ES2310574T3 - Procedimiento y dispositivo para la preparacion de mosto en la produccion de cerveza. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de mosto en la producción de cerveza, en el que se cumplen los requisitos tecnológicos de la cocción del mosto mediante los dos pasos siguientes de tratamiento: - en un primer paso, el mosto se calienta en una paila (4) de mosto a una temperatura situada apenas por debajo de la temperatura de ebullición mediante un suministro de calor y se mantiene constante a esta temperatura al usarse un sistema de regulación que compensa sólo las pérdidas de radiación de la paila de mosto, - directamente a continuación del primer paso o después de una separación del turbio caliente, el mosto se evapora en un segundo paso en un depósito evacuado (8) de expansión, sin el suministro de energía térmica.
Description
Procedimiento y dispositivo para la preparación
de mosto en la producción de cerveza.
La invención se refiere a un procedimiento y a
un dispositivo para la preparación de mosto en la producción de
cerveza, así como a un depósito de expansión que se puede usar en
el marco de la preparación de mosto.
La preparación del mosto tiene una gran
importancia en la producción de cerveza. Una etapa importante
durante esta preparación del mosto es el llamado proceso de
cocción del mosto. En todos los sistemas convencionales, el mosto
se lleva a ebullición durante esta cocción del mosto. El proceso de
cocción del mosto tiene los siguientes objetivos: la esterilización
del mosto y la destrucción de las enzimas por calor, la eliminación
de sustancias proteicas coagulables, la disolución de sustancias
amargas del lúpulo, la separación de sustancias aromáticas no
deseadas, la evaporación del agua sobrante para la regulación de
una determinada concentración de mosto y la formación de sustancias
componentes del sabor y del aroma. A fin de poder lograr estos
objetivos resulta necesario el suministro de energía térmica al
mosto en el caso de los procedimientos conocidos. Sin embargo, para
la evaporación de agua y la separación de sustancias aromáticas
sólo se necesita suministrar calor de evaporación al mosto para
mantener el líquido en ebulli-
ción.
ción.
Además de la cocción clásica del mosto se
conocen otros sistemas que permiten reducir el tiempo de cocción
al intensificarse la evaporación. Esto se puede llevar a cabo, por
ejemplo, mediante la creación de superficies grandes, por las que
pueda salir el gas evaporado, así como lograr mediante la
evaporación en un enfriador de expansión, en el que mediante vacío
se obtiene el calor de evaporación a partir de la expansión en
vacío. Se conoce también un procedimiento, en el que el calor de
evaporación se suministra a través de una gran superficie.
Del documento GB129549 ya se conoce una
distribución del mosto al salir de un cocedor interno por toda la
sección transversal de la paila de mosto con el fin de obtener una
mejor evaporación.
Asimismo, el documento DE3018111C2 describe una
paila de mosto con un cocedor externo. La entrada del mosto en la
paila de mosto se realiza a través de una pantalla distribuidora
para posibilitar una evaporación del mosto en toda la sección
transversal de la paila.
Del documento DE19828686C1 se conoce también un
recipiente con una superficie cónica para la evaporación y el
calentamiento del mosto. Este depósito se puede usar además para
obtener después del tanque Whirlpool, directamente antes del
enfriamiento, una nueva evaporación bajo presión atmosférica o al
vacío mediante el suministro de energía térmica.
Del documento DE3513811A1 se conoce un
procedimiento para la cocción y el enfriamiento por cargas de mosto
de cerveza, en el que tanto mediante la condensación de los vahos
de expansión en el primer intercambio térmico como en el
intercambio térmico indirecto en la segunda fase de enfriamiento se
calienta el agua para la fabricación de cerveza o agua de servicio
industrial, enfriándose el mosto en la primera etapa hasta que el
agua para la fabricación de cerveza o agua de servicio industrial
se calienta a la temperatura final deseada tanto en la primera
como en la segunda etapa de enfriamiento. En este procedimiento, el
mosto se calienta a una temperatura de cocción de 99°C y se cuece
durante 90 minutos a esa temperatura.
Del documento DE3012591A1 se conoce un
dispositivo para la cocción continua de mosto que reduce la demanda
de energía y el consumo de lúpulo. Esto se logra mediante un
evaporador al vacío con dos o más etapas, que está conectado en
línea a continuación del reactor o de una o varias etapas de
expansión. En este caso, la evaporación posterior al vacío del
mosto se realiza usando los vahos de las distintas etapas para
aprovechar el calor a baja temperatura, especialmente en
condensadores de vahos conectados uno detrás de otro en dirección
contraria al mosto con el fin de recalentar el agua para
fabricación de cerveza, así como un enfriador de mosto, conectado a
continuación del evaporador al vacío, especialmente con agua para
fabricación de cerveza como medio refrigerante.
