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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Gerät, das konfiguriert ist, um den Alkoholgehalt (teilweise Entalkoholisierung) von Weinen und anderen alkoholischen Getränken zu reduzieren, was ETA50 genannt wird.
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Konkreter bezieht sich die Erfindung auf eine funktionelle Weiterentwicklung der bekannten Technik der Entalkoholisierung von Wein, die ausgeführt wird mittels Destillation und das Gerät gemäß der Erfindung kann verwendet werden zum Haushaltsgebrauch und in der Restauration durch Behandlung von kleinen Mengen von Wein und/oder anderen alkoholischen Getränken (zum Catering und/oder in Bars, Restaurants, Kneipen und anderen Geschäftsstätten, an denen Wein und/oder andere alkoholische Getränke aus Gläsern oder vom Fass vertrieben werden).
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Die letzten internationalen Standards betreffend önologische Praktiken beziehen sich auch auf die Kategorien von „Getränken, die man durch Entalkoholisierung von Wein erhält” und auf „Getränke, die man durch eine teilweise Entalkoholisierung von Wein erhält” und spezifizieren die technischen Trennungen, die verwendet werden können, um den Alkoholgehalt von Weinen zu reduzieren, wobei auch eine Unterscheidung gemacht wird zwischen der Korrektur des Alkoholgehalts und der Entalkoholisierung von Wein.
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Entsprechend den gesetzlichen Vorschriften ist eine Korrektur des Alkoholgehalts eines Weins, d. h. die Reduzierung eines überschüssigen Ethanolpegels zur Verbesserung der organoleptischen Balance, bis zu einer maximalen Verringerung von 20% erlaubt und die so erhaltenen Produkte müsste jedoch die Definition eines Weins erfüllen und vor allem müssen sie einen minimalen Alkoholgehalt aufweisen (falls die Produkte als „Weine” bezeichnet werden).
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Andernfalls, falls der Alkoholgehalt des Weins um mehr als 20% verringert wird, wurde ein Entalkoholisierungsverfahren durchgeführt, was bedeutet, dass ein Teil oder fast der gesamte Ethanol, der in dem Wein enthalten ist, entfernt wurde, um Produkte zu erhalten mit einem verringerten oder geringeren Alkoholgehalt.
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Die Trennungstechniken, durch die es möglich ist, die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, enthalten ein Verfahren der Partialvakuumverdampfung, ein Destillationsverfahren oder andere Membrantechniken.
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Die mittels eines Destillationsverfahrens durchgeführte Entalkoholisierung von Wein wird im allgemeinen unter Verwendung von industriellen Installationen zur Behandlung von großen Mengen des Produktes durchgeführt, da die Komplexität des Verfahrens und die Ausrüstungssteuerung große und sehr teure industrielle Systeme erfordern.
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Wie es im Detail in der beigefügten 1 gezeigt ist, umfasst das industrielle Verfahren zur Entalkoholisierung von Wein, das mittels einer Fraktionsdestillationsphase durchgeführt wird, die Verwendung einer Destillationssäule, die im Wesentlichen aus einer Hülse oder Säule 1 besteht, in die der Wein eingeführt wird, einem Vorratstank 2, der dem Wein Wärme liefert, und einem Kondensator 3, der abkühlt und den überschüssigen Dampf kondensiert.
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Die Temperatur im Inneren der Destillationssäule 1 steigt dank dem Vorratstank 2 an, um den Verdampfungspunkt des Ethylalkohols zu erreichen und deshalb treten sowohl der Ethylalkohol als auch andere flüchtige Substanzen aus der Lösung 4 des zu behandelnden Weins aus dem flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand über und zwar durch die Säule 1 von einem unteren Abschnitt zu einem oberen Abschnitt, da diese Substanzen leichter sind.
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Während des Weges treffen die flüchtigen Substanzen Destillationsteller 5, die eine Serie von Stufen bilden, in denen eine Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsphase etabliert wird zwischen dem aufwärtigen Gasstrom und dem abwärtigen Flüssigkeitsstrom, um den Gasteil, der in Richtung der Oberseite der Säule 1 strömt von dem flüssigen zu trennen, der von der Oberseite zum Boden der Säule 1 strömt.
