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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine besondere Vorrichtung oder Behälter, die (der) es ermöglicht teilweise,
sogar vollständig
den Wein (oder jedes äquivalente
alkoholische Getränk)
von dem Ethylalkohol, den es enthält zu befreien.
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Diese Vorrichtung oder Behälter setzt
mikroporöse
Feststoffe, vor allem vom Zeolith- Typ mit hydrophobem Charakter oder
jede Substanz ein, deren poröse
Struktur für
die Adsorption in der Struktur günstig
ist, von denen die Ethylalkoholmoleküle und auch z. B. alle Moleküle geringer
Molekularmasse, sogar gleich jener des Ethylalkohols selektiv adsorbiert
werden.
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Die Verwendung eines solchen Behälters ermöglicht es,
z. B. um wenigstens 20% den Alkoholgehalt in einem alkoholhaltigen
Getränk
durch Kontaktieren des alkoholhaltigen Getränks mit einer Schicht von wenigstens
einer Feststoffsubstanz, Feststoffsubstanzen abzusenken, deren Porendurchmesser und
Hydrophobizitätsmerkmale
die spezifische Adsorption des Ethanols und anderer Alkohole mit
niedrigem Molekulargewicht ermöglichen;
wobei die Substanz gewählt
ist aus der Gruppe, die gebildet wird durch die Zeolithe, die Feststoffe
mit mikroporöser Struktur
vom Monolithtyp, die Schäume
oder Gewebe dieser Substanzen, deren Porengrundstruktur günstig für die Adsorption
ist
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Der Zeolith oder der Festkörper mit
mikroporöser
Struktur zeigt im allgemeinen Öffnungen
gleich oder größer als
etwa 5 Ångström (1 Ångström = 10–10 m)
und wenigstens 90% der Poren zwischen 5 und 10 Ångström Durchmesser.
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In dem Verfahren wird die Feststoffsubstanz aus
der Gruppe gewählt,
die gebildet wird durch die ZSM-5, desaluminierte ZSM-5 vom Silicalit-Typ, Y-Zeolithe,
vor allem mit Faujasit-Struktur, Polysilsesquioxane, Arylsesquioxangele,
amorphe mikroporöse
Siliziumoxide in Form von Monolithen, Molekularsiebe mit Kohlenstoffkette,
Quarze und Aktivkohlefasern.
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Die wenigstens teilweise Entfernung
des Alkohols durch Kontakt mit diesen Feststoffsubstanzen ist in
den Patenten
EP 332,738 und
EP 486,345 beschrieben.
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Die Vorrichtung oder Behälter der
Erfindung ermöglicht
es, wenigstens teilweise den Alkohol der alkoholischen Getränke aber
unter Bewahren der Moleküle
in dem Getränk
zu entfernen, die für
die Farbe, das Aroma, den Geschmack und den Duft des Getränks verantwortlich
sind, und insbesondere des Tryptophanmoleküls, dessen Molekularmasse etwa 233
g ist, welches Molekül
als Psychotrop wirkt und den Personen das Vergnügen gibt, Wein zu trinken.
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Die Vorrichtung oder Behälter ermöglicht eine
selektive Trennung eines Gemischs Wasser/Alkohol.
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Für
diese selektive Trennung wurden wir dahin geführt, den einen oder anderen
der mikroporösen
Feststoffe zu verwenden, die im allgemeinen wenigstens zwei der
folgenden Merkmale aufweisen:
- 1.) Einen hydrophoben
Charakter, um Wasser auszuschließen. Es handelt sich hier um
mikroporöse
Feststoffe, die keine Affinität
für Wasser
haben, aber die Alkohol zurückhalten;
- 2.) einen selektiven Charakter, um nicht die anderen organischen
Moleküle,
anders als jene zu adsorbieren, die einen Umfang kleiner oder gleich den
Ethylalkoholmolekülen
haben.
