制造脫酒精飲料的設備和方法
【專利摘要】用于由含酒精飲料起始產(chǎn)品(10)制造脫酒精飲料(60)的方法和用于執(zhí)行該方法的設備，所述方法包括以下步驟：在滲透模塊(2)中借助非熱學滲透(A)將飲料起始產(chǎn)品(10)分離為含酒精且含芳香物的滲透液(24)和含芳香物且基本無酒精的滲余液(22)；在預定進行下述任務的模塊(4)中對滲透液(24)進行脫酒精化(C)；和在最終混合模塊(5)中將脫酒精的滲透液和基本無酒精滲余液(22)最終混合。在脫酒精化(C)之前，在芳香物吸附器(3)中通過冷吸附(B)從含酒精且含芳香物的滲透液(24)中脫除芳香化合物，得到芳香相(36)和無芳香物但含酒精的滲透液(24’)，而滲透液(24’)具有的酒精將通過酒精分離(C)從其中脫除，得到水性的、基本上脫芳香物且脫酒精的滲透液水相(24″)。芳香相(36)、滲透液水相(24″)和滲余液(22)在最終混合模塊中進行最終混合，從而得到脫酒精飲料(60)。
【專利說明】制造脫酒精飲料的設備和方法
[0001]本申請涉及制造脫酒精飲料的設備和方法，脫酒精化可理解為表示飲料的酒精含量的任意減小至完全脫除酒精。下文中，酒精可理解為表示乙醇。
[0002]原則上，可以分為兩種脫酒精化方法，并且這些兩種方法的組合也是已知的。在一種方法中，通過過早停止發(fā)酵來實現(xiàn)較低的酒精含量，即，防止或減少酒精的形成。結果，飲料通常獲得甜味，因為許多糖類仍然以其初始形式存在。相比之下，仍缺乏僅在發(fā)酵過程中發(fā)展的芳香。在另一方法中，在發(fā)酵過程已經(jīng)結束后，在下游物理工序中從飲料中除去酒精，在該過程中許多芳香物質也與酒精一起脫除，和/或芳香物質被該過程(熱、氣氛氧)改變。因此，兩種方法的缺點是飲料味道的顯著改變。
[0003]在第二種類型的方法中，存在多種技術，通常為熱學方法，在其幫助下可制得低酒精(>0.5體積％ )或所謂的無酒精(〈0.5體積％ )飲料，且芳香物同時得到濃縮。
[0004]用于從飲料中脫除酒精的這些方法最有名的是容易蒸餾或精餾。使用液體、使用壓縮氣體或超臨界氣體、以及反滲透和透析進行提取是已知的。
[0005]在最常見的方法(分級蒸餾)中，酒精在蒸餾塔中從真空中的含酒精飲料中作為中間級分脫除。易揮發(fā)的芳香物優(yōu)選富集在頂部級分中，其還稱為前流，并且不易揮發(fā)的芳香物富集在蒸余液中。酒精通過中間級分分離出。頂部級分和蒸余液作為芳香組分而在混合過程中再次添加至脫酒精飲料中。在混合過程中，通常還添加一些允許的添加劑和澄清劑以調整味道。該方法具有兩個主要缺點:首先，芳香物回收出于物理原因而僅僅是不完全的(芳香組分與酒精共沸，通過真空栗系統(tǒng)而損失了易揮發(fā)的前味段)。其次，含酒精飲料作為整體經(jīng)歷熱學過程，其雖然通過使用真空降低了處理溫度，但還是導致了飲料味道的不利變化。因此，不能再現(xiàn)含酒精起始產(chǎn)品的特有的味道和氣味成分。
[0006]從其原理的角度來看，旋轉圓錐法同樣是一種分級蒸餾法，不過，由于其設計，二者均降低了含酒精飲料的熱應力，并改善了前味段中的芳香物回收。關于感官品質(味道和香氣)，與利用常規(guī)分級蒸餾獲得的那些相比，該方法已經(jīng)顯著改善了脫酒精飲料。
[0007]然而，不考慮所選的上述方法，必須注意的是，迄今為止的飲料(其中酒精已經(jīng)后續(xù)脫除)在味道方面不能與含酒精初始產(chǎn)品媲美，因為已經(jīng)如上簡單所述，許多芳香物質、特別是易揮發(fā)芳香物質也隨著酒精的脫除而除去。此外，在較高溫度下脫除酒精期間，氧化過程和其他化學反應啟動或加速，并且這些過程造成味道的進一步變化。此處的較高溫度可理解為表示大于30°C的飲料溫度，因為高于這些溫度時，取決于飲料、處理時間和物理化學過程，飲料的組成可能顯著變化。飲料的貯存期和顏色也可能受到這些方法的損害。
[0008]為了彌補這些缺點，將以此種方式獲得的無酒精或減酒精飲料中間物與未脫酒精的飲料初始產(chǎn)品的配合料摻混，由此最終產(chǎn)品的酒精含量再次增大。或者，將旨在遮掩味道變化的添加劑混入該飲料中間物，但是這樣通常不會得到所需的結果。
[0009]現(xiàn)已提出多種方法來嘗試通過在脫酒精化期間降低壓力或極大排除氧來抵消這些效應。此種方法的實例描述于例如DE 3506820A1和DE 102010031729A1中。
[0010]DE 3506820A1描述了氣泡酒進行脫酒精化的過程。對此，首先在密閉系統(tǒng)中通過在低壓(400mmHg?500mmHg)下噴出從氣泡酒中除去碳酸，然后在更低的壓力(80mmHg?120mmHg)和30°C?45°C的溫度下進行真空蒸餾，由此除去酒精，而后在3?4巴的超大氣壓和3°C?8°C的溫度下再次引入碳酸。以此種方式脫酒精化的氣泡酒應當包含小于0.5體積％的酒精。
