專利名稱：麥芽汁煮沸方法及實(shí)現(xiàn)該方法的麥芽汁煮沸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠改善用于啤酒或麥芽酒生產(chǎn)的麥芽汁煮沸裝置的分離和發(fā)散效率的麥芽汁煮沸方法及實(shí)現(xiàn)該方法的麥芽汁煮沸裝置。
在啤酒、麥芽酒及類似產(chǎn)品生產(chǎn)的麥芽汁制造步驟，由糖化醪經(jīng)過(guò)濾得到的麥芽汁在麥芽汁煮沸鍋中與啤酒花一起煮沸，將廢啤酒花或類似物除去并將所得的液體冷卻，之后冷麥芽汁進(jìn)入下一發(fā)酵步驟。
麥芽汁煮沸步驟具有如下功能(1)啤酒花的活性成分(苦味物質(zhì)和風(fēng)味成分)滲濾進(jìn)入麥芽汁；(2)麥芽汁中的可凝固蛋白質(zhì)凝固；(3)使麥芽汁中的殘余酶失活并對(duì)麥芽汁進(jìn)行滅菌及(4)揮發(fā)除去過(guò)量的水并由揮發(fā)和發(fā)散除去對(duì)啤酒的風(fēng)味和口感不利的揮發(fā)物。
但由于從麥芽汁中揮發(fā)和分離揮發(fā)物是根據(jù)沸騰時(shí)從麥芽汁中揮發(fā)出的水分?jǐn)?shù)量進(jìn)行操作的，因而麥芽汁煮沸步驟需要很大能量。然而，幾乎沒(méi)有辦法降低所需能量。
本發(fā)明人著眼于上述麥芽汁煮沸步驟的第(4)個(gè)功能。本發(fā)明人預(yù)想不僅由于單純水分揮發(fā)所致的濃縮作用而且還有麥芽汁中的多種揮發(fā)物及不揮發(fā)物的揮發(fā)、發(fā)散及分離與水分的揮發(fā)一起影響著產(chǎn)品的風(fēng)味與口感。即從麥芽汁和啤酒花中得到的與風(fēng)味和口感有關(guān)的揮發(fā)物隨水分的揮發(fā)或基于高溫下的氣-液平衡原理轉(zhuǎn)移到氣相(即這些物質(zhì)被從麥芽汁中揮發(fā)和分離)。預(yù)期這些揮發(fā)出的揮發(fā)物的數(shù)量與水分揮發(fā)率有關(guān)，這對(duì)產(chǎn)品啤酒、麥芽酒及類似產(chǎn)品的風(fēng)味和口感影響極大。
這些事實(shí)與經(jīng)驗(yàn)規(guī)則相符，以下現(xiàn)象如由于從未密封部位或類似部位吸入空氣導(dǎo)致冷凝液回流的煮沸鍋液上氣體的溫度降低和麥芽汁中溫度的分布、如煮沸鍋內(nèi)溫度低于沸點(diǎn)的區(qū)域的存在都使作為目標(biāo)的氣-液平衡狀態(tài)不能達(dá)到而造成啤酒、麥芽酒及類似產(chǎn)品的風(fēng)味和口感不理想。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明人的研究結(jié)果已發(fā)現(xiàn)，不僅麥芽汁中的揮發(fā)物而且沸點(diǎn)高于水沸點(diǎn)的物質(zhì)如不揮發(fā)物在麥芽汁煮沸時(shí)在相當(dāng)短時(shí)間內(nèi)減少。這可能是由于溶解的配料的發(fā)散機(jī)制而不是揮發(fā)在煮沸麥芽汁時(shí)起作用。在這一點(diǎn)上，根據(jù)本發(fā)明人的分析，在煮沸的麥芽汁中形成的氣泡與氣相接觸破碎時(shí)，在氣相中形成細(xì)小液滴。細(xì)小液滴的形成與肥皂泡破裂時(shí)周圍出現(xiàn)的噴射狀水霧相似。這些細(xì)小液滴與上升氣相一起排出煮沸裝置。細(xì)小液滴含有溶解在麥芽汁中的物質(zhì)，尤其是趨向于在氣相和液相之間的邊界上聚集的揮發(fā)物及不揮發(fā)物。由此，麥芽汁配料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)根據(jù)煮沸麥芽汁時(shí)的狀態(tài)差異而改變，預(yù)計(jì)這對(duì)作為最終產(chǎn)品的啤酒的風(fēng)味和口感有影響。
因此，本發(fā)明人研究開(kāi)發(fā)了在煮沸麥芽汁時(shí)有助于從麥芽汁中揮發(fā)和發(fā)散其中的待揮發(fā)、發(fā)散及分離的物質(zhì)的方法。從而他們發(fā)現(xiàn)，增大氣-液平衡關(guān)系的推動(dòng)力促進(jìn)氣-液交換能力使得能夠快速分離和除去揮發(fā)物，并且在煮沸麥芽汁過(guò)程中產(chǎn)生氣泡將揮發(fā)物及不揮發(fā)物揮發(fā)并發(fā)散到氣相，這使得降低該步驟所需要的能量成為可能。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)。
首先，權(quán)利要求1所述的本發(fā)明提供在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中進(jìn)行的煮沸麥芽汁的方法，其特征在于改善麥芽汁煮沸裝置中的麥芽汁與氣相之間的接觸程度而提高煮沸麥芽汁時(shí)麥芽汁中的待揮發(fā)和發(fā)散的物質(zhì)的揮發(fā)和發(fā)散效率并降低煮沸麥芽汁時(shí)的熱能需要。
本發(fā)明人針對(duì)如下事實(shí)，即，在麥芽汁煮沸過(guò)程中二甲硫(下文縮寫為“DMS”)的揮發(fā)和發(fā)散是通過(guò)S-甲基蛋氨酸(下文縮寫為“SMM”)即DMS的前體經(jīng)熱反應(yīng)生成DMS以及DMS向氣相中揮發(fā)的連續(xù)過(guò)程進(jìn)行的。本發(fā)明人已建立了該連續(xù)過(guò)程的反應(yīng)速率方程并將麥芽汁煮沸過(guò)程中生成的SMM和DMS量的測(cè)量值代入計(jì)算了各連續(xù)過(guò)程的“反應(yīng)速率系數(shù)”和“揮發(fā)速率系數(shù)”。此后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)其中的揮發(fā)速率系數(shù)依賴于煮沸時(shí)的供熱速率而增加并隨煮沸裝置的形狀而改變。
即當(dāng)供熱速率增加時(shí)，麥芽汁在煮沸裝置中流動(dòng)劇烈，麥芽汁與氣相間的接觸程度增加，更易于從麥芽汁中揮發(fā)并發(fā)散出揮發(fā)物，由此使揮發(fā)速率系數(shù)增加。進(jìn)一步，即使供熱速率相同，當(dāng)采用麥芽汁在裝置內(nèi)能有效流動(dòng)混合且氣-液進(jìn)行劇烈接觸的煮沸裝置時(shí)更易于揮發(fā)、發(fā)散出揮發(fā)物而使揮發(fā)速率系數(shù)增加。
