專利名稱：麥芽汁煮沸裝置中的內部煮沸器和用于生產(chǎn)麥芽汁的設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種釀造設備的部件和包括該部件的釀造設 備，更具體地涉及麥芽汁煮沸裝置中的內部煮沸器和包括該內部煮沸 器的用于生產(chǎn)麥芽汁的設備。
背景技術：
在已知的釀造設備中，麥芽汁被作為啤酒生產(chǎn)的中間產(chǎn)品而被 煮沸。在麥芽汁煮沸后，熱的渾濁液被分離。接著在一個調節(jié)溫度，
例如大約8° C時，通過加入酵母而被發(fā)酵成啤酒。
因為在麥芽汁的煮沸過程中，為了提供技術特性，麥芽汁必須 被部分蒸發(fā)，且在煮沸后被冷卻到調節(jié)溫度，因此，在生產(chǎn)麥芽汁時， 涉及到一個特別的能量密集型的流程。此外，在為獲取能量而燃燒化 石燃料，以及在蒸發(fā)麥芽汁時形成的廢蒸汽將產(chǎn)生不期望的排放，由 于對釀造設備的環(huán)保要求的提高，其必須要被降低。
發(fā)明內容
根據(jù)已知的科技水平，本實用新型的任務是提供一種釀造設備 的部件和包括該部件的釀造設備，通過其可以優(yōu)化生產(chǎn)出的啤酒的技 術特性，降低麥芽汁生產(chǎn)時產(chǎn)生的排放以及優(yōu)化必需的能量投入。
該任務通過提供一種內部煮沸器和包括該內部煮沸器的用于生 產(chǎn)麥芽汁的設備來解決，其中根據(jù)本實用新型的內部煮沸器帶有熱交 換器和麥芽汁分配屏，并且設有對麥芽汁分配屏在垂直方向上進行可 控式位置變化的裝置。本實用新型的不同的方面當然也可以在一個釀 造設備中聯(lián)合應用。
本實用新型的一個方面基于下列基本思想，即可以有目的地改 變循環(huán)的麥芽汁涌流必須克服的流動阻力，以獲得一個期望的流動阻
力。因此，在本實用新型中的麥芽汁生產(chǎn)裝置中，設有一個可以調節(jié) 的、可以在麥芽汁涌流中沿著流動路線在麥芽汁流入口和排出口之間 設置的流動元件，通過調節(jié)該流動元件的位置，可以改變流動路線的 幾何形狀以及流動阻力，以對流動阻力產(chǎn)生影響并朝著額定狀態(tài)方向 改變。
原則上， 一個本實用新型中的流動元件不光可以在加熱機構設 置在麥芽汁煮沸裝置外部的外部煮沸器中使用，也可以在加熱裝置設 置在麥芽汁煮沸裝置內部的內部煮沸器中使用。當本實用新型的流動 元件和內部煮沸器一起使用時，尤為有利，在該內部煮沸器中，麥芽 汁根據(jù)自然循環(huán)流動的規(guī)則自行循環(huán)。而在該類型的麥芽汁煮沸裝置 中，僅僅可以對麥芽汁的流動產(chǎn)生較小的影響。
原則上，通過調節(jié)流動元件來改變流動阻力，很多結構是可行的。
本實用新型的一個其他的部分方面中的、設置在一個啤酒生產(chǎn) 流程中使用的麥芽汁煮沸鍋中的內部煮沸器，含有一個已知的，例如 使用管道束制成的熱交換器、一個溝渠式的蓄流圓錐以及一個在排出 口之上設置的用于對麥芽汁流動進行導流和分配的麥芽汁分配屏。依 據(jù)本實用新型，該立式的內部煮沸器配置有一個可以控制的改變麥芽 汁分配屏的垂直位置的裝置。依據(jù)本實用新型，麥芽汁分配屏相對于 熱交換器或者相對于麥芽汁糊化鍋內的液面水平的該高度可調性，可 以有利于對麥芽汁糊化鍋內的對流式自然循環(huán)流程產(chǎn)生有效的影響。
特別是，已經(jīng)顯示，通過調節(jié)或者控制麥芽汁分配屏的高度， 可以降低甚至避免不期望的通常在麥芽汁煮沸的開始階段出現(xiàn)的脈 動。
麥芽汁分配屏的垂直位置通過何種方法進行改變或者控制，在 本實用新型中首先不是關鍵。例如，麥芽汁分配屏可以借助一個杠桿 或者控制機構人工調節(jié)，并且和期望的流動特性相匹配。然而，當麥 芽汁分配屏的垂直位置依據(jù)一個通過傳感器獲得的狀態(tài)測量數(shù)值，例 如一個壓力測量數(shù)值、一個溫度測量值、或者一個測量的流動質量值， 可以自動調節(jié)時，尤其有利。麥芽汁分配屏的垂直位置的這種根據(jù)狀
態(tài)或者流程測量數(shù)值而進行的自動適配或者控制具有下列優(yōu)點，即在 麥芽汁進行煮沸時，可以一直對自然循環(huán)流動進行監(jiān)控，并在需要時， 對其自動進行優(yōu)化，且此時不需要操縱人員進行人工干預。
