DK150494B - Fremgangsmaade og apparat til fremstilling af gaerede drikke med nedsat alkoholindhold - Google Patents

Description

150494

Den foreliggende opfindelse angår, en fremgangsmåde og et apparat til nedsættelse af alkoholindholdet (ætanolindholdet) i gærede drikke såsom øl, vin, mousserende vin og lignende drikke.

5 Af forskellige grund har man i mange år søgt at fremstil le gærede drikke som fx øl, vin og mousserende vin med nedsat alkoholindhold. En af grundene er overgrænsen for blodets alkoholindhold hos førere af motorkøretøjer, der gør det ønskeligt at fremstille sådanne drikke med reduceret alkoholindhold. En 10 anden vigtig grund er at der ganske vist står fuldt udgærede drikke til rådighed for diabetikere, men at disse drikke ikke er ganske vibetænkelige for diabetikerne på grund af det højere alkoholindhold end i normalt forgærede drikke.

Blandt ølsorter med nedsat alkoholindhold må man i 15 det væsentlige skelne mellem tre typer: 1) Ølsorter hvis'.alkoholindhold er nedsat til 2-3 vægt%, 2) ølsorter hvis alkoholindhold er nedsat til under 1,5 vægt% og som betegnes som alkoholfattigt øl, og 3) ølsorter hvis alkoholindhold ligger vinder 0,5 vægt% og 20 som betegnes som alkoholfrit øl.

01 med nedsat alkoholindhold har man hidtil fremstillet på to principielt forskellige måder, nemlig ved valg af fremstillingsmetoden eller ved efterfølgende behandling af et på sædvanlig måde fremstillet øl med sædvanligt alkoholindhold.

25 Til første katerogi hører - reduktion af stamurten, - indstilling af lav slutforgæringsgrad og - anvendelse af lavgærende gærsorter.

Mens de ikke fuldt udgærede ølsorter nødvendigvis alt ef-30 ter forgæringsgraderi må være mere eller mindre sødlige og i kraft af den ikke gærede eller delvis gærede urt får en særlig smag, fornemmes øl, der fremstilles med en mindre urtmængde (det såkaldte Schankbier) som havende en for vandig smag.

Ved efterfølgende behandling af på normal måde gæret 35 øl fjernes der alkohol i ønsket mængde fra det færdige øl ved - destillation under atmosfæretryk, - vakuum destillation eller - omvendt osmose.

150494 2

Desuden har der været foreslået selektiv fraskillelse af alkohol ved hjælp af adsorbentharpikser og frysemetoder.

Mens destillation ved atmosfæretryk på grund af denaturering af æggehvidestofferne, forhøjelse af indholdet af hydroxy-5 metylfurfurol og en lang række i detaljer ikke nøje kendte omsætninger af diverse ølindholdsstoffer ved den forhøjede temperatur fører til et smagsmæssigt stærkt forandret produkt, kan denne ulempe ganske vist formindskes ved anvendelse af vakuumdestillation, men ikke forhindres da øllet på grund af tempera-10 tur forøgelsen, selv om den også er mindre, dog stadig vindergår en utilfredsstillende forandring i bitterstofferne.

Principielt har der også ved forsøg på at fremstille andre gærede drikke såsom vin, frugtvin eller mousserende vin med nedsat alkoholindhold været anvendt analoge fremgangsmåder 15 med dem der frem for alt er blevet kendt for øls vedkommende.

Nærmest ved opfindelsen står fraskillelse af alkohol ved omvendt osmose.

Sådanne omvendte osmosefremgangsmåder er beskrevet i de tyske offentliggørelsesskrifter nr. 21 35 938, 22 43 800 og 20 23 33 094 samt 24 09 609 og 24 15 917.

I tysk offentliggørelsesskrift nr. 2 135 938 foreslås der fx fremstilling af alkoholfattigt eller alkoholfrit øl ved hjælp af omvendt osmose gennem celluloseacetat- eller nylonmembraner, hvorved det på ølsiden nødvendige tryk på maximalt 25 50 ato kan frembringes af stempelpumper drevet fra et trykluft kammer. Ulemperne ved den der beskrevne fremgangsmåde ligger klart for dagen: for det første uddreves der fra øllet ikke blot alkohol, men også vand så at det på denne måde opkoncen-trerede øl efterfølgende må fortyndes med vand eller ved for-30 skæring med et normalt forgæret simpelt øl indstillet på det ønskede alkoholindhold og den oprindelige eller ønskede stam-urt? en sådan fremgangsmåde må imidlertid nødvendigvis føre til en smagsforringelse. For det andet behøves der til den der foreslåede fremgangsmåde i alle tilfælde et højt systemtryk og 35 højt differentialtryk på membranen, hvorved fremføringen trods driften med trykluftkammer sker pulserende og dermed tvangsmæssigt fører til tryksvingninger i systemet og differentialtryksvingninger på membranen.

3 150494

Den største ulempe ved den omvendte osmose ligger altså i det høje systemtryk på ølsiden på omkring 30-50 ato, der står over for et udløbstryk på 4 ato. Det således foreliggende høje differentialtryk på over 25 bar medfører væsentlige apparatmæs-5 sige vanskeligheder, og foruden alkoholen fjernes der også en betydelig andel af vandet fra øllet. Som de foran nævnte offentliggørelsesskrifter viser behøves der derfor særlige fremgangsmåder, ved hjælp af hvilke vandet atter kan tilføres øllet.

Det er den foreliggende opfindelses formål at tilveje-10 bringe en fremgangsmåde til i en ved en sædvanlig fremgangsmåde fremstillet gæret drik såsom øl, vin, sekt og deslige, at nedsætte alkoholindholdet i ønsket grad uden at drikkens smag forringes væsentligt. Dette formål opnås ved en fremgangsmåde som er ejendommelig ved at en ved en sædvanlig gæringsproces fremstil-15 let gæret drik ved et differentialtryk på under 5,0 bar ledes langs en dialysemembran, mens der samtidig strømmer en dialysevæske på den anden side af dialysemembranen. Ved differentialtryk forstås herved den trykforskel der består mellem membranens to sider.