由以上事實(shí)，通過(guò)比較揮發(fā)物的揮發(fā)速率系數(shù)能夠評(píng)估麥芽汁煮沸過(guò)程中的揮發(fā)物揮發(fā)發(fā)散效率或麥芽汁煮沸裝置的揮發(fā)物揮發(fā)發(fā)散效率。然而就嚴(yán)格意義上的反應(yīng)速率而言，在評(píng)估DMS的揮發(fā)和發(fā)散效率時(shí)不僅需要比較DMS揮發(fā)和發(fā)散過(guò)程的發(fā)散系數(shù)，而且也需要考慮在先的過(guò)程即由SMM生成DMS的轉(zhuǎn)化。但DMS的生成趨向于主要隨溫度而增加。因此，對(duì)于麥芽汁維持在沸點(diǎn)溫度幾乎不變的麥芽汁煮沸過(guò)程，幾乎觀察不到變化。因而，揮發(fā)速率系數(shù)是確定發(fā)散效率的第一個(gè)因素。權(quán)利要求1所述的上述發(fā)明是基于這一評(píng)估方法而提出的。
其次，權(quán)利要求2所述的本發(fā)明提供權(quán)利要求1所述的方法，其中將流經(jīng)設(shè)在麥芽汁煮沸裝置的麥芽汁煮沸鍋內(nèi)、將煮沸鍋中的麥芽汁加熱煮沸的換熱器的麥芽汁數(shù)量增加而改善裝置內(nèi)麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度。
麥芽汁煮沸裝置的結(jié)構(gòu)通常如

圖1所示。設(shè)在煮沸裝置內(nèi)加熱麥芽汁的換熱器示于圖2，換熱器設(shè)有多個(gè)加熱管3。
采用熱水、高溫蒸汽或高溫加熱介質(zhì)繞加熱管3流動(dòng)，由此將裝在麥芽汁煮沸裝置內(nèi)的麥芽汁加熱到沸點(diǎn)。達(dá)到沸點(diǎn)的麥芽汁由加熱管3暴沸并在煮沸裝置中以如下順序循環(huán)煮沸鍋內(nèi)部→換熱器(加熱管)→分布器4→麥芽汁液面→煮沸鍋底部。分布器4用于使煮沸的麥芽汁返回到麥芽汁液面。
由本發(fā)明人的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，增加加熱管3的數(shù)目并縮短加熱管長(zhǎng)度(即上述的麥芽汁循環(huán)速率加快且流過(guò)換熱器的麥芽汁數(shù)量增加而基本上不改變加熱面積)使得增加煮沸過(guò)程中的氣-液接觸程度成為可能。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致權(quán)利要求2所述的本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步，權(quán)利要求3所述的本發(fā)明提供權(quán)利要求1所述的方法，其中在麥芽汁煮沸的同時(shí)進(jìn)行惰性氣體鼓泡以改善麥芽汁煮沸裝置中麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度。
權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的本發(fā)明提供改善權(quán)利要求1所述的麥芽汁煮沸裝置內(nèi)的麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度的具體措施。
更進(jìn)一步，權(quán)利要求4所述的本發(fā)明提供評(píng)估煮沸麥芽汁過(guò)程中待揮發(fā)發(fā)散的物質(zhì)的揮發(fā)效果的方法，其中在對(duì)啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中通過(guò)煮沸麥芽汁有待從麥芽汁中揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的揮發(fā)發(fā)散效果的評(píng)估中，將麥芽汁在惰性氣體鼓泡的同時(shí)煮沸預(yù)定時(shí)間，將麥芽汁中的殘余待揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的組成作為氣相色譜圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將該氣相色譜圖與事先輸入的、無(wú)惰性氣體鼓泡下煮沸過(guò)的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成的氣相色譜圖進(jìn)行比較并換算成無(wú)惰性氣體鼓泡下進(jìn)行的煮沸時(shí)間輸出，這一煮沸時(shí)間相應(yīng)于上述的煮沸時(shí)間，通過(guò)惰性氣體鼓泡提供的揮發(fā)物揮發(fā)效果由所得的煮沸時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)評(píng)估。
附帶說(shuō)明，作為評(píng)估有惰性氣體鼓泡下的煮沸效果的方法，可采用上述權(quán)利要求1所述的對(duì)DMS揮發(fā)速率系數(shù)的比較評(píng)估方法。
進(jìn)一步，與之相反，上述權(quán)利要求4中所述的采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較評(píng)估方法亦可用于評(píng)估權(quán)利要求1所述的本發(fā)明。
最后，權(quán)利要求5所述的本發(fā)明是要提供在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程所用的麥芽汁煮沸裝置，其特征在于它設(shè)有惰性氣體鼓泡裝置。
圖1示意表示權(quán)利要求1所述的本發(fā)明方法所采用的煮沸裝置的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。圖2示意表示圖1所示的煮沸裝置的柱體部分的結(jié)構(gòu)。圖3所示為I型煮沸裝置中在初始煮沸時(shí)間為0小時(shí)時(shí)的SMM濃度和DMS濃度變化圖。圖3(a)、3(b)、3(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)及120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。圖4表示I型煮沸裝置中DMS實(shí)測(cè)值與計(jì)算值。圖4(a)、4(b)、4(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)及120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。圖5表示II型煮沸裝置中在初始煮沸時(shí)間為0小時(shí)時(shí)的SMM濃度和DMS濃度變化圖。圖5(a)、5(b)、5(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)及120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。圖6表示II型煮沸裝置中的DMS實(shí)測(cè)值與計(jì)算值。圖6(a)、6(b)、6(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)及120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。圖7為SMM生成DMS的反應(yīng)速率系數(shù)(k1)和DMS發(fā)散速率系數(shù)(k2)與麥芽汁煮沸鍋形狀及供熱速率的關(guān)系對(duì)比圖。