[0011]借助氣體脫酒精化的一個實例如DE102010031729A1中所示。在其中描述的方法中，乙醇在該過程中從飲料脫附成為氣體，其隨后排出并可選地進行其他步驟。為了減少該操作通常需要的大量氣體，DE 102010031729A1提出在較低的環(huán)境壓力下進行其方法。作為進一步的效果，DE 102010031729A1描述了惰性氣體如何在這些條件下也能用作氣體，其據(jù)稱可防止原本由于氧化過程而出現(xiàn)的味道變化。環(huán)境壓力的調整需要在該方法中以受控的方式進行，其中，脫酒精化期間的壓力減小根據(jù)所建立的與要脫酒精飲料的沸點的特定函數(shù)關系進行調節(jié)，即壓力隨脫酒精化的推進而減小。
[0012]WO 2004/113489AI提出了同樣借助蒸餾過程從飲料中脫除酒精的方法。不過，在脫除酒精的步驟之前，通過滲透過程將飲料分離為富集有芳香物質的無酒精相和含酒精相。含酒精相借助蒸餾進行脫酒精化，并隨后與無酒精且含芳香物的相合并。
[0013]雖然采取了上述措施，但在上述方法中、特別在脫除酒精期間仍損失多種芳香物質。
[0014]本文描述的發(fā)明旨在提供一種用于制造脫酒精飲料(特別是脫酒精葡萄酒)的改進設備和改進方法，其中更多的初始芳香物質仍得到保留。下面，術語“脫酒精飲料”可用于低酒精(>0.5體積％)或無酒精(〈0.5體積％)的情況。當下文中使用“無酒精”時，其可理解為表示“基本上無酒精”，即仍存在至多約0.5體積％的酒精殘留量。
[0015]權利要求1中給出了一種用于制造脫酒精飲料的改進方法，其中特別保留了更多的初始芳香物質，權利要求14中給出了用于執(zhí)行該方法的設備，權利要求16中給出了通過該方法制造的飲料。從屬權利要求中給出了所述方法和設備的實施方式。
[0016]用于制造脫酒精飲料的方法包括以下步驟:借助非熱學滲透將飲料起始產(chǎn)品分離為一方面的含酒精且含芳香物的滲透液和另一方面的含芳香物且無酒精的滲余液;和對滲透液進行脫酒精化(優(yōu)選借助蒸餾對滲透液進行脫酒精化)，并合并脫酒精的滲透液和基本上無酒精的滲余液。此外，在本發(fā)明的方法中，在脫除酒精和/或在蒸餾之前從含芳香物和酒精的滲透液中脫除芳香物質。該工序優(yōu)選在芳香物吸附器中進行。通過除去芳香物質，一方面獲得基本上脫芳香化但含酒精的滲透液，然后從其中脫除酒精，得到脫芳香化且脫酒精化的滲透液/水相。另一方面，所吸附的芳香物以芳香相的形式獲得。該芳香相與滲透液/水相和滲余液合并混合，以得到脫酒精飲料最終產(chǎn)品。
[0017]所用的起始產(chǎn)品可以是葡萄酒、氣泡酒、啤酒或烈酒，或要進行脫酒精化的任何其他所需含酒精飲料。
[0018]滲透的主要目的是脫除酒精。非熱學滲透借助于納米濾膜(也簡稱為膜或納米濾器)進行。在濾液一側，在滲透期間形成所謂的滲透液;在納米過濾的情況下，將其稱為濾液。出于物理和化學原因，含酒精飲料中存在的水、芳香物和水溶性水果成分的一部分也轉移到滲透液中。通過上述非熱學滲透方法獲得具有有價值物質的含酒精飲料的提取成分，并將其分離為用于進行重組的獨立的成分。此種提取成分稱作“滲余液”。該重組(也稱為重構)在混合模塊中通過與其他成分混合而進行。
[0019]將含酒精飲料分離為一方面的含酒精并含芳香物的滲透液和另一方面的含芳香物且基本上無酒精的滲余液的步驟借助非熱學滲透在增高的壓力下進行，其中，所述壓力例如為10巴?50巴的范圍，特別是20巴?40巴的范圍。在非熱學滲透期間，使用膜或納米濾器(也稱為納米濾膜)作為分離器，其保留滲余液但能透過滲透液。根據(jù)含酒精飲料初始產(chǎn)品的性質以及滲透液和滲余液的所需組成來選擇膜或納米濾器。根據(jù)所選擇的納米濾膜的性質以及滲透液和滲余液的所需組成來選擇飲料初始產(chǎn)品輸送在納米濾膜上的壓力和溫度。
[0020]正在持續(xù)不斷地開發(fā)出新型膜和納米濾器，其性質不同于迄今為止已知的性質。取決于這些新開發(fā)的膜的新性質，所施加的壓力和溫度也可以不同。
[0021]通常，可以認為納米濾膜在滲余液中保留了較大分子，如染料、提取物質以及某些芳香物質(其根據(jù)所用的膜材料而不同)。結果，滲余液中的芳香物例如更多地由具有極性或因其大小而不能通過膜的大分子組成。這些芳香物例如為果酸、酚類成分以及單糖和多糖、蛋白質和天然染料。小分子如酒精和水等能夠經(jīng)納米濾膜通過進入滲透液中。同樣，部分果酸以及有時高價值酒香芳香物質也轉移至滲透液中。
[0022]優(yōu)選的是，選擇具有下述過濾品質的納米濾膜:其可保證提取物和芳香物質的保留與同時良好的滲透性能(具有多種重要芳香物質和果酸的水/醇)之間的良好折衷。
[0023]非常有利的是，滲透在室溫下進行，即在約18°C?約29°C的溫度范圍內進行。更高溫度是可行的，不過可能導致提取物、顏色和芳香物受損害;更低溫度可能降低滲透性能。在技術上，例如可行的是O °C?約50°C的溫度范圍。對于飲料起始產(chǎn)品和納米濾膜的大部分組合而言，已經(jīng)證明25°C ± 10C的溫度是最合適的。