原則上，應用于控制麥芽汁分配屏的高度調節(jié)的具體狀態(tài)參數(shù) 是任意的。因此，可以借助光學信號分析獲取自然循環(huán)流動的瞬時大 小或者特征，并以此相應的調節(jié)麥芽汁分配屏的高度。然而，在釀造 實踐中已經(jīng)驗證，當麥芽汁分配屏的垂直位置與麥芽汁糊化鍋內的液 體表面的瞬時高度適配時，尤其有利。通過該方法，可以實現(xiàn)麥芽汁 分配屏的高度一直與麥芽汁糊化鍋內的、在過濾麥芽汁時由于麥芽汁 的蒸發(fā)持續(xù)下降的液面高度相適配。換句話說，該原理可以實現(xiàn)麥芽 汁分配屏在開始麥芽汁過濾時，以及在其整個流程期間，都處于對于 自然循環(huán)流動的恒定性非常重要的最優(yōu)高度。
根據(jù)本實用新型的一個其他的實施結構，麥芽汁分配屏的垂直 位置根據(jù)一個在熱交換器次級獲得的溫度測量值和/或根據(jù)在麥芽汁 鍋中液體的溫度而進行改變。當流經(jīng)熱交換器次級的麥芽汁的溫度和 /或麥芽汁鍋中麥芽汁的溫度已知時，此時可以根據(jù)特性，形成一個 相對于在熱交換器中存在的浮力作用以及以此產(chǎn)生的自然循環(huán)流動 的一個精確的反向作用，通過這種方法，對其進行控制或者進行穩(wěn)定。
同樣，也可以依據(jù)在熱交換器初級處獲取的壓力和/或溫度測量 數(shù)值，切斷輸入給在熱交換器次級處流動的麥芽汁的熱量，以此降低 自然循環(huán)流動的瞬時強度。根據(jù)本實用新型的一個其他的實施結構， 麥芽汁分配屏的垂直位置根據(jù)一個流經(jīng)熱交換器初級的熱載體媒介， 尤其是水蒸汽的溫度和/或壓力測量值進行控制。
為了獲得一個對麥芽汁分配屏的垂直位置特別精確的、對流程 的變化迅速相應的控制，在本實用新型的一個其他的優(yōu)選使用的實施 方式中，麥芽汁分配屏的高度不光依據(jù)一個，而是若干個狀態(tài)測量值 進行變化。如根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選使用的實施結構，當麥芽汁 分配屏的垂直位置的調節(jié)或者控制通過調用一個預先存儲的計算機 類型的關系公式和/或一個預先存儲的統(tǒng)計學的關系實現(xiàn)時，尤其有 利。通過使用一個計算機類型的和/或統(tǒng)計學的關系公式，例如以一
個表格或者一個坐標區(qū)域形式的關系公式，可以實現(xiàn)對很多符合流程 狀態(tài)的、相應很大范圍的經(jīng)驗或者試驗數(shù)值的調用。以此，可以在出 現(xiàn)的任何運行狀態(tài)時，獲取麥芽汁分配屏的高度的最優(yōu)數(shù)值并自動調 節(jié)。為了在過濾過程中，可以對自然循環(huán)流動更好地和直接地進行控 制，并且可以更早地防止自然循環(huán)流動出現(xiàn)非靜態(tài)階段，根據(jù)本實用 新型的一個其他的實施方式，除了對麥芽汁分配屏的高度進行調節(jié)或 者控制以外，至少還有一個其他的對自然循環(huán)煮沸產(chǎn)生影響的流程 量，例如流動截面、質量流量的強度或者熱流量，依據(jù)至少一個測量 出的狀態(tài)數(shù)值自動變化。
因此，例如，可以對蓄流圓錐的通流截面根據(jù)一個或者若干個 狀態(tài)測量數(shù)值，例如根據(jù)壓力、水位或者溫度的測量數(shù)值，自動進行 控制。 '
當麥芽汁的分配屏的可調節(jié)性與一個動態(tài)的低壓煮沸的流程條 件一起作用時，可以提供特別大的優(yōu)點。在該流程中，麥芽汁在交替 的升壓和和降壓階段進行煮沸，以此在降壓時，在麥芽汁形成蒸汽氣 泡(脫除)。最好，麥芽汁分配屏應該在降壓階段具有一個相對較高 的位置，在降壓階段的麥芽汁分配屏的垂直高度要高于其前面的或者 隨后的升壓階段的髙度。g卩，隨著動態(tài)低壓煮沸的階段變化，麥芽汁 分配屏交替的向上和向下移動。
例如，根據(jù)一個優(yōu)選使用的實施結構，該交替的調節(jié)運動可以 使用一個直線調節(jié)運動，以將麥芽汁分配屏的高度與麥芽汁糊化鍋內 由于蒸發(fā)而下降的麥芽汁液面高度相匹配。本實用新型的其他方面涉 及到應用自然循環(huán)流動時，麥芽汁的加熱。依據(jù)本實用新型的該方面,
麥芽汁被逐漸加熱到一個低于麥芽汁沸點溫度最多5° C，尤其時最
多r c一2。 c的預熱溫度。也就是說，通過相應的預熱，麥芽汁在
進入麥芽汁沸騰裝置之前，就已經(jīng)被充分加熱，使得其與可以形成期 望的氣泡的麥芽汁沸點溫度之間的溫度差相對來說很小。以此可以實 現(xiàn)，麥芽汁在麥芽汁沸騰裝置內進行很短時間的加熱，就可以在一定 區(qū)域內達到沸點，并形成較強的自然循環(huán)流動。
在對麥芽汁進行加熱時，已知的在麥芽汁沸騰裝置中以自然循
環(huán)流動方式出現(xiàn)的負面效果，尤其時麥芽汁在加熱期間的脈動，可以 以此很大程度上降低?？傮w上，與已知的只能用于流程熱量回收的預 熱方法不同，本實用新型中的預熱還可以實現(xiàn)麥芽汁質量的優(yōu)化。