Del documento GB1051726 se conoce un
procedimiento para el tratamiento continuo de mosto, en el que el
mosto se transporta a una zona de retención, en la que la
temperatura se eleva a más de 212° Fahrenheit y en la que la
presión es lo suficientemente alta para evitar la generación de
vapor. A continuación, el mosto se conduce de la zona de retención
hacia una cámara a través de un dispositivo acanalado para evaporar
componentes no deseados. La presión de la cámara está en
correspondencia con la presión atmosférica que es menor que la
presión de la zona de retención, obteniéndose así el grado deseado
de evaporación de los componentes volátiles.
Del documento DE3320627C1 se conoce un depósito
de reacción térmica con una sección transversal circular, en el que
el mosto entra tangencialmente bajo presión, se mueve primero a una
velocidad máxima de flujo a lo largo de la pared del recipiente por
una parte de la trayectoria en forma de arco circular, se desacelera
con el tiempo creciente de permanencia en el recipiente y se desvía
aquí por una trayectoria casi en espiral hacia el eje central del
recipiente, se acumula a lo largo del eje central del depósito y por
último se evacua axialmente del recipiente.
Del documento DE19747106C1 se conoce un
procedimiento y un dispositivo para el calentamiento y la cocción
atmosférica del mosto durante la producción de cerveza. Para
optimizar el proceso de calentamiento y/o cocción, así como obtener
una calidad óptima del mosto, el proceso de calentamiento y/o
cocción se ejecuta en dependencia de una curva perfilada de valor
nominal que se almacena en un dispositivo de control y que se puede
crear individualmente por parte del fabricante de cerveza.
Del documento DE1055482 se conoce una paila de
cervecería, una caldera de mosto y un cocedor similar que presenta
soportes tubulares en el centro del fondo de cocedor, que sirven
como conducto de entrada y salida de un medio calefactor, para un
dispositivo calefactor fijado en el interior del cocedor y creado
en forma anular y cónica a partir de paredes dobles cerradas. El
conocido cocedor presenta además un eje agitador con pala agitadora
que pasa por un dispositivo calefactor dispuesto a distancia del
fondo del cocedor y que llega hasta un anillo calefactor de fondo
curvado hacia abajo.
También se conocen procedimientos, en los que la
introducción del mosto en un vacío posibilita, en caso de una
evaporación de 1-2,5% de la cantidad de mosto, una
separación de sustancias aromáticas no deseadas que presentan DMS
como sustancia de referencia. Esta evaporación al vacío se puede
llevar a cabo en un cocedor externo, al desviarse al tanque
Whirlpool o delante del enfriador de placas. Estos procedimientos
sirven sólo para intensificar la evaporación después de realizarse
la cocción atmosférica.
Todos los procedimientos conocidos hasta ahora
incluyen, por tanto, una cocción del mosto. Esto significa que en
todos los procedimientos conocidos hasta ahora se suministra
energía térmica al mosto para posibilitar la transición de fase de
la fase líquida a la fase gaseosa y cumplir así los criterios
tecnológicos sobre la cocción del mosto. Una evaporación adicional
posterior, ya sea mediante energía calefactora o mediante
evaporación en vacío, sirve sólo para la separación de sustancias
aromáticas no deseadas.
A partir de este estado de la técnica, la
invención tiene el objetivo de mostrar una vía que permita el
ahorro de energía durante la preparación del mosto.
Este objetivo se consigue mediante un
procedimiento con las características mencionadas en la
reivindicación 1. En este procedimiento se usa ventajosamente un
depósito con las características indicadas en la reivindicación
11.
De las reivindicaciones subordinadas se derivan
variantes y configuraciones ventajosas de la invención.
Las ventajas de la invención radican en que el
procedimiento reivindicado no sólo posibilita la evaporación de
sustancias aromáticas, sino que también se logra una evaporación
tan grande que se evapora además el agua sobrante para regular la
concentración deseada de mosto, sin tener que suministrar al mosto
la energía necesaria para la evaporación mediante calor. La
cantidad de calor necesaria para la transición de fase se obtiene
del propio líquido que se enfría de este modo. Por consiguiente, el
mosto no se ha de someter a una alta energía térmica y experimenta
así un tratamiento muy cuidadoso que se describe a continuación con
el término cocción cuidadosa del mosto.