[0024]特別有利的是，在非熱學滲透期間，以循環(huán)方式將滲余液或飲料起始產(chǎn)品供給至和輸送離開納米濾膜數(shù)次。供給可以例如經(jīng)供給管線進行，并且輸送離開的過程可以在各情況下經(jīng)再循環(huán)出口進行。
[0025]對于由滲透產(chǎn)生的含芳香物和酒精的滲透液，在脫除酒精之前，從其中例如通過蒸餾過程或另一合適的方法脫除芳香物質。為了脫除芳香物質，在芳香物吸附器中進行冷吸附，其中，使含芳香物和酒精的滲透液經(jīng)過芳香物吸附性吸附劑上，或通過此種吸附劑或通過具有此種吸附劑的多孔吸附劑床。
[0026]有利的是，在混合工序中使用脫酒精化的滲透液/水相作為用于重構減酒精飲料的配方成分，和/或其還返回滲透工序作為稀釋劑，并且具體而言特別用于在如上所述進行滲透工序時在循環(huán)滲余液/飲料起始產(chǎn)品中避免過高濃度的提取物質;和/或用于回收工序中，尤其是在制造時的回收工序(見下)需要食品級蒸汽時。這是特別有利的，因為以這種方式可以避免根據(jù)食品法不允許添加的外界水情況。
[0027]芳香物吸附器的吸附劑與所期望的芳香物匹配。有利的是，吸附劑是對應選擇的活性炭或對應選擇的樹脂。取決于所期望的芳香物和樹脂的性質，可以使用一種樹脂或不同樹脂的混合物作為吸附劑。
[0028]隨后將來自吸附劑的芳香物質在回收工序(特別是蒸汽回收)中以芳香相的形式回收。
[0029]當除了優(yōu)秀的芳香物回收和大部分味道相關成分以其初始形式保留之外還需要進行味道調整時，則脫酒精飲料可以在混合工序中還與合適的果汁濃縮物和/或果酸和/或碳酸的允許添加劑混合，和/或用允許的葡萄酒澄清劑處理。
[0030]特別經(jīng)濟的是，該方法作為連續(xù)方法進行。不過，該方法還可以自然地作為非連續(xù)法即所謂的分批法進行，特別是在僅要并入相對較少量時。在此種情況下或為了要并入一般量的含酒精飲料時，在經(jīng)濟上有用的是該方法的一些方法步驟作為分批過程進行，而另一些方法步驟連續(xù)進行。
[0031]用于從含酒精的飲料起始產(chǎn)品制造脫酒精飲料的設備通常設置有:滲透模塊，其用于將含酒精的飲料起始產(chǎn)品分離為含酒精和芳香物的滲透液和基本上無酒精且含芳香物的滲余液；用于對含酒精和芳香物的滲透液進行脫酒精化的模塊;和用于混合滲余液和脫酒精滲透液的混合模塊。此外，為了從含酒精且含芳香物的滲透液中獲得芳香相，該設備具有芳香物吸附器，其功能性地設置在滲透模塊和脫酒精化模塊之間。另外，芳香物吸附器具有用于將芳香相傳輸至混合模塊的另外的功能性連接體，從而使芳香相可以在混合模塊中與來自脫酒精化模塊的脫酒精且脫芳香物的滲透液/水相以及來自滲透模塊的滲余液合并。
[0032]有利的是，用于吸附芳香物質的芳香物吸附器設置有吸附劑，其特別配置在穿流性筒中。在此情況中，該吸附器功能性連接至回收模塊，其連接方式使得可以從吸附劑中回芳香物質收，特別優(yōu)選借助蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生的蒸汽進行回收。
[0033]本發(fā)明的方法和用于執(zhí)行該方法的本發(fā)明的設備在下文通過參照附圖中示出的工作實施例而更詳細描述。這些描述僅僅是示例性的，并且不具有限制作用。相同的元素在附圖中用相同的附圖標記指示。附圖完全是示意性地圖示:
[0034]圖1是本發(fā)明的方法的概略表示；
[0035]圖2是利用本發(fā)明的方法來制造脫酒精飲料的本發(fā)明的設備的一種可能實施方式的概略表示；
[0036]圖3是可用于本發(fā)明的設備的芳香物吸附器的【具體實施方式】。
[0037]上述方法和用于執(zhí)行該方法的設備以模塊化構建。模塊組件可以根據(jù)特定的技術條件配置。在這一點上，通過要處理的飲料起始產(chǎn)品和該方法操作的方式(也就是，其是作為連續(xù)方法、部分連續(xù)方法還是分批方法進行)來確定技術條件。
[0038]以下參照圖1和2描述本發(fā)明的方法(作為分批方法進行)和本發(fā)明用于執(zhí)行該方法的設備。在描述該設備時，對于該設備內的調節(jié)閥、觀察窗、控制和其他元件、位點及其應用的說明和描述為設備工程人員所熟知，并出于清楚目的而刻意地將其省略。同樣，裝配框架和外圍管道也沒有示出。
[0039]飲料起始產(chǎn)品10(在該實例中為葡萄酒)設置在儲存容器I中，并經(jīng)供給管線12供給至滲透模塊2中。
