在啤酒制造中添加啤酒花的方法和设备以及啤酒花产品

摘要

本发明涉及一种用于在啤酒制造中添加啤酒花的方法，具有下述方法步骤：a）分离水和/或麦汁（07）和/或啤酒的子量（07a）作为含水的流体，b）将啤酒花萃取物（10）以液态的或者膏状的形式添加到被分离的所述含水的流体（07a）中，c）通过乳化所述含水的流体（07a）中的所述啤酒花萃取物（10）来制造所述啤酒花萃取物的粗乳化液（13），d）将所述啤酒花萃取物的所述粗乳化液（13）中的压力提高至特别是大于100巴的输送压力，e）通过输送加压的所述粗乳化液（13）穿过间隙或者阀（16）或者通过输送加压的所述粗乳化液撞击挡板来制造所述啤酒花萃取物的微乳化液（17），f）至少部分地将所述啤酒花萃取物的所述微乳化液（17）引回到所述啤酒的所述制造过程中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据方法独立权利要求的教导在啤酒制造中用于添 加啤酒花的方法。此外本发明涉及一种设备，所述设备能够在执行根据本 发明的方法的范围中使用。最后本发明涉及一种方法产品，所述方法产品 能够用根据本发明的方法来制造。

背景技术

在啤酒制造中基本成分的一种是啤酒花。在酿造中使用雌性花序。 这种花序此外具有更苦的树脂和芳香的油作为赋予啤酒苦味的和香味 的成分的有价值的成分。因为啤酒花产品具有非常高的价格，所以包含 在啤酒花中的成分的有效使用有重要的意义。因为有价值的成分（例如 α酸）是不溶于水的，所以这些有价值的成分必须首先进入水溶性的形 态。所述过程称之为异构化。此外，所述过程通过温度处理实现，因此 α酸转化为异α酸的形态。用于异构化的正确的过程和方法通常是已知 的并且能够从相关的专业文献中获悉。

用于在酿造中添加啤酒花，基本上提供三种不同的啤酒花产品，即 天然啤酒花、啤酒花颗粒和啤酒花萃取物。为了制造啤酒花萃取物，执 行天然啤酒花的萃取，以便借助于适合的溶剂从植物中提取出各个成 分。如果使用液态的或者膏状的啤酒花萃取物（在下文中仍仅称之为啤 酒花萃取物），那么得出啤酒花的在酿造中的最佳的可操作性，因为所 述啤酒花萃取物能够简单地用机器（例如通过泵）输送并且能够相对非 常精确地被添加。在使用啤酒花萃取物时，啤酒花萃取物的粘滞性首先 通过加热到例如45℃至50℃而降低并且由此变得可流动并且可泵送的 萃取物混入酿造水或者麦汁。在此，加工啤酒花萃取物的一个问题特别是 在于，啤酒花萃取物仅能与酿造水或麦汁的含水的环境非常差的混合，所 述啤酒花萃取物基本上是疏水性的成分。但是仅在啤酒花萃取物足够均匀 地混合在酿造水或麦汁的含水的环境中时，能够期望啤酒花成分的有效的 异构化。为了将啤酒花萃取物的有价值的成分定量地运送到含水的溶液 中，能够在麦汁蒸煮期间提高啤酒花萃取物的停留时间，这当然在时下大 多数执行的麦汁的蒸煮时间的缩短中不是无限可能的。也可能的是，提高 蒸煮温度，以便改进啤酒花萃取物的α酸的异构化。但是因此也部分地 导致麦汁中的不期望的效果。

从DE-PS 967 433中已知一种用于在存在水的情况下或者含水的溶 液中超声处理天然啤酒花的方法，以便因此改善对来自于天然啤酒花的 高品质的苦味物质的使用。在此处所描述的方法中不利的是，在使用天 然啤酒花时附带产生大量的必须费时费力地从所使用的啤酒花设备中 去除的啤酒花残渣，以至于对所使用的啤酒花添加设备的成本高昂的清 洗是不可避免的。

