从麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的装置和系统、从麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的方法以及相关用途与流程
- 国知局
- 2024-12-06 13:10:21
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于从称为麦芽汁的含蛋白质的底物、优选地从啤酒生产的麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的装置、根据权利要求7所述的用于从麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的系统、根据权利要求8所述的用于从麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的方法、根据权利要求13所述的含有来自麦芽汁的含蛋白质的凝结物的食品产品或其前体以及根据权利要求14或15所述的用途。
背景技术:
0、现有技术
1、常规的食品、饮料或啤酒生产过程(包括麦芽汁或其它适用于生产啤酒的含蛋白质的底物的制备和热处理)通常在热处理之后尽可能完全地分离底物中所含的固体。例如,在啤酒生产中,绝大多数啤酒厂使用所谓的漩涡器来进行该步骤,其中在麦芽汁的热处理期间产生的固体(也称为热残留物或煮沸残留物,还包括所谓的啤酒花残留物)通过使用所谓的茶杯效应的特定的流动引导来分离。另外,还已知其它传统方法,例如通过冷却容器/船或沉降罐进行分离,或者基于离心原理进行分离的更现代的方法,诸如分离器或滗析器。凝固蛋白质的类似分离也在其它制造过程中进行。
2、先前方法的缺点是它们非常耗时,加上底物或麦芽汁(冷却容器、沉降滗析器和漩涡器)上的热载荷高,或者根据离心原理作为可替代分离技术工作的装置的功耗高且购置成本高。另外,在酿造工业中广泛使用的漩涡器的使用也包括这样的缺点,即,获得的热残留物具有相对高的麦芽汁含量。一方面,这意味着在固体分离期间麦芽汁或底物的大量损失;另一方面,分离出的凝结物包含高比例的液体,并且因此包含低比例的干物质和相对大的体积。
3、硅藻土筒式过滤器很少用于麦芽汁澄清,因为一方面它们的操作成本非常高,另一方面使用寿命短或容量低。
4、因此,没有从(热)麦芽汁中分离固体、特别是有价值的含蛋白质的凝结物的方法,该方法克服了现有技术的至少一个前述缺点。
5、众所周知,在麦芽汁的热处理期间(即,麦芽汁的保温或煮沸期间),固体沉淀出来,这种固体也被称为热残留物或煮沸残留物并且含有含蛋白质的凝结物。由于热残留物也可以含有啤酒花成分,即所谓的啤酒花残留物,取决于对麦芽汁的用啤酒花调味,热残留物通常在以下酿造品的过滤期间被施加到麦糟饼上,并且在喷射期间被洗掉,以便减少麦芽汁的损失,并且因此减少提取物的损失。然而,到目前为止,还没有实践或提议使用超出提取物和啤酒花成分回收的热残留物。因此,仍然没有可能从麦芽汁中回收(例如从啤酒生产中回收)有价值的蛋白质,以使它们能够被进一步用作例如食品或用于食品生产中。然而,对食品级蛋白质的新来源或可替代来源的需求最近一直在增加。
6、本发明的目的
7、因此,本发明的目的是提供一种方法和/或对应的装置,通过该方法和/或对应的装置,可以从被称为麦芽汁(例如来自啤酒生产的麦芽汁)的含蛋白质的底物中获得含蛋白质的凝结物,并且该含蛋白质的凝结物优选地以适于用作食品产品或用于食品产品制备的稠度或质地制备。此外,本发明的目的是提供对应的用途。
8、与本发明相关的定义
9、在本发明的上下文中,“麦芽汁”被理解为是指在食品生产期间形成的或适用于食品制备中使用的液态含蛋白质的底物。根据本发明,“麦芽汁”是使用粉碎的和可选地消化的植物成分或仅从这些植物成分和水产生的水提取物(=提取物)。根据本发明,“麦芽汁”可以限于纯蔬菜。麦芽汁在其制备或进一步加工期间可能经历热处理或其它程序性处理。
10、根据本发明,“来自啤酒生产的麦芽汁”或“啤酒麦芽汁”被理解为酿造领域技术人员所熟悉的“麦芽汁”的定义,即基于至少一种植物碳水化合物源的水提取物,该至少一种植物碳水化合物源含有可被酿酒酵母发酵的糖。与这种通常的定义不同,根据本发明,术语“啤酒麦芽汁”或“来自啤酒生产的麦芽汁”可以附加地包括其中啤酒麦芽汁已经全部或部分地进行了发酵和可能的储存的发酵产品,技术人员通常称之为啤酒。就麦芽汁而言,术语“来自啤酒生产”是指麦芽汁来自啤酒生产、特别地来自酿造过程,或者例如因为它是可发酵的至少适用于啤酒生产。根据本发明的定义,术语“麦芽汁”包括如上定义的术语“来自啤酒生产的麦芽汁”和“啤酒麦芽汁”。根据本发明,“麦芽汁”可以含有固体和/或溶解的啤酒花成分,或者不含啤酒花成分。根据本发明,“麦芽汁”可以含有或优选地不含外壳或麦糟成分(基于麦芽汁的干质量,外壳或麦糟成分小于1%、优选地小于0.1%)。根据本发明,术语“来自啤酒生产的麦芽汁”或“啤酒麦芽汁”还可以包括在麦芽汁生产期间产生的残留物(热残留物和/或冷残留物)的水悬浮液。
11、根据本发明,术语“麦芽汁的煮沸”是指麦芽汁达到沸点或煮沸温度时,起泡、冒泡沸腾或小火沸腾。
12、因此,根据本发明,术语“麦芽汁的煮沸温度”是指麦芽汁呈现起泡或冒泡煮沸/煮沸的温度或温度范围。煮沸温度取决于麦芽汁的组成,以及特别是施加在麦芽汁上的压力。煮沸温度的示例是100℃或从98℃至102℃的范围。
13、根据本发明,麦芽汁的“保温”是指将麦芽汁的温度保持在煮沸温度与低于煮沸温度8℃之间,优选地在煮沸温度与低于煮沸温度6℃之间,特别是在煮沸温度与低于煮沸温度4℃之间。
14、因此,根据本发明的术语“麦芽汁的保温温度”包括在煮沸温度与低于煮沸温度8℃之间、优选地在煮沸温度与低于煮沸温度6℃之间、特别是在煮沸温度与低于煮沸温度4℃之间的温度范围。保温温度的示例是92℃至100℃、94℃至100℃或96℃至100℃的温度范围。
15、根据本发明,术语“麦芽汁的清除”被理解为是指优选地在麦芽汁煮沸或保温完成之后从煮沸/蒸煮装置(例如,麦芽汁煮沸器(酿造锅)、麦芽汁加热器或麦芽汁保温装置)中取出或排出麦芽汁。
16、根据本发明,术语分离装置与容器之间或者两个容器之间的“流体连接”被理解为是指通过适于传输流体特别是麦芽汁的管道或软管的直接连接。除非在本公开中另外提到,否则在分离装置与一个容器之间或两个容器之间没有另外的装置(诸如热交换器或缓冲罐);然而,这不包括通常设置在管中的装置,诸如阀、阀瓣、传感器、密封件、法兰、管连接件等。
17、根据本发明,术语“聚酰胺”用于描述沿着主链具有规则重复的酰胺键的热塑性聚合物塑料,其例如通过二胺(例如,六亚甲基二胺、对苯二胺)和二羧酸(例如,己二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸)或几个氨基羧酸单元(例如,11-氨基十一酸)的缩聚或环状酰胺(例如,月桂内酰胺、ε-己内酰胺)的开环聚合获得。根据本发明,聚酰胺的定义包括具有不同链长的均聚酰胺和共聚酰胺以及它们的混合物。
技术实现思路
1、独立权利要求的主题实现上述目的。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。
2、根据本发明,提出了一种用于从麦芽汁、优选地从啤酒生产的麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的装置,其中,该装置至少包括:
3、顶板(kp);
4、端板(ep);
5、第一分离板(tp1);
6、第一滤布(f1);以及
7、第二滤布(f2);
8、其中,所述顶板(kp)、所述第一滤布(f1)、所述第一分离板(tp1)、所述第二滤布(f2)和所述端板(ep)沿着所述装置(v)的中心轴线(mv)堆叠、组装并且能够彼此分离;并且
9、其中,所述顶板(kp)优选地包括通向外部的至少一个流体通道(fd);并且
10、其中,所述端板(ep)优选地包括通向外部的至少一个流体通道(fd);并且
11、其中,选自所述第一分离板(tp1)、所述顶板(kp)和所述端板(ep)中的至少一个板、优选地选自所述第一分离板(tp1)或所述顶板(kp)和所述端板(ep)中的至少一个板形成为可变尺寸板(vp),其中,所述可变尺寸板(vp)包括内部空间(pi),并且通过利用流体填充所述可变尺寸板的所述内部空间(pi),所述可变尺寸板(vp)能够沿着所述装置(v)的所述中心轴线(mv)在一个方向或两个方向上扩展,其中,所述内部空间(pi)能够通过至少一个流体通道(fd)填充和/或排出;
12、其中,所述第一滤布(f1)设置在所述顶板(kp)与所述第一分离板(tp1)之间;
13、其中,所述第二滤布(f2)设置在所述第一分离板(tp1)与所述端板(ep)之间;
14、其中,第一未过滤室(uk1)紧邻所述第一滤布(f1)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
15、其中,第一过滤室(fk1)紧邻所述第一滤布(f1)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
16、其中,所述第一未过滤室(uk1)和所述第一过滤室(fk1)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充和/或排出;
17、其中,第二未过滤室(uk2)紧邻所述第二滤布(f2)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
18、其中,第二过滤室(fk2)紧邻所述第二滤布(f2)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
19、其中,所述第二未过滤室(uk2)和所述第二过滤室(fk2)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充和/或排出;
20、其中,紧邻所述第一未过滤室(uk1)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);
21、其中,紧邻所述第二未过滤室(uk2)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);并且
