem 120 1 a ktorá vymedzuje upravovaciu zónu 23 obsahujúcu ľad.

Potrubie 24 spojuje fermentor alebo zásobnú nádrž na zelené pivo (nie sú na obrázku znázornené) so zdrsneným povrchom výmenníka tepla 21, pričom obehové čerpadlo 30 sa nachádza v potrubí 24 a zaisťuje transport piva. Výmenník tepla 21 je vybavený chladiacim systémom 26. Potrubie 27 priamo spojuje výmenník tepla 21 s nádobou 22 a tvorí vstup pre ochladené zelené pivo. Nádoba 22 je vybavený miešadlom 28, ktoré je prispôsobené k pohonu motorom 29 a separátorom alebo filtračným prvkom 30, ktorý je umiestnený okolo výstupu 31 vedúceho do potrubia 32, ktoré vedie ďalej do nádrže na dozrievanie piva (na obrázku nie je znázornená). Separátor 30 je extrémne dôležitým komponentom systému, pretože musí zaistiť, aby väčšie kryštáliky vytvárajúce stály objem ľadu neopúšťali upravovaciu zónu a súčasne, aby malé množstvo menších kryštálikov (ktoré sa počas upravovania nesmú roztopiť, tak ako väčšina ďalších kryštálikov, ale až neskoršie) odišlo z nádoby 22. Separátor musí byť tiež zostrojený alebo upravený tak, aby mohol byť vybavený stierkami brániacimi zapchatiu separátora menšími časticami.

Príklad úpravy piva

Spôsob podľa tohto vynálezu bol použitý pri výrobe rýchlo ochladzovaného ležiaka. Vlastnosti týkajúce sa vzniku zákalu ležiaka pripravovaného podľa tohto vynálezu a bežného ležiaka sú uvedené v nasledujúcej tabuľke. Rýchlo ochladzovaný ležiak bol dozrievaný sedem dní, ale bežný ležiak štrnásť dní. Rýchlo ochladzovaný ležiak mal podstatne vyšší obsah alkoholu a extrahovateľných látok (C.O.E.) ako bežný ležiak - obidve tieto skutočnosti by normálne viedli k výrazne vyššiemu stupňu zákalovej nestability, vyšší stupeň zákalovej nestability sa tu však neprejavil.

Pivu	Be	žný leží	ak	Rýchlo oc	hladzovaný	ležiak
	C.O.F	IWkF.	IIMoF	C.O.E	IWkF.	IIMoF
	10, 96	54	62
	11,01	60	77	12,11	94
	10,91	73	71	11,95	65
	10,87	71	64	11,80	90
	11, 03	70	70	11,92	66
	11, 11	64	68	12,00	73
	10.88	56	81	11. 67	69
	10,85	70	82	11,67	77	85
	10,99	74	86	11,91	77	89
	11, 16	80	108	11.86	72	86
	11,22	97	123	11,80	7C	77
Súčet	120,99	777	892	118,78	743	337
Priemer	10,99	70,64	81, 1	11,878	74,3	84,25

Jednotkami sú Jednotky zákalu“ a pivá boli testované podľa nasledujúcich postupov:

Jednotýždňový urýchlený test (IwkF)

Táto analýza bola použitá na predpoveď stability výrobku vzhľadom na celkový suspendovaný chladový zákal.

SK 281115 Β6

Test je založený na všeobecne prijímanom predpoklade, že v pive skladovanom počas relatívne krátkeho času pri zvýšenej teplote vznikne suspendovaný chladový zákal, ktorý sa veľmi podobá zákalu vzniknutému v rovnakom pive po dlhom skladovaní pri normálnej izbovej teplote. Pivo vo fľaši alebo v plechovke sa vloží postavené do teplého vodného kúpeľa s teplotou 49 °C a v tomto kúpeli je pivo ponechané celý týždeň (sedem dní). Po skončení tejto inkubácie je pivo ochladené (samovoľne) na izbovú teplotu a potom je vložené do studeného vodného kúpeľa s teplotou 0 °C, kde je ponechané 24 hodín. Fľaše sú potom zo studeného vodného kúpeľa vybrané a obrátené dnom hore, aby všetky usadeniny suspendovali. Zákal sa potom meria nefelometricky pomocou rádiometrického nefelometra (Rádiometer Hazemeter), ktorý bol pred tým kalibrovaný pomocou empirických turbiditných štandardov. Pivo je naliate do komôrky prístroja a odčíta sa údaj na stupnici membrány. Odčítané údaje sa potom prepočítajú na hodnoty FTU (formazinové turbidintné jednotky) známym spôsobom ich vynásobenia štandardizovanými kalibračnými faktormi.

