專利名稱：發(fā)酵型麥芽飲料生產的改進的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在飲料冰點或接近其冰點進行的，快速，連續(xù)，高度穩(wěn)定的酒精飲料的冷加工方法，該法基本上不附帶發(fā)生任何飲料的冷凍濃縮；本發(fā)明尤其涉及例如果酒和蘋果酒等發(fā)酵型酒精飲料，尤其是例如啤酒，低度酒精飲料和無啤酒飲料等發(fā)酵型麥芽飲料的生產。技術背景許多這類飲料為了保存或獲得某些有利的特性，宜于采用或必需采用冷處理。如果認為們們能辨別出微量的揮發(fā)性和風味成份和在某些這類飲料中形成的混濁，情況就更是如此了。這一處理對酒類飲料，尤其是在需要對過高的酒石酸鹽濃度進行補救性處理的時候，非常有利。
釀制飲料，或者特別是發(fā)酵型麥芽釀制飲料因其通過“冷處理”所能獲得的特殊優(yōu)點而尤其引起人們的注意。制造發(fā)酵型麥芽飲料的一般方法是為人熟知的，這類飲料有，例如啤酒，高酒度啤酒，烈性黑啤酒，麥芽酒，由它們衍生而來的低度或不含酒精的飲料，及其它類似的發(fā)酵型含酒精釀制飲料，后文為方便起見都簡單稱為“啤酒”。在現(xiàn)代釀造技術的實際操作中，這一方法主要包括通常利用麥芽和谷特添加料制備糖化醪，加熱這種糖化醪以溶解蛋白質和將淀粉轉化為糖和糊精。不溶性的顆粒被過濾掉并用熱水洗滌再將洗滌水與可溶性組分混合，將由此得到的麥芽汁在一個釀造鍋中煮沸，以此來使酶失效同時對麥芽汁進行滅菌，從加入的酒花中提取出需要的酒花成分，并使某些蛋白質物質凝固。然后粗濾去除麥芽汁中的廢酒花和凝固物，冷卻并接種酵母，然后進行發(fā)酵。然后，被稱作“新啤”或“成熟啤酒”(run beer)的發(fā)酵后的釀造物被制成成品，陳化——有時也稱作“陳貯”，并凈化，過濾，然后充入二氧化碳來生產出所需的飲料。
有一種在現(xiàn)已熟知的基本方法上有所改進的方法被稱為“高濃度釀制法”，其中，生產出的新啤酒有較高的酒精含量(例如7—8％v/v)，然后再稀釋到成品啤酒所要求的酒精濃度(例如，對“普通啤酒”而言是5％v/v)。
正如人們所熟知的那樣，在長時間存放和/或經受了溫度變化后，啤酒中通常會產生混濁。這種混濁被認為由兩種類型構成(a)“冷混濁”，它對溫度敏感并可能在將啤酒升至室溫時消失；(b)“永久混濁”，正如這名稱所暗示的，一旦形成，就永遠留存。
當然，象在某些歐洲國家中所習慣的那樣，啤酒是在常溫下飲用的，冷混濁對釀造商和消費者來說都不構成嚴重問題，而當習慣于將啤酒冷凍后飲用時，情況則相反(可以北美啤酒為典型例子)。
無論如何，冷混濁現(xiàn)象這一問題固工業(yè)化趨向(這些趨向導致從啤酒制成成品到最后被大眾消費之間間隔時間的增加)而惡化。結果，更易使混濁發(fā)展到一個成問題而且通常是無法接受的程度。
啤酒中形成混濁的確切特性和方式還不明確，但通常認為，混濁物中含有大量的蛋白質，酵母細胞，金屬元素，細胞成分，多酚和多種其它物質。
多年來提出了多種解決形成混濁這一問題的方法，當然，傳統(tǒng)的方法是將飲料在零度附近保存幾星期，在個別極端情況下可多至幾個月，在此期間接受傳統(tǒng)的“陳貯”過程的處理。在該方法的這一步，酵母細胞和蛋白質被沉淀出來，若其它一切正常進行，啤酒的口味可能有所改進；這樣的啤酒被稱為“熟啤”。
但是，傳統(tǒng)陳貯方法的生產率不能解決日益嚴重的冷混濁問題，而冷混濁問題日益嚴重是由于以上提及制成成品到消費前這段時間所增長而導致的。而且，陳貯過程所需的時間，資金和操作費用占去了酵制總成本的一個很大比例。所以，人們仍繼續(xù)努力以尋求解決冷混濁問題的方法，并尋找更好的，耗時更少的取代常規(guī)陳貯的方法。
可作為這種努力結果的實例包括使用聚乙烯吡咯烷酮通過與聚苯結合來穩(wěn)定啤酒，正如美國專利2,688,550；2,939,791及其他文獻中所記載的。
美國專利3,251,693指出了向啤酒(或麥芽汁)中加各種硅酸鹽，尤其是鈣，鎂或鋅的硅酸鹽的方法，美國專利3,940,498指出了使用特定的酸處理的合成硅酸鎂的方法。例如，美國專利3,940,498指出了一種在啤酒中加入酸處理的合成硅酸鎂的方法。
雖然這些方法的確緩解除了冷混濁問題，但它們仍無法將其徹底消除，或是取代陳貯過程。而且，由于消費者不喜歡在食品中使用添加劑或加工助劑，這些方法更不適于工業(yè)生產。
飲料穩(wěn)定性的提高曾被作為被廣泛研究的冷凍濃縮方法的附屬優(yōu)點提出。例如，加拿大專利673,672涉及一種將啤酒冷凍成一種由濃縮啤酒，冰和包括酵母細胞在內的其它固體構成的粘稠物的方法，去除冰和其它固體，所得的濃縮啤酒相對于開始時的啤酒濃縮了五倍。將冰棄去，或將冰轉移入一個系統(tǒng)中回收被冰夾帶走的啤酒或需要的組分。所有的冷凍濃縮法都有除冰時隨冰帶走部分需要組分的缺點，用洗提法或其它方法回收這些被冰吸留或夾帶的物質，又會帶來由此而生的問題，例如見加拿大專利710,662。而且，實際過程往往是多步驟的，其中的后繼步驟的進行溫度低于其以前的步驟。這類過程在冷凍濃縮工藝中是非常普遍的——例如加拿大專利601,487和786,308。后一專利的發(fā)明人和所有者與加拿大專利673,672相同，而且包括了按該專利生產的產品。盡管該專利對由該專利生產的產品的權利要求令人驚奇，但似乎并未對其進行工業(yè)的開發(fā)利用。美國專利4,885,184指出了一種制造加香麥酒的方法，其中，將陳化后的發(fā)酵型麥芽汁冷濃縮至酒精的體積含量大致為20％—30％，然后加入各種香味劑。
盡管聲稱冷凍濃縮制品可加速陳化和改進飲料的穩(wěn)定性，由啤酒的次級濃縮產生的問題仍十分嚴重有時甚至是不可克服的。首先，在許多地方的法規(guī)中，沒有選酒商執(zhí)照或相應執(zhí)照而用蒸餾或其它方法濃縮含酒精物質是非法的。另一個基本問題是，這種由蒸餾法制得的產品是否還可以合法地標以“啤酒”的名稱。而且，盡管有就冷凍濃縮啤酒的穩(wěn)定性所做的各種肯定的斷言，這種穩(wěn)定性仍是非常不確定或至少是可疑的。盡管為生產濃縮啤酒而做了許多努力，但許多方法面臨著產品穩(wěn)定性的問題，正如釀造技術研究實驗室協(xié)會所做的那些工作所示(Essery，Cane和Morris，Journal of the Instituteof Brewing，1947，53卷，4期；Essery和Cane，出處同上，1952，58卷，第2期，129—133；Essery，American Brewer，1952，85卷，第7，27，28和56期)。如引用的文章中所述，這些濃縮啤酒經儲存再稀釋至原濃度后，這些重組產品的口味明顯偏淡，酒花不足，由此看來冷凍濃縮對醇厚性和苦味造成相當損失。所引文章還指出，濃縮物的儲藏實際上常會導致啤酒產生混濁和酒味。
加拿大專利872,210所述的冷凍濃縮法是將未發(fā)酵型麥芽汁冷凍濃縮，該方法明顯可以有效地從釀造物中獲得比常規(guī)釀造法更高的產量或提取量。由于該方法并不處理含酒精物質，所以蒸餾不成為問題。但至于冷混濁，該加拿大專利所提出的發(fā)酵前冷凍濃縮方法并未對任何為消除由發(fā)酵過程而產生的冷混濁而進行的啤酒預處理方法提出解決方法。
另一種避開了蒸餾酒精飲料這類問題的建議可見了于澳大利亞專利說明書224,576。此專利建議分批冷凍啤酒以形成冰渣狀態(tài)。維持該狀態(tài)多至72小時，然后融化啤酒并立即分離去沉淀物。但需要認識到，啤酒中仍含有在用普通的過濾或離心法分離之前就分重新溶解的物質，所以根據此專利的方法，在冷凍前再加入某種通用吸附物質(如石棉或膨潤出)是十分重要的，由此，那些沉淀物(如冷混濁物質)就可以在其隨冰渣融化而重新溶解前被不溶性的添加物所吸附。但此法又陷入前文提及所有關使用加工助劑和添加劑的問題中，而且尤其直接正面地違反了石棉不得應用于任何與食物有關方面的禁令。而且，需要在一般延長的時間內保持啤酒的冷凍態(tài)會面臨與常規(guī)的陳貯過程相同的缺點。而且，盡管在全過程中，冰和啤酒是共存的，可啤酒中的水份呈凍結態(tài)而啤酒的其余部分以濃縮態(tài)存在的情況仍然存在。無論這種情況有多短暫，事實是，此方法確實會濃縮啤酒，就這一點而言，它僅是一種在其它方面與Malick的美國專利3,295,988中所述的連續(xù)加工法相似的分批加工法。在這澳大利專利和Malikc的兩項專利中，啤酒都在一段時間內被濃縮然后將大量的凍結的含水組分觸入濃縮啤酒中以形成復制啤酒。