[0040]滲透模塊2包括納米濾膜20(例如Filmtec-NF90-400，制造商:Dow)。借助于高壓栗(例如可從瑞士的HydraCe 11獲得，未示出)，飲料起始產(chǎn)品1在例如30巴的較高壓力下傳輸在納米濾膜20上。所選的壓力影響穿流性能，而穿流性能對滲透性能有影響，并由此影響該設備的功效。有利的是，滲透A在室溫下進行，以保證良好的滲透性能且不損害成分。由此，含酒精的飲料起始產(chǎn)品10在該方法步驟中具有18°C?29°C的溫度，并優(yōu)選在此實例中具有25°C 土 1°C的溫度。滲透A所選的壓力與所選的溫度一起影響滲余液和滲透液的組成。
[0041]有利的是，納米濾器20被構造為螺旋形式。為此，納米濾器具有以螺旋形式排列且由間隔物(其例如由塑料構成)保持分離并固定的過濾層。有利的是，納米濾器20的配置被選擇為使得滲透液24透過納米濾器20至濾液側，并在其固有壓力下排出滲透模塊2。滲透模塊2具有至少兩個出口或排出管線，即滲透液出口 18和再循環(huán)出口 17。后者用來實現(xiàn)滲透模塊2中納米過濾層的高溢流率，并由此防止濾餅堆積或保留成分的局部濃縮。由此，含酒精的飲料起始產(chǎn)品10經(jīng)供給管線12供給至滲透模塊2，在其濾器20上通過，經(jīng)再循環(huán)出口 17返回儲存容器I并再次經(jīng)供給管線供給至滲透模塊2，以此類推，從而使飲料起始產(chǎn)品10在納米濾器20的過濾層上循環(huán)。在此，納米濾器20保留的物質在飲料起始產(chǎn)品10中變得越來越濃縮，并且透過納米濾器20的酒精和芳香物以及其他成分的含量減少。由此，飲料起始產(chǎn)品10隨著體積減小，變?yōu)闈B余液22。
[0042]為了促進高效的滲透過程并還為了保護納米濾膜免于例如形成濾餅，可以或應當在循環(huán)的起始產(chǎn)品/滲余液中混入“7K”。此種“7K”(虛線表示的供給線24”/46)優(yōu)選來源于下文所述的蒸餾工序C，并且是作為蒸余液而積累的無芳香物且無酒精的滲透液/水相24”。以此種方式，可以僅使用起始飲料中存在的水進行工作，而不必供給新水。
[0043]如果酒精含量降至期望值，且飲料起始產(chǎn)品的循環(huán)液例如是無酒精的(酒精含量低于I體積％)，則飲料起始產(chǎn)品的此種級分將作為滲余液22輸送至滲余液緩沖罐23中。在葡萄酒的情況中，如本實例一樣，滲余液與飲料起始產(chǎn)品相比因此被濃縮約75%，即滲余液22中存在的物質以比飲料起始產(chǎn)品10多4倍的濃縮形式存在于滲余液22中。
[0044]取決于起始產(chǎn)品，可以進行濃縮的上限值不同。滲余液或循環(huán)的飲料起始產(chǎn)品中某些物質的濃度過高將產(chǎn)生成分(即果酸和/或其鹽)析出的風險，這可能導致納米濾膜毀壞。關于這一點，新一代的納米濾膜可能自然地提供新的可能性。
[0045]在連續(xù)方法(此處未示出)中，飲料起始產(chǎn)品將連續(xù)供給而不從儲存容器中供給。不使飲料起始產(chǎn)品在納米濾膜上循環(huán)直至其成為具有期望濃度的滲余液，而是使多個此種納米濾膜前后功能性排列，并在串聯(lián)的納米濾膜上供應飲料起始產(chǎn)品(預混合有滲透液/水相24”)直至其作為滲余液表現(xiàn)出期望濃度的由納米濾膜保留的物質。
[0046]如上所述，諸如染料和提取物質等大分子以及大分子量或極性芳香物質保留在所得滲余液22中。在該方法步驟中作為中間物制得的滲透液24是淺色水相并包含分離出的水、酒精和大部分揮發(fā)性芳香物質，所述揮發(fā)性芳香物質根據(jù)所用的膜而更可能由小和/或非極性分子構成。
[0047]滲透液24進一步傳輸至在下游與滲透模塊2直接功能性連接的芳香物吸附器3中。在芳香物吸附器3中，芳香物質在特定的芳香物溫和冷吸附B中從含酒精且含芳香物的滲透液24中脫除。芳香族成分的分離(與脫除醇的后續(xù)熱處理分開進行)通過吸附劑30上的非熱學吸附方法進行，吸附劑30與滲透液24中存在的芳香物質專門匹配。已證明特別有用的吸附劑30為與含酒精且含芳香物的滲透液24中的芳香物質匹配的樹脂。在該實例中，芳香物吸附所需的樹脂(在該實例中根據(jù)作為起始產(chǎn)品的葡萄酒例如Macronet 200，制造商:Purolite進行選擇)設置為充填入芳香物吸附器筒中，其以可穿流的吸附床的形式或配置存在。
[0048]如果含酒精且含芳香物的滲透液24流經(jīng)吸附劑30上方或穿過吸附劑30，則吸附劑30從滲透液24中脫除芳香物質，因此芳香物質將積聚在吸附劑30中。滲透液24通過例如吸附柱或者流過吸附劑上方的過程可基本上不加壓進行。壓力必須僅足以保證均勻、受控的穿流或過流從而使芳香物可以積聚。這將產(chǎn)生脫芳香物的含酒精的滲透液24’，其基本上僅包含更多的水、酒精和果酸。脫芳香物的滲透液24 ’將直接供給至蒸餾模塊4，或暫時儲存在緩沖容器(未示出)中。
