專利名稱：特別地用于啤酒生產中的糖化的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于啤酒生產中的糖化的方法，特別地涉及用于實施該方法的設備。
背景技術：
糖化對于啤酒生產而言是重要的處理步驟。在糖化過程中，谷物和水被混合到一起，由此溶解麥芽的成分。高粘度麥芽漿、即所謂的濃稠的麥芽漿，被用于生產高濃度的麥芽汁(高濃法)。目前，通常僅可能在下述濃度下受限制地開始糖化桶中的糖化作業(yè):所述濃度導致22%的第一麥芽汁(沒有酶)或24%第一麥芽汁(有酶)。這還可能消極地影響后續(xù)處理，該后續(xù)處理隨后僅受限制地進行或者甚至根本不再進行。其中一個原因是例如由粘度引起的傳熱系數(shù)的降低。然而，對于高熱流量水平，需要高傳熱系數(shù)或較大加熱表面，但是難以影響到這些或它們受限制。在增加加熱劑溫度的情況下，也能夠增加熱流量，但是這也會引起邊界層溫度增加，這樣的一個結果是對酶造成破壞。淤塞(fouling)和溫度引起的損失也會進一步顯著地增加，結果一次能源需求增大。同樣地,會增加清洗工作。另一原因是酶活性降低。在濃稠的麥芽漿中，能夠使例如吸著氣體保持得更長久，因此在酶和被酶作用物之間形成一種屏障。另外，麥芽漿的增加了的粘度阻礙了酶的移動性和作用，使得規(guī)定的靜置通常不再產生期望的結果。第三個原因可能是不均質的麥芽漿和所產生的麥芽漿的混合，其中不均質的麥芽漿例如由氣體導致的密度差產生。攜帶氣體并且較輕的麥芽漿顆粒因此更加強烈地朝表層竄，這通過將攪拌器的安裝位置靠近底部通常不能夠充分地防止。這些麥芽漿顆粒因而可以維持在酶的最佳溫度較短 的時間，這例如可能導致提取物損失。

發(fā)明內容
基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于糖化的改進了的方法和相應的設備，特別地用于濃稠的麥芽漿的方法和設備，所述方法和設備允許對麥芽漿緩和并且節(jié)約能量地進行加熱。從DE 10 2008 056 744 Al公開中已知用于汽提(strip)麥芽汁的設備及方法。為了使具有不受歡迎的味道的物質蒸發(fā)，因此沿加熱表面輸送麥芽汁。該公開已說明，設備還可以形成為組合式的麥芽漿-麥芽汁煮沸鍋或者形成為糖化桶煮沸鍋。然而，在糖化期間或者在該設備被用于糖化的期間，麥芽漿不是通過雙散布器施加到加熱表面而是傳統(tǒng)地從上方或下方引入。根據(jù)本發(fā)明，其目的是通過權利要求1和8的特征來實現(xiàn)該目的。優(yōu)選的實施方式由從屬權利要求產生。根據(jù)本發(fā)明，此刻加熱表面以如下方式在麥芽衆(zhòng)的表層的上方向上延伸:麥芽衆(zhòng)能夠沿著加熱表面向下行進直到麥芽漿到達麥芽漿的表層。因此，體積獨立的加熱表面放大在更高濃度的麥芽漿的情況下和在凝膠階段期間、減少了粘度引起的傳熱降低的問題。
由于麥芽漿沿著加熱表面呈薄膜狀向下流動的事實，靠近表面的氣泡可以由于溫度增加而突然或非常迅速地變大并且被排出。由于例如麥芽漿等的脫氣，例如能夠充分地減小麥芽漿的由氣體引起的密度差，并且能夠增加濃稠的麥芽漿中的如上面所述的酶的活性。由于麥芽漿沿著加熱表面輸送的事實，還能夠進一步從麥芽漿中排出諸如二甲基硫醚(DMS)等不期望的揮發(fā)性物質。DMS是含有硫并且在啤酒中產生異常氣味的有機化合物。DMS由發(fā)麥芽期間形成的前驅物、S-甲硫氨酸(SMM)和二甲基亞砜(DMSO)產生。由于麥芽漿通過沿著加熱表面輸送而被附加地加熱的事實，能夠使加熱介質的溫度降低。因此，能夠對麥芽漿更緩和地進行加熱。由于不需要高加熱介質溫度的事實，例如能夠方便地使用來自熱回收的熱能、即使用其他處理步驟的廢熱(例如麥芽汁冷卻期間產生的熱水)來對加熱介質進行加熱進而對麥芽漿進行加熱，使得能夠防止或至少充分地減少使用一次能源來加熱麥芽漿。加熱介質溫度的降低以及高濃度麥芽漿的可用性因此導致充分地節(jié)約能源。通過使用來自熱回收的加熱介質，能夠更經(jīng)濟地制造加熱表面壁。例如通過使加熱表面壁更薄進而能夠提高傳熱性。另一個優(yōu)勢在于，由于麥芽漿的新穎的導入方式，產生了改善了的整體混合效果，特別是在桶直徑大和填充高度高的情況下也產生了改善了的整體混合效果。特別是在高填充高度的情況下，通過將麥芽漿施加到在表層上方延伸的加熱表面，增大了麥芽漿表面的體積流量，這進而減少了有時在表層產生的密度引起的麥芽漿浮層(mash slick),因此進而導致酶活性更好并且導致麥芽漿中淀粉的轉化更好。