从DD 1585 58 B1中已知一种用于通过乳化啤酒花萃取物使苦味物 质流体化的单级的方法。粗乳化液在乳化期间用惰性气体熏蒸，以便防 止苦味物质的氧化。

发明内容

因此，以所述现有技术为出发点，本发明的目的在于，提出一种在 啤酒制造中用于添加啤酒花的新的方法，借助于所述方法，包含在啤酒 花萃取物中的所含物质能够更有效地被充分利用。此外，本发明的目的 在于，提出一种啤酒花萃取物在含水的溶液中的微乳化液，所述微乳化 液特别是能够借助于根据本发明的方法制造并且能够用于制造啤酒。最 后，本发明的目的是，提出一种用于在含水的溶液中制造啤酒花萃取物 的这种含水的微乳化液的设备。

这些目的通过独立权利要求的理论来实现。

本发明的有利的实施方式是从属权利要求的对象。

根据本发明的方法的出发点首先是分离酿造水和/或麦汁和/或啤酒 的子量作为含水的流体，应将啤酒花萃取物的所期望的量与所述含水的 流体混合。换句话说这意味着啤酒花萃取物在酿造过程期间不被引入到 酿造水或麦汁或者啤酒的标准的体积流中。相反，含水的流体的子量从 酿造过程中分支出来，并且紧接着借助于根据本发明的方法独立于其余 的体积流在酿造间中被处理，以便将处于分离的子量中的啤酒花萃取物 尽可能纯地流体化。

在分离含水的流体的所期望的子量之后，随后啤酒花萃取物的必要 的量被添加到这个子量中，以至于产生啤酒花萃取物和含水的流体的混 合物。啤酒花萃取物在这个含水的混合物中的分布在此仍是相对粗的， 因为啤酒花萃取物的主要疏水性的成分几乎不溶解在含水的流体中。

为了使含水的流体中的啤酒花萃取物更细小地流体化，根据本发明 提出一种至少两级的乳化过程。在所述过程的第一级中首先通过乳化含 水的流体中的啤酒花萃取物来制造啤酒花萃取物的粗乳化液。所述粗乳 化液是含水的基本流体（连续相）中的啤酒花萃取物微滴（离散相）的 相对细小的分布，也就是说油/水乳化液或者水包油乳化液。但是研究 显示，这种粗乳化液仍不适合实质上进一步完全地充分利用啤酒花萃取 物的所含物质，因为在含水的流体和啤酒花萃取物微滴间提供的边界面 （比表面）仍是相对小的。因此，根据本发明，为了进一步改善对啤酒 花萃取物的使用而设为，使得对粗乳化液施加优选高于100巴的输送压 力。这样加压的粗乳化液紧接着被输送穿过间隙、阀或者被输送撞击挡 板，并且在此经历高压-低压-减压周期。所述减压周期导致，粗乳化液 中的啤酒花萃取物微滴破裂并且以这种方式在含水的流体中产生啤酒 花萃取物的微乳化液。啤酒花萃取物微滴的颗粒大小通过高压-低压-减 压方式至少以因数2减小（减小一半），并且在啤酒花萃取物微滴和围 绕的含水的流体之间所提供的边界面相应地比例过大地增大。在此一定 的是，首先在粗乳化液中并且随后在微乳化液中对啤酒花萃取物微滴的 两级的减小是必要的，因为所提供的乳化方法分别或者仅适合于将由啤 酒花萃取物和含水的流体构成的简单的混合物转化为粗乳化液或者适 合于从粗乳化液转化为微乳化液。反之，由啤酒花萃取物和含水的流体 构成的混合物直接转化为微乳化液是不可行的。

在制造啤酒花萃取物的微乳化液之后，所述微乳化液随后被引回到 酿造过程的主体积流中，以至于包含在啤酒花萃取物中的所含物质在该 处能够显示所期望的过程效果。通过啤酒花萃取物微滴的当前的大的比 表面确保了完全地萃取到水相中并且确保了快速的异构化。

