Método para preparar un extracto líquido de grano de cereal y aparato adecuado para su uso en dicho método.

Método continuo de preparación de un extracto líquido de grano de cereal por trituración de granos de cereal a unavelocidad de al menos 100 kg de grano de cereal seco por hora y extracción del grano de cereal triturado con un líquido,

dicho método incluye:

- la combinación continua del grano de cereal con un líquido;

- la desintegración continua de las partículas de grano contenidas en el líquido mediante la colisión de laspartículas de grano libremente suspendidas con una o más palas rotativas, produciendo así una suspensiónmolida;

- la transferencia continua de al menos una parte de la suspensión molida, opcionalmente después de mástratamiento, a un dispositivo de separación para separación en grano consumido y en extracto líquido;

donde la pala o palas rotativas giran a una velocidad periférica de al menos 10 m/s; la energía mecánica total transferidaa la suspensión molida por una o más palas rotativas está en el intervalo de 5-1000 kJ por kg de grano de cereal seco; yla distancia entre una punta de dicha pala o palas rotativas y el eje de rotación está en el intervalo de 2-25 cm.

Método para preparar un extracto líquido de grano de cereal y aparato adecuado para su uso en dicho método Campo técnico de la invención [0001] La presente invención se refiere a un método para la preparación de un extracto líquido de grano de cereal. El método según la presente invención puede usarse adecuadamente, por ejemplo, en la industria cervecera, p. ej. para la producción de mosto.

La invención además proporciona un sistema que comprende un aparato y un dispositivo de separación adecuado para su uso en el método mencionado.

Antecedentes de la invención [0003] En la industria cervecera, la molienda de materias primas antes de la maceración para la producción de mosto se hace normalmente mediante una de las siguientes técnicas:

• molienda en seco por molino de rodillos

• molienda en seco por molino de martillos

• molienda en húmedo por remojo y molino de rodillos

• molienda acondicionada (similar a la molienda en seco por molino de rodillos, excepto que nivel de humedad de la malta se eleva ligeramente para hacer que las cáscaras de los granos sean más plegables) .

• molienda de bomba de dispersión

Cada una de estas operaciones tiene sus ventajas y sus inconvenientes en cuanto al rendimiento del extracto, recogida de oxígeno, rendimiento de separación en la separación de la mezcla, efecto sobre el procesamiento aguas abajo, rendimiento enzimático de molienda (tiempo de maceración) , aspectos higiénicos, consumo de energía, riesgos de explosión del polvo, extracción de taninos de las cáscaras, escorrentía de filtración, etc.

La DE 1 805 708 divulga un método y un aparato para macerar.

La molienda húmeda se ha hecho menos popular debido a alguna desventaja importante asociada a este tipo de técnica de molienda, sobre todo las distribuciones con un periodo de permanencia largo para la mezcla y la molienda insuficiente de maltas poco modificadas. No obstante, la molienda húmeda también tiene algunas ventajas importantes con respecto a la molienda en seco. Los reglamentos de seguridad aumentan cada vez más con respecto a los riesgos de explosión del polvo, por ejemplo, requieren medidas preventivas que han elevado el coste de las operaciones de molienda en seco. Las técnicas de molienda húmeda obviamente no requieren tales medidas.

Los inventores han investigado la tecnología de bomba de dispersión como una alternativa posible para la molienda en seco. No obstante, la abrasión de la combinación rotor-estátor debido a partículas que no son de malta se descubrió que suponía costes de mantenimiento altos y rendimiento inseguro.

Por lo tanto, existe una necesidad de una técnica de molienda que combine las ventajas de la molienda húmeda (sin polvo, precauciones de seguridad mínimas, equipamiento simple, gasto de capital bajo) con la simplicidad de, por ejemplo, el proceso de molino a martillos.

Resumen de la invención [0009] Los inventores han descubierto que el objetivo anteriormente mencionado se obtiene mediante un método de molienda continua en el que las partículas de grano de cereal se desintegran mientras están suspendidas en un líquido, dicha desintegración se consigue colisionando las partículas de grano libremente suspendidas con una o más palas que giran a una velocidad periférica altísima de al menos 10 m/s. En el presente método, la distancia entre una punta de dicha pala o palas y el eje de rotación está en el rango de 2-25 cm y la energía mecánica total transferida por una o más palas rotativas está en el rango de 5-1000 kJ por kg de grano de cereal seco. Así, el presente método emplea una o más palas rotativas relativamente pequeñas que giran a una velocidad altísima y que permanecen en contacto con la suspensión que contiene las partículas de grano de cereal durante un periodo de tiempo lo suficientemente largo para conseguir una reducción importante del tamaño de la partícula.