另一優(yōu)勢在于如下事實:例如，不論麥芽漿的量如何，都能夠通過同一個設備最適宜地加熱麥芽漿。不再需要根據(jù)啤酒的類型而將加熱框架進行特定的細分，這節(jié)約了相當可觀的成本和設計期間的澄清工作。利用該系統(tǒng)還能夠對麥芽漿的量顯著變化的新類型良好地進行加熱(大大提高了啤酒廠的靈活性)。即使“極小”的麥芽漿份量和/或“極小”的麥芽漿的量也能夠被可靠且均勻地加熱。對于該情況，不再需要附加的加熱底部，因為“極小”的麥芽漿份量和/或“極小”的麥芽漿的量通過沿著加熱表面向下行進而被加熱。該措施另外允許更 細長的構造和更有利的糖化容器(填充高度例如為3至5m，容器高度為5至Sm)。這進而允許桶的非常良好的表面積/體積比(A/V比)，由此減少輻射熱損失。根據(jù)本發(fā)明的分配設備和加熱表面還可以對現(xiàn)有糖化設備作翻新改進，這為客戶提供了節(jié)約能源的巨大潛能。特別有利地是，可以利用溫度優(yōu)選地為蒸煮溫度的范圍或落在蒸煮溫度以下的加熱介質來對加熱表面進行加熱。加熱介質的溫度有利地落在比相應的產品溫度高IOK至30K的溫度，即這里為比麥芽漿的溫度高IOK至30K的溫度或者比設備中的介質的溫度高IOK至30K的溫度。溫度的降低、即緩和地進行加熱減少了淤塞，對酶溫和并且如已經(jīng)說明的那樣節(jié)約能源。由于加熱介質的溫度降低，所以能夠減少對麥芽漿桶進行CIP清洗的頻率和/或強度，這進而節(jié)約了水、能源和清洗劑。根據(jù)本發(fā)明，將麥芽漿施加到加熱表面的上側區(qū)域、特別是糖化設備的上四分之一。這導致加熱表面的最大化以及與此相關聯(lián)的優(yōu)勢。通過分配設備能夠將已經(jīng)粉碎的麥芽漿導入到糖化設備中。這意味著，麥芽漿在開始時已經(jīng)能夠沿著加熱表面被弓丨導，由于溫度增加麥芽漿能夠在加熱表面處尤其有效且快速地除氣,使得還能夠防止由氧氣引起的對酶的破壞。麥芽漿表面在加熱期間增大對于吸氧不存在任何消極影響，因為作為上述能量輸入的結果，粘著的氣體顆粒分離，另外氧氣在水或麥芽漿中的溶解性在較高溫度下可以忽略而在蒸煮溫度下接近于零。另外，隨著能量輸入，向下行進的麥芽漿處的水蒸汽邊界層厚度增大并且用作麥芽漿膜和容器空間之間的屏障。作為預防措施，人們可以向容器空間供應氣體和/或在糖化設備/糖化容器中產生負壓。設備因而有利地形成為用于正壓和真空的壓力容器。負壓進一步有助于麥芽漿的除氣。使用的氣體可以是例如氮或二氧化碳或任何其他氣體和/或氣體混合物。當泵出一部分麥芽漿時，麥芽漿有利地從糖化設備的下側區(qū)域、特別是從中央底部區(qū)域泵出。有利地，例如可以利用現(xiàn)有麥芽漿泵將桶中央的麥芽漿泵出，隨后將麥芽漿向上泵至分配設備，使得不需要任何另外的泵。由于從上方添加被泵送的麥芽漿，因此不論麥芽漿填充高度如何都相對地改善了最上側液體層中的麥芽漿的混合。然而，如果在糖化設備的下側區(qū)域附加地攪拌麥芽漿，將是有利的。然而，麥芽漿攪拌器、齒輪箱和驅動單元因而可以被更有利地設計。由于另外設置了攪拌器，這導致麥芽漿的以下運動。由于攪拌器引起的上升力以及由于熱升力，麥芽漿在容器壁的內表面向上竄。一些麥芽漿顆粒的密度低，從而更強烈地向上竄并且能夠漂浮在那里。大部分麥芽漿顆粒沿著框架遷移到上側液體區(qū)域，然后朝向中央遷移，并且從那兒再次向下返回，其中一部分泵出。在根據(jù)本發(fā)明的設備的情況下，如果分配設備優(yōu)選地形成為具有開口或具有環(huán)狀間隙的環(huán)狀管圈或半管圈，將是有利的。開口由此優(yōu)選地圍繞環(huán)狀管或環(huán)狀半管圈的周圍均勻地配置。因此，麥芽漿能夠從分配設備排出到加熱表面上。由于開口或環(huán)狀間隙，導致麥芽漿的橫截面減小并且導致麥芽漿表面增大，使得表面附近的氣泡能夠完全破裂。加熱器有利地以如下方式形成:加熱介質用的至少一個出口配置在加熱表面的上側區(qū)域，至少一個出口設 置在加熱表面的下側區(qū)域。加熱介質用的至少一個入口設置在至少一個上側出口和至少一個下側出口之間的中部區(qū)域。中部區(qū)域這一表述的意思是在兩個出口之間或者在加熱表面的上端和下端之間。因此，加熱介質可以從中部入口向上流動和向下流動。這具有如下優(yōu)勢:在加熱器的上側區(qū)域，加熱介質與向下流動的麥芽漿呈對流流動。在麥芽漿由于攪拌器的作用而在容器的內壁向上移動的下側區(qū)域，加熱介質同樣呈對流向下流動，這明顯地提高了熱流量。在任何情況下，如果經(jīng)過加熱表面的流動近乎豎直，則熱流量提高，這也導致回流溫度較低。