Malick——Phillips冷凍濃縮法的開發(fā)者在將冷凍濃縮技術用于啤酒生產領域的商業(yè)化嘗試方面進行了卓越的工作。根據Malick的說法(在1965，4月的“啤酒的質量變化”一文中)“因為在濃縮態(tài)下進行”，所以陳貯過程可被加速。若情況果真如此，則現(xiàn)有技術是將濃縮啤酒作為加速陳貯過程(和獲得斷言的伴隨而來的物理穩(wěn)定性提高的優(yōu)點)的前提條件。
如上所述，盡管長久以來對啤酒中出現(xiàn)混濁和陳貯過程的管理進行了深入而廣泛的研究，顯然，它們仍是釀造業(yè)的重要現(xiàn)實問題。
而且，盡管有上文引用的Malick的有關實際濃縮是前提條件的斷言，本發(fā)明令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，實際上，并無濃縮的必要，而以前認為去濃縮相關的優(yōu)點完全可在不進行濃縮的條件下獲得。而且，特以啤酒為例，通過使用本發(fā)明方法，還可獲得未見于現(xiàn)有的冷凍濃縮技術的長時保留酒花香氣的優(yōu)點。
如上所述，以上討論主要圍繞含酒精的釀制產品和特別存在于發(fā)酵型麥芽飲料中的問題。但是，在酒精飲料行業(yè)中，需要一種在加工過程中快速，均勻地將酒精飲料冷卻至臨近冰點，而不會有將液體凍至難以處理(即泵送)的危險的方法。發(fā)明的公開所以，在此提供一種冷處理酒精飲料的方法。該方法包括令飲料經受一段低溫期，此步驟包括將液體飲料快速冷卻至臨近冰點，以形成大部分為初生態(tài)的冰晶，而且只形成最少量的晶體。然后將所得的冷卻后飲料與一種含水稀漿短時間混合。在完成這一步的混合過程中不增加所得混合物中所含冰晶的總量(即避免了在處理過程中液體的濃縮。)最后，由混合物中提取處理過的飲料，全過程的進行不附帶發(fā)生任何飲料的濃縮。最好，將所述的令卻的啤酒與所述含水稀漿中一定停留體積的冰晶混合。
如上段所述，本發(fā)明的方法與其它許多采用了冷凍濃縮步驟的方法有很大不同，即使在某些情況下，這種濃縮相當短暫。在冷凍濃縮過程中，“低溫期”處理的特定目的是在水溶液中產生最大量的“亞臨界態(tài)”小晶體。當將其懸濁液與大量的“超臨界態(tài)”冰晶混合時，液體的平均整體溫度平衡至所得懸濁液中各種冰晶的熔點范圍內的一個中間值。由于平均溫度高于“亞臨界態(tài)”的小晶體的熔點，它們中的大部分融解了。熱力學能量的重新分配導致了附帶的大的“超臨界態(tài)”冰晶的生長，而這些晶體必須連續(xù)地加以去除，但又有更多的大冰晶不斷長大。這種熱力學行為促進了冰晶總量的增長，也正是大多數商用冷凍濃縮過程的實質。(注本文中的“超臨界態(tài)”和“亞臨界態(tài)”，是本技術領域中的術語——參見CRC Critriacl Reviews，F(xiàn)oodSience and Nutrition，20卷，3期，199頁)。
與上述冷凍濃縮過程相反，概括地說，本發(fā)明的區(qū)別在于，在飲料的近冰點物流中可能發(fā)生的這種亞臨界態(tài)冰晶的生長與流通反應器(如“重結晶器”)中超臨界態(tài)冰晶的熔解發(fā)生熱力學平衡，所以在含水流體穿過處理區(qū)期間，液體濃度沒有明顯上升(從平均值上說)，(即，盡管需要不時地通過控制冷凍量調節(jié)重結晶容器——在本文其它地方提及過——中的冰量，從總體效果上說，流入液體，避免了附帶的濃縮)。這有助于避免行業(yè)中隨所需飲料的濃縮和復制而產生的有關飲品特性的問題——在此公開內容中，具體地說，與啤酒有關。所以，根據本發(fā)明方法加工的飲料的濃度至多只會有微小的上升，且通常是極其暫時性的上升。這正好成為以提高濃度為目的冷凍濃縮過程的對照。
在一種優(yōu)選形式中，采用本發(fā)明的方法冷凍處理一定體積的某種酒精飲料，其中，低溫期后的滯留體積中穩(wěn)定的冰晶與水性液體組成的稀漿中，液體介質中含有同樣的酒精飲料，而處理后的液體溶液以與開始時相同的體積排出。
在一個連續(xù)操作實施例中，本發(fā)明通過將一定體積流量的待處理飲料進行上述低溫期和低溫期后處理，并排出相同體積的可飲用的水溶液，來實現(xiàn)連續(xù)冷處理。
在本發(fā)明的一個特別好的實施例中，在同樣的飲料中穩(wěn)定冰晶的體積，是流入時冷卻的飲料中新生態(tài)冰晶的10至100倍。
可在一般釀造過程的任意發(fā)酵后步驟實施根據本發(fā)明的處理過程，但最好在主要的陳化步驟前進行或取代它，也可以在某種中間性陳化步驟后進行該凍冷處理。
本方法主要用于麥芽飲料的制備，更廣泛地講，也通用于發(fā)酵型谷物飲料(尤其是蒸餾飲料)的制備。在后一種情況中，該方法包括發(fā)酵一種含谷物基質以產生出含酒精的液體；用蒸餾或其它方法將這種含酒精液體濃縮至預定的酒精濃度；然后對上述的含酒精液體或所得飲料進行前述冷處理。發(fā)酵型谷物飲料生產的實例包括純麥芽；黑麥和麥芽的混合物；玉米、黑麥和麥芽的混合物；黑麥，小麥和麥芽的混合物；玉米；和稻米。這些物料以已知方式用于生產相應的飲料蘇格蘭威士忌；黑麥威士忌；波旁威士忌；愛爾蘭威士忌；糧谷酒精；和Arrak燒酒(一種東南亞產蒸餾酒)。
而且，本法可用于處理一種可食的含水液體，具體說是一種可飲用的含水液體，而且尤其是通常為共沸混合物的飲料。一般來說，這種飲料在其基本方面而言，是一種含酒精的二元含水共沸混合物，而所述酒精是乙醇。
同樣，將此法擴展至用于葡萄酒類飲料的制備時，它包括將葡萄壓碎；分離果渣和葡萄汁；將葡萄汁地發(fā)酵成葡萄酒；潷去沉淀的單寧，蛋白質，果膠和酒石酸鹽。根據本方法，對葡萄汁和所得的葡萄酒取其一或兩者都進行前述冷處理。對由相似的已知方法生產的果酒可根據本發(fā)明進行相似的處理。
同樣，可將此法擴展至用于由已知方法制造米酒的生產中，其步驟一般包括用淀粉糖化酶將脫殼稻谷糖化成水性糖化醪；對由所述酶對稻谷作用后產生的含有可發(fā)酵糖類的糖化醪進行酸化；利用耐酸酵母將含于酸化后的糖化醪中的可發(fā)酵糖類發(fā)酵成米酒；最后對所得的米酒(日本清酒)進行在此說明的冷處理。
而且，通過已知方法生產的含酒精的蘋果酒也可以進一步根據本發(fā)明處理。
但是，本發(fā)明的特別優(yōu)選形成涉及一種麥芽釀制飲料的制備，尤其是發(fā)酵型麥芽釀制飲料。根據本發(fā)明的這一點，本發(fā)明提供了一種方法，它包含加水從釀制原料中制取糖化醪；加熱所得的糖化醪并從中分離出麥芽汁；將麥芽汁煮沸，冷卻和發(fā)酵；對所得的啤酒進行在此所述的冷處理。在冷處理前，最好先從發(fā)酵后麥芽汁中基本去除酵母細胞，因為過多的殘留細胞會在處理過程中破碎，破碎產物會產生異味并可能造成產品物理性質的不穩(wěn)定。在這種去除過程之后，發(fā)酵后麥芽汁中的殘留酵母細胞以少于約500,000個/ml為宜。在一個實施例中，發(fā)酵麥芽汁在根據本發(fā)明進行冷處理前進行了脫氣(以已知方法)。
眾所周知，任何啤酒中的酒精含量和固體含量會影響其冰點。但是，對于設想的大多數商業(yè)用途，本發(fā)明的實施方法通常是將新啤冷卻至-1℃至-5℃。對由其傳統(tǒng)的，現(xiàn)用的北美釀造技術生產的啤酒而言，發(fā)酵后的新啤通常被冷卻至-2℃至-4℃，以-3℃至-4℃為佳。
快速冷卻有助于保證只生成新生態(tài)的冰晶——這些冰晶相對較小而且不穩(wěn)定。冷卻以在60秒內完成為宜，以30秒或更少為佳，在5秒內或更快尤佳。
通常，這樣做在冷卻過程中只生成少量的新生態(tài)冰晶，例如，在所述的發(fā)酵后新啤中，按體積計，通常少于5％。更通常的是，形成的新生態(tài)冰晶約為2％或更少(按體積計)。通常，新生態(tài)冰晶的大小小于10微米。