22、其中,所述第一滤布(f1)和所述第二滤布(f2)各自是由聚酰胺制成的滤布,所述滤布具有根据astm f 316:2003测量的25μm至80μm、优选地30μm至70μm、特别地35μm至60μm的平均孔径。
23、这意味着第一滤布(f1)、第二滤布(f2)以及可能的另外的滤布各自是由聚酰胺组成的滤布,该滤布具有根据astm f 316:2003测量的25μm至80μm、优选地30μm至70μm、特别地35μm至60μm的平均孔径。
24、在本发明中,滤布的平均孔径通过astm f 316:2003测定。本技术中给出的所有平均孔径都是通过这种方法测定的。根据本发明的滤布可以具有单层或多层结构。对于根据本发明的滤布,优选地使用由聚酰胺制成的单丝。根据本发明的合适的滤布包括例如:由聚酰胺单丝制成的滤布,其具有以下特性:
25、 例如,尼龙单丝 透气性 密度 平均孔径 单位 <![cdata[l/dm<sup>2</sup>/min]]> <![cdata[g/cm<sup>3</sup>]]> μm 1 66 25 2 120 40 3 200 370 59 4 405 370 78
26、在根据本发明的装置中使用的滤布中,透气性是优选地40-800l/dm2/min、特别地50-600l/dm2/min,其是根据en iso 9237:1995标准(也作为德文版本din en iso 9237:1995-12公布)测量的。本技术中陈述的所有透气性都是用这种方法测定的。如果不超过透气性的上限值,则确保凝固物颗粒的可靠分离,并且因此确保低的蛋白质损失。相反地,如果达到下限值,则液体足够快速地通过滤布,并且因此确保足够高的过滤速度。
27、在根据本发明的装置中,顶板是该装置与外部隔离的板,并且可以被视为第一板。相应地,端板是设置在与顶板相对的一端处的板,该板也将装置与外部隔离,并且可以被视为最后一块板。原则上,顶板和端板的形状可以相同;然而,它们也可以彼此不同。根据本发明的装置的顶板、分离板和端板均由适用于普通过滤装置的材料(诸如塑料、钢、不锈钢或它们的组合)制成。允许例如分离板或在其它实施例中的顶板和/或端板通过用流体填充而在特定方向上可扩展的弹性部件,优选地包含弹性塑料、橡胶、生橡胶或适于此目的的其它材料或由其组成。用于填充可变尺寸板(vp)的合适流体例如是水或空气。
28、在根据本发明的装置中,顶板、第一滤布、第一分离板、第二滤布和端板优选地按此顺序沿着装置的中心轴线设置。当准备操作时,装置的上述部件以这样的方式组装,即当利用热的或冷的麦芽汁填充未过滤室时,除了在为此目的提供的流体通道处,没有麦芽汁可以逸出到外部。为了确保根据本发明的装置的气密性,如果需要的话,还可以分别在相邻的板之间或者在滤布与板之间设置密封件。此类密封件可以例如通过提供垫圈或密封型材或本领域技术人员已知的其它合适机构来实现。在这方面,用于密封的机构可以作为装置的上述部件或组成部分之间的单独的密封件或密封板存在,或者可以作为密封型材集成到或附接到顶板、第一分离板和/或端板。如果在根据本发明的装置中提供密封机构,该装置应该优选地是耐热的,并且在高达至少100℃、优选地高达120℃或130℃的温度下提供密封。
29、选自第一分离板(tp1)、顶板(kp)和端板(ep)、优选地选自第一分离板(tp1)或顶板(kp)和端板(ep)中的板中的至少一个板、优选地几个板形成为可变尺寸板(vp),其中,可变尺寸板(vp)包括内部空间(pi),并且通过利用流体填充可变尺寸板的内部空间(pi),可变尺寸板(vp)能够沿着装置(v)的中心轴线(mv)在一个方向或两个方向上扩展,其中,内部空间(pi)能够通过至少一个流体通道(fd)填充和/或排出。当利用流体填充板的内部空间时,板沿着装置的中心轴线在一个方向或两个方向上扩展。在这种情况下,可扩展性可能是由于构造和/或材料。因此,根据本发明,至少根据以下组件,可以在根据本发明的装置的以下部件中提供一个或多个“可扩展的”内部空间:仅在第一分离板处、仅在顶板处、仅在端板处、在顶板处和端板处、在顶板处和第一分离板处、或者在端板处和第一分离板处。根据本发明,不排除其它可能的布置,特别是在提供其它板的情况下。
30、特别地,如果在根据本发明的装置中设置一个或多个分离板和相同数量的另外的滤布,则可能的布置的数量增加。因此,本发明还包括这样的实施例,其中本文称为第一分离板或另外的分离板的部件在可扩展性或可拉伸性方面不具有弹性功能。相反,该功能可以由其它部件(诸如顶板和/或端板和/或其它分离板)来执行。因此,根据本发明的第一分离板不一定必须包括膜或扩展功能,并且也可以是简单的板,只要该装置包括至少一个、优选地至少两个具有扩展或拉伸功能的部件,这些部件可以是例如顶板和/或端板。
31、根据本发明的装置的板包括用于拉伸部件或其零件的内部空间,该板包括至少一个通向外部的流体通道,该流体通道允许内部空间填充和排空流体。
32、根据本发明,第一滤布和第二滤布通常由相同的材料制成。然而,本发明不限于此,并且还可以为第一滤布和第二滤布提供不同的材料。然而,重要的是,用于根据本发明的装置中的滤布由聚酰胺制成,因为与厢式压滤机中通常使用的其它材料相比,聚酰胺具有更高的耐热性。这使得根据本发明的装置也适用于在清除麦芽汁之后不久(大于90℃)或者甚至在麦芽汁煮沸期间(大约100℃)有效且稳定地过滤热麦芽汁。如果根据本发明的装置包括另外的滤布,这同样适用。
33、此外,发明人的研究表明,根据astm f 316:2003测量,根据本发明使用的由聚酰胺组成的滤布(第一滤布和第二滤布以及可能的其它滤布)的平均孔径或筛孔尺寸必须在25μm至80μm之间,以便实现令人满意的过滤效果,即充分保留待分离的凝结物,最重要的是,分离的含蛋白质的凝结物具有合适的稠度。如果使用的聚酰胺滤布的平均孔径小于25μm,热麦芽汁的流动会受到阻碍,并且液体通过量太低。相反地,如果使用的聚酰胺滤布的平均孔径大于80μm,则固体分离不充分,并且有价值的凝结物会损失。研究表明,平均孔径在30μm至70μm的范围内、特别地约60μm(5μm;55μm至65μm)对于利用所使用的聚酰胺滤布从麦芽汁中充分快速且充分完全地分离所需的蛋白质凝固物部分(例如从啤酒麦芽汁中分离热残留物)是特别有利的。相比之下,根据astm f 316:2003测量,常规麦芽浆过滤器的孔径为约150μm至200μm,然而,在这种情况下,过滤材料由另一种塑料制成,诸如优选地聚丙烯,其根据本发明被排除在外。
34、顶板、第一滤布、第一分离板、第二滤布和端板优选地按此顺序布置。除了流体通道(fd)之外,堆叠组件可以是不透液体的。
35、部件的上述组件(如果需要的话,由如上所述的适当的密封机构补充)允许实现根据本发明的仅由几个部件组成的装置的紧凑和简单的构造。通过将第一分离板(在这种情况下,第一分离板适于通过利用流体填充其内部空间而沿着装置的中心轴线在两个方向上扩展)设置在第一滤布与第二滤布之间,可以通过利用流体填充分离板的内部空间来同时压出第一未过滤室和第二未过滤室。
36、然而,根据本发明的装置可以附加地包括第二分离板(tp2)和第三滤布(f3)。根据本发明的装置可以具有以下结构:顶板(kp)、第一滤布(f1)、第一分离板(tp1)、第二滤布(f2)、第二分离板(tp2)、第三滤布(f3)和端板(ep),优选地按此顺序设置。上面公开的关于根据本发明的分离板和滤布的内容类似地适用于第二分离板(tp2)和第三滤布(f3)。
37、因此,本发明的实施例可以定义如下:
38、一种用于从麦芽汁、优选地从啤酒生产的麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的装置,其中,该装置至少包括:
39、顶板(kp);
40、端板(ep);
41、第一分离板(tp1);
42、第二分离板(tp2);
43、第一滤布(f1);
44、第二滤布(f2);以及
45、第三滤布(f3);
46、其中,所述顶板(kp)、所述第一滤布(f1)、所述第一分离板(tp1)、所述第二滤布(f2)、所述第二分离板(tp2)、所述第三滤布(f3)和所述端板(ep)沿着所述装置(v)的中心轴线(mv)堆叠、组装并且能够彼此分离;并且
47、其中,选自所述第一分离板(tp1)、所述第二分离板(tp2)、所述顶板(kp)和所述端板(ep)中的至少一个板形成为可变尺寸板(vp),其中,所述可变尺寸板(vp)包括内部空间(pi),并且通过利用流体填充所述可变尺寸板的所述内部空间(pi),所述可变尺寸板(vp)能够沿着所述装置(v)的所述中心轴线(mv)在一个方向或两个方向上扩展,其中,所述内部空间(pi)能够通过至少一个流体通道(fd)填充和/或排出;
48、其中,所述第一滤布(f1)设置在所述顶板(kp)与所述第一分离板(tp1)之间;
49、其中,所述第二滤布(f2)设置在所述第一分离板(tp1)与所述第二分离板(tp2)之间;
50、其中,所述第三滤布(f3)设置在所述第二分离板(tp2)与所述端板(ep)之间;
51、其中,第一未过滤室(uk1)紧邻所述第一滤布(f1)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
52、其中,第一过滤室(fk1)紧邻所述第一滤布(f1)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
53、其中,所述第一未过滤室(uk1)和所述第一过滤室(fk1)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
54、其中,第二未过滤室(uk2)紧邻所述第二滤布(f2)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
55、其中,第二过滤室(fk2)紧邻所述第二滤布(f2)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
56、其中,所述第二未过滤室(uk2)和所述第二过滤室(fk2)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
57、其中,第三未过滤室(uk3)紧邻所述第三滤布(f3)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
58、其中,第三过滤室(fk3)紧邻所述第三滤布(f3)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