原則上，在預熱時，為了將麥芽汁加熱到期望的預熱溫度而必 需的熱量，應在盡可能短的加熱時間內被傳輸?shù)禁溠恐?，因為短時 間的加熱可以優(yōu)化麥芽汁的質量。因此，要相應的選擇熱交換器，使 其具有足夠的加熱功率。
例如，通過使用一個合適的熱交換器，在循環(huán)流動中對麥芽汁 進行預熱時，尤其可以保證實現(xiàn)麥芽汁的保護性預熱。自由流動型板 式熱交換器尤其適合此時使用，引起該結構類型具有相對較大的流動 截面，使得對麥芽汁作用的剪切負荷相對很小。如果預熱裝置設有至 少兩個可以串聯(lián)和/或并聯(lián)通流的熱交換器時，也是可行的。因此麥 芽汁可以在盡可能短的加熱時間中，在熱交換器的相應足夠的加熱功 率下預熱到期望的預熱溫度。
為了實現(xiàn)本實用新型中的設備， 一種結構上尤其簡單的方式為， 用于對麥芽汁進行預熱的熱交換器在初級通入具有足夠高的能量密
度的熱載體，例如，溫度高于ioo。 c的蒸汽或者熱水，以輸入預熱
必需的附加熱量。
當至少兩個用于加熱熱載體的熱交換器串聯(lián)時，可以實現(xiàn)優(yōu)化 的流程熱量使用。如果希望從麥芽汁煮沸中產(chǎn)生的廢熱中回收的熱 量，可以在此處將預熱的水在一個第二預先連接的熱交換器中，借助 具有足夠高的能量密度的熱載體例如蒸汽或者熱水進行加熱，使得這 些水在對麥芽汁進行預熱時，具有足夠高的起始溫度。對應于來自能 量儲存器中的水的溫度，在麥芽汁預熱過程中，將麥芽汁加熱到期望 的預熱溫度時，只需要很少的附加熱量，因此可以將來自能量儲存器 的一部分熱量回收。
根據(jù)一種優(yōu)選使用的結構，預熱裝置中的麥芽汁的壓力，至少 在一些特定的流程部分中，尤其在麥芽汁流入麥芽汁煮沸裝置的開始 階段，要高于麥芽汁煮沸裝置中的麥芽汁壓力。以此可以實現(xiàn)，在流 入麥芽汁煮沸裝置時，麥芽汁擴展開來，使得在該流程階段，麥芽汁
中含有的一部分水分就被蒸發(fā)，至少進行麥芽汁含有物質的一部分的 期望的物質轉換。因此， 一方面可以進一步降低隨后的煮沸時間，另 一方面，可以使用期望的方法，將空氣從麥芽汁煮沸裝置中非常迅速 的排出。
本實用新型的一個其他方面涉及到麥芽汁在麥芽汁煮沸之后， 在一個渾濁液分離裝置，例如一個回旋池中對熱的渾濁液進行分離之 前，對麥芽汁進行預先冷卻。通過在熱的渾濁液進行分離之前進行的 直接冷卻，可以降低麥芽汁的熱負荷，以此優(yōu)化其的技術特性。
當然，麥芽汁的預先冷卻可以在任意的麥芽汁煮沸流程之后進 行。然而，當依據(jù)帶有交替的升壓和降壓階段的動態(tài)低壓煮沸的流程 條件，聯(lián)合使用麥芽汁冷卻和其之前的麥芽汁煮沸時，尤其有利，因 為通過該麥芽汁煮沸方式，在麥芽汁中形成蛋白質結構，盡管麥芽汁
溫度在預先冷卻后降低到例如大約88° C到90。 C，其仍然可以在隨 后的熱渾濁液分離過程中有效的被分離。
麥芽汁的預先冷卻可以使用已知的方法，在一個設置于麥芽汁 煮沸裝置之后的熱交換器中進行。如果在熱交換器的次級通入新鮮的 釀造水，可以將在麥芽汁冷卻中產(chǎn)生的熱量通入釀造水中，可以優(yōu)化 流程能量的使用。
根據(jù)本實用新型的一個其他方面，在對煮沸的麥芽汁進行冷卻 時，使用一種替代方案進行冷卻。煮沸的麥芽汁此時含有的原麥芽汁 成分超出由其生產(chǎn)出來的啤酒種類中對應的成分，根據(jù)本方案，其被 加水混合并同時冷卻以及降低濃度，為此要使用溫度低于該高濃度的 麥芽汁的溫度的水。同時，通過該冷卻，也可以降低麥芽汁的熱負荷， 以此又可以實現(xiàn)質量的優(yōu)化。
此外，至少可以部分節(jié)約用于加熱待混合的水、將其溫度上升 到高濃度的麥芽汁的溫度的必需的費用。因此可以使用較低的花費， 生產(chǎn)出較高的產(chǎn)品質量。此外，麥芽汁的技術特性可以通該流程被優(yōu) 化。在麥芽汁煮沸的加熱保持時間內，由于高溫，在麥芽汁中形成不 期望的物質，尤其是自由DMS，其與麥芽汁煮沸相反，由于缺少煮沸 運動而不能有效的蒸發(fā)出，并因此殘留在麥芽汁中。通過本實用新型
中的麥芽汁冷卻，可以在麥芽汁煮沸之后降低該不期望的香料物質的 形成，因此可以優(yōu)化最終產(chǎn)品的口感。
本實用新型中麥芽汁的冷卻的最大質量效果在緊隨麥芽汁煮沸 流程之后的流程階段中實現(xiàn)。在該流程階段中，麥芽汁具有最高的溫 度并因此受到最大的熱負荷。當緊隨麥芽汁煮沸之后，即在熱的渾濁 物在一個渾濁物分離裝置，例如一個回旋池中進行分離之前加入水 時，尤其有利。緊隨麥芽汁煮沸之后的高濃度麥芽汁具有一個稍微低 于沸點的溫度，通過混入較冷的水，可以將麥芽汁非?？觳⑶矣行У?冷卻至一個較低的溫度。當然，此時應當注意，在加入水之后，麥芽