傳熱介質因此以遠低于通常的80° C的溫度存儲在儲能器中，能夠充分地降低儲能罐的尺寸因此還能夠使儲存成本充分降低。低回流溫度在儲能罐及其載荷的設計中是有利的。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，加熱器的面朝內的加熱表面具有多個凹凸、特別是彼此挨著并且一個位于另一個之上地配置的多個拱形囊，該多個拱形囊彼此連接并且加熱介質流經(jīng)該多個拱形囊。加熱表面優(yōu)選地以如下方式配置:加熱介質通過這些囊的流動方向以拱形囊接著接合部的方式形成，和/或液體介質經(jīng)過拱形囊的流動方向為使得拱形囊接著接合部。因此，能夠增大加熱劑側和產品側的傳熱性，因此增大加熱劑側和產品側的K值。現(xiàn)在，為了操作例如具有設計的體積流量和設計的溫度的麥芽汁冷卻器，將攪拌器定位于儲能器處，該攪拌器將例如來自儲能器的較高層的較熱的傳熱介質與儲能器的較低層的相對較冷的傳熱介質以需要的方式混合到一起。根據(jù)本發(fā)明的設備可以包括用于特定處理的開環(huán)控制單元，該開環(huán)控制單元開環(huán)控制最大量液體介質、特別是高達最大高度的最大量麥芽漿的供給，其中加熱表面延伸超過該最大高度。因此，確保了介質、即麥芽漿能夠沿著加熱表面向下行進到表層的處理。加熱表面的厚度d2有利地為0.4mm-2mm。上述設備特別地適用于加熱麥芽漿。然而，該設備同樣適用于加熱其他液體介質、特別是麥芽汁。由于介質能夠沿著加熱表面“漫過”，所以人們還能夠對諸如過濾桶用的噴射液體等其他液體進行脫氣/除氣。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，麥芽漿在加熱表面和限制元件、特別是限制板之間的間隙中朝麥芽漿的表層流動。因此，向下流動的麥芽漿能夠保持在限制區(qū)域中。因此，麥芽漿能夠沿著加熱表面被良好地輸送并且與加熱表面保持緊密接觸。這能夠對傳熱性具有有利的效果并且還能夠防止可能的吸氧。由于到實際加熱表面的距離小或者由于間隙、特別是環(huán)狀間隙的尺寸窄(例如3mm至20mm)，所以當麥芽漿向下行進時迅速形成了無氧區(qū)域，其中該無氧區(qū)域使麥芽漿避開了氣體區(qū)域的其余部分。限制元件例如在麥芽漿高度的稍上方或稍下方終止。由此限制元件能夠有利地浸入到麥芽漿或麥芽漿高度中。在該情況下，向下行進的麥芽漿根本不與設備中的氣體體積的其余部分接觸。根據(jù)設備的該優(yōu)選實施方式，限制元件、特別是限制板以在加熱表面和限制元件之間形成間隙的方式配置，由此液體介質朝表層流經(jīng)該間隙。該間隙由此優(yōu)選地形成為環(huán)狀間隙。環(huán)狀間隙在這里應理解成，指的是具有環(huán)形橫截面的連續(xù)間隙或分開的間隙或被分成不同區(qū)段的間隙。限制元件優(yōu)選地至少從如下高度范圍最大延伸到位于容器底部上方的區(qū)域:在所述高度范圍，液體介質通過分配設備施加到加熱表面。如果在限制元件和底部之間存在距離，則麥芽漿能夠在設備中循環(huán)。限制元件有利地延伸到加熱介質用中央入口的區(qū)域。因此，能夠支撐前述對流換熱器原理。如果間隙、特別是環(huán)狀間隙在頂部封閉，則能夠防止氣體吸回到間隙中。還可以將限制元件自身形成為加熱器，由此能夠使加熱表面因而指向容器框架并且能夠對麥芽漿附加地進行加熱。


在下文中，參照以下附圖更詳細地說明本發(fā)明。圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的設備的概略圖。圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的概略圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的設備的加熱表面的立體圖。圖4示出通過根據(jù)本發(fā)明的加熱器的局部縱向截面。圖5示出通過加熱器的橫截面。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式。
具體實施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的設備。圖1中示出的設備適用于啤酒生產期間的糖化。設備I包括容器2，該容器2的側壁3優(yōu)選地形成為中空筒狀。容器2具有罩或蓋4，該罩或蓋4設置有用于揮發(fā)性成分的蒸汽出口管5。盡管這里未示出，但是容器