20 Ved dialysen sker stofudvekslingen praktisk talt kun ved diffusion, således at koncentrationsfaldet over membranen er bestemmende for graden af stofudveksling, mens differentialtryk-ket spiller den udslaggivende rolle ved omvendt osmose. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen andrager differentialtrykket 25 i almindelighed under 1,0 bar. Fortrinsvis andrager differentialtrykket ifølge opfindelsen under 0,5 bar, hvorved fremgangsmåden også er gennemførlig når der praktisk talt slet ikke foreligger noget differentialtryk.

Bortset fra de allerede nævnte gruncfe beror smagsforrin-30 gelsen ved de kendte fremgangsmåder også på at der med alkoholen eller alkohol-vand-blandingen tillige fraskilles en del af de lavmolekylære indholdsstoffer som fx ekstraktstoffer. Ved omvendt osmose kan man, undtagen ved særlig fremragende selektivitet af membranen, ikke forhindre fraskillelse af lavmoleky-35 lære indholdsstoffer.

Når membranens selektivitet nemlig er for ringe, vandrer en vis del af de lavmolekylære indholdsstoffer - i det væsentlige ekstraktstoffer - bort gennem membranvæggen sammen med al- 150494 4 koholen. Derfor kan ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen dialysatvæsken indeholde den gærede driks ekstraktstoffer i passende koncentration, som forhindrer gennemgang af ekstraktstoffer fra drikken. Man kan hertil ifølge 5 opfindelsen anvende en ved en hvilken som helst fremgangsmåde fremstillet alkoholfri drik som svarer til den til dialyse værende gærede drik. Fx kan man ved fremstilling af øl med nedsat alkoholindhold anvende et alkoholfrit øl som dialysatvæske.

Hvis man anvender en ekstraktstofholdig dialysatvæske, så er 10 det ved en yderligere udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen særlig fordelagtigt hvis den i dialysatvæsken berigede alkohol fjernes fra dialysatet ved adsorption, ekstraktion, omvendt osmose og/eller destillation. Den for alkohol befriede væske kan i kredsløb ifølge opfindelsen genanvendes 15 som dialysatvæske, hvilket allerede til forhindring af gennemgang af ekstraktstoffer gennem membranen er særlig fordelagtigt, da der meget hurtigt opnås en ligevægtstilstand.

Ved kuldioxydholdige gærede drikke gennemfører man fremgangsmåden ved forhøjet systemtryk, hvorved dog differential-20 trykket stadig holdes yderst lavt for at forhindre ultrafiltration. Det tryk ved hvilken dialysen gennemføres ligger over mætningsgraden for det i den gærede drik opløste kuldioxyd for stadig at holde kuldioxydet i opløsning også ved membranoverfladen og forhindre gasdannelse ved gennemgang af kuldio-25 xyd gennem membranen. For sekt (mousserende vin) er det fx ikke tilladt efterfølgende atter at tilsætte den under fremstillingsprocessen mistede mængde kuldioxyd. Ved øl er det ganske vist tilladt, men trods det er det fordelagtigt hvis kuldioxydet i den gærede drik i fuldt omfang kan bevares i op-30 løsning. Til dette formål kan der ifølge opfindelsen i dialysatvæsken være opløst en kuldioxydmængde som svarer til den mængde kuldioxyd der findes i den til dialyse værende gærede drik. På denne måde er det muligt at den gærede drik med nedsat alkoholindhold forlader dialysen med det sædvanlige ind-35 hold af kuldioxyd og kan lagres på normal måde.

I mange tilfælde er det fordelagtigt hvis ifølge opfindelsen den gærede drik foruden dialyse også underkastes ultra-filtration.

5 150494

Ved indstilling af differentialtrykket kan andelen af ultrafiltrat reguleres nøje. Sædvanlige dialysemeinbraner med 2 en ultrafiltrationshastighed på ca. 2 til ca. 5 ml/m h mm Hg tillader en meget nuanceret og til det ønskede omfang begræn-5 set ultrafiltration.

Særlig kan, når der ønskes en noget højere ultrafiltration, denne yderligere ultrafiltration ved en udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås ved at den yderligere ultrafiltration bevirkes ved anvendelse af en dialysemem- 2 10 bran med en ultrafiltrationsrate på 7-30 ml/m h mm Hg. En sådan membran er omtalt i tysk offentliggørelsesskrift nr.

28 23 985.5.

Den foruden dialysen anvendte ultrafiltration kan også opnås ved at den bevirkes ved forhøjelse af differentialtryk-15 ket til 0,5-5,0 bar.

I de fleste tilfælde vil der allerede finde en ultrafiltration sted i tilstrækkelig grad til at opnå den ønskede smagsforbedring, hvis man gennemfører dialysen ved et fra 0,5 bar til 1,0 bar stigende og/eller forhøjet differentialtryk.

20 Særlig når der som dialysatvæske skal anvendes specielt sammensatte opløsninger (med ekstraktstoffer) er det hensigtsmæssigt ifølge opfindelsen, at ultrafiltrationen sker i et ultraf iltrationstrin der er adskilt fra dialysetrinnet.

Da der i dialysetrinnet hos den gærede drik består fare 25 for tab af ekstraktstoffer, er det fordelagtigt hvis ifølge opfindelsen det særskilte ultrafiltrationstrin ligger efter dialysetrinnet.

Især til kvalitetsforbedring af vin med nedsat alkoholindhold har det vist sig fordelagtigt foruden dialysen at til-30 lade en begramset ultrafiltration. Hos mange vine er ekstrakt-indholdet nedsat, fx på grund af ugunstige vejrforhold, og det bevirker en fad smag. Her er det ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen muligt foruden nedsættelse af alkoholindholdet også at opnå en tydelig smagsforbedring.

35 Ved sekt og øl kan der på lignende måde indgå en ultra- filtration foruden dialysen, når der måtte foreligge behov derfor.

Det er også opfindelsens formål at tilvejebringe et ap- 150494 6 parat ved hvilket de foran nævnte ulemper ved teknikkens standpunkt med hensyn til sådanne apparater ikke forekommer og som er egnet til ikke blot at fremstille alkoholfattigt eller alkoholfrit øl, men også til nedsættelse af alkoholindholdet i an-5 dre gærede drikke som fx vin, sekt og lignende såvel som andre sædvanlige alkoholiske drikke.

