DK158955B - Fremgangsmaade til fjernelse af bitterstofferne fra brugt oelgaer - Google Patents

Description

DK 158955 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fjernelse af bitterstofferne fra brugt ølgær i vandige systemer.

Brugt ølgær bliver efter tørring anvendt som kvægfoder. Denne 5 anvendelse har sine grænser, da gæren er i stand til at adsor-bere en del af de fra humlen stammende bitterstoffer, hvorved der opstår en bitter smag af den brugte ølgær.

Det er den foreliggende opfindelses opgave at udvikle en frem-10 gangsmåde, ved hvilken bitterstofferne i den brugte ølgær kan fjernes.

Denne opgave løses ved en fremgangsmåde, der er ejendommelig ved, at man fjerner bitterstofferne ved behandling af en van-15 dig suspension og/eller en kolloid vandig opløsning af den brugte ølgær eller en vandig suspension og/eller en kolloid vandig opløsning af tørret ølgær med CO2» ethan, ethylen og/eller propan under overkritiske betingelser for tryk og temperatur i flydende fase uden kvalitetstab af ølgæren.

20

At der ikke sker noget kvalitetstab betyder, at den behandlede ølgær har mindst samme kvalitet som udgangsproduktet, dvs., at bitterstofferne ekstraheres selektivt.

25 Fra DE-PS 21 27 618 kendes en fremgangsmåde til udvinding af humleekstrakter ved ekstraktion af lufttør humle med opløsningsmidler, idet man ekstraherer humlen med i henseende til tryk og temperatur overkritisk CO2, SFg, CHF3, CHF2C1, CF3C1 , CF2=CH2, C3F8, N2O, ethan, ethylen alene eller i blanding med 30 hinanden eller med CO2 og af den fremkomne opløsning udskiller ekstrakten ved sænkning af trykket til under det kritiske tryk. Med denne fremgangsmåde kan valgfrit udvindes garvestof-frie eller garvestofholdige humleekstrakter.

35 Fra DE-AS 23 32 038 kendes anvendelsen af fremgangsmåden til adskillelse af stofblandinger indeholdende fedtstoffer og olier, ved hvilken man bringer fedtstofferne eller olierne i 2

DK 158955 B

kontakt med overkritisk CO2, til desodorisering af fedtstoffer og olier under eventuelt samtidig formindskelse af de frie fedtsyrer, idet man lader CO2 af temperaturer på 150 - 250°C og tryk på 101,3 - 253,3 bar indvirke på det materiale, som 5 skal renses.

I DE-C-215.417 beskrives en fremgangsmåde til rensning af ølgær, ved hvilken den i vand værende affaldsølgær behandles med kuldioxid og derved renses.mekanisk.

10 US patent nr. 4.104.409 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af humleekstrakter af lufttørret humle. Herved bliver tørret humle bragt i kontakt med overkritiske opløsningsmidler, og ekstrakterne afspændt til normalbetingelser, hvorved 15 der fås humleekstrakter.

Af denne kendte teknik kan gennemsnits-fagmanden ikke udlede den foreliggende opfindelses lære, og denne er heller ikke nærliggende, da bitterstofferne i den anvendte humleekstrakt 20 ændrer sig under brygningen, og da der efter behandling ifølge fremgangsmåden ifølge opfindelsen af den brugte ølgær med f.eks. overkritisk CO2 og fjernelse af i CO2 indeholdte bitterstoffer "VWd behandling med et adsorptionsmiddel foreligger en anden sammensætning af de derved udvundne bitterstoffer.

25

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fjernelse af bitterstoffer fra den brugte ølgær er det muligt at opnå en ølgær, der er fri for bitterstoffer og fri for bitter smag, og som kan anvendes uden problemer som kvægfoder.

30 ........

Foruden CO2 er som gasarter generelt egnet sådanne, hvis kritiske temperatur ligger under 100°C. Det er vigtigt, at der ikke er sundhedsmæssige grunde eller eventuelt økonomiske grunde til jkke. at anvende gasarterne. Sådanne egnede gasarter 35 er især ethan, ethylen og propan.

Gasarterne anvendes i overkritisk tilstand. Særligt foretrækkes CO2 i overkritisk tilstand. Ved fremgangsmåden ifølge op- 3

DK 158955 B

findelsen anvendes den brugte ølgær som vandig ølgærsuspension eller som kolloid opløsning af den brugte ølgær i vand eller en kombination af begge dele.

5 Særligt foretrækkes den brugte ølgær som vandig ølgærsuspension eller som kolloid opløsning af den brugte ølgær i vand.

