Método para la producción de una bebida clara fermentada por levadura,

dicho método comprendiendo:

a. maceración en una materia prima granulosa con almidón y opcionalmente malteada con agua,calentamiento de la pasta resultante e hidrólisis enzimática del almidón para azúcares fermentables;

b. producción continua de un mosto fermentable a partir de la pasta calentada ejecutando los siguientespasos de una forma continua:

- eliminación del grano empleado de la pasta calentada para producir un extracto de pasta;

- conversión del extracto de pasta en mosto calentando dicho extracto de pasta a una temperatura de 60-140°C durante 5-120 minutos;

- eliminación de volátiles orgánicos del mosto caliente reduciendo la presión y/o por separación de estecon un gas o vapor;

- eliminación del precipitado del mosto mediante centrifugado en un centrifugador que se acciona a unafuerza centrífuga de un factor de capacidad teórico (Σ) de al menos 1000 m2 a una velocidad de flujode 1 m3/hr; y

c. introducción del mosto en una fermentadora para fermentar el mosto con la ayuda de levadurabiológicamente activa;

d. transferencia de la masa fermentada de la fermentadora a un sedimentador para eliminar la levadura dela masa fermentada mediante sedimentación; y

e. clarificación de la masa fermentada de levadura baja para producir una bebida clara fermentada porlevadura por:

- tratamiento de la masa fermentada de levadura baja en uno o más separadores antes de la filtraciónpara eliminar el material suspendido, dicho uno o más separadores siendo seleccionados del grupoque consiste en centrifugadoras y centrifugadoras decantadoras, dicho tratamiento siendo realizadocon un factor de capacidad teórico (valor SIGMA) de al menos 1 000 m2 a una velocidad de flujo de Im3/hr; y

- filtración de la masa fermentada procesada;

donde al menos una parte de la levadura que es quitada de la masa fermentada por medio de sedimentación esrecirculada a la fermentadora.

Método de producción de una bebida clara fermentada por levadura CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método para producir una bebida clara fermentada por levadura, dicho método comprendiendo la producción continua de mosto a partir de pasta. En el presente método, el mosto continuamente producido se fermenta con la ayuda de levadura biológicamente activa, después de lo cual la levadura se quita y la bebida resultante es clarificada.

El presente método ofrece la ventaja de que un bebida verdaderamente clara, es decir, clara, se puede producir a eficiencia alta constante durante un periodo temporal prolongado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Generalmente, la elaboración de cerveza empieza con cebada malteada que se muele y se mezcla con agua caliente para formar una pasta. Durante la maceración, los almidones de malta se convierten en azúcares. Después, el mosto que se obtiene después de la separación del grano empleado de la maceración se lleva a ebullición. Durante esta fase, se agregan lúpulos en diferentes momentos durante la ebullición. El mosto es luego enfriado y aireado, y la levadura de cerveza se añade para la fermentación. Después de la fermentación, la "cerveza verde" experimenta maduración y almacenamiento. Normalmente, el último paso del proceso de elaboración es la filtración y luego la carbonatación. Después, la cerveza se mueve a un tanque de retención donde esta permanece hasta que se empaqueta en, por ejemplo, botellas, latas o barriles.

Ha sido reconocido en la industria de fabricación de cerveza que la producción de mosto en una operación continua ofrece varias ventajas, incluyendo:

• productividad más alta e inversión inferior: recipientes se pueden accionar durante periodos prolongados de tiempo bajo plena carga, significando que para volumen de producción igual recipientes más pequeños se necesitan que en un proceso discontinuo;

• calidad constante y mejor: el proceso es más fácil de controlar debido a posibilidad de adaptación de parámetros de proceso para requisitos instantáneos y locales y porque condiciones de estado estacionario son mucho más estables;

• estándar higiénico alto: proceso continuo se opera en un sistema cerrado;

• menos energía: consumo de energía se distribuye uniformemente, sin picos de uso importantes;

• menos trabajo: operación de proceso continuo requiere menos atención;

• la posibilidad de reciclar calor y o materiales instantáneamente sin el uso de tampones;

• menos detención y limpieza: proceso continuo se puede operar a longitudes de ejecución mucho más largos que procesos de lote.

Muchos esfuerzos se han hecho desde el final del siglo 19 para realizar una o más de las ventajas anteriores a través del desarrollo de procesos de elaboración continuos. No obstante, hasta la fecha, en todo el mundo no más de solo un par de fábricas de cerveza han introducido de verdad operaciones de elaboración introducidas continuas tales como producción de mosto continua y/o fermentación continua en sus fábricas.

