ИЗВЛЕЧЕНИЕ ОТБРОСНОГО ПИВА Российский патент 2020 года по МПК C12H1/16 C12C11/11 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу извлечения пива из отработавших дрожжей.

Производство пива является водоемким процессом с расчетным показателем в 350 литров воды для производства 100 литров пива. Это означает, что потеря пива во время этого процесса приравнивается к троекратной потере воды, используемой во время процесса. Одной стадией в процессе пивоварения, на которой присутствует потеря пива, является удаление избыточных дрожжей. На каждые 1000 мл удаленных дрожжей теряют до 400 мл пива. Существует технология, позволяющая извлекать пиво из избыточных дрожжей с повторным введением извлеченного пива в процесс. Проблемы вторичной обработки извлеченного пива заключаются в негативном воздействии на вкус, негативной устойчивости вкуса и микробного загрязнения пивом, добавленным обратно после брожения.

Целью настоящего изобретения является предоставление усовершенствованного способа вторичного использования отбросного пива из процесса пивоварения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предложен способ извлечения спиртсодержащей жидкости, отделенной от дрожжей, вовлеченных в спиртсодержащую жидкость после процесса брожения, при этом отделенную спиртсодержащую жидкость повторно вводят в процесс брожения.

Предпочтительно, отделенную спиртсодержащую жидкость стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения до введения в процесс брожения.

Отделенную спиртсодержащую жидкость могут стерилизовать с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны от 200 до 400 нм, предпочтительно от 250 до 300 нм, более предпочтительно от 254 до 246 нм, обычно 254,9 нм.

В предпочтительном способе согласно настоящему изобретению присутствует способ извлечения пива во время процесса пивоварения, включающий следующие этапы:

a) кипячение сусла;

b) охлаждение кипяченого сусла с получением охлажденного сусла;

c) объединение охлажденного сусла с дрожжами и сбраживание сусла в процессе брожения с получением пивного жидкого продукта, содержащего спирт;

d) извлечение дрожжей, вовлеченных в пиво в результате процесса брожения;

e) отделение дрожжей от пива с получением извлеченного пива, содержащего спирт;

f) стерилизация извлеченного пива, содержащего спирт, с помощью ультрафиолетового излучения; и повторное введение стерилизованного извлеченного пива на этап брожения.

Пиво может быть отделено от дрожжей посредством центрифугирования.

Как правило, сусло охлаждают до температуры от 5 до 30°C, предпочтительно от 5 до 20°C, наиболее предпочтительно от 5 до 10°C.

Извлеченное пиво, содержащее спирт, может быть стерилизовано с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны от 200 до 400 нм, предпочтительно от 250 до 300 нм, более предпочтительно от 254 до 246 нм, обычно 254,9 нм.

Предпочтительно, извлеченное пиво, содержащее спирт, стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения с дозой от 25 до 3000 Дж/л, более предпочтительно от 100 до 2000 Дж/л, наиболее предпочтительно от 200 до 1000 Дж/л.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертеже представлена блок-схема процесса пивоварения с применением способа в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на графическом материале, в процессе пивоварения источник крахмала (как правило, осоложенный ячмень) 10 смешивают с водой 12 в затирочной емкости 14 и нагревают на этапе затирания с получением воды с высоким содержанием сахара, которую отфильтровывают от крахмала с получением сусла 16. Сусло 16 добавляют в варочную емкость 18 и кипятят на этапе варки. Во время этого этапа варки, хмель 20 добавляют для создания горечи, вкуса и аромата пива. После варки кипяченое сусло 22 фильтруют и пропускают через охладитель 24 с получением охлажденного сусла 26. Обычно охлажденное сусло 26 имеет температуру приблизительно от 5 до 30°C. Кислород 28 и дрожжи 30 могут быть добавлены в охлажденное сусло 26, которое пропускают в бродильную емкость 32, где охлажденное сусло 26 подвергают этапу брожения. На этапе брожения дрожжи сбраживают сахара из солода с получением спирта. Когда сахара были почти полностью переработаны, брожение замедляется, и дрожжи начинают оседать на дно емкости 32. После процесса брожения сброженный пивной продукт 34 удаляют, при этом дрожжи остаются вовлеченными в пиво на дне емкости 32. Дрожжи, вовлеченные в пиво 36, собирают из бродильной емкости 32. Собранные дрожжи, вовлеченные в пиво, будут состоять из приблизительно 60% дрожжей и 40% пива, по массе. Это составляет приблизительно 3% пива из процесса производства партии. Дрожжи, вовлеченные в пиво 36, направляют в устройство для отделения 38, которое отделяет дрожжи 40 от извлеченного пива 42. Обычно устройство для отделения 38 представляет собой циклон, который отделяет дрожжи путем центрифугирования. Затем извлеченное пиво 42 хранят в емкость для хранения 44. Проблема этого извлеченного пива 42 заключается в том, что оно не подходит для потребления, и проблематичной является попытка вернуть это извлеченное пиво 42 обратно в процесс пивоварения. Обнаружены следующие проблемы:

1. Извлеченное пиво 42 имеет плохие вкус и свойства устойчивости вкуса.

