CN106028835A - 制造脱酒精饮料的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于由含酒精饮料起始产品(10)制造脱酒精饮料(60)的方法和用于执行该方法的设备，所述方法包括以下步骤：在渗透模块(2)中借助非热学渗透(A)将饮料起始产品(10)分离为含酒精且含芳香物的渗透液(24)和含芳香物且基本无酒精的渗余液(22)；在预定进行下述任务的模块(4)中对渗透液(24)进行脱酒精化(C)；和在最终混合模块(5)中将脱酒精的渗透液和基本无酒精渗余液(22)最终混合。在脱酒精化(C)之前，在芳香物吸附器(3)中通过冷吸附(B)从含酒精且含芳香物的渗透液(24)中脱除芳香化合物，得到芳香相(36)和无芳香物但含酒精的渗透液(24’)，而渗透液(24’)具有的酒精将通过酒精分离(C)从其中脱除，得到水性的、基本上脱芳香物且脱酒精的渗透液水相(24″)。芳香相(36)、渗透液水相(24″)和渗余液(22)在最终混合模块中进行最终混合，从而得到脱酒精饮料(60)。

Description

制造脱酒精饮料的设备和方法
本申请涉及制造脱酒精饮料的设备和方法，脱酒精化可理解为表示饮料的酒精含量的任意减小至完全脱除酒精。下文中，酒精可理解为表示乙醇。
原则上，可以分为两种脱酒精化方法，并且这些两种方法的组合也是已知的。在一种方法中，通过过早停止发酵来实现较低的酒精含量，即，防止或减少酒精的形成。结果，饮料通常获得甜味，因为许多糖类仍然以其初始形式存在。相比之下，仍缺乏仅在发酵过程中发展的芳香。在另一方法中，在发酵过程已经结束后，在下游物理工序中从饮料中除去酒精，在该过程中许多芳香物质也与酒精一起脱除，和/或芳香物质被该过程(热、气氛氧)改变。因此，两种方法的缺点是饮料味道的显著改变。
在第二种类型的方法中，存在多种技术，通常为热学方法，在其帮助下可制得低酒精(>0.5体积％)或所谓的无酒精(<0.5体积％)饮料，且芳香物同时得到浓缩。
用于从饮料中脱除酒精的这些方法最有名的是容易蒸馏或精馏。使用液体、使用压缩气体或超临界气体、以及反渗透和透析进行提取是已知的。
在最常见的方法(分级蒸馏)中，酒精在蒸馏塔中从真空中的含酒精饮料中作为中间级分脱除。易挥发的芳香物优选富集在顶部级分中，其还称为前流，并且不易挥发的芳香物富集在蒸余液中。酒精通过中间级分分离出。顶部级分和蒸余液作为芳香组分而在混合过程中再次添加至脱酒精饮料中。在混合过程中，通常还添加一些允许的添加剂和澄清剂以调整味道。该方法具有两个主要缺点：首先，芳香物回收出于物理原因而仅仅是不完全的(芳香组分与酒精共沸，通过真空泵系统而损失了易挥发的前味段)。其次，含酒精饮料作为整体经历热学过程，其虽然通过使用真空降低了处理温度，但还是导致了饮料味道的不利变化。因此，不能再现含酒精起始产品的特有的味道和气味成分。
从其原理的角度来看，旋转圆锥法同样是一种分级蒸馏法，不过，由于其设计，二者均降低了含酒精饮料的热应力，并改善了前味段中的芳香物回收。关于感官品质(味道和香气)，与利用常规分级蒸馏获得的那些相比，该方法已经显著改善了脱酒精饮料。
然而，不考虑所选的上述方法，必须注意的是，迄今为止的饮料(其中酒精已经后续脱除)在味道方面不能与含酒精初始产品媲美，因为已经如上简单所述，许多芳香物质、特别是易挥发芳香物质也随着酒精的脱除而除去。此外，在较高温度下脱除酒精期间，氧化过程和其他化学反应启动或加速，并且这些过程造成味道的进一步变化。此处的较高温度可理解为表示大于30℃的饮料温度，因为高于这些温度时，取决于饮料、处理时间和物理化学过程，饮料的组成可能显著变化。饮料的贮存期和颜色也可能受到这些方法的损害。
为了弥补这些缺点，将以此种方式获得的无酒精或减酒精饮料中间物与未脱酒精的饮料初始产品的配合料掺混，由此最终产品的酒精含量再次增大。或者，将旨在遮掩味道变化的添加剂混入该饮料中间物，但是这样通常不会得到所需的结果。
现已提出多种方法来尝试通过在脱酒精化期间降低压力或极大排除氧来抵消这些效应。此种方法的实例描述于例如DE 3506820A1和DE 102010031729A1中。
DE 3506820A1描述了气泡酒进行脱酒精化的过程。对此，首先在密闭系统中通过在低压(400mmHg～500mmHg)下喷出从气泡酒中除去碳酸，然后在更低的压力(80mmHg～120mmHg)和30℃～45℃的温度下进行真空蒸馏，由此除去酒精，而后在3～4巴的超大气压和3℃～8℃的温度下再次引入碳酸。以此种方式脱酒精化的气泡酒应当包含小于0.5体积％的酒精。