La cerveza es normalmente filtrada en una fase tardía en la producción para aclararla y para eliminar partículas que han sido traídas de etapas de producción anteriores. El proceso de filtración implica normalmente bien filtración a presión o el uso de una prensa de filtro. En cualquiera de estos dos métodos de recuperación de cerveza, un ayudante de la filtración, tal como kieselguhr, es normalmente usado. Es también posible aclarar sin el uso de un ayudante de la filtración, por ejemplo, usando filtración de membrana de flujo transversal.

También en los procesos de elaboración que utilizan producción de mosto continua en combinación con fermentación de levadura suspendida, para producir una cerveza clara, sólidos deben ser quitados después de la fermentación de la levadura.

La WO 94/16054 describe un proceso continuo para producir cerveza en el que mosto se produce y se fermenta de una forma continua. Esta solicitud de patente internacional menciona el uso de un centrifugador para obtener un medio de líquido sin sólidos que es posteriormente procesado para reducir el contenido de alcohol.

La DE-C 42 44 595 describe un proceso para producción continua de cerveza comprendiendo:

a. preparación de una pasta y calentamiento de dicha pasta a 75-85 °C durante 30-90 minutos;

b. eliminación de grano empleado de la pasta en un decantador y posteriormente lavado con agua de elaboración en un decantador en dos etapas;

c. adición de lúpulo o extracto de lúpulo al mosto caliente y calentamiento del mosto a una temperatura de 105-140 °C durante 2-60 minutos a una presión de 1, 2-3, 6 bares.

d. sometimiento del mosto presurizado a una evaporación instantánea; eliminando continuamente precipitado en un separador y enfriamiento del mosto a temperatura de fermentación en un intercambiador térmico;

e. transferencia continua del mosto enfriado con un contenido de oxígeno de 0, 5-3, 0 mg de O2/l para fermentadora en forma de un reactor de bucle en el que el mosto es continuamente recirculado y que comprende un biocatalizador en el que levadura biológicamente activa ha sido inmovilizada; y

f. eliminación continua de medio líquido de la fermentadora durante fermentación; centrifugado del líquido quitado para eliminar células de levadura libres contenidas en este; calentamiento del medio de líquido sin levadura a 60-90 °C durante 0, 5-30 minutos; enfriamiento; recirculación de una parte de la corriente enfriada a la fermentadora y a una parte para filtración final de la cerveza.

Se observa en la solicitud de patente alemana que una mejora significante en la filtración final es conseguida como resultado de centrifugado fuera de la levadura libre en un centrifugador.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Los inventores han desarrollado un método para la producción de una bebida clara fermentada por levadura, comprendiendo los pasos sucesivos de producción continua de mosto de pasta; eliminación de precipitado del mosto mediante centrifugado; fermentación del mosto con la ayuda de levadura biológicamente activa; y eliminación de levadura mediante sedimentación, donde la cerveza resultante se aclara primero tratando la masa fermentada de levadura baja en uno o más separadores para eliminar material suspendido y posteriormente filtración de la masa fermentada procesada. Separadores que pueden idóneamente ser empleados en el presente método incluyen centrifugadoras, decantadores y sedicanters.

Se descubrió de forma imprevista que componentes no disueltos pueden ser quitados muy eficazmente usando una secuencia de dispositivos de separación en diferentes pasos del presente método, es decir, separación de grano empleado, eliminación de precipitado (centrifugado) , eliminación de levadura (sedimentador) , preclarificación (separador) y clarificación (unidad de filtración) . Más particularmente, se descubrió que la eficiencia con la cual la pasta de levadura baja se aclara a una bebida clara se puede mantener durante un periodo muy largo de tiempo (p. ej. durante varias semanas) , que es particularmente provechoso en caso de una operación de elaboración continua en la que ambas producción de mosto y fermentación de levadura se realizan de una forma continua.

Se observa que a diferencia del proceso descrito en la patente alemana DE-C 42 44 595, el presente método no emplea un separador para eliminar células de levadura. En el presente método, las células de levadura son quitadas primero por sedimentación, seguido de lo cual un separador se emplea para eliminar otros componentes no disueltos.

Aunque los inventores no desean estar atados a la teoría, se cree que después de producción de mosto continua una variedad de componentes no disueltos permanece en el mosto, a pesar del paso de eliminación de precipitado. Estos componentes no disueltos son en el mejor de los casos digeridos parcialmente durante fermentación de levadura y/o quitados en el sedimentador de levadura. También durante la maduración y/o enfriamiento, estos componentes no disueltos no pueden ser quitados eficazmente. Ni separadores ni filtros solos son capaces de eliminar eficazmente los componentes no disueltos que están presentes en la masa fermentada de levadura baja. Mientras que inicialmente los filtros pueden ser capaces de eliminar los componentes no disueltos, se observó que la eficiencia de filtración se reduce rápidamente con el tiempo. Utilizando la presente... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de una bebida clara fermentada por levadura, dicho método comprendiendo:

a. maceración en una materia prima granulosa con almidón y opcionalmente malteada con agua, calentamiento de la pasta resultante e hidrólisis enzimática del almidón para azúcares fermentables;

b. producción continua de un mosto fermentable a partir de la pasta calentada ejecutando los siguientes pasos de una forma continua:

• eliminación del grano empleado de la pasta calentada para producir un extracto de pasta;

• conversión del extracto de pasta en mosto calentando dicho extracto de pasta a una temperatura d.