59、其中,所述第三未过滤室(uk3)和所述第三过滤室(fk3)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
60、其中,紧邻所述第一未过滤室(uk1)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);
61、其中,紧邻所述第二未过滤室(uk2)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);并且
62、其中,紧邻所述第三未过滤室(uk3)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);并且
63、其中,所述第一滤布(f1)、所述第二滤布(f2)和所述第三滤布(f3)各自是由聚酰胺制成的滤布,所述滤布具有根据astm f 316:2003测量的25μm至80μm、优选地30μm至70μm、特别地35μm至60μm的平均孔径。
64、顶板(kp)、第一滤布(f1)、第一分离板(tp1)、第二滤布(f2)、第二分离板(tp2)、第三滤布(f3)和端板(ep)优选地按此顺序设置。其中,除了流体通道(fd)之外,堆叠组件可以是不透液体的。
65、在该实施例中,根据权利要求1所述的本发明的装置至少由分离板和滤布延伸。
66、总的来说,使用根据本发明的装置使得能够从麦芽汁中回收含蛋白质的凝结物,其中作为根据本发明的回收的结果,凝结物令人惊讶地具有精确地适合用作食品产品或食品生产(例如作为食品生产的添加剂)的稠度,即类似于凝乳干酪的稠度,即具有丝状、带状和/或层状结构特征。利用目前可用的分离技术和方法,例如来自啤酒厂的用于啤酒麦芽汁澄清的技术和方法,不能从啤酒麦芽汁中获得这种稠度的含蛋白质产品。根据本发明获得的含蛋白质的凝结物可以用于例如生产产品,诸如蛋白质棒、蛋白质饮料或作为其它食品(诸如面包和肉类替代品)的添加剂。
67、利用根据本发明的装置可以获得特别有利的和均匀稠度的滤出的凝结物,其中在其热处理期间(即,在煮沸或保温期间),在啤酒麦芽汁的情况下,优选地在第一次添加啤酒花之前,利用根据本发明的装置对麦芽汁进行过滤。如果发生麦芽汁甚至在第一次添加啤酒花之前就被过滤(包含固体载荷,例如锥形啤酒花或球粒;除了流体啤酒花提取物),则过滤残渣将具有特别均匀和精细的结构。另外,如果需要,用该程序可以有效地避免所获得的凝结物的苦味。
68、使用过滤(诸如硅藻土过滤器)的常规麦芽汁澄清装置遵循深度过滤的原理,其中建立必要的过滤层(滤饼),并且将固体从麦芽汁中分离发生在过滤层的深处。相比之下,根据本发明的装置基本上被设计成基于固体颗粒在滤布表面上的分离的表面过滤。热麦芽汁的表面过滤到目前为止还没有实现,因为目前为止采用的方法中已经观察到过滤表面的快速堵塞并且因此以前的方法已经被证明是不可用的。令人惊讶的是,本发明可以克服这个问题。发明人假设根据本发明使用的滤布的材料的特定组合及其有限的孔径范围已经使热麦芽汁的表面过滤得到显著改进。
69、与硅藻土过滤形成对比,例如,根据本发明的表面过滤不需要任何过滤助剂,也不需要例如通过预涂建立过滤层的步骤,使得根据本发明可以排除过滤助剂的使用。这可以节省材料和时间。
70、根据本发明的装置的顶板可以包括至少一个流体通道,优选地两个、三个或四个流体通道。例如,流体通道可以用于将未过滤的麦芽汁进给到未过滤室中的一个或多个,和/或将过滤的麦芽汁从过滤板上排出。这同样适用于端板和分离板。
71、与常规的麦芽汁澄清装置,特别是啤酒厂中的漩涡器相比,根据本发明的装置具有以下优点。
72、例如,与具有相当吞吐量的漩涡器相比,根据本发明的装置所需和占用的空间显著减少。另外,与使用漩涡器相比,由于装置的填充和排空可以在更短的时间内完成,因此根据本发明的装置的操作显著缩短;另外,当使用根据本发明的装置时,所谓的漩涡器可以完全省去。因此,利用根据本发明的装置,过滤的麦芽汁可以在填充开始之后立即排出,这对于漩涡器或硅藻土过滤器都是不可能的,因为形成了过滤层。与使用漩涡器相比,这可以节省至少30%的时间,但通常至少50%。因此,当使用根据本发明的装置时,麦芽汁上的热载荷也显著降低。另外,根据本发明的装置可以省去用于麦芽汁的大功率输送泵,而这在漩涡器中是切向引入麦芽汁所需要的。然而,根据本发明,也可以将根据本发明的装置连接到啤酒厂中的漩涡器的下游,以便从麦芽汁中回收并有效地分离在漩涡器中没有分离的有价值的凝固蛋白质的残渣。因此,根据本发明的装置可以容易地结合、甚至在后期阶段结合到现有生产线和系统中,从而显著提高例如在食品生产过程中(诸如啤酒生产中)的蛋白质回收率。
73、通过在根据本发明的装置中设置可变尺寸板,过滤残渣可以被压向滤布,由此,一方面,可以回收比以前更多的麦芽汁,另一方面,剩余的过滤残渣(诸如热残留物)可以以基本上“更干燥”的状态(即,具有显著更低的液体含量)从装置中排出。通过在装置的中心轴线方向上分离或挑出各种板,通过简单地打开装置就将过滤残渣排出,由此过滤残渣在重力的驱动下从装置中向下落下,这可以容易且快速地完成。在已经将过滤残渣排出后,(如果需要的话)可以清洁根据本发明的装置,并且通过重新组装部件而快速和容易地恢复到备用状态。因此,在短暂的停机时间之后,根据本发明的装置将再次可用于过滤下一批麦芽汁。
74、与此相反,在麦芽汁已经被排出之后保留在漩涡器中的热残留物通常通过用淡水将其喷出而从漩涡器中排出,这减少了热残留物的干物质含量,并且增加了啤酒厂的耗水量。根据本发明的装置也避免了这些缺点。
75、因此,根据本发明的装置减少了获得含蛋白质的凝结物和澄清麦芽汁所需的时间,同时降低了麦芽汁的热载荷(与冷却容器、沉降滗析器和漩涡器相比),或者与根据离心原理工作的装置相比,避免了高电力消耗和高购置成本。此外,特别是在广泛使用的漩涡器中获得的固体残渣包含相对高含量的麦芽汁。一方面,这意味着在固体分离期间麦芽汁的大量损失;另一方面,剩余的固体包含高比例的液体,并且因此包含低比例的干物质和相对大的体积。
76、此外,在啤酒厂的情况下,直径与高度的比率在漩涡器澄清期间的残留物锥体的形成中起决定性作用,并且因此在分离过程的效率中起决定性作用。这意味着漩涡器理想地适于批次尺寸(酿造品体积)和特定的麦芽汁组成,并且固定于这些。这里,证明根据本发明的装置更加灵活,因为该装置不限于特定的批次/酿造品尺寸或批次/酿造品组成,而是可以灵活地用于不同的批次尺寸。
77、此外,除了在批次尺寸和原材料方面的高度灵活性之外,根据本发明的装置的特征还在于与常规方法相比投资需求显著降低。此外,由于所需空间小,它可以容易和灵活地改造成现有的设施。
78、根据本发明的装置还可以包括一个或多个传感器,用于测量流入的麦芽汁的压力和/或温度,或者用于测量膜板的内部空间的压力和/或温度。例如,压力传感器可以设置在麦芽汁的供给线中。
79、当使用根据本发明的装置时,在其内部,特别是在未过滤室中积累压力,以便例如允许从麦芽汁中进一步分离凝结物。因此,根据本发明的装置在大于1.5巴至2.5巴(大于150,000pa至250,000pa)、优选地大于1.5巴至3.0巴(大于150,000pa至300,000pa)、特别地大于1.5巴至4.0巴(大于150,000pa至400,000pa)的压力范围内必须是耐压的、机械稳定的和/或不透液体的,该压力范围是在未过滤室中测量的。
80、根据本发明的装置适合于批次或连续操作中的麦芽汁过滤。
81、根据本发明的装置的有利实施例是从属权利要求的主题。
82、在一个实施例中,根据本发明的装置可以包括:
83、顶板(kp);
84、端板(ep);
85、第一分离板(tp1);
86、第二分离板(tp2);
87、第三分离板(tp3);
88、第一滤布(f1);
89、第二滤布(f2);
90、第三滤布(f3);以及
91、第四滤布(f4);
92、其中,所述顶板(kp)、所述第一滤布(f1)、所述第一分离板(tp1)、所述第二滤布(f2)、所述第二分离板(tp2)、所述第三滤布(f3)、所述第三分离板(tp3)、所述第四滤布(f4)和所述端板(ep)沿着所述装置(v)的中心轴线(mv)堆叠、组装并且能够彼此分离;并且
93、其中,选自所述第一分离板(tp1)、所述第二分离板(tp2)、所述第三分离板(tp3)、所述顶板(kp)和所述端板(ep)中的至少一个板形成为可变尺寸板(vp),其中,所述可变尺寸板(vp)包括内部空间(pi),并且通过利用流体填充所述可变尺寸板的所述内部空间(pi),所述可变尺寸板(vp)能够沿着所述装置(v)的所述中心轴线(mv)在一个方向或两个方向上扩展,其中,所述内部空间(pi)能够通过至少一个流体通道(fd)填充和/或排出;
94、其中,所述第一滤布(f1)设置在所述顶板(kp)与所述第一分离板(tp1)之间;
95、其中,所述第二滤布(f2)设置在所述第一分离板(tp1)与所述第二分离板(tp2)之间;
96、其中,所述第三滤布(f3)设置在所述第二分离板(tp2)与所述第三分离板(tp3)之间;
97、其中,所述第四滤布(f4)设置在所述第三分离板(tp3)与所述端板(ep)之间;
98、其中,第一未过滤室(uk1)紧邻所述第一滤布(f1)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
99、其中,第一过滤室(fk1)紧邻所述第一滤布(f1)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
100、其中,所述第一未过滤室(uk1)和所述第一过滤室(fk1)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
101、其中,第二未过滤室(uk2)紧邻所述第二滤布(f2)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
102、其中,第二过滤室(fk2)紧邻所述第二滤布(f2)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
103、其中,所述第二未过滤室(uk2)和所述第二过滤室(fk2)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
