CN115777013A - 用于在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的方法以及馏分物质回收设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的方法,以及一种用于执行该方法的馏分物质回收设备,在该方法中,将要减少酒精含量的酒精饮料供给至馏分物质回收设备(60)的脱气器(62),其中,从脱气器(62)中移除蒸气,并且将穿过脱气器(62)的酒精饮料供给至用于酒精减少的设备(10),其中,将蒸气给送至以串联的方式彼此相随的多个馏分冷凝级(66、67、68),以及其中,在压力和/或温度下,从蒸气中分离出至少一种馏分物质,以及其中,将在相应的馏分冷凝级(66、67、68)中分离出的馏分物质收集到收集容器(84、85、86、87、88、89)中或给送至灌输站(19),通过该灌输站将分离出的馏分物质按计量给送至酒精减少饮料中。
Description
技术领域
本发明涉及一种在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的方法和馏分物质回收设备。
背景技术
例如从DE 38 43 516 A1中已知一种用于生产酒精减少(reduced-alcohol)饮料的设备。该设备包括精馏器(rectifier)。蒸气由该精馏器进行分离。这些蒸气可能包括酒精和/或芳香物质。酒精被从蒸气中分离。蒸气被冷却并且可以被返回至精馏器。酒精减少饮料或脱酒精饮料从精馏器中排出、被冷却并且经由灌输(inoculation)站被给送储存容器。在该灌输站中,添加二氧化碳以防止氧化。该设备包括闭合回路,使得在精馏器中排出的蒸气在酒精被分离出来后并且在对蒸气进行冷却后返回至精馏器。
从EP 0 557 749 B1中已知一种用于使饮料富集有高挥发性芳香物质的设备,该设备连接至使饮料的酒精含量减少的设备的下游处。该设备用于将脱酒精的饮料给送至气体洗涤器。在气体洗涤器的较低部段中,脱酒精饮料被吸走、冷却并经由喷射设备被给送回至气体洗涤器。经由进一步的分流,脱酒精产品被从气体洗涤器中移除并经由真空泵被给送回至气体洗涤器,其中,挥发性芳香物质被给送至真空泵,该芳香物质在真空泵中被富集有脱酒精饮料并被给送回至气体洗涤器。饮料中存在的芳香物质经由气体洗涤器中的上部排放线路被释放到环境中。
发明内容
本发明基于下述目标:提出一种用于在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的方法以及一种馏分物质回收设备,以减少CO2负担以及/或者使饮料富集有至少一种所需的馏分物质。
该目标通过下述方法解决:在该方法中,将酒精饮料给送至馏分物质回收设备的脱气器,并且将酒精饮料的蒸气从脱气器中排出。经脱气器处理的酒精饮料被给送至另外的处理、例如精馏,并且排出的蒸气被给送至以串联的方式彼此相随的多个馏分冷凝级。在馏分冷凝级中,在降低的温度和/或超压下,至少一种馏分物质被分离,并且馏分物质例如各自被收集在一个或更多个收集容器中或者被返回到灌输站中的酒精减少饮料中。串联布置的馏分冷凝级允许发生部分冷凝,使得不同的馏分物质被连续地从蒸气中分离出来。该方法可以使酒精减少饮料的富集所需的馏分物质、特别是芳香物质或香味物特定地返回到饮料中,从而实现了酒精减少饮料的风味的富集和改进。此外,该方法还可以在对酒精饮料进行处理之前,特别是在酒精减少之前,使酒精饮料中所含的CO2作为馏分物质被回收。该CO2可以被返回到酒精减少饮料中。这使得排放到环境中的CO2减少,这是因为可以直接进行再循环。CO2和/或芳香物和/或香味物也可以被再循环。作为馏分获得的该CO2也可以被给送至另一饮料中或者用于其他目的。