2可以連接到能量回收設備。在下端處，容器包括底部6，該底部6優(yōu)選地呈錐形地向下漸縮。在底部的中央設置有出口 10，出口 10在這里為排出桶(bowl)的形式，出口 10被連接到出口管路31。控制閥11定位于出口管路31。此外，用于將麥芽漿或麥芽漿的一部分泵出的泵12設置于出口管路。例如，在糖化處理之后，在閥24和閥26打開的情況下，麥芽漿能夠經(jīng)由管路23被抽出。如果閥24關閉并且閥25和26打開，則如隨后更詳細地說明的那樣，麥芽漿能夠經(jīng)由入口管路22被輸送至分配設備8，該分配設備8可以定位在容器的外側或內側。另外，攪拌器定位于設備的下側區(qū)域，這里定位在桶底部的中央處。該攪拌器包括馬達21、驅動軸和攪拌器葉輪16。攪拌器葉片32可以設置于排出桶中。另外，設備還包括麥芽漿用的入口 7。能夠經(jīng)由管路23、22和分配設備8從上方導入麥芽漿。然而，還可以經(jīng)由未示出的、位于例如底部或位于排出桶10中等位于下側區(qū)域的入口將麥芽漿供給到設備I。在特別有利的設計中，例如用于酶、硫酸鈣或氯化鈣等的計量設備設置于入口管路22，由此該形式的計量使得能夠實現(xiàn)均勻且均質的添加劑量。加熱器30以至少跨越高度的一部分的形式設置于容器2的側壁3，該加熱器30優(yōu)選地為大致中空的筒狀。在該實施方式中，加熱器形成為加熱介質流經(jīng)的壁(框架式加熱器)。然而，加熱器還可以配置成離側壁3有一段距離或配置成貼靠側壁3。加熱器還可以由在周向上彼此挨著配置的多 個區(qū)段形成。加熱器30優(yōu)選地如圖3至圖5所示地形成。這里，側壁至少在部分位置形成有雙層壁，側壁具有外壁36和內壁，因而具有加熱表面13，其中外壁的厚度dl大于內壁的厚度d2。兩個壁在多個接合部35處例如通過焊接彼此連接，使得在接合部35之間產生凹凸。優(yōu)選地，凹凸例如具有被配置成彼此挨著并且一個位于另一個之上的多個充氣拱形囊34的形式，其中所述囊彼此連接并且加熱介質流經(jīng)所述囊。加熱器30有利地以如下方式排列:特別地如圖3所示，在加熱介質的流動方向上，拱形囊34接著接合部35。圖3中的箭頭示出加熱介質的優(yōu)選流動方向。因此，在加熱表面產生加熱介質的非常高水平的湍流，并且在加熱劑側產生高傳熱系數(shù)。加熱表面的厚度d2例如可以達到0.4mm至2mm, dl可以在3mm至IOmm的范圍內。因此，優(yōu)選地以如下方式流經(jīng)囊:每個囊拱(具有最高橫截面的區(qū)域)接著接合部。因此傳熱介質在加熱表面產生非常高水平的湍流，并且因此在加熱劑側產生高傳熱系數(shù)。這自然意味著，如在橫截面和縱截面中看到的，特別地如圖4和圖5所示，加熱表面的凹凸在接合部之間也在產品側產生。由于這些凹凸的形成，所以積極地影響了產品液體(例如麥芽漿)的流動特征，并且產生了產品液體沿著框架加熱表面的更均勻的流動。由于這些凹凸的形成，還能夠提高對麥芽漿的傳熱性，結果進而能夠使加熱介質的溫度降低，自然地也能夠使回流溫度進一步降低。如圖1所示，加熱器包括加熱介質用的至少一個入口 14，其中該入口配置在加熱器30的中央?yún)^(qū)域(在高度方向上看)。例如，入口 14可以配置為圍繞容器2、在這里為加熱管形式的閉合回路，入口 14可以具有繞周向分布的多個開口，加熱介質利用該多個開口輸送到加熱器30中，這里輸送到中空空間37 (圖3)。加熱器30在加熱器30的上側區(qū)域還包括加熱介質用的至少一個出口 15a。至少一個出口在這里意味著，加熱器設置有繞周向分布的至少一個開口，能夠利用該至少一個開口將加熱介質從中空空間37抽出。所述至少一個出口被連接到管路41，管路41在這里為半管圈，該半管圈配置在圍繞容器2的側壁3的周圍的至少部分位置。除此以外，該閉合回路同樣地具有加熱介質用的至少一個出口管路41。同樣，在加熱器30的下側區(qū)域設置有至少一個出口 15b，該出口 15b如結合至少一個上側出口 15a所說明的那樣被構造。這意味著，傳熱介質可以經(jīng)由入口 14進入到加熱器，并且如箭頭所示，加熱介質可以向上和向下流動到相應的出口 15a、15b。加熱器30延伸到位于麥芽漿的表層20上方的區(qū)域。利用根據(jù)本發(fā)明的設備，能夠在沒有底部加熱器的情況下對非常少的麥芽漿份量進行加熱。還可以設置底部加熱器，該底部加熱器構造為與結合圖3和4所說明的框架式加熱器類似。然而，該底部加熱器是非強制性的。加熱器30的上側區(qū)域或加熱器30的上方設置有分配設備8，該分配設備8以如下方式將麥芽衆(zhòng)施加到表層20上方的加熱表面13:麥芽衆(zhòng)沿著加熱表面13向下行進直到麥芽漿到達麥芽漿的表層20。