104、其中,第三未过滤室(uk3)紧邻所述第三滤布(f3)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
105、其中,第三过滤室(fk3)紧邻所述第三滤布(f3)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
106、其中,所述第三未过滤室(uk3)和所述第三过滤室(fk3)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
107、其中,第四未过滤室(uk4)紧邻所述第四滤布(f4)的两个侧表面中的一个侧表面形成;
108、其中,第四过滤室(fk4)紧邻所述第四滤布(f4)的所述两个侧表面中的另一个侧表面形成;
109、其中,所述第四未过滤室(uk4)和所述第四过滤室(fk4)各自能够通过至少一个流体通道(fd)填充或排出;
110、其中,紧邻所述第一未过滤室(uk1)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);
111、其中,紧邻所述第二未过滤室(uk2)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);
112、其中,紧邻所述第三未过滤室(uk3)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);
113、其中,紧邻所述第四未过滤室(uk4)的所述板形成为所述可变尺寸板(vp);并且
114、其中,所述第一滤布(f1)、所述第二滤布(f2)、所述第三滤布(f3)和所述第四滤布(f4)各自是由聚酰胺制成的滤布,所述滤布具有根据astm f 316:2003测量的25μm至80μm、优选地30μm至70μm、特别地35μm至60μm的平均孔径。
115、顶板(kp)、第一滤布(f1)、第一分离板(tp1)、第二滤布(f2)、第二分离板(tp2)、第三滤布(f3)、第三分离板(tp3)、第四滤布(f4)和端板(ep)优选地按此顺序布置。除了流体通道(fd)之外,堆叠组件可以是不透液体的。
116、在该实施例中,根据权利要求1所述的装置至少通过两个分离板和两个滤布延伸。
117、一方面,根据本发明的装置的过滤能力增加了(即,增加了至少一倍),在材料和部件或板方面的额外费用有限。另一方面,特别是对于总共四个未过滤室/过滤室的组合,其中一对独立于另一对,可以更容易地实现连续过滤方法,因为根据本发明的扩展装置提供了将麦芽汁流切换到不同未过滤室的更多可能性。
118、顶板kp、第一滤布f1、第一分离板tp1、第二滤布f2、第二分离板tp2、第三滤布f3、第三分离板tp3、第四滤布f4和端板(ep)优选地按此顺序布置。除了流体通道(fd)之外,堆叠组件可以是不透液体的。
119、类似于上述实施例的布置,在根据本发明的装置的扩展实施例中的部件的上述组件(如果需要的话,由如上所述的对应密封机构补充)也实现了根据本发明的装置的紧凑和简单的构造。在根据本发明的装置中,特别有利的是,可变尺寸板形式的分离板紧邻两个未过滤室设置,即分离板设置在两个未过滤室之间。这使得可以通过可变尺寸板的内部空间的一次扩展同时以相等的强度压出两个未过滤室。
120、上述实施例的特别的优点是它允许连续的麦芽汁过滤。因此,最初可以经由第一未过滤室和第二未过滤室进行过滤,直到它们被填充或者它们的容量被耗尽并且由于麦芽汁的积聚而出现压力增加。在此时间点,借助于第三过滤室和第四过滤室,过滤可以不间断地继续,即可以切换到这些过滤室,同时通过填充其内部空间来拉伸第一分离板,从而挤出第一未过滤室和第二未过滤室中的过滤残渣。在挤出过滤残渣、排出麦芽汁、通过打开第一过滤室和第二过滤室来排空挤出的过滤残渣、以及通过组装顶板、第一分离板和第二分离板以及设置在它们之间的第一滤布和第二滤布来重建/关闭第一过滤室和第二过滤室之后,第一未过滤室和第二未过滤室再次为麦芽汁过滤做好准备。从通过第三未过滤室和第四未过滤室的过滤切换回第一未过滤室和第二未过滤室优选地发生在第三未过滤室和第四未过滤室中的一定压力增加时,或者在预定义量的麦芽汁已经流过时。然后以与第一未过滤室和第二未过滤室相同的方式打开、排空和再次组装第三未过滤室和第四未过滤室。
121、在另一个优选实施例中,根据本发明的装置还可以包括用于过滤残渣的收集容器,其中收集容器以这样的方式设置在装置中,使得当装置打开和/或装置的堆叠部件分离时,落下的过滤残渣可以被收集容器收集。在这种情况下,收集容器可以用于接收,并且如果需要的话,还可以从装置中移除过滤残渣。特别优选的是,过滤残渣以全自动的方式从收集容器中移除。
122、特别有利的是,收集容器容纳来自装置的所有未过滤室的过滤残渣,因为这有助于节省空间并且需要最少量的材料。
123、在另一个有利的实施例中,根据本发明的装置可以包括至少一个基于剪式机构的打开和关闭机构,用于组装和/或分离该装置的至少两个部件,这些部件选自由以下组成的组:顶板、第一分离板、可选地第二分离板、可选地第三分离板和端板。
124、使用此类打开和关闭机构是一种结构简单的解决方案,用于管理根据本发明的装置的各种部件的快速打开和关闭。这使得过滤残渣能够被快速排空,使得排空过滤室所需的停机时间最小化,并且尽可能快地恢复备用状态。另外,基于剪式机构的打开和关闭机构为装置的部件提供了足够的内聚力,以确保不透液体的操作。在根据本发明的装置中使用基于剪式机构的打开和关闭机构也是可能的,因为根据本发明的装置包括较少数量的轴向堆叠的部件,并且因此与常规的厢式压滤机相比具有较小的总长度。因此,与常规的厢式压滤机相比,当装置打开或关闭时,部件必须克服的距离相当小,使得根据本发明的被设置用于打开和关闭的机构可以具有更简单的设计。
125、根据本发明的装置的特别的优点是,它不需要任何机械上复杂或操作复杂的部件(诸如液压缸或气压缸)来在装置的操作期间将各个部件或板组装和保持在一起,这与常规的厢式压滤机的情况不同。因此,简化且不太复杂的打开和关闭机构(诸如上面详细解释的)对于根据本发明的装置的操作完全足够。
126、根据本发明的装置的有利的简单构造也从可以由于省去多个部件和元件而变得清楚。因此,可以规定根据本发明的装置:
127、·不包括用于将水进给到所述第一未过滤室(uk1)和所述第二未过滤室(uk2)中、或所述第一未过滤室(uk1)、所述第二未过滤室(uk2)和所述第三未过滤室(uk3)中、或所述第一未过滤室(uk1)、所述第二未过滤室(uk2)、所述第三未过滤室(uk3)和所述第四未过滤室(uk4)中的机构;和/或
128、·不包括用于在所述装置(v)的所述中心轴线(mv)的所述方向上液压地或气动地按压或压缩所述装置(v)的机构,优选地不包括液压或气动压力缸;和/或
129、·不包括用于喷射或冲洗存在于所述装置(v)中的滤饼的装置;和/或
130、·不包括用于滤液的平衡容器。
131、在另一个有利的实施例中,根据本发明的装置、优选地第一未过滤室(uk1)、第二未过滤室(uk2)、第三未过滤室(uk3)和第四未过滤室(uk4)中的至少一个的流体通道(fd)、优选地所有存在的未过滤室可以设置成与麦芽汁煮沸或麦芽汁加热装置、麦芽汁清除管、啤酒花处理装置或固体分离装置、优选地漩涡器或沉降滗析器流体连接。
132、附加地或可替代地,根据本发明的装置、优选地第一过滤室(fk1)、第二过滤室(fk2)、第三过滤室(fk3)和第四过滤室(fk4)中的至少一个的流体通道(fd)、优选地所有存在的过滤室可以与麦芽汁冷却器流体连接。
133、根据本发明的装置与麦芽汁煮沸或麦芽汁加热装置之间例如经由清除管的流体连接使得可以将来自麦芽汁煮沸或麦芽汁加热装置的热麦芽汁直接进给到根据本发明的用于将固体从麦芽汁中分离的装置。本发明不限于仅在热处理完成之后将麦芽汁进给到根据本发明的装置。相反地,根据本发明,有可能在热处理期间和/或在热处理完成之后将热麦芽汁进给到根据本发明的装置。在这种情况下,在根据本发明的装置中分离固体后,麦芽汁可以被送回热处理,从而在热处理完成之后,麦芽汁可以被直接冷却,而不需要另外分离固体(如果需要的话)。
134、在另一个有利的实施例中,可以规定根据本发明的装置与固体分离装置(例如,漩涡器)流体连接,并且设置在固体分离装置之后,即其下游。另外,根据本发明的装置可以与麦芽汁冷却器流体连接。
135、如上文所论述,这种组件的优点是可以回收并有效地分离固体分离装置尚未从麦芽汁中分离的蛋白质凝固物,从而提高分离回收的蛋白质的产量。因此,根据本发明,麦芽汁可以借助于根据本发明的装置直接从热处理中澄清,并且然后立即被进给到麦芽汁冷却器并冷却。在这种情况下,可以省去漩涡器或其它用于固体分离的装置。
136、可替代地,根据本发明的装置可以连接到固体分离装置的下游,并且可以用于从已经预先澄清的麦芽汁中回收固体分离之后仍然保留在麦芽汁中的有价值的成分,诸如蛋白质凝固物。这样,现有的酿造系统可以继续使用,并且根据本发明的装置可以有利地集成到现有系统中。
137、此外,根据本发明,可以使生产的麦芽汁的全部体积(例如,酿造品)在本文描述的组件之一中通过根据本发明的装置或系统或者仅麦芽汁体积的一部分。例如,在一个实施例中,保留在漩涡器中的剩余25%或50%的酿造品体积可以通过根据本发明的装置或系统,而首先从漩涡器中流出的75%或50%的酿造品体积被直接进给到麦芽汁冷却器。
138、此外,根据本发明,可以规定,一部分生产的麦芽汁体积(例如,酿造品)从麦芽汁煮沸器通过漩涡器,并且然后直接进给到麦芽汁冷却器,或者随后通过根据本发明的装置或根据本发明的系统并且然后进给到麦芽汁冷却器,而麦芽汁体积的另一部分仅通过根据本发明的装置或根据本发明的系统进行澄清。
139、此外,根据本发明,可以规定,将麦芽汁的主要部分(例如,大于80%或大于90%的体积)经由漩涡器或类似的装置澄清并随后进行冷却,同时通过根据本发明的装置从残余麦芽汁和/或悬浮液中获得凝结物,该悬浮液通过将残留物锥体从漩涡器中冲洗出来而获得。这样,根据本发明,可以获得并分离热残留物的附加的有价值的组分。
140、类似地,也可以根据本发明分离含有冷残留物的悬浮液,以获得含蛋白质的凝结物。
141、最后,除了流体通道(fd)之外,根据本发明的装置在组装时是不透液体的是有利的。这避免或至少减少了有价值的麦芽汁的损失以及麦芽汁和含蛋白质的凝固物被微生物感染的风险。