借助气体脱酒精化的一个实例如DE 102010031729A1中所示。在其中描述的方法中，乙醇在该过程中从饮料脱附成为气体，其随后排出并可选地进行其他步骤。为了减少该操作通常需要的大量气体，DE 102010031729A1提出在较低的环境压力下进行其方法。作为进一步的效果，DE 102010031729A1描述了惰性气体如何在这些条件下也能用作气体，其据称可防止原本由于氧化过程而出现的味道变化。环境压力的调整需要在该方法中以受控的方式进行，其中，脱酒精化期间的压力减小根据所建立的与要脱酒精饮料的沸点的特定函数关系进行调节，即压力随脱酒精化的推进而减小。
WO 2004/113489A1提出了同样借助蒸馏过程从饮料中脱除酒精的方法。不过，在脱除酒精的步骤之前，通过渗透过程将饮料分离为富集有芳香物质的无酒精相和含酒精相。含酒精相借助蒸馏进行脱酒精化，并随后与无酒精且含芳香物的相合并。
虽然采取了上述措施，但在上述方法中、特别在脱除酒精期间仍损失多种芳香物质。
本文描述的发明旨在提供一种用于制造脱酒精饮料(特别是脱酒精葡萄酒)的改进设备和改进方法，其中更多的初始芳香物质仍得到保留。下面，术语“脱酒精饮料”可用于低酒精(>0.5体积％)或无酒精(<0.5体积％)的情况。当下文中使用“无酒精”时，其可理解为表示“基本上无酒精”，即仍存在至多约0.5体积％的酒精残留量。
权利要求1中给出了一种用于制造脱酒精饮料的改进方法，其中特别保留了更多的初始芳香物质，权利要求14中给出了用于执行该方法的设备，权利要求16中给出了通过该方法制造的饮料。从属权利要求中给出了所述方法和设备的实施方式。
用于制造脱酒精饮料的方法包括以下步骤：借助非热学渗透将饮料起始产品分离为一方面的含酒精且含芳香物的渗透液和另一方面的含芳香物且无酒精的渗余液；和对渗透液进行脱酒精化(优选借助蒸馏对渗透液进行脱酒精化)，并合并脱酒精的渗透液和基本上无酒精的渗余液。此外，在本发明的方法中，在脱除酒精和/或在蒸馏之前从含芳香物和酒精的渗透液中脱除芳香物质。该工序优选在芳香物吸附器中进行。通过除去芳香物质，一方面获得基本上脱芳香化但含酒精的渗透液，然后从其中脱除酒精，得到脱芳香化且脱酒精化的渗透液/水相。另一方面，所吸附的芳香物以芳香相的形式获得。该芳香相与渗透液/水相和渗余液合并混合，以得到脱酒精饮料最终产品。
所用的起始产品可以是葡萄酒、气泡酒、啤酒或烈酒，或要进行脱酒精化的任何其他所需含酒精饮料。
渗透的主要目的是脱除酒精。非热学渗透借助于纳米滤膜(也简称为膜或纳米滤器)进行。在滤液一侧，在渗透期间形成所谓的渗透液；在纳米过滤的情况下，将其称为滤液。出于物理和化学原因，含酒精饮料中存在的水、芳香物和水溶性水果成分的一部分也转移到渗透液中。通过上述非热学渗透方法获得具有有价值物质的含酒精饮料的提取成分，并将其分离为用于进行重组的独立的成分。此种提取成分称作“渗余液”。该重组(也称为重构)在混合模块中通过与其他成分混合而进行。
将含酒精饮料分离为一方面的含酒精并含芳香物的渗透液和另一方面的含芳香物且基本上无酒精的渗余液的步骤借助非热学渗透在增高的压力下进行，其中，所述压力例如为10巴～50巴的范围，特别是20巴～40巴的范围。在非热学渗透期间，使用膜或纳米滤器(也称为纳米滤膜)作为分离器，其保留渗余液但能透过渗透液。根据含酒精饮料初始产品的性质以及渗透液和渗余液的所需组成来选择膜或纳米滤器。根据所选择的纳米滤膜的性质以及渗透液和渗余液的所需组成来选择饮料初始产品输送在纳米滤膜上的压力和温度。
正在持续不断地开发出新型膜和纳米滤器，其性质不同于迄今为止已知的性质。取决于这些新开发的膜的新性质，所施加的压力和温度也可以不同。
通常，可以认为纳米滤膜在渗余液中保留了较大分子，如染料、提取物质以及某些芳香物质(其根据所用的膜材料而不同)。结果，渗余液中的芳香物例如更多地由具有极性或因其大小而不能通过膜的大分子组成。这些芳香物例如为果酸、酚类成分以及单糖和多糖、蛋白质和天然染料。小分子如酒精和水等能够经纳米滤膜通过进入渗透液中。同样，部分果酸以及有时高价值酒香芳香物质也转移至渗透液中。
优选的是，选择具有下述过滤品质的纳米滤膜：其可保证提取物和芳香物质的保留与同时良好的渗透性能(具有多种重要芳香物质和果酸的水/醇)之间的良好折衷。
