BRPI1008871B1 - CONTINUOUS METHOD AND SYSTEM SUITABLE FOR PREPARING CEREAL GRAIN LIQUID EXTRACT - Google Patents
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Description
“MÉTODO CONTÍNUO E SISTEMA ADEQUADO PARA PREPARAR UM EXTRATO LÍQUIDO DE GRÃO DE CEREAL” CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO"CONTINUOUS METHOD AND SYSTEM SUITABLE FOR PREPARING A NET EXTRACT OF CEREAL GRAIN" TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001] A presente invenção é relativa a um método de preparar extrato líquido de grão de cereal. O método de acordo com a presente invenção pode, por exemplo, ser utilizado de maneira adequada na indústria de cerveja, por exemplo, para produção de mosto.The present invention relates to a method of preparing liquid cereal grain extract. The method according to the present invention may, for example, be suitably used in the brewing industry, for example for must production.
[0002] A invenção ainda fornece um sistema que compreende um aparelho de moagem e um dispositivo de separação, adequados para utilização no método anteriormente mencionado.The invention further provides a system comprising a grinding apparatus and a separation device suitable for use in the aforementioned method.
FUNDAMENTO DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
[0003] Na indústria de fermentação (fabricação de cerveja) a moagem de matérias-primas antes de amassamento para produção de mosto é usualmente feita por uma das seguintes técnicas: . moagem a seco por moinho de rolos; . moagem a seco por moinho de martelos; . moagem a úmido por maceração e moinho de rolos; . moagem condicionada (similar à moagem a seco por moinho de rolos, exceto que o nível de umidade de malte é elevado ligeiramente para fazer as cascas dos grãos mais dobráveis) . moagem por dispersão com bomba [0004] Cada uma destas operações tem suas vantagens e desvantagens em termos de produção de extrato, pega de oxigênio, desempenho de separação ou separação de massa, efeito em processamento de jusante, desempenho enzimático de grão moído (tempo de amassamento), aspectos higiênicos, consumo de energia, riscos de explosão de poeira, extração de taninos das cascas, fuga de filtração, etc.In the fermentation industry (brewing) the milling of raw materials before kneading for mash production is usually done by one of the following techniques:. dry milling by roller mill; . dry milling by hammer mill; . wet grinding by maceration and roller mill; . conditioned grinding (similar to dry milling by roller mill, except that the malt moisture level is raised slightly to make the grain husks more collapsible). Pump Dispersion Grinding Each of these operations has its advantages and disadvantages in terms of extract production, oxygen take-up, separation or mass separation performance, downstream processing effect, milled grain enzymatic performance. kneading), hygienic aspects, energy consumption, risk of dust explosion, peel tannin extraction, filtration leakage, etc.
[0005] Moagem a úmido tomou-se menos popular devido a algumas desvantagens principais associadas com este tipo de técnica de moagem, a saber, distribuições de tempo de residência notadamente longos para amassamento e moagem insuficiente de maltes pobremente modificados. Contudo, moagem a úmido também tem algumas vantagens significativas sobre moagem a seco. Regulamentos de segurança aumentados em relação a riscos de explosão de poeira, por exemplo, necessitam medidas preventivas que têm conduzido para cima o custo de operações de moagem a seco. Técnicas de moagem a úmido, obviamente, não requerem tais medidas.Wet milling has become less popular due to some major disadvantages associated with this type of milling technique, namely remarkably long residence time distributions for kneading and insufficient milling of poorly modified malts. However, wet milling also has some significant advantages over dry milling. Increased safety regulations regarding dust explosion hazards, for example, require preventive measures that have driven up the cost of dry milling operations. Wet milling techniques obviously do not require such measures.
[0006] Foi investigada tecnologia de dispersão com bomba como uma alternativa possível para moagem a úmido. Contudo a brasão da combinação estator rotor devido a partículas de não-malte foi descoberto resultar em altos custos de manutenção e desempenho não confiável.Pump dispersion technology has been investigated as a possible alternative to wet grinding. However the stator rotor combination blazon due to non-malt particles has been found to result in high maintenance costs and unreliable performance.
[0007] Daí existir uma necessidade por uma técnica de moagem que combine as vantagens de moagem a úmido (sem poeira, precauções mínimas de segurança, equipamento simples, baixo gasto de capital) com a simplicidade, por exemplo, do processo com moinho de martelos.Hence there is a need for a milling technique that combines the advantages of wet milling (no dust, minimal safety precautions, simple equipment, low capital expenditure) with the simplicity, for example, of the hammer mill process .
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
[0008] Verificou-se que o objetivo anteriormente mencionado é alcançado por um método de moagem contínua, no qual partículas de grão de cereal são desintegradas ao mesmo tempo em que são suspensas em um líquido, dita desintegração sendo conseguida colidindo partículas de grão suspensas livremente com uma ou mais lâminas que estão girando com uma velocidade na ponta muito elevada, de pelo menos 10 m/s. No presente método, a distância entre uma ponta de dita uma ou mais lâminas rotativas e o eixo de rotação está na faixa de 2-25 cm e a energia mecânica total transferida por uma ou mais lâminas rotativas está na faixa de 5-1.000 kJ/kg de grão de cereal seco. Assim, o presente método emprega uma ou mais lâminas rotativas, relativamente pequenas, que giram em uma velocidade muito alta, e que permanecem em contato com a suspensão que contém as partículas de grão de cereal por um período de tempo suficientemente longo para alcançar uma redução significativa da dimensão de partícula.It has been found that the aforementioned objective is achieved by a continuous milling method in which cereal grain particles are disintegrated while being suspended in a liquid, said disintegration being achieved by colliding freely suspended grain particles. with one or more blades which are rotating at a very high tip speed of at least 10 m / s. In the present method, the distance between a tip of said one or more rotating blades and the axis of rotation is in the range of 2-25 cm and the total mechanical energy transferred by one or more rotating blades is in the range of 5-1,000 kJ / kg of dry cereal grain. Thus, the present method employs one or more relatively small rotating blades, which rotate at a very high speed, and which remain in contact with the suspension containing the cereal grain particles for a sufficiently long period of time to achieve a reduction. particle size.
[0009] O método de acordo com a presente invenção fornece todos os benefícios de moagem a úmido e não é mais complexo do que um moinho de martelos extremamente robusto. O presente método utiliza o mesmo princípio que é aplicado em misturadores padrão de cozinha, isto é, uma lâmina que gira em uma velocidade muito alta. Devido à inércia das partículas de grão de cereal suspensas, a lâmina que gira rápido é capaz de desintegrar estas partículas de grão no impacto. Diferentemente das técnicas de moagem que têm sido utilizadas até aqui para pulverizar grãos de cereal em uma escala industrial, a desintegração das partículas de grão no presente método não se apóia no tensionamento das partículas de grão entre duas superfícies sólidas.The method according to the present invention provides all the benefits of wet grinding and is no more complex than an extremely robust hammer mill. The present method uses the same principle that is applied in standard kitchen mixers, that is, a blade that rotates at a very high speed. Due to the inertia of the suspended cereal grain particles, the fast turning blade is able to disintegrate these grain particles on impact. Unlike milling techniques that have hitherto been used to pulverize cereal grains on an industrial scale, the disintegration of grain particles in the present method does not rely on the stressing of grain particles between two solid surfaces.
[00010] De acordo com outro aspecto, é fornecido um sistema para preparar extrato líquido de grão de cereal, o sistema compreendendo um aparelho de moagem e um dispositivo de separação para separar grão gasto e extrato líquido conectados a jusante ao aparelho de moagem, no qual o aparelho de moagem compreende uma entrada de líquido conectada com uma câmara de moagem para conter uma suspensão moída, no qual um rotor é recebido na câmara de moagem, o rotor compreendendo uma ou mais lâminas que se estendem a partir do eixo de rotação do rotor, a lâmina sendo recebida na câmara de moagem, no qual uma distância entre uma ponta de dita uma ou mais lâminas e o eixo de rotação está na faixa de 2-25 cm, o rotor sendo conectado a uma unidade de acionamento para rotação, no qual a unidade de acionamento é arranjada para acionar a lâmina a uma velocidade na ponta de pelo menos 10 m/s.According to another aspect, there is provided a system for preparing liquid cereal grain extract, the system comprising a milling apparatus and a separation device for separating spent grain and liquid extract connected downstream to the milling apparatus in the wherein the milling apparatus comprises a liquid inlet connected with a milling chamber to contain a milled suspension, in which a rotor is received in the milling chamber, the rotor comprising one or more blades extending from the axis of rotation of the rotor, the blade being received in the grinding chamber, in which a distance between a tip of said one or more blades and the axis of rotation is in the range of 2-25 cm, the rotor being connected to a drive unit for rotation, wherein the drive unit is arranged to drive the blade at a tip speed of at least 10 m / s.
[00011] As vantagens principais dos presentes método e sistema podem ser resumidas como a seguir: . economias em gasto de capital e de manutenção; . aplicável em ambas, fermentação em batelada e contínua; . tempos curtos de moagem; . projeto higiênico devido a escoamentos constantes através do sistema.The main advantages of the present method and system can be summarized as follows:. capital and maintenance cost savings; . applicable in both batch and continuous fermentation; . short milling times; . hygienic design due to constant flow through the system.
[00012] Em adição, verificou-se que diferentemente de diversas outras técnicas de moagem, o presente método também pode ser utilizado de maneira adequada para moer e extrair grãos de cereal com um teor de umidade que excede 12%. Finalmente, verificou-se de maneira inesperada que o presente método quando utilizado para extrair, por exemplo, cevada, produz um extrato líquido que tem um teor reduzido de β-glucano. Esta redução de níveis de β-glucano tem um efeito positivo na qualidade do produto, bem como no processamento de jusante.In addition, it has been found that unlike various other milling techniques, the present method can also be used to suitably grind and extract cereal grains with a moisture content exceeding 12%. Finally, it has been unexpectedly found that the present method when used to extract, for example, barley, produces a liquid extract that has a reduced β-glucan content. This reduction in β-glucan levels has a positive effect on product quality as well as downstream processing.
[00013] Os benefícios do presente método são particularmente pronunciados quando empregado em produção em escala industrial de extratos líquidos a partir de grão de cereal. Assim, o presente método é empregado de maneira vantajosa para preparar extrato líquido de grão de cereal processando grão de cereal a uma taxa de pelo menos 100 kg de grão de cereal seco por hora.The benefits of the present method are particularly pronounced when employed in industrial scale production of liquid extracts from cereal grain. Thus, the present method is advantageously employed to prepare liquid cereal grain extract by processing cereal grain at a rate of at least 100 kg of dry cereal grain per hour.