汁仍然具有一個可以有效的分離熱渾濁物的溫度。
水和高濃度麥芽汁的均勻混合具有決定性的意義，因為只有這 樣，才可以實現(xiàn)一個均勻的溫度分配。如果在一個事先通入高濃度的 麥芽汁的罐中，僅僅加入數(shù)量預先確定的水，通常不能實現(xiàn)水和麥芽 汁的均勻混合。因此，當水在高濃度麥芽汁排出期間混入時，尤其有 利。在麥芽汁排出時，麥芽汁一直流動，因此不需要特別的機構，可 以以簡單的方式持續(xù)的加入必需的水量。
水除了在流出過程中混入以外，也可以在高濃度麥芽汁煮沸之 后，直接通入麥芽汁煮沸裝置中。當水從下層泵入麥芽汁煮沸裝置中 時，尤其有利。水在加入麥芽汁煮沸裝置中之后，可以通過使用一個 循環(huán)裝置例如泵或者攪拌器與麥芽汁混合，以獲得盡可能均勻的溫度 補償。
如果水在熱的渾濁物分離之前通入高濃度麥芽汁中， 一般來說，
混合溫度不能低于80到90的溫度范圍，以避免阻礙熱的渾濁物的分 離。
本實用新型中期望的、通過降低麥芽汁熱負荷獲得的產(chǎn)品質量 優(yōu)化效果，可以通過相對較少的水量在較低的溫度下實現(xiàn)。根據(jù)本實 用新型的一個尤其優(yōu)選使用的實施結構，加入的水的數(shù)量和溫度如此 選擇，即使得麥芽汁在和水混合之后，具有和由其生產(chǎn)出的啤酒種類 相符的原汁含量。以此可以實現(xiàn)，隨后不需要為調節(jié)期望的度數(shù)而進 行附加的加水混合。
原則上，任何一種釀造水都適用于該流程的實施。當加入的水 具有下述的溫度時，即在加入一定量的水以調節(jié)濃度時可以產(chǎn)生期望 的混合溫度時，尤其有利。例如，如果使用冷的釀造水進行混合，首 先根據(jù)麥芽汁的數(shù)量和期望的度數(shù)進行計算需要加入的水量。只有該 混入量己知，然后可以根據(jù)高濃度的麥芽汁的出口溫度和待調節(jié)的混 合溫度，確定待混入的釀造水必須具有的溫度。
如果釀造水的實際溫度不完全和該溫度一致，釀造水將被適當 的加熱，例如，通過通入熱水或者在一個熱交換器中加熱。
此外，混入的水在生物學方面應該沒有任何缺陷，以避免煮沸 之后已經(jīng)消毒的接著被微生物組織污染，這可以通過對加入的水進行 消毒實現(xiàn)。
在一些應用情況中，如果對除去混入的水中的氣體，以避免在 麥芽汁中加入附加的氧氣時，也可以作為一個優(yōu)點。
當在麥芽汁從麥芽汁煮沸裝置流出、轉運到渾濁物分離裝置中 的流出管中，設有一個混合裝置時，可以在釀造設備中以尤其簡單的 結構實現(xiàn)該流程。該混合裝置本身與水源供應相連，以在麥芽汁流出 時，水可以混入到上述流程的高濃度的麥芽汁中。
例如，該混合裝置可以非常簡單的通過相應的互相連接的管路 構成。然而，根據(jù)一個優(yōu)選使用的實施結構，在該混合裝置中設有一 個計量裝置，以此可以對在流程過程中加入的水量進行變化式調節(jié)。
為了對不同的流程參數(shù)進行控制，可以在混合裝置中設有不同 的溫度傳感器，特別可以對流出的麥芽汁在與水混合之前的溫度、流 出的麥芽汁在與水混合之后的溫度和混合水本身的溫度進行測量。
特別的，為了隨著水和麥芽汁之間的溫度和混合關系正確和自 動的進行調節(jié)，在必要時進行修正，可以在混合裝置上設有一個控制 或者調節(jié)裝置，通過該裝置，依據(jù)合適的測量數(shù)值，對在麥芽汁中混 入的水量進行控制或者調節(jié)。


下面參考附圖詳細闡述本實用新型的實施例，其中
圖1為內部煮沸器的帶有部分剖面的側視圖的示意圖2為用于生產(chǎn)麥芽汁的、帶有麥芽汁預熱裝置的釀造設備的 一個部分的示意圖3為用于生產(chǎn)麥芽汁的、帶有麥芽汁預熱裝置的釀造設備的 一個部分的第二實施方式的示意圖4為通過水混合對煮沸的麥芽汁進行預先冷卻的釀造設備的 一個部分的示意圖5為圖2中的用于生產(chǎn)麥芽汁的釀造設備的一個部分的示意 圖，以及一個設置在麥芽汁煮沸裝置和熱的渾濁物分離裝置之間的、 對煮沸的麥芽汁進行預先冷卻的釀造設備的一個部分的示意圖6為麥芽汁導流屏在動態(tài)低壓煮沸的不同階段的垂直調節(jié)曲 線圖。
具體實施方式
在圖1中示意示出帶有沒有按照比例示出的內部煮沸器1的煮 沸裝置例如糊化鍋(圖中沒有單獨標出)的上部區(qū)域，糊化鍋內含有 待煮沸的液體，尤其是啤酒麥芽汁，其用液面水平2表示。
