改进啤酒苦味的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种装置，用于将一种或多种异构化α－酸的浓缩制剂直接注入麦芽汁或啤酒。这种装置包括：（ａ）用于加热每一种异构化α－酸制剂的热源；（ｂ）用于计量每种异构化α－酸制剂流入管道的流量的配料装置；和（ｃ）从该管道进料用于将加热的异构化α－酸的单一或组合制剂注入麦芽汁或啤酒的注射器。该装置将一种或多种高度浓缩的异构化或还原异构化α－酸的碱金属盐浓缩制剂用作进料；将这些盐与去离子水或软化水混合；然后将所得的稀释的溶液注入啤酒中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改进由啤酒花提取物制备并用于啤酒的变苦、泡沫改进和光稳定的产物，还涉及改进将这些产物具体用于啤酒的后发酵变苦的方法。
技术介绍
啤酒花中存在的对酿造者有用的许多类型的化合物是一类已知为α-酸的树脂状化合物。这些化合物主要负责啤酒的苦味，它们在麦芽汁煮沸期间转化成为它们的异构化形式，已知为异-α-酸(式1)。异-α-酸是苦的，且还促进啤酒的泡沫质量。不幸的是，麦芽汁锅中α-酸至异-α-酸的转化相当不充分，而且随后在麦芽汁的发酵期间还损失异-α-酸。因此，许多酿造者使用某些形式的异-α-酸制剂以可以容易地将其加到已经发酵的麦芽汁中，从而大大增加了最初α-酸的利用。这些制剂可以由啤酒花提取物有效地制造，具体由使用流体或超临界二氧化碳(CO2)制备的提取物制造，从而提供了一种供酿造者控制啤酒的苦味的容易而廉价的方法。虽然已经描述了其它制剂，但使异-α-酸成为工业利用的常规形式是一种钾盐水溶液，最普遍为包含30％实际上的异-α-酸的微碱性溶液，所述含量按异-α-酸的重量计(即300g/kg)或重量/体积计(即300g/升)。在加入用于后发酵变苦的异-α-酸溶液之后产生一定范围的产物，其中异-α-酸转化成不同形式的化学还原衍生物。这些衍生物也是苦的，但苦的程度与异-α-酸不同。差别还明显存在于它们促进和改变啤酒泡沫特征的能力。工业可利用的、还原形式的异-α-酸还具有抗光诱导破坏的异-α-酸分子的特性，它是在暴露于阳光或某些形式的人造光的啤酒中产生“意外曝光”或“惨败”的关键因素。因此，这些化学还原化合物还经常用作在透明玻璃瓶中出售的啤酒制剂中唯一的苦味剂。 三种类型的还原的异-α-酸是工业可利用的。它们是ρ-异-α-酸(可选择写成rho-异-α-酸，式2)、四氢异-α-酸(式3)和六氢异-α-酸(式4)。(参见European Brewery Convention Manual of Good Practice(欧洲啤酒厂良好实施常规手册)Hops and Hop Products(啤酒花和啤酒花产物)(1997)，由Getranke-Fachverlag Hans carl，Nurnberg出版)。已经描述了这些化合物的许多不同的制备方法，但ρ-异-α-酸的普通制备特征是它们通过使用碱金属硼氢化物，通常硼氢化钠还原异-α-酸而制备。另一方面，四氢异-α-酸总是通过使用贵金属催化剂，通常是碳上的钯和氢气的催化还原而制备。已经描述了用于生产四氢异-α-酸的几种不同方法，且原料可以是α-酸、异-α-酸或甚至β-酸(形成α-酸类似序列化合物，但对正常酿造中的啤酒贡献很小的物质)。六氢异-α-酸通过ρ-异-α-酸的催化氢化，或者通过使用碱金属硼氢化物的四氢异-α-酸化学还原而制备。四氢异-α-酸基本上比异-α-酸更苦；六氢异-α-酸也更苦，但程度较小，而ρ-异-α-酸实际上苦味较小。在泡沫增强方面，当在同等苦味的基础上进行比较时，一般认为六氢异-α-酸是最有效的，其后是四氢异-α-酸。当以这种方式比较时，异-α-酸和ρ-异-α-酸具有类似但基本上较小的泡沫增强效果。具体结合四氢异-α-酸表示的苦味和泡沫稳定性能使这种形式的还原的异-α-酸在全世界内特别流行，作为对具有改进的泡沫特征的啤酒生产中的正常异-α-酸的部分代替，或用于酿造光稳定性啤酒。由于ρ-异-α-酸充分溶于麦芽汁中，因而经常通过将它直接加到锅中和加到啤酒中而使用。通常与异-α-酸相似，它们可以商购得到作为一种浓度为大约30％的微碱性水溶液。