DESENHOSDRAWINGS
[00014] A figura 1 mostra, de maneira esquemática, uma primeira modalidade de um sistema de acordo com a invenção.Figure 1 shows schematically a first embodiment of a system according to the invention.
[00015] A figura 2 mostra, de maneira esquemática, uma segunda modalidade de um sistema de acordo com a invenção.Figure 2 shows schematically a second embodiment of a system according to the invention.
[00016] As figuras 3a e 3b mostram, de maneira esquemática, um detalhe de uma lâmina de acordo com uma modalidade da invenção.Figures 3a and 3b show schematically a detail of a blade according to one embodiment of the invention.
[00017] A figura 4 mostra, de maneira esquemática, uma terceira modalidade de um sistema de acordo com a invenção.Figure 4 shows schematically a third embodiment of a system according to the invention.
[00018] A figura 5 mostra, de maneira esquemática, um arranjo alternativo de um aparelho de moagem de acordo com a invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃOFigure 5 shows schematically an alternative arrangement of a grinding apparatus according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[00019] Consequentemente, um aspecto da invenção é relativo a um método contínuo para preparar um extrato líquido de grão de cereal pulverizando grão de cereal a uma taxa de pelo menos 100 kg de grão de cereal seco por hora, e extraindo o grão de cereal pulverizado com um liquido, dito método compreendendo: . combinar, de maneira contínua, grão de cereal com um líquido; . desintegrar, de maneira contínua, as partículas de grão contidas dentro do líquido colidindo partículas de grão livremente suspensas com uma ou mais lâminas rotativas, produzindo com isto uma suspensão moída; . transferir, de maneira contínua, pelo menos uma parte da suspensão moída, opcionalmente depois de tratamento adicional, para um dispositivo de separação, para separação em grão gasto e extrato líquido; no qual, a uma ou mais lâminas rotativas estão girando a uma velocidade na ponta de pelo menos 10 m/s; a energia mecânica total transferida para a suspensão moída pela uma ou mais lâminas rotativas está na faixa de 5-1.000 kJ por kg de grão de cereal seco, e a distância entre uma ponta de dita uma ou mais lâminas rotativas e o eixo de rotação está na faixa de 2-25 cm.Accordingly, an aspect of the invention relates to a continuous method for preparing a liquid cereal grain extract by spraying cereal grain at a rate of at least 100 kg of dry cereal grain per hour, and extracting the cereal grain. sprayed with a liquid, said method comprising:. continuously combine cereal grain with a liquid; . continuously disintegrating the grain particles contained within the liquid by colliding freely suspended grain particles with one or more rotating blades, thereby producing a ground suspension; . continuously transfer at least part of the ground suspension, optionally after further treatment, to a separation device for separation into spent grain and liquid extract; wherein one or more rotating blades are rotating at a tip speed of at least 10 m / s; the total mechanical energy transferred to the milled suspension by one or more rotating blades is in the range of 5-1,000 kJ per kg of dry cereal grain, and the distance between a tip of said one or more rotating blades and the axis of rotation is in the range of 2-25 cm.
[00020] O termo “grão de cereal” como aqui utilizado se refere a uma forma particular de uma safra de cereal, um fruto seco (caryopsis), ou uma combinação de dois ou mais destes materiais. A presente invenção abrange um método no qual o grão de cereal empregado é um grão de cereal pré-moído.The term "cereal grain" as used herein refers to a particular form of a cereal crop, a dried fruit (caryopsis), or a combination of two or more of these materials. The present invention encompasses a method in which the cereal grain employed is a pre-ground cereal grain.
[00021] O termo “lâmina” como aqui utilizado se refere a um objeto sólido que é configurado para girar ao redor de um eixo de rotação e que inclui, normalmente, pelo menos duas asas (lâminas) que se estendem radialmente em diferentes direções, por exemplo, opostas, a partir de um ponto central (de gravidade). Um requisito da lâmina é que ela possa, de maneira adequada, ser utilizada para desintegrar as partículas de grão quando de impacto. Em adição, a lâmina é requerida fornecer ação de agitação para misturar o grão de cereal com líquido, auxiliando com isto na pulverização uniforme das partículas de grão.The term "blade" as used herein refers to a solid object which is configured to rotate about an axis of rotation and which usually includes at least two wings (blades) extending radially in different directions, for example, opposites from a center point (of gravity). A requirement of the blade is that it can be properly used to disintegrate the grain particles on impact. In addition, the blade is required to provide stirring action to mix the cereal grain with liquid, thereby assisting in uniform spraying of the grain particles.
[00022] O termo “desintegrar” como aqui utilizado se refere à quebra de uma partícula sólida em duas ou mais partículas sólidas. O termo “desintegrar” não abrange a quebra de partículas ligadas de maneira frouxa, tais como aglomerados.The term "disintegrate" as used herein refers to the breaking of a solid particle into two or more solid particles. The term "disintegrate" does not encompass breaking loose loose particles such as agglomerates.
[00023] O termo “energia mecânica” como aqui utilizado se refere à quantidade total de energia potencial e energia cinética que é transferida para a suspensão moída por meio da uma ou mais lâminas rotativas. A quantidade de energia mecânica que é transferida no presente método pode ser deduzida, por exemplo, a partir do aumento de temperatura provocado pelas lâminas que giram e/ou pode ser calculada a partir do torque que é empregado para girar as lâminas.The term "mechanical energy" as used herein refers to the total amount of potential energy and kinetic energy that is transferred to the milled suspension by one or more rotary blades. The amount of mechanical energy that is transferred in the present method can be deduced, for example, from the temperature rise caused by the rotating blades and / or can be calculated from the torque that is employed to rotate the blades.
[00024] As palavras “uma ou mais lâminas rotativas” devem ser entendidas se referirem às lâminas que estão se movendo através do líquido que contém as partículas de grão, em um trajeto rotativo. De acordo com uma modalidade, uma ou mais lâminas rotativas são montadas em um eixo rotativo sobre um corpo rotativo, por exemplo, no interior de um cilindro rotativo. De acordo com outra modalidade, que é também abrangida pela presente invenção, a uma ou mais lâminas rotativas são montadas em um corpo estacionário e o líquido que contém as partículas de grão é feito girar depois das lâminas, por exemplo, sob a influência de pás rotativas. Naturalmente também é factível aprimorar a eficácia do presente método empregando lâminas que são montadas em um corpo rotativo e fazendo líquido o girar em uma direção que é oposta à direção na qual giram as lâminas.The words "one or more rotating blades" should be understood to refer to the blades that are moving through the liquid containing the grain particles in a rotating path. According to one embodiment, one or more rotary blades are mounted on a rotary axis on a rotary body, for example within a rotary cylinder. According to another embodiment, which is also encompassed by the present invention, one or more rotating blades are mounted in a stationary body and the liquid containing the grain particles is rotated after the blades, for example under the influence of blades. rotary Of course it is also feasible to enhance the effectiveness of the present method by employing blades that are mounted on a rotating body and rotating the liquid in a direction that is opposite to the direction in which the blades rotate.
[00025] O presente método é realizado em uma maneira contínua, o que significa que o presente processo emprega uma corrente essencialmente contínua de grão de cereal e uma corrente essencialmente contínua de líquido ou, altemadamente, uma corrente essencialmente contínua que compreende grão de cereal e líquido e, além disto, que produz uma corrente essencialmente contínua de suspensão moída. A parte da suspensão moída, que é transferida para um dispositivo de separação, é separada de maneira vantajosa de forma contínua em extrato líquido e grão gasto. O extrato líquido assim obtido pode ser empregado de maneira adequada em um processo operado, ou em batelada ou de maneira contínua, por exemplo, em um processo de fermentação. Assim, o presente método pode ser utilizado em um processo de fermentação que emprega operações de batelada tais como produção de mosto em batelada e fermentação em batelada. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, o presente método é empregado em um processo de fermentação contínua que inclui, adicionalmente, fervura contínua de mosto, remoção contínua de borra e fermentação contínua.The present method is carried out in a continuous manner, meaning that the present process employs an essentially continuous stream of cereal grain and an essentially continuous stream of liquid or, alternatively, an essentially continuous stream comprising cereal grain and which furthermore produces an essentially continuous stream of ground suspension. The portion of the milled suspension, which is transferred to a separation device, is advantageously separated continuously into liquid extract and spent grain. The liquid extract thus obtained may be suitably employed in an operated process, or in batch or continuously, for example in a fermentation process. Thus, the present method can be used in a fermentation process that employs batch operations such as batch must production and batch fermentation. According to a particularly preferred embodiment, the present method is employed in a continuous fermentation process which further includes continuous must boiling, continuous sludge removal and continuous fermentation.
[00026] Além disto, é fornecido um sistema para preparar um extrato líquido de grão de cereal, dito sistema sendo adequado para operar o método descrito aqui anteriormente. O sistema compreende um aparelho de moagem e um dispositivo de separação para separar grão gasto de extrato líquido conectados a jusante ao aparelho de moagem, no qual o aparelho de moagem compreende uma entrada de líquido conectada a uma câmara de moagem para conter uma suspensão moída, no qual um rotor é recebido na câmara de moagem, o rotor compreendendo uma ou mais lâminas que se estendem a partir do eixo de rotação do rotor, as lâminas sendo recebidas na câmara de moagem, no qual uma distância entre uma ponta de dita uma ou mais lâminas e o eixo de rotação está na faixa de 2-25 cm, o rotor é conectado a uma unidade de acionamento para rotação, no qual a unidade de acionamento é arranjada para acionar a lâmina a uma velocidade na ponta de pelo menos 10 m/s.In addition, a system is provided for preparing a liquid cereal grain extract, said system being suitable for operating the method described hereinabove. The system comprises a milling apparatus and a separating device for separating spent grain from liquid extract connected downstream to the milling apparatus, wherein the milling apparatus comprises a liquid inlet connected to a milling chamber to contain a milled suspension, wherein a rotor is received in the grinding chamber, the rotor comprising one or more blades extending from the rotor axis of rotation, the blades being received in the grinding chamber, at which a distance between a tip of said one or more more blades and the rotation axis is in the range of 2-25 cm, the rotor is connected to a drive unit for rotation, in which the drive unit is arranged to drive the blade at a tip speed of at least 10 m /s.
[00027] Como mencionado aqui anteriormente, os presentes método e sistema podem, de maneira adequada, ser operados em uma escala industrial.As mentioned hereinbefore, the present method and system may suitably be operated on an industrial scale.