以已知的方式，本實用新型中的內部煮沸器1首先包括一個熱 交換器3，在圖中所示的實施例中，其為殼體上帶有用蒸汽4或者熱 水加熱的管束的熱交換器；一個用于對在熱交換器3上部出現(xiàn)的麥芽 汁涌流進行阻礙和導流的蓄流圓錐5;以及一個麥芽汁分配屏6，如 圖中的流動箭頭8所示，其改變在7處垂直向上的涌出的、通常為兩 相的麥芽汁涌流的流向，并將其屏狀分配，然后重新導回液面水平2。 在此，依據(jù)本實用新型，內部煮沸器1的麥芽汁分配屏6在高度上可 以進行可控式調節(jié)，以此對在煮沸時產(chǎn)生的自然循環(huán)流動的特性進行 控制和改變。在內部煮沸器l的側壁上，設有卸荷開口30，其可以 在麥芽汁ll加熱時，降低自然循環(huán)流動的形成。
例如，本實用新型中的麥芽汁分配屏6的高度自動控制可以如 下進行，首先使用合適的在圖1中沒有標出的傳感器獲取例如液面水 平2的髙度、流經(jīng)位置9處的熱交換器次級的麥芽汁的溫度和/或在熱交換器3的初級流經(jīng)的熱載體媒介的溫度或者壓力測量值；此外， 根據(jù)該獲得的測量值，必要時，附加調用一個存儲的計算機類型的和 /或統(tǒng)計學類型的關系，形成一個控制值；最后，根據(jù)該控制值，使 用一個圖中沒有標出的，例如電動的、氣動的或者液壓的驅動裝置調 節(jié)麥芽汁分配屏6的高度。
例如，如果麥芽汁分配屏6位于其最低位置，那么， 一方面將 在7處產(chǎn)生一個蓄流壓力，而該蓄流壓力可以避免麥芽汁從蓄流圓錐
5中涌流出來。
另一方面，在麥芽汁分配屏6的該最低位置，麥芽汁涌流的屏 式區(qū)域8的大小以及麥芽汁的蒸發(fā)速度被最小化。此時， 一方面在7 處產(chǎn)的蓄流壓力直接對麥芽汁涌流產(chǎn)生一個阻尼作用，以此可以抑止 不期望的脈動的形成；另一方面，在麥芽汁分配屏6的最低位置處的 麥芽汁涌流的屏式區(qū)域8的最小面積、此時也最小化的麥芽汁蒸發(fā)量 以及麥芽汁ll從卸荷開口 30流出，導致糊化鍋內的麥芽汁2被更快 地加熱，這有利于在過濾流程開始時，減少不穩(wěn)定階段的時間，因此， 有利于避免出現(xiàn)不期望的脈動。
相反，在麥芽汁分配屏6的最高位置，對麥芽汁涌流的蓄流壓 力作用被最小化，麥芽汁涌流的屏式區(qū)域8在進入液面水平2之前都 具有最大的直徑，因此，具有最大的表面以及最大的蒸發(fā)作用。
通過將麥芽汁分配屏6調節(jié)在位于最高和最低位置之間的中間 位置，可以將蓄流壓力作用和蒸發(fā)速度控制在一個相應的中間值上。 通過該方法，可以在煮沸流程中出現(xiàn)的所有運行狀態(tài)中，對麥芽汁的 特征和強度施加影響，以此可以在一定程度上降低甚至完全避免自然 循環(huán)流動出現(xiàn)不期望的脈動，以此又尤其可以提高生產(chǎn)出的啤酒類型 的口感質量。
在圖6中，在下面的曲線圖中，曲線27示意示出了麥芽汁分配 屏6在動態(tài)低壓煮沸的不同階段期間的垂直調節(jié)的走向；而在上面的 曲線圖中，曲線28示意示出了在動態(tài)低壓煮沸時，升壓階段和降壓 階段期間的壓力。對應于曲線28，在大約2 — 3分鐘之內，壓力升高 到最高壓力；然后其在大約2—4分鐘之內降低，直到達到最低壓力。
麥芽汁分配屏6的垂直調節(jié)跟隨升壓和降壓階段的階段變化。對于升 壓階段，麥芽汁分配屏6將朝著較低的位置運動，而其在降壓階段被 設置在一個較高的位置。以此對動態(tài)的低壓煮沸產(chǎn)生支持作用。
從曲線27中可以進一步看出，麥芽汁分配屏6跟隨升壓和降壓 階段的階段變化的交替垂直位置，被一個附加的調節(jié)運動向下調節(jié)。 例如，該直線的調節(jié)運動根據(jù)液面進行，使得由于蒸發(fā)導致的液面的 下降被抵消，在液體表面和麥芽汁分配屏6之間的距離基本保持恒 定。
在圖2示出的設備中，帶有在圖1中示出的內部煮沸器1的麥 芽汁糊化鍋IO用于煮沸麥芽汁11。麥芽汁ll在煮沸之前，暫時存 貯在一個麥芽汁進料罐12中，并借助一個泵泵送到麥芽汁糊化鍋10 中。在本實施方式中，麥芽汁進料罐12的麥芽汁具有例如大約72° C的溫度。
在將麥芽汁11從麥芽汁進料罐12泵送到麥芽汁糊化鍋10中時， 麥芽汁11流經(jīng)一個預熱裝置例如熱交換器13的次級，熱交換器13 的初級有熱水流過。此時，熱交換器13和熱水的流入溫度如下設計， 即使得麥芽汁11在流經(jīng)熱交換器13時，在其次級盡可能短地從72 ° C加熱到98。 C。使得麥芽汁在流入麥芽汁糊化鍋10時就具有98 ° C的溫度，使得在將麥芽汁糊化鍋10中的麥芽汁11加熱到沸點溫 度100° C時，僅需要克服一個很小的2° C的溫度差。
為了為麥芽汁11的預熱提供必需的熱量，熱交換器13的初級 有熱水流通，熱水在流入時，必須具有足夠高的溫度。使用一個其他 的、次級有熱載體流通的熱交換器14將熱水加熱到要求的溫度。熱 交換器14如下設計，即使得流經(jīng)其次級的熱載體被加熱到足夠高的 溫度。此時必需的熱量由流經(jīng)熱交換器14初級的蒸汽或者熱水提供。