非常有利的是，渗透在室温下进行，即在约18℃～约29℃的温度范围内进行。更高温度是可行的，不过可能导致提取物、颜色和芳香物受损害；更低温度可能降低渗透性能。在技术上，例如可行的是0℃～约50℃的温度范围。对于饮料起始产品和纳米滤膜的大部分组合而言，已经证明25℃±1℃的温度是最合适的。
特别有利的是，在非热学渗透期间，以循环方式将渗余液或饮料起始产品供给至和输送离开纳米滤膜数次。供给可以例如经供给管线进行，并且输送离开的过程可以在各情况下经再循环出口进行。
对于由渗透产生的含芳香物和酒精的渗透液，在脱除酒精之前，从其中例如通过蒸馏过程或另一合适的方法脱除芳香物质。为了脱除芳香物质，在芳香物吸附器中进行冷吸附，其中，使含芳香物和酒精的渗透液经过芳香物吸附性吸附剂上，或通过此种吸附剂或通过具有此种吸附剂的多孔吸附剂床。
有利的是，在混合工序中使用脱酒精化的渗透液/水相作为用于重构减酒精饮料的配方成分，和/或其还返回渗透工序作为稀释剂，并且具体而言特别用于在如上所述进行渗透工序时在循环渗余液/饮料起始产品中避免过高浓度的提取物质；和/或用于回收工序中，尤其是在制造时的回收工序(见下)需要食品级蒸汽时。这是特别有利的，因为以这种方式可以避免根据食品法不允许添加的外界水情况。
芳香物吸附器的吸附剂与所期望的芳香物匹配。有利的是，吸附剂是对应选择的活性炭或对应选择的树脂。取决于所期望的芳香物和树脂的性质，可以使用一种树脂或不同树脂的混合物作为吸附剂。
随后将来自吸附剂的芳香物质在回收工序(特别是蒸汽回收)中以芳香相的形式回收。
当除了优秀的芳香物回收和大部分味道相关成分以其初始形式保留之外还需要进行味道调整时，则脱酒精饮料可以在混合工序中还与合适的果汁浓缩物和/或果酸和/或碳酸的允许添加剂混合，和/或用允许的葡萄酒澄清剂处理。
特别经济的是，该方法作为连续方法进行。不过，该方法还可以自然地作为非连续法即所谓的分批法进行，特别是在仅要并入相对较少量时。在此种情况下或为了要并入一般量的含酒精饮料时，在经济上有用的是该方法的一些方法步骤作为分批过程进行，而另一些方法步骤连续进行。
用于从含酒精的饮料起始产品制造脱酒精饮料的设备通常设置有：渗透模块，其用于将含酒精的饮料起始产品分离为含酒精和芳香物的渗透液和基本上无酒精且含芳香物的渗余液；用于对含酒精和芳香物的渗透液进行脱酒精化的模块；和用于混合渗余液和脱酒精渗透液的混合模块。此外，为了从含酒精且含芳香物的渗透液中获得芳香相，该设备具有芳香物吸附器，其功能性地设置在渗透模块和脱酒精化模块之间。另外，芳香物吸附器具有用于将芳香相传输至混合模块的另外的功能性连接体，从而使芳香相可以在混合模块中与来自脱酒精化模块的脱酒精且脱芳香物的渗透液/水相以及来自渗透模块的渗余液合并。
有利的是，用于吸附芳香物质的芳香物吸附器设置有吸附剂，其特别配置在穿流性筒中。在此情况中，该吸附器功能性连接至回收模块，其连接方式使得可以从吸附剂中回芳香物质收，特别优选借助蒸汽发生器中产生的蒸汽进行回收。
本发明的方法和用于执行该方法的本发明的设备在下文通过参照附图中示出的工作实施例而更详细描述。这些描述仅仅是示例性的，并且不具有限制作用。相同的元素在附图中用相同的附图标记指示。附图完全是示意性地图示：
图1是本发明的方法的概略表示；
图2是利用本发明的方法来制造脱酒精饮料的本发明的设备的一种可能实施方式的概略表示；
图3是可用于本发明的设备的芳香物吸附器的具体实施方式。
上述方法和用于执行该方法的设备以模块化构建。模块组件可以根据特定的技术条件配置。在这一点上，通过要处理的饮料起始产品和该方法操作的方式(也就是，其是作为连续方法、部分连续方法还是分批方法进行)来确定技术条件。
以下参照图1和2描述本发明的方法(作为分批方法进行)和本发明用于执行该方法的设备。在描述该设备时，对于该设备内的调节阀、观察窗、控制和其他元件、位点及其应用的说明和描述为设备工程人员所熟知，并出于清楚目的而刻意地将其省略。同样，装配框架和外围管道也没有示出。
饮料起始产品10(在该实例中为葡萄酒)设置在储存容器1中，并经供给管线12供给至渗透模块2中。
渗透模块2包括纳米滤膜20(例如Filmtec-NF90-400，制造商：Dow)。借助于高压泵(例如可从瑞士的HydraCell获得，未示出)，饮料起始产品10在例如30巴的较高压力下传输在纳米滤膜20上。所选的压力影响穿流性能，而穿流性能对渗透性能有影响，并由此影响该设备的功效。有利的是，渗透A在室温下进行，以保证良好的渗透性能且不损害成分。由此，含酒精的饮料起始产品10在该方法步骤中具有18℃～29℃的温度，并优选在此实例中具有25℃±1℃的温度。渗透A所选的压力与所选的温度一起影响渗余液和渗透液的组成。