一旦將新啤如此冷卻之后，立即將它通過含冰晶的處理區(qū)。該區(qū)被含有冰晶和新啤的泥漿狀稀漿充滿。在此，新啤接受低溫期后混合處理，與含水稀漿中一定滯留體積的大體穩(wěn)定的冰晶進行混合。在稀漿的液體介質中最好含有相同的新啤酒。穩(wěn)定冰晶的大小最好是新生態(tài)冰晶的10至100倍，即這種穩(wěn)定晶體的大小約為100—3000微米。連續(xù)攪拌以保護該混合物均勻。
低溫期后停留體積內稀漿中穩(wěn)定冰晶的體積比小于45％。在使用更大體積比的冰晶時需要慎重，因為這些冰晶會造成機械攪拌困難，造成處理時的不均勻(如產生溝流等)。設置冰傳感器監(jiān)測低溫期后停留體積中穩(wěn)定冰晶與含水新啤料漿內的冰晶濃度，并可根據相應于這些傳感器信號而產生的反饋信號調節(jié)穩(wěn)定冰晶的量。在本文的其它章節(jié)將詳細描述一種優(yōu)選的以電導率為依據的傳感裝置。根據本公開內容，其它此類傳感器是本行業(yè)熟練技術人員所顯而易見的。總之，反饋信號調節(jié)著在此步驟之前的低溫期新啤冷卻，根據需要增減其間形成的新生態(tài)冰晶的量，從而將低溫期后停留體積中穩(wěn)定冰晶的體積含量調節(jié)至需要的值。典型地說，所述低溫期后停留體積內穩(wěn)定冰晶的體積比小于35％，通常小于25％，以5—20％為佳且以10—20％尤佳。但是，如果足以維持處理區(qū)溫度接近液體的冰點，這一含量可以小于5％，這是因為，穩(wěn)定冰晶起著一種分散良好，具有高表面積的熱的緩沖器的作用，可將周圍液體維持干其冰點。穩(wěn)定冰晶的最小優(yōu)化比與新啤的預冷卻溫度，和啤酒在處理區(qū)的停留時間彼此相關。
典型地說，新啤在低溫期后稀漿中的停留時間少于1小時。最好，新啤在低溫期后稀漿中的停留時間一般最多為15分鐘，通常約為5—15分鐘，但也可能少些，例如少至1—2分鐘。
低溫期后稀漿處理之后，最好在一個存貯(陳化)罐中向低溫處理后的新啤通以惰性氣體，用以去除含硫化合物之類的殘留揮發(fā)物，如硫醇?！岸栊浴睔怏w(指一種對啤酒無不利影響的氣體)可以是二氧化碳，或氮氣。注意，氮氣的溶解度低而且對液體無不利影響，而過高濃度以二氧化碳不太可取而且具有潛在的不利影響。這一步吹洗加速了所謂的“香味陳化”，從而補充了已加速的“物理陳化”過程(該過程得利于冷處理)。這些加工步驟的組合在減少陳述所需的時間方面尤其具有優(yōu)越性，(而且可能會被用來完全取代常規(guī)的陳化處理)。
陳化的必要性是專業(yè)人士所熟知的，而且與生產高度啤酒(如15普拉圖度〔Plato〕)尤為相關。根據歐洲專利公開號180.442的內容，公開如下“生產高度啤酒的問題并不止于發(fā)酵。需要通過長時間的成熟過程來去除異味同時改進口味和酒香。而且，還需要進行長時間的低溫儲存以使啤酒穩(wěn)定……”
根據與本發(fā)明有關的加工過程的一個方面，可以在啤酒由處理區(qū)流向陳化或儲存罐的過程中，在冷處理過的啤酒中壓入大量的二氧化碳(如2.8—3.0體積)，從而加速啤酒的成熟。然后將啤酒保存在陳化罐中，通風24小時。然后將陳化罐密封，隨時監(jiān)測確保罐內壓力不增大。如果密封后的罐內壓力明顯上升，則再通風24小時。根據需要反復進行密封/通風循環(huán)，直到壓力不再上升。
根據另一方面內容，提供了一種“零”陳化方法，其中，上述仍處于近零度的冷凍處理后的啤酒通過一個反應器(“滌氣器”)并通入一種諸如氮氣的惰性氣體，然后直接流出，進行裝瓶，期間不經歷明顯的陳化過程。
本發(fā)明上述有關“加速陳化的兩方面內容都提供了上述“香味陳化”。但是注意，這種與香味成熟有關的改進區(qū)別并獨立于前述的與冷處理本身有關的酒花香味質量改進。
本發(fā)明在高濃度啤酒加工中尤其有用。就某一點說，根據本發(fā)明對高濃度啤酒進行冷處理，改進對冷混濁和其它前述沉淀物的去除。另外，典型的釀造廠缺乏用于啤酒陳化的儲存空間，當進行高濃度啤酒生產而如果稀釋后的成品啤酒在裝瓶前必須進行儲存時，這一問題就尤為尖銳。由于本發(fā)明通過加速陳化節(jié)省了陳化罐占用時間，就有了可以用于裝瓶前儲存啤酒的空間。所以，在完成本發(fā)明冷處理之后立即進行高濃度啤酒的稀釋，提供了高濃度加工與冷處理的良好配合。
但是，如果陳化罐的使用不成問題，那么在較短時的罐中陳化后進行本發(fā)明所述的冷處理，效果更好。
當高濃度啤酒釀制過程與本發(fā)明加工方法相結合時，也可以根據需要在冷處理過程中進行稀釋。這方法是導入一股進行了合適的低溫期處理，冷卻至一個在與新啤混合時易于維持前述熱力學平衡的與新啤相近的溫度(這溫度當然總是取決于其本身的綜合特性)的稀釋流與高濃度啤酒混合。當稀釋流是一種酒精含量較低的新啤時，這樣做特別有利，正如成口啤酒的最終酒精濃度界于兩種新啤之間時的情況。如果沒有預冷卻稀釋流，就需調節(jié)液體溫度以維持該加工過程中的熱力學平衡。
在無酒精和低酒精含量產品生產中根據本發(fā)明進行冷處理尤其具有優(yōu)越性。前者基本不含酒精，約含0.01％—0.05％(v/v)，而低酒精含量產品約含酒精0.5％—1％(v/v)。它們的生產方法可以是以下兩者之一a)常規(guī)地，通過蒸餾和較為現(xiàn)代的超濾從常規(guī)釀制啤酒中去除酒精；b)通過只允許進行最少的發(fā)酵過程的“低溫接觸”法，可使酒精含量至多為1％(v/v)，然后進一步稀釋至所需值，一般為0.5％(v/v)。(這樣的加工方法可見于許多專利/專利申請中——例如日本專利公開53-127861，美國專利4,661,355和4,746,518，和公開的加拿大專利申請2,207,651。92/10/27提出的美國專利申請07/967,275(它是共同轉讓的，現(xiàn)已放棄的1991年10月28日提出的美國專利申請07/783,332的部分繼續(xù)申請)中公開了一種具有顯著改進的低溫接觸法(在此引為參考))。
這些產品具有與普通啤酒相同的形成混濁的成分，在低溫接觸產品中更是如此。所以，根據本發(fā)明對其進行加工是十分有益的。
如上所示可以確信，在別的因素以外，啤酒中多酚濃度的降低有利于減少陳化所需的時間。為了說明這一點，進行以下測試使用本發(fā)明方法生產七種新啤基料。根據公知的ASBC行業(yè)標準進行測試，測定在根據本發(fā)明處理前、后的新啤基料中的多酚濃度。結果如下釀制酒處理前 處理后1 1441302 1521483 1841654 1951445 1921446 182153上面已討論過，人們認為造成混濁的一個主要原因是多酚隨時間的緩慢沉淀，所以，根據本發(fā)明處理后多酚的減少表明，經本發(fā)明處理后的產品與一般啤酒相比具有提高的抗冷混濁穩(wěn)定性。而且，該啤酒還表現(xiàn)出較好的口味，尤其是潤滑性。必須注意，多酚濃度的區(qū)別是十分顯著的。
根據本發(fā)明的另一方面內容，提供了一種對酒精飲料進行連續(xù)冷處理的液體流通設備。該設備具有一個用于將含水溶液冷卻至臨近冰點同時只產生最少量的初生態(tài)冰晶的換熱器，和一個用于盛放冰的容器，該容器與換熱器的下游出口相連，由此接受從中流出的冷卻含水溶液。該容器具有分離裝置，用以將冷處理后的液體引出同時將穩(wěn)定態(tài)的冰晶保持在容器內。該設備還具有用于檢測和用熱學方法相應調節(jié)容器中滯留冰冷晶量的滯留冰晶濃度檢測和調節(jié)裝置。
在操作中，換熱器以這樣一種方式，即，將含水溶液快速冷卻近冰點，使其中只生成最少量的新生態(tài)的冰晶。所得的冷卻后含水溶液在盛冰容器內與穩(wěn)定的低溫期后停留體積的帶有冰晶的含水稀漿短時間混合。在混合過程中，通過上述檢測和調節(jié)裝置部分地反饋調節(jié)熱平衡，從而使得所得混合物中總的冰晶量平均來說無明顯增長，而且含水稀漿的溫度由這些冰晶維持于(緩沖于)近冰點。然后利用分離裝置從混合物中提取處理后的飲料。