Dette opnås ved et apparat til udøvelse af den foran beskrevne fremgangsmåde, som er ejendommeligtved en dialysemembran, et hus til optagelse af membranen og bestående af et med en 10 første tilførselsledning og en første fraførselsledning forbundet første kammer og et med en anden tilførselsledning og anden fraførselsledning forbundet andet kammer, hvorved de to kamre er adskilt af membranen og sædvanlige væskeuigennemtrængelige tætningselementer og/eller skillevægge, hvilket apparat 15 endvidere har et med det første kammer og et med det andet kammer forbundet, jævnt arbejdende tilførselsaggregat, et i hver af første og anden tilførselsledning anordnet reguleringsorgan for væskegennemstrømningsmængden og/eller et i hver af første og anden fraførselsledning anordnet reguleringsorgan for væske-20 gennemstrømningsmængden, et reguleringsorgan til indstilling af konstant differentialtryk på under 0,5 bar mellem første og andet kammer, et reguleringsorgan til indstilling af et vilkårligt, dog under 0,5 bar forskelligt trykniveau i de to kamre samt en indretning til temperering af den gennem første kammer og/eller 25 andet kammer strømmende væske. Som membraner der egner sig til anvendelse i apparatet ifølge opfindelsen har både dialy-se-hulfibre og dialyse-slangefolier eller dialyse-fladfolier vist sig velegnet, hvorved disse kan være anbragt i lige, planeller krummet form i apparatet ifølge opfindelsen.

30 En til apparatet ifølge opfindelsen særlig fremragende egnet membran er en sådan som kan fremstilles ved regeneration af cellulose fra kobberammonium-celluloseopløsninger.

Særlig gode resultater opnås med det omhandlede apparat, hvis ifølge opfindelsen den anvendte membran udviser lav permea-35 bilitet for molekyler med molekylvægt på over 100, hvorved der her foretrækkes en sådan membran der har den højst mulige selektivitet, altså en så skarp adskillelsesgrænse som mulig.

Fordelen ved en membran med skarp adskillelsesgrænse 7 · 150494 består i at der gennem en sådan praktisk talt udelukkende går alkohol, mens andre lavmolekylære indholdsstoffer som fx sukker, bitterstoffer, aromastoffer og deslige kun i langt ringere grad eller slet ikke går gennem membranen.

5 En yderligere fordel som dialysemembranen frembyder, be står i at der herved til i det væsentlige selektiv fraskillelse af alkohol ikke anvendes noget højt differentialtryk gennem membranen som tilfældet fx er ved omvendt osmose.

Særlig gode resultater opnås der ved anvendelse af en 10 sådan membran i apparatet ifølge opfindelsen, når differential-tr^kket mellem første og andet kammer, der i almindelighed i det væsentlige svarer til det på membranen virkende differentialtryk, er yderst lavt. Særlig gode resultater når differentia ltrykket ikke andrager mere end 0,1 bar, hvorved der dog 15 også kan opnås gode resultater ved et differentialtryk på 0,5 bar og eventuelt op til 5,0 bar.

Til indstilling af det til enhver tid gunstigste differentialtryk over membranen er der i apparatet ifølge opfindelsen anordnet finfølende reguleringsorganer i første og i anden 20 tilførsels- og/eller fraførselsledning, svarende til de fordringer der stilles under driften.

Det har vist sig særlig fordelagtigt hvis ifølge opfindelsen membranen foreligger i form af et membranmodul der er udløseligt forbundet med huset. En sådan udføreisesform tilla-25 der nemlig at udskifte membranen med en anden på simpel måde, nemlig ved udskiftning af det komplette modul.

På grund af deres kompakte opbygning, dvs. store udvekslingsflade på lille plads, har særlig hulfibermoduler, hvor membranen består af et antal hulfibre, vist sig nyttig i appa-30 ratet ifølge opfindelsen. Hulfibrene kan herved foreligge i form af lige, i det væsentlige parallelt med hinanden forløbende hulfibre, men fx også foreligge i form af regelmæssig og/eller uregelmæssige sløjfer, rummeligt udvidede skruer eller spiraler og/eller spiraler der ligger i planer, 35 hvorved hulfibrene tillige kan være anbragt i flere stillinger på en sådan måde at hulfibrene i hver stilling krydser hulfibrene i hver af nabostillingerne, eventuelt flere gange, hvorved hulfibrenes åbne ender er indlejret i en støbemasse uden at 8 150494 den frie gennemgang gennem hulfibrene herved ændres. Membranmodulet kan have vilkårlig tværsnitsform.

Huset til optagelse af den fortrinsvis i modulform foreliggende dialysemembran, tilførsels- og fraførseisledningerne, 5 tætningselementerne, skillevæggene, tilførselsaggregatet såvel som de for apparatet ifølge opfindelsen kendetegnende reguleringsorganer kan være fremstillet af alle sædvanlige metalliske eller umetalliske materialer, hvorved man ved materialevalget i det mindste for de med væskerne i berøring kommende dele af 10 apparatet ifølge opfindelsen må tage de for levnedsmiddelindustrien tgyldige love og forskrifter i betragtning.

Ved dimensioneringen af de forskellige dele af apparatet ifølge opfindelsen vil man i almindelighed lægge dimensionerne af de øvrige i vedkommende bedrift anvendte anlæg og ap-15 parater eller de i teknikken alment sædvanlige dimensioner til grund.

En til et langt over atmosfæretryk liggende driftstryk dimensioneret udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen tillader at gennemføre nedsættelsen af alkoholindholdet i en 20 kuldioxydholdig gæret drik med et differentialtryk over skille membranen på under 0,5 bar på fordelagtig måde ved et sådant tryk, ved hvilket den ved atmosfæretryk fx for mousserende vins vedkommende stedfindende pludselige udtrædning af en del af det deri opløste kuldioxyd eller den hos øl forekommende opskumning 25 ikke finder sted.

En for et nominelt tryk på 16 bar dimensioneret udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen vil i de fleste tilfælde i-mødekomme de i almindelighed sædvanlige driftsmæssige krav.