142、本文讨论的根据本发明的装置的两个或更多个可选特征和实施例可以在本发明的范围内根据需要彼此组合(在技术上可行的程度),并且还可以指定根据本发明的装置。所得的特征组合因此表示根据本发明的装置的特定实施例。
143、此外,根据本发明的装置v不限于上面讨论的部件和特征。因此,除了用于将未过滤的麦芽汁进给到装置中并将过滤的麦芽汁从装置中排出的合适管道之外,该装置还可以包括技术人员已知的常规部件,诸如温度或压力传感器。例如,未过滤室uk和/或内部空间pi和/或对应的未过滤进给管线可以包含压力传感器和/或流量计,以便检测对应的测量值。此外,根据本发明的装置可以包括通常包含在普通装置中的部件,例如密封件、阀、阀瓣、泵和清洁设备,本文没有具体提及。
144、在本发明的上下文中,还提出了一种用于从麦芽汁、优选地从啤酒生产的麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的系统,其中该系统至少包括第一装置(v1)和第二装置(v2),其中两个装置v1、v2都是根据本发明的装置。
145、根据本发明的第一装置和根据本发明的第二装置可以以这样一种方式连接,即它们可以同时或延迟一段时间或一个接一个地交替用于过滤麦芽汁。这样,利用根据本发明的系统可以有效地实现连续过滤操作。否则,根据本发明的装置的上面讨论的优点类似地适用于根据本发明的系统。
146、在根据本发明的系统的有利实施例中,系统(s)包括用于过滤残渣的收集容器(tr)。收集容器(tr)以这样的方式设置在系统(s)中,使得当第一装置(v1)和第二装置(v2)打开时,落下的过滤残渣可以由收集容器(tr)收集。
147、这意味着即使系统包括两个根据本发明的装置,也仅需要一个收集容器。
148、根据本发明的方法进一步实现了上述目的。因此,提出了一种从麦芽汁、优选地从啤酒生产的麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的方法,其中使用如上所述的根据本发明的装置(v)或如上所述的根据本发明的系统(s)来获得含蛋白质的凝结物。因此,该方法包括至少以下步骤:
149、(a)优选地将所述麦芽汁在至少85℃下保温或煮沸至少10分钟;
150、(b)提供根据权利要求1至6中任一项所述的装置(v)或根据权利要求7所述的系统(s),其中,所述装置(v)或所述系统(s)的第一装置(v1)和第二装置(v2)除了所述流体通道(fd)之外都是不透液体的;
151、(c)利用所述麦芽汁填充所述装置(v)的所述第一未过滤室(uk1)和所述第二未过滤室(uk2);
152、(d)通过所述第一滤布(f1)过滤存在于所述第一未过滤室(uk1)中的所述麦芽汁,将过滤的麦芽汁接收在所述第一过滤室(fk1)中,并且优选地从所述第一过滤室(fk1)中取出所述过滤的麦芽汁;以及通过所述第二滤布(f2)过滤存在于所述第二未过滤室(uk2)中的所述麦芽汁,将过滤的麦芽汁接收在所述第二过滤室(fk2)中,并且优选地从所述第二过滤室(fk2)中取出所述过滤的麦芽汁;
153、(e)当流入所述第一未过滤室(uk1)中的所述麦芽汁达到或超过预定压力、优选地1.5巴(150,000pa)或预定流量时,停止使所述麦芽汁流入所述第一未过滤室(uk1)中;
154、(f)利用流体填充与所述第一未过滤室(uk1)紧邻的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi),使得所述第一未过滤室(uk1)的内容物通过所述可变尺寸板的所述内部空间(pi)中的所述流体的压力增加至所述第一未过滤室(uk1)中高达2.5巴(250,000pa)的压力而被压缩,并且将所述第一未过滤室(uk1)中的所述压力保持预定时间段、优选地30秒至60秒,由此挤压其中的过滤残渣,同时通过所述第一滤布(f1)排出所述麦芽汁;
155、(g)当流入所述第二未过滤室(uk2)中的所述麦芽汁达到或超过预定压力、优选地1.5巴(150,000pa)或预定流量时,停止使所述麦芽汁流入所述第二未过滤室(uk2)中;以及
156、利用流体填充与所述第二未过滤室(uk2)紧邻的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi),使得所述第二未过滤室(uk2)的内容物通过所述可变尺寸板的所述内部空间(pi)中的所述流体的压力增加至所述第二未过滤室(uk2)中高达2.5巴(250,000pa)的压力而被压缩,并且将所述第二未过滤室(uk2)中的所述压力保持预定时间段、优选地30秒至60秒,由此挤压其中的过滤残渣,同时通过所述第二滤布(f2)排出所述麦芽汁。
157、根据本发明的方法优选地以步骤(a)至(h)的顺序执行。然而,根据本发明的方法不限于此。例如,步骤(g)和(h)也可以在步骤(e)和(f)的同时、之后或之前执行。
158、根据本发明的方法,在根据本发明的装置中获得或分离含蛋白质的凝结物之前,麦芽汁可以在至少85℃下保温或甚至煮沸至少10分钟。这使得溶解在麦芽汁中的热凝固性物质(特别地蛋白质)至少部分地以热凝固物的形式沉淀。原则上,温度越高且受热时间越长,越多的溶解的热凝固性物质倾向于沉淀。凝结物的数量和组成取决于热冲击的强度而变化。可替代地或另外,蛋白质凝固物可以以技术人员已知的另一种方式(例如通过冷处理、酸或碱沉淀)固化。然而,由于实用性和良好的可控性,上述热处理是优选的。
159、此外,与根据本发明的装置相关的上述优点类似地适用于根据本发明的方法,因为根据本发明的方法必然需要使用根据本发明的装置。特别是关于工艺特征,根据本发明的方法实现了以下优点:
160、如已经结合根据本发明的装置详细讨论的,由于省略了切向填充和用于形成残留物锥体的其余部分,当执行根据本发明的方法时,麦芽汁澄清所需的时间与例如使用漩涡器的常规方法相比被最小化。在根据本发明的方法中,当填充未过滤室时,已经可以开始排出澄清的麦芽汁,即,实际上没有时间损失。这也伴随着麦芽汁上的热载荷的显著降低,这带来了关于所得食品或尤其是所得啤酒的品质的技术优势。这包括澄清的麦芽汁的较低tbn(这例如对于酿造行业很重要)以及较低的dms浓度。根据本发明,如果省去麦芽汁的热预处理以沉淀蛋白质和使用漩涡器来澄清麦芽汁,从能量角度来看并且就麦芽汁的热载荷而言,这是根据本发明的方法的优选变体。就尽可能天然的食品产品的成分而言,根据本发明获得的凝结物的热载荷也相应较低。
161、根据本发明的装置或根据本发明的方法还容易允许在麦芽汁中使用大量添加剂,例如啤酒花产品,特别是锥形啤酒花或啤酒花球粒和其它添加剂,诸如桔皮或芫荽籽。由于过滤器表面的堵塞或残留物锥体形成不充分,利用常规的方法或装置无法实现这一点。
162、如果在麦芽汁的过滤期间,流入第一未过滤室(uk1)和/或第二未过滤室(uk2)中的麦芽汁超过预定压力、优选地1巴至2巴(100,000pa至200,000pa)、特别地1.4巴(140,000pa)、1.5巴(150,000pa)或1.6巴(160,000pa),或者超过预定流量,则假定已经实现了紧邻对应未过滤室的滤布的过滤能力。因此,根据本发明的方法,麦芽汁流入装置(v)的第一未过滤室(uk1)和/或第二未过滤室(uk2)或两个未过滤室的流动被停止,这取决于压力增加发生的位置或达到预定流通体积的位置。预定的流通体积可以例如预先确定或基于经验值估计,使得通过该装置过滤的麦芽汁体积足够大,以达到但不超过根据本发明的装置的、特别是包括滤布的未过滤室的凝结物吸入容量。
163、随后,为了提高麦芽汁的回收率并获得更干燥的过滤残渣,通过使可变尺寸板(vp)扩展来挤出各个过滤室中的过滤残渣,由此另外的麦芽汁穿过滤布并被排出。优选地用于挤出过滤残渣的压力可以高达2.5巴(250,000pa)、优选地1.2巴至2.5巴(120,000pa至250,000pa)、优选地1.5巴至2.5巴(150,000pa至250,000pa),例如2.0巴(200,000pa)、2.3巴(230,000pa)或2.5巴(250,000pa)。在该压力已经被施加了预定时间段(优选地30秒至120秒、特别地30秒至60秒)之后,压力可以被释放,并且可以完成从各个未过滤室中回收麦芽汁。正如本发明人已经发现的,在挤压期间,一个或多个未过滤室中的压力应该优选地在1.2巴至2.5巴(120,000pa至250,000pa)的指示范围内、优选地1.5巴至2.5巴(150,000pa至250,000pa)。如果压力超过2.5巴、特别地3.0巴或更高,恐怕根据本发明提供的具有特定孔径或通道面积的聚酰胺滤布,凝固物颗粒将穿过滤布而不被保留。另外,如果压力太高,特别是3.0巴或更高,已经观察到凝结物太强地粘附到根据本发明提供的滤布上,并且当从装置中移除凝结物或当对装置进行清洁时出现困难。另一方面,如果压力低于1.5巴、特别地低于1.2巴,在根据本发明选择的条件下,凝结物和液体麦芽汁的分离可能不充分,并且太多的残余液体可能留在凝结物中,结果凝结物包含太高比例的液体,使得进一步加工困难。另外,澄清的麦芽汁在进一步的生产过程中会损失掉。
164、根据本发明,可以规定可以通过用滤液回洗或以另一种常规方式来清洁滤布。
165、通过将挤压期间施加的机械压力限制在上述上限,获得了含蛋白质的固体作为过滤残渣,其包含紧凑且均匀的结构,可以用手毫不费力地切割或破坏,因此可以容易地进行进一步加工。过滤残渣为中等至浅棕色,其稠度类似于马苏里拉奶酪或新鲜面包(纤维状至松脆状)。取决于麦芽汁的组成及其热处理,根据本发明的方法甚至可以用于获得在质地和味道上接近常规豆腐的蛋白质凝固物。此外,根据本发明的方法或根据本发明的装置成功地提供了含水量仅为10-30%、优选地10-20%的凝结物,并且因此相对干燥。相比之下,通过麦芽汁离心机分离的凝结物通常具有60-65%的含水量。
166、由于上述其有利的稠度和组成(优选地纯植物蛋白),根据本发明的装置和/或根据本发明的方法首次提供了一种凝结物,该凝结物在可选的热或其它预处理期间在啤酒麦芽汁或其它优选地仅基于植物的麦芽汁中形成,并且具有特别适合用作食品产品或生产食品产品的稠度。
167、根据本发明,作为优选实施例,可以在通过根据本发明的方法或通过根据本发明的装置使麦芽汁煮沸或保温期间,或者当麦芽汁具有煮沸或保温温度时,过滤麦芽汁。为此目的,麦芽汁可以在煮沸或保温期间从麦芽汁煮沸器或另一保温或煮沸装置中移除,根据本发明的方法或通过本发明的装置过滤,并且然后进给返回到煮沸器或其它保温或煮沸装置中。可替代地,麦芽汁可以在上述另一种预处理(诸如酸或碱沉淀)期间或之后进行过滤。
