Способ производства хмелевых экстрактов для пивоварения

 

О П С Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Респтблик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

МПК С 12с 9 02

Заявлено 19.Х1.1969 (¹ 1379653/28-13) Приоритет 19.XI,1968, № 54875/68, Великобритания

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 663.444.7(088.8) Опубликовано 07ЛУ.1971. Бюллетень № 13

Лата опубликования описания 26Х.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Вильям Митчелл, Энтони Мартин Хемфри и Джон Майкл Финчер (Великобритания) Иностранная фирма

«Баш Боук Аллен Лимитед» (Великобритания) Заявитель

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХМЕЛЕВЫХ ЭКСТРАКТОВ

ДЛЯ ПИВОВАРЕНИЯ

Изобретение относится к пивоваренной промышленности, а именно к способу производства хмелевых экстрактов для пИвоварения.

Известен способ производства хмелевых экстрактов для пивоварения путем экстрагирования из хмеля всех растворимых вещестВ с помощью несмешивающегося с водой растворителя, разделения экстракта на фракцию, содержащую а-кислоты и фракцию, содержащую

Р-кислоты и масла, получения изо-а-кислот одним из известных способов, например растворением экстракта в несмешивающемся с водой растворителе в присутствии водной щелочи для экстрагирования а-кислот, перевода солей а-кислот из экстракционного раствора в более концентрированный щелочной раствор с последующим нагреванием последнего для изомеризации а-кислот.

Предлагаемый способ позволяет улучшить к ач ест во э кстр а кто в.

Лля этого перед разделением на фракции из экстракта выделяют ксантогумолы.

Выделять ксантогумолы предложено путем контактирования экстракта сначала с неполярным органическим растворителем, например жидким парафиновым углеводородом, а затем полярным растворителем, несмешивающимся с первым растворителем, например нйзшим спиртом, селективно экстрагирующим ксантогумолы из раствора в первом растворителе.

Из водного концентрированного раствора

Б можно экстрагировать изо-а-кислоты полярным несмешивающимся с водой растворителем, например метилизобутилкетоном, н-бутанолом, этилацетатом, изопропилацетатом, с последующим выделением изо-а-кислот в ви10 де солей из этого растворителя.

Пример 1. Сырой экстракт хмеля (100 фунтов), содержащий 27,8% а-кислот, полученный путем экстракции высушенного хмеля бензолом, растворяют в 50 галлонах

l5 легкой фракции нефти (t„„„75 — 95 С).

Нерастворимое вещество (6 фунтов) отбрасывают.

Этот раствор тщательно перемешивают с

20 75%-ным (по объему) метанолом (10 галлонов) в течение 10 мин при 50 С. После отстаивания в течение 1 час нижний метанольный слой отделяют. Процесс промывания повторяют с добавочным количеством 75%-ного мета25 иола (10 галлонов).

Метанольные промывные вытяжки объединяют и перемешивают с чистым легким петролеумом (6 галлонов). После разделения верх301000

25

60

65 ний петролейный слой прибавляют к главному промывному петролейному раствору. Нижний метанольный слой подвергают перегонке для выделения метанола с целью повторного использования и получения смолистого остатка (4 фунта), богатого ксантогумолом.

Петролейный раствор смол хмеля вводят в непрерывный поток жидкости, в жидкостную экстракционную колонку при скорости потока

10 галлонов в 1 час с противотоком 2,5 вес. на 1 объем раствора карбоната калия при скорости потока 20 галлонов в 1 час. Выходящий воднощелочной раствор (рН 9,0) непрерывно вводят в небольшую колонку с противотоком чистого петролейного эфира со скоростью потока 1,5 галлона в 1 час. Объединенные петролейные растворы, содержащие Р-кислоты, мягкие смолы, фиксированные и летучие масла, подвергают перегонке для выделения растворителя, оставляя лупулоны и т. д., который может снова применяться в аналогичном процессе для дальнейшей обработки.

Водный раствор (80 галлонов), содержащий

3,3 вес. /о на 1 объем а-кислот в виде калиевых солей, свободный от р-кислот и других нежелательных ингредиентов хмеля, вводят в следующий противоточный экстрактор с противотоком н-бутанола.