Dog kan apparatet også med fordel være dimensioneret til høje- 30 re tryk.

Med henblik på konstant kvalitet af den behandlede drik og en så vidt mulig konstant fraskillelsespræstation af membranen såvel som på den fordelagtige lave trykforskel over membranen har det vist sig særlig fordelagtigt hvis 35 tilførslen af på den ene side den til behandling værende væske, altså drikken eller drikproduktet, og på den anden side af den væske som optager alkoholen, altså dialysatet, sker så jævnt som muligt og under ingen omstændigheder pulserende eller stød- 150Λ9Λ 9 vis. Til fremførelse af de to væsker langs membranoverfladen egner sig fx sådanne pumper som tilfredsstiller denne fordring, hvorved det hertil har vist sig særlig fordelagtigt at bruge , et fremførselsaggregat som arbejder uden bevægende dele og 5 kun med statisk tryk.

Et sådant aggregat består fx af en væskebeholder hvori der ved hjælp af i og for sig kendte forholdsregler og indretninger kan indstilles eller holdes et konstant væskeniveau.

Til forhøjelse af det statiske tryk kan en sådan beholder være 10 udført i lukket form og tillige have tilsluttet en trykgasledning til frembringelse af en trykgaspude oven over væskespejlet i beholderen. Det har herved vist sig særlig fordelagtigt til dette formål at anvende en oxygenfri gas, navnlig kul-dioxyd og/eller nitrogen. Ved anvendelse af en sådan gas for-15 hindres nemlig på fremragende måde en beskadigelse eller forringelse af den til behandling værende væske med oxygen, en forringelse der ellers hyppigt kan finde sted når den kommer i:.beføring med luft. Fordelen ved et sådant tilførselsaggregat består ikke blot i manglen på bevægelige, for slid udsat-20 te dele, men også i at væskerne herved kan fremføres skånsomt og under udelukkelse af luft uden at der herved når oxygen fra luften, uønsket afslidt materiale fra pumper eller pumpetætninger og deslige ind i væskerne. I forbindelse med yderst præcist arbejdende indstillingsorganer for mængderne af gennem-25 strømmende væsker kan der med et sådant fremføringsorgan opnås et særdeles regelmæssigt rumfang væskestrøm pr. tidsenhed.

Som Organ til sikring af en pr. tidsenhed konstant gennemstrømningsmængde har det fx vist sig at de såkaldte hulblendere er særlig velegnede. En forandring af gennemstrømnings-30 mængden gennem sådanne hulblendere er som bekendt mulig fx ved ændring af fortrykket. Ønskes der mulighed for at forandre gennemstrømningsmængden ved konstant fortryk, kan der ifølge opfindelsen anvendes såkaldte nåleventiler som indstilningsorga-ner for gennemstrømningsmængderne, da sådanne ventiler både 35 muliggør en meget følsom mængdeindstilling og også sikrer konstant opretholdelse af den en gang indstillede gennemstrømningsmængde over lange tidsrum. Organerne til indstilling af gennemstrømningsmængden kan være anbragt før og/eller efter huset 150494 10 med den deri anbragte skillemembran.

Desforuden kan der anvendes andre egnede og i teknikken til sådanne formål sædvanlige organer til indstilling af konstante gennemstrømningsmængder for så vidt de tilfredsstiller 5 de til enhver tid stillede fordringer med hensyn til opretholdelse af en pr. tidsenhed så vidt mulig konstant rumfangsstrøm.

De nævnte indstillingsorganer kan også være udstyret med elektriske, pneumatiske, hydrauliske og lignende drivindretninger, der er sluttet til sædvanlige måle- og reguleringsorganer, 10 så at gennemstrømningsmængderne automatisk kan overvåges og kontrolleres og eventuelt korrigeres eller en ønsket ændring af gennemstrømningsmængden kan foretages ved fjernbetjening.

Det samme gælder indstilling og forandring af væskehøjden eller gaspudetrykket i det foran beskrevne tilførselsaggre-15 gat.

Hvis der fx ønskes et konstant forhold mellem gennemstrømning af drikken og af dialysatet, så kobles de respektive reguleringsorganer for gennemstrømningsmængderne på fordelagtig måde sammen med hinanden på en sådan måde at forandrin-20 ger i den ene væskemængde bevirker forandring af den anden væskemængde og i det forud bestemte forhold. Det kan ligeledes være fordelagtigt at forudbestemme et af gennemstrømningsmængden afhængigt mængdeforhold mellem de to væsker, der så ligeledes automatisk indstiller sig ved forandring af den ene af 25 de to gennemstrømningsmængder.

For at kunne holde de til behandling værende væsker, fx de færdige eller halvfærdige drikke, på lavere temperaturer end hvad der svarer til stuetemperatur, har apparatet ifølge opfindelsen et organ til temperering af den gennem første kam-30 mer og/eller andet kammer strømmende væske. Et sådant organ kan i simpleste tilfælde, nemlig når den til behandling værende væske allerede er afkølet i forvejen, bestå i en varmeisolering af alle eller i det mindste nogle af delene i apparatet ifølge opfindelsen. Det er dog også muligt ved anvendelse af 35 rør, beholdere og andre apparatdele, der er forsynet med varme-/ kølekappe, at opnå temperering af væskerne ved hjælp af et tilsvarende opvarmet eller afkølet fluidum, hvorved det her også er muligt at bringe de to væsker før og/eller efter behandlin- 150494 11 gen på forskelligt temperaturniveau.

For at forhindre at der ved behandling af. væsker, i hvilke en gas er opløst, fx kuldioxyd som i mousserende vin, indtræder en nedsættelse af indholdet af opløst gas i den til 5 behandling værende væske ved diffusion af gassen gennem skillemembranen, foreslås det ved en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen at der i det mindste i første eller i anden tilførselsledning og/eller i første eller anden fraførselsled-ning er anordnet et gas-doseringsaggregat, navnlig et kuldioxyd-10 doseringsaggregat.

