用于加熱液體介質的設備及方法，特別是用于生產啤酒的糖化設備技術

本發明專利技術涉及用于加熱液體介質的設備及方法，尤其涉及用于生產啤酒的設備，該設備包括：容器，其具有液體介質用的入口和出口；和用于加熱液體介質的加熱器，其具有加熱介質用的至少一個入口和至少一個出口。為提高熱流量，加熱器被構造成使得，在加熱器中的至少部分位置以如下方式引導加熱介質：加熱介質與在容器中的加熱表面處產生的底部流動大致相反地流動。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于加熱液體介質的方法和設備，特別地涉及用于生產啤酒的糖化設備。
技術介紹
糖化對于啤酒生產而言是重要的處理步驟。在糖化過程中，谷物和水被混合到一起，由此溶解麥芽的成分。高粘度麥芽漿、即所謂的濃稠的麥芽漿，被用于生產高濃度的麥芽汁(高濃法)。目前，通常僅可能在下述濃度下受限制地開始糖化桶中的糖化作業:所述濃度導致22%的第一麥芽汁(沒有酶)或24%第一麥芽汁(有酶)。這還可能消極地影響后續處理，該后續處理隨后僅受限制地進行或者甚至根本不再進行。其中一個原因是例如由粘度引起的傳熱系數的降低。然而，對于高熱流量水平，需要高傳熱系數或較 大加熱表面，但是難以影響到這些或它們受限制。在增加加熱劑溫度的情況下，也能夠增加熱流量，但是這也會引起邊界層溫度增加，這樣的一個結果是對酶造成破壞。淤塞(fouling)和溫度引起的損失也會進一步顯著地增加，結果一次能源需求增大。同樣地,會增加清洗工作。另一原因是酶活性降低。在濃稠的麥芽漿中，能夠使例如吸著氣體保持得更長久，因此在酶和被酶作用物之間形成一種屏障。另外，麥芽漿的增加了的粘度阻礙了酶的移動性和作用，使得規定的靜置通常不再產生期望的結果。第三個原因可能是不均質的麥芽漿和所產生的麥芽漿的混合，其中不均質的麥芽漿例如由氣體導致的密度差產生。攜帶氣體并且較輕的麥芽漿顆粒因此更加強烈地朝表層竄，這通過將攪拌器的安裝位置靠近底部通常不能夠充分地防止。這些麥芽漿顆粒因而可以維持在酶的最佳溫度較短的時間，這例如可能導致提取物損失。目前，通常利用高壓熱水作用于例如糖化設備等具有攪拌器的加熱裝置的加熱表面，其中高壓熱水水平地/從下方流經加熱表面。這意味著，與具有攪拌產品的直流換熱器相似，傳熱介質水平地/從下方流動。因此在液體傳熱介質的情況下，熱流量不是最佳的。
技術實現思路
在此基礎上，本專利技術的目的是提供一種改進的方法、特別是用于糖化的方法和相應的設備、特別是用于濃稠的麥芽漿的設備，所述方法和設備允許在熱流量增加的情況下對麥芽漿進行緩和并且節約能源的加熱。根據本專利技術，通過權利要求1和9的特征來實現該目的。優選實施方式由獨立權利要求產生。根據本專利技術，加熱器因此以如下方式形成:加熱介質在加熱器中至少在部分位置以如下方式被引導:加熱介質與在液體介質中的在加熱表面處產生的底部流動相反地流動、特別是自上而下流動，和/或加熱介質在液體介質上方特別地自下而上流動。特別地，通過攪拌器在麥芽漿中產生底部流動。由于設置了攪拌器，這導致例如液體介質的以下運動。由于攪拌器引起的上升力以及由于熱升力，液體介質朝向加熱表面向上竄，或者在框架加熱器的情況下朝向容器壁的內表面向上竄。具有低密度的顆粒更強烈地向上竄并且能夠漂浮在那里。大部分顆粒朝向加熱表面以螺旋的形式遷移到上側液體區域，然后朝向中央遷移，并且從那兒再次向下返回，其中一部分液體介質然后能夠通過出口、優選地通過位于下側中部區域(例如位于底部的中央)的出口泵出，并且適當地再循環而再次返回。因此，在加熱表面處產生了液體介質的大致自下而上的底部流動。因此呈對流地引導加熱介質，人們還能夠在加熱介質和被加熱的介質之間的溫度差相對低以及加熱表面相對小的情況下實現高熱流量和高產品溫度。因此，能夠使加熱介質的溫度降低，這導致特別地緩和地進行加熱。有利地，加熱介質用的入口形成為連續的閉合回路或被分成區段的閉合回路，該入口具有多個開口或一個連續的開口，其中加熱介質通過開口流動到加熱器中。