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Deshalb sammeln sich die leichteren Substanzen an dem Kopf der Säule 1 und erreichen den Kondensator 3 innerhalb dessen sie in der Lage sind, zu kondensieren und in den flüssigen Zustand zurückzukehren, um in dem Behälter 8 gesammelt zu werden. Der Kondensator 3 wird auch durch das Kühlmittel 7 gekühlt, das von der Pumpe 6 in Zirkulation versetzt wird.
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Während des Destillationsprozesses wird der Druck im Inneren der Säule 1 in Bezug auf den Atmosphärendruck verringert, um die organoleptischen Eigenschaften des Weins nicht wesentlich zu verändern. Deshalb ist es möglich, den Temperaturwert zu verringern, der notwendig ist, um den Verdampfungspunkt des Ethylalkohols zu erreichen.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gerät bereitzustellen zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken ohne die Verwendung von komplexen, großen und teuren Systemen, wie sie im Gegensatz dazu zur Durchführung einer Entalkoholisierung von Weinen mittels eines Destillationsprozesses verwendet werden, wie er vorstehend beschrieben wurde.
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Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Gerät bereitzustellen zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken, um Wein in kleinen Mengen zu erhalten und schnell und einfach selbst kleine Mengen von Wein verwendungsfertig zu erhalten.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Gerät bereitzustellen zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken, um so dazu beizutragen, das Auftreten von gefährlichen Alkoholpegeln von Benutzern zu verhindern ohne die aromatischen Qualitäten und die organoleptischen Eigenschaften des Getränks wesentlich zu variieren oder zu verändern.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät bereitzustellen zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken, das keine Installation erfordert und das eine beschränkte Größe hat, so dass es Zuhause, in Bars, Restaurants, Kneipen, etc. verwendet werden kann und das auch tragbar, vollständig automatisch und schnell ist, bei einfacher und preiswerter Wartung sowie extrem einfacher Verwendbarkeit.
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Diese und andere Ziele werden durch ein Gerät erreicht zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken gemäß dem beigefügten Anspruch 1, während andere detaillierte technische Merkmale des Gerätes in den anderen abhängigen Ansprüchen vorgegeben werden.
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Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Gerät aufgrund seiner funktionellen Merkmale in der Lage, den Alkoholgehalt von Wein und anderen alkoholischen Getränken in einer Menge von einem Minimum von 250 cl bis zu einem Maximum von 10 Liter in sehr kurzer Zeit (ungefähr 5 Minuten für jeweils 250 cl von Wein) zu verringern.
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Die geringe Größe und der automatische Betrieb machen das Gerät insbesondere geeignet zum Haushaltsgebrauch und zur Verwendung beim herkömmlichen Catering.
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Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klarer, die sich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gerätes zur teilweisen Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht, sowie aus den beigefügten Zeichnungen, von denen:
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1 eine schematische Darstellung eines Säulendestillationsgeräts für eine industrielle Verwendung gemäß dem Stand der Technik ist;
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2 eine schematische Ansicht eines Geräts zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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3 ein Isobaren-Diagramm einer Wasser-Alkohol-Lösung ist.
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Obwohl sich die Beschreibung und die folgenden Figuren auf eine bestimmte Verwendung des Entalkoholisierungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung beziehen, das konfiguriert ist, um den Alkoholgehalt von geringen Mengen von Wein zu reduzieren, ist es zunächst klar, dass das Gerät in ähnlicher Form benutzt werden kann zur teilweisen Reduzierung des Alkoholgehalts von Schnaps und anderen alkoholischen Getränken.
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Unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügten 2 und 3 wird das Gerät gemäß der Erfindung in einem schützenden, stoßdämpfenden Kunststoffbehälter beherbergt, der widerstandfähig ist gegenüber ultravioletter Strahlung und hohen Temperaturen, der gewaschen und desinfiziert werden kann und der aus Materialien hergestellt werden kann, die geeignet sind zum Kontakt mit Nahrungsmitteln.
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Das Gerät weist eine Destillationssäule 71 auf, die an der Oberseite durch einen entfernbaren Deckel 61 verschlossen ist, der der Säule 71 eine hermetische Abdichtung verleiht.