En sådan udformning tillader at der i behandlingsvæsken, altså dialysatet, i forvejen opløses gas i en mængde svarende til den i den til behandling værende væske opløstegas, hvorved man forhindrer den ovenfor beskrevne diffusion af gassen gennem 15 membranen. En anden mulighed for at udligne tab af opløst gas i den til behandling værende væske består i at der kun i den opløses en tilsvarende gasmængde ekstra, hvorved væsken efter behandlingen vil have det ønskede gasindhold. Endelig er det muligt atter at tilsætte den ved behandlingen med dialysemem-20 branen mistede gasandel i den behandlede væske efter behandlingen. Endvidere er kombinationer af disse tre som eksempler beskrevne metoder mulige. Hvilke af de beskrevne metoder der i de enkelte tilfælde er bedste egnet kan på simpel måde fastslås ved simple forsøg, og metodevalg afhænger i mange tilfæl-25 de af allerede eksisterende forskrifter, forordninger, love og lignende.

Opløsningen af gas i den ene. eller begge væskerne, navnlig af kuldioxyd, gennemføres dog på særlig fordelagtig måde i den i så fald på lukket måde udførte beholder for tilførsels-30 aggregatet. I så tilfælde kan der med apparatet ifølge opfindelsen på fremragende måde forhindres enhver kontakt af den på denne måde behandlede væske med luftens oxygen og der sikres en regelmæssig og skånsom transport af væsken samtidig med at det til indstilling af et vilkårligt højt trykniveau nødvendige 35 gastryk dannes og bevirker opløsning af gassen i væsken.

Det kan også være fordelagtigt at forsyne væskerne med en gasblanding, fx en blanding af nitrogen og kuldioxyd. Til dette formål kan der på egnede steder, være anbragt yderligere 150494 12 gastilslutninger, eller der kan fra begyndelsen tilføres en gasblanding med den ønskede sammensætning. En sådan fremgangsmåde er fx meget fordelagtig når der på den ene side ønskes et højt gastryk i gasrummet i transportaggregatet og på den anden side 5 kun skal opløse en til et lavere partialtryk svarende mængde af gasserne i væsken. Denne fremgangsmåde har også store fordele når fx ved mousserende vin der må indstilles et højere gastryk i gasrummet i tilførselsaggregatet end hvad der svarer til partialtrykket af det i den mousserende vin opløste kul-10 dioxyd. I dette tilfælde ville der nemlig ved anvendelse af en kun af kuldioxyd bestående gaspude på utilladelig måde blive opløst en yderligere mængde kuldioxyd i den mousserende vin. Ved en gaspude af fx rent nitrogen ville der på den anden side selv ved et over partialtrykket for det i den mous-15 serende vin opløste kuldioxyd liggende tryk undvige kuldioxyd ved diffusion fra vinen ind i nitrogenatmosfæren.

Alt efter bedriftens art og størrelse og i afhængighed af rumfanget af strømmen pr. tidsenhed af den væske der skal behandles i apparatet ifølge opfindelsen kan det ved en videre 20 udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen være hensigtsmæssigt i stedet for en enkelt stor dialysemembranmodul at forsyne apparatet med et antal mindre dialysemembranmoduler, der hver eventuelt er anbragt i sit eget hus, og som er an-ordnet i parallel kobling, således at der gennem hvert modul 25 kun føres en delstrøm af det samlede rumfang, eventuelt reguleret på vilkårlig måde ved hjælp af passende reguleringsorganer.

En sådan udformning gør det eventuelt også muligt at udskifte et enkelt modul under driften af apparatet ifølge op-30 findelsen uden at det er nødvendigt at afbryde driften af hele apparatet under udskiftningen, eller også at forsyne apparatet med et passende antal erstatningmoduler som der kan omstyres til efter behov uden afbrydelse eller nedsættelse af den samlede rumfangsstrøm gennem apparatet.

35 En indkobling efter hinanden af to eller flere membran moduler kan fx være hensigtsmæssig når alkoholindholdet af en væske trinvis skal nedsættes stadig videre, eventuelt helt ned til en værdi i nærheden af nul.

13 150494

Til kontrol og overvågning af. de engang indstillede rum-fangsstrøirane kan der med fordel anvendes kendte redskaber til måling af gennemstrømninger på egnede steder i tilførsels- og/ eller fraførselsledningerne.

5 Ved anvendelse af flere parallelt koblet membranmoduler er det hensigtsmæssigt for hvert modul at have et særskilt gennemstrømningsmåleorgan og særskilte reguleringsorganer.

Med hensyn til strømningsretningen af de to væsker langs membranoverfladen kan denne alt efter den nærmere udformning 10 af apparatet ifølge opfindelsen ske i medstrøm, modstrøm eller tværstrøm i forhold til hinanden. Og desuden er mellemformer muligt fx tvær-modstrøm eller tvær-medstrøm. Spørgsmålet om hvilken af de mange muligheder der er den bedst egnede afhænger af det enkelte tilfælde og bestemmes i mange tilfælde ikke 15 blot af det for stofudvekslingen gunstigste strømningsforløb, men kan også påvirkes af strømningstekniske overvejelser eller som i det foreliggende tilfælde fx af fordringen til det lavest mulige differentialtryk på membranoverfladerne.

Apparatet ifølge opfindelsen skal i det følgende forkla-20 res nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 i forenklet skematisk gengivelse viser en udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen og fig. 2 i forenklet skematisk gengivelse viser et udsnit af en anden udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen, 25 hvor et antal membranmoduler indgår i parallel kobling.

Den i fig. 1 viste udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen består først og fremmest af den i modulform udformede skillemembran 1 som er anbragt i et hus 3, hvorved en i enden anbragt, af en støbemasse bestående flange 2 på membran-30 modulet sammen med tætningsringe 5 og skillevægge 4 i huset 3 bevirker en væskeuigennemtrængelig adskillelse mellem et første kammer 6 og et andet kammer 7 i huset 3. Membranmodulet er herved udløseligt forbundet med huset 3 således at det efter fjernelse af de med selve husets kappe over tætninger 46 35 forbundne, udløseligt anbragte endedele 45 kan udtages og udskiftes med et andet modul. Det første kammer 6 er sluttet til en første tilførselsledning 8 og en første fraførselsledning 9 og det andet kammer 7 til en anden tilførselsledning 10 og en 150494 14 anden fraførselsledning 11. Første tilførsels ledning 8 er forbundet med et kun med statisk tryk arbejdende første tilførselsaggregat 12 og anden tilførselsledning 10 med et på samme måde udformet andet tilførselsaggregat 22. De to tilførsels-5 aggregater 12 og 22 består hvert af en lukket væskebeholder 14 eller 24, en væsketilførselsledning 15 eller 25, en væskeoverløbsledning 16 eller 26 til indstilling af et konstant væskeniveau 17 eller 27, samt en gastilførselsledning 18 eller 28 til tilvejebringelse af et trykgasrumfang 19 eller 29 over væ-10 skespejlet 17 eller 27, hvorved gastrykket i rummet 19 eller 29 kan måles og overvåges ved hjælp af manometre 13 eller 23.