[0049]通過回收方法B’從吸附劑30脫除芳香物。在此處示出的實例中，回收方法是蒸汽回收法，其中回收B’即分離出的芳香物的回收通過用食品純度的蒸汽35作用于吸收劑而進行。為了生成蒸汽，在該實例中使用電食品蒸汽發(fā)生器34，其容量被選擇為與所需的蒸汽釋放相適應，并且在該實例中具有50kg蒸汽/小時的容量。芳香物由蒸汽35帶出，含芳香物的蒸汽進行冷凝并且將所得的濃縮水性芳香物級分(被稱為芳香相36)暫時儲存在例如緩沖容器38中。在該實例中描述的普泡酒的脫酒精化中，基于初始的起始飲料的量計算，制得的芳香相36量為約3%?30%，其具有作為主要成分的水、芳香成分和少量酒精。
[0050]關于通過蒸汽對芳香物的回收B’，要注意，出乎意料的是，在脫除酸性提取物后，在用食品純度蒸汽處理芳香物的過程中使用熱不再損害芳香物。
[0051]由于芳香物質在上游的脫除，從含酒精但脫芳香物的滲透液24’中后續(xù)分離酒精的過程可顯著簡化，這是因為不用再考慮對熱、氧和揮發(fā)性敏感的芳香物。因此，脫芳香物但仍含酒精的滲透液24’通過簡單的分級蒸餾C而與酒精分離。因此，蒸餾模塊4包括用于根據(jù)慣用原理進行分級蒸餾的蒸餾柱40，其優(yōu)選在真空中以節(jié)約能量的方式運行。
[0052]對于無酒精的最終產(chǎn)品而言，蒸餾C優(yōu)選的操作方式使得蒸余液中殘留小于0.1體積％的殘余酒精含量。
[0053]對此，蒸餾設備4設置有蒸餾柱40，有利的是，該蒸餾柱40具有精餾板或相應的內部構件，不過仍然可以保留簡單的結構，這是因為不需要進行另外的特定分離任務(如現(xiàn)有技術中慣用的芳香物與酒精的分離)。酒精從蒸餾柱40傳輸離開，并在酒精收集容器42中收集。由此，其可以經(jīng)歷另外的測定，該測定獨立于此處描述的方法及其產(chǎn)品。
[0054]如果不打算進行酒精的進一步經(jīng)濟利用且稀釋的酒精必須排出至公共處置網(wǎng)絡中，則可以將通過蒸汽下降式蒸發(fā)器脫除酒精的過程作為蒸餾的替代方式。
[0055]在蒸餾C過程中作為蒸余液而主要制得的現(xiàn)已脫芳香物且脫酒精的滲透液稱為滲透液/水相24”，并還可以包含味道相關成分，如果酸。如此處所示，滲透液/水相24”暫時儲存在收集容器44中，或直接運以進行進一步的測定。在脫酒精化方法的后續(xù)步驟(其稱為混合D)中，滲透液/水相24”用于例如返回稀釋。滲透液/水相24”過量制得，也就是，所產(chǎn)生的滲透液/水相24”的總體積并非是“混合”D方法步驟中返回稀釋所需要的。因此，剩余的量首先用于在蒸汽發(fā)生器34中制造適于食品的蒸汽35(圖1中用虛線所示的供給管線24”/46’)，并且其次用于滲透方法A中循環(huán)的滲余液/飲料起始產(chǎn)品的連續(xù)返回稀釋(圖1中用虛線所示的供給管線24”/46)。該操作模式保證離開的飲料本身中僅有水用于返回稀釋和過程控制。在制造脫酒精葡萄酒的過程中，如該實施例所示，隨后原本打算在最終制劑中可能作為添加劑存在的葡萄汁的返回稀釋中外來水的添加受到限制。
[0056]在包括具有混合設備51的混合容器50的混合模塊5中，滲余液22、芳香相36和滲透液/水相24’合并混合以進行脫酒精飲料60的重構(也稱為重組)。有利的是，混合D在飲料行業(yè)中慣用的合適的不銹鋼容器中進行。根據(jù)脫酒精飲料60的混合而使用允許相對應制劑的常規(guī)混合方法。為此，使用來自部分步驟滲透A、吸附B、酒精分離/脫酒精化C中的上述級分滲余液22、芳香相36和滲透液/水相24”。必要時，混入其他配方成分54以調整味道。此種其他配方成分54可理解為表示在含酒精飲料的制造過程中慣用的且食品法允許的那些添加劑和澄清劑和處理物，例如添加果汁濃縮物、果酸、碳酸或其他允許的葡萄酒澄清劑。為了排除例如有害的氧，對混合容器中合并的液體供給二氧化碳。為此，僅需要非常少的二氧化碳，即僅為至多6g/升的量，其在大多數(shù)情況下僅為lg/Ι?2g/l已足夠，并且還有利的是，在混合容器50的液體上方安裝CO2保護氣緩沖墊。如上所述，在該過程中制得的內在水(來自蒸餾的蒸余液滲透液/水相)用于脫酒精飲料60的混合。如果添加葡萄汁，則添加的外來水至多用于將葡萄汁濃縮物的返回稀釋至其初始果汁濃度的點。
[0057]在所述方法和/或用于執(zhí)行該方法的設備的優(yōu)選實施方式中，所有方法步驟均自動監(jiān)測，并借助于評價和計算單元通過計算機程序控制。
[0058]因此，存在一種計算機程序產(chǎn)品，其儲存在機器可讀載體中，或儲存為呈現(xiàn)為電磁波的具有程序編碼的計算機數(shù)據(jù)信號，并能夠控制該設備和/或執(zhí)行該方法。
[0059]在完成飲料最終產(chǎn)品或攪拌即可用的脫酒精飲料后，將其在充填站6處充填入瓶或合適的儲存包裝中(充填E)，并隨后使用合適的運輸工具7配送(配送F)。