在操作中，由滯留穩(wěn)定冰晶濃度檢測和調節(jié)裝置測定盛冰容器內穩(wěn)定冰晶的濃度，并且在含水溶液的流經過程中，響應于測得的情況，用熱學方法調節(jié)所述容器內穩(wěn)定冰晶的濃度。
以足夠大的正壓力壓送液體，使之以預定流速流經該設備系統(tǒng)。通常，該設備具有與換熱器相關連的流速和溫度控制裝置，從而對其中的含水溶液進行冷卻。在一種優(yōu)選形式中，這處理過程完成在少于60秒之內，甚至可在30秒內或更少，甚至可以在約5秒之內。
分離裝置進行分離前的滯后期最好不超過60分鐘，(最后少于30分鐘，尤以5—20分鐘為佳)。
在一種形式中，這類設備具有脫氣設備，連通在換熱器的上游，用于在冷卻前對液體進行脫氣。
在一種特別優(yōu)選形式中，例如用于發(fā)酵后新啤的處理，換熱器是一個刮板式換熱器，用于將啤酒冷卻至接近其冰點，通常在-1℃—-5℃，特別是-2℃—-4℃，具體地溫度，在其它因素之外，取決于啤酒中酒精和固體的含量。
在操作中，繼而將新啤引入充滿了含有穩(wěn)定冰晶和新啤之類液體的稀漿的盛冰容器中，利用攪拌裝置(更常用的是分散裝置)和任何可用于促進容器中稀漿均勻分布的裝置持續(xù)攪拌稀漿。較好的攪拌狀態(tài)就象一個流化床，其中冰晶均勻地懸浮于流動的液體中。
調節(jié)裝置最好能將盛冰容器內滯留的穩(wěn)定冰晶大小維持在約100—3,000微米。這此冰晶的大小是從換熱器中流出的新啤中的初生態(tài)冰晶的10至100倍。
此處的這類設備最好具有一個帶隔熱外殼的盛冰容器。
反饋機制也是根據處理區(qū)(如盛冰容器)中或靠近它的冰傳感器發(fā)出的信號進行運作的，從而通過確定將新啤在換熱器中繼續(xù)冷卻或是縮短冷卻時間來減少或增加其中的冰量。這是一個貫穿全過程的，動態(tài)的，不斷進行的調節(jié)。穩(wěn)定冰晶的含量比最好是一個固定值，這一固定值的設定應使容器體積為的約10％—20％的物質維持為穩(wěn)定晶體。
利用流速調節(jié)裝置可以調節(jié)新啤在冰處理區(qū)中的停留時間，這一時間最好比較短，例如少于1小時，一般至多為15分鐘，通常是5至15分鐘而且可以少至5—2分鐘或更少。
在實施方法舉例中，本發(fā)明提供了一種主要如上所述在該設備中連續(xù)低溫處理啤酒的方法。由這一點可以發(fā)現(xiàn)，在釀造過程中，最好是在陳化之前，將啤酒溫度快速冷卻至其冰點附近，同時保證這種冷卻方式只產生最少量的冰晶，然后如此冷卻后的啤酒與攪拌狀態(tài)下的由冰晶組成的稀漿在較短的時間內接觸而不發(fā)生啤酒的濃縮，釀制過程中的陳化期可大大縮短，而且甚至可能被取消。本發(fā)明中的方法確保所處理的啤酒均接受相同的低溫處理，因而處理后性質均一而且設備內結冰和損壞的危險較少。
而且，與普通加工啤酒相比，所得的成品啤酒更潤滑，較少澀味，而且更香醇，如果在處理前注意從新啤中基本去除由發(fā)酵帶來的酵母細胞，情況更是如此。而且還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明有利于減少啤酒花金屬味而不降低苦味——一般在高“提取啤酒的苦度單位”方面和對高苦味釀制酒中是特別需要的優(yōu)點。盡管在不同程度上，對麥芽釀制飲料來說，苦味是合乎需要，甚至是特有的性狀，但如果在釀造過程中使用了對感官來說太多的啤酒花或酒花提取物，則啤酒會帶有金屬味。這在所謂“非酒精和低度”啤酒和低浸出啤酒中可能成為一個問題。這也可能在以高苦味單元為部分特色的啤酒中成為問題。例如，有些啤酒的苦味單位規(guī)格為20—60BU或更多。這種金屬味的減少有利于使啤酒中所需的苦味圓潤，而基本上不損失酒花特性。
所以，在本發(fā)明的另一方面內容中提供了一種根據本發(fā)明方法制造的啤酒產品。更具體地說，提供了一種酒精飲料，特別是一種經歷過低溫處理的啤酒，其處理過程是將飲料快速冷卻至臨近其冰點的溫度，其中只抽取足夠形成最少量新生態(tài)冰晶的熱量；然后將所得的冷卻飲料與含于含水稀漿中的一定體積的冰晶混合，并將該混合物保持一段短時間，期間至少部分新生冰晶融化但所得混合物中冰晶總量無明顯增加；然后從混合物中分離所得的低溫處理飲料，與最初的，未處理過的飲料相比，其中溶解固體總量和酒精濃度無明顯增高。
所以，概括地說，本發(fā)明提供了一種由含有以下物質的稀漿中提取的低溫處理過的啤酒懸浮于含水液體中的穩(wěn)定冰晶；未經低溫處理飲料，其中少量的水在形成新生態(tài)冰晶的過程中經歷了最初的液態(tài)到固態(tài)的狀態(tài)變化，然后經歷了相反的固態(tài)至液態(tài)的狀態(tài)變化在混合物中融化，而混合物中的冰晶總量無明顯的附帶增長。附圖簡單說明根據以下附圖將更充分地描述本發(fā)明而非加以限制，其中

圖1是根據本發(fā)明處理新啤的步驟簡圖；圖2是實現(xiàn)低溫處理步驟的中試車間生產系統(tǒng)的剖面圖，即，根據本發(fā)明進行啤酒的冷卻和冰處理的系統(tǒng)；圖3是根據本發(fā)明處理新啤的工廠流程圖；圖4是一張表示作為固體含量函數的各種含水液體食物的冰點的圖表。本發(fā)明的最佳實施形式和工業(yè)實用性根據本發(fā)明的一個優(yōu)選方面的內容，本發(fā)明提供了一種制備發(fā)酵型麥芽飲料的方法，其中先加水并將釀制原料搗碎，加熱所得的糖化醪并從中分離出麥芽汁，將所述麥芽汁煮沸、冷卻，發(fā)酵，然后對新啤進行成品加工，其中包括為生產所述飲料而進行的陳化，該方法還包括對啤酒進行一道低溫期處理，這其中包括將所述啤酒快速冷卻近其冰點，而使得其中只形成最小量的冰晶，將所述的冷卻后啤酒與含冰晶的啤酒稀漿短時間混合，并令所得混合物中冰晶量無明顯增長，然后從所述的混合物中提取如此處理過的啤酒?？赡軕嵴堊⒁?，提取出的啤酒一般不含冰晶，這些冰晶的絕大多數已重新融化成液態(tài)或是留在稀漿中了。
根據本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方法，底料啤酒是新啤，而所述處理在陳化之前實施。
因而在一個更進一步的實施例中，本發(fā)明提供了一種制備發(fā)酵型麥芽飲料的方法，其中先加水并將釀酒原料搗碎，加熱所得糖化醪并從中分離出麥芽汁，將所述的麥芽汁煮沸、冷卻、發(fā)酵，然后對新啤進行成品段加工，其中包括為生產所述飲料而進行的陳化，陳化加工包括，在陳化前使啤酒經歷了一次低溫期，期間將啤酒快速冷卻近其冰點，而使其中只生成最少量的小冰晶，在一個含有比所述小冰晶大的冰晶的流化床中對所述以上法冷卻過的啤酒進行短時間處理，但使得冰晶量無明顯增加，然后回收由此處理過的新啤酒。
在本發(fā)明方法的實施中，可方便地利用一個刮板式換熱器進行冷卻階段的處理，而混合階段(可能包括將冷卻后新啤與攪拌狀態(tài)下的由冰晶在新啤中構成的稀漿相混合)可方便地在文獻中常說的“結晶器”單元中完成，該單元是可商購的冷凍濃縮系統(tǒng)的組成部件。有關這樣一個系統(tǒng)和有關設備的描述可見在此參考的Thijssen等的美國專利4,004,886。但從下文可知，在本發(fā)明方法的實施中，只應用了美國專利4,004,886中所述設備的一個部分，而且使用方式與該參考文獻中所指出的有很大不同。從本質上而言，它是用來提供一個處理區(qū)的，該處理區(qū)含有一定量的攪拌狀態(tài)的由較大的冰晶構成的稀漿，該稀漿被認為起著類似流化床的作用，而當新啤由其中通過時就被處理了，在全過程中，“床”中的冰晶量無明顯增加。將處理過的啤酒與冰晶分離，這些冰晶留在處理區(qū)，直到每一釀制循環(huán)結束(每一循環(huán)一般處理120,000—1,500,000升啤酒)才定期地被棄去。可能需要再一次提請注意，如上所述，大部分進入重結晶器的冰晶比較小，通過融化來將它們排除。