Dvojmesačný chladový zákal (IIMoF)

Pri tomto teste sa skladuje pivo v danom obale dva mesiace pri izbovej teplote. Celkové množstvo suspendovaných tuhých látok vo vzorkách sa meria rovnakým spôsobom ako pri jednotýždňovom teste.

Výsledky ukazujú, že spôsob podľa tohto vynálezu umožňuje skrátenie času dozrievania o 50 % bez toho, aby sa zvýšila zákalová nestabilita. Okrem toho, bez ohľadu na predpokladané chovanie dané vyšším obsahom alkoholu a extrahovateľných látok v rýchlo ochladzovanom ležiaku, bol zmeraný zákal pri rýchlo ochladzovanom ležiaku rovnaký ako zákal pri bežnom ležiaku. Je možné to považovať za veľmi dôležitú vlastnosť zvlášť preto, že sa v súčasnosti väčšina piva varí vo veľkých objemoch a medzi výrobou a konečnou konzumáciou piva môže uplynúť dlhší čas.

Na obr. 3 je schéma postupu výroby v komerčnej miere v prevádzke, ktorá môže byť využitá na spracovanie piva podľa tohto vynálezu. Pri tomto príklade sa opäť používa zelené pivo. Prevádzka má vstupné potrubie na zelené pivo 40 prepojujúce formentor alebo zásobnú nádrž na zelené pivo (na obrázku nie je znázornená) s chladičom 42, ktorý je spojený potrubím 44 s odstredivkou na pivo typu Westfalia 46. Táto odstredivka musí pracovať s optimálnou účinnosťou, aby sa z praktických dôvodov zaistilo, aby zo zeleného piva boli odstránené prakticky všetky kvasničné bunky z fermentačnej fázy. Odstredivka 46 je spojená pomocou potrubia 48, prietokomera 51, ventilov 52, 54, 56 a 58 a potrubia 60 s chladičom 62, pričom tento chladič je spojený s rozvodným potrubím 64 pomocou potrubia 57, ventilov 50, 68 a 70a potrubia 72. Pri alternatívnom uskutočnení môže byť odstredivka 46 priamo spojená s rozvodným potrubím 64 pomocou potrubia 48, ventilov 52 a 70 a potrubia 72. Rozvodné potrubie 64 je pripojené k zdrsnenému povrchu výmenníkov tepla 74. Na obrázku sú znázornené tri výmenníky tepla usporiadané paralelne, ale je jasné, že podľa požiadaviek môže byť využitý akýkoľvek počet alebo typ výmenníkov tepla. Druhé rozvodné potrubie 76 slúži na spojenie všetkých látok vychádzajúcich z výmenníkov tepla 74 a potom tieto látky sa privádzajú potrubím 78 do upravovacej alebo separačnej nádoby 80, v ktorej sa nachádza upravovacia zóna 82 s objemom 90 hl. Nádoba 80 je plne izolovaná a vybavená miešacím zariadením (na obrázku nie je znázornené) poháňaným motorom 84 a výstupnou rúrkou 66, ktorá je cez ventily 88 a 90 spojená s potrubím 92, ktoré je pomocou ventilu 94 a potrubia 96 spojené s nádržou na dozrievanie 98. Nádrž 98 je vyba vená monitormi ľadu alebo snímačmi ľadu 81, ktoré zachytia odchýlky od požadovaných podmienok „ustáleného stavu“ (napr. meraním zmien elektrickej vodivosti suspenzie závislej od obsahu kryštálikov ľadu) a ktoré automaticky výmenníkom tepla predajú informáciu, aby viac či menej chladili, a tak sa podmienky v upravovacej zóne vrátili do ustáleného stavu. Pri zobrazenom uskutočnení sú týmito monitormi vodivostné sondy (snímače 81) (Yokogawa, typ s250113E, NW 25, 4-20 mA), ktoré merajú zmeny vodivosti suspenzie piva, ktoré sú úmerné koncentrácii ľadu v reaktore. Spätný signál zo sond je posielaný do ventilovaného tlakového regulačného systému, ktorý pracuje na základe amoniaku (chladivá). Regulácia tlaku chladivá umožňuje reguláciu teploty chladivá, a tým i reguláciu množstva ľadu zadržaného v rekryštalizátore. Pri uprednostňovanom spôsobe obsluhy znázorneného zariadenia, sondou riadený regulačný ventil upravuje v stanovených intervaloch teplotu chladivá. V typickom prípade je odozva systému obmedzená, aby sa teplota za pol hodiny nezmenila viac ako o 0,5 °C a aby maximálna zmena teploty nečinila viac ako 2 °C.