[0060]圖3示出了芳香物吸附器3的特定實施方式。芳香物吸附器3再次直接附接至滲透模塊2。此處選擇的吸附材料是不同樹脂的混合物，其以小樹脂珠粒(直徑0.05mm?1.5mm，優(yōu)選為0.2mm?0.8mm)的形式充填，該珠粒分布在兩個垂直排列的不銹鋼管31，31 ’形式的吸附容器中。上述管的直徑根據(jù)所需的通量選擇，并且在該實例中為10mm?200mm的范圍，優(yōu)選為150_。管31，31’在頂部和底部配備有固定樹脂但允許滲透液24自由通過的不銹鋼篩。以此種方式配置的管在下文中稱作筒31，31’。其在各個情況中單獨使用，不過有用的是，其并行連接以保證足夠的吸附容量。對于芳香物的吸附而言，使基本上不加壓的滲透液流流過該筒。推薦的流速是至多5?6床體積/小時和筒的縱向長度米，其對于3米長的筒將是15?18床體積。在此床體積可理解為表示吸附劑具有的內部體積，其在此處呈現(xiàn)的實例中由許多小吸附顆粒(優(yōu)選為小珠粒)構成，在此“小”表示粒徑或直徑為約0.05mm?2mm。關于床體積的說明同樣也適用于由具有銜接孔的多孔材料(如活性炭)制成的吸附劑。
[0061 ]滲透液24的去芳香物化在滲透液24通過填裝入筒中的樹脂期間進行。滲透液24在各情況中從底部穿過筒至頂部，樹脂混合物從底部到頂部逐漸變得被芳香物成分飽和。在所示的圖中，滲透液24在各情況中在位置a)的左手側從底部流過筒至頂部。脫芳香物的含酒精滲透液24 ’進一步傳輸至蒸餾模塊4。
[0062]取決于飲料起始產(chǎn)品10的芳香物加載量和滲透液24的相應芳香物含量，可以實現(xiàn)筒內容物的完全飽和化，并且可以導致芳香物穿破(breakthrough)，即在位置a)處筒的出口偵U，滲透液24可能仍然包含芳香物質，不過這是不合意的。為了在合適的時間識別芳香物穿破，在監(jiān)測站39中監(jiān)測位置a)處筒的出口側的芳香物質的含量。在監(jiān)測站39處的監(jiān)測可以由熟練操作工以感官方式(如基于流出的滲透液的顏色、味道或氣味)進行，不過，其可以例如借助導電性測量進行。在芳香物穿破的情況中，將操作切換至并行連接的新筒中。這意味著將位置a)處的芳香物飽和的筒更換為新的“無芳香物”的筒，其目前為止布置在平行的位置b)處。
[0063]在所示的實例中，此種從位置a)到位置b)的更換利用轉動機構33促進。不過，還可以提供橫向位移機構來代替筒的位置改變，或可以調換連接線和/或供應和排出管線來連接不同的筒。在替換筒或在其他過渡情況的過程中，如果不能例如將芳香物飽和的筒快速替換為無芳香物的筒，則具有仍含芳香物滲透液的蒸汽隨后將轉移至滲透模塊2的監(jiān)測站39處，并例如儲存在緩沖罐32中并可選地隨后傳輸至新筒中(由虛線指示)。
[0064]在所示實施例中，筒31’已變得芳香物飽和，并剛剛從位置a)調換至位置b)處以替換筒31，從而使具有樹脂的新筒31現(xiàn)在在位置a)的從滲透液24中脫除芳香物。位置b)處的芳香物飽和的筒31’同時進行再生，也就是使用食品純度的蒸汽35通過其中，將先前吸附的芳香物以濃縮形式回收，并在冷凝后在出口側作為芳香相36排出至冷卻器37。
[0065]已經(jīng)證明，非常有利的是使蒸汽35沿與滲透液24先前通過筒的方向相反的方向通過，也就是從頂部到底部。
[0066]實施例1
[0067]例如3001?4001葡萄酒/小時的處理需要的滲透模塊具有例如膜表面積為70m2?120m2的納米濾膜(例如Filmtec-NF90-400，來自Dow，還有多種其他制造商和產(chǎn)品)和相應尺寸的接收單元(特別是這些膜的接收圓筒)以及栗，該栗用至少10巴且至多50巴的壓力和相應的流量將飲料起始產(chǎn)品供給至納米濾膜。對于所需的處理而言，容量為140升/分鐘的HydraCe11 P-35栗將是合適的。較小的升容量是不利的，因為其減少了滲透液輸出量。例如參照圖3所描述的吸附筒在其直徑為10mm?200mm且長度為約1.5米?2.5米時適于本處理對象。合適的吸附劑是(如前所述)例如以名稱Macronet 200銷售的Purolite樹脂，不過還有多種不同的制造商和產(chǎn)品。為了從吸附筒中回收芳香物，合適的是容量為40kg?60kg蒸汽/小時的食品蒸汽發(fā)生器。對于通過蒸餾分離酒精合適的是例如由不銹鋼制成的蒸餾塔，塔直徑為200mm?300mm，分兩節(jié)段的塞料區(qū)域高度為7m?10m，具有兩個支撐殼體，201/h?801/h范圍的分液器和相應的0.5m3/h?-1.8m3/h范圍的液體收集器和分配板。另外，其需要相應的調節(jié)閥、觀察窗和控制器等。
[0068]實施例2:
[0069]使用本發(fā)明的設備利用本發(fā)明的方法制造的無酒精紅葡萄酒(由黑皮諾制得)的組成為:黑皮諾紅葡萄酒滲余液:280g或269ml;來自蒸餾的紅葡萄酒滲透液/水相(內在水):595g或589ml;紅葡萄酒芳香相:10g或99ml; 6倍濃縮的紅葡萄酒果汁濃縮物:55g或41ml;剩余物*:其他配方成分和外來水。酸含量:4g/l; CO2含量:2g/l;酒精含量〈0.5體積％。