開始時，過程的引發(fā)可以是向處理器“整體”加入較大的冰晶(平均大小一般為100—3,000微米)，或者較方便的是，這些大冰晶也可以在現(xiàn)場生成將冷卻后的啤酒引入處理區(qū)，過一段時間，期間的條件可使僅占啤酒體積約5％，一般為2％的適宜的較小的冰晶在區(qū)內生長并產生所需量的較大的冰晶。這樣產生包含穩(wěn)定冰晶的稀漿所需的較短的啟動期比較可取，但對本發(fā)明而言并非必要。
已經發(fā)現(xiàn)，當處理區(qū)中含有約20％—25％(體積百分比)，最好為10％—20％(體積百分比)的冰晶時，它可以高效而穩(wěn)定地運作，但根據所處理的啤酒類型的不同可能使用體積百分比為35％—5％或更少的冰晶。具體含量可能會在過程中略有變化，但這些變化都將被檢測到，同時設置了一套反饋系統(tǒng)，用于指令換熱器或是相應的冷卻系統(tǒng)根據需要增減冷卻后新啤的溫度，從而重新平衡系統(tǒng)。這類系統(tǒng)，例如根據電導率來測定冰含量的，是容易得到的。
已經發(fā)現(xiàn)，上述系統(tǒng)在下述條件可以高效運作將在發(fā)酵罐排出的10℃—17℃的新啤冷卻-1℃—-5℃，然后將其通過一個刮板式換熱器或其它適用的冷卻設備，在其中被冷卻至最低達-5℃，一般為-4.5℃—-1℃。通常在處理區(qū)中也維持這一相同溫度。
啤酒底料的實際冰點和在冷卻期所要達到的溫度取決于許多因素，其中包括啤酒組成，普拉圖值(Plato value)，但特別是酒精含量。例如，正如在高濃啤酒中常見的那樣，一種新啤的普拉圖值為16°P，酒精含量為7％—7.5％(體積百分比)，在進入處理區(qū)之前，它最好冷卻至約-4℃。酒精含量越高，產品獲得所需性狀的所需溫度越低。
必須注意，由于本特定系統(tǒng)的兩個組成部分，換熱器和處理容器，除了在啟動階段，在運行過程中總是充滿了液體介質的，所以無需提供在相反情況下所需的惰性氣氛。
本發(fā)明的一個主要優(yōu)點是，它可以連續(xù)操作，而不會象許多已有技術那樣，因為冷卻管道和冷卻系統(tǒng)的類似部件上冰層積聚而使系統(tǒng)的工作效率降低，難于調控，在極端情況下還會阻塞系統(tǒng)，而使含冰處理區(qū)不能工作。
下文中描述了一種較佳的在陳化前對新啤進行處理的方法，雖然如果需要，在陳化后進行低溫期處理也可能同樣有效。(假定在此確定采用了陳化步驟。)參見圖1，來自麥汁過濾槽(未示)的麥芽汁流經管10進入發(fā)酵罐12，在其中加入酵母，按常規(guī)方法發(fā)酵。發(fā)酵完成后，由離心機13去除廢酵母。常用的去除廢酵母細胞的方法會在新啤中留下少量酵母細胞。但是，已經發(fā)現(xiàn)這些殘留的細胞對成品啤酒有不利影響，這是因為在根據本發(fā)明進行冰處理時它們會裂解，產生的細胞碎片對成品啤酒的口感特性不利。所以，最好加倍小心，而且如有必要，可使用更高效的分離設備在根據本發(fā)明處理新啤前基本去除全部酵母細胞。
然后在一個刮板式換熱器14中將發(fā)酵后新啤快速冷卻至其冰點，該值取決于包括酒精含量在內的許多因素，一般為-1℃—-5℃，通常為-2℃—-4℃。在本例中，該起來-3.7℃。冷卻是在短時間內完成，一般少于60秒而常常僅為幾秒。由此形成按體積比計少于5％的少量冰晶，一般如本例那樣為2％或更少，所用的處理方法應防止大冰晶的生成或是小冰晶(小于約9—10微米)的過量形成。其實，在冷卻階段，少于2％(體積比)的啤酒轉化為冰。然后立即將如此冷卻的啤酒通入含冰的處理區(qū)15。該區(qū)被由冰晶和新啤組成的稀漿充滿，稀漿被維持在一個恒定的攪拌態(tài)下以使其均勻。冰晶最好比待處理啤酒中的冰晶大得多，大10—100倍。處理區(qū)外包有絕熱層，并有一反饋機制，根據該反饋機制，響應于處理區(qū)內冰傳感器發(fā)出的信號，確定新啤是繼續(xù)冷卻還是縮短冷卻時間來分別校正冰量的減和增。由此達到了將大冰晶含量維持在一固定值(一般為處理區(qū)容積的10％—20％或22％)和維持處理溫度的目的。能夠始終維持低的處理溫度而不造成冰的阻滯和對系統(tǒng)的破壞是本發(fā)明的一個重要方面。開始時，可以簡單地向冰處理區(qū)裝入冰晶體塊，但較方便的是，通過運行換熱單元隨系統(tǒng)的啟動當場生成這些冰晶，換熱器的運行方式可產生大量的小冰晶，然后令其在處理區(qū)中長至所需的大小。以這種方式填充該區(qū)可能需要一到幾小時，通常約為2小時，這取決于包括所用的換熱器的類型/處理能力和新啤中酒精含量在內的許多因素。啟動階段并不計作在此所述的連續(xù)運行的冷處理階段的一部分。
新啤在冷處理區(qū)的停留時間較短，少于1小時，一般至多15分鐘，有時僅為5—15分鐘，而且可能更少，然后將處理后的啤酒轉入陳化罐16。然后以常規(guī)方法制成成品。
該系統(tǒng)優(yōu)良的實用性體現(xiàn)在(a)簡單性；其中沒有反向物流，實際上只有一股而且是單一流向的物流，即，被處理的流體底料，因而只需最少的設備，而且操作簡便。
(b)處理中不發(fā)生新啤的濃縮，所以不需要不斷地除去冰晶(在此只需要在釀造循環(huán)結束后棄去冰晶)。顯然，無需再對冰進行任何后繼的處理，與被處理的啤酒量相比，它們的含量甚微，以至于實質上并無啤酒等物質被它們夾帶。
(c)這是一個高速，溫和加工新啤的加工步驟，易于引入現(xiàn)有釀制工序中，對現(xiàn)有工廠設施無大的影響；(d)這是一個連續(xù)快速的加工過程，而就所需的產品特性而言，只增加少量成本，就可以提供有利的結果，特別是低溫穩(wěn)定性的顯著提高和口感的改良；
(e)使用所述設備時，換熱器和分離容器都被液態(tài)介質充滿，所以除了從啟動至容器被充滿區(qū)段時間，不需要維持一個惰性或二氧化碳氣氛。
參見圖2，該圖表示一個進行啤酒的冷卻和冰處理的中試車間或系統(tǒng)，統(tǒng)標以20，它包括一個刮板式換熱器21和一個處理或分離容器22，其容積為120升，其中限定了含冰處理區(qū)23。
管28將發(fā)酵罐或新啤儲藏罐(兩者都未給出)與刮板式換熱器21連通，循環(huán)泵30被布置在管28中用于轉運啤酒。換熱器21裝有冷卻系統(tǒng)26。管34將換熱器21與容器21直接連通，并作為冷卻后啤酒的入口。容器21中有由電動機29驅動的攪拌器28和分離器或過濾器30，分離器包圍著通向管44的出口31，管44通到陳化罐(未示)。分離器30極其重要，因為它必需保證構成冰晶穩(wěn)定體積的大冰晶不流出處理區(qū)，同時必須允許少量未像大多數那樣在處理過程融化而在隨后的過程中融化的小冰晶通過。而且必須將它設計或改裝成帶有刮板的，以防被小顆粒阻塞。啤酒實例采用本發(fā)明方法生產一種快速冷凍的陳貯啤酒。由此生產的啤酒和普通陳貯啤酒的混濁特性列于下表。注意，快速冷卻陳貯啤酒經歷了7天陳化，而傳統(tǒng)陳貯啤酒陳化了14天。還需注意，快速冷卻處理的陳貯啤酒比傳統(tǒng)的具有明顯較高的酒精和提取物濃度——一般這兩點可促使快速冷卻的啤酒具有明顯較差的抗混濁穩(wěn)定性，而這種情況其實并未出現(xiàn)。

測量單元是“混濁單位”，按以下步驟對啤酒進行測試一周強迫性實驗此項分析用于表明產品中總的懸浮冷混濁穩(wěn)定性。這項測試的依據是公認的觀念將啤酒在較高溫度下存放一段較大短的時間，所產生的懸浮冷混濁總量與那些在一般室溫下存放了較長時間的啤酒中形成的十分相似。將瓶裝或罐裝的啤酒，垂直放在一個49℃水浴槽內，放置整整一周(7天)。完成這種培養(yǎng)后，將啤酒冷卻至常溫，然后在0℃水浴中放24小時。從冷水浴中取出后將瓶顛倒，使全部沉淀懸浮起來。利用一臺根據經驗濁度標準校正過的輻射濁度計按散射濁度分析法測定混濁量。將啤酒倒入儀器的腔內，讀取表盤所示數據。然后以已知方法乘以一個標準化的校正因數折算成FTU’s(富爾馬啉濁度單位)。
2個月的冷混濁此項測試通過將包裝后的啤酒在常溫下存放2個月進行。按一周強迫性實驗中所述方法取樣測定懸浮固體的總量。
結果顯示，本發(fā)明發(fā)法將陳化期縮短50％，而不提高混濁不穩(wěn)定性。而且，與根據快速冷卻處理陳貯啤酒的高酒精和提取物濃度所做的預計不同，測得的快速冷卻處理陳貯啤酒中形成的混濁與常規(guī)陳貯啤酒中的一樣。這點十分重要，特別是因為現(xiàn)在啤酒總是被大量釀制，并且會在最終被消費前存放很長一段時間。