加熱器的上端和分配設備8由此設置于容器2的大致上四分之一。分配設備可以配置在容器的內側或外側。加熱表面的配置和傳熱介質經(jīng)過加熱表面的流動還能夠自然地與加熱表面被蒸汽或高壓熱水加熱配合著進行，或者人們可以將蒸汽直接供給到傳熱介質“水”，并且將相應的“冷凝量”在端部再次排放。在傳熱介質進入 到加熱表面之前，人們通過對傳熱介質再加熱能夠實現(xiàn)相同的效果。例如當生產蒸煮麥芽衆(zhòng)(cooker mash)時,這是必需的,在該情況下通過回收的熱量通常不能夠實現(xiàn)所需的驅動力。在圖1示出的實施方式中，分配設備形成為圍繞容器2的外周延伸的半管(然而，分配設備還可以配置在容器壁的內部)。裂口 9或環(huán)狀間隙設置于半管的區(qū)域中并且圍繞側壁的周圍均勻地分布。在開口 9的上端，可以設置偏轉設備，這里是至少在開口的區(qū)域中斜向下延伸并且使麥芽漿偏轉向加熱表面13的偏轉板19。位于容器2中的麥芽漿28因此能夠經(jīng)由泵12和管路31、22從下側區(qū)域循環(huán)至分配設備8，由此麥芽漿隨后經(jīng)由分配設備8沿著加熱表面13以薄流的形式回饋。設備還可以具有氣體用連接點27，使得能夠向糖化設備I供應氣體。設備還可以具有用于在設備中產生負壓的未示出的設備。此時設備優(yōu)選地形成為壓力容器。此外，設備還可以具有開環(huán)控制單元40，該開環(huán)控制單元40開環(huán)控制直至最大填充高度的最大量的麥芽漿的供給，其中加熱表面13延伸超出該最大填充高度。另外，該設備可以具有溫度傳感器以及未示出的填充高度測量計。開環(huán)控制單元40可以驅動控制閥和泵，并且還優(yōu)選地通過回流混合開環(huán)控制加熱劑溫度。流動溫度、進而伴隨著該流動溫度的回流溫度應當盡可能地低，以便以可能最佳的方式實現(xiàn)上述優(yōu)勢。圖2示出本發(fā)明的可能的第二實施方式，除了這里分配設備8未形成為配置在容器2的外側的半管圈而是替代地形成為配置在容器2的內側的環(huán)狀管之外，第二實施方式與圖1示出的實施方式相對應。由此，環(huán)狀管同樣地具有繞周向分布的多個裂口 9或一個環(huán)狀間隙，其中裂口 9和/或環(huán)狀間隙以如下方式配置:麥芽漿被施加到加熱表面13并且向下行進直到麥芽漿到達表層20。盡管未示出，還可以在閉合環(huán)路上設置使麥芽漿朝加熱器13偏轉的偏轉設備。圖1和圖2中示出的管圈或閉合回路不必連續(xù)地形成而是可以替代地由多個區(qū)段組成，然后各區(qū)段具有自帶的麥芽漿用入口管路。由于能夠使產品(除麥芽漿以外，還可以是例如CIP清洗液)沿著加熱表面向下行進，該設備還可以用作各種介質用的加熱器或再熱器，由此例如啤酒廠CIP清洗液的再加熱能夠消除對于單獨的換熱器的需求，另外還能夠使用從過程中回收的能量(這進而節(jié)約一次能源)。本發(fā)明還允許更細長、更高并且更有利的糖化容器(在直徑優(yōu)選地為2m至6m的情況下，填充高度為例如3m至5m并且容器高度例如為5m至8m)的構造。這進而允許非常良好的A/V比，由此減少輻射熱損失。在下文中，參照圖1更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的方法。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，第一麥芽漿28被導入糖化用容器2中。例如，這能夠經(jīng)由入口 7并且經(jīng)由分配設備8至少部分地進行。閥24和25由此打開并且閥26關閉。這意味著，當麥芽漿被導入到容器2中時，如箭頭所示，如薄膜般的麥芽漿已經(jīng)沿著加熱表面13向下行進并且被加熱。由于麥·芽漿的溫度升高，薄膜中的氣泡由此增大并且氣泡能夠被排出。另外，粘度在較熱的邊界層處增加，結果酶能夠更容易地溶解并且更具有活性。由此能夠經(jīng)由入口 27向容器2供應例如氮等氣體。設備被填充直到已經(jīng)達到確定的填充高度。閥的相應的切換等由開環(huán)控制單元40開環(huán)控制。這里利用例如水等加熱介質來對加熱器30進行加熱，其中加熱介質優(yōu)選地具有處在蒸煮溫度范圍的溫度，在特別有利的設計中為70° C-110。C，例如理想地為96° C。如前面所述，加熱介質朝至少一個出口 15a、15b從入口 14向上和向下分配。然后，當離開加熱器時，加熱介質具有例如80° C的溫度。加熱介質的流動溫度優(yōu)選地比麥芽漿的或待加熱的介質的相應產品溫度高出IOK至30K。