為了實現(xiàn)一個閉合的熱載體循環(huán)以及實現(xiàn)流程中的熱量的優(yōu)化 使用，使用一個置換存儲器15，其為了存儲能量，用熱水填充。該 置換存儲器15和一個鍋式蒸汽冷凝器16 —起構成一個能量回收系 統(tǒng)，使用該系統(tǒng)，可回收在麥芽汁煮沸時產(chǎn)生的、在蒸發(fā)出的蒸汽中 含有的廢熱。使用在鍋式蒸汽冷凝器16中從蒸汽中回收的熱量，可
以將置換存儲器15中的熱水加熱到例如97° C。
以此可以實現(xiàn)，將從熱交換器13中流出的例如溫度為78° C的 水，接入到置換存儲器15的下部，且可以從置換存儲器15的上部取 出溫度為97。 C的熱水。該從置換存儲器15取出的熱水可以再次接 入熱交換器14的初級，使得只需要補充相對很少的蒸汽或者熱水形 式的附加熱量。
在熱交換器13和麥芽汁煮沸裝置IO之間的管路上，安裝有一 個增壓元件，例如節(jié)流罩，使用該節(jié)流罩可以調節(jié)預熱裝置13中的 麥芽汁11壓力和麥芽汁煮沸裝置10內的麥芽汁11壓力之間的壓力 差。
如果內部加熱器1中的麥芽汁在動態(tài)低壓煮沸的流程條件下， 使用交替的升壓和降壓階段進行煮沸，可以通過聯(lián)合使用可調式的麥 芽汁分配屏6和麥芽汁預熱裝置，獲得一個很低的、在3.5%到4%范 圍內的總蒸發(fā)率，以此可以節(jié)約加熱能源。蒸汽排放量可以同時被最 小化，且麥芽汁的技術特性通過在動態(tài)低壓煮沸中可能出現(xiàn)的、通過 形成膨脹蒸汽獲得的氣洗(脫除)作用而得到優(yōu)化。此外，通過聯(lián)合 使用本實用新型中的特征，在低壓煮沸時，可以實現(xiàn)在非常低的過壓， 例如最多僅為0.3bar的過壓下工作。
在圖3中說明的設備，基本符合在圖2中說明的設備的結構。 也使用一個帶有一個內部煮沸器1的麥芽汁糊化鍋10煮沸麥芽汁 11。將麥芽汁11從麥芽汁進料罐12泵送到麥芽汁糊化鍋10中時， 麥芽汁11流經(jīng)一個熱交換器13的次級。熱交換器13的初級有具有 足夠高的流入溫度的熱水流過。此時，熱交換器13和熱水的流入溫 度如下設計，即使得麥芽汁11在熱交換器13的次級從例如74° C 加熱到98° C。使得麥芽汁11在流入麥芽汁糊化鍋10時就具有98 ° C的溫度，使得在將麥芽汁糊化鍋10中的麥芽汁11加熱到沸點溫 度100° C時，僅需要克服一個很小的2。 C的溫度差。
在該實施方式中，同樣使用一個初級通入蒸汽的熱交換器14對 用于加熱熱交換器13所必需的熱水進行加熱。以此將流經(jīng)熱交換器 14次級的溫度為80。 C的熱水進行加熱，使得其在流入熱交換器13
時，具有足夠高度的開始溫度。使用一個熱水罐31作為能量中間存 儲器，在其中，熱水可以大約80。 C的溫度被暫時存儲。也就是說， 流經(jīng)熱交換器14次級以及熱交換器13初級的熱水，可以在接入一個 密封的熱載體循環(huán)回路時，在熱水罐31中暫時存儲。為了可以將熱 水罐31中的熱水的溫度恒定保持在大約80。 C，熱水可以借助一個 熱交換器32，通過使用蒸汽進行加熱。
在一個在圖4中僅部分示意示出的糊化鍋中，設有一個麥芽汁 糊化鍋形式的麥芽汁煮沸裝置10和一個回旋池形式的渾濁物分離裝 置17。在糊化鍋中，例如，可以使用一個高重力方法進行工作。通 過相應的制取麥芽汁和澄清，通過導入管路18，含有高濃度原汁的 麥芽汁11被泵入麥芽汁煮沸裝置10中。
通過內部煮沸器1的加熱和煮沸屏6的相應調節(jié)，在帶有升壓 階段和降壓階段的動態(tài)低壓煮沸流程條件下，麥芽汁11在麥芽汁煮 沸裝置10中被煮沸，使得麥芽汁11中含有的水的一部分和不期望的 香味物質被蒸發(fā)。在麥芽汁煮沸結束時，麥芽汁ll在該流程變化中 具有一個超過待生產(chǎn)的啤酒類型的原汁濃度的原汁濃度。例如， 一種 啤酒應以12%的原汁濃度生產(chǎn)，麥芽汁11在麥芽汁煮沸后通過應用 高重力方法，可以具有大約為15%的榨取濃度的原汁濃度。
在麥芽汁煮沸后，麥芽汁ll通過流出管19，在排出泵20的相 應的驅動下，被泵入渾濁物分離裝置17，且從切線方向涌入。通過 該切線方向的涌入，可以達到涌流比率，其中熱的渾濁物21在一個 位于渾濁物分離裝置17底部的熱渾濁物圓錐中沉淀。在熱的渾濁物 21沉淀之后，麥芽汁11通過管22從渾濁物分離裝置17被泵送到后 置的容器中。在流出管19中設有一個計量裝置23，該計量裝置23 通過一根管24和一個帶有消毒后的釀造水的釀造水供應裝置相連。 通過管24流入計量裝置23的水的溫度可以預先設定。例如，此時可 以將來自一個熱水罐的水和來自一個冷水罐的水混合，并通過管24 被輸送。