Det er særligt overraskende, at man kan foretage ekstraktionen af bitterstofferne fra en vandig ølgærsuspension eller en kolloid opløsning af den brugte ølgær i vand, da den eneste hid-10 til kendte destraktion (dvs. overkritisk ekstraktion, sammensat af destillation og ekstraktion) fra vandig fase er den selektive ekstraktion af koffein fra en kaffe-ekstrakt. Ved denne destraktion bliver aromaen dog i den vandige fase, medens bitterstofferne i tilfældet med den foreliggende opfindelse 15 går over i det overkritiske CO2.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udføres ved tryk, der går fra over det kritiske tryk til 295 bar, fortrinsvis fra 98 til 200 bar.

20

Som temperaturer kan der være tale om dem, der er over den kritiske temperatur og indtil 100eC, fortrinsvis fra 40 til 70°C.

25 Fremgangsmåden til behandling af den brugte ølgær med overkritiske gasarter kan udføres i medstrøm eller modstrøm. For tiden foretrækkes udførelse af fremgangsmåden i medstrøm.

I en yderligere foretrukken udførelsesform kan fremgangsmåden 30 som en yderligere foranstaltning udføres i stationær tilstand.

Den statiske blandingsmetode, der f.eks. kan udføres som supplement til medstrømsmetoden, har den fordel, at man især kan undgå gær-udskillelse på fyldlegemer, således som dette belyses i de efterfølgende eksempler.

35

De anvendte gasarter, som f.eks. CO2, bliver under hele ekstraktionen og udskillelsen holdt under overkritiske betinge!-

DK 158955 B

i ser, for så vidt man arbejder med overkritiske gasarter, hvilket er en foretrukken foranstaltning.

Den med bitterstofferne ladede gas, f.eks. det overkri ti ske 5 CO2 eller det overkritiske ethan, bliver i tilslutning til ladningen ledet gennem et adsorptionsmiddel for at fjerne bitterstofferne. Den således rensede gas kan derefter genanvendes i en kredsløbs-metode.

10 Som adsorptionsmiddel anvendes fortrinsvis aktive kul. Alternativt er det muligt at anvende molekularsigter, silicage-} og/eller aluminiumoxid som adsorptionsmiddel. Endelig er det også muligt at vaske den med bitterstoffer ladede overkritiske gas med vand og derved fjerne bitterstofferne.

15

Den efter fjernelse af bitterstofferne fremkomne rensede, brugte ølgær kan oparbejdes videre efter sædvanlig kendt teknik. F.eks. kan den ifølge opfindelsen rensede, brugte ølgær tørres, f.eks. ved forstøvningstørring.

20

Opfindelsen illustreres i det følgende nærmere ved hjælp af eksempler.

EKSEMPEL 1.

25

Gennem et med VA-fyldlegemer (stålspiraler) (6 x 6 mm VA-net-spiraler med mellemstivere) fyldt VA-rør (længde 5,5 m, lysning 50 mm) blev en 10%-ig gærsuspension i vand pumpet fraoven i modstrøm med cirkulerende overkritisk CO2. Ved et tryk på 30 200 bar og en temperatur på 56eC blev der tilført 250 ml pr.

time. Den afløbende ølgær blev afspændt fra en forrådsbeholder under tårnet med fyldlegemer. Det overkritiske CO2 blev cirkuleret med en centrifugalpumpe under reaktionsbetingelserne i en mængde af ca. 80 1 pr. time og derpå cirkuleret gennem en 35 med aktive kul (kornstørrelse 4-6 mm) fyldt reaktor. I A-kullene blev de i CO2 opløste bitterstoffer adsorberet.

5

DK 158955 B

Den således behandlede ølgær smagte ikke mere bittert. En vis ulempe ved denne fremgangsmåde er, at ølgæren let skummer og sammen med CO2 kommer ind i A-kullene. Desuden kan der være den fare, at de suspenderede, faste stoffer af-5 sætter sig på fyldstofferne ved mindre strømningshastighed af ølgæren.

I en egnet udførelsesform kan denne ulempe ved aflejring af den suspenderede ølgær undgås ved at forøge den gennem-10 pumpede mængde.

EKSEMPEL 2.

I det i eksempel 1 beskrevne apparatur blev den vandige 01-15 gærsuspension pumpet i medstrøm med det overkritiske CO^ fraoven gennem tårnet med fyldlegemer. Ved denne fremgangsmåde kom der ikke mere noget ølgær i A-kullene, og det fremkomne produkt smagte ikke mere bittert.

20 EKSEMPEL 3.

I det i eksempel 1 beskrevne apparatur blev, som i eksempel 2, 28 liter af en 10%-ig vandig ølgærsuspension ved et tryk på 100 bar og en temperatur på 46°C befriet for bitter-23 stofferne. Den indpumpede mængde var 1 liter pr. time med en cirkulerende CC^-mængde på ca. 28 liter pr. time.