168、这种麦芽汁过滤程序的令人惊讶的效果是,与常规生产的麦芽汁相比,根据本发明生产或过滤的麦芽汁含有含量急剧增加的异α-酸或苦味单位,即,在预处理期间、特别是在麦芽汁煮沸或保温期间没有固体分离。根据本发明,如果在麦芽汁过滤之后将啤酒花添加到麦芽汁中,这尤其如此。根据本发明,这伴随着啤酒花产量的增加,这在啤酒麦芽汁的情况下是尤其有利的。
169、根据本发明的方法的另一个优点是,固体或残留物分离的程度可以以有针对性的且简单的方式进行调节。因此,麦芽汁的组成、特别是锌和脂肪酸的浓度可以在啤酒酿造过程期间以有针对性的方式进行控制,特别是在啤酒麦芽汁的情况下,如果麦芽汁进一步用于啤酒生产,这将对最终的发酵和啤酒品质产生影响。因此,在本发明的上下文中,由于在根据本发明生产的麦芽汁中有足够含量的不饱和长链脂肪酸以及相关联的良好的酵母进给,因此麦芽汁曝气可以在发酵前被阻止,这使得提高了所得啤酒的品质。
170、与根据本发明的麦芽汁过滤相关,发明人还发现,在从麦芽汁生产啤酒的情况下,发酵水平的最终程度更高,这也被解释为良好饲喂酵母的指标。如果对麦芽汁进行热处理或其它预处理,与没有固体分离的可比较的常规麦芽汁煮沸(相同的麦芽汁组成和煮沸温度)相比,由于固体含量减少,麦芽汁的粘度降低,从而产生流变性优势,诸如流动阻力降低。除此之外,由于与漩涡器步骤相比,在根据本发明的分离期间麦芽汁的温度更高,因此有利于固体颗粒的分离。
171、因此,在根据本发明的方法中,麦芽汁的过滤可以在达到麦芽汁的煮沸或保温温度的时间之间进行,优选地在达到麦芽汁的煮沸或保温温度之后5分钟、优选地10分钟、特别地20分钟与达到麦芽汁的煮沸或保温温度之后40分钟、优选地35分钟之间进行。优选地,麦芽汁的过滤也可以限于前述时间段。
172、另外,麦芽汁的过滤可以最迟在麦芽汁清除开始时结束,优选地在麦芽汁清除开始之前5分钟结束,特别地在麦芽汁分离开始之前10分钟结束。
173、另一方面,待提取的含蛋白质的凝结物(即,未过滤室中的过滤残渣)的组成可能受到挤压过滤残渣时施加的压力或加压持续时间的影响。如果过滤残渣被“更温和地”挤出,即在较短的时间内以较低的压力挤出,则麦芽汁中有生理价值的成分(诸如不饱和脂肪酸或锌)往往保留在过滤残渣中。
174、根据本发明的方法可能受到限制,因为停止麦芽汁的过滤意味着在停止之后,至少直到并且包括麦芽汁冷却,不会发生固体与麦芽汁的进一步分离或重新分离。
175、根据本发明,麦芽汁的过滤可以在整个煮沸或保温阶段期间进行,或者在麦芽汁具有煮沸或保温温度时进行。然而,优选地,分离可以限于上述时段。发明人已经发现,在达到煮沸或保温温度之后的20分钟至30分钟,即在煮沸开始之后的20分钟至30分钟期间,固体颗粒的形成最密集,并且形成的颗粒最大,这就是为什么包括该时段的分离是最有效的。发明人已经发现,在麦芽汁达到煮沸温度之后的35分钟、特别地40分钟,不再形成大量的残留物,因此在这些时间点之后的过滤效率较低。因此,根据本发明,过滤可以被限制在达到麦芽汁的煮沸温度之后的最多35分钟或最多40分钟的时段内。相反地,当已经达到煮沸或保温温度时,至多会形成一些固体,因此没有必要在达到煮沸温度或甚至更早的时间点开始固体分离。通过限制根据本发明允许的过滤时间,可以最大限度地减少技术上的缺点,例如麦芽汁与氧气接触并且由此可能因氧化而损坏凝结物的风险,或者热麦芽汁在麦芽汁煮沸器或麦芽汁加热装置外部的辐射损失并且因此造成的能量损失。
176、根据本发明,还可以规定,在麦芽汁清除开始与麦芽汁冷却到发酵温度的完成之间,除了根据本发明之外,没有以任何方式发生麦芽汁与固体分离,特别是不会通过漩涡器或沉降滗析器从麦芽汁中分离固体。可替代地,还可以规定,在麦芽汁清除完成与麦芽汁冷却到发酵温度完成之间,不发生固体与麦芽汁的分离,特别是不会通过漩涡器或沉降滗析器进行固体分离。
177、通过在煮沸或保温阶段完成之后省略单独的下游固体分离,可以实现上述的省时和技术优点。另外,由于省略了附加步骤,麦芽汁制备过程得到了简化,并且为此所需的酿造设备变得不那么复杂,特别是由于省略了漩涡器或沉降滗析器,所需的空间和占据的空间更小。另外,如果热麦芽汁不经过漩涡器或沉降滗析器而直接进给到麦芽汁冷却器,则热麦芽汁接触的氧气较少,其热载荷也会降低。
178、此外,根据本发明,可替代地可以规定,麦芽汁的过滤最迟在麦芽汁清除完成时结束,优选地在麦芽汁清除完成之前2分钟结束,特别地在麦芽汁清除完成之前5分钟结束。这意味着在麦芽汁清除完成之后,在麦汁冷却之前,不会对麦汁进行进一步的过滤或进行固体分离。
179、这使得除了煮沸或保温所需的时间之外,还可以利用清除麦芽汁所需的时间来分离固体。可替代地,在根据本发明的方法的一个实施例中,可以规定麦芽汁的过滤仅发生在清除阶段期间,即,麦芽汁的过滤发生在清除开始与清除完成之间并且限于该时段。
180、这种工艺变体或清除期间过滤的优点是麦芽汁或部分麦芽汁流例如从麦芽汁煮沸器中被移除,固体被分离,并且(部分)不含固体的麦芽汁不再需要返回到麦芽汁煮沸器中,而是可以立即被进一步处理。这避免了将不含固体的部分流与仍然含有固体的残余酿造品混合,这排除了酿造品的部分体积经受两次或更多次的固体分离的可能性。因此,麦芽汁过滤的效率随着此方法而增加。
181、然而,本发明不限于此。因此,根据本发明的方法,在另一实施例中,还可以规定除了漩涡器步骤中(即,下游的)固体分离之外,还可以提供蛋白质凝固物的分离。因此,在该实施例中,根据本发明的装置将被布置在分离装置的下游,该分离装置被设置用于漩涡器步骤中的麦芽汁澄清。
182、麦芽汁可以在第一次添加啤酒花之前、第二次添加啤酒花之前和/或第三次添加啤酒花之前进行过滤。
183、因此,发明人已经发现,当用于酿造行业时,根据本发明的方法可以用于增加啤酒花产量。这尤其适用于在添加啤酒花之前进行过滤并且因此分离固体颗粒的情况。通过在固体与啤酒花颗粒接触之前将固体与麦芽汁部分地或完全分离,剩余的固体结合较少的啤酒花成分。根据本发明,由于麦芽汁中固体浓度降低,更多有价值的啤酒花成分保留在麦芽汁中,并且可以有助于提高啤酒花产量,例如以所得啤酒中更高程度的苦味单位的形式。此外,已经观察到,由于根据本发明的固体分离,啤酒花成分的异构化得到了改进,特别是获得了更高浓度的异α-酸,这进一步增加了啤酒花的产量。由于啤酒花产量的提高,在啤酒品质相当的情况下,可以减少啤酒花原料的用量。根据本发明,例如在用啤酒花调味之前的固体分离中,还可以在用啤酒花调味之后,例如在清除麦芽汁期间,通过第二次固体分离将引入麦芽汁中的啤酒花颗粒从麦芽汁中移除。
184、根据本发明,麦芽汁的过滤可以连续地执行。
185、根据本发明的方法的另一个有利的实施例还包括至少以下步骤:
186、(n)将所述流体至少部分地从紧邻所述第一未过滤室(uk1)的所述可变尺寸板(vp)和紧邻所述第二未过滤室(uk2)的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi)排出,优选地持续20秒至40秒的时段;
187、(o)打开所述第一未过滤室(uk1),同时将所述顶板(kp)与所述第一分离板(tp1)分离;和/或打开所述第二未过滤室(uk2),同时将所述第一分离板(tp1)与所述第二分离板(tp2)或所述端板(ep)分离;
188、(p)将压出的过滤残渣从所述第一未过滤室(uk1)和/或从所述第二未过滤室(uk2)中排出;以及
189、(q)优选地将所述装置(v)组装成堆叠体,其中所述堆叠体除了所述流体通道(fd)之外是不透液体的。
190、在停止挤压过滤残渣并且停止排出麦芽汁之后,通过打开相应的未过滤室,可以快速且容易地将被挤压的过滤残渣排出。理想地,在打开相应的过滤室之后,过滤残渣(提取的蛋白质凝固物)简单地落入位于相应过滤室下方的容器中。
191、与常规方法相比,当在过滤残渣已经被排出后再次组装以形成不透液体的堆叠体时,根据本发明的装置仅在短的停机时间或停止时间之后就可用于过滤下一麦芽汁批次。
192、如果不能完全或基本上完全将过滤残渣从过滤室中移除,则在根据本发明的方法中可以设置用于相应过滤室或至少相应滤布的冲洗步骤。然而,发明人已经发现,在大多数应用中,在每个过滤步骤的下游不需要附加的冲洗步骤来清洗过滤室或至少滤布。
193、根据本发明的方法的优选实施例提供了根据本发明的系统或根据本发明的两个装置(v2,v1)的用途:
194、因此,该方法可以包括至少以下步骤:
195、(a)优选地将所述麦芽汁在至少85℃下保温或煮沸至少10分钟;
196、(b)提供所述第一装置(v1),其中,所述第一装置(v1)除了相应的流体通道(fd)之外是不透液体的;
197、(c)利用所述麦芽汁填充所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11)和所述第二未过滤室(uk12);
198、(d)通过所述第一装置(v1)的所述第一滤布(f11)过滤存在于所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11)中的所述麦芽汁,将过滤的麦芽汁接收在所述第一装置(v1)的所述第一过滤室(fk11)中,并且优选地从所述第一过滤室(fk11)中取出所述过滤的麦芽汁;以及通过所述第一装置(v1)的所述第二滤布(f12)过滤存在于所述第一装置(v1)的所述第二未过滤室(uk12)中的所述麦芽汁,将所述过滤的麦芽汁接收在所述第一装置(v1)的所述第二过滤室(fk12)中,并且优选地从所述第二过滤室(fk12)中取出所述过滤的麦芽汁;
199、(e)当流入所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11)中的所述麦芽汁达到或超过预定压力、优选地1.5巴(150,000pa)或预定流量时,停止使所述麦芽汁流入所述第一未过滤室(uk11)中,并且利用流体填充与所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11)紧邻的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi),使得所述第一未过滤室(uk11)的内容物通过所述可变尺寸板的所述内部空间(pi)中的所述流体的压力增加至所述第一未过滤室(uk11)中高达2.5巴(250,000pa)的压力而被压缩,并且将所述第一未过滤室(uk11)中的所述压力保持预定时间段、优选地30秒至60秒,由此挤压其中的过滤残渣,同时通过所述第一装置(v1)的所述第一滤布(f11)排出所述麦芽汁;