有利的是，纳米滤器20被构造为螺旋形式。为此，纳米滤器具有以螺旋形式排列且由间隔物(其例如由塑料构成)保持分离并固定的过滤层。有利的是，纳米滤器20的配置被选择为使得渗透液24透过纳米滤器20至滤液侧，并在其固有压力下排出渗透模块2。渗透模块2具有至少两个出口或排出管线，即渗透液出口18和再循环出口17。后者用来实现渗透模块2中纳米过滤层的高溢流率，并由此防止滤饼堆积或保留成分的局部浓缩。由此，含酒精的饮料起始产品10经供给管线12供给至渗透模块2，在其滤器20上通过，经再循环出口17返回储存容器1并再次经供给管线供给至渗透模块2，以此类推，从而使饮料起始产品10在纳米滤器20的过滤层上循环。在此，纳米滤器20保留的物质在饮料起始产品10中变得越来越浓缩，并且透过纳米滤器20的酒精和芳香物以及其他成分的含量减少。由此，饮料起始产品10随着体积减小，变为渗余液22。
为了促进高效的渗透过程并还为了保护纳米滤膜免于例如形成滤饼，可以或应当在循环的起始产品/渗余液中混入“水”。此种“水”(虚线表示的供给线24”/46)优选来源于下文所述的蒸馏工序C，并且是作为蒸余液而积累的无芳香物且无酒精的渗透液/水相24”。以此种方式，可以仅使用起始饮料中存在的水进行工作，而不必供给新水。
如果酒精含量降至期望值，且饮料起始产品的循环液例如是无酒精的(酒精含量低于1体积％)，则饮料起始产品的此种级分将作为渗余液22输送至渗余液缓冲罐23中。在葡萄酒的情况中，如本实例一样，渗余液与饮料起始产品相比因此被浓缩约75％，即渗余液22中存在的物质以比饮料起始产品10多4倍的浓缩形式存在于渗余液22中。
取决于起始产品，可以进行浓缩的上限值不同。渗余液或循环的饮料起始产品中某些物质的浓度过高将产生成分(即果酸和/或其盐)析出的风险，这可能导致纳米滤膜毁坏。关于这一点，新一代的纳米滤膜可能自然地提供新的可能性。
在连续方法(此处未示出)中，饮料起始产品将连续供给而不从储存容器中供给。不使饮料起始产品在纳米滤膜上循环直至其成为具有期望浓度的渗余液，而是使多个此种纳米滤膜前后功能性排列，并在串联的纳米滤膜上供应饮料起始产品(预混合有渗透液/水相24”)直至其作为渗余液表现出期望浓度的由纳米滤膜保留的物质。
如上所述，诸如染料和提取物质等大分子以及大分子量或极性芳香物质保留在所得渗余液22中。在该方法步骤中作为中间物制得的渗透液24是浅色水相并包含分离出的水、酒精和大部分挥发性芳香物质，所述挥发性芳香物质根据所用的膜而更可能由小和/或非极性分子构成。
渗透液24进一步传输至在下游与渗透模块2直接功能性连接的芳香物吸附器3中。在芳香物吸附器3中，芳香物质在特定的芳香物温和冷吸附B中从含酒精且含芳香物的渗透液24中脱除。芳香族成分的分离(与脱除醇的后续热处理分开进行)通过吸附剂30上的非热学吸附方法进行，吸附剂30与渗透液24中存在的芳香物质专门匹配。已证明特别有用的吸附剂30为与含酒精且含芳香物的渗透液24中的芳香物质匹配的树脂。在该实例中，芳香物吸附所需的树脂(在该实例中根据作为起始产品的葡萄酒例如Macronet 200，制造商：Purolite进行选择)设置为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。
如果含酒精且含芳香物的渗透液24流经吸附剂30上方或穿过吸附剂30，则吸附剂30从渗透液24中脱除芳香物质，因此芳香物质将积聚在吸附剂30中。渗透液24通过例如吸附柱或者流过吸附剂上方的过程可基本上不加压进行。压力必须仅足以保证均匀、受控的穿流或过流从而使芳香物可以积聚。这将产生脱芳香物的含酒精的渗透液24'，其基本上仅包含更多的水、酒精和果酸。脱芳香物的渗透液24'将直接供给至蒸馏模块4，或暂时储存在缓冲容器(未示出)中。
通过回收方法B'从吸附剂30脱除芳香物。在此处示出的实例中，回收方法是蒸汽回收法，其中回收B'即分离出的芳香物的回收通过用食品纯度的蒸汽35作用于吸收剂而进行。为了生成蒸汽，在该实例中使用电食品蒸汽发生器34，其容量被选择为与所需的蒸汽释放相适应，并且在该实例中具有50kg蒸汽/小时的容量。芳香物由蒸汽35带出，含芳香物的蒸汽进行冷凝并且将所得的浓缩水性芳香物级分(被称为芳香相36)暂时储存在例如缓冲容器38中。在该实例中描述的普泡酒的脱酒精化中，基于初始的起始饮料的量计算，制得的芳香相36量为约3％～30％，其具有作为主要成分的水、芳香成分和少量酒精。