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Ein Zuführrohr 50 verbindet einen Zuführtrichter 51 mit dem Hahn 52 und ist innerhalb der Destillationssäule 71 mit dem Deckel 61 verbunden, um die zu behandelnde Flüssigkeit in die Säule einzuführen.
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Der Deckel 61 ist verbunden mit einem ersten Temperatursensor 31, der in der Lage ist, die Flüssigkeitstemperatur zu messen, einem Heizwiderstand 41, der die Flüssigkeit erwärmt, einem zweiten Temperatursensor 55, der in der Lage ist, die Temperatur des Dampfs zu messen, einer Serie von Destillationsplatten 81, die eine Trennung des Dampfs von der Flüssigkeit erlauben, und einem Dampfauslassrohr 60, das durch den Deckel 61 hindurchtritt und mit dem Kondensator 18 verbunden ist. Weiterhin erreicht das Dampfauslassrohr 60 nach dem Durchtreten durch den Kondensator 18 den Sammelbehälter 24 durch den entfernbaren Deckel 22, der dem Behälter 24 eine hermetische Abdichtung verleiht, was erreicht wird durch das Einstell-Solenoidventil 20, die Vakuumpumpe 21 und den Vakuumsensor 19, die das Vakuum einstellen.
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Der in dem Sammelbehälter 24 angeordnete Papierfilter 23 verhindert, dass Tropfen des Kondensats das Rohr 40 erreichen, welches das Einstell-Solenoidventil 20, die Vakuumpumpe 21 und den Vakuumsensor 19 verbindet.
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Die Destillationssäule 71 hat einen Magnetrührer 9, der eine gleichmäßige Temperaturverteilung ermöglicht sowie die Trennung von leichteren Substanzen von den schwereren Substanzen der zu behandelnden Flüssigkeit, sowie ein Ablassrohr 30, das am Boden der Destillationssäule 71 angeschlossen ist zum Entleeren der Säule 71 durch ein Solenoidventil 10, das zum Öffnen des Durchstroms der Flüssigkeit in Richtung des Kühlbehälters 11 dient, der wiederum von dem Kühler 12 gekühlt wird.
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Ein Temperatursensor 13 wird verwendet zum Ablesen der Temperatur der gekühlten Flüssigkeit in dem Behälter 11.
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Der gesamte Betrieb des Geräts wird geregelt von einer elektronischen Steuerschaltung 16, die über die elektrischen Leitungen 14, 15 die Messungen erfasst, die von den Temperatursensoren oder -sonden 13, 31, 55 durch den Druck- oder Vakuumsensor 19 bereitgestellt werden und deshalb eine Vielzahl von Aktoren einstellt.
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Die elektronische Schaltung 16 hat elektronische Schaltknöpfe zum Starten und Stoppen des Entalkoholisierungsverfahrens, ein Multifunktionsdisplay zum Anzeigen der Werte der Temperatur und des Drucks in den verschiedenen Abschnitten der Destillationssäule 71 und innerhalb des Sammelbehälters 24, sowie zum Anzeigen des Betriebszustands des Geräts (regulär, Anwesenheit von Unregelmäßigkeiten, Defekten, Fehlern, etc.). Das Gerät hat auch eine Tastatur zur Eingabe von Betriebsparametern, wie beispielsweise der Menge der zu behandelnden Flüssigkeit, des Prozentsatzes der Entalkoholisierung, der Endtemperatur des behandelten Produkts, etc.
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Die Stromversorgung wird der Anschlussdose 17 zugeführt, die eine Schutzschaltung gegen Kurzschlüsse und Überspannungen hat und die einen Erdungspunkt hat.
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Der Betrieb des Geräts zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie folgt.
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Der Wein oder die andere zu behandelnde Flüssigkeit wird in den Zuführtrichter 51 geschüttet und tritt durch den geöffneten Hahn 52 in die Destillationssäule 71 ein.
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Die Menge des Weins wird in der Steuerschaltung 16 eingestellt und der Typ des eingeführten Weins (weiß, rosé, rot, trocken, kohlensäurehaltig, etc.) kann auch ausgewählt werden wie auch der gewünschte Prozentsatz der Entalkoholisierung und die Endtemperatur des Weins.