El método según la presente invención proporciona todos los beneficios de la molienda húmeda, no es más complejo que un molino a martillos y es extremadamente robusto. El presente método utiliza el mismo principio que se aplica en las licuadoras de cocina estándar, es decir una rotación de pala rotativa a velocidad altísima. Debido a la inercia de las partículas de grano de cereal suspendidas, la rápida pala rotativa es capaz de desintegrar estas partículas de grano con el impacto. A diferencia de las técnicas de molienda que se han usado hasta ahora para triturar los granos de cereal a escala industrial, la desintegración de las partículas de grano en el presente método no se basa en la presión de las partículas de grano entre dos superficies sólidas.

Según otro aspecto, se proporciona un sistema para preparar un extracto líquido de grano de cereal, el sistema comprende un aparato de molienda y un dispositivo de separación para separar el grano consumido y el extracto líquido conectado aguas abajo al aparato de molienda, donde el aparato de molienda comprende una entrada de líquido conectada a una cámara de molienda para contener una suspensión molida, donde un rotor se recibe en la cámara de molienda, el rotor comprende una o más palas que se extienden desde el eje de rotación del rotor, la pala se recibe en la cámara de molienda, donde una distancia entre una punta de dicha pala o palas y el eje de rotación está en el rango de 2-25 cm, el rotor está conectado a una unidad de accionamiento para la rotación, donde la unidad de accionamiento está dispuesta para accionar la pala a una velocidad periférica de al menos 10 m/s.

Las ventajas principales del presente método y sistema se pueden resumir de la siguiente manera:

• ahorro en el gasto de capital y mantenimiento;

• aplicable tanto a la elaboración en lote como a la elaboración continua;

• tiempos de molienda cortos;

• diseño higiénico debido a los flujos constantes que pasan a través del sistema.

Además, los inventores han descubierto que, a diferencia de muchas otras técnicas de molienda, el presente método se puede usar también adecuadamente para triturar y extraer granos de cereal con un contenido de humedad superior al 12%. Por último, los inventores han descubierto de forma imprevista que el presente método, cuando se usa para extraer por ejemplo cebada, produce un extracto líquido con un contenido de r-glucano reducido. Esta reducción de los niveles de r-glucano tiene un efecto positivo en la calidad del producto al igual que en el procesamiento aguas abajo.

Los beneficios del presente método se pronuncian particularmente cuando se emplean para la producción a escala industrial de extractos líquidos de grano de cereal. Así, el presente método se emplea ventajosamente para preparar un extracto líquido de grano de cereal mediante el procesamiento del grano de cereal a una velocidad de al menos 100 kg de grano de cereal seco por hora.

Dibujos [0014]

La figura 1 muestra esquemáticamente una primera forma de realización de un sistema según la invención.

La figura 2 muestra esquemáticamente una segunda forma de realización de un sistema según la invención. La figuras 3a y 3b muestran esquemáticamente un detalle de una pala según una forma de realización de la invención.

La figura 4 muestra esquemáticamente una tercera forma de realización de un sistema según la invención.

La figura 5 muestra esquemáticamente una disposición alternativa de un aparato de molienda según la invención.

Descripción detallada de la invención [0015] Por consiguiente, un aspecto de la invención se refiere a un método continuo para la preparación de un extracto líquido de grano de cereal mediante la trituración del grano de cereal a una velocidad de al menos 100 kg de grano de cereal seco por hora y la extracción del grano de cereal triturado con un líquido, dicho método comprende:

- la combinación continua del grano de cereal con un líquido;

- la desintegración continua de las partículas de grano contenidas en el líquido mediante la colisión de las partículas de grano libremente suspendidas con una o más palas, produciendo así una suspensión molida;

- la transferencia continua de al menos una parte de la suspensión molida, opcionalmente después de más tratamiento, a un dispositivo de separación para la separación del grano consumido y del extracto líquido;

donde la pala o palas rotativas rotan a una velocidad periférica de al menos 10 m/s; la energía mecánica total transferida a la suspensión molida por una o más palas rotativas está en el rango de 5-1000 kJ por kg de grano de cereal seco; y... [Seguir leyendo]

1. Método continuo de preparación de un extracto líquido de grano de cereal por trituración de granos de cereal a una velocidad de al menos 100 kg de grano de cereal seco por hora y extracción del grano de cereal triturado con un líquido, dicho método incluye:

- la combinación continua del grano de cereal con un líquido;

- la desintegración continua de las partículas de grano contenidas en el líquido mediante la colisión de las partículas de grano libremente suspendidas con una o más palas rotativas, produciendo así una suspensión molida;

- la transferencia continua de al menos una parte de la suspensión molida, opcionalmente después de más tratamiento, a un dispositivo de separación para separación en grano consumido y en extracto líquido;

donde la pala o palas rotativas giran a una velocidad periférica de al menos 10 m/s; la energía mecánica total transferida a la suspensión molida por una o más palas rotativas está en el intervalo de 5-1000 kJ por kg de grano de cereal seco; y la distancia entre una punta de dicha pala o palas rotativas y el eje de rotación está en el intervalo de 2-25 cm.