圖1到圖7中，標(biāo)號(hào)1為麥芽汁煮沸鍋，標(biāo)號(hào)2為換熱器，標(biāo)號(hào)2A為換熱器一端，標(biāo)號(hào)2B為換熱器的柱體部分，標(biāo)號(hào)3為加熱管，標(biāo)號(hào)4為分布器。
圖8為可用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求3所述的本發(fā)明方法的麥芽汁煮沸鍋示意圖。圖9為可用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求3所述的本發(fā)明方法的另一類型麥芽汁煮沸鍋的示意圖。
圖8和圖9中，標(biāo)號(hào)11為麥芽汁煮沸鍋，標(biāo)號(hào)12為麥芽汁，標(biāo)號(hào)13為液面，標(biāo)號(hào)14為加熱器，標(biāo)號(hào)15為惰性氣體噴射部，標(biāo)號(hào)16為人孔。
本發(fā)明如下所述。
如上所述，權(quán)利要求1所述的本發(fā)明是要提供在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中進(jìn)行的煮沸麥芽汁的方法，其特征在于改善麥芽汁煮沸裝置中的麥芽汁與氣相間的氣-液接觸程度而提高煮沸麥芽汁時(shí)麥芽汁中的待揮發(fā)和發(fā)散的物質(zhì)的揮發(fā)和發(fā)散效率并降低煮沸麥芽汁時(shí)的熱能需要。權(quán)利要求2所述的本發(fā)明是要提供權(quán)利要求1所述的方法，其中將流經(jīng)設(shè)在麥芽汁煮沸裝置的麥芽汁煮沸鍋內(nèi)、將煮沸鍋中的麥芽汁加熱煮沸的換熱器的麥芽汁數(shù)量增加以改善裝置內(nèi)的麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度。
權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的本發(fā)明的特征如下所述對(duì)DMS連續(xù)發(fā)散過(guò)程的反應(yīng)速率進(jìn)行分析并獲得以揮發(fā)速率系數(shù)表示的煮沸步驟的DMS發(fā)散效率，由此可對(duì)煮沸裝置中的揮發(fā)物的分離和發(fā)散性能進(jìn)行評(píng)估。
由以前的報(bào)道可知DMS在麥芽汁煮沸過(guò)程中的反應(yīng)行為主要表現(xiàn)為由DMS的前體SMM生成DMS以及DMS向氣相中的發(fā)散〔例如J．Inst．Brew 88，P．244(1982)，Anness，B．J．a(chǎn)nd Bamforth，C．W．(1982)〕。
即在煮沸麥芽汁過(guò)程中不生成SMM且由DMS轉(zhuǎn)化得到的二甲基亞砜(DMSO)或類似產(chǎn)物數(shù)量很少。由此可得到以下連續(xù)步驟SMM→DMS→(發(fā)散進(jìn)入氣相)(在氣相中的生成反應(yīng))。
連續(xù)步驟的反應(yīng)速率與發(fā)散速率假定分別由以下方程來(lái)描述r1=k1[S]r2=k2([D]L-[D]G)其中r1為由SMM生成DMS的轉(zhuǎn)化速率(μmol／L·min)，r2為DMS的發(fā)散速率(μmol／L·min)，k1為反應(yīng)速率系數(shù)(1／min)，k2為揮發(fā)速率系數(shù)(1／min)，[S]為液相中的SMM濃度(μmol／L)，[D]L為液相中的DMS濃度(μmol／L)，[D]G為氣相中的DMS濃度(μmol／L)。
氣相中的DMS濃度由計(jì)算氣相中的DMS分壓得到，表示為與DMS氣相分壓相應(yīng)的液相DMS濃度。
在此假定下，SMM生成DMS的轉(zhuǎn)化反應(yīng)僅依賴于液相的SMM濃度，反應(yīng)速率方程可表示為一級(jí)反應(yīng)。氣相與液相中的DMS濃度差是DMS發(fā)散速率的驅(qū)動(dòng)力。由此可將SMM和DMS的減少速率重寫如下d[S]／dt=-k1[S] (1)d[D]L／dt=k1[S]-k2([D]L-[D]G)(2)方程(1)的解為[S]／[S]0=exp(-k1t) (3)其中[S]0為反應(yīng)開(kāi)始時(shí)液相中的SMM濃度(μmol／L)。
因此方程(2)變?yōu)閐[D]L／dt=k1[S]0exp(-k1t)-k2[D]L+k2[D]G(4)由于氣相中的DMS通?？偸潜慌懦鱿到y(tǒng)，DMS濃度極低、近似為系數(shù)；由此方程(4)可視為一階線性微分方程處理。其解為[D]L=exp(-∫k2dt)[∫{k1[s]cexp(-k1t)+k2[D]G}·exp(∫k2dt)dt+C](5)其中C為積分系數(shù)。
方程(5)的解為[D]L={k1／(k2-k1)}[S]0exp(-k1t)+[D]G+Cexp(-k2t) (5)＇
不言而喻，由于麥芽汁濃度或氣-液接觸效率在煮沸前后發(fā)生改變，因而揮發(fā)物的發(fā)散速率隨之改變。本發(fā)明關(guān)注的是煮沸過(guò)程中的麥芽汁。因此當(dāng)麥芽汁達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)的時(shí)刻被作為“0”時(shí)刻(t=0)。由此麥芽汁達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)的SMM和DMS濃度分別表示如下[S]=[S]。L=[D]L。