De to tilførselsledninger 8 og 10 er desuden hver over et spærreorgan 21 eller 31 sluttet til en gastilførselsledning 20 eller 30. Til kontrol af den til behandling værende væske, 15 drikken, og behandlingsvæsken, dialysatet, der strømmer pr.

tidsenhed, er der i de to tilførselsledninger 8 og 10 indskudt et måleredskab 32 henholdsvis 35 til måling af gennemstrømningsmængden. Til regulering af gennemstrømningsmængden tjener to til en fælles regulator 38 sluttede reguleringsventiler 33 og 20 36, og til overvågning af det lavest mulige differentialtryk mellem første kammer 6 og andet kammer 7 tjener trykmålings-og -reguleringsorganer 34 og 37, der er forbundet med samme regulator 38. I hver af fraførselsledningerne 11 og 9 er der en med et reguleringsorgan 43 forbundet reguleringsventil, hen-25 holdsvis 39 og 41, samt et trykmåle- og -reguleringsorgan, henholdsvis 40 og 42. De to reguleringsorganer 38 og 43 kan ligeledes være koblet sammen og danne en enhed. En sådan kobling gør det muligt inden for vide grænser ved i forvejen bestemte gennemstrømningsmængder i de to kamre 6 og 7 at indstille det 30 ønskede trykniveau og samtidig det ønskede, i almindelighed lavest muligt trykdifferential over skillemembranen. Eventuelt kan huset 3 være omgivet af en varmeisolerende kappe 44. Endvidere kan også rørledninger og/eller armaturer være varmeisole-rede, eller der kan anvendes tempererbare rør og/eller armatu-35 rer. Det er dog også muligt at anbringe et apparat ifølge opfindelsen i et passende tempereret rum. I fig. 1 er der ikke vist de sædvanlige, alt efter driftsmåden andre organer der er tilsluttet før og efter apparatet ifølge opfindelsen.

15 150494

Fig. 2 viser parallelkobling af fire i hver sit hus 3 anbragte membranmoduler 1, hvorved de øvrige dele af denne udføreisesform for apparatet ifølge opfindelsen' af hensyn til overskueligheden er udelagt, men i princippet udformet som i 5 fig. 1. Hvert modul er herved forsynet med en første tilførsels- og fraførselsledning 8 og 9 samt eri fælles første hovedtilførselsledning 49 og første hovedfraførselsledning 50; endvidere har hvert modul en anden tilførsels- og fraførselsledning 10 og 11, sluttet til henholdsvis en fælles anden hoved-10 tilførselsledning 47 og en anden hovedfraførselsledning 48.

Til regulering og måling af de gennem hvert enkelt modul førté, eventuelt uens store delstrømme kan der i hver tilførselsledning 8 og 10 og/eller hver fraførselsledning 9 og 11 være indskudt passende måle- og regulerings- eller indstillingsorganer, 15 fx som vist i fig. 1. Hovedtilførselsledningerne 47 og 49 er hver sluttet til et ikke vist tilførselsaggregat.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende nærmere belyses ved nedsættelse af alkoholindholdet i øl. Ved 20 vin, sekt, frugtvin, risvin og andre gærede drikke opnår man uden væsentlige ændringer i fremgangsmåden tilsvarende smagsmæssigt tilfredsstillende gærede drikke med nedsat alkoholindhold.

25 Eksempel 1

Der gås ud fra et kendt, i handelen gående øl som hører til de ølsorter der sælges under betegnelsen "pils". Ved et stamurtindhold på 12% udviste dette pilsnerøl. et alkoholindhold 30 på 3,91 vægt% og et ekstraktivindhold på 3,93%.

Bestemmelsen af alkoholindholdet skete ved den metode der er beskrevet side 101 i arbejdsforskrifterne til "Chemisch-Brautechnischen Betriebskontrolle" af Bausch, Billig; Silber-Eisen (Verlag Paul Barey 1963), hvilken metode sædvanligvis an-35 vendes i bryggeriindustrien.

Bestemmelsen af ekstraktivindholdet skete ligeledes ved den side 101 beskrevne metode i "Arbeitsvorschriften zur Chemisch-Brautechnischen Betriebskontrolle", hvilken metode ligeledes er sædvanlig i bryggeriindustrien.

150494 16

Til dialysen anvendtes der en dialysator der som membran havde et bundt cellulosehulfilamenter som var spundet af kobber-ammoniumcelluloseopløsninger. Tilsvarende dialysehulfilamentmem-branenheder er velkendt til hæmodialyse.

5 Udvekslingsfladen i hulfilament-membranenheden androg 1,3 m2. Ved en temperatur på 10°C og et systemtryk på 4 bar blev øllet ført gennem hulfilamenterne med en hastighed på 2 30 1/h.m , mens der pa ydersiden af hulfilamenterne blev for-biført 11,5 1/h.m vand som dialysatvæske med samme temperatur.

10 Differentialtrykket androg 0,05 bar, idet øllet havde det højeste tryk.

Efter indstilling af ligevægt vandtes der et øl hvis alkoholindhold var nedsat med 30%, hvorimod ekstraktivindholdet kun gik ca. 10% ned. Smagsprøvningen viste at der var vundet 15 et øl hvis smag var fuldt sammenlignelig med det oprindeligt indsatte øl.