這意味著，當產品溫度升高時，以如下方式調節(jié)加熱介質溫度:產品和加熱介質之間的溫度差在IOK至30K的范圍內。加熱表面的配置和傳熱介質經(jīng)過加熱表面的流動還能夠自然地與加熱表面被蒸汽或高壓熱水加熱配合著進行，或者人們可以將蒸汽直接供給到傳熱介質“水”并且將相應的“冷凝量”在端部再次排放。在傳熱介質進入到加熱表面之前，人們通過對傳熱介質再加熱能夠實現(xiàn)相同的效果。例如當生產蒸煮麥芽漿時，這是必需的，在該情況下通過回收的熱量通常不能夠實現(xiàn)必要的驅動力。由于同樣在表層20上方延伸的增大的加熱表面，不需要任何溫度通常在140° C至150° C的蒸汽來加熱麥芽漿，使得能夠以較低溫度(〈140° C)、優(yōu)選地在加熱介質的蒸煮溫度的范圍或在加熱介質的蒸煮溫度以下緩和地加熱。此外，可以使用來自熱回收的熱水作為加熱介質，即使用通過例如在麥芽汁冷卻期間產生的廢熱進行加熱的加熱介質。當然還能夠通過輔助裝置(booster)使由廢熱加熱的加熱介質升高到更高溫度，以便補償處理過程中或工作周產生的波動。因為不使用高壓熱水，所以加熱表面13的壁厚度d2能夠被設計成較弱和較薄，這進而提高了傳熱性。例如，壁厚度d2可以落在0.4mm至2mm的范圍內。這對焊接工作也具有積極的效果。
在糖化處理期間，容器2中的麥芽漿28至少有時候被泵出并且經(jīng)由管路31、泵12和管路22再循環(huán)回至分配設備8。然后麥芽漿經(jīng)由分配設備8圍繞容器2的周圍盡可能均勻地分配，施加到加熱表面13。然后麥芽漿如薄膜般/如薄流般朝表層20流動。麥芽漿的向下行進膜的厚度優(yōu)選地落在Imm至IOmm的范圍內。經(jīng)由分配設備輸送的麥芽漿的供給速度以相同的方式變化，但是另外取決于桶的直徑。在較高濃度的情況下(特別是在具有諸如高粱或其他非麥芽原料等淀粉載體的錘式粉碎麥芽漿的情況下)或在糊化期間，加熱表面的增大減少了粘度引起的傳熱性降低的問題。在特別有利的情況下，這樣能夠減少使用非常昂貴的技術酶。同樣如結合麥芽漿的導入進行說明的那樣，當麥芽漿向下流動時，由于溫度升高能夠排除吸著氣體?？拷砻娴臍馀菘梢院唵蔚仄屏选．旣溠繚{向下行進時，還能夠從麥芽漿排出諸如DMS等其他揮發(fā)性物質。這里麥芽漿可以通過對流被尤其良好地加熱，因為如圖1中的箭頭所示，麥芽漿沿著加熱表面13向下流動，而加熱介質同樣如箭頭所繪出的那樣向上流動。這意味著，麥芽漿可以在導入的麥芽漿28上方的區(qū)域中被另外加熱。利用設備的下側區(qū)域中的攪拌器16攪拌麥芽漿。由于通過循環(huán)的麥芽漿進行附加的混合，所以能夠賦予攪拌器非常小的尺寸，并且能夠降低剪切力。由于從分配設備8添加麥芽漿，所以不論麥芽漿填充高度如何，相對改善了最上側液體層的混合。由于攪拌器葉輪16引起的上升力以及由于熱升力，麥芽漿如箭頭所示在側壁3處向上竄。具有低密度的麥芽漿顆粒更強烈地向上竄并非常容易地漂浮在那里。大部分麥芽漿顆粒朝中央遷移至上側液體區(qū)域，然后從上側液體區(qū)域再次向下遷移，使得產生由18表示的回路。稍微“較冷”的麥芽漿通常位于桶中央17。通過從下方 從中部區(qū)域、這里經(jīng)由排出桶10抽出一部分麥芽漿來提高麥芽漿溫度的均質性，最后使抽出的麥芽漿回流至被調溫的加熱表面13。這充分地提高了酶的活性。例如，在麥芽漿非常濃的(高濃法)的情況下，尤其提高了均質性。為了提高均質性，雖然在圖1和圖2中未示出，但是還可以附加地或在糖化期間、利用未示出的管路經(jīng)由排出桶10將麥芽漿引到桶中央17。由于在排出桶10中的體積流量高，所以能夠省卻排出桶中的攪拌器葉片32。在下側區(qū)域，麥芽漿同樣可以通過對流由加熱器30進行加熱，因為這里麥芽漿如箭頭所繪出地那樣在側壁處向上升高，而加熱介質向下流動。能夠通過調節(jié)相應的控制閥和泵送能力12來調節(jié)從容器2的下側區(qū)域經(jīng)由管路22循環(huán)供給到分配設備8的麥芽漿的量。在糖化處理的末期，然后能夠通過泵12經(jīng)由出口 10、打開的閥11、26和24將麥芽漿泵出。這里借助于麥芽漿泵12將麥芽漿泵出以及使麥芽漿通過泵送而循環(huán)。然而，也可以設置兩個不同的泵。由于加熱介質的溫度低，所以也能夠在不嚴格遵照靜置恒溫的情況下實施前述糖化方法。因而在該靜置期間的加熱速率為例如0.lK/min。例如麥芽漿等液體介質因此以例如0.8K/min等預定加熱速率被加熱，直到剛好處于經(jīng)典的靜置溫度(resting temperature)以下。在例如20分鐘的靜置期間，以例如