Полученный бутанольный раствор (26 галлонов) содержит 9,8 вес, /о на 1 объем а-кислот. Этот раствор подвергают перегонке при уменьшенном давлении для выделения бутанола.

В процессе перегонки прибавляют воду, необходимую для замены растворителя, и поддерживают при этом температуру ниже 60 С.

Оставшийся водный раствор (12,5 галлонов), содержащий 19,0 вес. /о на 1 объем а-кислот, кипятят в течение 90 мин при атмосферном давлении при поддержании рН 10,2 путем прибавления 25 вес. o/o íа 1 объем водного раствора карбоната калия для изомеризации акислот. Полученный раствор (10,5 галлонов) содержит 21,3 вес. /О на 1 объем изо-а-кислот.

Этот раствор затем экстрагируют при помощи перемешивания с тремя последовательными количествами этилацетата (6 галлонов, 2и 2 галлона). Объединенные этилацетатные растворы подвергают перегонке при сравнительно небольшем уменьшенном давлении с прибавлением небольшого количества дистиллированной воды, необходимой для замены растворителя.

Остаток, состоящий из конечного изомеризованного экстракта хмеля, весит 48,5 фунтов и содержит 45,3 вес. о/О изо-а-кислот.

Пример 2. Сырой экстракт хмеля (300 фунтов), содержащий 41,0 /о к-кислот, полученный путем экстракции сухого хмеля бензолом, растворяют в 120 галлонах легкой петролейной фракции нефти (to„„„75 — 95 С).

Нерастворимый остаток (12 фунтов) отделяют.

Раствор пропускают "o скоростью потока

10 галлонов в 1 час через противоточную колонну в противоток 75 метанола, проходящего со скоростью 8 галлонов в 1 час.

Вытекающий метанольный раствор пропускают непрерывно через вторую меньшую колонну, через которую он протекает навстречу потоку чистого петролейного эфира со скоростью 2 галлона в 1 час. Метанольный раствор, вытекающий из второй колонны, подвергают перегонке для выделения метанола, оставляя 320 фунтов остатка, богатого ксантогумолом. Легкую петролейную фракцию из второй колонны оставляют и применяют затем для растворения следующего количества экстракта хмеля.

Петролейный раствор из первой колонны пропускают непрерывным потоком через третью колонну в противотоке к 2,5 /о-ному водному раствору карбоната калия со скоростью 20 галлонов в 1 час, но эту скорость контролируют так, чтобы выходящий водный раствор имел рН в пределах между 8,5 и 9,0.

Легкий петролейный элюат из третьей колонны подвергают перегонке для выделения растворителя, оставляя остаток (101 фунт), богатый Р-кислотами, эфирными маслами и фиксированными нелетучими маслами хмеля.

Водную фазу непрерывно пропускают через четвертую колонну в противотоке и чистому легкому петролейному эфиру со скоростью

2 галлона в 1 час. Легкий петролейный раствор из этой колонны оставляют для дальнейшего использования при растворении других экстрактов хмеля.

Водную фазу (265 галлонов), содержащую

4,2 /о а-кислот, собирают и после нагревания до 40 С обрабатывают 25 /о-ным водным раствором хлористого кальция (20 галлонов) до тех пор, пока не выпадут в осадок кальциевые соли а-кислот.

Осадок собирают на вакуумфильтре, и фильтрат отбрасывают. Влажную отфильтрованную массу растворяют при перемешивании в 97О/о-ном метаноле (200 галлонов). Затем к этой смеси прибавляют 50О/о-ный водный раствор карбоната калия в количестве, достаточном для повышения значения рН метанольного раствора до 12,2. Затем этот раствор пропускают через очистительный фильтр для удаления нерастворимого карбоната или бикарбоната кальция. К фильтрату прибавляют

50 /о-ный водный раствор лимонной кислоты, достаточный для доведения значения рН до

9,0. Раствор подвергают перегонке для выделения метанола, оставляя водный раствор (20 галлонов) калиевых солей а-кислот.

Этот раствор разбавляют дистиллированной водой до объема 60 галлонов и рН доводят до

10,2 путем прибавления 50О/О -ного водного раствора карбоната калия, затем кипятят при атмосферном давлении до завершения изомеризации.