[0070]*剩余物結果是I升減去以ml計的規(guī)定成分后的體積差。
[0071]實施例3:
[0072]使用本發(fā)明的設備利用本發(fā)明的方法制造的無酒精白葡萄酒(由Cuvgeblanc2009、桶裝制得)的組成為:Cuv6e blanc白葡萄酒滲余液:250g或245ml;來自蒸饋的白葡萄酒滲透液/水相(內在水):560g或559ml;白葡萄酒芳香相:150g或99ml; 6倍濃縮的白葡萄酒果汁濃縮物:60g或45ml ；剩余物*:其他配方成分和外來水。酸含量:6g/l ； CO2含量:28/1;酒精含量〈0.5體積％。
[0073]*剩余物結果是I升減去以ml計的規(guī)定成分后的體積差。
[0074]從這些實施例明顯可見，通過上述方法從初始飲料起始產(chǎn)品(10)獲得的物質，SP芳香相(36)、滲透液/水相(24”)和滲余液(22)構成了脫酒精飲料最終產(chǎn)品的主體。在前述實施例中，在脫酒精飲料(60)的混合(D)中以另外的配方成分(54)形式添加至芳香相(36)、滲透液/水相(24”)和滲余液(22)的混合物中的出于味道原因而添加的剩余物小于脫酒精飲料(60)的5體積%，即在一個情況中為4.3體積％，且在另一個情況中為4.8體積％。通常，可以認為在該方法中，為了優(yōu)化味道而添加的剩余物即另外的配方成分(54)小于脫酒精飲料(60)的10體積％、特別地小于6體積％，通常甚至小于4體積％。
[0075]總之，由此可以認為，通過感官和飲料常規(guī)方式確定價值的飲料起始產(chǎn)品的成分通過在技術上分離為各級分(即滲余液、芳香相和滲透液/水相)而合成，從而能夠有利地在隨后再次合并。本發(fā)明的創(chuàng)新性在于，首先通過非熱學方法步驟獲得無損的敏感性感官成分，即，通過滲透并隨后經(jīng)冷吸附即時分離芳香物來進行含酒精飲料的脫酒精化，并且其次，將由此所得物中的酒精以非臨界(還例如為熱學過程(蒸餾))狀態(tài)簡化分離和對由此所得物進行非敏感性級分(即滲透液/水相)的簡單分離。滲透液/水相基本上由水構成但還包含對于初始味道重要的果酸，在混合配制方法的最后作為重構脫酒精飲料的配方成分，滲透液/水相與其他級分(即滲余液、芳香相和必要的另外的配方成分)在混合模塊5中合并混入口 ο
[0076]如上所述，使用本發(fā)明的方法可以制造無酒精飲料、特別是無酒精葡萄酒或無酒精啤酒，其具有相應的標準含酒精飲料(特別是標準壓制的葡萄酒)具有的所有屬性。該方法的特定特征在于，獲得起始產(chǎn)品的特有氣味(酒香)和味道，并且實際上在于特別高且迄今為止不曾達到的品質。這通過以下方法實現(xiàn):從含酒精級分中借助納米過濾分離出大部分芳香物至滲余液中，并隨后借助非熱學的芳香物吸附方法從含酒精級分(稱為滲透液)中分離出仍存在的芳香物，其優(yōu)選在排除氣氛氧的情況下進行；隨后在蒸餾方法中對現(xiàn)基本上無芳香物的含酒精級分進行脫酒精化并回收蒸余液，并且在非熱學芳香物吸附后，通過蒸汽排逐盡可能從吸附劑中完全回收芳香物，并隨后將由此獲得的芳香物與含芳香物滲余液和現(xiàn)已無酒精的滲透液合并。
[0077]對本領域技術人員而言清楚的是，在本發(fā)明權利要求的保護范圍的范疇內，通過參照工作實施例描述的所述實施方式和/或細節(jié)可以以何種方式可用地組合且一起實施，并如何在工業(yè)上實現(xiàn)該過程。不過，出于篇幅原因，不能示意性地表示和/或詳細描述所有可能的有用的組合。
【主權項】
1.一種用于由含酒精的飲料起始產(chǎn)品(10)制造脫酒精飲料(60)的方法，所述方法包括以下步驟: ?借助非熱學滲透(A)將飲料起始產(chǎn)品(10)分離為含酒精且含芳香物的滲透液(24)和含芳香物且基本上無酒精的滲余液(22)， ?對滲透液(24)進行脫酒精化(C)， ?將經(jīng)脫酒精的滲透液與基本上無酒精的滲余液(22)混合(D)， 所述方法的特征在于， ?在所述脫酒精化(C)之前，在冷吸附(B)中從含酒精且含芳香物的滲透液(24)中脫除芳香物質，從而 ?首先從所述冷吸附(B)中獲得芳香相(36)形式的芳香物質，和 ?其次，在所述冷吸附后，通過酒精分離從由所述冷吸附(B)中獲得的無芳香物但含酒精的滲透液(24’)中脫除酒精(C)，從而得到水性的、基本上脫芳香物和脫酒精的滲透液/水相(24”)，和 ?將芳香相(36)、滲透液/水相(24”)和滲余液(22)混合(D)，以得到脫酒精飲料(60)。2.如權利要求1所述的方法，所述方法的特征在于， 所述脫酒精化或酒精分離(C)通過分級蒸餾由脫芳香物的含酒精滲透液(24’)進行。3.如權利要求1或2所述的方法，所述方法的特征在于， 芳香相(36)形式的芳香物質的獲得以下述方式進行:在所述冷吸附(B)中，使含芳香物和酒精的滲透液(24)經(jīng)過芳香物吸附性吸附劑(30)或穿過吸附劑(30)，所述吸附劑特別是樹脂或不同樹脂的混合物，并且在回收工序(B’)中從吸附劑(30)中回收芳香相(36)形式的芳香物質，該回收工序特別是蒸汽回收。