Mængden af den tilførte gærsuspension kan forøges til det firdobbelte uden kvalitetstab af den for bitterstoffer be-30 friede gær. Ved intensiv blanding af ølgær og CO 2 er der væsentligt videre grænser for denne fremgangsmåde.

Den således for bitterstoffer befriede flydende gær blev sprøjtetørret i et sædvanligt apparatur. Det fremkomne pul-35 ver havde samme udseende som pulver af ikke behandlet, flydende gær, men det smagte ikke mere bittert.

6 DK 158955 B

De ved forsøget anvendte A-kul (600 g) blev efter forsøget ekstraheret med chloroform. Efter afdampning af opløsningsmidlet kunde der af ekstrakten fås en mørkebrun olie/ der smagte meget bittert. Mængden var 12 g, svarende til 2%, 5 beregnet på de anvendte A-kul, eller ca. 0,5%, beregnet på det i den flydende gær værende tørstof.

Gaskromatografi gav det på tegningen viste gaskromatogram af den af de aktive kul genvundne ekstrakt. Det viser sig.

10 at sammensætningen af ekstrakten er en anden end den af den oprindeligt til øllet satte humleekstrakt.

EKSEMPEL 4.

15 I stedet for det i eksempel 1 beskrevne tårn med fyldlegemer blev anvendt en statisk blander af typen Kenics-Mischer (længde 600 mm, diameter 10 mm). Ved 175 bar og 47°C blev ølgærsuspension og overkritisk CC^ pumpet nedefra gennem denne blan-2q der. Ved en indpumpet ølgærmængde på 250 ml pr. time og en cirkulerende CC^-mængde på 20 liter pr. time fremkom et produkt, der ikke mere smagte bittert.

Efter hidtidige erfaringer skulle forholdet mellem ølgær-25 suspension og CC^ være ca. 1:10, d.v.s. at med samme CC^- mængde kan der ved større strømningshastighed afbitres væsentligt mere ølgær.

EKSEMPEL 5.

30 I stedet for det i eksempel 4 benyttede CC^ blev der under samme reaktionsbetingelser ledet ethan i kredsløb. Det fremkomne produkt var af samme kvalitet.

35 EKSEMPEL 6.

I et apparat, bestående af to trykbeholdere med et indhold på 1,8 og 5 liter, blev der i den lille indfyldt 480 g aktive

Claims (6)

7 DK 158955 B kul (kornstørrelse 4-6 mm) og i den store 2.700 g forstøvningstørret ølgær. Ved hjælp af en centrifugalpumpe blev der ved 200 bar og 55°C cirkuleret overkritisk CC^ i en mængde på ca. 80 liter pr. time gennem de to beholdere, der ® står under samme CC^-tryk. Efter 24 timer blev ølgæren udtaget Den smagte ikke mere bittert og havde ikke forandret sit udseende. Som følge af gærpulverets finhed er en forholdsvis lang reaktionstid nødvendig, da gennemblandingen af gas og pulver 10 ikke vil være særligt gunstig. EKSEMPEL 7. I det i eksempel 6 beskrevne apparatur blev CO2 erstattet med 15 ethan. Under samme reaktionsbetingelsér fremkom efter 20 timer et produkt, som kvalitativt var det samme. Generelt skal siges om mængdeområderne, at et blandingsforhold af CO2 (liter): suspension og/eller kolloid opløsning (liter, 20 10 - 25%-ig) på 5 - 20 : 1 fører til praktisk gode resultater. Det er uden videre muligt for fagmanden på grundlag af simple forsøg at finde det optimale forhold for de til enhver tid anvendte betingelser. 25 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til fjernelse af bitterstofferne fra brugt ølgær i vandige systemer, kendetegnet ved, at man 30 fjerner bitterstofferne ved behandling af en vandig suspension og/eller en kolloid vandig opløsning af den brugte ølgær eller af en vandig suspension og/eller en kolloid vandig opløsning af tørret ølgær med C02, ethan, ethylen og/eller propan under overkritiske betingelser for tryk og temperatur i flydende 35 fase uden kvalitetstab af ølgæren.

8 DK 158955 B

2. Fremgangsmåde Ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man arbejder ved tryk fra over det kritiske tryk til 295 bar, fortrinsvis fra 98 til 200 bar.

3. Fremgangsmåde ifølge krav log2, kendetegnet ved, at man arbejder ved temperaturer fra over den kritiske temperatur til 100°C, fortrinsvis fra 40 til 70°C.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den brugte ølgær behandles med det overkritiske CO2 i medstrøm.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at behandlingen yderligere udføres i stationær tilstand. 15

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at den med bitterstofferne ladede gas ledes gennem et adsorptionsmiddel til fjernelse af bitterstofferne og derpå genanvendes i en kredsløbsmetode. 20 a 25 30 35