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Dieses zweite Merkmal basiert auf
zwei Phänomen:
- – das
erste Phänomen
betrifft einen geometrischen Ausschluss: die Mikroporosität, die dem Umfang
der Ethanolmoleküle
angepasst ist, liegt um etwa 6 bis 7 Ångström. Es gibt daher Veranlassung,
Zeolithtypstrukturen oder andere Strukturen dieser Größe einzusetzen.
Man arbeitet so mit einem Sieben auf molekularer Ebene. Dies ist der
Fall der desaluminierten ZSM-S-Typsilicate. Die Adsorption oder
Absorption wird sich als korrekt erweisen;
- – das
zweite Phänomen
kann ein kinetischer Ausschluss sein: man kann in diesem Fall mikroporöse Strukturen
mit Öffnungen über 7 Ångström wie zum
Beispiel die Y- oder Faujasit-Siebe vorsehen, die perfekt (z. B.
durch ein Steaming bzw. Dampfen) desaluminiert sind und entlang
von denen die Adsorption schneller für die kleinen Moleküle als für die großen Moleküle sein
wird.
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Der Adsorptionsgrad des Ethylalkohols
im Fall der ZSM-5-Typsilicalite (die hingegen tatsächlich für die vorliegende
Erfindung passen) liegt tatsächlich
zwischen 12 und 17 Gew.-%. Für
ein desaluminiertes Y-Sieb (vor altem vom Faujasit-Typ), daher hydrophob,
kann man hingegen einen Adsorptionsgrad in der Größenordnung
von 30 Gew.-% Ethylalkohol erreichen. Praktischerweise braucht man
mit einem ZSM-5 etwa 1 kg dieses Zeoliths, um den in 1 Liter Wein
enthaltenen Alkohol vollständig
zu absorbieren, während
300 g Y-Sieb ausreichen. Der Y-Zeolith hat auch gegenüber dem
ZSM-5 den Vorteil, leichter in Form von Partikeln agglomerierbar
zu sein und darüber
hinaus weniger teuer zu sein.
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Der Umfang der Kristallite spielt
auch eine wichtige Rolle, was den Einsatz dieser Pulver im Sinne
der Filtrationsleichtigkeit betrifft. Unter Vermischen eines Zeolithfeinpulvers
mit dem zu entalkoholisierenden Wein erhält man eine Suspension: wenn dieses
Verfahren sehr effizient bezüglich
Adsorption ist, stellt es das Problem der physischen Trennung der
Flüssigkeit
und des Feststoffs in Suspension. Unter Verwendung der Kristallite
größeren Umfangs kann
man deshalb durch Filtration, sogar Perkolation verfahren, wohlverstanden,
dass das Adsorptionsphänomen
extrem schnell in der Größenordnung
von einer Minute ist. Außer
bestimmten Zeolithtypen, sind verschiedene mikroporöse Feststoffe
auch in der Lage, in der vorliegenden Erfindung eingesetzt zu werden.
Man wird insbesondere die folgenden Feststoffe nennen, welche zum
Beispiel die Besonderheit aufweisen, in Form von "Bienenwaben" oder Monolithen verwendbar
zu sein. Man wird so auch die Polysilsesquioxane, die verbrückt sind
(hochporöse
organisch-anorganische Hybridmaterialien), die Arylsilsesquioxangele
und zugehörigen
Materialien, neue organische und anorganische Netzwerkhybride nennen.
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Diese mikroporösen Strukturen enthalten im Wesentlichen
wie in den Zeolithen die Si-O-Si-Kette.
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Die amorphen mikroporösen Siliziumoxide
in Form von Monolithen können
perfekt die oben dargelegten Bedingungen erfüllen: den hydrophoben Charakter,
den Umfang der Mikroporen in der Größenordnung von 5 bis 7 Ångström mit einem
selektiven Charakter für
die Adsorption von Ethylalkohol.
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Eine andere Produktfamilie kann auch
die gewünschten
Bedingungen befriedigen: die Molekularsiebe mit Kohlenstoffkette.
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Dieser Produkttyp bietet neue Perspektiven und
kann mit einem Ethylalkoholadsorptionsgrad in der Größenordnung
von 50%, sogar mehr und sogar viel mehr eine hervorragende Trennung
des Alkohols im Wein sicherstellen.