Tipicamente no presente método o grão de cereal é pulverizado a uma taxa de pelo menos 150, preferivelmente 200, mais preferivelmente de pelo menos 300 kg de grão de cereal seco por hora.Typically in the present method the cereal grain is sprayed at a rate of at least 150, preferably 200, more preferably at least 300 kg of dry cereal grain per hour.
[00028] Os presentes método e sistema oferecem a vantagem que redução de dimensão das partículas de grão pode ser conseguida apenas pela ação das lâminas que giram rápido. Assim, desgaste e rasgamento como resultado de contato direto ou indireto entre diferentes elementos de um dispositivo de moagem, por exemplo, como resultado de objetos estranhos, tais como pedras, são minimizados. Consequentemente, de acordo com uma modalidade altamente preferida da invenção, a desintegração das partículas de grão sob a ação de uma ou mais lâminas rotativas não resulta de tensionamento das partículas de grão entre uma superfície de dita uma ou mais lâminas rotativas e outra superfície sólida. Claramente, este aspecto distingue o presente método das técnicas de moagem a úmido tais como moagem a úmido por maceração e moinho de rolos, moagem condicionada e moagem de dispersão com bomba.The present method and system offer the advantage that reduction in grain particle size can be achieved only by the action of the fast spinning blades. Thus, wear and tear as a result of direct or indirect contact between different elements of a grinding device, for example as a result of foreign objects such as stones, is minimized. Accordingly, according to a highly preferred embodiment of the invention, the disintegration of the grain particles under the action of one or more rotating blades does not result from the tensioning of the grain particles between one surface of said one or more rotating blades and another solid surface. Clearly, this aspect distinguishes the present method from wet milling techniques such as wet milling and roller milling, conditional milling and pump dispersion milling.
[00029] Os presentes método e sistema podem ser utilizados de maneira vantajosa para alcançar uma redução substancial da dimensão de partícula das partículas de grão de cereal. Tipicamente a desintegração das partículas de grão sob a ação de uma ou mais lâminas rotativas provoca uma redução da dimensão de partícula média de massa ponderada do grão de cereal por pelo menos um fator 2, preferivelmente por, pelo menos, um fator 4. Mais preferivelmente, a uma ou mais lâminas rotativas provocam uma redução de dita dimensão média de partícula por, pelo menos, um fator 8.The present method and system may be advantageously used to achieve a substantial reduction in the particle size of the cereal grain particles. Typically the disintegration of the grain particles under the action of one or more rotating blades causes a reduction in the weighted average mass particle size of the cereal grain by at least one factor 2, preferably by at least one factor 4. More preferably , to one or more rotating blades cause a reduction of said average particle size by at least one factor 8.
[00030] Os presentes método e sistema podem, de maneira adequada, ser utilizados para preparar um extrato líquido a partir de uma ampla variedade de materiais de grão de cereal. Resultados particularmente bons são obtidos se antes da desintegração sob a ação da uma ou mais lâminas rotativas as partículas de grão contidas dentro do líquido têm uma dimensão patrão de partícula média de massa ponderada de 0,5 mm até 1 cm, preferivelmente de 1 mm até 8 mm.The present method and system may suitably be used to prepare a liquid extract from a wide variety of cereal grain materials. Particularly good results are obtained if prior to disintegration under the action of one or more rotating blades the grain particles contained within the liquid have a weighted average mass particle size of 0.5 mm to 1 cm, preferably 1 mm to 8 mm.
[00031] Os presentes método e sistema tipicamente produzem uma suspensão moída na qual as partículas têm um diâmetro médio de massa ponderada na faixa de 50-1.000 mícrons preferivelmente na faixa de 100-800 mícrons.The present method and system typically produces a ground suspension in which the particles have a weighted mass average diameter in the range of 50-1000 microns preferably in the range of 100-800 microns.
[00032] De acordo com uma modalidade preferida do presente método, partículas grandes (grossas), por exemplo, partículas que têm um diâmetro de pelo menos 0,5 mm, são removidas de maneira seletiva da suspensão moída durante ou depois da operação de moagem, e antes que ela alcance o dispositivo de separação, passando a suspensão líquida através de um elemento de separação adequado, por exemplo, uma peneira, uma tela, ou um ciclone. Os termos “removidas de maneira seletiva” ou “separadas de maneira seletiva” significam que as partículas grossas são removidas e que partículas menores permanecem na suspensão. Ainda mais preferivelmente, partículas que têm um diâmetro de pelo menos 1,0 mm são removidas da suspensão moída. Mais preferivelmente, partículas que têm um diâmetro de pelo menos 2,0 mm são removidas. As grandes partículas removidas da suspensão moída são preferivelmente recirculadas para a etapa de moagem, notadamente introduzindo estas partículas separadas no líquido que contém as partículas de grão suspensas. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, as partículas separadas são recirculadas em uma maneira contínua.According to a preferred embodiment of the present method, large (coarse) particles, for example particles having a diameter of at least 0.5 mm, are selectively removed from the milled suspension during or after the grinding operation. and before it reaches the separating device by passing the liquid suspension through a suitable separating element, for example a sieve, a screen, or a cyclone. The terms "selectively removed" or "selectively separated" mean that coarse particles are removed and smaller particles remain in the suspension. Even more preferably, particles having a diameter of at least 1.0 mm are removed from the milled suspension. More preferably, particles having a diameter of at least 2.0 mm are removed. The large particles removed from the milled suspension are preferably recirculated to the milling step, notably by introducing these separate particles into the liquid containing the suspended grain particles. According to a particularly preferred embodiment, the separated particles are recirculated in a continuous manner.
[00033] Uma malha de retroalimentação pode ser fornecida a partir de jusante do aparelho de moagem para montante do aparelho de moagem. Em uma modalidade um conduto de retomo pode retomar suspensão que contém partículas grandes até, pelo menos um aparelho de moagem, de acordo com a presente invenção. Deveria ser entendido que esta última modalidade inclui recirculação das partículas separadas diretamente para o aparelho de moagem ou a montante do aparelho de moagem (por exemplo, até um dispositivo de mistura no qual as partículas de grão alimentadas são combinadas com o líquido).A feedback loop may be supplied from downstream of the milling apparatus upstream of the milling apparatus. In one embodiment a return duct may resume suspension containing large particles to at least one milling apparatus according to the present invention. It should be understood that the latter embodiment includes recirculation of the separated particles directly to the milling apparatus or upstream of the milling apparatus (e.g., to a mixing device in which the fed grain particles are combined with the liquid).
[00034] O líquido e grão de cereal são combinados de maneira adequada no presente método para formar uma suspensão que contém 6-50% em peso, preferivelmente 10-45% em peso e, mais preferivelmente, 15-40% em peso, de matéria seca. Aqui matéria seca inclui ambos, materiais dissolvidos e não dissolvidos.The liquid and cereal grain are suitably combined in the present method to form a suspension containing 6-50 wt%, preferably 10-45 wt% and more preferably 15-40 wt%. dry matter. Here dry matter includes both dissolved and undissolved materials.
[00035] O líquido que é combinado com o grão de cereal é preferivelmente um líquido aquoso. O líquido aquoso empregado pode ser a água de fermentação. A presente invenção, contudo, também abrange utilização de uma corrente de líquidos aquosos circulados que se originam de qualquer lugar no processo de fermentação. Um exemplo de tal líquido aquoso recirculado é água de lavagem que foi utilizada no presente método para lavar grão gasto.The liquid which is combined with the cereal grain is preferably an aqueous liquid. The aqueous liquid employed may be fermentation water. The present invention, however, also encompasses use of a stream of circulated aqueous liquids that originate from anywhere in the fermentation process. An example of such recirculated aqueous liquid is wash water which has been used in the present method for washing spent grain.
[00036] A eficiência de moagem dos presentes método e sistema é afetada pelo volume da câmara na qual ocorre a desintegração das partículas de grão sob a ação das lâminas rotativas. Se o volume é grande, pode levar um tempo inaceitavelmente longo para conseguir uma redução substancial de dimensão de partícula. Se o volume é muito pequeno, também pode ser difícil alcançar uma redução substancial de dimensão de partícula uma vez que o tempo de residência será muito curto, de modo que somente uma fração das partículas de grão terá a possibilidade de colidir com as lâminas rotativas. Verificou-se que pulverização muito eficiente do grão de cereal pode ser conseguida passando a corrente combinada de cereal e líquido através de uma sequência de câmaras de volume relativamente pequeno, onde cada câmara contém uma ou mais lâminas rotativas como definido aqui anteriormente. Altemativamente, moagem eficiente pode ser conseguida passando a corrente combinada através de um tubo que contém uma sequência de duas ou mais, preferivelmente uma sequência de três ou mais lâminas rotativas. O tubo pode ser reto, mas também pode ser encurvado. A seção transversal do tubo pode assumir diversas formas, por exemplo, circular ou relativamente quadrada.[00036] The grinding efficiency of the present method and system is affected by the volume of the chamber in which the disintegration of the grain particles under the action of the rotating blades occurs. If the volume is large, it may take an unacceptably long time to achieve a substantial particle size reduction. If the volume is too small, substantial particle size reduction can also be difficult to achieve as the residence time will be very short, so that only a fraction of the grain particles will be able to collide with the rotating blades. It has been found that very efficient cereal grain spraying can be achieved by passing the combined cereal and liquid stream through a relatively small volume chamber sequence, where each chamber contains one or more rotary blades as defined hereinbefore. Alternatively, efficient milling can be achieved by passing the combined stream through a tube containing a sequence of two or more, preferably a sequence of three or more rotary blades. The tube may be straight but may also be bent. The cross section of the tube may take various forms, for example, circular or relatively square.
[00037] Daí, de acordo com esta modalidade preferida, as partículas de grão são desintegradas passando o líquido que sustenta as partículas de grão através de duas ou mais, ainda mais preferivelmente através de três ou mais, câmaras de pulverização que contém, cada uma, uma ou mais das lâminas rotativas. O tempo de residência dentro de cada uma das câmaras de pulverização preferivelmente está dentro da faixa de 0,1-10 minutos, mais preferivelmente dentro da faixa de 0,1-4 minutos. Mais preferivelmente, o tempo de residência dentro de cada uma das câmaras de pulverização está na faixa de 0,2-2 minutos.Hence, according to this preferred embodiment, the grain particles are disintegrated by passing the liquid supporting the grain particles through two or more, even more preferably through three or more, spray chambers containing each one. , one or more of the rotating blades. The residence time within each of the spray chambers is preferably within the range of 0.1-10 minutes, more preferably within the range of 0.1-4 minutes. More preferably, the residence time within each of the spray chambers is in the range of 0.2-2 minutes.
