[发明专利]用于加热液体介质的设备及方法，特别是用于生产啤酒的糖化设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于加热液体介质的方法和设备，特别地涉及用于生产啤酒的糖化设备。

背景技术

糖化对于啤酒生产而言是重要的处理步骤。在糖化过程中，谷物和水被混合到一起，由此溶解麦芽的成分。高粘度麦芽浆、即所谓的浓稠的麦芽浆，被用于生产高浓度的麦芽汁（高浓法）。目前，通常仅可能在下述浓度下受限制地开始糖化桶中的糖化作业：所述浓度导致22%的第一麦芽汁（没有酶）或24%第一麦芽汁（有酶）。这还可能消极地影响后续处理，该后续处理随后仅受限制地进行或者甚至根本不再进行。

其中一个原因是例如由粘度引起的传热系数的降低。然而，对于高热流量水平，需要高传热系数或较大加热表面，但是难以影响到这些或它们受限制。在增加加热剂温度的情况下，也能够增加热流量，但是这也会引起边界层温度增加，这样的一个结果是对酶造成破坏。淤塞（fouling）和温度引起的损失也会进一步显著地增加，结果一次能源需求增大。同样地，会增加清洗工作。

另一原因是酶活性降低。在浓稠的麦芽浆中，能够使例如吸着气体保持得更长久，因此在酶和被酶作用物之间形成一种屏障。另外，麦芽浆的增加了的粘度阻碍了酶的移动性和作用，使得规定的静置通常不再产生期望的结果。

第三个原因可能是不均质的麦芽浆和所产生的麦芽浆的混合，其中不均质的麦芽浆例如由气体导致的密度差产生。携带气体并且较轻的麦芽浆颗粒因此更加强烈地朝表层窜，这通过将搅拌器的安装位置靠近底部通常不能够充分地防止。这些麦芽浆颗粒因而可以维持在酶的最佳温度较短的时间，这例如可能导致提取物损失。

目前，通常利用高压热水作用于例如糖化设备等具有搅拌器的加热装置的加热表面，其中高压热水水平地/从下方流经加热表面。这意味着，与具有搅拌产品的直流换热器相似，传热介质水平地/从下方流动。因此在液体传热介质的情况下，热流量不是最佳的。

发明内容

在此基础上，本发明的目的是提供一种改进的方法、特别是用于糖化的方法和相应的设备、特别是用于浓稠的麦芽浆的设备，所述方法和设备允许在热流量增加的情况下对麦芽浆进行缓和并且节约能源的加热。

根据本发明，通过权利要求1和9的特征来实现该目的。

优选实施方式由独立权利要求产生。

根据本发明，加热器因此以如下方式形成：加热介质在加热器中至少在部分位置以如下方式被引导：加热介质与在液体介质中的在加热表面处产生的底部流动相反地流动、特别是自上而下流动，和/或加热介质在液体介质上方特别地自下而上流动。特别地，通过搅拌器在麦芽浆中产生底部流动。

由于设置了搅拌器，这导致例如液体介质的以下运动。由于搅拌器引起的上升力以及由于热升力，液体介质朝向加热表面向上窜，或者在框架加热器的情况下朝向容器壁的内表面向上窜。具有低密度的颗粒更强烈地向上窜并且能够漂浮在那里。大部分颗粒朝向加热表面以螺旋的形式迁移到上侧液体区域，然后朝向中央迁移，并且从那儿再次向下返回，其中一部分液体介质然后能够通过出口、优选地通过位于下侧中部区域（例如位于底部的中央）的出口泵出，并且适当地再循环而再次返回。因此，在加热表面处产生了液体介质的大致自下而上的底部流动。

因此呈对流地引导加热介质，人们还能够在加热介质和被加热的介质之间的温度差相对低以及加热表面相对小的情况下实现高热流量和高产品温度。因此，能够使加热介质的温度降低，这导致特别地缓和地进行加热。

有利地，加热介质用的入口形成为连续的闭合回路或被分成区段的闭合回路，该入口具有多个开口或一个连续的开口，其中加热介质通过开口流动到加热器中。所述至少一个出口相应地也可以形成为连续的闭合回路和/或被分成区段的闭合回路。由于入口呈环状围绕加热器或加热表面延伸的事实，保证了围绕加热器的周围的自上而下的均匀流动，因此保证了液体介质的均匀加热。加热器由此可以具有环状加热表面或配置成环状的多个区段。

如果一个出口配置在加热器的上侧区域，另一出口配置在加热器的下侧区域，并且入口配置在所述一个出口和所述另一出口之间，则是有利的。因此，加热介质能够在下侧部自上而下流动并且在上侧部自下而上流动。这具有如下优势：在加热器的上侧部，加热介质同样能够呈对流流动，即相对于向下朝表层沿着加热表面流动的、向下流动的液体介质呈对流流动。在液体介质例如由于搅拌器的作用而在加热表面处向上移动的下侧区域，加热介质因而也呈对流向下流动，这能够在上侧部和下侧部都明显地提高热流量。