所述至少一個出口相應地也可以形成為連續的閉合回路和/或被分成區段的閉合回路。由于入口呈環狀圍繞加熱器或加熱表面延伸的事實，保證了圍繞加熱器的周圍的自上而下的均勻流動，因此保證了液體介質的均勻加熱。加熱器由此可以具有環狀加熱表面或配置成環狀的多個區段。如果一個出口配置在加熱器的上側區域，另一出口配置在加熱器的下側區域，并且入口配置在所述一個出口和所述另一出口之間，則是有利的。因此，加熱介質能夠在下側部自上而下流動并且在上側部自下而上流動。這具有如下優勢:在加熱器的上側部，加熱介質同樣能夠呈對流流動，即相對于向下朝表層沿著加熱表面流動的、向下流動的液體介質呈對流流動。在液體介質例如由于攪拌器的作用而在加熱表面處向上移動的下側區域，力口熱介質因而也呈對流向下流動，這能夠在上側部和下側部都明顯地提高熱流量。加熱介質用的入口因而有利地配置在如下高度:該高度位于液體介質用的入口下方，特別有利地，該高度位于液體介質的最大高度或表層的區域、或者位于根據啤酒的類型的最大高度的區域或相應的液體介質的表層的區域。這里的區域是指深度+/_深度的30%。因此，例如設備可以具有開環控制單元，該開環控制單元限定用于一種啤酒的最大填充高度或表層或相應的處理部分的最大填充高度或表層。液體介質用的入口因而有利地配置在加熱器的上側區域并且包括分配設備，該分配設備以如下方式將液體介質施加到液體介質的表層上方的加熱表面:液體介質沿著加熱表面向下行進直到液體介質到達表層。根據該實施方式，加熱表面現在延伸到液體介質的表層上方。因此，例如在更高濃度的麥芽漿的情況下以及在糊化階段期間，加熱表面與體積不相關地增大減少了例如粘度引起的傳熱性降低的問題。由于液體介質沿著加熱表面呈薄膜狀向下流動的事實，靠近表面的氣泡可能由于溫度增加而突然或非常迅速地變大并且被排出。由于例如麥芽漿等的脫氣，麥芽漿中的氣體引起的密度差能夠充分地 減小，能夠提高濃稠的麥芽漿中的如上面所述的酶的活性。由于麥芽漿沿著加熱表面輸送的事實，一定程度上還能夠從麥芽漿中排出諸如二甲基硫醚(DMS)等不期望的揮發性物質。DMS是含有硫并且在啤酒中產生異常氣味的有機化合物。DMS由發麥芽期間形成的前驅物、S-甲硫氨酸(SMM)和二甲基亞砜(DMSO)產生。由于液體介質通過沿著加熱表面輸送而被附加地加熱的事實，能夠使加熱介質的溫度降低。因此，能夠對麥芽漿更緩和地進行加熱。由于不需要高的加熱介質溫度的事實，例如能夠方便地使用來自熱回收的熱能、即使用其他處理步驟的廢熱(例如麥芽汁冷卻期間產生的熱水)來對加熱介質進行加熱進而對例如麥芽漿的介質進行加熱，使得能夠防止或至少充分地減少使用一次能源來加熱麥芽漿。加熱介質溫度的降低以及高濃度麥芽漿的可用性因此導致充分地節約能源。由于使用來自熱回收的加熱介質，能夠更經濟地制造加熱表面壁。例如通過使加熱表面壁更薄進而能夠提高傳熱性。另一個優勢在于，由于液體介質的新穎的導入方式，產生了改善了的整體混合效果，特別是在桶直徑大和填充高度高的情況下。特別是在高填充高度的情況下，通過將例如麥芽漿施加到在表層上方延伸的加熱表面，增大了麥芽漿表面的體積流量，這進而減少了有時在表層產生的密度引起的麥芽漿浮層(mash slick),因此進而導致酶活性更好并且導致麥芽漿中淀粉的轉化更好。另一優勢在于如下事實:不論麥芽漿的量如何，都能夠通過同一個設備最適宜地加熱麥芽漿。不再需要根據啤酒的類型而將加熱框架進行特定的細分，這節約了相當可觀的成本和設計期間的澄清工作。利用該系統還能夠對麥芽漿的量顯著變化的新類型良好地進行加熱(大大提高了啤酒廠的靈活性)。即使“極小”的麥芽漿份量和/或“極小”的麥芽漿的量也能夠被可靠且均勻地加熱。對于該情況，不再需要附加的加熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：赫爾穆特·卡默洛荷，
申請(專利權)人：克朗斯股份公司，
類型：
國別省市：