參見圖3，這時一張根據本發(fā)明，仍以新啤為例可用于工業(yè)規(guī)模加工啤酒的設備流程圖。這套設備中的進料管40將發(fā)酵罐或是新啤緩沖/儲存罐(未示)與啤酒冷卻器42連通，后者又通過管44與一臺Westfalia啤酒離心機46連通。維持該離心機的最佳工作效率，從而確保實質上，為各種實用目的，從新啤中去除發(fā)酵階段的所有酵母細胞。離心機46通過管48，流量計51，閥52，54，56和58，及管60與冷卻器62相連，后者通過管57，閥50，68和70及管72與換熱器歧管64相連?；蛘撸x心機46可以通過管57，閥50，68和70及管72與換熱器歧管64直接相連。歧管64向各個刮板式換熱器74供料。圖中所示為三個換熱器的平行設置，但顯然，換熱器的數目和類型根據需要是可變的。另一個歧管76將來自各換熱器的物料匯集后通過管78將它們送入包含了處理區(qū)82，容積為9,000升的處理或分離容器80。容器80完全絕熱，并帶有由電動機84驅動的攪拌機制(未示)，和出料管66，后者通過閥88和90與管92連通，管92通過閥94和管96將72與陳化罐98連通。罐98具有啤酒出料管100。容器80還裝有冰檢測器或傳感器81，后者可檢測出冰晶含量偏離所需的“穩(wěn)態(tài)”操作條件的變動(例如通過測定稀漿的電導率變化)，并自動指令換熱器提供更多或較少的冷卻，從而使處理區(qū)的運作回復到穩(wěn)定態(tài)。在說明的實施例中，這些檢測器是電導率探針(傳感器81)(Yokogowa，s250113E型，NW25，4-20mA)，它們可以測出與反應器中冰濃度成正比關系的啤酒稀漿中的電導率的變動。源自這些探針的反饋信號被傳給一個氨(制冷劑)反壓調節(jié)閥系統(tǒng)。調節(jié)制冷劑的反壓可調節(jié)制冷劑的溫度并由此也調節(jié)了重結晶器內的滯留的冰量。根據所示設備的優(yōu)選操作方式，對探針響應的氨反應調節(jié)閥可以在操作過程中調節(jié)制冷劑設定溫度穩(wěn)定于預定區(qū)間內。通常，限制系統(tǒng)的響應以使溫度設定值每半小時的變化不超過0.5℃，最大變化為正負2℃。
如果偏離設定的條件，容器80還具有一個分離設備(圖3中未示)，它們防止全部可能存在的小冰晶(除了一小部分以外)流出容器，從而在攪動含冰稀漿時保持“流化床”性質。
該設備可購自荷蘭的Niro Process Technology B.V.，De Bev-erspijken 7，5221 EE′s-Hertogenbosch。所用的重結晶器是NiroNFC-60型雪霜冷凍單元的一部分，對其進行改進，使它的額定流速約為350hL/hr，入料酒精濃度7.5％(v/v)，入料溫度-1℃，出料溫度-3.5℃，使用20％停留體積(18hL)的超臨界冰晶。
運行時，在15℃常規(guī)發(fā)酵后可得酒精含量7％(體積百分比)的新啤，通過管40將它引入系統(tǒng)，通過啤酒冷卻器42后在8℃—10℃流出。然后通過一臺滴液冷卻器55進一步降溫至-1.5℃，由此減輕了啤酒下步將要流經的刮板式熱換器74的負荷。流出換熱器74的新啤溫度約為-4℃，并含有2％(體積比)的平均大小在0.1—10微米之間的小冰晶。新啤在換熱器中的停留時間僅為1秒，然后立即通過歧管78引入冰處理區(qū)80。起初，該區(qū)不含所需的含冰稀漿，所以需要2小時的啟動時間，期間形成約1,800kg平均大小約為200—3,000微米的大冰晶。通過劇烈攪拌使被分離器留在容器中的含冰稀漿保持均勻，同時新啤以450hL/hr速率連續(xù)接受處理，這相當于啤酒的平均停留時間約為12分鐘。處理區(qū)的溫度約維持于-4℃。該區(qū)中，或“流化床”中的冰晶含量基本保持不變，該床層的維持時間可以延長，但從實際操作的觀點看，通常在處理了1,200—15,00百升的新啤后，即在一個釀制循環(huán)結束時將它棄除。
作為冰而流出系統(tǒng)的水量實際上無法直接測得，但有間接參考表明，這個量僅為0.1％，至多1.5％，所以啤酒濃度基本恒定，特別是當在釀制循環(huán)最后用釀制水沖洗系統(tǒng)時。
總之，本發(fā)明提供了一種簡便的，連續(xù)加工出各方面品質均衡的啤酒的方法，這種啤酒與一般啤酒相比減少了澀味，更醇香并因為物理穩(wěn)定性的提高而顯著延長了存儲壽命，這后一個特點本身就可通過大大縮減了常規(guī)陳化所需的時間和減少了配置陳化罐所需的資金投入而提供顯著的經濟效益。
以下實施例用于說明設想將本發(fā)明用于生產蒸餾飲料的實施方法。
蒸餾酒精飲料酵母的作用受限于酒精濃度，當濃度達18％(體積比)時，酵母就停止發(fā)酵。因此，簡單發(fā)酵的酒精濃度不超過18％。為了提高濃度，就要采用蒸餾。注意，酒精的沸點約為78.5℃，酒精—水的共沸物的沸點為78.3℃，而水的沸點為100℃。這意味著，雖然在典型的飲料蒸餾中的酒精濃度一般為40％—50％，但低沸點分餾可將濃度提高至96％。雖然已有人提出可以產品的冷凍濃縮取代蒸餾，但改變傳統(tǒng)的蒸餾在經濟上并不上算。而且，有跡算表明，冷凍濃縮后的產品會產生非傳統(tǒng)的風味特性，這會影響到市場接受性。所以，在生產蒸餾飲料時仍然選用常規(guī)的煮沸蒸餾法。
蒸餾酒精飲料可分為三大類。第一類，起始于淀粉類底物并需要酶(通常是大麥芽)，將淀粉轉化為可發(fā)酵的糖(例如，完全由麥芽制得的蘇格蘭威士忌；由黑麥和麥芽的混合物制得的黑麥威士忌；由玉米，黑麥和麥芽的混合物制得的波旁威士忌；由黑麥，小麥和麥芽制得的愛爾蘭威士忌；和由稻米制得的Arrak燒酒。
典型地，在其它淀粉源中加入15％高糖化酶麥芽，加水，然后約在56℃，攪拌，進行糖化醪的轉化。然后將糖化醪短暫地加熱至62℃，然后冷卻至約17—23℃，并用乳酸或硫酸酸化至pH4.7—5。或者，可以通過微生物反應使pH值降低(例如加入德爾希呂克氏乳酸桿菌(Lactobacillus deldruckii))。較低的pH可以防止污染并有利于酵母的代謝活性。一般發(fā)酵3天，將溫度控制于32℃或更低。在有些蒸餾過程中，這被作為連續(xù)發(fā)酵的一部分。
發(fā)酵結束時，餾出酒精和芳香物質。根據不同的威士忌酒蒸餾至不同的最終酒精度，然后將它們稀釋至選定的產品濃度。蒸餾設備的類型和威士忌蒸餾達到的最終酒精度很大程度上決定了最終產品的特性。以波旁威士忌為例，一般蒸餾出170度的餾份，而簡單罐式蒸餾器中黑麥酒的最終餾份為130—140度。
對蘇格蘭威士忌而言，那種典型的煙味至少有部分是由在泥炭火上高溫烘焙過的麥芽產生的。它通常在雪利酒桶或是部分碳化的木桶中陳化。大部分美國威士忌則是在橡木桶中貯放。某些典型的風味物質，例如愈創(chuàng)木酚會從木質中滲出。蘇格蘭高地威士忌采用的是簡單的罐式蒸餾器，而低地威士忌采用的是獨特的蒸餾器而且麥芽煙熏程度較低。
第二大類，直接起始于某種含糖底物，而且至少底物中的部分天然芳香物質被蒸餾為餾分的一部分(例如，由葡萄制得的科涅克酒、阿爾馬涅克酒或白蘭地；由櫻桃制得的櫻桃酒；由梅子制得的梅子白蘭地和慢性金酒；由龍舌蘭果制得的龍舌蘭酒；由甘蔗制得的郎姆酒；由蘋果制得的蘋果白蘭地和蘋果燒酒；由椰汁制得的椰子酒；和由山莓制得的山莓灑)。第三類包括那些通過向蒸餾和精餾而得的很純的乙醇中加入調味劑而制成的酒，(包括蒸餾烈酒，配制酒和露酒由頁蒿制得的aquavit，pernod和香旱芹白酒；由杜松子制得的杜松子酒；由薄荷和糖制得的薄荷酒；由可可豆，糖和香草制得的可可香草甜酒；由櫻桃和糖制得的櫻桃白蘭地；由咖啡和糖制得的咖啡烈酒；由橙皮和糖制得的grand marnier；由蜂蜜和威士忌制得的dramtuie；由草藥和糖制得的查爾特勒士酒或是本尼迪克香味甜酒)。