[00038] As lâminas rotativas empregadas nos presentes método e sistema são adequadamente montadas em um eixo que girar rápido. Preferivelmente os presentes método e sistema empregam uma ou mais lâminas rotativas que compreendem, cada uma, pelo menos duas lâminas (asas), que radialmente se estendem em diferentes direções, por exemplo, opostas, a partir de um ponto central gravitacional que coincide com o eixo de rotação.The rotary blades employed in the present method and system are suitably mounted on a rapidly rotating shaft. Preferably the present method and system employ one or more rotary blades each comprising at least two radially extending wings (wings) in different, e.g. opposite, directions from a gravitational center point coinciding with the axis of rotation.
[00039] As asas das lâminas rotativas incluem arestas dianteiras e arestas traseiras. Preferivelmente pelo menos uma parte das arestas dianteiras das asas de lâmina é chanfrada para fornecer uma aresta de corte. Provendo as arestas dianteiras das asas com uma aresta de corte, a efetividade das lâminas rotativas na desintegração das partículas de grão pode ser ainda mais melhorada.[00039] The wings of the rotating blades include front edges and rear edges. Preferably at least a portion of the front edges of the blade wings is chamfered to provide a cutting edge. By providing the front edges of the wings with a cutting edge, the effectiveness of rotating blades in disintegrating grain particles can be further enhanced.
[00040] Como explicado aqui anteriormente, a uma ou mais lâminas empregadas nos presentes método e sistema fornecem, de maneira vantajosa, uma ação de agitação durante operação. Quando a uma ou mais lâminas giram dentro do líquido que sustenta as partículas de grão suspensas, as arestas de corte das lâminas definem um trajeto de corte e as asas geram escoamento do líquido e das partículas de grão. O escoamento gerado pelas asas devido à rotação da uma ou mais lâminas traz o líquido e partículas de grão suspensas, através do trajeto de corte para misturar de maneira homogênea estes componentes e para desintegrar as partículas de grão arrastadas no líquido utilizando as lâminas de corte.As explained hereinbefore, one or more blades employed in the present method and system advantageously provide a stirring action during operation. When one or more blades rotate within the liquid supporting the suspended grain particles, the cutting edges of the blades define a cutting path and the wings generate flow of the liquid and the grain particles. The flow generated by the wings due to the rotation of one or more blades brings the liquid and suspended grain particles through the cutting path to homogeneously mix these components and to disintegrate the entrained grain particles into the liquid using the cutting blades.
[00041] De acordo com uma modalidade vantajosa, a uma ou mais lâminas rotativas atuam como impelidores de agitação, isto é, as lâminas atuam como asas rotativas e geram uma diferença em pressão entre as superfícies dianteira e traseira das lâminas. Como resultado da ação de mistura das lâminas partículas desintegradas serão empurradas para longe pelas lâminas rotativas, de modo que elas podem ser substituídas por outras partículas.According to one advantageous embodiment, one or more rotating blades act as stirring impellers, that is, the blades act as rotating wings and generate a difference in pressure between the front and rear surfaces of the blades. As a result of the blending action of the blades disintegrated particles will be pushed away by the rotating blades so that they can be replaced by other particles.
[00042] De acordo com uma modalidade particularmente preferida, a uma ou mais lâminas compreendem pelo menos duas asas de lâmina que são torcidas, com passo, ou conformadas de outra maneira, de tal modo que as arestas dianteiras são orientadas verticalmente acima ou abaixo das arestas traseiras quando o eixo de rotação é vertical. Se, por exemplo, as asas de lâmina são torcidas de tal modo que as arestas dianteiras são orientadas verticalmente acima das arestas traseiras, então rotação da lâmina misturadora trás, de maneira repetida, o líquido que inclui as partículas de grão através do trajeto de corte. Desta maneira, rotação da lâmina misturadora traz, de maneira contínua, as partículas de grão para baixo através do trajeto de corte e daí em diante empurra as partículas para cima ao longo da superfície interior da câmara de pulverização. Consequentemente, as partículas de grão e líquido são misturadas de maneira homogênea, uma vez que as partículas de grão são moídas de maneira contínua e misturadas com o conteúdo da câmara de pulverização através da rotação da lâmina.According to a particularly preferred embodiment, the one or more blades comprise at least two blade wings which are twisted, pitched, or otherwise shaped such that the front edges are oriented vertically above or below the edges. rear edges when the axis of rotation is vertical. If, for example, the blade wings are twisted such that the front edges are oriented vertically above the rear edges, then rotation of the mixing blade repeatedly backs the liquid that includes the grain particles through the cutting path. . In this way, rotation of the mixing blade continuously brings the grain particles down through the cutting path and thereafter pushes the particles upwards along the inner surface of the spray chamber. Consequently, the grain and liquid particles are mixed homogeneously, since the grain particles are continuously ground and mixed with the spray chamber contents by rotating the blade.
[00043] De acordo com a modalidade particularmente preferida, uma ou mais lâminas compreendem duas ou mais asas, cujas arestas dianteiras definem trajetos de corte, e na qual ditas asas de lâmina são orientadas em ângulos compostos em relação ao plano que corre perpendicular ao eixo de rotação através do centro de gravidade das lâminas, de modo a prover a lâmina misturadora com trajetos de corte compostos.According to the particularly preferred embodiment, one or more blades comprise two or more wings, whose front edges define cutting paths, and wherein said blade wings are oriented at compound angles to the plane running perpendicular to the axis. rotating through the center of gravity of the blades to provide the mixing blade with composite cutting paths.
[00044] De maneira vantajosa, cada uma das asas é torcida, ou de outra maneira conformada, de tal modo que sua aresta dianteira é orientada verticalmente acima ou abaixo de sua aresta traseira, e inclinada de tal modo que sua extremidade distai seja orientada verticalmente acima ou abaixo do ponto central quando o eixo de rotação é vertical. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, a aresta dianteira das asas de lâmina é verticalmente orientada acima de sua aresta traseira e sua extremidade distai é orientada verticalmente acima ou abaixo do ponto central.Advantageously, each wing is twisted, or otherwise shaped, such that its front edge is oriented vertically above or below its rear edge, and tilted such that its distal end is vertically oriented. above or below the center point when the axis of rotation is vertical. According to a particularly preferred embodiment, the front edge of the blade wings is vertically oriented above its rear edge and its distal end is vertically oriented above or below the center point.
[00045] Até um limiar, quanto maiores os ângulos das asas e, de maneira mais importante, as torções das asas, maior a quantidade de levantamento associado com a lâmina misturadora. As asas de lâmina podem ser torcidas ao longo de todo o comprimento da asa ou, altemativamente, uma parte das asas de lâmina pode ser torcida para gerar levantamento adequado. Tipicamente, o ângulo da inclinação a partir da aresta dianteira até a aresta traseira das asas de lâmina, não excede 60°, mais preferivelmente não excede 45°, o ângulo de inclinação sendo definido em relação a um plano horizontal admitindo um eixo de rotação vertical. Mais preferivelmente, o ângulo máximo da inclinação a partir da aresta dianteira até a aresta traseira está na faixa de 5-30°.Up to a threshold, the greater the wing angles and, more importantly, the wing twists, the greater the amount of lift associated with the mixing blade. The blade wings may be twisted along the entire length of the wing or alternatively a portion of the blade wings may be twisted to generate proper lift. Typically, the angle of inclination from the front edge to the rear edge of the blade wings does not exceed 60 °, more preferably does not exceed 45 °, the inclination angle being defined with respect to a horizontal plane assuming a vertical axis of rotation. . More preferably, the maximum angle of inclination from the front edge to the rear edge is in the range of 5-30 °.
[00046] As asas de lâmina empregadas no presente processo se estendem de maneira vantajosa radialmente para fora a partir de um eixo de rotação. As asas de lâmina podem se estender para fora em um ângulo para cima ou para baixo em relação ao plano radial. Este ângulo para cima ou para baixo em relação ao plano radial, preferivelmente está dentro da faixa de 5-70°, mais preferivelmente dentro da faixa de 10-45°. Preferivelmente uma porção ponta da asa é inclinada em relação ao plano radial em ângulos anteriormente mencionados. Tipicamente, dita porção ponta representa menos do que 60%, mais preferivelmente menos do que 50%, do comprimento da asa de lâmina.The blade wings employed in the present process advantageously extend radially outwardly from an axis of rotation. The blade wings may extend outward at an up or down angle to the radial plane. This upward or downward angle to the radial plane preferably is within the range of 5-70 °, more preferably within the range of 10-45 °. Preferably a wing tip portion is inclined with respect to the radial plane at angles mentioned above. Typically, said tip portion represents less than 60%, more preferably less than 50%, of the blade wing length.
[00047] Em uma modalidade vantajosa, a uma ou mais lâminas rotativas compreendem duas ou mais asas de lâmina que se estendem na mesma direção radial em diferentes ângulos para cima e para baixo. Este arranjo das asas de lâmina oferece a vantagem que aumenta a eficiência da ação de moagem.In an advantageous embodiment, the one or more rotary blades comprise two or more blade wings extending in the same radial direction at different up and down angles. This blade wing arrangement offers the advantage that increases the efficiency of the grinding action.
[00048] Cada uma das asas de lâmina tem uma largura efetiva e um comprimento medidos entre o eixo de rotação e as extremidades distais das pontas de asa, a relação da largura efetiva para o comprimento das asas estando na faixa de 1:1 até 1:20, preferivelmente na faixa de 1:2-1:15.Each blade wing has an effective width and length measured between the axis of rotation and the distal ends of the wingtips, the ratio of effective width to wing length being in the range 1: 1 to 1. : 20, preferably in the range of 1: 2-1: 15.
[00049] Como mencionado aqui anteriormente, as lâminas rotativas empregadas nos presentes método e sistema são rotativas em uma velocidade muito elevada. Tipicamente a uma ou mais lâminas rotativas estão girando a uma velocidade de pelo menos 2.000 rpm, mais preferivelmente pelo menos 10.000 rpm. A velocidade da ponta da uma ou mais lâminas rotativas tipicamente é pelo menos 12 m/s, mais preferivelmente pelo menos 15 m/s, mais preferivelmente pelo menos 20 m/s, ainda mais preferivelmente pelo menos 50 m/s e, mais preferivelmente pelo menos 70 m/s.As mentioned hereinbefore, the rotary blades employed in the present method and system are rotatable at a very high speed. Typically one or more rotary blades are rotating at a speed of at least 2,000 rpm, more preferably at least 10,000 rpm. The tip velocity of one or more rotary blades typically is at least 12 m / s, more preferably at least 15 m / s, more preferably at least 20 m / s, even more preferably at least 50 m / s, more preferably at least 50 m / s. minus 70 m / s.