在計量裝置23中，測量流出管19中的高濃度的麥芽汁11的溫 度和管24中的釀造水的溫度。此外，麥芽汁11的通流容積在流入計
量裝置23時被測量。使得仍然具有稍微低于沸點的溫度的麥芽汁11， 在計量裝置23中持續(xù)和具有一定溫度的冷水相混合，使得麥芽汁11 緊接著在渾濁物分離裝置17中除了具有期望的濃度，還具有期望的 溫度，例如大約88。。通過將麥芽汁11快速地從大約100°冷卻到 例如88° ，可以大大降低麥芽汁11的熱負荷，因而可以優(yōu)化產(chǎn)品質 量。
因為在傳統(tǒng)的糊化鍋中有釀造水的供應，所以，為了在結構上 實現(xiàn)本實用新型中的方法，對應于在圖4中說明的實施方式，僅僅需 要在流出管19區(qū)域進行拆開并且安裝一個適合的、帶有適合的釀造 水供應的計量裝置23。
在圖5中示意說明的糊化設備，以有利的方式整合了本實用新 型的若干個方面。通過調節(jié)位于麥芽汁糊化鍋10的內部加熱器1中 的煮沸屏6，可以在煮沸麥芽汁時，可變式調節(jié)麥芽汁的流動阻力。 此外，通過熱交換器13和14、置換存儲器15和鍋式蒸汽冷凝器16， 可以實現(xiàn)一個能量優(yōu)化的和低排放的麥芽汁預熱。在麥芽汁煮沸時， 麥芽汁的流動阻力的可變式調節(jié)和麥芽汁的預熱、和一個帶有升壓階 段和降壓階段的動態(tài)低壓煮沸的流程條件，在麥芽汁煮沸之后，共同
形成一個優(yōu)良的、麥芽汁ll的技術特性。
當麥芽汁11隨后直接在麥芽汁煮沸之后，且在熱的渾濁物21 在渾濁物分離裝置17中進行分離之前被冷卻時，麥芽汁11的技術特 性可以進一步被優(yōu)化。此時，在本實施方式中，不是混入冷水(參見 圖4)，而是使用一個熱交換器25。為了在熱交換器25冷卻麥芽汁 11，其中流通有新鮮的、溫度例如大約為13° C的水，其通過吸收廢 熱，被加熱到例如80。。以此可以進一步優(yōu)化制程中熱量的使用。
在熱的渾濁物分離之后，為了將麥芽汁ll接著進行冷卻到調節(jié) 溫度時，可以使用一個熱交換器26來額外地優(yōu)化制程中熱量的使用。 在熱交換器26中對麥芽汁進行冷卻時所產(chǎn)生的廢熱可以被預先冷卻 的新鮮水吸收，而該新鮮水在后續(xù)的釀造流程中可以作為預熱的釀造 水來使用。
權利要求1.設置在麥芽汁煮沸裝置(10)中的內部煮沸器(1)，帶有熱交換器和麥芽汁分配屏(6)，其特征在于，設有對麥芽汁分配屏(6)在垂直方向上進行可控式位置變化的裝置。
2. 如權利要求1所述的內部煮沸器，其中， 麥芽汁分配屏(6)位于可以根據(jù)一個狀態(tài)測量數(shù)值，如壓力、溫度、質量流動和/或該類型的參數(shù)自動改變的垂直位置。
3. 如權利要求1或2所述的內部煮沸器，其中， 麥芽汁分配屏(6)位于可以和麥芽汁煮沸裝置中的液面水平(2)高度相匹配的垂直位置。
4. 如權利要求l或2所述的內部煮沸器，其中，麥芽汁分配屏 (6)位于可以與從熱交換器(3)的次級流經(jīng)的麥芽汁(9)的溫度和/或麥芽汁糊化鍋中的麥芽汁(11)溫度相匹配的垂直位置。
5. 如權利要求l或2所述的內部煮沸器，其中，麥芽汁分配屏 (6)位于可以和從熱交換器(3)的初級流經(jīng)的熱載體媒介(4)的壓力和/或溫度相匹配的垂直位置。
6. 如權利要求1或2所述的內部煮沸器，其中， 麥芽汁分配屏(6)位于可以同時依據(jù)若干個狀態(tài)測量數(shù)值進行校驗的垂直位置。
7. 如權利要求l或2所述的內部煮沸器，其中， 麥芽汁分配屏(6)位于依據(jù)一個預先存儲的、計算機類型的和/或統(tǒng)計學類型的關系進行調節(jié)的垂直位置。
8. 如權利要求1或2所述的內部煮沸器，其中，除了進行麥芽汁分配屏(6)的垂直位置的調節(jié)以外，至少還有一個其他的參數(shù)可以至少依據(jù)一個狀態(tài)測量值而自動變化，所述其他的參數(shù)可以是例如 流動截面、熱流動量或者其他該類型的參數(shù)。
9. 用于煮沸麥芽汁的設備，帶有麥芽汁煮沸裝置(10),其 特征在于，在所述麥芽汁煮沸裝置(10)內部集成的如權利要求l一8中任一項所述的內部煮沸器(1)，其含有可以加熱的、為在自然循環(huán)中流動的麥芽汁(11)提供熱量的熱交換器(3)，在該麥芽汁煮沸裝 置(10)之前接有預熱要輸送到麥芽汁煮沸裝置(10)的麥芽汁(11) 的預熱裝置(13)，其中，麥芽汁(11)可以被預熱裝置(13)加熱到一個最多低于麥芽 汁(11)沸點溫度5° C的預熱溫度。
10. 如權利要求9所述的設備，其中，麥芽汁(ll)被預熱裝置(13)加熱到一個最多低于麥芽汁(11) 沸點溫度1至2° C的預熱溫度。