蘋果酒在蘋果酒的生產中，(由蘋果漿中壓榨而出或是由濃縮液而得的)果汁被用一定量的硫酸鹽處理以殺滅所有自然菌群。然后向果汁中接種某種選定的發(fā)酵酵母，發(fā)酵成酒，然后從蘋果酒中潷去酵母渣。根據使用本發(fā)明方法的操作過程，然后對蘋果酒進行所述的冷處理。然后依次加入并混合抗氧化劑和甜味劑，充二氧化碳，滅菌，無菌分裝，從而制備最后的發(fā)酵型蘋果酒成品。
不論欲處理的是哪類產品，都可在將可發(fā)酵底物轉化為酒精后根據本發(fā)明對蒸餾飲料進行加工。通常，蒸餾加工也應在此之前完成。在上述“第三類”中，本發(fā)明中的加工最好在加入調味劑之前進行。無論如何，這些含酒精的水溶液都要經歷將它們快速冷卻近其冰點的低溫期(這個溫度依酒精含量而有很大不同)，從而只在其中生成最少量的新生態(tài)冰晶。然后將由此冷卻后的含酒精的水溶液與一定低溫期后停留體積的由穩(wěn)定冰晶在酒精溶液中構成的稀漿進行短時間混合，期間，混合物中的冰晶量無明顯增加。然后，從混合物中抽提出如此處理過的溶液，期間不附帶發(fā)生明顯的溶解固體濃度的增加。
圖4所示為各種產品的冰點隨溶解固體濃度的變化。注意，本發(fā)明主要涉及發(fā)酵型液態(tài)飲料，特別是發(fā)酵型酒精飲料——例如蘋果酒，各種完全或部分由發(fā)酵制備的烈酒，也包括發(fā)酵型糧谷飲料，例如麥芽威士忌之類的發(fā)酵型麥芽飲料，但特別涉及發(fā)酵型麥芽釀制飲料，例如啤酒”(例如，這名稱通常含義中所指的陳貯啤酒，強麥酒，波特黑啤，麥芽酒，司陶特黑啤等，而且肯定包括但不限于“低度”和“無酒精”(包括低溫接觸發(fā)酵)的啤酒)。
還應當認識到，冷處理加工最好在兩個不同區(qū)段中進行，并且這兩區(qū)最好設置在分離容器中。但是，如果先將飲料冷卻并在其中生成新生態(tài)的冰晶，然后再將冷卻后的飲料與含穩(wěn)定冰晶的稀漿混合，那么這兩個區(qū)也可以放在一個容器中。
權利要求
1.一種對發(fā)酵型液體飲料進行冷處理的方法，其特征在于，它包括—使含水的發(fā)酵后液體經歷一段低溫期，期間將所述液體快速冷卻近其冰點，以形成最少量的新生態(tài)冰晶；—將所得的冷卻后的含水溶液在短時間內混合入低溫期后停留體積的由穩(wěn)定冰晶分散而成的稀漿中，期間，所得混合物中的冰晶總量無明顯增加；—由所述混合物中提取如此處理后的啤酒，而且如此實施所述方法，使發(fā)酵液體中的水基本不會附帶發(fā)生減少。
2.一種對發(fā)酵型酒精飲料液體進行冷處理的方法，其特征在于，它包括—使一定體積的所述液體經歷一段低溫期，期間將所述可食液體快速冷卻近其冰點，以形成最少量的新生態(tài)冰晶；—將所得的冷卻后的含水溶液在短時間內混合入低溫期后停留體積的由穩(wěn)定冰晶分散而成的稀漿中，期間，所得混合物中的冰晶總量無明顯增加；—由所述混合物中提取與所述可食飲料體積相當的如此處理后的液體，而且如此實施所述方法，使得基本上不附帶發(fā)生所述液體的濃縮。
3.一種對可飲用的溶解固體的水溶液進行連續(xù)冷處理的方法，其特征在于，它包括—使一定體積流量的待處理含水飲料經歷一段低溫期，期間將所述含水飲料快速冷卻近其冰點，以形成最少量的新生態(tài)冰晶；—將所得的冷卻后的含水溶液在短時間內混合入低溫期后停留體積的由穩(wěn)定冰晶分散而成的稀漿中，期間，所得混合物中的冰晶總量無明顯增加；—由所述混合物中提取處理后的含水飲料，其中的溶解固體的濃度通常與所述的待處理飲料的相同，其體積流量與所述待處理飲料的相同，而且如此實施所述方法，使得基本上不附帶發(fā)生所述液體的濃縮。
4.根據權利要求3所述的連續(xù)冷處理方法，其特征還在于，它包括—使一定體積流量的待處理液體經歷一段低溫期，期間將所述液體快速冷卻近其冰點，以形成最少量的初生態(tài)冰晶；—將所得的冷卻后飲料在短時間內與低溫期后停留體積的穩(wěn)定冰晶在含水液體中形成的稀漿混合，其中液態(tài)組分與待處理液體相同，冰晶大小是所述的初生態(tài)冰晶的10—100倍，混合過程中所得混合物中的冰晶總量無明顯增加；—由所述混合物中提取處理后的液體，處理后的液體的含水量與待處理液體相比無明顯減少，其體積流量與待處理液體相同，而且如此實施所述方法，使得基本上不附帶發(fā)生所述飲料的濃縮。
5.根據權利要4所述的方法，其特征還在于，其中所述的液體是含酒精的含水混合物。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，其中所述的液體是麥芽飲料。
7.一種制備發(fā)酵型糧谷飲料的方法，其特征在于，它包括利用某種底物發(fā)酵產生含酒精液體；由該含酒精液體中蒸餾出具有設定酒精濃度的餾份；根據權利要求1、2、3或4對所得的啤酒進行所述的冷處理。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征還在于，其中所述發(fā)酵型糧谷飲料由選自a)純麥芽；b)黑麥和麥芽的混合物；c)玉米，黑麥和麥芽的混合物；d)黑麥，小麥和麥芽的混合；e)玉米；f)稻米的一種原料制備相應的飲料蘇格蘭威士忌；黑麥威士忌；波旁威士忌；愛爾蘭威士忌；糧谷酒精；Arrak燒酒。
9.一種制備發(fā)酵型葡萄酒飲料的方法，其特征在于，它包括將葡萄壓碎；分離果渣和果汁；將果汁發(fā)酵成葡萄酒；根據權利要求1、2、3或4對所得的葡萄酒進行冷處理。
10.一種制備發(fā)酵型蘋果酒的方法，其特征在于，它包括制備蘋果汁；利用酵母令蘋果汁充分發(fā)酵；潷去酵母殘渣；根據權利要求1、2、3或4對所得的發(fā)酵型蘋果酒進行冷處理。
11.一種制備發(fā)酵型麥芽釀制飲料的方法，其特征在于，它包括將釀酒原料加水搗碎；加熱所得糖化醪然后分離出麥芽汁；將所述麥芽汁煮沸，冷卻并發(fā)酵；再根據權利要求1、2、3或4對所得的啤酒進行冷處理。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征還在于，在所述的冷處理之前，先從發(fā)酵后的麥芽汁中基本去除酵母細胞。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征還在于，在所述的去除酵母之后，殘留在發(fā)酵后麥芽汁中的酵母少于約500,000個/ml。
14.根據權利要求11所述的方法，其特征還在于，其中的新啤被冷卻至-1℃—-5℃。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征還在于，其中所述的釀制新啤被冷卻至-2℃—-4℃。
16.根據權利要求14所述的方法，其特征還在于，冷卻過程在少于60秒的時間內完成。
17.根據權利要求16所述的方法，其特征還在于，其中所述的冷卻在5秒或更少的時間內完成。
18.根據權利要求15所述的方法，其特征還在于，其中在所述的釀制新啤中生成的所述新生態(tài)冰晶通常少于5％(體積百分比)。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征還在于，其中在所述的釀制新啤中生成的所述的新生態(tài)冰晶為2％(體積百分比)或更少。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征還在于，其中所述的新生態(tài)冰晶通常小于10微米。
21.根據權利要求20所述的方法，其特征還在于，其中所述的處理區(qū)完全被由冰晶和新啤組成的稀漿充滿。
22.根據權利要求21所述的方法，其特征還在于，其中所述的稀漿保持于不斷狀態(tài)以使其均勻。
23.根據權利要求22所述的方法，其特征還在于，其中所述的稀漿中的冰晶大小是所述新生態(tài)冰晶的10—100倍。
24.根據權利要求21所述的方法，其特征還在于，其中安裝在低溫期后停留體積內由穩(wěn)定冰晶與含水新啤組成的稀漿中，用以測定冰晶濃度的冰傳感器發(fā)出信號，根據該信號產生一反饋信號，所述的反饋信號通過調節(jié)低溫期新啤的冷卻程度來增減在其中生成的新生態(tài)冰晶的量，并由此將低溫期后停留體積中的穩(wěn)定冰晶維持在所需的比例。