Ved nedsættelse af gennemstrømningen af øl til ca. 1/3 ved uændret mængde dialysatvæske opnåedes der en nedsættelse af alkoholindholdet på 65% og dermed et øl som allerede kan 20 betegnes alkoholfattigt øl. Det har en tydeligt mere fyldig smag end et øl med samme indhold, der var fremstillet ved hjælp af den kendte fremgangsmåde. Når dialysatvæsken indeholder Ølekstraktive stoffer, er smagen helt og holdent sammenligneligt med udgangsøllet.

25 Hvis man vil fremstille såkaldt alkoholfrit øl - altså med et alkoholindhold på ca. 0,5 vægt% - kan dette lykkes ved at man yderligere nedsætter ølgennemstrømningen til det halve med uforandret dialysat-væskemængde.

Også her opnår man et smagsmæssigt bedre øl når der sæt-30 tes ølekstraktive stoffer til dialysatvæsken.

Eksempel 2

Et øl med samme værdier for alkoholindhold og ekstraktiv- 35 indhold som eksempel 1 blév dialyseret i en hulfilamentdialysa- 2 tor med 1,3 m udvekslingsflade og med forskellige hastigheder af væske strømmende ved 10°C. Med udgang i et stamurtindhold på 12%, et alkoholindhold på 3,91% og et ekstraktivindhold på 3,93% opnåedes der de i nedenstående tabel anførte analysevær-40 dier efter dialysen. Tryk og differentialtryk var som i eksempel 1.

17 150494

Tabel 1 _______

Hastighed Alkohol- Ekstraktiv- indhold indhold i _____i øllet øllet_ 5 (før dialysen 3,91% 3,93%) 2 a) ?:?/0 l/h*ra2 øl 2,33% 3,40% 23,0 1/h.m vand b) “';? wi*m2 01 . 1/93% 3,07% 11,5 1/h.m vand 10 c) f'o M?'m2 01 , 1,12% 2,62% 6,9 1/h.m vand d) w?*m2 01 . 0,74% 2,29% 4,6 1/h.m vand_[_[_

Eksempel 3 15 I en hulfilamentdialysator med udvekslingsflade på o 1,3 m (svarende til eksempel 1 og 2) blev vin dialyseret på analog måde. Ved et systemtryk på 4 bar og en temperatur på 10°C blev der ført vin gennem hulfilamenterne, mens der på ydersiden af hulfilamenterne blev ført helt afsaltet vand for-20 bi som dialysatvæske med samme temperatur. Differentialtryk-ket androg herved 0,05 bar (ved forsøg d dog 0,5 bar), hvorved vinen havde det højeste tryk. De væsentlige hos den dialyserede vin ( alkoholdindhold, ekstraktivindhold, syreindhold) fremgår af nedenstående tabel 2. Den tilførte vin havde et al-25 koholindhold på 67,9 g/1, et ekstraktindhold på 20,5 g/1 og et syreindhold på 6,85 g/1 (beregnet som vinsyre).

Tabel 2

Hastighed Alkohol- Ekstrakt- Syre indhold indhold indhold 30____ i den dialyserede vin a) viSa 49'7 9/1 i5'° s/1 =-1 ^ b) 1:« Vh$ vand 49'4 5'1 16-2 9/1 5'5 35 c) 2l:l l/hira2 va£d 54'° 3/1 15'5 5'9 5/1 d) "'l ί/ί:“2 vand_52,9 g/1 16,6. g/1 5,6 g/1 150494 18

Eksempel 4

Med samme dialysator og under i øvrigt samme betingelser blev dialysatvæsken stedse efter gennemløbet befriet for alkohol ved vakuumdestillation, opfyldt med helt afsaltet 5 vand til det tidligere rumfang og på ny anvendt som dialysat-væske. Som udgangsmateriale anvendtes der en vin med 80,8 g/1 alkohol, 21,2 g/1 ekstrakt og 8,2 g/1 syre. Som første dialysatvæske tjente fuldt afsaltet vand. De til indstilling af ligevægten i de første gennemløb opnåede resultater hos den dialy-10 serede vin fremgår af nedenstående tabel 3. Differentialtrykket androg ved disse forsøg 0,15 bar.

Tabel 3

Gennemløb Hastighed Alkohol- Ekstrakt- Syre indhold indhold indhold 15 ___ i den dialyserede vin_ “ “:I v£.m2 £na 56'9 9/1 15,7 g/1 6,03 g/1 21 il? l/him2 dialysatvæske ^-1 9/1 18,8 g/1 7,3 g/1 2 20 12,7 1/h.nu vin co i ,η ™ i y, /Ί 3) 4^ 1/h.m2 dialysatvæske =8,1 g/1 20,1 g/1 7,7 g/1 41 j/ijim2 Silysatvæske 55,8 g/1 20,5 g/1 8,04 g/1

Eksempel 5 9 25 To dialysatorer med hver en udvekslingsflade på 1,9 m og et stålhus blev indkoblet efter hinanden til dialyse af mousserende vin (sekt) .

Som dialysatvæske tjente en sekt fra hvilken alkohol var fjernet ved vakuumdestillation og som var fortyndet med helt 30 afsaltet vand til <fet oprindeligt rumfang og mættet med kuldioxyd.

Systemtrykket androg 4,7 bar. Differentialtrykket ved udløbet androg 0,20 bar og temperaturen var 10°C. Gennem dialy- 2 satoren førtes der sekt med en hastighed på 1,39 1/h.m mens der på den anden side af membranen blev forbiført den beskrevne 2 35 dialysatvæske med en hastighed på 1,38 1/h.m . Sektens alkoholindhold blev under dialysen sænket fra oprindelig 89,2 g/1 til 51,3 g/1. Ekstraktindholdet på 22,3 g/1 og syreindholdet på 19 150494 9,4 g/1 ændrede sig herved ikke. Smagen svarede ganske til en i handelen gående sekt.