將上述式子代入方程(5)＇計(jì)算出C值C=[D]L0-[{k1／(k2-k1)}[S]0+[D]G](6)將方程(6)代入方程(5)得到[D]L={k1／(k2-k1)}[S]0exp(-k1t)+[D]G+[[D]L0-(k1／(k2-kX)}[S]0-[D]G]exp(-k2t)(7)實(shí)際上，液相中的DMS濃度極低，在μmol／L量級(jí)。此外，如前所述由于氣相總是被排放掉，認(rèn)為氣相中的DMS含量極低而不能成為氣-液傳遞阻力。
即方程(7)中[D]G_0．由此液相中的DMS濃度可由下述方程描述[D]L={k1／(k2-k1)}[S]0{exp(-k1t)-exp(-k2t)}+[D]L0exp(-k2t) (8)如上所述，由液相中的SMM和DMS濃度分別得到方程(3)和(8)。
由此，SMM濃度下降速率即由SMM轉(zhuǎn)化為DMS的生成速率可由方程(3)表示。由此將([S]／[S]0)的對(duì)數(shù)值對(duì)煮沸時(shí)間作圖，反應(yīng)速率系數(shù)k1由計(jì)算通過(guò)該點(diǎn)的直線斜率的近似值得到。
進(jìn)一步，DMS濃度的改變即由于自SMM生成以及揮發(fā)和吸入作用引起的DMS數(shù)量的減少可由方程(8)表示。式(8)中的[D]L、[D]L0和[S]0通過(guò)測(cè)量麥芽中的DMS和SMM含量得到，反應(yīng)速率系數(shù)k1由實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)上述方程(3)計(jì)算得到。但方程(8)是非線性的，因而揮發(fā)速率系數(shù)k1不能通過(guò)簡(jiǎn)單代入方程(8)計(jì)算得到。但可通過(guò)采用數(shù)值解法如Runge-kutta方法得到近似解。
進(jìn)一步，如上所述，權(quán)利要求3所述的本發(fā)明提供權(quán)利要求1所述的方法，其中在煮沸麥芽汁的同時(shí)進(jìn)行惰性氣體鼓泡以改善麥芽汁煮沸裝置內(nèi)的麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度。權(quán)利要求4所述的本發(fā)明提供評(píng)估煮沸麥芽汁過(guò)程中待揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的揮發(fā)效果的方法，其中在對(duì)啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中通過(guò)煮沸麥芽汁有待從麥芽汁中揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的揮發(fā)發(fā)散效果的評(píng)估中，麥芽汁在惰性氣體鼓泡的同時(shí)煮沸預(yù)定時(shí)間，將麥芽汁中的殘余待揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的組成作為氣相色譜圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該氣相色譜圖與事先輸入的、無(wú)惰性氣體鼓泡下煮沸過(guò)的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成的氣相色譜圖進(jìn)行比較并換算成無(wú)惰性氣體鼓泡下進(jìn)行的煮沸時(shí)間輸出，這一煮沸時(shí)間相應(yīng)于上述的煮沸時(shí)間，通過(guò)惰性氣體鼓泡提供的揮發(fā)物揮發(fā)效果由所得的煮沸時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)評(píng)估。
更進(jìn)一步，權(quán)利要求5所述的本發(fā)明提供在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中所用的麥芽汁煮沸裝置，其特征在于它設(shè)有惰性氣體鼓泡裝置。
在權(quán)利要求3所述的本發(fā)明中，在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中在煮沸麥芽汁的同時(shí)進(jìn)行惰性氣體鼓泡，由此加速麥芽汁的氣-液接觸并促進(jìn)麥芽汁中的揮發(fā)物的揮發(fā)和分離。
在此所用的惰性氣體可以是氮?dú)狻⒍趸細(xì)?、氬氣、氦氣、氖氣及類似氣體。從這些氣體中選用合適的氣體。
在權(quán)利要求3所述的本發(fā)明中，由糖化醪經(jīng)過(guò)濾得到的麥芽糖在有惰性氣體鼓泡下在麥芽汁煮沸鍋中與啤酒花一起煮沸。麥芽汁煮沸裝置形狀如下。
如圖8所示，用于麥芽汁12加熱和煮沸的換熱器14通常設(shè)在麥芽汁煮沸鍋11內(nèi)或設(shè)在麥芽汁煮沸鍋11外(未示出)。麥芽汁在換熱器14的作用下以固定速率煮沸，由此通過(guò)揮發(fā)和發(fā)散除去對(duì)啤酒或類似產(chǎn)品的風(fēng)味和口感不利的揮發(fā)物。對(duì)于換熱器14的型式，已知可采用內(nèi)熱式或外熱式換熱器。
在權(quán)利要求3所述的本發(fā)明中，除換熱器14之外，在麥芽汁煮沸鍋11的任何位置安設(shè)惰性氣體注射部15(圖中安裝在麥芽汁煮沸鍋底部)。惰性氣體經(jīng)注射部分散進(jìn)入麥芽汁12以增加氣-液接觸面積并通過(guò)更有效的揮發(fā)和發(fā)散來(lái)促進(jìn)對(duì)啤酒或類似產(chǎn)品的風(fēng)味和口感不利的揮發(fā)物的脫除。
可在麥芽汁開(kāi)始沸騰時(shí)或經(jīng)一段預(yù)定時(shí)間后開(kāi)始進(jìn)行惰性氣體鼓泡，如在麥芽汁沸騰后30分鐘時(shí)進(jìn)行惰性氣體鼓泡。
當(dāng)對(duì)惰性氣體鼓泡下的麥芽汁煮沸過(guò)程中的揮發(fā)物揮發(fā)效果進(jìn)行評(píng)估時(shí)，權(quán)利要求4所述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法用于權(quán)利要求3所述的本發(fā)明。
該評(píng)估方法如下所述。首先，采用氣相色譜方法測(cè)得按普通方式即無(wú)惰性氣體鼓泡下煮沸的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成并表示為隨時(shí)間的變化圖。將此圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