25.根據權利要求24所述的方法，其特征還在于，其中所述的低溫期后停留體積內的穩(wěn)定冰晶的比例小于45％(體積)。
26.根據權利要求25所述的方法，其特征還在于，其中所述的低溫期后停留體積內的穩(wěn)定冰晶的比例小于35％(體積)。
27.根據權利要求26所述的方法，其特征還在于，其中所述的低溫后停留體積內穩(wěn)定冰晶的比例小于25％(體積)。
28.根據權利要求27所述的方法，其特征還在于，其中所述的低溫期后停留體積內穩(wěn)定冰晶的比例約為10％—20％。
29.根據權利要求27所述的方法，其特征還在于，其中所述的低溫期后停留體積內穩(wěn)定冰晶的比例不少于5％(體積)。
30.根據權利要求24所述的方法，其特征還在于，其中新啤在低溫期后稀漿中的停留時間少于1小時。
31.根據權利要求30所述的方法，其特征還在于，其中新啤在低溫期后稀漿中的停留時間通常最多為15分鐘。
32.根據權利要求31所述的方法，其特征還在于，其中新啤在低溫期后稀漿中的停留時間一般約為5—15分鐘。
33.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，用一種惰性氣體沖洗所述啤酒以基本去除啤酒中夾帶的揮發(fā)性氣體。
34.根據權利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，其中所述的方法是一種高濃度啤酒釀制方法。
35.根據權利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，其中所述的方法是一種無酒精或低度啤酒的釀制方法。
36.一種制備發(fā)酵型麥芽飲料的方法，其中，將釀酒原料加水搗碎，加熱所得的糖化醪并從中分離出麥芽汁，將所述麥芽汁煮沸，冷卻，然后發(fā)酵成啤酒，其特征在于，讓所述啤酒經歷一段低溫期，期間將所述啤酒快速冷卻近其冰點，所用方式使其中僅生成最少量的冰晶，將所述的冷卻啤酒與含冰晶的啤酒漿料短時間混合，其中所得混合物中冰晶量不發(fā)生明顯增長，然后由所述混合物中提出處理后的啤酒。
37.一種制備發(fā)酵型麥芽飲料的方法，其中，將釀酒原料加水搗碎，加熱所得的糖化醪并從中分離出麥芽汁，將所述麥芽汁煮沸，冷卻，然后發(fā)酵成啤酒，所述啤酒經包括陳化在內的成品階段以生產所述飲料，其特征在于，讓所述啤酒在陳化前經歷一段低溫期，期間將所述啤酒快速冷卻近其冰點，所用方式使其中僅生成最少量的冰晶，將所述的冷卻啤酒與含冰晶的啤酒漿料短時間混合，其中所得混合物中冰晶量不發(fā)生明顯增長，然后由所述混合物中提出處理后的啤酒。
38.一種制備發(fā)酵型麥芽飲料的方法，其中，將釀酒原料加水搗碎，加熱所得的糖化醪并從中分離出麥芽汁，將所述麥芽汁煮沸，冷卻，然后發(fā)酵成啤酒，新啤經包括陳化在內的成品階段以生成所述飲料，其特征在于，讓所述啤酒在陳化前經歷一段低溫期，期間將所述啤酒快速冷卻近其冰點，所用方式使其中僅生成最少量的小冰晶，在由比所述小冰晶大的冰晶構成的流化床中對所述冷卻后啤酒進行短時間處理，其中所得混合物中冰晶量不發(fā)生明顯增長，然后由所述混合物中提出處理后的新啤。
39.根據權利要求36、37或38所述的方法，其特征還在于，其中所述的快速冷卻在少于60秒的時間內完成。
40.根據權利要求36、37或38所述的方法，其特征還在于，其中所述的快速冷卻在少于30秒的時間內完成。
41.根據權利要求36、37或38所述的方法，其特征還在于，其中所述的快速冷卻在5秒內完成。
42.根據權利要求36、37或38所述的方法，其特征還在于，其中所述混合或處理的完成時間不超過60分鐘。
43.根據權利要求36、37或38所述的方法，其特征還在于，其中所述的混合或處理的完成時間少于30分鐘。
44.根據權利要求36、37或38所述的方法，其特征還在于，其中所述的混合或處理的完成時間約為5—20分種。
45.根據權利要求36所述的方法，其特征還在于，其中所述的啤酒是新啤。
46.一種對近冰點的含水液體進行冷處理的方法，其特征在于，將所述的近冰點含水液體以形成漿料方式從一定量的超臨界冰晶中通過，控制通過時的熱力學條件使所述近冰點含水溶液中亞臨界冰晶的熔化在熱力學上通常少于或等于附帶的所述的超臨界冰晶的熔化，從而基本避免在此過程中與所述超臨界冰晶形成漿料的含水液體的濃縮，然后從所述含水液體中分離超臨界冰晶。
47.用于對含水溶液進行連續(xù)冷處理的液體流通設備，其特征在于，它包括—一個適用于將所述的含水溶液冷卻近其冰點同時只在其中形成最少量的新生態(tài)冰晶的換熱器；—一個連通在所述換熱器之后的盛冰容器，它包括分離裝置和分散裝置，這些裝置可使冷處理后的液體流出所述的盛冰容器，同時將一定停留體積量的一般大于所述新生態(tài)冰晶的穩(wěn)定冰晶以良好的分散狀態(tài)留在所述盛冰容器中；—用于檢測所述盛冰容器中的冰晶量并對之進行熱學調控的停留冰晶濃度檢測和調節(jié)裝置；其中，在操作中，所述的換熱器將所述水溶液冷卻近其冰點而使其中只生成最少量的新生態(tài)冰晶，將所得的冷卻后和低溫期后的水溶液，作為還含有一定停留體積量的穩(wěn)定冰晶的，通過所述分散裝置，在所述低溫期后水溶液中構成分散良好的稀漿的一部分在短時間內通過所述的盛冰容器，期間穩(wěn)定冰晶的停留體積無明顯增加，然后由所述分離裝置從所述混合物中分離如此處理的水溶液；其中，在操作中，所述冰晶停留體積的檢測和調節(jié)裝置檢測所述盛冰容器中所述穩(wěn)定冰晶的體積并對測得情況作出響應，在水溶液通過所述盛冰容器的過程中調節(jié)容器中穩(wěn)定冰晶的數量。
48.根據權利要求47所述的設備，其特征還在于，其中所述換熱器內還裝有溫度和流速的調節(jié)裝置，由此在少于60秒的時間內完成對所述水溶液的冷卻。
49.根據權利要求47所述的設備，其特征還在于，盛冰容器還有一個隔熱外殼，而且其中所述的停留冰晶濃度檢測和調節(jié)裝置與測定所述容器中停留的稀漿內冰晶體積的傳感器相連，從而反饋調節(jié)所述換熱器中所述水溶液的冷卻量，并由此調節(jié)所述容器中穩(wěn)定冰晶的體積。
50.根據權利要求47所述的設備，其特征還在于，它還包括向所述容器泵送所述水溶液的裝置，部分地限制由所述容器中流出的冷處理后液體的限流裝置，上述兩種裝置聯(lián)合安裝以使在所述設備的操作過程中保持容器被稀漿充滿。
51.一種低溫水溶液，其特征在于，它經歷以下熱學過程將所述水溶液快速冷卻近其冰點，過程中抽走的熱量僅使其中生成最少量的新生態(tài)冰晶，然后將所得的冷卻后水溶液與一定體積的穩(wěn)定冰晶的水溶液中形成的稀漿混合，將混合物保持一段短時間，期間至少有部分所述新生態(tài)冰晶熔化，但使所得混合物中的冰晶總量無明顯增加；然后，從所述混合物中分離所得的低溫水溶液，與開始時未處理的水溶液相比，其中基本不發(fā)生濃縮。
52.一種由分散良好的稀漿中得到的完整低溫液體提取物，其特征在于，所述稀漿含有—一定體積的超臨界冰晶；—近水點的未冷處理水溶液，其中所含的水只有少量是還未成形的亞臨界態(tài)冰晶，其中在由所述稀漿中完整提取后提取物中的液態(tài)水含量基本上不少于未冷處理的水溶液中水的總量。
53.一根據權利要求1至46中任一項而制備的產品。
全文摘要
一種冷處理方法，以發(fā)酵型麥芽飲料的制備方法為例，其中將釀酒原料加水搗碎，加熱所得的糖化醪并從中分離麥芽汁。將麥芽汁煮沸，冷卻并發(fā)酵，將啤酒經包括陳化在內的成品階段制成最終成品飲料。本發(fā)明所作改進在于令啤酒經歷一段低溫期，期間將啤酒快速冷卻近其冰點，使其中只生成最少量的冰晶。將所得的冷卻啤酒與含有冰晶的啤酒稀漿短時間混合，所得混合物中冰晶總量無明顯附帶增長。最后由混合物中提取如此處理后的啤酒。
文檔編號C12C7/00GK1124500SQ94192186
公開日1996年6月12日 申請日期1994年3月18日 優(yōu)先權日1993年3月23日
發(fā)明者C·R·默里, W·J·范德梅爾 申請人:勒柏特釀造有限公司