对于一方面由啤酒花萃取物和含水的流体构成的简单的混合物与含 水的溶液中的啤酒花萃取物的粗乳化液之间的分界可以考虑不同的定 义。这是尤其是因为分界最终是含水的溶液中的啤酒花萃取物微滴的颗 粒大小分布的统计观察。根据一个优选的变型方案，如果至少75%的啤 酒花萃取物微滴小于等于20μm，那么就本发明而言应采用粗乳化液。 根据另一种定义，如果90%的啤酒花萃取物微滴具有小于等于23μm的 颗粒大小，那么存在粗乳化液。根据第三种定义，如果50%的啤酒花萃 取物微滴具有小于等于13μm的颗粒大小，那么存在粗乳化液。代替大 小分布，也能够通过啤酒花萃取物微滴的颗粒大小的算术平均值定义粗 乳化液。优选地，啤酒花萃取物微滴在粗乳化液中取算术平均值具有在 从6μm至24μm的范围中的颗粒大小。

微乳化液的定义也描述了乳化液中的啤酒花萃取物微滴的大小分布 的统计观察。根据一个优选的变型方案，如果75%的啤酒花萃取物微滴 具有小于5μm，特别是小于3μm的颗粒大小，那么就本发明而言可以 看作是微乳化液。对此替选的是，也能够再次以颗粒大小的90%或50% 的百分比份额为基础。与此相照应，如果90%的啤酒花萃取物微滴具有 小于等于9μm，特别是小于等于4μm的颗粒大小，那么就本发明而言 可以看作是微乳化液。如果50%的啤酒花萃取物微滴具有小于等于 2.5μm，特别是小于等于2μm的颗粒大小，那么就本发明而言也可以看 作是微乳化液。

微乳化液也能够通过颗粒大小的算术平均值来定义。优选地，微乳 化液中的啤酒花萃取物微滴取算术平均值具有在从0.5μm至5μm的范 围中的颗粒大小。

包含在啤酒花萃取物中的α酸或者葎草酮（Humolone）是对于使啤 酒变苦最重要的化合物。当然，α酸在其基本状态中是不能溶解的并且 必须通过异构化转化为水溶性的异α酸，以便确保啤酒的所期望的变 苦。为了确保包含在啤酒花萃取物中的α酸到所期望的异α酸的必要的 转化，在根据本发明的方法的范围中所制造的啤酒花萃取物的粗乳化液 和/或在根据本发明的方法的范围中所制造的啤酒花萃取物的微乳化液 经受温度处理以用于异构化。因为这个温度处理仅涉及含水的流体的随 后形成麦汁体积的非常小的部分，所以存在如下可能性，即：使所述温 度处理完全地符合对必要的α酸异构化的要求或完全不符合所述要求。 因此，根据一个优选的方法变型方案设为，使粗乳化液和/或微乳化液 经受异构化-温度处理。以这种方式能够不用考虑用于α酸异构化的对 啤酒制造的主流中的麦汁的温度处理。因此，极大地缩短麦汁的蒸煮时 间。

特别有利的是，如果分离的含水的流体在添加啤酒花萃取物之前在 压力下被加热到高于100℃的温度上，特别是被加热到在120℃和140℃ 之间的温度。以这种方式能够在将啤酒花萃取物添加到含水的流体中时 实现啤酒花萃取物在含水的流体中的非常好的混合，因为提高的温度导 致啤酒花萃取物的粘滞性减小。除此之外通过提高的温度实现使啤酒花 萃取物中的α酸开始异构化。基本上，是否在温度处理期间进行一定的 蒸发是任意的。

对此替选地或者附加地可考虑的是，用于异构化的温度处理通过加 热啤酒花萃取物微滴在制造粗乳化液期间进行。此外，粗乳化液例如能 够在乳化期间被加热到异构化-温度。除此之外，通过提高的温度改善 了粗乳化液中的啤酒花萃取物微滴的分布。

在用于制造微乳化液的方法的范围中所应用的异构化-温度应基本 上相应于如下温度，在所述温度下执行啤酒制造的主过程中的麦汁蒸 煮。由此确保了麦汁的温度负荷和由此设定的麦汁特性在两个子过程中 基本上相同并且如果需要的话通过根据本发明的方法排除对随后的啤 酒味道的不利影响。因此，在应用高温麦汁蒸煮时，在所述方法中例如 直至120℃至140℃的温度能够占主导地位。