與此同時(shí)，采用上述氣相色譜測(cè)出根據(jù)權(quán)利要求3所述的本發(fā)明的在惰性氣體鼓泡下煮沸預(yù)定時(shí)間后的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成。將所得色譜圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法估計(jì)上述色譜圖與通過(guò)普通方式煮沸所得的色譜圖何時(shí)、何處最為相似。
將這樣計(jì)算出的相應(yīng)于普通方法煮沸時(shí)間的時(shí)間輸出，并將這一時(shí)間與惰性氣體鼓泡下的實(shí)際煮沸時(shí)間相比較以對(duì)在惰性氣體鼓泡下?lián)]發(fā)物的揮發(fā)效果進(jìn)行評(píng)估。
麥芽汁中的殘余揮發(fā)物可由已知方法測(cè)量。在本發(fā)明中，最優(yōu)選的方法為TCT-FID(熱脫附冷阱注射器-氫火焰電離檢測(cè)器)方法或EP-FID〔溶劑(乙醚-戊烷(2∶1))〕萃取-氫火焰離子化檢測(cè)器)方法。
下面來(lái)描述煮沸后的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成的分析方法。分析樣品取自麥芽汁煮沸鍋的采樣口，立即由冰冷卻并在低溫(5℃)下密封保存。若采用TCT-FID方法進(jìn)行分析，將7克氯化鈉和10μl內(nèi)標(biāo)溶液(2-庚酮30毫克／100毫升)加入25毫升麥芽汁樣品中。系統(tǒng)在40℃的恒溫水浴中采用氦在100毫升／分的流量下通氣15分鐘，揮發(fā)物吸附到TENAX冷阱管中。
其后將冷阱管安放在氣相色譜儀的樣品進(jìn)料口處并升高溫度，由此使吸附的揮發(fā)物得以脫附并由樣品進(jìn)料口進(jìn)入色譜儀內(nèi)。采用微極性的DB-5(由J&W提供)或類似物作為色譜柱。揮發(fā)物的吸附和脫附條件如下冷卻溫度100℃、初步冷卻時(shí)間3分鐘、脫附溫度250℃、脫附時(shí)間5分鐘、注射溫度200℃、注射時(shí)間3分鐘。
另一方面，在采用EP-FID方法進(jìn)行分析時(shí)，將0．5毫升內(nèi)標(biāo)溶液(苯甲醇，100毫克／100毫升)，60克氯化鈉和150毫升萃取溶劑〔乙醚∶戊烷(2∶1)〕加入200毫升麥芽汁樣品中，振蕩下萃取30分鐘。之后在3，000rpm下離心分離10分鐘，在45℃的溫水浴中將作為溶劑的乙醚∶戊烷溶液加熱，濃縮該溶液將體積調(diào)節(jié)為200微升。取其中1微升作為樣品，經(jīng)樣品注射口加入氣相色譜儀。采用極性DB-WAX(由J&W制造)作為色譜柱。揮發(fā)物的吸附和脫附條件同上所述。
在以上的任一分析方法中均采用氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)檢測(cè)揮發(fā)物。
權(quán)利要求4所述的本發(fā)明中所采用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為一種在計(jì)算機(jī)上模擬人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。經(jīng)常采用的一種模型是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成單元-神經(jīng)元固定在多個(gè)層次上，在信息傳遞過(guò)程中輸出固定的推斷。
為獲得作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出的固定的推斷結(jié)果(在權(quán)利要求4所述的本發(fā)明中即推斷惰性氣體鼓泡下麥芽汁煮沸的預(yù)定時(shí)間是否相應(yīng)于無(wú)惰性氣體鼓泡下的煮沸時(shí)間)，即使在與人類的研究相象的模型中也需要一個(gè)研究過(guò)程(在權(quán)利要求4所述的本發(fā)明中，研究過(guò)程通過(guò)將普通方法無(wú)惰性氣體鼓泡下的煮沸步驟以氣相色譜圖形式輸入計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行)。
研究過(guò)程如下將采用普通方法煮沸過(guò)程中選定的所經(jīng)歷的煮沸時(shí)間上的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成以氣相色譜圖形式作為輸入值輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?！斑x定的所經(jīng)歷的煮沸時(shí)間”由輸出層以輸出值形式得到。在充分進(jìn)行研究過(guò)程后，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠隨輸入數(shù)據(jù)得到輸出值的時(shí)間定義為模型收斂。本發(fā)明在惰性氣體鼓泡下的煮沸數(shù)據(jù)作為輸入值提供給該收斂模型并由計(jì)算得到相應(yīng)于普通方法煮沸的輸出值。
有時(shí)將氣相色譜圖中除無(wú)重復(fù)性的峰或面積極小的峰外的峰作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)。
在權(quán)利要求4所述的本發(fā)明的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中采用BrainMaker v3．1(California SCientific Software)作程序，所用的計(jì)算機(jī)為IBM PC 750。
權(quán)利要求5所述的本發(fā)明的麥芽汁煮沸裝置的特征在于設(shè)有一惰性氣體鼓泡裝置。本煮沸裝置除設(shè)有惰性氣體鼓泡裝置外，其它與啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中所用的常規(guī)麥芽汁煮沸裝置相同。可采用例如玻璃珠型鼓泡器作為惰性氣體鼓泡裝置。