术语“酒精减少饮料”还包括下述饮料:在该饮料中,来自该饮料的酒精被减少至这些饮料可以被描述为脱酒精或无酒精的程度。
优选地,在馏分冷凝级中,所供给的蒸气用泵、特别是真空泵进行管控并且被压缩到较高的压力,然后用至少一种冷却介质、特别是热交换器对该蒸气进行冷却,随后通过分离器对至少一种馏分进行分离。借助于该馏分冷凝级,可以根据压力和/或温度从蒸气中对至少一种所需的馏分物质进行分离。从脱气器排出的蒸气是含有酒精、香味物、芳香物和CO2的物质。一方面,这能够使酒精和/或水从蒸气中移除并且作为废弃物被排出。另外,各个香味物和/或芳香物和/或CO2可以被分离出来,然后可选地被返回到脱酒精饮料中。
此外,串联布置的馏分冷凝级优选地以逐渐升高的压力进行控制,并且在离开冷凝级之前优选地被冷却至恒定的温度范围。这使得能够对水、酒精、CO2、香味物和/或芳香物的分离进行特定控制。
优选地,在第一馏分冷凝级中,来自脱气器的蒸气从例如100毫巴(mbar)被压缩到例如1.5巴(bar)至2巴,然后该蒸气被冷却到例如10℃至20℃的温度。从脱气器出来的蒸气可以具有达例如50℃的温度。蒸气处于气体状态,并且包括水、酒精、CO2、香味物和芳香物。
例如,在该第一馏分冷凝级中,蒸气中所含的水和酒精可以被冷凝出来。
此外,优选地规定,在位于第一馏分冷凝级的下游处的第二馏分冷凝级中,剩余蒸气从例如1.5巴至2巴被进一步压缩到例如3巴至5巴,然后优选地被冷却到5℃至10℃的温度。在该第二馏分冷凝级中,例如,香味物和/或芳香物可以作为馏分物质被分离。
此外,优选规定了设置有第三馏分冷凝级,在该第三馏分冷凝级中,剩余蒸气从例如3巴至5巴被压缩到例如10巴至12巴,然后优选地被冷却到5℃至10℃的温度。这使得CO2可以保持作为馏分物质,该馏分物质几乎不包含任何香味物和/或芳香物。该CO2作为馏分物质可以经由灌输站又被添加到酒精减少饮料中。
此外,由馏分冷凝级分离的馏分物质优选地通过灌输站被给送至酒精减少饮料,该酒精减少饮料是由酒精减少设备完成并已从酒精减少过程中移除的。因此,最终饮料可以富集有从馏分物质回收设备中分离出的馏分物质。
此外,在灌输站中优选地对添加到最终的酒精减少饮料中的所分离的馏分物质的比例进行选择和调节。因此,可以以简单的方式实现感官的丰富。
本发明所基于的目标还通过用于在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的馏分物质回收设备来解决,该馏分物质回收设备包括脱气器和在脱气器的下游处的多个馏分冷凝级,所述多个馏分冷凝级以串联的方式依次布置。在馏分级中的每个馏分级中,至少一种馏分物质可以在压力下、即在高于环境压力的压力和/或温度下被分离,并且通过分离器被排出,特别是以冷凝的方式被排出。这使得能够具体地对可选地被返回到酒精减少饮料或脱酒精饮料中的馏分物质以及要作为废弃物处理的其他馏分物质进行选择。另外,还可以实现CO2回收,从而减少环境污染。由脱气器移除的蒸气中包含的CO2可以被返回到最终饮料中。蒸气可以从原饮料中提取,也可以从不同的饮料中提取。
有利地,馏分冷凝级包括:泵、特别是真空泵;以及在该泵的下游处的至少一个冷却器,所述至少一个冷却器可以被设计为热交换器。另外,所述至少一个冷却器后面是分离器,以将分离出的馏分从馏分冷凝级中移除。这种馏分冷凝级使得可以通过对工作压力或超压以及温度的特定调节来对各个或所需的香味物和/或芳香物和/或酒精和/或水和/或CO2进行分离。
此外,优选地规定,馏分冷凝级包括至少两个冷却器,并且每个冷却器后面是用于至少一种馏分物质的分离器。这使得可以在馏分冷凝级中对两种或更多种馏分物质彼此分离地进行冷凝。
附图说明