6. 140°C durante 5-120 minutos;

• eliminación de volátiles orgánicos del mosto caliente reduciendo la presión y/o por separación de este con un gas o vapor;

• eliminación del precipitado del mosto mediante centrifugado en un centrifugador que se acciona a una fuerza centrífuga de un factor de capacidad teórico (L) de al menos 1000 m2 a una velocidad de flujo de 1 m3/hr; y

c. introducción del mosto en una fermentadora para fermentar el mosto con la ayuda de levadura biológicamente activa;

d. transferencia de la masa fermentada de la fermentadora a un sedimentador para eliminar la levadura de la masa fermentada mediante sedimentación; y e. clarificación de la masa fermentada de levadura baja para producir una bebida clara fermentada por levadura por:

• tratamiento de la masa fermentada de levadura baja en uno o más separadores antes de la filtración para eliminar el material suspendido, dicho uno o más separadores siendo seleccionados del grupo que consiste en centrifugadoras y centrifugadoras decantadoras, dicho tratamiento siendo realizado con un factor de capacidad teórico (valor SIGMA) de al menos 1 000 m2 a una velocidad de flujo de I m3/hr; y

• filtración de la masa fermentada procesada;

donde al menos una parte de la levadura que es quitada de la masa fermentada por medio de sedimentación es recirculada a la fermentadora.

2. Método según la reivindicación 1, donde la levadura biológicamente activa empleada en los pasos c. y d. se inmoviliza por autoagregación.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, donde entre el 10 y el 100% del sedimento de levadura que es eliminado del recipiente de sedimentación se recircula a la fermentación de mosto.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el mosto se fermenta de una forma continua por:

• introducción del mosto en un recipiente de propagación en el que se suministra oxígeno para iniciar el crecimiento de la levadura; y

• transferencia del mosto desde el recipiente de propagación a una secuencia de uno o más recipientes de fermentación donde la levadura se mantiene suspendida mediante agitación, recirculación y/o evolución de dióxido de carbono.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos el 80% en peso y de forma más preferida al menos el 90% en peso de la levadura presente en la masa fermentada se elimina mediante sedimentación.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el precipitado se elimina en un centrifugador que se acciona a una fuerza centrífuga de al menos un factor de capacidad teórico (L) de al menos 2500 m2, preferiblemente de al menos 5000 m2 y más preferiblemente de al menos 10000 m2 a una velocidad de flujo de 1 m3/hr.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la masa fermentada de levadura baja se procesa en una o más centrifugadoras antes de filtración, donde centrifugado en al menos una de una o más centrifugadoras se conduce a un valor SIGMA de al menos 2500 m2, preferiblemente de al menos 5000 m2, a una velocidad de flujo de 1 m3/hr.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la clarificación de la masa fermentada de levadura baja implica filtración de torta o filtración de membrana de flujo transversal.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la masa fermentada de levadura esencialmente baja se clarifica a un rendimiento superior a 4 hl/hr/m2 con un aumento de la presión de no más de 0, 2 bar/H.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el mosto se fermenta de una forma continua por:

• introducción del mosto en un recipiente de propagación en el que se combina con una corriente recirculada de mosto fermentado que contiene levadura y en el cual se suministra oxígeno para iniciar el crecimiento de la levadura; y

• transferencia del mosto del recipiente de propagación a una secuencia de uno o más recipientes de fermentación donde la levadura se mantiene suspendida mediante agitación, recirculación y/o evolución de dióxido de carbono;

• introducción del mosto fermentado en uno o más sedimentadores para eliminar un residuo con levadura;

• recirculación de al menos una parte del residuo con levadura al recipiente de propagación y/o a uno o más recipientes de fermentación y conversión el resto del mosto fermentado en la bebida clara fermentada por levadura.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los pasos de b. a d. se ejecutan de una forma continua.

12. Método según la reivindicación 11, donde los pasos de a. a d. se ejecutan de una forma continua.

13. Método según la reivindicación 11 o 12, donde todos los pasos que se ejecutan de una forma continua se realizan ininterrumpidamente durante al menos 2 semanas, preferiblemente durante al menos 4 semanas.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el grano empleado se elimina de la pasta calentada por medio de uno o más separadores seleccionados del grupo que consiste en centrifugadoras y decantadores.

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde se añade glucanasa a la pasta o mosto.

16. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la masa fermentada de levadura baja se clarifica a una velocidad de flujo de al menos 40 hl/hr.