參考以下實(shí)施例可更確切地描述本發(fā)明。但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1在權(quán)利要求1所述的本發(fā)明方法中所用的煮沸裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)施例示于圖1。該煮沸裝置包括收集待煮沸麥芽汁的麥芽汁煮沸鍋1、設(shè)在煮沸鍋內(nèi)將麥芽汁煮沸的加熱器(下文稱之為“換熱器2”)及將從換熱器2頂部暴沸的麥芽汁返回收集在麥芽汁煮沸鍋1中的麥芽汁的分布器4。換熱器2包括一錐頂2A和一柱體部分2B。如圖2所示，柱體部分2B在結(jié)構(gòu)上設(shè)有多個(gè)加熱管3。熱水、高溫蒸汽或高溫加熱介質(zhì)繞加熱管3流動(dòng)將裝在煮沸裝置內(nèi)的麥芽汁加熱到沸點(diǎn)。達(dá)到沸點(diǎn)的麥芽汁由加熱管3暴沸并在煮沸裝置內(nèi)順序流經(jīng)煮沸鍋內(nèi)部→換熱器(加熱管)→分布器→麥芽汁液面→煮沸鍋底部循環(huán)。換熱器2的柱體部分外徑為430毫米、加熱管長(zhǎng)1，280毫米，加熱管內(nèi)徑為34．5毫米，加熱管數(shù)為20，加熱管的總加熱面積為2．77平方毫米。
在麥芽汁裝入煮沸裝置的麥芽汁煮沸鍋后開(kāi)始加熱，供熱速率維持在210兆卡／小時(shí)直至開(kāi)始沸騰。麥芽汁開(kāi)始沸騰后，在三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)及120兆卡／小時(shí)進(jìn)行煮沸。
收集麥芽汁溫度升高前、達(dá)到沸點(diǎn)前10分鐘、達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)、達(dá)到沸點(diǎn)后5分鐘和達(dá)到沸點(diǎn)后15分鐘的樣品并測(cè)定SMM和DMS濃度。
初始煮沸時(shí)刻為0小時(shí)時(shí)的SMM濃度變化及DMS濃度變化示于圖3(a)、3(b)和3(c)。圖3(a)、3(b)、3(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)和120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。
SMM生成DMS的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率系數(shù)k1由麥芽汁達(dá)到沸點(diǎn)前10分鐘開(kāi)始的4個(gè)時(shí)刻基于采用方程(3)所得的SMM濃度獲得。即用(〔S〕／〔S0〕)的對(duì)數(shù)值作圖，通過(guò)采用最小二乘法線性近似計(jì)算經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的直線斜率。
由此得到的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率系數(shù)k1示于表1(I型裝置)。
此后由所得的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率系數(shù)k1和測(cè)得的麥芽汁的DMS濃度采用一種數(shù)值解法即Runge-kutta法得到揮發(fā)速率系數(shù)k2。
由此得到的揮發(fā)速率系數(shù)k2的近似解示于圖2(I型裝置)。將近似解代入方程(8)算出的DMS值與煮沸后麥芽汁中的DMS測(cè)量值所做的比較如圖4所示。圖4(a)、4(b)、4(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)和120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。兩種結(jié)果彼此符合得很好，表明采用方程(8)的數(shù)值解法所得的近似解是合理的。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，但采用下述的II型煮沸裝置代替I型煮沸裝置。
本實(shí)施例的II型煮沸裝置與實(shí)施例1的I型煮沸裝置之間的差別在于換熱器2的類型不同。換熱器2的不同之處如下加熱管長(zhǎng)為804毫米，加熱管內(nèi)徑為44．8毫米，加熱管數(shù)為24，加熱管的總加熱面積為2．72平方毫米。相較于實(shí)施例1，實(shí)施例2采用粗而短的加熱段。
II型煮沸裝置中SMM濃度變化與DMS濃度變化的測(cè)量值示于圖5(a)、5(b)和5(c)。由此得到的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率系數(shù)k1示于表1(II型裝置)。此外，如實(shí)施例1所述得到揮發(fā)速率系數(shù)k2，結(jié)果示于表2(II型裝置)。DMS濃度的計(jì)算值與測(cè)量值之間的比較示于圖6。圖6(a)、6(b)、6(c)分別表示三級(jí)供熱速率條件即280兆卡／小時(shí)、210兆卡／小時(shí)和120兆卡／小時(shí)下的結(jié)果。與實(shí)施例1相同，兩種結(jié)果非常接近。表1
表2
將表1和表2的結(jié)果以圖形表示并比較由SMM生成DMS的反應(yīng)速率系數(shù)(k1)和DMS的揮發(fā)速率系數(shù)(k2)與麥芽汁煮沸鍋型式和供熱速率之間的關(guān)系，比較結(jié)果示于圖7。
如上所述，在麥芽汁煮沸過(guò)程中DMS的反應(yīng)行為主要表現(xiàn)為由SMM生成DMS及DMS向氣相中的發(fā)散。將反應(yīng)速率方程由SMM生成DMS的反應(yīng)速率系數(shù)(k1)和DMS發(fā)散的揮發(fā)速率系數(shù)(k2)來(lái)表示。將所測(cè)得的麥芽汁中的殘余DMS濃度代入反應(yīng)速率方程獲得各個(gè)系數(shù)值。測(cè)量時(shí)將速率系數(shù)與煮沸裝置供熱速率〔(麥芽汁達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)的)初始沸騰后的供熱速率〕的變化(三級(jí))及煮沸裝置型式的差異進(jìn)行對(duì)比。
SMM生成DMS的反應(yīng)速率系數(shù)(k1)幾乎不受麥芽汁煮沸鍋的型式及供熱速率變化的影響。這估計(jì)可能是由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率僅依賴于溫度(由于當(dāng)供熱速率大于預(yù)定供熱速率時(shí)麥芽汁的溫度維持在沸點(diǎn))，表明反應(yīng)速率系數(shù)(k1)不隨供熱速率和煮沸裝置型式而改變。