一般通过以下方法这种溶液和对应的ρ-异-α-酸溶液用去离子水稀释，然后注入啤酒，虽然将产物本身直接注入是可能的，条件是完成步骤确保充分剧烈和快速的混合。这种产物的浓缩形式是可利用的，其中ρ-异-α-酸也是钾盐形式，但其浓度为大约60％。这种组合物描述在我们在2000年6月30日申请的共同未决的美国临时专利申请60/215,408中。本专利技术的目的在于使这种浓缩的和必须相当粘稠的ρ-异-α-酸制剂不仅能够用作锅添加剂，还能够通过提供适宜的设备用作后发酵添加剂或甚至用作在线或直接的锅麦芽汁添加剂，目前不能获得设计用于促进这种应用的设备。四氢-，尤其是六氢异-α-酸本身比异-α-酸和ρ-异-α-酸溶解度小。因为这个原因，四氢异-α-酸一般作为其钾盐的10％微碱性水溶液销售。类似地，六氢异-α-酸制剂也作为较稀的溶液销售，或者必须加入稳定剂如丙二醇-一个被大部分酿造者认为不可接受的作用过程。在四氢异-α-酸的情况下，Ting在美国专利5,874,633中描述了一种改进的制造工艺，由此工艺可以获得一种浓度为高达45％的碱性水溶液。但是，Ting还报道(在第4栏第1-7行)，虽然这种效果是可逆的，但这种单一相溶液在低于28℃的温度下将很快地分离成明显不同的组成的两相。因此，可以预期在大部分的情况下，当在室温(当然不在酿造者酒窖或冷库的较低温度下)储存时，Ting的溶液将不是物理稳定的。显然，使用稀释或不均匀的溶液不方便且更昂贵，因为这个原因John Paul Maye在美国专利5,583,262和5,624,701描述了异构化和还原异构化α-酸的无水盐制剂，他主张这种制剂能够降低成本，因为它大大减少了运送到消费者要求的材料的重量。但是，显然这种无水、结晶或粉状包含少于2％水分(Maye表明)的物质要求在酿造中完成额外的工作，因为这些材料必须首先称重，然后在使用前将其溶于水。而且，Maye的生产这些盐的方法要求人们从异-α-酸或还原的异-α-酸的水溶液开始制备，然后通过大量的不同方法中的任何一种基本上除去水。本专利技术的另一个优点在于提供一种设备，通过此设备可以将这些异构化物质从它们的游离酸状态转化为高度浓缩的原液和容易使用的形式，而无需首先制备这些较稀的溶液，这些形式方便地用于以我们以后描述的方式使麦芽汁或啤酒变苦。许多酿造者优选将苦味化合物加到他们的麦芽汁中而不加到随后的啤酒中，因为通过种方式他们可以获得某些有用的针对革兰氏阳性腐败菌的保护，这种革兰氏阳性腐败菌的活性在所有类型的异构化α-酸存在下受到抑制。但是，不建议将四氢-或六氢-异-α-酸直接加到酿造锅中，虽然可能经常这样操作，因为这些化合物的弱溶解性导致由于沉淀在残渣上而引起的过量损失。然而，本专利技术的另一个优点是，如果酿造需要的话，我们描述其制造的浓缩产物还特别适于加到锅中， 在制备光稳定性啤酒时，通常的实施是使用ρ-异-α-酸和四氢异-α-酸或六氢异-α-酸作为苦味剂，通常的原因是避免生产具有正确苦味但具有过分稳定泡沫的啤酒。在美国专利5,200,227中，Guzinski和Stegink描述了稳定、单一相、两种或更多种不同类型的异构化α-酸的混合物的水溶液。通过制备这种混合物，Guzinski和Stegink证明当单独制成碱性水溶液时，溶液中可以保留的四氢-或六氢异-α-酸的数量将超出这些类型化合物的单独溶解度极限。这种现象归因于意外的共溶效果。但是，这些作者还表明，在某些极限之上，这些混合物不是物理稳定的并可能形成两相，表明(在第6栏第30-34行)“……存在一个浓度上限，在此上限共溶效果不起作用。实际的极限为大约45体积％，优选制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将一种或多种异构化α－酸的浓缩制剂直接注入麦芽汁或啤酒的设备，这种设备包含以下装置：　　　　（ａ）用于加热每一种异构化α－酸制剂的热源；　　　　（ｂ）用于计量每种异构化α－酸制剂流入管道的流量的配料装置；和　　　　（ｃ）从该管道进料用于将加热的异构化α－酸的单一或组合制剂注入麦芽汁或啤酒的注射器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJH威尔逊，RJ史密斯，
申请(专利权)人：SS斯坦纳公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]