Aby sa podmienky neodchýlili od zadaných podmienok, je nádoba 80 vybavená separačným zariadením (nie je na obr. 3 znázornené), ktorá zabraňuje všetkým kryštálikov ľadu (okrem malého množstva veľmi malých kryštálikov) opustiť nádobu, čim sa v tejto nádobe pri miešaní ľadovej suspenzie udržuje charakter „fluidného lôžka“.

Toto zariadenie bolo získané od holandskej firmy, použitý rekryštalizér je časťou vymrazovacej jednotky firmy Niro, typ NFC-60 a bol prispôsobený na to, aby pracoval pri prietoku okolo 350 hl/hod., pričom vstupná koncentrácia alkoholu bola 7,5 % obj./obj., vstupná teplota -1 °C, výstupná teplota -3,5 °C a ustálený objem superkritických kryštálikov ľadu bol 18 hl (20 % objemu nádoby).

Zelené pivo s obsahom 7 % obj. pochádza z fermentácie uskutočnenej bežným spôsobom, má teplotu okolo 15 °C a privádza sa do systému potrubím 40, ďalej prechádza chladičom 42 a keď tento chladič opúšťa má teplotu od 8 °C do 10 °C. Zelené pivo ďalej prechádza chladičom 55, kde sa znižuje jeho teplota na -1,5 °C, čím sa uľahčuje výmenníku tepla 74 so zdrsneným povrchom, ktorým pivo prechádza následovne. Teplota piva pri výstupe výmenníku tepla 74 činí okolo -4° a pivo obsahuje okolo 2 % obj. malých kryštálikov, ktorých priemerná veľkosť je 0,1 až 10 pm. Čas zdržania zeleného piva vo výmenníkoch tepla 74 činí iba okolo 1 s a pivo je potom ihneď rozvádzacím potrubím 78 privedené do upravovacej zóny 80 na ľad. Na začiatku procesu nie je v tejto zóne požadované zloženie suspenzie ľadu; tohto zloženia sa dosiahne za dve hodiny po začiatku procesu, pričom za tento čas vznikne okolo 1800 kg väčších kryštálikov ľadu s priemernou veľkosťou 200 až 3000 pm. Silné miešanie udržuje suspenziu v homogénnom stave, a táto suspenzia je zadržovaná v nádobe separátorom. Ochladené zelené pivo sa upravuje v množstve 450 hl/hod., čo odpovedá priemernému času zdržania piva okolo 12 minút. Teplota v upravovacej zóne sa udržuje na približne -4 °C. Množstvo kryštálikov ľadu v zóne („fluidné lôžko“) zostáva v podstate konštantné, toto lôžko môže mať veľmi dlhú životnosť, ale je praktické ho odstrániť do odpadu na konci každého cyklu varenia piva, čo odpovedá úprave 1200 až 15000 hl zeleného piva. Množstvo vody opúšťajúce systém vo forme ľadu nie je priamo merateľné, aj keď nepriame údaje naznačujú, že sa jedná iba o 0,1 až 1,5 %, a preto koncentrácia piva je stále v zásade konštantná, a to najmä pokiaľ je systém prepláchnutý vodou zo systému na konci každého cyklu. Je možné zhrnúť, že spôsob podľa tohto vynálezu predkladá ľahko zvládnu teľný kontinuálny proces a v porovnaní s normálnymi pivami má pivo podľa tohto vynálezu vyrovnané vlastnosti, je menej drsné, zrelšie a má podstatne predĺženú životnosť v dôsledku zvýšenej fyzikálnej stability. Zvýšená fyzikálna stabilita predstavuje podstatný ekonomický prínos, pretože skracuje čas normálne potrebný na dozrievanie a možno i ušetrí náklady potrebné na zariadenie nádrží na dozrievanie piva.