另一方面，II型煮沸裝置中的DMS揮發(fā)速率系數(shù)(k2)高于I型煮沸裝置中的DMS揮發(fā)速率系數(shù)(k2)且隨供熱速率的增加而增加。因此，該系數(shù)顯然依賴于麥芽汁煮沸鍋的型式和供熱速率。這支持上述的預(yù)想即(k2)值上升的越高，煮沸裝置中的揮發(fā)物發(fā)散速率越大。
即使在相同的供熱速率條件下，II型煮沸裝置中的揮發(fā)速率系數(shù)k2也高于I型煮沸裝置的揮發(fā)速率系數(shù)。即II型煮沸裝置中的揮發(fā)物發(fā)散系數(shù)較高，這可能是由于加熱管數(shù)較多而管長(zhǎng)較短使得單位時(shí)間內(nèi)由換熱器2注入的麥芽汁量增加并使麥芽汁煮沸鍋1內(nèi)的氣相更頻繁地與麥芽汁接觸。
麥芽汁中的水分在加熱管供熱下?lián)]發(fā)為蒸汽使體積增大，由此將麥芽汁噴射送出加熱器。這種噴射物流對(duì)促進(jìn)麥芽汁的流動(dòng)混合很重要。由此，簡(jiǎn)單縮短加熱管的長(zhǎng)度并不是必需的，而是要求加熱管具有一定程度的熱交換性能以使麥芽汁噴射物流保持在固定水平。
II型煮沸裝置具有良好的DMS發(fā)散效率，這可能是由于即使在相同的供熱速率下它也比I型煮沸裝置達(dá)到更大程度的氣-液接觸。
由以上分析結(jié)果得到煮沸裝置中的揮發(fā)速率系數(shù)并通過(guò)與能夠評(píng)估煮沸裝置中的分離和發(fā)散性能的結(jié)果比較研究得到其絕對(duì)值。
因此，根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的本發(fā)明有可能采用“揮發(fā)速率系數(shù)”相對(duì)評(píng)估(通過(guò)比較評(píng)估優(yōu)越性或不足)煮沸裝置本身是否適于涉及煮沸裝置的煮沸控制方法、煮沸裝置結(jié)構(gòu)等的揮發(fā)物的分離和發(fā)散。
實(shí)施例3在中試規(guī)模采用普通啤酒釀造方法生產(chǎn)啤酒。在其中的麥芽汁制造步驟，采用圖9所示的中試麥芽汁煮沸鍋11將過(guò)濾得到的麥芽汁與啤酒花一起煮沸。
麥芽汁煮沸鍋11底部中心處設(shè)有用于煮沸麥芽汁12的內(nèi)加熱器14，加熱器14與麥芽汁12接觸的表面形如鐘形。向裝置中引入蒸汽加熱麥芽汁12隨后使麥芽汁沸騰。在本實(shí)施例的麥芽汁煮沸鍋11中，在鐘形加熱器14的頂部設(shè)置了對(duì)煮沸鍋中的麥芽汁進(jìn)行攪拌的攪拌槳。攪拌槳持續(xù)攪動(dòng)直至過(guò)濾得到的麥芽汁12被加熱并達(dá)到沸點(diǎn)，攪拌槳在煮沸開(kāi)始時(shí)停止。
采用玻璃球型噴射器(kinoshita型玻璃球506G、直徑40毫米，玻璃珠粒徑為40-50微米)將惰性氣體鼓泡通過(guò)麥芽汁。惰性氣體(氮?dú)?經(jīng)噴射管自煮沸鍋外部加入煮沸鍋內(nèi)的麥芽汁中。這有助于氮?dú)庠谥蠓绣佒械挠行Х稚ⅰ?br> 在麥芽汁開(kāi)始沸騰后立即進(jìn)行氮?dú)夤呐莶⒊掷m(xù)鼓泡90分鐘。氮?dú)夤呐輻l件為在0．20kg／cm2G、15升／分下鼓泡30分鐘；在0．15kg／cm2G、10升／分下鼓泡60分鐘。
分析用麥芽汁樣品是在麥芽汁沸騰后立即通入氣體鼓泡不久從取樣口得到，此外每30分鐘取一次樣。樣品取出后立即冷卻，之后密封并在5℃下保存。
采用TCT-FID及EP-FID方法對(duì)取得的樣品進(jìn)行分析。
在TCT-FID方法中，將7克氯化鈉和10μl內(nèi)標(biāo)溶液(2-庚酮，30毫克／100毫升)加入25毫升麥芽汁樣品中，將其在40℃的恒溫水浴中放置15分鐘。揮發(fā)物吸附到采用氦作流動(dòng)相(氦流量100毫升／分)的TENAX冷阱管中。之后將冷阱管安放在氣相色譜儀的樣品進(jìn)料口并升高溫度，由此使吸附在冷阱管中的揮發(fā)物得以脫附并由樣品進(jìn)料口進(jìn)入色譜儀內(nèi)。收集和脫附條件如下冷卻溫度-100℃、初步冷卻時(shí)間3分鐘、脫附溫度250℃、脫附時(shí)間5分鐘、注射溫度200℃、注射時(shí)間3分鐘。此外，采用DB-5(由J&W制造，0．53mm×30m，膜厚5mm)作色譜柱在50℃下加熱1分鐘。之后采用5℃／分的升溫速率加熱到250℃，反應(yīng)產(chǎn)物在此溫度下保持5分鐘。檢測(cè)器的溫度為270℃。
與此同時(shí)，在EP-FID方法中，將0．5毫升內(nèi)標(biāo)溶液(苯甲醇，100毫克／100毫升)、60克氯化鈉和150毫升萃取溶劑(乙醚∶戊烷(2∶1))加入200毫升樣品中，混合物振蕩下萃取30分鐘。之后，經(jīng)離心分離(3，000rpm，10分鐘)得到的溶劑相在45℃的溫水浴中加熱濃縮，將溶液調(diào)節(jié)到200微升。取其中1微升作為樣品加入氣相色譜儀。
采用DB-WAX(由J&W制造，0．53mm×30m，膜厚0．25μm)作色譜柱在50℃下加熱1分鐘。之后采用5℃／分的升溫速率將溫度提高到250℃，反應(yīng)產(chǎn)物在此溫度下保持10分鐘。進(jìn)一步采用10℃／分的升溫速率升溫到260℃并將反應(yīng)產(chǎn)物在此溫度下保持10分鐘。注射口溫度為220℃，檢測(cè)器溫度為270℃。
將以上分析方法得到的氣相色譜圖分別輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并與事先輸入供操作的采用普通方法即不采用氮?dú)夤呐菹轮蠓械柠溠恐袣堄鄵]發(fā)物的組成的氣相色譜圖進(jìn)行比較并操作。結(jié)果以相應(yīng)于氮?dú)夤呐菹碌闹蠓袝r(shí)間的普通方法煮沸時(shí)間來(lái)表示。氮?dú)夤呐菹聯(lián)]發(fā)物的揮發(fā)效果由所得煮沸時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)評(píng)估。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于TCT-FID方法所檢測(cè)到的揮發(fā)物而言，氮?dú)夤呐菹麻_(kāi)始沸騰后30分鐘相當(dāng)于普通方法煮沸近60分鐘，而氮?dú)夤呐菹轮蠓?0分鐘相當(dāng)于普通方法煮沸近90分鐘。另外，對(duì)于EP-FID方法所檢測(cè)到的揮發(fā)物而言，氮?dú)夤呐菹轮蠓?0分鐘相當(dāng)于普通方法煮沸近40分鐘。