2. Método según la reivindicación 1, donde la desintegración de las partículas de grano bajo la acción de una o más palas rotativas no se produce por la presión de las partículas de grano entre una superficie de dicha pala o palas rotativas y otra superficie sólida.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, donde la desintegración de las partículas de grano bajo la acción de la pala o palas rotativas produce una reducción del tamaño de partícula medio ponderado de masa del grano de cereal de al menos un factor 2, preferiblemente de al menos un factor 4.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde antes de la desintegración bajo la acción de la pala o palas rotativas, las partículas de grano contenidas en el líquido tienen un tamaño de partícula medio ponderado de masa de 0, 5 mm a 1 cm.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde las partículas presentes en la suspensión molida tienen un diámetro medio ponderado de masa dentro del intervalo d.

5. 1000 Im, preferiblemente en el intervalo d.

10. 800 Im.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el líquido y el grano de cereal se combinan para formar una suspensión que contiene 6-50 % en peso de sustancia seca.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el líquido es un líquido acuoso.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la pala o palas rotativas rotan a una velocidad periférica de al menos 15 m/s, más preferiblemente de al menos 20 m/s, más preferiblemente de al menos 50 m/s, más preferiblemente al menos 70 m/s.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la distancia entre una punta de la pala o palas rotativas y el eje de rotación está comprendida entre 2, 5-20 cm, preferiblemente entre 3-15 cm.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la energía mecánica total transferida a la suspensión molida por una o más palas rotativas está en el intervalo de 8-500 kJ por kg de grano de cereal seco, más preferiblemente en el intervalo de 10-300 kJ/kg.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el grano de cereal se selecciona de cebada, sorgo, arroz, maíz, alforfón, centeno, mijo, versiones malteadas de estos granos de cereal y combinaciones de los mismos.

12. Sistema adecuado para preparar un extracto líquido de grano de cereal usando un método tal y como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende al menos un aparato de molienda (1) y un dispositivo de separación (20) , para separar el grano consumido del extracto líquido, conectado aguas abajo al aparato de molienda (1) , donde el aparato de molienda (1) comprende una entrada de líquido (2) conectada a una cámara de molienda (3) para contener una suspensión molida, donde se recibe un rotor (7) en la cámara de molienda (3) , el rotor (7) comprende una o más palas (30, 31) que se extienden desde el eje de rotación (14) del rotor, las palas (30, 31) se reciben en la cámara de molienda (3) , donde una distancia (15) entre una punta (16) de dicha pala o palas (30, 31) y el eje de rotación (14) está en el rango de 2-25 cm, el rotor (7) está conectado a una unidad de accionamiento (6) para rotación, donde la unidad de accionamiento (6) está dispuesta para accionar una o más palas (30, 31) a una velocidad periférica de al menos 10 m/s.

13. Sistema según la reivindicación 12, donde el sistema comprende además un controlador (5) para controlar la unidad de accionamiento (6) , donde el controlador (5) está dispuesto y construido para controlar la unidad de accionamiento (6)

con el fin de transferir un total de energía mecánica a la suspensión molida mediante la pala o palas (30, 31) en el rango de 5-1000 kJ por kg de grano de cereal seco suspendido en el líquido.

14. Sistema según la reivindicación 12 o 13, donde la pala o palas (30, 31) comprenden dos o más alas (9, 10, 11)

cuyos bordes delanteros definen trayectorias de corte (24) y donde dichas alas de pala están orientadas en ángulos compuestos con respecto al plano que se extiende perpendicular al eje de rotación (14) a través del centro de gravedad de las palas (30, 31) para proporcionar a la pala mezcladora trayectorias de corte compuestas (24) .

15. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 12-14, donde el sistema comprende además un reactor (50) y 10 donde el dispositivo de separación (20) es un filtro de mosto, un centrifugador, una cuba-filtro o una criba.

16. Sistema según la reivindicación 15, donde el aparato de molienda (1) comprende una secuencia de una o más unidades de molienda (106, 107, 108) y una unidad de separación (109, 110, 116) situada aguas abajo de una unidad de molienda (106, 107, 108) y aguas arriba del reactor (50) , dicha unidad de separación es capaz de separar

selectivamente las partículas gruesas de la suspensión molida, dichas partículas gruesas tienen un diámetro de al menos 0, 5 mm, más preferiblemente de al menos 1 mm y de la forma más preferible de al menos 2 mm.

17. Sistema según la reivindicación 16, donde el sistema comprende un conducto de reciclaje (125) destinado a recircular partículas gruesas separadas desde la unidad de separación (109, 110, 116) hacia o aguas arriba de una o 20 más unidades de molienda (106, 107, 108) .

18. Sistema según la reivindicación 16 o 17, donde el sistema comprende una secuencia de dos o más, preferiblemente de tres o más unidades de molienda (106, 107, 108) .