Nasledujúce príklady majú ilustrovať potenciálnu aplikáciu predloženého spôsobu pri výrobe destilovaných nápojov.

Príklad - destilovaný alkoholický nápoj

Pôsobenie kvasiniek je obmedzené množstvom prítomného alkoholu a pri obsahu alkoholu okolo 18 % obj. kvasinky strácajú fermentačnú schopnosť. Jednoduchým kvasením sa nedá preto dosiahnuť koncentrácia alkoholu vyššia ako 18 %, Na dosiahnutie vyšších koncentrácií je nutná destilácia. Je treba si uvedomiť, že bod varu alkoholu je okolo 78,5 °C, bod varu azeotropickej zmesi alkohol-voda

78,3 °C a bod varu vody je 100 °C. To znamená, že fŕakcionáciou je možné obohatiť alkohol až na 96 %, hoci pri nápojoch sa väčšinou uskutočňuje destilácia do obsahu alkoholu 40 až 50 %. Aj keď ako alternatíva na bežnú destiláciu bolo navrhnuté skoncentrovanie alkoholu vymrazenim, ekonomické hľadiská uprednostňujú tradičné destilácie. Okrem toho existujú dôkazy, že skoncentrovaním vymrazovaním sa získa nápoj s netradičnou chuťou, čo môže ovplyvniť komerčné uplatnenie produktu. Z toho plynie, že bežné varenie je stále prednostným spôsobom výroby destilovaných nápojov.

Destilované alkoholické nápoje môžu byť rozdelené do troch veľkých skupín. Prvá skupina zahrnuje nápoje na základe škrobovitých substrátov a vyžadujúce enzýmy obvykle vo forme jačmenného sladu, ktoré premenia škrob na skvasiteľné sacharidy (napr. škótska whisky zo sladu, žitná zo zmesi žita a sladu, bourbon zo zmesi kukurice, žita a sladu, írska whisky zo žita, pšenice a sladu a arak z tyže).

V typickom prípade sa do rôznych zdrojoch škrobu pridá okolo 15 % vysoko diastatického sladu, ďalej sa pridá voda a zmes sa za miešania a pri teplote okolo 56 °C podrobí reakcii. Zmes sa potom krátko zohreje na 62 °C, potom sa ochladí na približne 17 až 23 °C a okyslí sa kyselinou mliečnou alebo sírovou na pH 4,7 až 5. Pri alternatívnom uskutočnení môže byť pH znížené mikrobiologický (napr. prídavkom mikroorganizmov Lactobacillus delbruskii). Nižšia hodnota pH má vplyv na kontamináciu a napomáha metabolickej činnosti kvasiniek. Fermentácia trvá v typickom prípade okolo troch dní a teplota je regulovaná tak, aby bola nižšia ako 32 °C. V niektorých liehovaroch tento proces je časťou kontinuálneho fermentačného procesu.

Po ukončení fermentácie sú alkohol a aromatické látky oddestilované. Rôzne whisky sú destilované do rôznych stupňov a potom sú zriedené na koncentráciu určenú pre finálny výrobok. Typ zariadenia v liehovare a stupeň, do ktorého sa whisky destiluje, výrazne ovplyvní charakter výsledného produktu. Bourbon sa napr. destiluje tak, aby výsledný destilát bol 170°, zatiaľ čo pri ražnej v jednom destilačnom kotle sa dosiahne destilát s 130 až 140° alkoholu.

