DE3844997C2 - Vorrichtung zur Verminderung des Alkoholgehalts in Getränken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, 4. Auflage, geht aus Abb. 92 eine Vakuum-Rektifizier-Kolonnen-Vorrichtung hervor, die zwei Packungen aufweist, von denen die erste Packung zwischen einer Getränkezuführleitung und ei­ ner Dampfzuführleitung liegt und die zweite Packung zwischen der Getränkezuführ­ leitung und einer Alkoholabführleitung liegt und die zweite Packung vakuummäßig stromab von der ersten Packung angeordnet ist. Die Alkoholabführleitung führt zu ei­ ner Kondensationsvorrichtung. Von dieser aus geht eine Alkohol- Rückkopplungsleitung zum Kopf der Rektifiziervorrichtung und eine Alkohol- Abtransportleitung zu einem Alkoholspeicher. In diesen Leitungen ist eine Stellvor­ richtung vorgesehen, die das Verhältnis der Mengen in der Alkoholrückkopplungslei­ tung und der Alkoholabtransportleitung einstellt. Von einer Vakuumpumpvorrichtung aus gesehen liegen die Kondensations- und die Rektifiziervorrichtung hintereinander.

Die Rektifiziervorrichtung weist des weiteren eine Getränkeabführleitung für das im Alkoholgehalt verminderte Getränk auf, die vom Boden der Rektifiziervorrichtung zum einen in einen Vorratstank abgeführt werden kann und zum anderen in einen Ver­ dampfer zurückgeführt wird. Darin wird das Getränk wieder verdampft und in den Sumpfraum der Rektifiziervorrichtung zurückgeführt. Gleichzeitig kann über einen Ab­ zweig an dem Sumpfverdampfer das sich gebildete Kondensat aus dem Sumpfver­ dampfer herausgeführt werden.

Nachteilig bei einem derartigen Verfahren ist, daß die im Sumpfraum sich befindende entalkoholisierte Trinkflüssigkeit mehrmals den Heizdampfer durchläuft, wodurch die Sensorik des entalkoholisierten Produkts stark nachhaltig beeinflußt wird. Des weite­ ren wird über den Kondensatablauf des Heizdampfers nicht nur Wasser, sondern auch die darin enthaltenen Aromastoffe abgeführt, die insbesondere die sensorische Qua­ lität des alkoholreduzierten bzw. alkoholfreien Weins nachhaltig beeinflussen. Zudem handelt es sich bei einem derartigen System um ein offenes System. Dem beispiels­ weise daraus gewonnenen Weinkonzentrat werden in einem weiteren Arbeitsschritt Aromastoffe, Wasser und/oder Traubensaft hinzugefügt, um ein trinkbares alkoholre­ duziertes bzw. -freies Weingetränk zu erhalten. Dabei handelt es sich um einen ge­ panschten Wein, der nicht ausschließlich aus dem Originalwein hergestellt worden ist.

Des weiteren kann sich der Alkoholgehalt der in die Kolonne zurückgeführten Trink­ flüssigkeit nicht selbst einstellen. Die Regler sind getrennt voneinander ansteuerbar und regeln in Abhängigkeit des Füllstandes im Kondensator den Abfluß des Destillats oder die Rückführung in den Kopf der Kolonne.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzuge­ ben, die auf wesentlich einfachere Weise es gestattet, daß die Einlaufphase der Vor­ richtung kurz gehalten wird und den Abfluß und Rückfluß der Trinkflüssigkeit von selbst einstellt. Diese Aufgabe wird durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.

Durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht man, daß die Einlaufphase der Vor­ richtung sowohl beherrschbar als auch kurz bleibt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, daß sich die Alkoholkonzentration von selbst einstellt und auch hält.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man, daß die Vorrichtung in zahlreichen Ländern nicht explosionsgeschützt werden muß. Dies würde die Vorrichtung sehr verteuern. Unter 82% Alkoholkonzentration fällt jedoch die Vorrichtung z. B. nach den westdeutschen Vorschriften noch nicht unter die gegenüber Explosionen zu schützen­ den Anlagen. Stellt man jedoch die Vorrichtung in solchen Ländern auf, die diese Vor­ schriften nicht kennen, so kann man kostengünstig auf eine Alkoholkonzentration von nahe oder gleich 100% kommen, und zwar ohne den Aufwand, die Vorrichtung ge­ genüber Explosionen schützen zu müssen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels be­ schrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein Schaltschema,

Fig. 2: einen zwei Packungen enthaltenden Turm mit schematischer Andeutung der Packung.