11. 如權利要求9或IO所述的設備，其中，預熱裝置(13)至少含有熱交換器(13)，其初級流通有熱載 體，該熱載體的溫度高于期望的麥芽汁(11)預熱溫度或高于麥芽汁 的沸點，且其次級流通有待預熱的麥芽汁(11)。
12. 如權利要求9或IO所述的設備，其中， 預熱裝置O3)和麥芽汁煮沸裝置(10)之間設有增壓元件(29)，使用該增壓元件可以調節(jié)預熱裝置(13)中的麥芽汁(11)壓力和麥 芽汁煮沸裝置(10)內的麥芽汁(11)壓力之間的壓力差。
13. 如權利要求9或10所述的設備，其中， 預熱裝置(13)至少為一個自由流動型板式熱交換器。
14. 如根據(jù)權利要求9或IO所述的設備，其中，預熱裝置(13)至少具有兩個可以串聯(lián)和/或并聯(lián)通流的熱交換器。
15. 如權利要求14所述的設備，其中，流經(jīng)可以串聯(lián)和/或并聯(lián)通流的熱交換器的麥芽汁涌流，可以以 選擇接通或者關閉單個熱交換器或者熱交換器組的方式進行改變。
16. 如權利要求9或IO所述的設備，其中， 在預熱裝置中的熱交換器(13)之前接有用于加熱熱載體的第二熱交換器(14)，其初級流通有熱載體，該熱載體的溫度高于期望 的麥芽汁(11)預熱溫度或麥芽汁的沸點，且其次級通流有接著流入 第一熱交換器(13)初級的熱載體，此時，在第二熱交換器(14)中， 可以將流入第一熱交換器(13)的熱載體，加熱到一個高于期望的預 熱溫度或高于麥芽汁的沸點溫度的溫度。
17. 如權利要求16所述的設備，其中，在第二熱交換器(14)之前接有能量回收裝置(15,16)，使用 該裝置可以預熱流入第二熱交換器(14)初級的熱載體，在麥芽汁煮 沸時形成的廢熱，可以被該熱載體吸收。
18. 如權利要求9或10所述的設備，其中， 在麥芽汁煮沸裝置(10)和可以將熱渾濁物(21)從麥芽汁(11)中分離的渾濁物分離裝置(17)，例如回旋池之間的中間位置，設置 有冷卻裝置(23,25)，使用該裝置，至少可以將麥芽汁(11)在麥 芽汁煮沸之后，且熱渾濁物(21)分離之前，進行稍微的冷卻。
19. 如權利要求18所述的設備，其中，冷卻裝置為在麥芽汁煮沸裝置(10)之后設置的熱交換器(25)。
20. 如權利要求19所述的設備，其中，熱交換器(25)的次級通流有新鮮的、可以吸收在麥芽汁(11) 冷卻時出現(xiàn)的熱量的釀造水。
21. 用于生產(chǎn)麥芽汁的的設備，帶有用于煮沸麥芽汁(11)的麥芽汁煮沸裝置(10)，其特征在于， 在所述麥芽汁煮沸裝置(10)內部集成的如權利要求l一8中任一項 所述的內部煮沸器(1);以及用于分離熱渾濁物(21)的渾濁物分離裝置(17)，此時麥芽 汁煮沸裝置(10)和渾濁物分離裝置(17)通過至少一根流出管(19) 相連，通過該管，麥芽汁(11)可以從麥芽汁煮沸裝置(10)流入到 渾濁物分離裝置(17)，其中，在流出管(19)中設有混合裝置(23)，借助該混合裝置，可 以在麥芽汁流出時，將水混入麥芽汁(11)中。
22. 如權利要求21所述的設備，其中， 混入水的溫度低于麥芽汁(11)的溫度。
23. 如權利要求21或22所述的設備，其中，在混合裝置(23)處設有計量裝置，使用該計量裝置，可以調 節(jié)混入水的量。
24. 如權利要求21或22所述的設備，其中，在混合裝置(23)設有溫度傳感器，使用該傳感器可以在水混 入之前，測量流出的麥芽汁(11)的溫度。
25. 如權利要求21或22所述的設備，其中，在混合裝置(23)設有溫度傳感器，使用該傳感器可以在水混 入之后，測量流出的麥芽汁(11)的溫度。
26. 如權利要求21或22所述的設備，其中，在混合裝置(23)設有溫度傳感器，使用該傳感器可以測量混 入的水的溫度。
27. 如權利要求21或22所述的設備，其中，在混合裝置(23)設有控制或者調節(jié)裝置，使用該裝置，可以 依據(jù)特定的測量值對混入麥芽汁(11)的水的量進行控制或者調節(jié)。
專利摘要本實用新型涉及一種可以優(yōu)化能源利用和排放的釀造設備的部件和包括該部件的釀造設備。具體地說，本實用新型公開一種設置在麥芽汁煮沸裝置中的內部煮沸器，其帶有熱交換器和麥芽汁分配屏，其中，設有對麥芽汁分配屏在垂直方向上進行可控式位置變化的裝置。本實用新型可以附加的提高生產(chǎn)出的麥芽汁的技術特性。
文檔編號C12C7/00GK201056559SQ200620133179

公開日2008年5月7日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權日2006年9月1日
發(fā)明者奧古斯特·倫茨, 托馬斯·哈肯澤爾納, 貝恩德·坎特爾貝格 申請人:霍夫曼股份公司