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Diese verkauften Produkte sind tatsächlich nur
spezielle Aktivkohleformen. Deshalb betrifft die Erfindung auch
die Verwendung dieser speziellen Aktivkohleformen, die entweder
durch kontrollierte Pyrolyse von den organischen Polymeren, von
Anthrazit, von Koks, sogar von Holzkohle erhalten werden.
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Schließlich kann man eine Ausbeute
von 50% Adsorption mit Talken erhalten, die eine Spezialbehandlung
unterlegen haben, vor allem, um sie in Form von Monolithen zu bringen.
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Diese verschiedenen Monolithe des
Standes der Technik schließen
auch die Zeolithe vom Quarztyp und die Aktivkohlefasern ein, die
z. B. durch Pyrolyse von Polyethylenpolymeren (in Streifen gemachte
Polymere) (Aktivkohlefasern) erhalten werden.
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Die kluge Wahl der mikroporösen Feststoffe ermöglicht es
auch, den gewünschten
Endalkoholisierungsgrad zu wählen,
da es in Abhängigkeit
der Umstände
und der Umgebung nicht immer notwendig ist, um jeden Preis ein Maximum
an Alkohol zu entfernen. Die Entfernung von 25% oder 30% Alkohol kann
in bestimmten Fällen
ausreichend sein.
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Erinnern wir hier kurz an die elementaren Stufen,
die es ermöglichen,
Wein zu erhalten.
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Wenn man die Weintrauben liest, enthalten die
Beeren dieser Trauben an der Oberfläche eine kleine weiße Puderhaut,
die tatsächlich
aus Hefen (oder Enzymen) besteht. Wenn man die Trauben presst, denen
man die Stiele, die Haut der Weintrauben lässt und ggf. die Kerne in Kontakt
mit dem erhaltenen Traubensaft lässt,
läuft eine
Reaktion ab, die die in dem Traubensaft enthaltenen Zucker zu Ethylalkohol
umwandeln wird.
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Diese Reaktion mit Abbau der Zucker
(oder Weinerzeugung), die einige Tage dauern kann, ist eine enzymatische
(es sind die Hefen, die die Umwandlungsreaktionen der Zucker zu
Alkohol katalysieren), exotherme (mit Freisetzung von Wärme) und Kohlensäuregas freisetzende
Reaktion. Die in dem Traubensaft enthaltenen Zucker können vollständig oder
teilweise zu Alkohol umgewandelt werden und bilden in diesem letzteren
Falle die Familie der natürlichen
süßen Weine
(VDN).
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Der Grad des Fortschreitens dieser
Reaktionen hängt
von der Kapazität
der Enzyme ab, der Temperatur bei der Weinerzeugung zu widerstehen und/oder
dem Alkohol, der bei einem bestimmten Niveau durch Abtöten der
Hefen endet und daher die Enzymsynthese anhält.
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Der Traubensaft ist einer der seltenen Fruchtsäfte, der
im Naturzustand Maleinsäure
enthält.
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Ist die Weinerzeugung einmal beendet,
gibt es zwei Sachen, die eine, wo man SO zugibt, um jede andere
Weinentwicklung zu stoppen oder man lässt die „malolaktische" Reaktion ablaufen,
die auf chemischer Ebene darin besteht, die Maleinsäure zu Milchsäure umzuwandeln.
Indem dies gemacht wird, hat der erhaltene Wein einen Charakter
und einen Geschmack, die viel angenehmer sind.
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Diese „malo-laktische" Reaktion wird durch Bakterien
katalysiert, die entweder in dem Wein enthalten sind oder von Keimen
kommen. Unter Einsetzen des SO tötet
man deshalb die Bakterien und man blockiert so die „malo-laktische" Reaktion.
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Diese "malo-laktisch" genannte Reaktion ist eine athermische
Reaktion (die weder Wärmeverbrauch
noch Wärmeabgabe
erzeugt) und sie läuft
mit einer Kohlensäuregasfreisetzung
ab.