基于附图中所示的示例,在下文中对本发明以及本发明的其他有利的设计和进一步发展进行更详细地描述和说明。从说明书和附图中提取的特征可以被单独应用,也可以被彼此结合地应用。附图中示出了:
图1是用于生产酒精减少饮料的设备的示意图,以及
图2是馏分物质回收设备的示意图。
具体实施方式
用于生产酒精减少饮料的设备10包括热交换器12,处于例如110℃温度的蒸气经由线路11被给送至该热交换器12的第一回路。在热交换器的第二回路中设置有通向分离器14的线路13。从分离器14的底部露出线路16,该线路16携带有不含酒精的饮料。不含酒精的饮料优选地为葡萄酒或啤酒。在出口线路中存在有热交换器17,该热交换器17使最终产品的温度降低并且提供了热经济性。另外,线路16包括冷却器18,该冷却器18将最终产品冷却至例如5℃。最后,存在有灌输站19,该灌输站19被给送有由馏分回收设备60(图2)从酒精饮料的蒸气中分离出来的馏分物质。这将在下文进行说明。灌输站19的下游是用于对最终产品、即酒精减少饮料或脱酒精饮料进行接纳的储存容器21,所述最终产品经由灌输站19被富集有馏分物质。
线路22从分离器14的头部开始延伸,线路22携带有温热的未分离的蒸气并且通向塔状件23的下部部分,该塔状件23形成了精馏器。存在有线路26,该线路26从塔状件23的底部24通向热交换器12的第二回路。该回路因此是闭合的。
要脱酒精或降低其酒精含量的饮料、比如葡萄酒、啤酒或起泡酒被储存在储存罐27中。线路61从储罐27通向馏分物质回收设备60。该线路61特别地通向馏分物质回收设备60的脱气器62。线路28从脱气器62通向该设备的第二回路中的热交换器17。由脱气器62通过蒸气而减少的酒精饮料优选地经由线路28被给送至未详细示出的热交换器,因此在饮料被给送至塔状件23的中心之前,饮料被冷却。在优选地由不锈钢制成的塔状件23中设置有较高的第一填料29和第二填料31。两种填料被间隔开。填料29与线路22的入口有一段距离并且因此与底部24也有相当的距离。
线路28进入两种填料29、31之间。填料31与塔状件的头部32有一段距离。直径相当大的线路33离开头部32的上部部分,该线路33携带有包含酒精、香味物和芳香物的蒸气。头部32中的温度例如为30℃。这相当于约44毫巴。塔状件23中、在底板24上方的温度例如为39℃,使得存在有70毫巴的压力。在精馏器的稳定状态中,线路33携带有80%的酒精,因此“酒精”通常被理解为“乙醇”。线路33通向冷凝器34,冷凝器34经由线路36被给送有通过环境冷却和蒸发冷却而得到的冷却水。热水通过一个线路37被排出。
在冷凝器34中,被给送至头部的蒸气还未被冷凝,这就是为什么冷凝器34经由线路38被给送至冷却器39。冷却器39的冷却系统经由管道41供给有冰水。真空线路42通向冷却器39的头部,真空线路42连接至真空泵43,并且该真空泵43还产生了存在于塔状件23中的真空。线路44从冷却器39的底部离开,线路44携带有液化酒精、香味物、芳香物、呈液态形式的高度酒精,并且浓度不超过82%。取决于脱酒精的效果,百分比可以在20%到80%之间。液体由泵46在不超过线路33的出口且高于第二填料31的水平处给送至头部32。
与线路44平行的线路47从冷却器的底部离开。该线路携带有酒精,该酒精不需要被反馈并且最终被排出,该酒精由泵48泵送至酒精罐。
控制器51对线路44和47中的数量比进行确定。当设备10启动时,线路47由于该线路47的作用而首先保持闭合,并且直到线路44、33、38中的酒精含量达到所需水平、例如80%为止。调节器51通过将线路48释放来防止酒精含量进一步增加,以保证酒精含量在酒精百分比的反馈路径上保持所需的水平。