En esta cocción cuidadosa del mosto se usa
ventajosamente un recipiente o un depósito, en el que la
evaporación se realiza sólo mediante expansión en vacío. Por
consiguiente, los requisitos tecnológicos de la cocción del mosto
se cumplen mediante dos pasos de tratamiento.
- -
- Primero se logra mediante un calentamiento cuidadoso del mosto una esterilización y una destrucción de las enzimas, una disolución de las sustancias amargas del lúpulo, una eliminación de sustancias proteicas coagulables, una formación de sustancias gustativas y aromáticas, así como una formación de sustancias reductoras.
- -
- A continuación, se evaporan sustancias aromáticas no deseadas y agua sobrante para regular la deseada concentración final de mosto en un depósito evacuado de expansión.
Si el respectivo usuario quisiera aumentar la
concentración inicial en más de 0,5 por ciento de la masa, es
decir, otra reducción de la concentración de las últimas aguas de
lavado, el mosto se puede llevar a ebullición temporalmente en la
paila de mosto. En este caso se reduce en más de 70% el tiempo
clásico de cocción en comparación con el procedimiento de cocción
de mosto ya conocido. El 30% restante del tiempo de cocción se
necesita sólo para evaporar el agua sobrante que después de la
paila de mosto no se puede evaporar en una circulación.
Si el usuario no desea aumentar la concentración
inicial, se puede prescindir completamente del hervido del
mosto.
Otras características ventajosas de la invención
se derivan de la siguiente descripción de un ejemplo de
realización por medio de las figuras.
Muestran:
Fig. 1 un dispositivo según la invención para la
preparación de mosto en la producción de cerveza,
Fig. 2 una representación más detallada del
depósito 8 de expansión de la figura 1 y
Fig. 3 una vista en planta desde arriba del
elemento A de fondo del depósito 8 de expansión a lo largo de la
línea de corte S1-S2 de la figura 2.
La figura 1 muestra los componentes de un
dispositivo para la preparación de mosto en la producción de
cerveza, que resultan esenciales para comprender la invención.
En la paila 4 de mosto se calienta el mosto a
una temperatura situada apenas por debajo del punto de ebullición
mediante un suministro de calor a través del fondo calefactor 4a.
El calentamiento se realiza preferentemente a una temperatura
situada en aproximadamente 0,5°C por debajo de la temperatura de
ebullición correspondiente a la altitud geodésica de la paila de
mosto. Esta temperatura se mantiene constante al usarse un sistema
de regulación que compensa sólo las pérdidas de radiación de la
paila 4 de mosto. A tal efecto, en el interior de la paila 4 de
mosto está previsto un sensor 4b de temperatura que registra la
temperatura existente aquí. La señal de medición transmitida por el
sensor 4b de temperatura se envía a un sistema automático 4c de
regulación que genera las señales de control para el fondo
calefactor 4a de la paila de mosto.
Para mantener constante la temperatura deseada
del mosto en todo el interior de la paila 4 de mosto está previsto
un mecanismo agitador 4d. Mediante esta agitación del mosto en la
paila de mosto se logra una mezcla homogénea y también una
eliminación suficiente de proteína coagulable, así como una
aplicación homogénea de los demás procesos que se han de ejecutar
en la paila y que presuponen un movimiento del mosto. Estos
procesos comprenden una esterilización del mosto, una destrucción
de las enzimas, una disolución de las sustancias amargas del
lúpulo, una separación de sustancias aromáticas no deseadas, una
formación de sustancias componentes del sabor y del aroma, así como
una evaporación del agua sobrante.
La duración del calentamiento del mosto se basa
en las premisas relativas a la materia prima, que se dan en la
instalación respectiva, y depende de la calidad del mosto que se
desea en cada caso.
El mosto obtenido de la paila 4 de mosto se
conduce a través de un depósito 5 para la separación del turbio
caliente, que es preferentemente un tanque Whirlpool. El mosto se
succiona a partir de éste mediante una bomba 6 de mosto y se
suministra a un evaporador 8. Éste es un depósito evacuado de
expansión que, según se explica más adelante por medio de las
figuras 2 y 3, contiene, entre otros, un elemento de fondo, una
tapa y un elemento colector cilíndrico, en cuyo fondo se acumula el
mosto.
A partir de aquí, el mosto se succiona mediante
una bomba 1 de mosto del depósito evacuado de expansión y se
suministra a un enfriador 7 de mosto que presenta una entrada de
agua fría y una salida de agua caliente. Por una salida del
enfriador 7 de mosto queda disponible el mosto preparado.
El vapor o los vahos, que se originan en la zona
de la tapa del depósito evacuado 8 de expansión, se succionan del
depósito 8 de expansión y se licuan en un condensador 2 de vahos.