Pri škótskej whisky vzniká typická dymová aróma aspoň zo sladu, ktorý bol pálený pri vysokej teplote nad rašelinovým ohňom. Škótske whisky obvykle starnú v sudoch od sherry alebo v čiastočne zuhoľnatených drevených sudoch. Americké whisky sa väčšinou skladujú v dubových sudoch. Z dreva sa vylúhujú niektoré typické aromatické látky, napr. guajakol. Škótske whisky z vysočiny sa vyrá bajú v jednoduchom destilačnom kotle, zatiaľ čo whisky z nížiny v patentovaných destilačných kotloch a slady nemajú tak ťažkú dymovú arómu. Druhá široká skupina zahrnuje tie výrobky, pri ktoiých východzou surovinou je priamo cukor a pri ktorých aspoň časť pôvodných aromatických látok prechádza pri destilácii do destilátu (napr. koňak, armagnac alebo brandy z hrozna, slivovica a niektoré džemy zo sliviek, tequila z agávy, rum z cukrovej trstiny, applejack alebo calvádos z jabĺk, toddy z kokosového mlieka a framboisa z malín). Tretia skupina zahrnuje tie výrobky, ktoré sa vyrábajú pridaním aromatických látok do úplne čistého etanolu, ktorý bol získaný destiláciou a rektifikáciou (likéry: aquavit, pemod alebo rascovica z rasce, džin z bobuli jalovca, créme de menthe z mäty piepomej a cukru, créme de cocoa z kakaových bobov, cukru a vanilky, cherry brandy z čerešní a cukru, kávový likér z kávy a cukru, grand manier z pomarančovej kôry a cukru, drambuie z medu a whisky alebo chartreuska alebo benediktínka z rôznych bylín a cukru.

Príklad - fermentovaný jablkový mušt

Pri výrobe fermentovaného jablkového muštu sa šťava (buď vylisovaná z roztlačených jabĺk alebo pripravená z koncentrátu) spracováva s určitým množstvom sulfátu, ktoré je potrebné na zničenie pôvodnej mikroflóry. Potom sa šťava kvasí so zvolenými fermentačnými kvasinkami až do konca kvasenia. Fermentovaný jablkový mušt sa potom stiahne od kvasničného kalu. Pri tejto potenciálnej aplikácii tohto vynálezu je potom fermentovaný jablkový mušt upravený ochladením. Potom nasleduje miešanie s inými muštmi, pridaním antioxidantov a sladidiel, sýtenie oxidom uhličitým, sterilizácia a aseptické balenie či stáčanie, čím ^a získa výsledný fermentovaný jablkový mušt.

Spôsob tohto vynálezu môže byť využitý na úpravu destilovaných nápojov, bez ohľadu na to, do ktorej skupiny patria, a to po dokončení premeny fermentovateľného substrátu na etanol. V typickom prípade sa úprava uskutočňújg až po skončení destilačného procesu. V „tretej“ menovanej skupine môže byť výhodne využitý spôsob podľa tohto vynálezu pred pridaním aromatických látok do nápoja. Vo všetkých prípadoch je vodný roztok obsahujúci alkohol vystavený chladnej fáze, skladajúcej sa z rýchleho ochladenia roztoku na teplotu v blízkosti jeho bodu tuhnutia (ktorá, v závislosti najmä od obsahu alkoholu sa môže veľmi odlišovať), čím v ňom vznikne len veľmi malé množstvo nascentných kryštálikov ľadu. Výsledný vodný roztok obsahujúci alkohol je potom miešaný po veľmi krátky čas so stabilnými kryštálikami ľadu obsiahnutými vo vodnej etanolickej suspenzii, ktorých stály objem sa nachádza vo fáze nasledujúcej po chladnej fáze bez toho, aby sa pri miešaní citeľne zvýšila hmotnosť kryštálikov ľadu v konečnej zmesi. Takto upravený roztok je potom vyextrahovaný zo zmesi bez toho, aby došlo k akémukoľvek podstatnému zvýšeniu koncentrácie rozpustených tvrdých látok.

Obr. 4 ukazuje rôzne teploty tuhnutia pri rôznych výrobkoch v závislosti od koncentrácie rozpustených tuhých látok. Malo by byť zrejmé, že tento vynález sa všeobecne týka kvasených kvapalných nápojov a zvlášť kvasených alkoholických nápojov - napr. kvaseného jablkového muštu, rôznych likérov pripravených úplne alebo čiastočne kvasením a týka sa to tiež kvasených nápojov z obilnín napr. sladových kvasených nápojov, ako je napr. sladová whisky, ale najmä sa týka kvasených sladových pivovarských nápojov, ako je napr. „pivo“ (napr. ležiak, anglické nadkvasné vrchné pivo (ale), porter, kvasený nápoj zo sladu a pod. a pre väčšiu istotu, ale bez obmedzenia, sa týka i „nízkoalko

SK 281115 Β6 hotového“ piva a piva bez alkoholu - vrátane piva kvaseného pri využití postupu so studeným kontaktom).