图2示出了了馏分物质回收设备60的放大示意图。线路61将酒精饮料从储存罐27引导至脱气器62。经脱气的酒精饮料经由泵63通过线路28从脱气器62的底部被给送至热交换器17。酒精饮料的蒸气被从脱气器62中移除。这些蒸气以气体或蒸气的形式存在。例如,这些蒸气可以具有40℃至50℃的温度。这些蒸气包括水、芳香物、香味物、CO2和酒精。
蒸气经由线路64被给送至串联连接的一个或更多个馏分冷凝级66、67、68。在该实施方式中,馏分物质回收设备60包括例如所示的三个功能性冷凝级66、67、68。可以存在有更少或更多这样的馏分冷凝级。
馏分冷凝级66、67、68优选地具有相同的设计。为此,描述了馏分冷凝级66的结构,该结构也适用于其他馏分冷凝级。因此,相同的附图标记被用于相同的部件。
在入口侧设置有泵71,该泵71特别是真空泵,所供给的蒸气被该泵71压缩。随后,经压缩的蒸气由一个或更多个连续的冷却器72、73进行冷却,该冷却器72、73特别是热交换器。然后经压缩的且经冷却的蒸气被给送至分离器75,该分离器75具有线路76,在相应的馏分冷凝级中分离出的馏分物质经由该线路76被排出。分离出的馏分物质可以被给送至单独的收集容器84、85或收集容器中的一者或每一者中以供任何的进一步使用,或者被给送到灌输站19中。剩余的蒸气经由线路77被给送至随后的馏分冷凝级。
如果仅设置一个馏分冷凝级,则可以省去分离器75,使得线路77直接通向灌输站19。
利用所示的馏分物质回收设备60,由于蒸气被压缩到例如1巴至2巴并且随后被冷却到例如40℃至50℃,水和酒精可以在第一馏分冷凝级66中被分离并且经由线路76被排放到废弃物容器或收集容器中。
在随后的第二馏分冷凝级67中,就水和酒精而言已经被减少的剩余蒸气被进一步压缩例如到3巴至5巴,然后用一个或更多个冷却器72、73对该剩余蒸气进行冷却。至少一种香味物或芳香物可以经由线路78从分离器75中被移除,所述至少一种香味物或芳香物可以在冷凝级内的这些设定条件下被分馏。该香味物或芳香物可以被给送至注入站19或者也可以被收集在收集罐86中。经由在第二冷却器73下游处的分离器75,另外的馏分可以被给送至灌输站19或收集罐87。剩余的蒸气经由线路77例如被给送至第三馏分冷凝单元68。借助于泵71可以实现压缩到例如10巴至12巴。在分离器75中,例如从第一冷却器72和第二冷却器73分离出的馏分物质可以经由线路79、83被给送至灌输站19或收集容器88、89。例如,CO2或稍微富集的CO2可以保留在第三馏分冷凝级中,该CO2或稍微富集的CO2可以经由线路77被给送至灌输站19。
借助于所述的馏分物质回收设备60,可以根据馏分冷凝级的数量来对各个馏分物质与蒸气的特定分离进行控制。这些馏分物质可以选择性地被返回到酒精减少饮料或脱酒精饮料中或者被处理。特别地,提供了CO2和/或芳香物质的再循环。这允许丰富口味以及/或者使CO2污染最小化。
Claims (12)
1.一种用于在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的方法,
-其中,将酒精饮料供给至馏分物质回收设备(60)的脱气器(62),
-其中,从所述脱气器(62)中移除蒸气,并且将穿过所述脱气器(62)的酒精饮料给送至用于减少酒精的设备(10),
-其中,将所述蒸气给送至多个馏分冷凝级(66、67、68),所述多个馏分冷凝级(66、67、68)以串联的方式彼此相随,并且在所述多个馏分冷凝级(66、67、68)中,在压力和/或温度下从所述蒸气中分离出至少一种馏分物质,以及