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Vor dem Starten des Prozesses der Entalkoholisierung ist es notwendig, den ordnungsgemäßen Verschluss des Hahns 52, des Deckels 61 und des Deckels 22 zu prüfen, dann startet das Drücken eines Startknopfs auf der Steuerschaltung 16 den Betrieb des Geräts.
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In der Praxis bleibt das Solenoidventil 10 standardmäßig in einer geschlossenen Stellung, während das Solenoidventil 20 geöffnet wird, welches das Proportionalvakuum einstellt, und der Heizwiderstand 41, der Magnetrührer 9, die Vakuumpumpe 21, der Kondensator 18 und der Kühler 12 werden insbesondere so versorgt, dass der Kondensator 18 und der Kühler 12 ihre jeweiligen Betriebstemperaturen erreichen.
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Die elektronische Steuerschaltung 16 regelt die dem Heizwiderstand 41 gelieferte Leistung und die Öffnung des proportionalen Solenoidventils 20 als eine Funktion des von dem Sensor 31 ausgelesenen Temperaturwerts, als eine Funktion des von dem Drucksensor 19 ausgelesenen Druckwerts, als eine Funktion des Endtemperaturwerts des Weins und als eine Funktion des Vakuumwerts, der im Inneren des Sammelbehälters 24 erreicht wird.
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Der Verdampfungszustand des Ethylalkohols und von anderen flüssigen Bestandteilen wird bestimmt mittels der elektronischen Steuerschaltung 16, indem der Wert der an dem Kopf der Säule 71 durch den Temperatursensor 55 gemessenen Temperatur mit dem Wert des von dem Vakuumsensor 19 im Inneren der Säule 71 ausgelesenen Vakuums in Beziehung gesetzt wird. Dieser Zustand wird für die Zeit beibehalten, die notwendig ist, um den Prozentsatz des Ethylalkohols zu extrahieren, der eingestellt wurde, wodurch die Flüssigkeitstemperatur und der Druck innerhalb der Säule 71 variiert werden.
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Die aus der an dem Kopf der Säule 71 angeordneten Auslassrohr 60 austretenden Dämpfe kehren durch den Kondensator 18 in die flüssige Phase zurück und erreichen dann den Sammelbehälter 24.
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Das Ende des Verfahrens wird von der elektronischen Steuerschaltung 16 gehandhabt, indem der Wert der an dem Kopf der Säule 71 durch den Temperatursensor 55 gemessenen Temperatur in Beziehung gesetzt wird zu dem Wert des Vakuums innerhalb der Säule 71, der von dem Vakuumsensor 19 ausgelesen wird.
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Wenn der Prozess beendet ist, wird die Vakuumpumpe 21 zusammen mit dem Heizwiderstand 41 und dem Magnetrührer 9 ausgeschaltet, während das Einstell-Solenoidventil 20 und das Solenoidventil 10 geöffnet werden, um den behandelten Wein in den Kühlbehälter 10 zu schicken. Die Endtemperatur des entalkoholisierten Weins wird von der elektronischen Steuerschaltung 16 gesteuert durch einstellen der Leistung, die dem Kühler 12 bereitgestellt wird entsprechend dem Wert der Temperatur, die von dem Sensor oder der Sonde 13 gemessen wird.
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Insbesondere wird die Extraktionsphase des Ethylalkohols durch die elektronische Steuerschaltung 16 gesteuert mittels eines automatischen Steuerverfahrens, welches die Werte von Druck und Temperatur im Inneren der Säule 71 analysiert und den Heizwiderstand 41 und das Einstell-Solenoidventil 20 entsprechend einer vorgegebenen algebraischen Beziehung ansteuert.
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Die Einstellung findet statt entsprechend dem Isobaren-Diagramm von Wasser-Alkohol-Lösungen (siehe beigefügte 3) und der Extraktionstemperatur der Flüssigkeit, die in der elektronischen Schaltung 16 in einem Bereich variierend von 0°C bis 100°C eingestellt werden kann. Zur Vermeidung von Änderungen der organoleptischen und aromatischen Eigenschaften des Weins ist es bevorzugt, den Wert der Extraktionstemperatur auf 35°C festzusetzen, jedoch ist es möglich, einen anderen Wert in dem vorstehend erwähnten Bereich auszuwählen.