[00050] Os benefícios da presente invenção são alcançados empregando lâminas rotativas de dimensões relativamente pequenas. Por um lado, é importante empregar uma lâmina rotativa que seja suficientemente longa para assegurar que ao longo de uma parte significativa do comprimento da lâmina o impacto com o qual a lâmina atinge as partículas de grão é suficiente para desintegrar estas partículas. Ao mesmo tempo, contudo, o comprimento da lâmina é limitado até um máximo uma vez que o torque necessário para girar a lâmina na velocidade de ponta elevada aumenta de maneira exponencial ao aumentar o comprimento da lâmina, e também uma vez que as lâminas longas são muito mais vulneráveis quando operadas em rpm elevada. Tipicamente a distância entre uma ponta de uma ou mais lâminas rotativas empregadas no presente método e o eixo de rotação, isto é, o comprimento de dita uma ou mais lâminas está dentro da faixa de 2,5-20 cm, mais preferivelmente dentro da faixa de 2,5-18 cm, e mais preferivelmente dentro da faixa de 3-15 cm. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, as pontas de todas as lâminas rotativas que giram em uma velocidade na ponta de pelo menos 10 m/s, especialmente em uma velocidade na ponta de pelo menos 20 m/s, estão localizadas dentro de 25 cm, mais preferivelmente dentro de 20 cm, ainda mais preferivelmente dentro de 18 cm, e mais preferivelmente dentro de 15 cm, do eixo de rotação.The benefits of the present invention are achieved by employing relatively small rotary blades. On the one hand, it is important to employ a rotating blade that is long enough to ensure that over a significant portion of the blade length the impact with which the blade hits the grain particles is sufficient to disintegrate these particles. At the same time, however, the blade length is limited to a maximum since the torque required to rotate the blade at high tip speed increases exponentially as the blade length increases, and also since the long blades are much more vulnerable when operated at high rpm. Typically the distance between a tip of one or more rotating blades employed in the present method and the axis of rotation, that is, the length of said one or more blades is within the range of 2.5-20 cm, more preferably within the range. 2.5-18 cm, and more preferably within the range of 3-15 cm. According to a particularly preferred embodiment, the tips of all rotary blades rotating at a tip speed of at least 10 m / s, especially at a tip speed of at least 20 m / s, are located within 25 cm. more preferably within 20 cm, even more preferably within 18 cm, and most preferably within 15 cm of the axis of rotation.
[00051] Para assegurar que o presente método pode ser operado com pouca manutenção é aconselhável empregar lâminas rotativas que sejam feitas de um material resistente a cisalhamento, selecionado dentre o grupo que consiste de metais, cerâmica, polímeros sintéticos, diamante, e combinações dos mesmos.To ensure that the present method can be operated with little maintenance it is advisable to employ rotating blades that are made of a shear-resistant material selected from the group consisting of metals, ceramics, synthetic polymers, diamonds, and combinations thereof. .
[00052] De acordo com uma modalidade particularmente preferida, a uma ou mais lâminas rotativas tem uma espessura de 0,1-1 cm, mais preferivelmente de 0,2-0,8 cm, e mais preferivelmente de 0,25-0,6 cm. É vantajoso empregar uma lâmina de espessura mínima, uma vez que isto minimiza atrito de rotação é maximiza a capacidade de corte da lâmina. Naturalmente, contudo, a espessura deveria ser suficiente para garantir um tempo de vida operacional adequado da lâmina rotativa.According to a particularly preferred embodiment, one or more rotary blades has a thickness of 0.1-1 cm, more preferably 0.2-0.8 cm, and most preferably 0.25-0, 6 cm. It is advantageous to employ a blade of minimum thickness, as this minimizes rotating friction and maximizes the cutting ability of the blade. Naturally, however, the thickness should be sufficient to ensure an adequate operating life of the rotary blade.
[00053] A temperatura do líquido que é combinado com o grão de cereal antes da desintegração por meio da ação das lâminas rotativas pode variar dentro de uma faixa ampla. Tipicamente, a temperatura do líquido quando ele é combinado com o grão de cereal está dentro da faixa de -5 até 100°C, preferivelmente dentro da faixa de 10 a 60°C.[00053] The temperature of the liquid that is combined with the cereal grain prior to disintegration by the action of the rotating blades may vary within a wide range. Typically, the temperature of the liquid when it is combined with the cereal grain is within the range of -5 to 100 ° C, preferably within the range of 10 to 60 ° C.
[00054] Para alcançar uma redução significativa da dimensão de partícula do grão de cereal, uma quantidade significativa de energia mecânica deve ser transferida por meio de uma ou mais lâminas rotativas para a suspensão moída. Tipicamente a quantidade total de energia mecânica que é transferida para a suspensão moída por meio da uma ou mais lâminas rotativas é pelo menos 8, mais preferivelmente pelo menos 10, e mais preferivelmente pelo menos 15 kJ por kg grão de cereal seco. O presente método oferece a vantagem que redução de dimensão considerável do grão de cereal pode ser alcançada com uma quantidade limitada de transferência de energia mecânica. Consequentemente, a energia mecânica total transferida para a suspensão moída por meio da uma ou mais lâminas rotativas de maneira vantajosa não excede 800, mais preferivelmente não excede 500, mais preferivelmente não excede 300 kJ por kg de grão de cereal seco.To achieve a significant reduction in the particle size of the cereal grain, a significant amount of mechanical energy must be transferred by one or more rotary blades to the milled suspension. Typically the total amount of mechanical energy that is transferred to the milled suspension by one or more rotary blades is at least 8, more preferably at least 10, and most preferably at least 15 kJ per kg dry cereal grain. The present method offers the advantage that considerable reduction in cereal grain size can be achieved with a limited amount of mechanical energy transfer. Accordingly, the total mechanical energy transferred to the milled suspension by one or more advantageously rotating blades does not exceed 800, more preferably does not exceed 500, more preferably does not exceed 300 kJ per kg of dry cereal grain.
[00055] A energia mecânica transferida para a suspensão moída por meio da uma ou mais lâminas rotativas, na ausência de resfriamento ou evaporação significativa, irá provocar um aumento de temperatura da suspensão moída. No presente método a desintegração das partículas de grão é tipicamente acompanhada por um aumento de temperatura da suspensão moída de menos do que 100°C, mais preferivelmente de menos do que 60°C, e mais preferivelmente de menos do que 30°C. Para evitar aumento de temperatura significativo, a suspensão de partículas de grão pode ser resfriada durante a operação de moagem. De acordo com uma modalidade preferida, contudo, a desintegração das partículas de grão é conseguida sem resfriamento da suspensão.Mechanical energy transferred to the milled suspension by one or more rotating blades, in the absence of significant cooling or evaporation, will cause the milled suspension to rise in temperature. In the present method the disintegration of the grain particles is typically accompanied by a temperature rise of the ground suspension of less than 100 ° C, more preferably less than 60 ° C, and more preferably less than 30 ° C. To avoid significant temperature rise, the grain particle suspension may be cooled during the grinding operation. According to a preferred embodiment, however, the disintegration of the grain particles is achieved without cooling the suspension.
[00056] A suspensão moída pode ser submetida de maneira adequada a um ou mais tratamentos adicionais antes de ser transferida para um dispositivo de separação, para separação em grão gasto e extrato líquido. De acordo com uma modalidade preferida, antes da separação em grão gasto e extrato líquido, a suspensão moída é submetida a uma operação de maceração para permitir que enzimas quebrem amido extraído em açúcares, tipicamente maltose.The milled suspension may suitably undergo one or more additional treatments before being transferred to a separation device for separation into spent grain and liquid extract. According to a preferred embodiment, prior to separation into spent grain and liquid extract, the milled suspension is subjected to a maceration operation to allow enzymes to break down starch extracted into sugars, typically maltose.
[00057] Separação em grão gasto e extrato líquido pode ser conseguida de maneira adequada por meio de qualquer técnica de separação de sólido-líquido conhecida na técnica. Preferivelmente, dita separação é alcançada por meio de um ou mais dispositivos de separação selecionados entre um filtro de malte moído, uma centrífuga, um tanque de clarificação, uma peneira. O presente método é particularmente adequado para preparar uma suspensão moída que pode ser separada de maneira muito eficiente por meio de um filtro de malte moído. Daí, em uma modalidade particularmente vantajosa, o presente método emprega um filtro de malha para separar a suspensão moída em grão gasto e extrato líquido.Separation into spent grain and liquid extract can be suitably accomplished by any solid-liquid separation technique known in the art. Preferably, said separation is achieved by one or more separation devices selected from a ground malt filter, a centrifuge, a clarification tank, a sieve. The present method is particularly suitable for preparing a ground suspension which can be separated very efficiently by means of a ground malt filter. Hence, in a particularly advantageous embodiment, the present method employs a mesh filter to separate the milled suspension into spent grain and liquid extract.
[00058] Exemplos de grãos de cereais que podem ser adequadamente processados pelo presente método incluem cevada, sorgo, arroz, milho, trigo sarraceno, centeio, painço, versões maltadas destes grãos de cereal, e combinações destes grãos. De acordo com uma modalidade particularmente preferida, o grão de cereal do presente método inclui cevada, especialmente cevada maltada.Examples of cereal grains which may be suitably processed by the present method include barley, sorghum, rice, maize, buckwheat, rye, millet, malted versions of these cereal grains, and combinations of these grains. According to a particularly preferred embodiment, the cereal grain of the present method includes barley, especially malted barley.
[00059] Além disto, a invenção é ilustrada com referência às figuras na qual: A figura 1 mostra, de maneira esquemática, uma primeira modalidade de um sistema de acordo com uma modalidade da invenção, A figura 2 mostra, de maneira esquemática, uma segunda modalidade, As figuras 3a e 3b mostram, de maneira esquemática, um detalhe de uma lâmina de acordo com uma modalidade da invenção, A figura 4 mostra, de maneira esquemática, uma terceira modalidade, e A figura 5 mostra, de maneira esquemática, um arranjo alternativo de um aparelho de moagem de acordo com a invenção.In addition, the invention is illustrated with reference to the figures in which: Figure 1 schematically shows a first embodiment of a system according to one embodiment of the invention; Figure 2 schematically shows a Figure 3a and 3b show schematically a detail of a blade according to one embodiment of the invention. Figure 4 schematically shows a third embodiment, and Figure 5 shows schematically a an alternative arrangement of a grinding apparatus according to the invention.