关于通过蒸汽对芳香物的回收B'，要注意，出乎意料的是，在脱除酸性提取物后，在用食品纯度蒸汽处理芳香物的过程中使用热不再损害芳香物。
由于芳香物质在上游的脱除，从含酒精但脱芳香物的渗透液24'中后续分离酒精的过程可显著简化，这是因为不用再考虑对热、氧和挥发性敏感的芳香物。因此，脱芳香物但仍含酒精的渗透液24'通过简单的分级蒸馏C而与酒精分离。因此，蒸馏模块4包括用于根据惯用原理进行分级蒸馏的蒸馏柱40，其优选在真空中以节约能量的方式运行。
对于无酒精的最终产品而言，蒸馏C优选的操作方式使得蒸余液中残留小于0.1体积％的残余酒精含量。
对此，蒸馏设备4设置有蒸馏柱40，有利的是，该蒸馏柱40具有精馏板或相应的内部构件，不过仍然可以保留简单的结构，这是因为不需要进行另外的特定分离任务(如现有技术中惯用的芳香物与酒精的分离)。酒精从蒸馏柱40传输离开，并在酒精收集容器42中收集。由此，其可以经历另外的测定，该测定独立于此处描述的方法及其产品。
如果不打算进行酒精的进一步经济利用且稀释的酒精必须排出至公共处置网络中，则可以将通过蒸汽下降式蒸发器脱除酒精的过程作为蒸馏的替代方式。
在蒸馏C过程中作为蒸余液而主要制得的现已脱芳香物且脱酒精的渗透液称为渗透液/水相24”，并还可以包含味道相关成分，如果酸。如此处所示，渗透液/水相24”暂时储存在收集容器44中，或直接运以进行进一步的测定。在脱酒精化方法的后续步骤(其称为混合D)中，渗透液/水相24”用于例如返回稀释。渗透液/水相24”过量制得，也就是，所产生的渗透液/水相24”的总体积并非是“混合”D方法步骤中返回稀释所需要的。因此，剩余的量首先用于在蒸汽发生器34中制造适于食品的蒸汽35(图1中用虚线所示的供给管线24”/46')，并且其次用于渗透方法A中循环的渗余液/饮料起始产品的连续返回稀释(图1中用虚线所示的供给管线24”/46)。该操作模式保证离开的饮料本身中仅有水用于返回稀释和过程控制。在制造脱酒精葡萄酒的过程中，如该实施例所示，随后原本打算在最终制剂中可能作为添加剂存在的葡萄汁的返回稀释中外来水的添加受到限制。
在包括具有混合设备51的混合容器50的混合模块5中，渗余液22、芳香相36和渗透液/水相24'合并混合以进行脱酒精饮料60的重构(也称为重组)。有利的是，混合D在饮料行业中惯用的合适的不锈钢容器中进行。根据脱酒精饮料60的混合而使用允许相对应制剂的常规混合方法。为此，使用来自部分步骤渗透A、吸附B、酒精分离/脱酒精化C中的上述级分渗余液22、芳香相36和渗透液/水相24”。必要时，混入其他配方成分54以调整味道。此种其他配方成分54可理解为表示在含酒精饮料的制造过程中惯用的且食品法允许的那些添加剂和澄清剂和处理物，例如添加果汁浓缩物、果酸、碳酸或其他允许的葡萄酒澄清剂。为了排除例如有害的氧，对混合容器中合并的液体供给二氧化碳。为此，仅需要非常少的二氧化碳，即仅为至多6g/升的量，其在大多数情况下仅为1g/l～2g/l已足够，并且还有利的是，在混合容器50的液体上方安装CO2保护气缓冲垫。如上所述，在该过程中制得的内在水(来自蒸馏的蒸余液渗透液/水相)用于脱酒精饮料60的混合。如果添加葡萄汁，则添加的外来水至多用于将葡萄汁浓缩物的返回稀释至其初始果汁浓度的点。
在所述方法和/或用于执行该方法的设备的优选实施方式中，所有方法步骤均自动监测，并借助于评价和计算单元通过计算机程序控制。
因此，存在一种计算机程序产品，其储存在机器可读载体中，或储存为呈现为电磁波的具有程序编码的计算机数据信号，并能够控制该设备和/或执行该方法。
在完成饮料最终产品或搅拌即可用的脱酒精饮料后，将其在充填站6处充填入瓶或合适的储存包装中(充填E)，并随后使用合适的运输工具7配送(配送F)。
图3示出了芳香物吸附器3的特定实施方式。芳香物吸附器3再次直接附接至渗透模块2。此处选择的吸附材料是不同树脂的混合物，其以小树脂珠粒(直径0.05mm～1.5mm，优选为0.2mm～0.8mm)的形式充填，该珠粒分布在两个垂直排列的不锈钢管31,31'形式的吸附容器中。上述管的直径根据所需的通量选择，并且在该实例中为100mm～200mm的范围，优选为150mm。管31,31'在顶部和底部配备有固定树脂但允许渗透液24自由通过的不锈钢筛。以此种方式配置的管在下文中称作筒31,31'。其在各个情况中单独使用，不过有用的是，其并行连接以保证足够的吸附容量。对于芳香物的吸附而言，使基本上不加压的渗透液流流过该筒。推荐的流速是至多5～6床体积/小时和筒的纵向长度米，其对于3米长的筒将是15～18床体积。在此床体积可理解为表示吸附剂具有的内部体积，其在此处呈现的实例中由许多小吸附颗粒(优选为小珠粒)构成，在此“小”表示粒径或直径为约0.05mm～2mm。关于床体积的说明同样也适用于由具有衔接孔的多孔材料(如活性炭)制成的吸附剂。