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Dies sind einfach beschrieben die
elementaren Stufen der Weinherstellung.
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Außerdem gibt es im Traubensaft
unter bestimmten vorliegenden Produkten das Tryptophan, das eine
essentielle Aminosäure
ist.
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In dieser Umwandlungsstufe der Zucker
zu Alkohol, wie man dies oben gesehen hat, ergibt das Tryptophan
mit Alkohol einen Ester (Säure
+ Alkohol ergibt einen Ester). Es geschieht so immer bei dieser Weinerzeugungsstufe
eine oxidative Desaminierung des Tryptophanesters, welche ein Diol
hervorruft (das zwei Alkoholfunktionen umfasst).
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Es ist wahr, dass es allgemein Weine
gibt, die man lieber trinkt als andere oder wo unsere Idee ist,
den Alkohol herauszunehmen ohne das Trinkvergnügen herauszunehmen. Der Wein
oder das wenigstens teilweise entalkoholisierte Getränk oder
der wenigstens teilweise entalkoholisierte Wein bewahrt aus dem
Verfahren gemäß der Erfindung
wenigstens einen Teil der Tryptophanmoleküle, die dieser Wein einschließt oder
dieses Getränk,
welcher (welches) vollständig
oder teilweise entalkoholisiert ist.
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Im oben genannten Stand der Technik
lässt man
das alkoholhaltige Getränk über wenigstens
ein Bett wenigstens einer Feststoffsubstanz zirkulieren oder eines
Verfahrens zirkulieren, in dem man das alkoholhaltige Getränk in Kontakt
mit einer Schicht von wenigstens einer Feststoffsubstanz bringt,
wobei der Porendurchmesser des Bettes oder der Schicht und die Hydrophobizitätsmerkmale
des Bettes oder der Schicht die spezifische Adsorption des Ethanols
und anderer Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht ermöglichen,
wobei die Feststoffsubstanz aus der Gruppe gewählt ist, die besteht aus den
Zeolithen und den Feststoffen mit mikroporöser Struktur vom Monolithtyp
sowie den Schäumen,
sogar den Geweben dieser Substanzen, deren poröse Struktur für die Adsorption
günstig
ist.
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In der vorliegenden Erfindung hat
man sich einen sehr praktischen Einsatz für die Feststoftsubstanzen,
vor allem mit Monolith- und/oder Silicalitstruktur ausgedacht. Die
Erfindung besteht nicht darin, das alkoholhaltige Getränk zu filtern
bzw. zu perkolieren, sondern es direkt zu den Mahlzeiten in einer
Karaffe oder in Gläsern
der Gäste
einzugießen, wobei
diese Karaffe oder diese Gläser
speziell derart behandelt worden sind, dass deren Innenoberfläche oder
Innenwand mit einer Schicht dieses Feststoffes, zum Beispiel einem
Silicalit oder einem ultrafeinen mikroporösen Siliziumoxid beschichtet
ist, in der man eine spezielle Porosität erzeugt, die geeignet ist,
die Erfindung zu realisieren. Der in die Karaffe oder in das Glas
gegossene Wein sieht seinen Alkoholgehalt zum Beispiel von 5 bis
55% absinken, wobei der Alkohol in der Porosität der Beschichtung absorbiert oder
selektiv adsorbiert bleibt. Nachdem das entalkoholisierte Getränk getrunken
ist, wird das Glas oder die Karaffe weggeworfen oder ebenso gut
die Lage, die das Glas oder die Karaffe enthält, regeneriert, indem dieses
Glas oder diese Karaffe auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes
oder mehr oder weniger am Verdampfungspunkt des Alkohols oder der auf
dieser Lage absorbierten oder adsorbierten Alkohole zum Beispiel
in einer Haushaltschüssel
erhitzt wird. Der Alkohol verdampft und das Glas oder die Karaffe,
die mit dem Silicalit oder äquivalentem
Produkt beschichtet sind, sind sogleich wieder verwendbar.