2. Извлеченное пиво 42 может выступать в роли источника микробного загрязнения.

3. Извлеченное пиво может иметь плохую пенообразующую способность.

Ранее было предложено повторно обрабатывать извлеченное пиво 42 перед (горячим) этапом варки в варочной емкости 18. Преимуществом этого являлось уничтожение любых микробов, которые могли развиться, но во время этого процесса теряется содержание спирта.

В соответствии с настоящим изобретением извлеченное пиво 42 пропускают через блок ультрафиолетовой (УФ) фотостерилизации 46, в котором извлеченное пиво 42 стерилизуют с помощью УФ-излучения с длиной волны 254,9 нм, которой достаточно для разрушения ДНК и предотвращения роста и размножения микробов. Подходящий блок фотостерилизации 46 описан в документе US 6916452, содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Блок фотостерилизации 46, описанный в документе US 6916452, имеет продолговатый корпус, имеющий первый конец, второй конец и центральную ось; продолговатую флуоресцентную лампу, проходящую вдоль указанного корпуса, при этом между указанной лампой и указанным корпусом присутствует зазор, через который течет жидкость. Корпус имеет поверхность, повернутую к флуоресцентной лампе. Эта поверхность содержит выпуклости, по которым течет жидкость, что вносит турбуленцию в текущую жидкость. Выпуклости сформированы плавно изогнутой спиральной канавкой на поверхности. Впускной патрубок соединен с первым концом продолговатого корпуса. Впускной патрубок имеет впускное отверстие для жидкости. Впускное отверстие смещено от центральной оси продолговатого корпуса, чтобы вызывать вихревой поток жидкости по мере ее течения в продолговатый корпус. Обычно блок фотостерилизации 46 работает с отдачей 100 Джоулей на литр проходящего продукта, и извлеченное пиво 42 циркулирует с расходом 2000 л/ч в течение 2 часов для получения дозы в 120 000 Дж/л.

За счет использования УФ-излучения затраты энергии являются несущественными, так как стерилизацию осуществляют без внесения тепла. Капитальные затраты возмещаются за счет экономии энергии. Затем стерилизованное извлеченное пиво 48 объединяют с охлажденным суслом 26 и повторно вводят на этап брожения в бродильной емкости 32. Пивовары исторически избегали использования ультрафиолетового излучения в любом продукте, который содержит изогумулон из хмеля, так как сочетание ультрафиолетового излучения и изогумулона при участии рибофлавина приводит к образованию вкусов, испорченных воздействием света (повышенным уровням 3-MBT). Однако введение стерилизованного пива до брожения сводит на нет это явление. Кроме того, добавление пива повторной обработки после этапа кипячения означает, что содержание спирта в пиве повторной обработки сохраняется.

В способе согласно настоящему изобретению соответственно используют ультрафиолетовое излучение для получения микробиологически безопасного пива, извлеченного из избыточных дрожжей, и извлеченное пиво добавляют обратно в процесс пивоварения, тем самым сокращая финансовые затраты, а также потери воды.

Преимущества способа в соответствии с настоящим изобретением являются следующими:

1. он не влияет отрицательно на вкус пива,

2. он не влияет отрицательно на устойчивость вкуса пива,

3. он не влияет отрицательно на микробиологическую целостность конечного продукта,

4. он приводит к экономии воды/пива от 1% до 1,5% объема партии пива.

Следующие финансовые преимущества могут быть достигнуты при производстве 28 миллионов гл пива.

Потери пива в бродильной емкости=3%

Норма засева дрожжей=1 кг/гл (приблизительное удаление при 3,5 кг/гл)

Коэффициент извлечения пива=40%

Примерная стоимость ферментированного пива R145/гл

Экономия от извлечения=R 36 046 608,61 за год или R1,20/гл на упаковке.

Несмотря на то, что способ согласно настоящему изобретению был описан в отношении производства пива, способ применяется ко всем процессам для производства алкогольных напитков, которые применяют этап кипячения и брожения, например, производства сидра.

Настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на следующий пример.

