[发明专利]用于生成麦芽汁的系统和方法

说明书

一种利用蒸汽喷射加热和分层流产生麦芽汁的系统和方法。该系统将细研磨的谷物与水混合以形成浆料。浆料被泵送通过蒸汽喷射加热器以形成醪浆。加热的醪浆进入分层容器，分层容器从第一端到第二端产生分层的温度分布。分层加热容器允许醪浆从第一端流到第二端而没有内部混合。在保留在醪浆旋管内之后，麦芽汁被引导至醪浆过滤单元。过滤之后，麦芽汁进入沸腾锅并使用第二蒸汽喷射加热器加热。沸腾锅包括喷头，该喷头将酿造液引导到麦芽汁上以减少沸腾锅内的泡沫。最后，麦芽汁穿过刮面筛，该刮面筛从加热的麦芽汁中去除颗粒。

背景技术

目前，酿造业在用于啤酒的麦芽汁(wort)的生产或蒸馏中几乎没有可用的创新。用于生成这些产品的技术和设备已有数百年历史，并且食品生产方面的进步尚未成功地应用于酿造业。本公开中概述的方法和系统提供了针对当今啤酒厂(brewery，酿造厂)中普遍存在的工艺和设备中发现的低效率的解决方案。

目前的技术依赖于罐(也称为发酵桶(tun))来醪制(mash)、分离、煮沸和澄清麦芽汁，以用于发酵。由于加热效率低，罐导致生产速度降低，导致加热时间长，酶转化时间长，并且温度控制差。罐也不具有重复控制对于酶转化最理想的醪制条件的能力，导致批次间的不一致。为了加速使用传统酿造设备的生产，需要更多的罐来将各工艺分到专用容器中。这在啤酒厂中占据了大量的空间，并且降低了添加发酵罐(fermentor，发酵器)的能力，这降低了年啤酒产量。

发明内容

本公开旨在通过使用工艺加热器利用分层流动范例来解决这些问题，优选的方法是与许多辅助处理技术相结合的蒸汽喷射加热。本公开中包含一种醪浆旋管系统(mashcoil system)的设计，其可以集成超快速醪浆加热和分层流动范例，以使得能重复地获得酶转化条件。此外，由于快速加热能力，因而大大减少了总提取时间。该旋管系统具有与传统的辊磨谷物或锤磨谷物匹配的独特能力，以获得额外的提取产率。它还可以附加地与再循环系统匹配，以用于其他碳水化合物产物的非酶转化。

传统的啤酒醪制方法利用容器(醪浆桶)加热或保持已加热的啤酒醪浆，以提供用于将淀粉(starch)酶转化为可发酵糖的环境。然而，醪浆桶固有的是不具有在整个醪制阶段精确地产生或保持全部醪浆的温度的能力。对桶中的醪浆加热会产生热区和冷区，造成批次之间不一致，需要大马力搅拌混合器(所述大马力搅拌混合器消耗大量能量)，由于多次输注醪浆中缓慢的步进式(stepping)加热而减慢提取时间，并助长了面团球(doughball)，这会降低批次效率。

资本投资减少、生产延迟、空间要求以及麦芽汁生产的速度和温度准确性都需要新的醪制工艺。本公开允许非常快速和准确地加热醪浆，以产生用于将淀粉转化为可发酵糖的最佳环境，对于给定的工艺尺寸呈现小的相对占地面积，生产的每单位体积的醪浆需要低能量消耗，以及减少了诸如面团球、焦糖化和多酚提取等常见的加工问题。

传统地，在从滤桶或醪浆过滤器分离的麦芽汁(通常仅为75℃至78℃)流入之后，沸腾锅(boil kettle)缓慢地产生沸腾温度。这种滞后时间减慢了酿造周期，并产生批次之间的不一致。此外，传统的锅易于沸溢，这会降低麦芽汁生产效率，并产生批次之间的不一致。锅还向大气排放，这降低了能量回收效率。然而，这种设备对于酿造工艺是必要的，以使谷物中发现的不想要的化合物(off-compounds，萧条化合物)通风，并异构化来自啤酒花的α酸。

本发明中理解并尊重传统酿造锅的价值，然而，通过添加麦芽汁消泡装置以防止沸溢，以及通过蒸汽喷射的高于大气沸点温度的受控加热，可以实现对该设备的增强。将麦芽汁加热至超过100℃，通过闪蒸已知会更快地降低啤酒口味的不想要的化合物来减少沸腾时间，并通过增加啤酒花利用率来减少啤酒花的使用。此设计还可以与现有的能量回收方法相结合，以实现低能耗。