Malo by byť taktiež jasné, že sa dáva prednosť tomu, aby sa proces ochladenia podľa tohto vynálezu uskutočňoval dvoch oddelených zónach, pričom tieto zóny sa prednostne nachádzajú v dvoch oddelených nádobách. Nie je to však celkom nutné, lebo obidve zóny sa môžu nachádzať v jednej nádobe za predpokladu, že nápoj je najprv ochladený, pričom vo vnútri nápoja vzniknú nasccntné kryštáliky ľadu a potom je ochladený nápoj miešaný so suspenziou obsahujúcou stabilné kryštáliky ľadu.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob prípravy kvaseného sladového nápoja, pri ktorom sú pivovarské materiály zmiešané s vodou na rmut, s následným zahriatím výsledného rmutu, oddelením mladiny zo zmesi, varením mladiny, jej ochladením a kvasením na pivo, vyznačujúci sa tým, že vzniknuté pivo sa vystaví ochladzovacej fáze zahrnujúcej iýchle ochladenie piva na teplotu blízku teplote jeho tuhnutia, pri ktorej vznikne iba minimálne množstvo kryštálikov ľadu, nasleduje miešanie ochladeného piva vo veľmi krátkom čase so suspenziou piva obsahujúcou kryštály ľadu bez zvýšenia množstva kryštálov ľadu vo výslednej zmesi a potom nasleduje extrakcia takto upraveného piva zo zmesi.
2. 2. Spôsob prípravy kvaseného sladového nápoja podľa nároku 1, pri ktorom sú pivovarské materiály zmiešané s vodou na rmut, s následným zahriatím výsledného rmutu, oddelením mladiny zo zmesi, varením mladiny, jej ochladením a kvasením, vyznačujúci sa tým,že vzniknuté pivo sa pred dozrievaním v záverečnej fáze vystaví fáze ochladzovania, ktorá zahrnuje rýchle ochladenie piva na teplotu blízku teplote jeho tuhnutia, pri ktorej vznikne iba minimálne množstvo kryštálov ľadu, nasleduje miešanie ochladeného piva vo veľmi krátkom čase so suspenziou piva obsahujúcou kryštály ľadu bez zvýšenia množstva kryštálov ľadu vo výslednej zmesi a potom nasleduje extrakcia takto upraveného piva zo zmesi.
3. 3. Spôsob prípravy kvaseného sladového nápoja podľa nároku 1, pri ktorom pivovarské materiály sú zmiešané s vodou na rmut, s následným zahriatím výsledného rmutu, oddelením mladiny zo zmesi, varením mladiny, jej ochladením a kvasením, vyznačujúci sa tým, že na prípravu nápoja sa použije zelené pivo, ktoré sa pred dozrievaním v záverečnej fáze vystaví fáze ochladzovania, ktorá zahrnuje rýchle ochladenie piva na teplotu blízku teplote jeho tuhnutia, pri ktorej vznikne iba minimálne množstvo kryštálov ľadu malej veľkosti, nasleduje úprava takto ochladeného piva uskutočňovaná krátky čas vo fluidnom lôžku, ktoré je tvorené kryštálmi ľadu s veľkosťou väčšou ako je veľkosť malých kryštálov ľadu z fázy ochladzovania bez zvýšenia množstva kryštálov ľadu a opätovné získanie upraveného zeleného piva.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že rýchle ochladenie trvá menej ako 60 sekúnd.
5. 5. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že rýchle ochladenie trvá menej ako 30 sekúnd.
6. 6. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým,že rýchle ochladenie trvá približne 5 sekúnd.
7. 7. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že miešanie alebo úprava trvá do 60 minút.
8. 8. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3,vyznačujúci sa tým, že miešanie alebo úprava trvá menej ako 30 minút.
9. 9. Spôsob podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že miešanie alebo úprava trvá 5 až 20 minút.
10. 10. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že pivom je zelené pivo.