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Die Lösung wird also zunächst auf eine Temperatur von ungefähr 35°C bei Umgebungsdruck gebracht und die Lösung wird von dem Heizwiderstand 41 erwärmt während die Temperatur der Lösung von dem Temperatursensor oder der -sonde 31 ausgelesen wird.
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Die Proportionalsteuerung der thermischen Leistung des Heizelements 41 und der Funktion des Magnetrührers 9 erlauben eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Lösung.
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Beim Erreichen der Temperatur von 35°C, die von dem Temperatursensor oder der -sonde 55 gemessen wird, lässt man den Druck innerhalb der Säule progressiv abfallen, bis er den Wert erreicht, der aus dem Isobaren-Diagramm von Wasser-Alkohol-Lösungen erwartet wird, und der Gleichgewichtszustand zwischen dem Wert der Dampftemperatur und dem Druckwert entsprechend dem Isobaren-Diagramm wird sichergestellt durch kontinuierliche Einstellung der von der elektronischen Steuerschaltung 16 bereitgestellten Heizleistung des Heizwiderstands 41 und des von der Vakuumpumpe 21 erzeugten und von dem Solenoidventil 20 gesteuerten Vakuums.
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Die Dämpfe bestehen im Wesentlichen aus Ethylalkohol und treten wegen geringeren Gewichts aus dem Extraktionsrohr 60 des Kopfs der Säule 71 aus, berühren den Kondensator 18 und kehren (gekühlt) in die flüssige Phase zurück, so dass sie in den Sammelbehälter 24 fließen.
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Wenn der Prozentanteil des Ethylalkohols in der Lösung abnimmt, so steigt die Temperatur bei konstantem Druck an und befindet sich nahe der Wassersiedetemperatur und deshalb reagiert die Steuerschaltung 16 weiter mit der Verringerung des Drucks im Inneren der Säule 71, um die Extraktion des Alkohols zu ermöglichen ohne die Temperatur der Lösung zu erhöhen.
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Das Verfahren endet, wenn der Prozentwert des extrahierten Alkohols den Prozentwert erreicht, der in der elektronischen Steuerschaltung 16 eingestellt wurde.
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Die Merkmale des Geräts zur Reduzierung des Alkoholgehalts von Weinen und anderen alkoholischen Getränken, welches das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, sind aus der obigen Beschreibung klar, wie auch die darauf bezogenen Betriebs- und funktionalen Vorteile, wie:
- – Direkter und schneller Verbrauch des entalkoholisierten Weins,
- – Möglichkeit zur Behandlung von Wein und alkoholischen Getränken sogar in kleinen Mengen (d. h. 250 cl),
- – Möglichkeit zur Behandlung jeder Qualität von Wein oder anderen alkoholischen Getränken,
- – Betriebsprozess unter Vakuum und bei geringen Temperaturen, um Änderungen der aromatischen Qualitäten und der organoleptischen Eigenschaften des Weins und/oder anderer alkoholischer Getränke zu vermeiden,
- – Möglichkeit des Benutzers, die Überschreitung gefährlicher Pegel von Alkohol zu vermeiden (beispielsweise, um in der Lage zu sein, sicher zu fahren),
- – Möglichkeit der Verwendung des Geräts Zuhause, in Bars, Restaurants, etc. aufgrund der geringen Gesamtabmessungen,
- – vollständige Transportfähigkeit des Geräts, das darüber hinaus keine feste Installation erfordert,
- – vollständig automatisches Verfahren, schnell und leicht für den Benutzer,
- – einfache und preiswerte Wartung,
- – einfach zu verwenden, so dass keine technischen Kenntnisse erforderlich sind.
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Es ist schließlich klar, dass viele Abwandlungen an dem Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können ohne abzuweichen von den Prinzipien der Neuheit, die der erfindungsgemäßen Idee inhärent ist, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht wird, wie es auch klar ist, dass in der praktischen Implementierung der Erfindung die Materialien, Formen und Abmessungen der dargestellten Details beliebig sein können gemäß den Anforderungen und deshalb durch andere Äquivalente ersetzt werden können.