Til gennemføring af yderligere forsøgsrækker anvendtes der et apparat ifølge opfindelsen svarende den i fig. 1 viste 5 udførelsesform, ved hvilken der valgfrit dog kunne omkobles til indtil fem parallelkoblede hulfilamentenheder. De enkelte enheders anbringelse svarede herved til det i fig. 2 viste koblingsprincip, hvorved de enkelte enheder havde ens størrelse og lige stor udvekslingsflade (membranflade). Hver enhed var 10 anbragt i et særskilt hus. De gennem hver enhed strømmende væskemængder kunne reguleres individuelt ved hjælp af de for hver enhed tilstedeværende måle- og regulerings- eller indstillingsorganer, dvs. reguleres uafhængigt af hinanden. Alle enhederne var tilsluttet en hovedledning for den til behandling 15 værende væske (drik) henholdsvis for dialysatet. Drikken strømmede herved igennem hulfilamenterne, mens dialysatet strømmede omkring hulfilamenterne.

Forsøgene udførtes med forskellige ølsorter, der også kendes under betegnelserne "Kolsch", Pils", Export" og 20 "Diåt-Bier". Som dialysat anvendtes der helt afsaltet vand.

Eksempel 6 2

Udvekslingsflade for hver af de fara hulfilamenter ca. 1 m

Antal hulfilamenter pr. hulfilamentenhed ca. 10.000

Hulfilamenternes vægtykkelse (= membrantykkelse) ca. 11 y 25 Hulfilamenternes diameter ca. 200 μ 2

Ultrafiltrationshastighed for hulfilamenterne 4 ml/h.m .mm Hg Hulfilamenterne var indstøbt i form af et bundt i det væsentlige paralleltliggende filamenterne i et formstofhus. Øl-gennemstrømningsmængde pr. enhed 6,3 til 63 1/h 30 Dialysat-gennemstrømningsmængde pr. enhed 6,3 til 63 1/h

Temperatur af øl og dialysat ca. 10°C

Maximalt indstilleligt tryk på ølsiden (absolut) ca. 4 bar

Maximalt indstilleligt tryk på dialysatsiden 35 (absolut) ca. 3,95 bar 20 isdm

Differentialtryk 0,05 bar Øllets alkoholindhold før behandlingen 3,7 til 4,7% Øllets alkoholindhold efter behandlingen 1,7 til 3,0%.

Eksempel 7 5 Udvekslingsfladen for hver af de fem hulfila- 2 mentenheder ca. 6 m

Antal hulfilamenter pr. hulfilamentenhed ca. 40.000 øl-gennemstrømningsmængde pr. enhed 40 til 400 1/h

Dialysat-gennemstrømningsmængde pr. enhed 40 til 400 1/h 10 Alle øvrige data og værdier som eksempel 6.

Hulfilamenterne var herved anbragt i form af hver et udløseligt med ædelstålhus forbundet hulfilamentmodul.

Claims (15)

150434

1. Fremgangsmåde til fremstilling af gærede drikke med nedsat alkoholindhold, kendetegnet ved at den ved en sædvanlig gæringsproces fremstillede gærede drik ved et diffe-rentialtryk på under 5,0 bar ledes langs en dialysemembran mens 5 der samtidig strømmer en dialysatvæske på den anden side af membranen .

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at differentialtrykket mellem den gærede drik og dialysatet er under 1,0 bar, fortrinsvis under 0,5 bar og navnlig under 0,1 10 bar.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1-2, kendetegnet ved at den gærede drik tillige underkastes ultrafiltration.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kende tegnet ved at ultrafiltrationen sker i et ultrafiltrationstrin der er ad-skilt fra dialysetrinnet, fortrinsvis således at ultrafiltra-tionstrinnet ligger efter dialysetrinnet.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved at ultrafiltrationen bevirkes ved anvendelse af en dialysemembran med en ultrafiltrationshastighed på 7 til 2 20 30 ml/m h mm Hg.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at dialysemembranen har lav permeabilitet for molekyler med en molekylvægt på over 100.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregå-25 ende krav, kendetegnet ved at dialysatvæsken indeholder ekstraktstoffer af samme art som den gærede drik.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved at der som dialysatvæske bruges en ved en vilkårlig fremgangsmåde fremstillet alkoholfri drik som svarer til den til dialyse 30 værende gærede drik.

9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at den i dialysatvæsken berigede alkohol fjernes fra dialysatet ved adsorption, ekstraktion, omvendt osmose og/eller destillation. 150494

10. Fremgangsmåde ifølge eksempel 9, kendetegnet ved at den for alkohol befriede dialysatvæske genanvendes som dialysatvæske.

11. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregå-5 ende krav til fremstilling af en kuldioxydholdig gæret drik, kendetegnet ved at det tryk, ved hvilket dialysen gennemføres, ligger over mætningspunktet for det i den gærede drik opløste kuldioxyd.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved 10 at dialysatvæsken indeholder en kuldioxydmængde svarende til kuldioxydmængden i den til dialyse værende gærede drik.

13. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge kravene 1-12, kendetegnet ved en dialysemembran (1), et hus (3) til optagelse af membranen (1) og bestående af et med en 15 første tilførselsledning (8) og en første fraførselsledning (9) forbundet første kammer (6) og et med en anden tilførselsledning (10) og en anden fraførselsledning (11) forbundet andet kammer (7), idet de to kamre (6,7) er adskilt af membranen (1) og sædvanlige væskeuigennemtrængelige tætningselementer (5) og/ 20 eller skillevægge (4), endvidere et med det første kammer (6) og et med det andet kammer (7) forbundet tilførselsaggregat (12,22) som arbejder med ensartet tryk, et i hver af første og anden tilførselsledning (8,10) og/eller hver af første og anden fraførselsledning (9,11) anordnet reguleringsorgan (33,36) for 25 væskegennemstrømningsmængden, et reguleringsorgan (34,37,38) til indstilling af et konstant differentialtryk på under 5,0 bar mellem første og andet kammer (6,7), et reguleringsorgan (39,40,41,42,43) til indstilling af et vilkårligt, dog under 5,0 bar forskelligt trykniveau i de to kamre (6,7) samt en ind-30 retning (44) til temperering af den gennem første kammer (6) og/eller andet kammer (7) strømmende væske.

14. Apparat ifølge krav 13, kendetegnet ved et uden bevægede dele, kun med statisk tryk arbejdende tilførselsaggregat.

15. Apparat ifølge krav 14, kendetegnet ved at mindst et af tilførselsaggregaterne (12,22) er en under inertgastryk stående væskeforrådsbeholder (14,24).