Eine Leitung 11 führt einem Wärmetauscher 12 Dampf mit einer Temperatur von etwa 110°C dessen erstem Kreislauf zu. In seinem zweiten Kreislauf liegt eine Leitung 13, die zu einem Abscheider 14 führt. Aus dessen Boden tritt eine Leitung 16 aus, die das alkoholfreie Getränk führt. Das alkoholfreie Getränk ist bevorzugt Wein oder Bier. In der Ausgangsleitung liegt ein Wärmetauscher 17, der die Temperatur des fertigen Produkts etwas herunterkühlt und der Wärmehaushalt-Ökonomie dient. Ferner liegt in der Leitung 16 ein Kühler 18, der das Fertigprodukt auf etwa 5°C herunterkühlt. Schließlich folgt eine Impfstation, in der das Fertigprodukt mit Kohlensäure zwecks Oxidationsschutz geimpft wird. Am Schluß fließt das Getränk in einen Vorratsbehälter 21 für das Fertigprodukt. Vom Kopf des Abscheiders 14 aus geht eine Leitung 22, die warme, nicht abgeschieden Brüden führt und in den unteren Bereich eines Turms 23 führt, der eine Rektifiziervorrichtung bildet. Vom Boden 24 dieses Turms aus geht eine Leitung 26, die zum zweiten Kreislauf des Wärmetauschers 12 führt. Damit ist dieser Kreislauf geschlossen.

Ein Vorratsbehälter 27 dient dem zu entalkoholisierenden bzw. in seinem Alkoholge­ halt herunterzusetzenden Getränk, bevorzugt Wein oder Bier.

Vom Vorratsbehälter 27 aus geht eine Leitung 28, die durch den Wärmeaustauscher 17 in dessen zweiten Kreislauf führt. Das noch kühle Getränk aus dem Vorratsbehälter 27 dient also auch dazu, die Flüssigkeit in der Leitung 16 herunterzukühlen bzw. das Getränk nach dem Wärmetauscher 17 in der Leitung 28 zu erwärmen. Dieses tritt oberhalb der Mitte des Turms 23 mit einer Temperatur von 20-40°C ein. Im Turm 23, der aus Edelstahl besteht, ist eine höhere erste Packung 29 und eine zweite Packung 31 vorgesehen. Die beiden Packungen haben einen Abstand voneinander. Die Pac­ kung 29 hat einen Abstand von der Einführung der Leitung 22 und damit auch einen erheblichen Abstand vom Boden 24. Wegen der genaueren Verhältnisse wird auf Fig. 2 verwiesen, die noch besprochen wird.

Die Leitung 28 tritt zwischen den beiden Packungen 29, 31 ein. Die Packung 31 hat einen Abstand vom Kopf 32 des Turms 23. Den oberen Bereich des Kopfs 32 verläßt eine Leitung 33 erheblichen Durchmessers, die alkoholhaltige, duftstoffhaltige, aroma­ haltige Brüden führt. Die Temperatur im Kopf 32 liegt bei 30°C, was gemäß einer Dampfdrucktabelle 44 Millibar entspricht. Die Temperatur im Turm 23 oberhalb des Bodens 24 beträgt 39°C, was gemäß einer Dampfdrucktabelle 70 Millibar entspricht. Daraus bestimmt sich der Widerstand des rund 10 m hohen und 850 mm im Durch­ messer messenden Turms. Im eingeschwungenen Zustand führt die Leitung 33 80% Alkohol, wobei unter "Alkohol" stets "Ethylalkohol" verstanden wird. Die Leitung 33 führt in einen Kondensator 34. Dieser wird über eine Leitung 36 durch Kühlwasser ge­ speist, das durch Umgebungs-Verdunstungskühlung gewonnen wird. Erwärmtes Was­ ser wird durch eine Leitung 37 abgeführt.

Im Kondensator 34 werden die seinem Kopf zugeführten Brüden noch nicht konden­ siert, weshalb der Kondensator 34 über eine Leitung 38, die großen Querschnitt hat, einem Kühler 39 zugeführt wird. Dessen Kühlsystem wird über eine Leitung 41 Eis­ wasser zugeführt. In den Kopf des Kühlers 39 führt eine Vakuumleitung 42, die an ei­ ne Vakuumpumpe 43 angeschlossen ist und die auch das im Turm 23 vorhandene Vakuum erzeugt. Aus dem Boden des Kühlers 39 tritt eine Leitung 44 aus, die verflüs­ sigten Alkohol, Duftstoffe, Aromastoffe, höhere Alkohole in flüssiger Form führt, und zwar aus Explosionsschutzgründen mit einer Konzentration von höchstens 82%. Der Prozentsatz kann je nach Entalkoholisierungsbestrebung zwischen 20 und 80% lie­ gen. Diese Flüssigkeit wird über eine Pumpe 46 aus dem Kopf 32 zugeführt, und zwar auf einem Niveau, das höchstens so hoch liegt, wie der Austritt der Leitung 33 und oberhalb der zweiten Packung 31 liegt.