借助于多少的压力将啤酒花萃取物的粗乳化液输送穿过预设的阀或 者预设的间隙或者被输送撞击所使用，基本上是任意的，只要所期望的 高压-低压-减压过程发挥作用并且啤酒花萃取物微滴相应地破裂。通常， 输送压力此外必须占据高压水平并且此外优选位于大于或者等于200巴 的最大的压力水平上。特别地，设定大于或者等于300巴的最大的压力 水平是特别合适的，以便使啤酒花萃取物微滴非常细地分布在含水的溶 液中。在实验中已通过400巴的压力实现了最佳的结果。当然高于500 巴预期会有高的能量成本。

啤酒花萃取物微滴分布朝向更小的颗粒的继续的改变也能够通过如 下方式实现，即微乳化液在第一次经过高压-低压-减压过程之后至少再 一次经过这个高压-低压-减压过程并且在此再一次加压并且被输送穿过 间隙或者阀或者被输送撞击挡板。通过至少一次重复高压-低压-减压能 够进一步在统计学上减小啤酒花萃取物微滴的颗粒大小。

在用于啤酒制造的主过程的哪个步骤中将啤酒花萃取物的微乳化液 再次引回，基本上是任意的。以那些份额提供微乳化液也是任意的。可 考虑的例如是划分为多个部分，所述部分在不同的步骤中或者在不同的 时间点被提供到过程中。根据第一个变型方案，微乳化液至少部分地在 麦汁蒸煮之前或者麦汁蒸煮时被添加。

对于添加微乳化液替选地或者除了添加微乳化液以外，在麦汁蒸煮 期间如果需要的话微乳化液也已经能够在过滤之后或者在麦汁蒸煮之 前出现。此外，微乳化液能够部分地的或者全部地被导入到插入过滤槽 与设置在下游的麦汁煮沸装置之间的预收罐中。

根据第三个变型方案，啤酒花萃取物的微乳化液也能够在麦汁的沉 淀分离之前或者麦汁的沉淀分离期间成部分地或者整体地被添加，因为 沉淀分离过程可能受到啤酒花萃取物的所含成分的正面的影响。

根据第四个变型方案，啤酒花萃取物的微乳化液也能够在沉淀分离 和麦汁冷却之间被添加。由此降低了经由沉淀的啤酒花损失。如果在沉 淀分离和麦汁冷却之间存在用于再蒸发的设施（反萃取设施），那么微 乳化液也可能在再蒸发之后被添加，以便通过蒸发来降低香气损失。但 是有意义的能够是，微乳化液的至少一部分在麦汁蒸煮之前或在麦汁蒸 煮的过程中被添加，以便辅助热沉淀-形成。

除了根据本发明的方法，也需要用于在啤酒制造中使用的啤酒花萃 取物的含水的微乳化液，所述微乳化液特别是能够通过根据本发明的方 法制造。根据本发明，微乳化液中的至少75%的啤酒花萃取物微滴具有 小于5μm的颗粒大小。

为了执行根据本发明的方法，提出一种设备，所述设备具有两个颗 粒减小级。在此，在第一颗粒减小级中一方面将由水和/或麦汁和/或啤 酒组成的混合物和另一方面啤酒花萃取物乳化为粗乳化液。在第二个颗 粒减小级中，所述粗乳化液随后借助于输送泵被加压到高压，特别是高 于100巴的压力并且紧接着被输送穿过间隙或者阀或者被输送撞击挡 板。通过在此经过的高压-低压-减压过程，粗乳化液的啤酒花萃取物微 滴进一步分裂进而形成啤酒花萃取物的微乳化液。

在用于使由含水的流体和啤酒花萃取物组成的混合物乳化的第一颗 粒减小级中使用何种类型的设备基本上是任意的。在此刮板式搅拌器是 特别适合的。替选地，在第一颗粒减小级中超声波应用也是可以考虑的。

通过啤酒花萃取物微滴在根据本发明制造的微乳化液中的均匀的分 布，产生了一种非常稳定的产品，所述产品也能够在较低的温度下，特 别是在室温下能毫无问题地存放。因此特别有利的是，在根据本发明的 用于制造微乳化液的设备的下游设置有其中微乳化液能够被暂存的存 储容器。以这种方式能够独立于用于啤酒制造的主过程来制造微乳化液 并且随后所述微乳化液能够分别在重要的过程地点上被进一步输送出 存储容器。通过如下方式在存储容器中的微乳化液的另一种异构化也是 可以考虑的，即所述容器除了良好的隔热装置还装配有用于将温度维持 在异构化-温度的设备（例如用于补偿辐射损失的水箱加热器）。为了使 温度在整个容器中保持不变，在存储容器中的搅拌器或者循环泵装置是 可以考虑的。