4.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 吸附劑(30)或其組成根據(jù)所要吸附的芳香物進行選擇。5.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 非熱學滲透(A)借助于納米濾膜(20)進行。6.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 根據(jù)所要進行脫酒精化的飲料起始產(chǎn)品(10)的組成選擇納米濾膜(20)。7.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 根據(jù)所述納米濾膜的性質以及滲透液(24)和滲余液(22)的所需組成，在10巴?50巴的壓力范圍或者在20巴?40巴的壓力范圍下進行非熱學滲透(A)。8.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 非熱學滲透(A)在0°C?50°C的溫度范圍、特別是18°C?29°C，或者在22°C?26°C、更好地在25°C±1°C下進行。9.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 在非熱學滲透(A)的過程中，將滲余液(22)或飲料起始產(chǎn)品(10)以循環(huán)的方式經(jīng)供給管線(12)數(shù)次供給至納米濾膜(20)，并經(jīng)再循環(huán)出口(17)傳輸離開納米濾膜(20)，并再次供給至納米濾膜(20)。10.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 滲透液/水相(24” )在混合(D)過程中用作重構減酒精飲料(60)的配方成分，和/或作為稀釋劑返回滲透工序(A)，并且具體而言特別用于在根據(jù)權利要求10進行滲透工序(A)時稀釋循環(huán)的滲余液/飲料起始產(chǎn)品；和/或用于回收工序(B’)中，尤其是回收工序(B’)的蒸汽需要食品級蒸汽時。11.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 為了調整味道，將減酒精飲料(60)在混合(D)中與合適的允許添加劑果汁濃縮物和/或果酸和/或碳酸混合，和/或用允許的葡萄酒澄清劑進行處理。12.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 所述方法作為連續(xù)方法進行。13.如前述權利要求中任一項所述的方法，所述方法的特征在于， 所述方法作為分批方法進行，或者所述方法的一些方法步驟作為分批方法進行，且另一些方法步驟連續(xù)進行。14.一種用于由含酒精的飲料起始產(chǎn)品(10)制造脫酒精飲料(60)的設備，所述設備具有: ?滲透模塊(2)，其用于將含酒精的飲料起始產(chǎn)品(10)分離為含酒精和芳香物的滲透液(24)和基本上無酒精但含芳香物的滲余液(22)， ?用于對含酒精和芳香物的滲透液(24)進行脫酒精化(C)的模塊(4)， ?混合模塊(5)，其用于混合滲余液(22)和脫酒精的滲透液， 所述設備的特征在于， ?為了從含酒精且含芳香物的滲透液(24)中獲得芳香相(36)，將芳香物吸附器(3)功能性地設置在滲透模塊(2)和脫酒精化模塊(4)之間，并且芳香物吸附器(3)具有用于將芳香相(36)傳輸至混合模塊(5)的另外的功能性連接體，從而使芳香相(36)可以在混合模塊(5)中與來自用于脫酒精化(C)的模塊(4)的脫酒精且脫芳香物的滲透液/水相(24”)以及來自滲透模塊(2)的滲余液(22)合并。15.如權利要求14所述的設備，所述設備的特征在于， 用于吸附芳香物質的芳香物吸附器(3)具有吸附劑(30)，其特別是處于穿流性筒(31，31’)中，并且功能性連接至回收模塊(5’)，其連接方式使得所述芳香物質可以從吸附劑(30)中回收，特別優(yōu)選借助蒸汽發(fā)生器(34)中產(chǎn)生的蒸汽(35)進行回收，并且所述芳香物質可以以由此獲得的芳香相(36)的形式傳輸至混合模塊(5)。16.—種脫酒精飲料(60)，所述飲料的特征在于， 其由權利要求1?13中任一項所述的方法制得，并且特別地，在脫酒精飲料(60)的混合(D)過程中添加至芳香相(36)、滲透液/水相(24” )和滲余液(22)的混合物中的剩余物構成了飲料(60)的小于10體積％、特別地小于6體積％。
【文檔編號】B01D61/02GK106028835SQ201580004120
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月9日
【發(fā)明人】A·圖爾內爾
【申請人】Wia紅酒公司