Parallel zur Leitung 44 verläßt eine Leitung 47 den Boden des Kühlers 39. Diese Lei­ tung 47 führt den nicht für die Rückkopplung benötigten und endgültig abgeführten Alkohol, der über eine Pumpe 48 zu einem Alkoholtank 49 gepumpt wird.

Ein Regler 51 bestimmt das Mengenverhältnis in den Leitungen 44 und 47. Beim An­ fahren der Vorrichtung bleibt die Leitung 47 durch seine Tätigkeit zunächst geschlos­ sen, und zwar solange, bis in den Leitungen 44, 33, 38 der Alkoholgehalt die er­ wünschte Höhe, z. B. 80%, erreicht hat. Ein weiteres Ansteigen des Alkoholgehalts verhindert der Regler 51, indem er die Leitung 48 freigibt, und zwar in dem Maß, in dem gewährleistet ist, daß auf der Rückkopplungsstrecke der Alkoholprozentsatz die gewünschte Höhe beibehält.

Gemäß Fig. 2, die maßstäblich ist, steht der Turm 23 über einem Gestell 52 auf ei­ nem Fundament 53. Er hat einen Außendurchmesser von 850 mm und ist vom Fun­ dament 53 aus gemessen 10 m hoch. Aus seinem Boden 24 tritt die Leitung 26 mit der Spezifikation DN 25 aus. Darüber ist ein Anschlußflansch 54 für die Leitung 22 vorgesehen. Der in das Innere führende Stutzen 56 ist in seinem Endbereich offen und liegt in der geometrischen Mittenachse 57. Oberhalb des Stutzens 56 ist ein Tragrost 58 vorgesehen. Darüber befindet sich die Packung 29. Sie besteht, wie in dieser Technik schematisch angedeutet, aus 23 Packungsschichten, jeweils 159 mm hoch, so daß die Höhe der ersten Packung 29 insgesamt 485 mm beträgt. Oberhalb der Packung 29 befindet sich ein Verteilerboden 59, der in nicht dargestellter Weise an die Leitung 28 angeschlossen ist. Darüber befindet sich ein dichter Ringflansch 61, durch den ein Teilturm 62 mit einem Teilturm 63 verbunden ist. Im Abstand von 1 m oberhalb der Packung 29 beginnt die zweite Packung 31, die auf einem Tragrost 64 abgestützt ist. Sie umfaßt acht Schichten Metallgewebepackungen zu einer Höhe von jeweils 159 mm und hat damit eine Höhe von 1560 mm. Oberhalb hiervon befindet sich wieder ein Verteilerboden 64. An diesen ist die Leitung 44 angeschlossen. Nach rechts ist ein Anschlußflansch 66 vom Typ DN 44 vorgesehen, der an die Leitung 33 angeschlossen ist. Von der Oberseite der Packung 31 aus ist der Turm 23 dann noch 1,1 m hoch bis zur Kuppe des ihn nach oben abschließenden Deckels 67.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Verminderung des Alkoholgehalts in Getränken

• 1. mit einer Rektifizierkolonne, die zumindest zwei Packungen (29, 31) beher­ bergt,
  • 1. von denen die erste Packung (29) zwischen einer Getränkezuführleitung (28) und einer Brüdenzuführleitung (22) liegt
  • 2. und die zweite Packung (31) zwischen der Getränkezuführleitung (28) und einer zum Kondensator (34) führenden Alkoholabführleitung (33) und vaku­ ummäßig stromab von der ersten Packung (29) liegt,
• 2. mit einer von der Rektifizierkolonne ausgehenden Getränkeabführleitung (26, 13, 16) für das im Alkoholgehalt verminderte Getränk,
• 3. mit einer vom Kondensator (34) aus zum Kopf der Rektifizierkolonne führen­ den Alkoholrückkopplungsleitung (44),
• 4. mit einer zu einem Alkoholspeicher führenden Alkoholabtransportleitung (47),
• 5. mit einer Stellvorrichtung, die das Verhältnis der Mengen in der Alkoholrück­ kopplungsleitung (44) und der Alkoholabtransportleitung (47) einstellt, und
• 6. mit einer Vakuum-Pumpvorrichtung (43), von der aus gesehen die Kondensa­ tionsvorrichtung (39) und die Rektifizierkolonne hintereinander liegen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (51) so arbeitet, daß in der Alkohol-Abtransportleitung erst dann Alkohol abfließt, wenn in der Alkohol-Rückkopplungsleitung (44) ein bestimmter Alkohol-Konzentrationsgrad vorhanden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (51) eine Regelvorrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol- Konzentrationsgrad unter 82% liegt.