根据本发明制造的微乳化液在室温中也是易于泵送的，这相对于通 常使用的啤酒花萃取物描述了大的优势。对于泵送微乳化液而言昂贵的 活塞泵也是不必要的，而例如简单的离心泵是必要的。由于所述良好的 可泵送性，除外易于可行的是，使得用于制造微乳化液的设备或者设置 在下游的用于暂存微乳化液的存储容器经由相应的输送管路与设置在 下游的过程容器和/或与在其之间设置在酿造间中的管路连接。以这种 方式也能够将根据本发明制造的微乳化液无问题地经由长的路段输送 到酿造间的或者发酵间的各个地点上并且在该处被使用。特别优选的 是，用于微乳化液的输送管路伸展到过滤装置（过滤槽）和/或过滤槽 与麦汁锅之间的预收罐和/或麦汁蒸煮装置和/或沉淀分离装置（漩涡槽） 和/或用于再蒸发（反萃取）的装置和/或麦汁冷却器。

附图说明

在附图中和附图中的图表中示意性地示出并且随后示范性地阐述本 发明的不同的方面。

其示出：

图1示出在酿造室设施中用于制造啤酒花萃取物的微乳化液的根据 本发明的设备的一体化的示意性示图；

图2示出与粗乳化液相比在微乳化液中的啤酒花萃取物微滴的颗粒 大小分布；

图3示出用于表示在根据图2所示出的粗乳化液中的颗粒大小分布 的特征的测量数据；

图4示出在根据图2所示出的微乳化液中的颗粒大小分布的测量值；

图5示出相对于根据图2的颗粒大小分布曲线的微乳化液的颗粒大 小分布，所述微乳化液以两次加压的方式被输送穿过均匀化阀 （Homogenisierungsventil）。

具体实施方式

图1仅示意性示出具有过滤槽02、预收容器03、麦汁锅04和漩涡 槽05的酿造室01的构造。在调浆过程之后浆汁06在过滤槽02中被过 滤进而得到麦汁07。麦汁07随后依次被输送穿过酿造室01的不同的容 器03、04和05，以便以已知的方式制造啤酒。这个过程是本来已知的。 酿造室01分配有用于制造啤酒花萃取物的含水的微乳化液17的设备 22。

麦汁的子量07a从在过滤槽02上获得的麦汁07中被分离并且被泵 送到设备22的可加热的第一颗粒减小级12中。第一颗粒减小级12例 如能够是刮板式搅拌器。替选地，用于加热流体07的任意的其它的设 备08也能够被安装到管路中。在这种情况中，第一颗粒减小级12不必 是可加热的。除此之外，从啤酒花储存容器09中将啤酒花萃取物10泵 送到第一颗粒减小级12中并且在该处与麦汁子量07a混合。作为补充， 也能够将其它的流体07b，例如水和/或啤酒混入。在此，混合物在压力 下并且在温度影响下，例如130℃的温度影响下进行，以便实现啤酒花 萃取物在麦汁07a中的尽可能好的分布并且同时确保包含在啤酒花萃取 物中的α酸的异构化。