[00060] A figura 1 fornece um exemplo esquemático de uma modalidade da invenção. A figura mostra uma seção transversal de um aparelho de moagem 1. Além disto, a figura 1 mostra, de maneira esquemática, um reator 50, por exemplo, um trocador de calor, e um dispositivo de separação 20, por exemplo, um dispositivo para separar sólidos de líquido, de acordo com a invenção. Um sistema que compreende um aparelho de moagem 1, um reator 50 e um dispositivo de separação 20, pode ser utilizado na preparação e produção de um extrato líquido de um grão de cereal, tal como mosto.Figure 1 provides a schematic example of an embodiment of the invention. Figure shows a cross section of a milling apparatus 1. In addition, figure 1 shows schematically a reactor 50, for example a heat exchanger, and a separation device 20, for example a device for separating solids from liquid according to the invention. A system comprising a milling apparatus 1, a reactor 50 and a separation device 20 may be used in the preparation and production of a liquid extract of a cereal grain such as must.
[00061] O sistema de acordo com a invenção compreende um ou mais aparelhos de moagem 1. Em uma modalidade, o sistema de acordo com a invenção compreende uma série de dois ou mais aparelhos de moagem 1. Os dois ou mais aparelhos de moagem 1 são preferivelmente conectados em série. Também é factível empregar um aparelho de moagem que contém uma sequência de lâminas rotativas, por exemplo, utilizando um tubo que mantém duas ou mais lâminas rotativas. A utilização de dois ou mais aparelhos de moagem ou utilizar uma sequência de lâminas rotativas possibilita desintegração eficiente das partículas de grão, como será explicado em mais detalhe aqui abaixo.The system according to the invention comprises one or more milling apparatus 1. In one embodiment, the system according to the invention comprises a series of two or more milling apparatus 1. The two or more milling apparatus 1 are preferably connected in series. It is also feasible to employ a milling apparatus which contains a sequence of rotating blades, for example using a tube holding two or more rotating blades. Using two or more milling apparatus or using a rotary blade sequence enables efficient disintegration of the grain particles, as will be explained in more detail here below.
[00062] Na figura 1 um líquido é introduzido em um aparelho de moagem 1 através de uma entrada 2 para uma câmara de moagem 3. Na modalidade de acordo com a figura, a câmara de moagem 3 é um vaso ou recipiente. Uma segunda entrada 4 representa, de maneira esquemática, a entrada para alimentar grão de cereal para a câmara de moagem 3. Embora as entradas 2, 4 estejam mostradas em uma posição específica, a pessoa versada é capaz de posicionar as entradas 2, 4 em posições desejadas. Em uma modalidade, uma das entradas traz o líquido ou grão de cereal para uma posição média de uma câmara de moagem 3, por exemplo, próxima às lâminas 30, 31. Em outra modalidade uma mistura de líquido e grão de cereal é introduzida no aparelho de moagem 1 através da entrada 2.In Figure 1 a liquid is introduced into a milling apparatus 1 through an inlet 2 into a milling chamber 3. In the embodiment according to the figure, the milling chamber 3 is a vessel or container. A second inlet 4 schematically represents the inlet for feeding cereal grain to the grinding chamber 3. While inlets 2, 4 are shown in a specific position, the skilled person is able to position inlets 2, 4 in desired positions. In one embodiment, one of the inlets brings the liquid or cereal grain to an average position of a milling chamber 3, for example, close to the blades 30, 31. In another embodiment a mixture of liquid and cereal grain is introduced into the apparatus. 1 through input 2.
[00063] A câmara de moagem 3 contém uma suspensão de grão de cereal. A suspensão é mostrada na figura tendo um nível de fluido 13. Contudo, em uma modalidade preferida, a câmara de moagem 3 é completamente cheia com fluido.The milling chamber 3 contains a cereal grain suspension. The suspension is shown in the figure having a fluid level 13. However, in a preferred embodiment, the grinding chamber 3 is completely filled with fluid.
[00064] É possível controlar o escoamento de entrada de líquido e grão de cereal para a câmara de moagem. Parâmetros que representam as quantidades de escoamento de entrada (ilustrados de maneira esquemática na figura lna forma de válvulas de regulação 44 ou parafuso de dosagem 45) podem ser coletados em um controlador 5 que compreende um processador e memória (não mostrado). O controlador 5 é conectado, por exemplo sem fio, com dispositivo de medição (não mostrado) para medir a quantidade de escoamento de entrada. A válvula de regulação 44, bem como o parafuso dosador 45, podem compreender um meio para controlar a quantidade de escoamento de entrada para a câmara de moagem 3.[00064] It is possible to control the incoming flow of liquid and grain into the grinding chamber. Parameters representing inlet flow quantities (shown schematically in Figure 1 in the form of regulating valves 44 or dosing screw 45) may be collected on a controller 5 comprising a processor and memory (not shown). Controller 5 is connected, for example wirelessly, with metering device (not shown) to measure the amount of input flow. The regulating valve 44 as well as the metering screw 45 may comprise a means for controlling the amount of inlet flow to the grinding chamber 3.
[00065] O controlador 5 é conectado com, e pode controlar uma unidade de acionamento 6. A unidade de acionamento 6 representa, de maneira esquemática, uma unidade que é capaz de trazer o rotor 7 para rotação em uma velocidade desejada. A unidade de acionamento 6 pode ser um motor controlado de maneira eletrônica. Ela pode compreender uma transmissão.The controller 5 is connected with, and can control a drive unit 6. The drive unit 6 schematically represents a unit that is capable of bringing rotor 7 to rotation at a desired speed. The drive unit 6 may be an electronically controlled motor. It can comprise a transmission.
[00066] O rotor 7 compreende um eixo 8 que se estende para o interior da câmara de moagem 3, suspenso em uma mancai de eixo vedado, representado de maneira esquemática 12. Em uma modalidade a unidade de acionamento 6 é também recebida na câmara de moagem 3. Em uma modalidade uma transmissão é recebida na câmara de moagem 3.The rotor 7 comprises a shaft 8 extending into the grinding chamber 3, suspended on a sealed shaft bearing, shown schematically 12. In one embodiment the drive unit 6 is also received in the grinding chamber. Milling 3. In one embodiment a transmission is received in the grinding chamber 3.
[00067] Em uma modalidade o eixo de rotação da unidade de acionamento 6 é conectado ao eixo 8 através de uma transmissão. Em uma modalidade uma unidade de acionamento 6 pode ser utilizada para acionar mais do que um eixo 8 de diferentes aparelhos de moagem 1. Em uma modalidade um aparelho de moagem 1 compreende mais do que um eixo 8 que tem diferentes lâminas 30, 31. 100068] Duas lâminas 30, 31 sãü montadas no eixo 8. Uma lâmina 30, 31 é uma unidade substituível que pode ser travada e destravada no eixo 8. No exemplo ilustrado, uma luva 46 é interposta entre as lâminas 30, 31. A pessoa versada será capaz de arranjar tipos diferentes de sistemas de montagem para montar e travar uma lâmina 30, 31 ao eixo 8.[00067] In one embodiment the rotation axis of drive unit 6 is connected to axis 8 via a transmission. In one embodiment a drive unit 6 may be used to drive more than one axis 8 of different milling apparatus 1. In one embodiment a milling apparatus 1 comprises more than one axis 8 having different blades 30, 31. ] Two blades 30, 31 are mounted on shaft 8. A blade 30, 31 is a replaceable unit that can be locked and unlocked on shaft 8. In the illustrated example, a glove 46 is interposed between blades 30, 31. The versed person You will be able to arrange different types of mounting systems for mounting and locking a blade 30, 31 to shaft 8.
[00069] Em uma modalidade a lâmina 30 compreende três asas de lâmina 9-11 como está mostrado na modalidade da figura 3b, A distância 15 a partir do eixo de rotação 14 até a ponta 16 de uma lâmina é pelo menos 2 cm. Preferivelmente a distância 15 é pelo menos 5 cm, mais preferivelmente pelo menos 10 cm. Em uma modalidade as lâminas têm um comprimento máximo 15 de no máximo 25 cm, mais preferivelmente no máximo 20 cm. A lâmina 30 é arranjada e construída para rotação em uma direção horária 28 uma vez que uma aresta aguda 29 irá formar a aresta frontal das asas 9-11 durante rotação. Além disto, a porção distai 27 das asas 9-11 compreende uma aleta dobrada para cima 26. Alctas 26 c arestas frontais agudas 29 são arranjadas e construídas para pulverizar os grãos presentes no fluido contido na câmara de moagem. Aletas 26 são ainda arranjadas e construídas para agitar o fluido em operação.In one embodiment the blade 30 comprises three blade wings 9-11 as shown in the embodiment of Figure 3b. The distance 15 from the axis of rotation 14 to the tip 16 of a blade is at least 2 cm. Preferably the distance 15 is at least 5 cm, more preferably at least 10 cm. In one embodiment the blades have a maximum length 15 of at most 25 cm, more preferably at most 20 cm. The blade 30 is arranged and constructed for rotation in a clockwise direction 28 since a sharp edge 29 will form the front edge of wings 9-11 during rotation. In addition, the distal portion 27 of wings 9-11 comprises an upwardly folded fin 26. Rims 26 and sharp front edges 29 are arranged and constructed to spray the grains present in the fluid contained in the grinding chamber. Fins 26 are further arranged and constructed to agitate fluid in operation.
[00070] De acordo com a invenção, a ponta 16 terá uma velocidade mínima de pelo menos 10 m/s para criar um efeito como misturador durante moagem.According to the invention, the tip 16 will have a minimum velocity of at least 10 m / s to create a mixer effect during grinding.
[00071 ] A figura 3a mostra uma modalidade diferente de uma lâmina 90. A lâmina 90 compreende um corpo como luva central 91 que tem 4 asas 92-95 que se estendem radialmente a partir do corpo como luva 91, Cada asa 92-95 compreende uma porção que se estende genericamente de maneira radial 96, e uma porção ponta 97, mais distai da porção 96, que se estende sobre um ângulo α para cima ou para baixo, em relação ao plano radial 98. Em uma modalidade as asas 92-95 são também providas de uma aleta. Isto não está mostrado na figura 3a. A aleta ou outra parte da asa que se estende em uma direção paralela ao eixo do eixo 14, pode provocar uma perturbação no fluido durante rotação, provocando mistura do fluido em utilização, permitindo moagem do fluido completo contido dentro da câmara de moagem 3.Figure 3a shows a different embodiment of a blade 90. The blade 90 comprises a central glove body 91 having 4 wings 92-95 extending radially from the glove body 91. Each wing 92-95 comprises a generally radially extending portion 96, and a more distal tip portion 97 of portion 96 extending at an angle α up or down relative to the radial plane 98. In one embodiment the wings 92- 95 are also provided with a fin. This is not shown in figure 3a. The wing or other part of the wing extending in a direction parallel to the axis of the shaft 14 may cause a fluid disturbance during rotation causing mixing of the fluid in use, allowing grinding of the complete fluid contained within the grinding chamber 3.