0.lK/min等明顯較慢的加熱速率繼續(xù)“加熱”，使得液體介質的溫度在”靜置”的末期稍高于經(jīng)典的靜置溫度，但是仍然處于相應的酶的范圍的最佳值。已經(jīng)結合糖化處理說明了圖1和圖2中示出的設備。然而，也可以將該設備作為用于加熱其他介質、特別是麥芽汁的設備來使用。在該情況中，例如，麥芽汁將經(jīng)由分配設備8輸送到代替麥芽漿28的麥芽汁的表層20。圖6示出圖1至圖5所示的實施方式的可能的變形。根據(jù)本發(fā)明的設備I在此僅以概略示意的形式繪出。除了另外設置有限制元件50之外，該實施方式與之前的實施方式相對應，限制元件50在這里為限制板的形式。在該特定實施方式中，限制元件50以在加熱表面13和限制元件之間產生間隙51的方式形成。限制元件50有利地以產生環(huán)狀間隙的方式形成和配置。環(huán)狀間隙可以是連續(xù)的或者可以由配置成環(huán)狀的多個區(qū)段組成。間隙寬度s為3mm至20mm。在限制元件50的下側區(qū)域(在下側5%至30%范圍內)中，間隙寬度尺寸可以減小到較小尺寸(即在向下行進的麥芽漿即將行進到余留的麥芽漿之前，因為這里存在著吸氧的微小風險)。限制元件50至少從如下區(qū)域延伸:該區(qū)域位于麥芽漿通過分配設備被施加到加熱表面13所在的高度。這樣，當麥芽漿被引至加熱表面13時，麥芽漿已經(jīng)通過限制元件50直接向下輸送。限制元件未完全地延伸到容器底部6而是在其上方終止，以便保證循環(huán)。限制元件優(yōu)選地在中部加熱劑供給14的區(qū)域終止，以便以這種方式支撐結合圖1和圖2說明的對流換熱器原理。因此，限制元件50能夠在麥芽漿高度的稍上方或稍下方終止。限制元件50的長度有利地被設計成使得限制元件50浸入到表層20。然而，如果限制元件在表層上方20cm處終止(在設備中具有優(yōu)選地為大約2.5m至Sm的整體高度)，則同樣產生限制元件的優(yōu)勢。間隙或環(huán)狀間 隙51有利地在頂部處閉合，使得當麥芽漿經(jīng)過間隙51朝向表層向下行進時，沒有氣體可以從容器2吸回至環(huán)狀間隙中。在圖6中，限制元件50被連接到蓋
4。限制元件50還可以形成為加熱器并且具有面朝外、即朝向容器2的外壁的加熱表面。能夠以這種方式附加地對麥芽漿進行加熱。加熱介質因而自下而上有利地流經(jīng)限制元件，以便通過對流對麥芽漿進行加熱。加熱表面優(yōu)選地可以具有凹凸。特別地，如果限制元件50形成為加熱表面，根據(jù)另一實施方式，如果限制元件50進一步伸入到麥芽漿中，然而最多至底部上方大約50cm處，這對于改善加熱也可以是有利的。利用根據(jù)本發(fā)明的限制元件，向下流動的麥芽漿能夠沿著加熱表面13輸送并且保持在限制區(qū)域中。因此，一方面能夠使進一步的輕微氧化最小化或者完全地防止任何輕微的氧化，另一方面還能夠提高傳熱性。由于從限制元件到實際加熱表面13的距離小，所以形成了非常窄的環(huán)狀間隙，使得迅速形成了無氧區(qū)域并且使麥芽漿或多或少地避開氣體區(qū)域。限制元件還允許麥芽漿大致沿切向引入到容器2中。分配設備因而以如下方式形成為至少一個切向入口:麥芽漿大致沿切向流動到容器壁的內側或者限制元件，從而產生圍繞中軸線M轉動的向上流動。
權利要求
1.一種用于啤酒生產中的糖化的方法，所述方法具有以下步驟: 將麥芽漿(28)引入糖化設備(I)； 泵出一部分所述麥芽漿；以及 將該麥芽衆(zhòng)供給到位于麥芽衆(zhòng)的表層(20)上方的分配設備(8),所述分配設備(8)以如下方式將麥芽漿施加到所述糖化設備的加熱表面(13):麥芽漿沿著所述加熱表面(13)向下行進直到到達麥芽漿的所述表層(20 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，利用加熱介質來加熱所述加熱表面，加熱介質的流動溫度優(yōu)選地比在各種處理階段期間被加熱的麥芽漿的相應的產品溫度高出IOK至30K，和/或在液體加熱介質的情況下，加熱介質的流動溫度在加熱介質的沸騰溫度的范圍或者小于所述沸騰溫度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，將麥芽漿施加到所述加熱表面(13)的上側區(qū)域、特別是所述糖化設備(I)的上四分之一。
4.根據(jù)權利要求1至3中的至少一項所述的方法，其特征在于，優(yōu)選地經(jīng)由所述分配設備將麥芽漿置于所述糖化設備(I)中。