通过驱动刮板式搅拌器，在混合液体11中仍较粗的分布的啤酒花萃 取物微滴被减小到这样的程度，使得产生粗乳化液，其中至少75%的啤 酒花萃取物微滴具有小于等于20μm的颗粒大小。在经过第一颗粒减小 级12之后，在此所获得的粗乳化液13随后被泵送到第二颗粒减小级14 中，所述第二颗粒减小级由高压泵15和高压减压阀16组成。粗乳化液 13借助于高压泵15被加压到例如250巴的压力并且被输送穿过高压减 压阀16。通过在高压下存在的粗乳化液13的压力解除，包含在其中的 啤酒花萃取物微滴进一步被减小并且产生微乳化液17。在此，微乳化液 17的特征特别在于，至少75%的啤酒花萃取物微滴具有小于等于5μm 的颗粒大小。微乳化液17紧接着能够暂存在存储容器18中。经由输送 管路19，微乳化液17之后能够延迟地被输送回到麦汁07的主体积流中， 其中所述微乳化液17由此能够可选地被引入到预收容器03中、麦汁锅 04中或者漩涡槽05中或者这些容器之间的管道管路中或者被引入到用 于再蒸发（反萃取）的设备20的上游或下游或者被引入到麦汁冷却器 21的上游或下游。在此也特别可考虑的是，总的来说必要的啤酒花萃取 物量的仅子量相应地经由微乳化液输送管路被送到麦汁主流的不同的 部位上。输送管路19的各个部段对此能够可选地借助于不同的、未示 出的断流阀来阻断。

多个并联接通的设施部分08a..n，09a..n，12a..n，14a..n和/或18a..n 也是可以考虑的，以便同时或者依次处理并且暂存不同的萃取物（苦味 萃取物和香气萃取物）。在此制造的微乳化液17a..n随后在过程的不同 的部位上以不同的量来使用，以便对于不同的啤酒种类产生相应的啤酒 花口味特点。例如可考虑的是，安置多个储备器09a..n和相应的多个存 储容器18a..n。这两个颗粒减小级12和14例如仅以一个或二个的形式 存在。此时由储备09a..n中的各个啤酒花萃取物种类制造微乳化液 17a..n，在存储容器18a..n中暂存并且从该处被引入到制造过程中。在 这种情况下，管路19同样能够以一个或多个的形式存在（19a..n）。

图2在图表中示出啤酒花萃取物在粗乳化液13中的颗粒大小的分布 与在微乳化液17中的颗粒大小的分布的对比。可以看出的是，通过第 二颗粒减小级14的颗粒大小分布的最大值从大约20μm的颗粒直径朝 着1μm的方向偏移。通过对颗粒大小的这种减小，反应表面显著地增 大进而明显地改进啤酒花萃取物的使用，在所述反应表面上包含在啤酒 花萃取物中的所含成分能够被转移到含水的溶液中。

图3示出来自于关于粗乳化液13中的颗粒大小分布的实验的测量数 据。由此可以看出，在示出的变型方案中粗乳化液中的至少75%的啤酒 花萃取物微滴具有小于18.14μm的颗粒大小。至少90%的啤酒花萃取 物微滴具有小于22.48μm的颗粒大小。至少50%的啤酒花萃取物微滴 具有小于12.42μm的颗粒大小。至少25%的啤酒花萃取物微滴具有小 于5.864μm的颗粒大小。至少10%的啤酒花萃取物微滴具有小于 1.155μm的颗粒大小。粗乳化液13中的啤酒花萃取物微滴取算术平均 值具有12.25μm的颗粒大小。

图4示出关于微乳化液17中的颗粒大小分布的测量数据。在所示出 的变型方案中，微乳化液通过将加压到250巴的粗乳化液13减压来制 造。如从图4所获悉的，通过所述减压实现了啤酒花萃取物微滴的颗粒 大小的减小。因此微乳化液17中的至少75%的啤酒花萃取物微滴具有 小于2.592μm的颗粒大小。至少90%的啤酒花萃取物具有小于3.682μm 的颗粒大小。至少50%的啤酒花萃取物微滴具有小于1.623μm的颗粒 大小。至少25%的啤酒花萃取物微滴具有小于1.098μm的颗粒大小。 至少10%的啤酒花萃取物微滴具有小于0.809μm的颗粒大小。微乳化 液17中啤酒花萃取物微滴取算术平均值具有1.949μm的颗粒大小。

图5再次示出粗乳化液13和微乳化液17的颗粒大小分布。此外在 图5中仍示出微乳化液17a中的颗粒大小分布。微乳化液17a通过如下 方式来获得，即微乳化液17重新加压到500巴并且被输送穿过高压减 压阀16。可以看出的是，所述两次加压的微乳化液17a得出颗粒大小分 布的进一步的减小化，其中所述颗粒大小分布在此具有两个相对最大 值。