200、(f)当流入所述第一装置(v1)的所述第二未过滤室(uk12)中的所述麦芽汁达到或超过预定压力、优选地1.5巴(150,000pa)或预定流量时,停止使所述麦芽汁流入所述第二未过滤室(uk12)中,并且利用流体填充与所述第一装置(v1)的所述第二未过滤室(uk12)紧邻的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi),使得所述第二未过滤室(uk12)的内容物通过所述可变尺寸板的所述内部空间(pi)中的所述流体的压力增加至所述第二未过滤室(uk12)中高达2.5巴(250,000pa)的压力而被压缩,并且将所述第二未过滤室(uk12)中的所述压力保持预定时间段、优选地30秒至60秒,由此挤压其中的过滤残渣,同时麦芽汁流过第一装置(v1)的第二滤布(f12);
201、(g)提供所述第二装置(v2),其中所述第二装置(v2)除了相应的流体通道(fd)之外是不透液体的;
202、(h)利用所述麦芽汁填充所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21)和所述第二未过滤室(uk22);
203、(i)通过所述第二装置(v2)的所述第一滤布(f21)过滤存在于所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21)中的所述麦芽汁,将过滤的麦芽汁接收在所述第二装置(v2)的所述第一过滤室(fk21)中,并且优选地从所述第一过滤室(fk21)中取出所述过滤的麦芽汁;以及通过所述第二装置(v2)的所述第二滤布(f22)过滤存在于所述第二装置(v2)的所述第二未过滤室(uk22)中的所述麦芽汁,将所述过滤的麦芽汁接收在所述第二装置(v2)的所述第二过滤室(fk22)中,并且优选地从所述第二过滤室(fk22)中取出所述过滤的麦芽汁;
204、(j)当流入所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21)中的所述麦芽汁达到或超过预定压力、优选地1.5巴(150,000pa)或预定流量时,停止使所述麦芽汁流入所述第一未过滤室(uk21)中,并且利用流体填充与所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21)紧邻的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi),使得所述第一未过滤室(uk21)的内容物通过所述可变尺寸板的所述内部空间(pi)中的所述流体的压力增加至所述第一未过滤室(uk21)中高达2.5巴(250,000pa)的压力而被压缩,并且将所述第一未过滤室(uk21)中的所述压力保持预定时间段、优选地30秒至60秒,由此挤压其中的过滤残渣,同时通过所述第二装置(v2)的所述第一滤布(f21)排出所述麦芽汁;以及
205、(k)当流入所述第二装置(v2)的所述第二未过滤室(uk22)中的所述麦芽汁达到或超过预定压力、优选地1.5巴(150,000pa)或预定流量时,停止使所述麦芽汁流入所述第二未过滤室(uk22)中,并且利用流体填充与所述第二装置(v2)的所述第二未过滤室(uk22)紧邻的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi),使得所述第二未过滤室(uk22)的内容物通过所述流体的压力增加至高达2.5巴(250,000pa)的压力而被压缩,并且将所述第二未过滤室(uk22)中的所述压力保持预定时间段、优选地30秒至60秒,由此挤压其中的过滤残渣,同时通过所述第二装置(v2)的所述第二滤布(f22)排出所述麦芽汁。
206、根据本发明的方法优选地以步骤(a)至(k)的顺序执行。然而,根据本发明的方法不限于此。例如,步骤(g)至(k)也可以在步骤(b)至(f)的同时、之后或之前执行。
207、在根据本发明的方法的该实施例中,根据如上所述的根据本发明的方法,麦芽汁首先通过根据本发明的第一装置的滤布过滤。一旦麦芽汁流入装置中,更准确地说是流入相应的未过滤室的麦芽汁达到或超过预定压力或预定流量,就停止将未过滤的麦芽汁进一步进给到装置中,并且如上所述在相应的未过滤室中挤压过滤残渣。随后,延迟一段时间或同时,根据本发明的第二装置的未过滤室以类似的方式填充未过滤的麦芽汁,并且进行过滤,直到达到上述压力或流量极限为止。在这方面,根据权利要求10所述的方法明确包括第一装置和第二装置同时过滤麦芽汁的情况(即,步骤(b)和(g)、(c)和(h)、(d)和(i)、(e)和(j)、(f)和(k)并行或基本并行执行)。可替代地,上述成对的步骤可以以交错的方式执行。最后,在根据权利要求10所述的根据本发明的方法的另一个可替代实施例中,方法步骤框(b)至(f)和(g)至(k)也可以在时间上顺序执行。在交错的情况下,优选的是,一旦根据步骤(e)和(f)的麦芽汁到第一装置的流入停止,就至少开始根据步骤(h)的第二装置的填充。第一装置与第二装置之间的这种定时“切换”有助于通过根据本发明的方法确保连续过滤操作。
208、当然,该方法也可以包括当根据步骤(j)和(k)达到第二装置的过滤极限时,切换回通过第一装置对麦芽汁进行过滤。当然,这预先假定第一装置已经被排空,如果需要的话被清洁,并且在切换时间点之前被再次组装,并且因此恢复其备用状态。这样,可以实现连续的麦芽汁澄清和含蛋白质的凝结物的回收。
209、因此,根据本发明的方法还可以包括至少以下步骤:
210、(l)将所述流体至少部分地从紧邻所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11)的所述可变尺寸板(vp)和紧邻所述第一装置(v1)的所述第二未过滤室(uk12)的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi)排出,优选地在20秒至40秒的时段内;
211、(m)打开所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11),同时将第一顶板(kp11)与所述第一装置(v1)的第一分离板(tp11)分离;和/或打开所述第一装置(v1)的所述第二未过滤室(uk12),同时将所述第一分离板(tp11)与所述第一装置(v1)的第一端板(ep11)或第二分离板(tp12)分离;
212、(n)将挤压的过滤残渣从所述第一装置(v1)的所述第一未过滤室(uk11)和/或所述第二未过滤室(uk12)排出;以及
213、(o)优选地,将所述第一装置(v1)组装成堆叠体,其中所述堆叠体除了所述流体通道(fd)之外是不透流体的。
214、在另一个有利的实施例中,根据本发明的方法还可以包括至少以下步骤:
215、(p)将所述流体至少部分地从紧邻所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21)的所述可变尺寸板(vp)和紧邻所述第二装置(v2)的所述第二未过滤室(uk22)的所述可变尺寸板(vp)的所述内部空间(pi)排出,优选地在20秒至40秒的时段内;
216、(q)打开所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21),同时将第一顶板(kp21)与所述第二装置(v2)的第一分离板(tp21)分离;和/或打开所述第二装置(v2)的所述第二未过滤室(uk22),同时将所述第一分离板(tp21)与所述第二装置(v2)的第一端板(ep21)或第二分离板(tp22)分离;
217、(r)将挤压的过滤残渣从所述第二装置(v2)的所述第一未过滤室(uk21)和/或所述第二未过滤室(uk22)排出;以及
218、(s)优选地,将所述第二装置(v2)组装成堆叠体,其中所述堆叠体除了所述流体通道(fd)之外是不透流体的。
219、本发明还包括根据权利要求13所述的食品产品或其前体,该食品产品或其前体包含来自麦芽汁、优选地来自啤酒生产的麦芽汁的含蛋白质的凝结物或由该含蛋白质的凝结物组成。在这方面,使用如上所述的本发明的装置和/或本发明的方法,含蛋白质的凝结物是可回收的或者已经被回收。
220、由于根据本发明的食品产品中的凝结物来自基于植物的麦芽汁、优选地啤酒麦芽汁,其中包含的蛋白质是纯植物来源的,并且因此也适用于素食者和纯素食者。如上所述,根据本发明获得的凝结物具有类似于凝乳、面包或豆腐的稠度,这使得它直接适合作为植物来源的富含蛋白质的食品产品。另外,根据本发明获得的凝结物还特别适合在食品产品制备中作为富含蛋白质的添加剂,以通过增加其蛋白质含量来提高食品产品的营养价值和/或提高其稠度、质地或口感。
221、根据权利要求14所述的本发明还包括利用本发明的装置或系统从麦芽汁、优选地从啤酒生产的麦芽汁中获得含蛋白质的凝结物的用途。
222、这里,上述根据本发明的装置或根据本发明的方法及其有利实施例的优点和特征类似地适用。
223、根据本发明,还可以使用麦芽汁、优选地来自啤酒生产的麦芽汁以及根据本发明的装置和/或系统来获得含蛋白质的食品产品或其前体。
224、最后,根据本发明还提出使用来自麦芽汁、优选地来自啤酒生产的麦芽汁的含蛋白质的凝结物作为食品产品或用于食品产品的制备(权利要求15)。在这方面,麦芽汁优选地已经预先在至少85℃下保温或煮沸至少10分钟;并且通过根据权利要求1至6中任一项所述的装置(v)、或根据权利要求7所述的系统、或通过根据权利要求8至12中任一项所述的方法获得含蛋白质的凝结物。通过类比,上面讨论的关于本发明的食品产品或其用途的优点也适用于此。
225、实施例
226、下面参考附图说明本发明的优选实施例,在附图中:
227、图1是根据本发明的装置v的第一实施例在基本状态下的分解示意图;
228、图2是根据本发明的装置v的第一实施例中第一分离板tp1展开状态下的分解示意图;
229、图3是根据本发明的装置v的第二实施例在基本状态下的分解示意图;
230、图4是根据本发明的装置v的第二实施例顶板kp和端板ep展开状态下的分解示意图;
231、图5是根据本发明的装置v的第三实施例在基本状态下的分解示意图;
232、图6是根据本发明的装置v的第三实施例第一分离板tp1和第二分离板tp2展开状态下的分解示意图;