Пример

Было сварено и сброжено 200 литров пива верхнего брожения, охмеленного обычным образом, посредством стандартного метода пивоварения. Полученное в результате пиво показало хмелевой и слегка горький характер (из-за хмеля) с нотами карамели из-за использования специального солода. По завершении брожения содержимое бродильной емкости (БЕ) охладили до 8°C, чтобы обеспечить возможность образования некоторого количества хлопьев дрожжей. Отработавшие дрожжи удалили через выпускную запорную арматуру нижней части БЭ. Затем в блоке фотостерилизации с помощью ультрафиолетового излучения осуществили стерилизацию извлеченного пива, отделенного от отработавших дрожжей, как описано в US 6916452. Определенной дозы ультрафиолетового излучения достигли за счет подключения подающего и возвратного патрубка от БЕ к блоку фотостерилизации, подающему 100 Джоулей на литр проходящего продукта. Чтобы предотвратить какое-либо микробное загрязнение, перед испытанием провели безразборную чистку. Пиво циркулировало с расходом 2000 л/ч через этот блок в течение 2 часов без измерения общей дозы УФ-излучения (ее рассчитали как дозу 120 000 Дж/л). Данная доза является большой дозой УФ-излучения, и при этом ожидали получить в результате пиво, которое не может портиться в большей степени по вкусу в результате воздействия света.

По органолептическим показателями продукт оценили как испорченный по вкусу в результате воздействия света, горелый, выжженный и непригодный.

Это пиво заправили сбраживаемым экстрактом и засеяли элевыми дрожжами.

Брожение продолжалось три дня, пока не было достигнуто полное затухание. Затем пиво отобрали для органолептической оценки и оставили на хранение в PET-бутылках в холодильнике с контрольными образцами, которые не были обработаны с помощью УФ-излучения и не были подвержены повторному брожению.

Пробный продукт оценили органолептически и не обнаружили характера испорченности в результате воздействия света. Этот продукт оставили на хранение на 6 месяцев и затем проверили вкус снова. Вкуса, испорченного в результате воздействия света, не обнаружили, а пиво было приятным на вкус, тогда как пробный продукт был испорчен в результате воздействия света (из-за воздействия света в PET), а также испорчен по микробиологическим показателям и неприятный на вкус.

Пиво было «плохо обработано» и подвержено воздействию чрезмерно большой дозы УФ-излучения, в результате чего был получен продукт, который потребители сочли бы неприятным. Можно полагать, что дополнительный вкус, испорченный в результате воздействия света, не мог быть образован, и тот факт, что это можно исправить посредством повторного брожения, доказывает, что УФ-фотостерилизация могла бы быть альтернативой пастеризации, так как любые вкусы, испорченные в результате воздействия света, могут быть удалены.

Изобретение относится к пивоваренной промышленности, а именно к способу извлечения отбросного пива. В этом способе дрожжи, вовлеченные в пиво, извлекают из этапа брожения и отделяют от пива с получением извлеченного пива, которое затем пропускают через блок ультрафиолетовой фотостерилизации при определенных условиях обработки с получением стерилизованного извлеченного пива, которое повторно вводят на этап брожения. Изобретение позволяет предотвратить микробное загрязнение пива, поддерживать содержание алкоголя в повторно обработанном пиве, а также его вкусовые характеристики и стабильность вкуса. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ извлечения пива во время процесса пивоварения, отличающийся тем, что он включает следующие этапы:

a) кипячение сусла;

b) охлаждение кипяченого сусла с получением охлажденного сусла;

c) объединение охлажденного сусла с дрожжами и сбраживание сусла в процессе брожения с получением пивного жидкого продукта, содержащего спирт;

d) извлечение дрожжей, вовлеченных в пиво в результате процесса брожения;

e) отделение дрожжей от пива с получением извлеченного пива, содержащего спирт;

f) стерилизация извлеченного пива, содержащего спирт, с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны от 200 до 400 нм и с дозой от 25 до 3000 Дж/л; и

g) повторное введение стерилизованного извлеченного пива на этап брожения c).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пиво отделяют от дрожжей посредством центрифугирования.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сусло охлаждают до температуры от 5 до 30°C.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что сусло охлаждают до температуры от 5 до 20°C.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что сусло охлаждают до температуры от 5 до 10°C.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что извлеченное пиво, содержащее спирт, стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны от 250 до 300 нм.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что извлеченное пиво, содержащее спирт, стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны от 254 до 246 нм.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что извлеченное пиво, содержащее спирт, стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения с длиной волны 254,9 нм.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что извлеченное пиво, содержащее спирт, стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения с дозой от 100 до 2000 Дж/л.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что извлеченное пиво, содержащее спирт, стерилизуют с помощью ультрафиолетового излучения с дозой от 200 до 1000 Дж/л.