[00072] Em uma modalidade as aletas são arranjadas e construídas para provocar uma aspiração e empurrar o fluido para, e a partir da asa durante sua rotação para provocar agitação no fluido. Em uma modalidade o eixo 8 se estende desde uma extremidade inferior da câmara de moagem 3 para cima, para o interior do fluido contido na câmara de moagem 3. As lâminas se estendem desde o eixo junto a uma superfície inferior da câmara de moagem.In one embodiment the fins are arranged and constructed to cause aspiration and push fluid into and from the wing during rotation to cause agitation in the fluid. In one embodiment the shaft 8 extends from a lower end of the grinding chamber 3 upwards into the fluid contained in the grinding chamber 3. The blades extend from the shaft near a lower surface of the grinding chamber.
[00073] O controlador 5 pode controlar a unidade de acionamento 6 para trazer as lâminas para rotação. A unidade de acionamento é capaz de girar a ponta 16 das asas de lâmina a pelo menos 10 m/s, preferivelmente pelo menos 15 m/s. Isto irá permitir obter um efeito de misturador de cozinha em uma escala industrial o que resulta em um sistema de preparar um extrato líquido de grão de cereal pulverizando grão de cereal a uma taxa de pelo menos 100 kg de grão de cereal seco por hora, o que é mais efetivo do que sistemas da técnica precedente.Controller 5 can control drive unit 6 to bring blades for rotation. The drive unit is capable of rotating the blade wing tip 16 to at least 10 m / s, preferably at least 15 m / s. This will allow for an industrial-scale kitchen mixer effect resulting in a system of preparing a liquid cereal grain extract by spraying cereal grain at a rate of at least 100 kg of dry cereal grain per hour. which is more effective than prior art systems.
[00074] Preferivelmente o aparelho 1 é arranjado para alimentação contínua de líquido e grão de cereal.Preferably apparatus 1 is arranged for continuous feeding of liquid and cereal grain.
[00075] A figura 2 mostra uma modalidade diferente na qual uma câmara de mistura 60 é arranjada a montante de uma série de três aparelhos de moagem 61, e no qual outros elementos são similares à primeira modalidade. A câmara de mistura 60 compreende duas entradas 62, 63 para grão de cereal e para água ou um líquido aquoso, que são trazidos juntos em um recipiente conformado genericamente como tambor, que compreende um dispositivo de mistura 64, ilustrado de maneira esquemática. O dispositivo de mistura compreende uma lâmina 65 e uma unidade de acionamento 66. A unidade de acionamento 66 e a lâmina 65 são arranjadas para misturar o fluido e o grão. Uma rpm preferivelmente baixa é utilizada para misturar. Em uma modalidade a câmara de mistura 60 é arranjada para realizar um pré-processamento de moagem da suspensão. Na modalidade mostrada, a suspensão misturada escoa até um primeiro dos três aparelhos de moagem 61 que tem um ajuste similar ao aparelho de moagem 1.Figure 2 shows a different embodiment in which a mixing chamber 60 is arranged upstream of a series of three milling apparatuses 61, and in which other elements are similar to the first embodiment. The mixing chamber 60 comprises two inlets 62, 63 for cereal grain and for water or an aqueous liquid, which are brought together in a generally drum-shaped container comprising a mixing device 64, shown schematically. The mixing device comprises a blade 65 and a drive unit 66. The drive unit 66 and the blade 65 are arranged to mix the fluid and the grain. A preferably low rpm is used for mixing. In one embodiment the mixing chamber 60 is arranged to perform pre-processing of the suspension grinding. In the embodiment shown, the mixed suspension flows to one of the three milling apparatuses 61 having a similar adjustment to the milling apparatus 1.
[00076] Em operação, as lâminas 30, 31, em particular as pontas 16 das asas de lâmina 9-11 irão desintegrar partículas de grão suspensas no líquido contido na câmara de moagem 3. As asas de lâmina irão, devido à velocidade angular elevada em particular devido à alta velocidade das pontas 16 das asas de lâmina 9-11, transferir uma quantidade substancial de energia cinética para a suspensão. Preferivelmente a energia mecânica total transferida é pelo menos 5 kJ por quilo de grão de cereal seco. O controlador 5 é capaz de monitorar que a velocidade de rotação seja suficiente para transferir a quantidade adequada de energia cinética para a suspensão, isto é, energia cinética suficiente para desintegrar partículas de grão na suspensão.In operation, the blades 30, 31, in particular the tips 16 of the blade wings 9-11 will disintegrate grain particles suspended in the liquid contained in the grinding chamber 3. The blade wings will, due to the high angular velocity In particular due to the high speed of the tips 16 of the blade wings 9-11, transfer a substantial amount of kinetic energy to the suspension. Preferably the total mechanical energy transferred is at least 5 kJ per kilogram of dry cereal grain. Controller 5 is capable of monitoring that the rotational speed is sufficient to transfer the appropriate amount of kinetic energy to the suspension, that is, sufficient kinetic energy to disintegrate grain particles in the suspension.
[00077] Para aumentar a mistura das partículas suspensas como resultado da operação do aparelho de moagem, uma câmara de moagem podería compreender uma ou mais chicanas 74, 75 que se estendem, na modalidade mostrada, radialmente para dentro a partir da parede 3 da câmara de moagem. As chicanas 74, 75 podem ser parte de um corpo de chicana que é posicionado na câmara de moagem 3.To increase the mixing of the suspended particles as a result of the operation of the grinding apparatus, a grinding chamber could comprise one or more baffles 74, 75 extending, in the embodiment shown, radially inwardly from the chamber wall 3 Grinding The baffles 74, 75 may be part of a baffle body that is positioned in the grinding chamber 3.
[00078] O primeiro aparelho de moagem mostrado na figura 1 tem uma saída 18. A saída 18 pode compreender uma válvula 19 (ou uma bomba) que pode ser controlada pelo controlador 5. A saída 18 também permite o transporte de suspensão de grão até o aparelho de moagem próximo. O último aparelho de moagem tem uma saída 21 que permite o transporte da suspensão moída até uma câmara de reator 50 e mais a jusante até um dispositivo de separação 20. O dispositivo de separação 20, nesta modalidade, compreende uma malha ilustrada de maneira esquemática 22 a montante da saída 23.The first milling apparatus shown in Figure 1 has an outlet 18. The outlet 18 may comprise a valve 19 (or a pump) which may be controlled by the controller 5. The outlet 18 also allows the transport of grain suspension to the nearby grinding appliance. The latter grinding apparatus has an outlet 21 allowing transport of the milled suspension to a reactor chamber 50 and further downstream to a separation device 20. The separation device 20 in this embodiment comprises a schematically illustrated mesh 22 upstream of the exit 23.
[00079] Em uma modalidade o dispositivo de separação 20 ainda compreende uma centrífuga. A pessoa versada na preparação de extratos líquidos de grãos de cereal será familiar a ajustes diferentes que podem ser utilizados em combinação com um aparelho de moagem de acordo com a modalidade mostrada.In one embodiment the separating device 20 further comprises a centrifuge. The person skilled in preparing liquid cereal grain extracts will be familiar with different settings which may be used in combination with a milling apparatus according to the embodiment shown.
[00080] Em uma modalidade a saída 18 é posicionada genericamente em altura a meio caminho da câmara de moagem 3. Isto irá permitir a transferência contínua de fluido moído a partir da câmara 3. Junto ao lado de fundo as partículas suspensas mais pesadas irão reunir, enquanto junto a uma extremidade mais elevada haverá menos partículas suspensas.In one embodiment the outlet 18 is generally positioned at a height midway from the grinding chamber 3. This will allow continuous transfer of ground fluid from the chamber 3. Along the bottom side the heavier suspended particles will gather , while near a higher end there will be fewer suspended particles.
[00081] Embora a figura 1 mostre um nível líquido 13, é também possível e em algumas modalidades preferidas operar as câmaras sem uma fase gasosa de espaço superior presente no aparelho de moagem 1.Although Figure 1 shows a net level 13, it is also possible and in some preferred embodiments to operate the chambers without a higher space gas phase present in the grinding apparatus 1.
[00082] Em uma modalidade a transferência entre os aparelhos de moagem 1,61 e no sentido de uma câmara de reação 59, é contínua. Etapas de transferência subsequentes poderíam ser ou em batelada e/ou contínuas.In one embodiment the transfer between the grinding apparatus 1.61 and towards a reaction chamber 59 is continuous. Subsequent transfer steps could be either batch and / or continuous.
[00083] Embora a figura 1 ilustre o sistema de acordo com a invenção em uma maneira muito esquemática, a pessoa versada será capaz de melhorar a modalidade mostrada para uma escala industrial, utilizando a invenção como aqui discutida. Em particular, a pessoa versada é capaz de fornecer o sistema de acordo com a invenção em uma cervejaria.Although Figure 1 illustrates the system according to the invention in a very schematic manner, the skilled person will be able to improve the embodiment shown for an industrial scale using the invention as discussed herein. In particular, the skilled person is able to provide the system according to the invention in a brewery.
[00084] A figura 4 ilustra, de maneira esquemática, uma terceira modalidade de um sistema de acordo com a invenção. A figura 4 mostra, de maneira esquemática, um sistema que compreende um aparelho de mistura 100 e um aparelho de moagem 104, no qual dito aparelho de moagem compreende uma única câmara de moagem 105 na qual três unidades de acionamento, ilustradas de maneira esquemática, e rotores 101, 102, 103 são recebidos. Grãos de cereal 120 e água ou um líquido aquoso 121, são adicionados à câmara de mistura 112 para serem convertidos em uma suspensão.Figure 4 schematically illustrates a third embodiment of a system according to the invention. Fig. 4 shows schematically a system comprising a mixing apparatus 100 and a grinding apparatus 104, wherein said grinding apparatus comprises a single grinding chamber 105 in which three drive units, shown schematically, and rotors 101, 102, 103 are received. Cereal grains 120 and water or an aqueous liquid 121 are added to the mixing chamber 112 to be converted into a suspension.