渗透液24的去芳香物化在渗透液24通过填装入筒中的树脂期间进行。渗透液24在各情况中从底部穿过筒至顶部，树脂混合物从底部到顶部逐渐变得被芳香物成分饱和。在所示的图中，渗透液24在各情况中在位置a)的左手侧从底部流过筒至顶部。脱芳香物的含酒精渗透液24'进一步传输至蒸馏模块4。
取决于饮料起始产品10的芳香物加载量和渗透液24的相应芳香物含量，可以实现筒内容物的完全饱和化，并且可以导致芳香物穿破(breakthrough)，即在位置a)处筒的出口侧，渗透液24可能仍然包含芳香物质，不过这是不合意的。为了在合适的时间识别芳香物穿破，在监测站39中监测位置a)处筒的出口侧的芳香物质的含量。在监测站39处的监测可以由熟练操作工以感官方式(如基于流出的渗透液的颜色、味道或气味)进行，不过，其可以例如借助导电性测量进行。在芳香物穿破的情况中，将操作切换至并行连接的新筒中。这意味着将位置a)处的芳香物饱和的筒更换为新的“无芳香物”的筒，其目前为止布置在平行的位置b)处。
在所示的实例中，此种从位置a)到位置b)的更换利用转动机构33促进。不过，还可以提供横向位移机构来代替筒的位置改变，或可以调换连接线和/或供应和排出管线来连接不同的筒。在替换筒或在其他过渡情况的过程中，如果不能例如将芳香物饱和的筒快速替换为无芳香物的筒，则具有仍含芳香物渗透液的蒸汽随后将转移至渗透模块2的监测站39处，并例如储存在缓冲罐32中并可选地随后传输至新筒中(由虚线指示)。
在所示实施例中，筒31'已变得芳香物饱和，并刚刚从位置a)调换至位置b)处以替换筒31，从而使具有树脂的新筒31现在在位置a)的从渗透液24中脱除芳香物。位置b)处的芳香物饱和的筒31'同时进行再生，也就是使用食品纯度的蒸汽35通过其中，将先前吸附的芳香物以浓缩形式回收，并在冷凝后在出口侧作为芳香相36排出至冷却器37。
已经证明，非常有利的是使蒸汽35沿与渗透液24先前通过筒的方向相反的方向通过，也就是从顶部到底部。
实施例1
例如300l～400l葡萄酒/小时的处理需要的渗透模块具有例如膜表面积为70m2～120m2的纳米滤膜(例如Filmtec-NF90-400，来自Dow，还有多种其他制造商和产品)和相应尺寸的接收单元(特别是这些膜的接收圆筒)以及泵，该泵用至少10巴且至多50巴的压力和相应的流量将饮料起始产品供给至纳米滤膜。对于所需的处理而言，容量为140升/分钟的HydraCell P-35泵将是合适的。较小的升容量是不利的，因为其减少了渗透液输出量。例如参照图3所描述的吸附筒在其直径为100mm～200mm且长度为约1.5米～2.5米时适于本处理对象。合适的吸附剂是(如前所述)例如以名称Macronet 200销售的Purolite树脂，不过还有多种不同的制造商和产品。为了从吸附筒中回收芳香物，合适的是容量为40kg～60kg蒸汽/小时的食品蒸汽发生器。对于通过蒸馏分离酒精合适的是例如由不锈钢制成的蒸馏塔，塔直径为200mm～300mm，分两节段的塞料区域高度为7m～10m，具有两个支撑壳体，20l/h～80l/h范围的分液器和相应的0.5m3/h～-1.8m3/h范围的液体收集器和分配板。另外，其需要相应的调节阀、观察窗和控制器等。
实施例2：
使用本发明的设备利用本发明的方法制造的无酒精红葡萄酒(由黑皮诺制得)的组成为：黑皮诺红葡萄酒渗余液：280g或269ml；来自蒸馏的红葡萄酒渗透液/水相(内在水)：595g或589ml；红葡萄酒芳香相：100g或99ml；6倍浓缩的红葡萄酒果汁浓缩物：55g或41ml；剩余物*：其他配方成分和外来水。酸含量：4g/l；CO2含量：2g/l；酒精含量<0.5体积％。
*剩余物结果是1升减去以ml计的规定成分后的体积差。
实施例3：