實(shí)施例4通過(guò)改變實(shí)施例3所述的麥芽汁制造步驟的麥芽汁煮沸條件，在麥芽汁開(kāi)始沸騰后30分鐘開(kāi)始進(jìn)行氮?dú)夤呐?，鼓?0分鐘。氣體鼓泡條件為0．12kg／cm2G，6升／分，鼓泡60分鐘。收集麥芽汁開(kāi)始沸騰后30分鐘開(kāi)始進(jìn)行氣體鼓泡后的樣品。其它條件與實(shí)施例3相同。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于TCT-FID方法所檢測(cè)到的揮發(fā)物而言，在麥芽汁開(kāi)始沸騰后30分鐘開(kāi)始進(jìn)行氮?dú)夤呐莺罅⒓慈〕龅臉悠繁砻髦蠓辛扛哂谄胀ǚ椒ㄖ蠓?0分鐘的煮沸量，而在氮?dú)忾_(kāi)始鼓泡后30分鐘取出的樣品表明其煮沸量相當(dāng)于普通方法煮沸近60分鐘的煮沸量。此外，對(duì)于EP-FID方法檢測(cè)到的揮發(fā)物而言，發(fā)現(xiàn)氮?dú)夤呐菹轮蠓?0分鐘相當(dāng)于普通方法煮沸近40分鐘。
由上述結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在煮沸麥芽汁的過(guò)程中采用惰性氣體如氮?dú)夤呐菘善谕纱舜龠M(jìn)液相與氣相之間的接觸并加快揮發(fā)物自麥芽汁中的揮發(fā)和分離。
因此，根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4所述的本發(fā)明，通過(guò)采用惰性氣體鼓泡下的煮沸過(guò)程能夠使能耗降低到維持麥芽汁熱反應(yīng)要求的沸點(diǎn)溫度所需的供熱量。
權(quán)利要求1所述的本發(fā)明能夠提高用于啤酒或麥芽酒生產(chǎn)的麥芽汁煮沸裝置中的分離和發(fā)散效率。
特別是如權(quán)利要求2所述，使鼓泡通過(guò)設(shè)在麥芽汁煮沸裝置的麥芽汁煮沸鍋內(nèi)、用于將麥芽汁煮沸鍋內(nèi)的麥芽汁加熱煮沸的換熱器的麥芽汁量增加而使麥芽汁的氣-液接觸程度提高并增加煮沸過(guò)程中的麥芽汁中待揮發(fā)的揮發(fā)物的揮發(fā)發(fā)散效率。
根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的本發(fā)明的麥芽汁煮沸方法，能夠更有效地將不利于產(chǎn)品風(fēng)味和口感的揮發(fā)物揮發(fā)掉。
進(jìn)一步，根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求4的本發(fā)明，在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中在惰性氣體鼓泡下進(jìn)行麥芽汁煮沸，這使得縮短麥芽汁煮沸時(shí)間及隨后的在不改變麥芽汁煮沸溫度下降低供熱量成為可能。
如上所述，由于通過(guò)采用本發(fā)明的麥芽汁煮沸方法能夠提高不利于風(fēng)味和口感的揮發(fā)物的發(fā)散能力，這使得降低麥芽汁煮沸過(guò)程所需的熱能并制得口感更好的啤酒或麥芽酒成為可能。
權(quán)利要求
1．啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中進(jìn)行的煮沸麥芽汁的方法，其特征在于改善麥芽汁煮沸裝置中的麥芽汁與氣相之間的接觸程度以提高煮沸麥芽汁時(shí)麥芽汁中的待揮發(fā)和發(fā)散物質(zhì)的揮發(fā)和發(fā)散效率并降低煮沸麥芽汁時(shí)的熱能需要。
2．權(quán)利要求1所述的麥芽汁煮沸方法，其中將流經(jīng)設(shè)在麥芽汁煮沸裝置的麥芽汁煮沸鍋內(nèi)、將煮沸鍋中的麥芽汁加熱煮沸的換熱器的麥芽汁數(shù)量增加而改善裝置內(nèi)的麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度。
3．權(quán)利要求1所述的麥芽汁煮沸方法，其中在麥芽汁煮沸的同時(shí)進(jìn)行惰性氣體鼓泡以改善麥芽汁煮沸裝置內(nèi)的麥芽汁與氣相之間的氣-液接觸程度。
4．評(píng)估煮沸麥芽汁過(guò)程中待揮發(fā)和發(fā)散物質(zhì)的揮發(fā)效果的方法，其中對(duì)啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中通過(guò)煮沸麥芽汁有待從麥芽汁中揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的揮發(fā)發(fā)散效果的評(píng)估中，將麥芽汁在惰性氣體鼓泡的同時(shí)煮沸預(yù)定時(shí)間，將麥芽汁中的殘余待揮發(fā)發(fā)散物質(zhì)的組成作為氣相色譜圖輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將該氣相色譜圖與事先輸入的、無(wú)惰性氣體鼓泡下煮沸過(guò)的麥芽汁中的殘余揮發(fā)物組成的氣相色譜圖進(jìn)行比較并換算成無(wú)惰性氣體鼓泡下進(jìn)行的煮沸時(shí)間輸出，這一煮沸時(shí)間相應(yīng)于上述的煮沸時(shí)間，通過(guò)惰性氣體鼓泡提供的揮發(fā)物揮發(fā)效果由所得的煮沸時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)評(píng)估。
5．在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中使用的麥芽汁煮沸裝置，其特征在于它設(shè)有惰性氣體鼓泡裝置。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供能夠改善用于生產(chǎn)啤酒或麥芽酒的麥芽汁煮沸裝置的分離及發(fā)散效率的麥芽汁煮沸方法。本發(fā)明提供在啤酒或麥芽酒生產(chǎn)中麥芽汁制造步驟過(guò)程中進(jìn)行的麥芽汁煮沸方法,其特征在于麥芽汁煮沸裝置內(nèi)的麥芽汁與氣相之間的氣－液接觸程度得以改善而提高了麥芽汁煮沸時(shí)待揮發(fā)和發(fā)散的物質(zhì)從麥芽汁中的揮發(fā)和發(fā)散效率并降低了麥芽汁煮沸時(shí)所需的熱能。
文檔編號(hào)C12C7/22GK1205031SQ97191385
公開(kāi)日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1997年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月6日
發(fā)明者三谷優(yōu), 鈴木英和, 大利幸, 小林實(shí), 栗原利夫, 秋山普史, 石田文人 申請(qǐng)人:札幌啤酒株式會(huì)社