Con el fin de mantener la depresión necesaria para la evaporación
está prevista una bomba 3 de vacío, conectada al condensador 2 de
vahos y unida con una salida de condensado. Asimismo, el
condensador de vahos presenta una entrada de agua fría y una salida
de agua caliente que está unida mediante una válvula con la salida
de agua caliente del enfriador 7 de mosto.
En el depósito evacuado 8 de expansión,
representado más detalladamente en la figura 2, se realiza una
evaporación tan grande que se puede prescindir de una evaporación
mediante suministro de energía térmica.
El depósito 8 de expansión, representado en la
figura 2, está conectado a la bomba 6 de mosto. Mediante esta
bomba, el mosto se bombea tangencialmente a una temperatura de 95 a
97°C a través de una tobera E hacia el elemento A de fondo del
depósito 8 que presenta al menos una forma esencialmente
semiesférica. Mediante la aceleración provocada por la bomba, el
mosto en forma líquida se conduce por la fuerza centrífuga a lo
largo de la pared del elemento A de fondo. Si la fuerza de fricción
originada en la superficie es igual a la fuerza centrífuga, el
líquido es arrastrado hacia abajo por la fuerza de gravedad y pasa
al elemento colector cilíndrico Z, unido con el elemento A de
fondo.
La circunferencia del depósito 8 se selecciona
en correspondencia con la cantidad de mosto de manera que para
cantidad de líquido en el elemento semiesférico A de fondo se
realiza una circulación completa. Mediante la entrada tangencial,
ya mencionada, del líquido a través de la tobera E en el depósito,
el flujo de líquido se distribuye por toda la superficie f del
elemento A de fondo. El orificio de paso de la tobera garantiza la
aceleración necesaria del líquido. Mediante la interacción de las
fuerzas mencionadas arriba, la película de líquido se extiende por
toda la superficie f del elemento A de fondo, formando así una
película delgada.
Un segundo elemento constructivo con una
configuración esencialmente semiesférica forma la tapa B del
depósito 8. Esta construcción semiesférica se seleccionó
especialmente para que el depósito posibilitara la aplicación de un
vacío, ya que la forma constructiva mencionada soporta la depresión
originada.
Mediante el elemento colector Z, dispuesto por
debajo del elemento A de fondo y configurado de forma cilíndrica,
el líquido se distribuye como película delgada también en esta zona
del depósito de expansión, ya que el líquido circula hacia abajo
por la zona de transición, configurada de forma redondeada, del
elemento de fondo al elemento colector a lo largo de la pared antes
de confluir en la salida C del depósito. Este mantenimiento de una
película de líquido en el depósito de expansión posibilita una
transición de fase de un alto porcentaje de líquido, sin provocar un
espumado que en el caso de procedimientos convencionales para la
evaporación de mosto se realiza forzosamente y contrarresta una
evaporación.
El depósito 8 de expansión, representado en la
figura 2, presenta además una sonda S de líquido. Si el nivel de
líquido asciende en el elemento colector cilíndrico Z hasta la zona
de la sonda S de líquido, se cierra mediante un dispositivo de
control una válvula dispuesta en el recorrido del mosto que se
suministra al depósito 8 de expansión, interrumpiéndose así el
suministro de mosto. Esto garantiza que toda la superficie interior
f del elemento A de fondo y del elemento colector cilíndrico Z
quede disponible para la configuración de una película de
líquido.
La tobera E del depósito 8 de expansión no sólo
puede estar dispuesta en la zona superior del elemento A de fondo,
según se describe arriba, sino alternativamente también en la zona
inferior de la tapa B.
En el lado superior de la tapa B está previsto
un orificio O, a través del que se evacua el vapor o los vahos
producidos.
La figura 3 muestra una vista en planta desde
arriba del elemento A de fondo del depósito 8 de expansión a lo
largo de la línea de corte S1-S2 de la figura 2. A
partir de esta representación se puede determinar que el elemento
colector cilíndrico Z del depósito está dispuesto en el centro, por
debajo del elemento A de fondo, de modo que al proyectarse el
líquido a través de la tobera E sobre la superficie f del elemento
A de fondo se forma una película de líquido que se extiende por
toda la superficie y que circula a continuación hacia abajo en
dirección al elemento colector cilíndrico.
Como alternativa del ejemplo de realización
descrito arriba es posible también disponer el evaporador o depósito
8 de expansión entre la paila 4 de mosto y el tanque Whirlpool
5.