使用本发明的设备利用本发明的方法制造的无酒精白葡萄酒(由Cuvée blanc2009、桶装制得)的组成为：Cuvée blanc白葡萄酒渗余液：250g或245ml；来自蒸馏的白葡萄酒渗透液/水相(内在水)：560g或559ml；白葡萄酒芳香相：150g或99ml；6倍浓缩的白葡萄酒果汁浓缩物：60g或45ml；剩余物*：其他配方成分和外来水。酸含量：6g/l；CO2含量：2g/l；酒精含量<0.5体积％。
*剩余物结果是1升减去以ml计的规定成分后的体积差。
从这些实施例明显可见，通过上述方法从初始饮料起始产品(10)获得的物质，即芳香相(36)、渗透液/水相(24”)和渗余液(22)构成了脱酒精饮料最终产品的主体。在前述实施例中，在脱酒精饮料(60)的混合(D)中以另外的配方成分(54)形式添加至芳香相(36)、渗透液/水相(24”)和渗余液(22)的混合物中的出于味道原因而添加的剩余物小于脱酒精饮料(60)的5体积％，即在一个情况中为4.3体积％，且在另一个情况中为4.8体积％。通常，可以认为在该方法中，为了优化味道而添加的剩余物即另外的配方成分(54)小于脱酒精饮料(60)的10体积％、特别地小于6体积％，通常甚至小于4体积％。
总之，由此可以认为，通过感官和饮料常规方式确定价值的饮料起始产品的成分通过在技术上分离为各级分(即渗余液、芳香相和渗透液/水相)而合成，从而能够有利地在随后再次合并。本发明的创新性在于，首先通过非热学方法步骤获得无损的敏感性感官成分，即，通过渗透并随后经冷吸附即时分离芳香物来进行含酒精饮料的脱酒精化，并且其次，将由此所得物中的酒精以非临界(还例如为热学过程(蒸馏))状态简化分离和对由此所得物进行非敏感性级分(即渗透液/水相)的简单分离。渗透液/水相基本上由水构成但还包含对于初始味道重要的果酸，在混合配制方法的最后作为重构脱酒精饮料的配方成分，渗透液/水相与其他级分(即渗余液、芳香相和必要的另外的配方成分)在混合模块5中合并混合。
如上所述，使用本发明的方法可以制造无酒精饮料、特别是无酒精葡萄酒或无酒精啤酒，其具有相应的标准含酒精饮料(特别是标准压制的葡萄酒)具有的所有属性。该方法的特定特征在于，获得起始产品的特有气味(酒香)和味道，并且实际上在于特别高且迄今为止不曾达到的品质。这通过以下方法实现：从含酒精级分中借助纳米过滤分离出大部分芳香物至渗余液中，并随后借助非热学的芳香物吸附方法从含酒精级分(称为渗透液)中分离出仍存在的芳香物，其优选在排除气氛氧的情况下进行；随后在蒸馏方法中对现基本上无芳香物的含酒精级分进行脱酒精化并回收蒸余液，并且在非热学芳香物吸附后，通过蒸汽排逐尽可能从吸附剂中完全回收芳香物，并随后将由此获得的芳香物与含芳香物渗余液和现已无酒精的渗透液合并。
对本领域技术人员而言清楚的是，在本发明权利要求的保护范围的范畴内，通过参照工作实施例描述的所述实施方式和/或细节可以以何种方式可用地组合且一起实施，并如何在工业上实现该过程。不过，出于篇幅原因，不能示意性地表示和/或详细描述所有可能的有用的组合。

Claims (16)

1.一种用于由含酒精的饮料起始产品(10)制造脱酒精饮料(60)的方法，所述方法包括以下步骤：
·借助非热学渗透(A)将饮料起始产品(10)分离为含酒精且含芳香物的渗透液(24)和含芳香物且基本上无酒精的渗余液(22)，
·对渗透液(24)进行脱酒精化(C)，
·将经脱酒精的渗透液与基本上无酒精的渗余液(22)混合(D)，
所述方法的特征在于，
·在所述脱酒精化(C)之前，在冷吸附(B)中从含酒精且含芳香物的渗透液(24)中脱除芳香物质，从而
·首先从所述冷吸附(B)中获得芳香相(36)形式的芳香物质，和
·其次，在所述冷吸附后，通过酒精分离从由所述冷吸附(B)中获得的无芳香物但含酒精的渗透液(24’)中脱除酒精(C)，从而得到水性的、基本上脱芳香物和脱酒精的渗透液/水相(24”)，和
·将芳香相(36)、渗透液/水相(24”)和渗余液(22)混合(D)，以得到脱酒精饮料(60)。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法的特征在于，
所述脱酒精化或酒精分离(C)通过分级蒸馏由脱芳香物的含酒精渗透液(24')进行。
3.如权利要求1或2所述的方法，所述方法的特征在于，
芳香相(36)形式的芳香物质的获得以下述方式进行：在所述冷吸附(B)中，使含芳香物和酒精的渗透液(24)经过芳香物吸附性吸附剂(30)或穿过吸附剂(30)，所述吸附剂特别是树脂或不同树脂的混合物，并且在回收工序(B')中从吸附剂(30)中回收芳香相(36)形式的芳香物质，该回收工序特别是蒸汽回收。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