-其中,将在相应的馏分冷凝级(66、67、68)中分离出的所述馏分物质收集到收集容器(84、85、86、87、88、89)中或者给送至灌输站(19),将一种或多种分离的馏分物质以配给的形式通过所述灌输站(19)给送至酒精减少饮料中。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述馏分冷凝级(66、67、68)中,经由泵(71)对供给的蒸气进行加压,优选地经由真空泵(71)对供给的蒸气进行加压,随后用至少一个冷却器(72、73)对经加压的蒸气进行冷却,特别地用热交换器对经加压的蒸气进行冷却,以及随后经由分离器(75)分离出至少一种馏分物质。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在以串联的方式彼此相随的所述馏分冷凝级(66、67、68)中通过增加压力对所述蒸气进行加压,并且优选地在所述蒸气离开相应的冷凝级之前将所述蒸气冷却到所述馏分冷凝级(66、67、68)的恒定温度范围。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,在第一馏分冷凝级(66)中,将所述蒸气从优选的100毫巴压缩到特别是1.5巴至2巴,并且优选地将所述蒸气冷却到40℃至50℃的温度。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,在连接于所述第一冷凝级(66)的下游处的第二馏分冷凝级(67)中,将剩余蒸气从例如1.5巴至2巴压缩到优选为3巴至5巴的增加的压力,并且优选地将所述剩余蒸气冷却到5℃至10℃的温度。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,在第三馏分冷凝级(68)中,将例如3巴至5巴的剩余蒸气压缩到优选为10巴至12巴的增加的压力,并且优选地将所述剩余蒸气冷却到5℃至10℃的温度。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,在所述酒精饮料的酒精减少之前,对所述酒精饮料的蒸气进行移除。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,通过所述灌输站(19)将由所述馏分冷凝级(66、67、68)分离出的馏分物质给送至酒精减少饮料,所述酒精减少饮料是由所述酒精减少设备(10)完成并已从酒精减少过程中排出的。
9.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其特征在于,在所述灌输站(19)中,对从所述馏分物质回收设备(60)分离出的且被供给至完成的酒精减少饮料中的馏分物质的量进行选择和调节。
10.一种用于在饮料的酒精减少期间从蒸气中对至少一种馏分物质进行回收的馏分物质回收设备,
-所述馏分物质回收设备具有脱气器(62),
-所述馏分物质回收设备具有以串的联方式依次布置的多个馏分冷凝级(66、67、68),所述多个馏分冷凝级(66、67、68)连接在所述脱气器(62)的下游处,其中,设置有延伸通过所述馏分冷凝级(66、67、68)的至少一个线路(77),并且每个冷凝级(66、67、68)包括通过至少一个分离器(75)排出的至少一种馏分物质。
11.根据权利要求10所述的馏分物质回收设备,其特征在于,所述至少一个馏分冷凝级(66、67、68)包括:至少一个泵(71),所述至少一个泵(71)特别是真空泵;以及在所述至少一个泵(71)的下游处的至少一个冷却器(72、73),所述至少一个冷却器(72、73)特别是热交换器;以及在所述至少一个冷却器(72、73)的下游处的至少一个分离器(75)。
12.根据权利要求10或11所述的馏分物质回收设备,其特征在于,在馏分冷凝级(66、67、68)中设置有至少两个冷却器(72、73),并且在每个冷却器(72、73)的下游处设置有用于至少一种馏分物质的至少一个分离器(75)。
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