Полученный в результате раствор солей калия изо-а-кислот концентрируют под вакуумом, получая 180 фунтов изомеризованного экстракта хмеля, содержащего 48,4 /о изо-а301000

Составитель В. Дунье

Редактор Е. С. Братчикова Техред 3. Н. Тараненко Корректоры; Е. В. Исакова и Л. Б. Бадылама

Заказ 1321/18 Изд. № 590 Тира к 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 кислот или 71 /в а-кислот, присутствующих в исходном веществе.

П р и и е р 3. Изомеризованный экстракт хмеля (90 фунтов), содержащий 48,4 /о изоа-кислот, полученный по методу, описанному в примере 2, очищают следующим образом.

Растворяют экстракт в дистиллированной воде (15 галлонов), и раствор экстрагируют метилизобутилкетоном три раза (5,2 и 2 галлона) при помощи механического перемешивания с последующим отстаиванием и отделением. Водный слой отбрасывают. Метилизобутилкетонный раствор изомеризованного экстракта хмеля подвергают перегонке под уменьшенным давлением для выделения растворителя.

В процессе перегонки добавляют воду в количестве, достаточном для замены удаленного метилизобутилкетона. Остаток — прозрачный жидкий экстракт (101 фунт), содержащий

41,8% изо-а-кислот, затем разбавляют дистиллированной водой (4 фунта), давая стандартный экстракт (10 фунтов), содержащий 40 /в изо-а-кислот и 35% воды.

Содерхкание ксантогумола в вышеуказанных экстрактах определяют следующим методом.

Точно взвешивают экстракт порядка 1 г и растворяют в дистиллированной воде (20 мм).

Раствор наливают в делительную воронку, подкисляют соляной кислотой (рН 1) и экстрагируют хлороформом (ЗХ5 л л). Комбинированные экстракты хлороформа фильтруют через небольшой фильтр, состоящий из хлопка-сырца с содержанием небольшого количества безводного сульфата натрия. Фильтрат собирают в 25-миллиметровую мерную колбу и разбавляют бензолом до необходимого объема. Колонну, содержащую силикагель (Мерк

0,05 — 0,2 л1м), длиной 6 см, диаметром 6 л1м, получают путем сухой насадки. 2 мл полученного раствора вводят в верхнюю часть колонны и подвергают элюированию смесью бензола с хлороформом (9: 1); элюат (порядка 40 мл) отбрасывают. Элюирование продолжают чистым метанолом, и элюат собирают в 25-миллиметровую мерную колбу. Добавляют 0,5 мл едкого натра и метанола до необходимого объема. Оптическую плотность этого раствора определяют метанолом при 438 И в 1 сл1 элемента как эталон.

О Д 25 100

Расчет % ксантогумола

5 4 2 100.0W где w — вес взятого экстракта. (Уравнение получено на основании того, что

1 мг ксантогумола в щелочном метаноле объемом .25 мл имеет оптическую плотность 4).

Предмет изобретения

1. Способ производства хмелевых экстрактов для пивоварения путем экстрагирования из хмеля всех растворимых веществ с помощью несмешивающегося с водой растворителя, разделения экстракта на фракцию, содержащую а-кислоты и фракцию, содержащую Р-кислоты и масла, получения изо-а-кислот одним из известных способов, например растворением экстракта в несмешивающемся с водой растворителе в присутствии водной щелочи для экстрагирования а-кислот, перевода солей акислот из экстракционного раствора в более концентрированный щелочной раствор с последующим нагреванием последнего для изомеризации а-кислот, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества экстрактов, перед разделением на фракции из экстракта выдел я ют ксантогу молы.

30 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение ксаптогумолов осуществляют путем контактирования экстракта сначала с неполярным органическим растворителем, например жидким парафиновым углеводородом, 35 а затем полярным растворителем, несмешивающимся с первым растворителем, например низшим спиртом, селективно экстрагирующим ксантогумолы из раствора в первом растворителе.

40 3 Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что из водного конценгрированного раствора экстрагируют изо-а-кислоты полярным несмешивающимся с водой растворителем, например метилизобутилкетоном, н-бутанолом, этил45 ацетатом, изопропилацетатом, с последующим выделением изо-а-кислот в виде солей из этого растворителя.