吸附剂(30)或其组成根据所要吸附的芳香物进行选择。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
非热学渗透(A)借助于纳米滤膜(20)进行。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
根据所要进行脱酒精化的饮料起始产品(10)的组成选择纳米滤膜(20)。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
根据所述纳米滤膜的性质以及渗透液(24)和渗余液(22)的所需组成，在10巴～50巴的压力范围或者在20巴～40巴的压力范围下进行非热学渗透(A)。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
非热学渗透(A)在0℃～50℃的温度范围、特别是18℃～29℃，或者在22℃～26℃、更好地在25℃±1℃下进行。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
在非热学渗透(A)的过程中，将渗余液(22)或饮料起始产品(10)以循环的方式经供给管线(12)数次供给至纳米滤膜(20)，并经再循环出口(17)传输离开纳米滤膜(20)，并再次供给至纳米滤膜(20)。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
渗透液/水相(24”)在混合(D)过程中用作重构减酒精饮料(60)的配方成分，和/或作为稀释剂返回渗透工序(A)，并且具体而言特别用于在根据权利要求10进行渗透工序(A)时稀释循环的渗余液/饮料起始产品；和/或用于回收工序(B')中，尤其是回收工序(B')的蒸汽需要食品级蒸汽时。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
为了调整味道，将减酒精饮料(60)在混合(D)中与合适的允许添加剂果汁浓缩物和/或果酸和/或碳酸混合，和/或用允许的葡萄酒澄清剂进行处理。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
所述方法作为连续方法进行。
13.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，
所述方法作为分批方法进行，或者所述方法的一些方法步骤作为分批方法进行，且另一些方法步骤连续进行。
14.一种用于由含酒精的饮料起始产品(10)制造脱酒精饮料(60)的设备，所述设备具有：
·渗透模块(2)，其用于将含酒精的饮料起始产品(10)分离为含酒精和芳香物的渗透液(24)和基本上无酒精但含芳香物的渗余液(22)，
·用于对含酒精和芳香物的渗透液(24)进行脱酒精化(C)的模块(4)，
·混合模块(5)，其用于混合渗余液(22)和脱酒精的渗透液，
所述设备的特征在于，
·为了从含酒精且含芳香物的渗透液(24)中获得芳香相(36)，将芳香物吸附器(3)功能性地设置在渗透模块(2)和脱酒精化模块(4)之间，并且芳香物吸附器(3)具有用于将芳香相(36)传输至混合模块(5)的另外的功能性连接体，从而使芳香相(36)可以在混合模块(5)中与来自用于脱酒精化(C)的模块(4)的脱酒精且脱芳香物的渗透液/水相(24”)以及来自渗透模块(2)的渗余液(22)合并。
15.如权利要求14所述的设备，所述设备的特征在于，
用于吸附芳香物质的芳香物吸附器(3)具有吸附剂(30)，其特别是处于穿流性筒(31,31')中，并且功能性连接至回收模块(5')，其连接方式使得所述芳香物质可以从吸附剂(30)中回收，特别优选借助蒸汽发生器(34)中产生的蒸汽(35)进行回收，并且所述芳香物质可以以由此获得的芳香相(36)的形式传输至混合模块(5)。
16.一种脱酒精饮料(60)，所述饮料的特征在于，
其由权利要求1～13中任一项所述的方法制得，并且特别地，在脱酒精饮料(60)的混合(D)过程中添加至芳香相(36)、渗透液/水相(24”)和渗余液(22)的混合物中的剩余物构成了饮料(60)的小于10体积％、特别地小于6体积％。
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