5.根據(jù)權利要求1至4中的至少一項所述的方法，其特征在于，向所述糖化設備(I)供應氣體和/或在所述糖化設備中產生負壓。
6.根據(jù)權利要求1至5中的至少一項所述的方法，其特征在于，當泵出一部分麥芽漿時，將麥芽漿從所述糖化設備(I)的下側區(qū)域、特別是從中央底部區(qū)域泵出。
7.根據(jù)權利要求1至6中的至少一項所述的方法，其特征在于，在所述糖化設備(I)的下側區(qū)域攪拌麥芽漿。
8.一種設備，特別是用于實施根據(jù)至少權利要求1的方法的設備，所述設備具有: 容器(2)，所述容器(2)具有入口(7)和出口(10)； 加熱器(30 )，所述加熱器(30 )用于加熱液體介質、特別是麥芽漿(28 );以及 泵送設備(12)，所述泵送設備(12)用于將液體介質泵入到分配設備(8)中， 其中，所述分配設備(8)以如下方式形成:液體介質被施加到在表層(20)上方延伸的加熱器加熱表面(13)，并且液體介質能夠沿著所述加熱器加熱表面(13)向下行進直到到達所述表層。
9.根據(jù)權利要求8所述的設備，其特征在于，所述分配設備(8)配置在所述容器(2)的上四分之一，并且 所述分配設備(8 )優(yōu)選地形成為具有開口( 9 )或環(huán)狀間隙(9 )的環(huán)狀管或半管圈。
10.根據(jù)權利要求8或9中的至少一項所述的設備，其特征在于，所述加熱器(30)具有:位于所述加熱器的上側區(qū)域的、加熱介質用的至少一個出口(15a);位于所述加熱器的下側區(qū)域的至少一個出口( 15b);以及加熱介質用的至少一個入口( 14)，所述入口配置在所述加熱器(30)的中部區(qū)域中，其中，加熱介質優(yōu)選為豎直地流經(jīng)所述加熱表面，結果產生了對流傳熱。
11.根據(jù)權利要求8至10中的至少一項所述的設備，其特征在于，所述加熱器(30)的面朝內的加熱表面(13)具有多個凹凸，特別是具有彼此挨著并且一個位于另一個之上的多個拱形囊(34)，所述多個拱形囊(34)彼此連接并且加熱介質流經(jīng)所述多個拱形囊(34)。
12.根據(jù)權利要求8至11中的至少一項所述的設備，其特征在于，加熱介質通過這些囊的流動方向優(yōu)選地以使得拱形囊(34)接著接合部(35)的方式形成，和/或液體介質經(jīng)過所述拱形囊的流動方向為使得拱形囊(34 )接著接合部(35 )。
13.根據(jù)權利要求8至12中的至少一項所述的設備，其特征在于，所述設備包括開環(huán)控制單元(40)，所述開環(huán)控制單元(40)控制至最大填充高度的最大量的液體介質的供給，其中所述加熱表面(13)向上延伸超出所述最大高度。
14.根據(jù)權利要求11所述的設備，其特征在于，所述加熱表面的厚度(d2)為0.4mm-2mm0
15.根據(jù)權利要求1至7中的至少一項所述的方法，其特征在于，麥芽漿(28)在所述加熱表面(13)和限制元件(50)、特別是限制板之間的間隙(51)中朝麥芽漿的所述表層(20)向下行進。
16.根據(jù)權利要求8至14中的至少一項所述的設備，其特征在于，所述設備還具有限制元件、特別是環(huán)狀限制板，所述限制元件以使得間隙(51)形成在所述加熱表面(13)和所述限制元件之間的方式配置，其中液體介質朝所述表層(20)流經(jīng)所述間隙。
17.根據(jù)權利要求8至14中的至少一項或權利要求16所述的設備，其特征在于，所述限制元件至少從如下高度范圍最大延伸到位于容器底部(6)上方的區(qū)域:在所述高度范圍，液體介質通過所述分配設備(8 )施加到所述加熱表面(13)。
18.根據(jù) 至少權利要求16或17所述的設備，其特征在于，所述間隙(51)為環(huán)狀間隙并且特別地在頂部處封閉。
19.根據(jù)權利要求8至14以及16至18中的至少一項所述的設備，其特征在于，所述限制元件(50)形成為加熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于啤酒生產中的糖化的方法及用于實施該方法的適用設備。首先，將麥芽漿引入到糖化設備中，并且泵出一部分麥芽漿。麥芽漿被供給到分配設備，該分配設備在表層上方以如下方式將麥芽漿施加到糖化設備的加熱表面麥芽漿沿著加熱表面向下行進直到麥芽漿到達表層。
文檔編號C12C13/02GK103228778SQ201180056708
公開日2013年7月31日 申請日期2011年10月4日 優(yōu)先權日2010年10月4日
發(fā)明者赫爾穆特·卡默洛荷 申請人:克朗斯股份公司