[00085] O aparelho de mistura 100 compreende o rotor 111 recebido na câmara de mistura 112 na qual também a unidade de acionamento 113 conectada ao rotor 111 é recebida de maneira completa na câmara de mistura 112.The mixing apparatus 100 comprises the rotor 111 received in the mixing chamber 112 in which also the drive unit 113 connected to the rotor 111 is received completely in the mixing chamber 112.
[00086] A câmara de moagem 105 compreende três unidades de moagem 106-108 separadas de maneira esquemática por painéis divisórios 109-110. Os painéis divisórios 109-110 são arranjados de maneira vantajosa, de tal modo que grandes partículas contidas na suspensão que escoa através da câmara de moagem 105 são retidas em unidades de moagem 106 e 107, respectivamente. No exemplo ilustrado, as partículas grandes são retidas pelos painéis divisórios 109 e 110 uma vez que o nível de suspensão 122 na câmara de mistura 150 seja suficientemente elevado para permitir que a suspensão ultrapasse estes painéis até a próxima unidade de moagem, porém não elevado o suficiente para carregar com ela as grandes partículas contidas nela. Assim, grandes partículas são retidas na unidade de moagem 106 e unidade de moagem 107, até que tenham sido desintegradas pela ação de moagem para uma dimensão de partícula que pode passar o divisório 109 ou o painel divisório 110.The grinding chamber 105 comprises three grinding units 106-108 schematically separated by partition panels 109-110. The partition panels 109-110 are advantageously arranged such that large particles contained in the suspension flowing through the grinding chamber 105 are retained in grinding units 106 and 107 respectively. In the illustrated example, the large particles are retained by the partition panels 109 and 110 since the suspension level 122 in the mixing chamber 150 is high enough to allow the suspension to overtake these panels until the next grinding unit, but not high. enough to carry with it the large particles contained in it. Thus, large particles are retained in the grinding unit 106 and grinding unit 107 until they have been disintegrated by the grinding action to a particle size that can pass the partition 109 or partition panel 110.
[00087] A jusante da câmara de moagem 105, uma bomba 115 suporta escoamento da suspensão de acordo com as setas indicadas na figura. Outra separação de partículas grandes pode ser conseguida no elemento de separação 116 a jusante da bomba 115. O conduto de reciclo 125 pode produzir um escoamento de retroalimentação de partículas grandes separadas no sentido de uma ou mais das unidades de moagem de 106, 107,108.Downstream of the grinding chamber 105, a pump 115 supports suspension flow according to the arrows shown in the figure. Other large particle separation may be achieved in the separating element 116 downstream of the pump 115. The recycle conduit 125 may produce a separate large particle feedback loop towards one or more of the grinding units 106, 107.108.
[00088] A suspensão que contém partículas desintegradas de maneira adequada, escoa a jusante até o reator 117 e a partir dele até um separador de grão gasto 118, para obter o extrato líquido 119.The suspension containing properly disintegrated particles flows downstream to reactor 117 and from it to a spent grain separator 118 to obtain liquid extract 119.
[00089] A figura 5 ilustra uma modalidade diferente de um aparelho de moagem 130. Uma unidade de acionamento 131 é conectada a uma estrutura (não mostrado). Além disto, o elemento estacionário 135 é conectado de maneira fixa àquela estrutura. A unidade de acionamento 131 aciona o corpo de rotor 133 que carrega lâminas 136 para rotação de acordo com a seta 138. O corpo de rotor 133 é montado de maneira rotativa 134 sobre o elemento estacionário 135. Aqui o elemento estacionário 135 é posicionado na posição do eixo de rotação. A ponta das lâminas 136 é posicionada próximo a 139. 100090] A invenção é ainda ilustrada por meio dos seguintes exemplos não limitativos: EXEMPLOS Exemplo 1 100091] Uma corrente contínua de 128 kg/h de ntalte foi introduzida em uma câmara de moagem juntamente com uma corrente contínua de 283 kg/h de água de fermentação. Na câmara de moagem que tinha um volume de 6 litros, uma lâmina com um diâmetro de 8,5 cm girada a 21.500 rpm. A corrente de produto a partir desta câmara foi transferida para duas câmaras similares operadas em série, e em ajustamentos de processo idênticos. Este sistema de moagem foi trazido para o estado constante moendo por pelo menos 20 minutos, em condições constantes de entrada de alimentação. [00092] O produto da terceira câmara de moagem foi coletado e derramado em um vaso de maeeração agitado de 100 litros. Um perfil típico de maeeração foi utilizado com um repouso de proteína por 20 minutos a 58ÜC, uma fase de aquecimento para alcançar 66ÜC em 15 minutos, um repouso de sacarificação a 66°C por 25 minutos, novamente aquecimento por 15 minutos até 76°C e um repouso final nesta temperatura por 10 minutos. Daqui em diante a malte moído foi transferida para um filtro de malte moído de duas câmaras. O filtro de malte moído foi operado da mesma maneira como com o malte moído com martelos.Figure 5 illustrates a different embodiment of a grinding apparatus 130. A drive unit 131 is connected to a frame (not shown). In addition, the stationary element 135 is fixedly connected to that structure. Drive unit 131 drives rotor body 133 which carries blades 136 for rotation according to arrow 138. Rotor body 133 is rotatably mounted 134 on stationary element 135. Here the stationary element 135 is positioned in position of the axis of rotation. The tip of the blades 136 is positioned close to 139. 100090] The invention is further illustrated by the following non-limiting examples: EXAMPLES Example 1 100091] A direct current of 128 kg / h of ntalte was introduced into a grinding chamber along with a continuous stream of 283 kg / h of fermentation water. In the milling chamber which had a volume of 6 liters, a blade with a diameter of 8.5 cm rotated at 21,500 rpm. Product stream from this chamber was transferred to two similar series-operated chambers, and in identical process adjustments. This grinding system was brought to the constant state by grinding for at least 20 minutes under constant power input conditions. The product from the third grinding chamber was collected and poured into a 100 liter stirred mains vessel. A typical maeeration profile was used with a protein rest for 20 minutes at 58 ° C, a heating phase to reach 66 ° C in 15 minutes, a saccharification rest at 66 ° C for 25 minutes, again heating for 15 minutes to 76 ° C and a final rest at this temperature for 10 minutes. Hereafter the ground malt was transferred to a two chamber ground malt filter. The ground malt filter was operated in the same manner as with hammered malt.
[00093J O mosto resultante foi bombeado para um vaso de fervura e o mosto foi fervido por 90 minutos. Depois de separação de borra quente e resfriamento do inosto até a temperatura de fermentação, oxigênio e fermento foram adicionados e fermentação normal de cerveja foi realizada. Amostras de mosto foram retiradas e analisadas, indicando um peso específico do mosto de 12,9% (peso/peso).The resulting must was pumped into a boiling vessel and the must was boiled for 90 minutes. After separation of hot sludge and cooling of the roast to fermentation temperature, oxygen and yeast were added and normal beer fermentation was performed. Must samples were taken and analyzed, indicating a specific must weight of 12.9% (weight / weight).
[00094] Produto final cerveja foi acondicionado em recipientes adequados (garrafas) e analisado sob parâmetros de qualidade de cerveja. A análise em parâmetros de mosto e parâmetros de cerveja indicou bom desempenho de inaceração e boa qualidade de produto. De interesse particular é a quantidade de açúcares fermentáveis formados durante o processo de maceração, indicando a disponibilidade de amido para enzimas induzida pela moagem dos grãos de malte. Neste exemplo um valor de 69,8% (peso/peso) dos carboidratos era açúcares fermentáveis, resultando em um limite de atenuação final aparente de 86% (w/w).[00094] Beer end product was packaged in suitable containers (bottles) and analyzed under beer quality parameters. Analysis on wort parameters and beer parameters indicated good inaccuracy performance and good product quality. Of particular interest is the amount of fermentable sugars formed during the maceration process, indicating the availability of starch for enzymes induced by malt grain milling. In this example a value of 69.8% (w / w) of the carbohydrates was fermentable sugars, resulting in an apparent final attenuation limit of 86% (w / w).
Exemplo 2 [00095] Correntes contínuas de 200 kg/li de malte e 400 kg/h de água são introduzidas em um vaso de mistura agitado de maneira contínua com um impeiidor, para obter uma suspensão, A mistura é transferida para uma primeira câmara de moagem que tem um volume de 6 litros. Uma lâmina com diâmetro de 8,5 cm é girada de maneira contínua a 21.500 rpm na câmara. A corrente de produto a partir desta câmara é transferida para duas câmaras similares operadas em série em ajustamentos de processo idênticos.Example 2 Continuous streams of 200 kg / l malt and 400 kg / h water are introduced into a continuously shaken mixing vessel with an impeller to obtain a suspension. The mixture is transferred to a first mixing chamber. milling that has a volume of 6 liters. An 8.5 cm diameter blade is continuously rotated at 21,500 rpm in the chamber. Product stream from this chamber is transferred to two similar series-operated chambers at identical process settings.
[00096] Depois desta sequência de câmaras de mistura, uma bomba de deslocamento positivo transfere a mistura para o reator de conversão vertical de 600 litros de volume. O reator é equipado com um eixo vertical no qual discos são montados para conseguir mistura. Um perfil de temperatura ao longo da altura do reator é aplicado com um repouso de proteína a 58°C, um repouso de sacarificação a 67°C, e um repouso final a 78°C. Daí em diante o malte moído é transferido para uma centrífuga decantadora para remover partículas.Following this sequence of mixing chambers, a positive displacement pump transfers the mixture to the 600 liter volume vertical conversion reactor. The reactor is equipped with a vertical shaft on which discs are mounted to achieve mixing. A temperature profile along the height of the reactor is applied with a protein stand at 58 ° C, a saccharification stand at 67 ° C, and a final stand at 78 ° C. Thereafter the ground malt is transferred to a decanter centrifuge to remove particles.
[00097] O mosto resultante é bombeado no sentido de um reator de fervura da mesma geometria que o reator de conversão, e o mosto é fervido por 60 minutos a 103°C. Depois de separação de borra quente e resfriamento de mosto até a temperatura de fermentação, oxigênio e fermento são adicionados e uma fermentação de cerveja normal é realizada.The resultant must is pumped towards a boil reactor of the same geometry as the conversion reactor, and the must must be boiled for 60 minutes at 103 ° C. After hot sludge separation and wort cooling to fermentation temperature, oxygen and yeast are added and a normal beer fermentation is performed.
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