La forma del elemento A de fondo y de la tapa B
es esencialmente semiesférica, según se indicó arriba. Esto
significa que el elemento de fondo y la tapa pueden tener en cada
caso una configuración semiesférica o pueden presentar también una
pared circunferencial vertical de anchura b, como muestra la figura
2, o pueden estar realizados también de forma cónica o arqueada. Lo
esencial aquí es realizar los elementos mencionados de modo que
soporten la depresión producida y garanticen también la
configuración de una película de líquido sobre una superficie
suficientemente grande.
Una configuración ventajosa de la invención, no
representada en los dibujos, consiste en ejecutar el primer paso
mencionado arriba mediante la aplicación de presión
sobreatmosférica. Al aplicarse la presión sobreatmosférica aumenta
la temperatura de ebullición. Según la invención, el mosto se
calienta en el caso de esta configuración a una temperatura que se
sitúa apenas por debajo de esta temperatura de ebullición,
aumentada debido a la aplicación de presión sobreatmosférica, y se
mantiene a esta temperatura.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de los documentos citados por el
solicitante se incluyó exclusivamente para informar al lector y no
es parte integrante de la patente europea. Ésta se confeccionó con
el máximo cuidado, pero la Oficina Europea de Patentes no asume,
sin embargo, ningún tipo de responsabilidad por posibles errores u
omisiones.
- \bullet GB 129549 A [0004]
- \bullet GB 1051726 A [0009]
- \bullet DE 3018111 C2 [0005]
- \bullet DE 3320627 C1 [0010]
- \bullet DE 19828686 C1 [0006]
- \bullet DE 19747106 C1 [0011]
- \bullet DE 3513811 A1 [0007]
- \bullet DE 1055482 [0012]
\bullet DE 3012591 A1 [0008].
Claims (12)
1. Procedimiento para la preparación de mosto en
la producción de cerveza, en el que se cumplen los requisitos
tecnológicos de la cocción del mosto mediante los dos pasos
siguientes de tratamiento:
- -
- en un primer paso, el mosto se calienta en una paila (4) de mosto a una temperatura situada apenas por debajo de la temperatura de ebullición mediante un suministro de calor y se mantiene constante a esta temperatura al usarse un sistema de regulación que compensa sólo las pérdidas de radiación de la paila de mosto,
- -
- directamente a continuación del primer paso o después de una separación del turbio caliente, el mosto se evapora en un segundo paso en un depósito evacuado (8) de expansión, sin el suministro de energía térmica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el mosto se mantiene en el primer paso
a una temperatura situada en el intervalo de aproximadamente 0,5°C
por debajo de la temperatura de ebullición correspondiente a la
altitud geodésica de la paila (4) de mosto.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en el primer paso se realiza el
suministro de calor mediante un dispositivo calefactor (4a) de la
paila (4) de mosto.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
temperatura se mantiene constante en el primer paso mediante el uso
de un elemento de registro de temperatura en el interior de la
paila (4) de mosto.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante
el primer paso se garantiza una distribución constante de la
temperatura mediante una agitación del mosto en la paila de
mosto.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mosto
se lleva a ebullición temporalmente en la paila de mosto para
seguir reduciendo la concentración de las últimas aguas de
lavado.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el mosto
se succiona mediante una bomba (1) de mosto del depósito (8) de
expansión y se suministra a un enfriador (7) de mosto.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el vapor
formado en el depósito (8) de expansión se licua en un condensador
(2) de vahos.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque la depresión necesaria para la
evaporación se genera mediante una bomba (3) de vacío conectada al
condensador (2) de vahos.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer
paso se realiza mediante la aplicación de presión sobreatmosférica
y el mosto se calienta en este primer paso a una temperatura que se
sitúa apenas por debajo de la temperatura de ebullición, aumentada
debido a la aplicación de presión sobreatmosférica, y se mantiene a
esta temperatura.
11. Depósito (8) de expansión que presenta:
- -
- un elemento (A) de fondo al menos con una forma esencialmente semiesférica,
- -
- una tapa (B) al menos con una forma esencialmente semiesférica, en la que está previsto un orificio (O),
- -
- una tobera (E) prevista en el elemento de fondo o en la tapa,
- -
- un elemento colector cilíndrico (Z) dispuesto por debajo del elemento de fondo y unido con éste mediante una zona de transición configurada de forma redondeada, por la que puede circular hacia abajo el líquido situado en el depósito en dirección al elemento colector, y
- -
- una salida (C) prevista en el lado inferior del elemento colector.
12. Depósito de expansión según la
reivindicación 11, caracterizado porque en el elemento
colector cilíndrico está prevista una sonda (S) de líquido.
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