233、为了清楚起见并便于解释本发明,图1至图6以分解图的形式示出,并且未按比例绘制。该分解图实际上并不对应于根据本发明的装置v的操作状态。此外,为了简单起见,图1至图6没有示出流入的未过滤的麦芽汁、流出的过滤的麦芽汁和过滤残渣(即,含蛋白质的凝结物)。
234、图1示出了根据本发明的装置v的第一实施例在基本状态下的分解示意图。其中,根据本发明的装置v的以下部件按以下顺序堆叠:顶板kp、第一滤布f1、第一分离板tp1、第二滤布f2和端板ep。本发明的装置v的各部件沿着装置v的中心轴线mv设置,并且被组装成不透液体(liquid-tight)的堆叠体为装置运行做好准备。
235、在根据本实施例的装置v中,顶板kp、第一分离板tp1和端板ep各自包括至少一个流体通道fd。第一分离板tp1形成为具有内部空间pi的可变尺寸板vp,其中该内部空间可经由流体通道fd填充或排出。第一未过滤室uk1形成在第一分离板tp1与第一滤布f1之间,同时第一过滤室fk1形成在第一滤布f1与顶板kp之间。类似地,第二未过滤室uk2形成在第一分离板tp1与第二滤布f2之间,同时第二过滤室fk2形成在第二滤布f2与端板ep之间。第一未过滤室uk1和第二未过滤室uk2各自包括用于进给麦芽汁的至少一个流体通道fd。第一过滤室fk1和第二过滤室fk2各自包括用于排出过滤的麦芽汁的至少一个流体通道fd。
236、当执行根据本发明的方法时,以上描述的根据本发明的装置被用作组装的堆叠体,该堆叠体除了流体通道fd之外是不透液体的。因此,已经在100℃下煮沸15分钟的未过滤的麦芽汁(例如,啤酒麦芽汁)在热的状态下经由流体通道fd填充到第一未过滤室uk1中,穿过第一滤布f1,并且作为过滤的麦芽汁进入第一过滤室fk1。从第一过滤室,过滤的麦芽汁可以同时或在稍后的时间点经由另外的流体通道fd(图1)从装置中取出。
237、如果预定体积的麦芽汁已经流入第一未过滤室uk1中,或者如果流入第一未过滤室uk1中的麦芽汁达到或超过预定压力,例如1.5巴(150,000pa),这可能指示第一滤布f1堵塞,则停止使未过滤的麦芽汁流入第一未过滤室uk1中。随后,经由流体通道fd将流体填充到被设计为可变尺寸板vp的第一分离板tp1的内部空间pi中,使得可变尺寸板vp在相邻的未过滤室uk1和uk2的方向上或沿着装置的中心轴线在两侧展开,并且由此将过滤残渣(即,含蛋白质的凝结物)压靠在滤布上,从而由于压力的作用而限制相应的未过滤室,使得过滤残渣被挤出,并且另外的滤液通过滤布流出到过滤室中(参见图2)。当过滤残渣被挤出(其可以进行例如30秒、45秒或60秒)时,相应的未过滤室中的普遍压力例如高达2.5巴(250,000pa)。通过挤压过滤残渣,一方面可以获得更多的过滤的麦芽汁,另一方面可以获得含蛋白质的凝结物,该含蛋白质的凝结物的液体含量较低,并且因此“更干燥”。此外,由于根据本发明的方法,在根据本发明的装置中获得了具有上述有利的稠度的凝结物。关于通过第二滤布f2、第二未过滤室uk2和第二过滤室fk2的过滤,该方法也以类似于上述方法的方式进行。
238、在完成含蛋白质的凝结物的挤压和通过过滤室fk1和fk2的流体通道fd中的一个或多个将滤液从装置v排出之后,用于对可变尺寸板vp的内部空间进行加压的流体至少部分地排出,这例如进行30秒。此后,根据本发明的装置(更准确地说是未过滤室)通过将与其相邻的装置的板分离而被打开,并且含蛋白质的凝结物可以从打开的未过滤室中移除。
239、图3示出了根据本发明的装置v的第二实施例在其基本状态下的分解示意图。根据本发明的装置v的该实施例还包括以下部件,这些部件按以下顺序堆叠:顶板kp、第一滤布f1、第一分离板tp1、第二滤布f2和端板ep。为了避免重复,将参考上述第一实施例的描述,并且下面将仅解释与第一实施例的不同之处。
240、因此,在第二实施例中,未过滤室uk1和uk2分别形成在顶板kp与第一滤布f1之间以及端板ep与第二滤布f2之间。因此,过滤室fk1和fk2分别形成在第一分离板tp1与第一滤布f1之间以及第二滤布f2与第一分离板tp1之间。同样在该实施例中,未过滤室uk1和uk2以及过滤室fk1和fk2设置有流体通道,以允许填充未过滤的麦芽汁和从装置中取出过滤的麦芽汁。根据上述未过滤室uk1、uk2的组件,在该实施例中,顶板kp和端板ep被设计为可变尺寸板vp,其具有可利用流体填充的内部空间pi。因此,与第一实施例形成对比,在该实施例中,第一端板tp可以形成为刚性的、尺寸不可变的板。
241、图4图示了挤出未过滤室uk1、uk2中的过滤残渣的过程,其中通过填充这些板的相应内部空间pi,可变尺寸板vp(在这种情况下为顶板kp和端板ep)朝向装置v的中心扩展。含蛋白质的凝结物的回收及其从装置v中的排出在原则上类似于上面参考图1和图2描述的方法。
242、图5示出了根据本发明的装置v的第三实施例在基本状态的分解示意图。根据本发明的装置v的该实施例还包括以下部件,这些部件按以下顺序堆叠:顶板kp、第一滤布f1、第一分离板tp1、第二滤布f2、第二分离板tp2、第三滤布f3、第三分离板tp3、第四滤布f4和端板ep。为了避免重复,大体上可参考上述第一实施例的描述,下面仅解释与第一实施例的不同之处。
243、在该实施例中,形成了四个未过滤室uk1、uk2、uk3和uk4以及对应的四个过滤室fk1、fk2、fk3和fk4,它们中的每一个都以与如上所述采用相同的方式用于根据本发明的方法中,故在此省略其详细描述。该实施例提供的优点是,例如,两个未过滤室uk1和uk2可以完全独立于未过滤室uk3和uk4使用。这提供的优点是,例如,过滤可以首先通过未过滤室uk1和uk2进行,并且在由于第一滤布f1和第二滤布f2的堵塞而导致压力增加的情况下,未过滤的麦芽汁的流动可以转向到未过滤室uk3和uk4。当通过未过滤室uk3和uk4以及过滤室fk3和fk4进行过滤时,未过滤室uk1和uk2中积聚的过滤残渣可能由于可变尺寸板tp1而被挤出并从例如装置v中移除。相同的程序用于未过滤室uk3和uk4中的过滤残渣。这样,根据本发明的装置能够通过滤布f1/f2和f3/f4的交替过滤来实现连续过滤麦芽汁和回收含蛋白质的凝结物。
244、实验研究
245、在根据本发明的装置中,诸如图1所示的实施例,进行实验以获得含蛋白质的凝结物。为此目的,根据通常的麦芽汁制备程序制备麦芽汁,更准确地说是啤酒麦芽汁。啤酒花添加量高于平均值,即,大于0.5kg/hl。在对比酿造品中,煮沸的麦芽汁根据常规程序在漩涡器中澄清,并且然后在麦芽汁冷却器中冷却(对比实施例)。这里,在漩涡器中分离的残留物中观察到大量热麦芽汁,这意味着麦芽汁的显著损失,反映为通过干燥程序测量的分离的凝结物的平均含水量为78%。另外,流出的澄清麦芽汁仍然显得浑浊,由此可以得出结论,固体颗粒的分离不充分。
246、在根据本发明的第一实施例(实施例1)中,通过根据本发明的装置过滤包含与上述对比实施例相同组成的热麦芽汁,其中所使用的滤布的孔径为25μm(根据astm f 316:2003测量)。在流过179l热麦芽汁之后,入口压力上升至1.98巴。然后停止使麦芽汁流入,并且通过利用压力为1.2巴的流体填充可变尺寸分离板tp1,将未过滤室中的过滤残渣挤出。从根据本发明的装置排出的滤液是透明的,并且通过旋转试验在其中没有检测到固体。在通过流体压力挤出凝结物期间也是如此。通过根据本发明的方法,从179l热麦芽汁的部分中获得总共2579g含蛋白质的凝结物(4.25l),该含蛋白质的凝结物的含水量为仅63.8%。过滤残渣在未过滤室中形成部分非常薄的层,其具有不均匀的层厚度。当打开未过滤室时,获得的凝结物不会自己从装置中脱落。
247、在根据本发明的第二实施例(实施例2)中,利用根据本发明的装置和根据本发明的方法过滤热麦芽汁,其中所有条件与根据本发明的第一实施例相同,除了所使用的滤布的孔径为40μm(根据astm f 316:2003测量),而不是第一实施例的25μm。在流过341升热麦芽汁之后,入口压力上升至2.02巴。然后停止使麦芽汁流入,并且通过利用压力为1.2巴的流体填充可变尺寸分离板,将未过滤室中的过滤残渣挤出。从根据本发明的装置排出的滤液是透明的,并且通过旋转试验在其中没有检测到固体。在通过流体压力挤出凝结物期间也是如此。获得的凝结物在未过滤室中形成一层,该层具有比根据本发明的第一实施例中更均匀的层厚度。在该实验中,从341l平均液体含量为64.2%的热麦芽汁中获得4178g热残留物。挤出的凝结物体积为6.65l,类推至650l的废麦芽汁,得到的凝固物体积为12.7l,而采用常规方法(对比实施例)的类似推算中,凝固物体积为153l。因此,在这里进行的比较中,在使用根据本发明的装置的根据本发明的方法中获得的过滤残渣的体积仅为在漩涡器中的常规麦芽汁澄清中产生的过滤残渣(热残留物)的体积的约8%。
248、下表总结了根据本发明实施的实施例和对比实施例的最重要的条件和结果:
249、
250、
251、对根据本发明的装置和/或根据本发明的方法获得的啤酒麦芽汁(该啤酒麦芽汁是在麦芽汁煮沸器中的麦芽汁的热处理期间从麦芽汁煮沸器中移除的,通过根据本发明的装置去除了凝结物并且随后被加回到麦芽汁煮沸器中)的含蛋白质的凝结物进行分析,得到以下测量值:
252、 参数 干物质的数量/比例 测量方法 生蛋白质 58.5% vdlufa,mb iii,4.1.2 钾 0.17% din en 15510:2007 铜 223.5mg/kg din en 15510:2007 铁 474.3mg/kg din en 15510:2007 锌 204.7mg/kg din en 15510:2007 锰 138.2mg/kg din en 15510:2007
253、基于上表中给出的测量值,显然根据本发明获得的凝结物不仅包含高含量的蛋白质,还包含其它有价值的成分,诸如微量元素和矿物质,例如铜、锌、铁或锰。这强调了根据本发明获得的含蛋白质的凝结物作为食品产品的良好适用性或其用于生产食品产品的用途,尤其是考虑到素食者或纯素食者的营养状况。
本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20241204/343366.html
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 YYfuon@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
下一篇
返回列表