HUT67497A - Membrane process for the dealcoholization of naturally fermented beverages - Google Patents
Membrane process for the dealcoholization of naturally fermented beverages Download PDFInfo
- Publication number
- HUT67497A HUT67497A HU9301387A HU138793A HUT67497A HU T67497 A HUT67497 A HU T67497A HU 9301387 A HU9301387 A HU 9301387A HU 138793 A HU138793 A HU 138793A HU T67497 A HUT67497 A HU T67497A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- nanofiltration
- reverse osmosis
- stream
- membrane
- microfiltration
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
- C12H3/00—Methods for reducing the alcohol content of fermented solutions or alcoholic beverage to obtain low alcohol or non-alcoholic beverages
- C12H3/04—Methods for reducing the alcohol content of fermented solutions or alcoholic beverage to obtain low alcohol or non-alcoholic beverages using semi-permeable membranes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Non-Alcoholic Beverages (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
A találmány tárgya eljárás alkohol kivonására természetesen erjesztett italokból, közelebbről membránok segítségével lefolytatott 2- és 3-lépéses eljárás. A találmány az ilyen eljárás lefolytatására alkalmas berendezésekre is vonatkozik.
Az utóbbi években megnőtt az alkoholmentes és kis a lkoholtartalmú erjesztett italok, így az ilyen sörök és borok jelentősége, minthogy hagyományos ízű sört és bort biztosítanak az alkohol bizonyos, egészségügyi és szociális szempontból kifogásolható mellékhatásai nélkül. Sokan jobban ügyelnek kalóriafelvételükre, és kis kalóriatartalmú élelmiszerek és italok fogyasztásában érdekeltek. Az utóbbi években ezért a kisebb kalóriatartalmú, erjesztett alkoholtartalmú italok népszerűbbé váltak. Minthogy a sör és bor fő kalóriaforrása az alkoholtartalomban van, kívánatos olyan kis alkoholtartalmú vagy alkoholmentes sör és bor előállítása, amely aromáját és ízét megőrzi.
Alkoholmentes és kis alkoholtartalmú sör és bor évek óta kereskedelmi forgalomban van ugyan, az ilyen sör és bor előállítására használt eljárások azonban kellemetlen szagú anyagokat termelnek. Az alkohol például kidesztillálható, azonban az eljárás során a sör vagy bor odakozmál vagy legalábbis denaturálódik, és a sör vagy bor illat- és aromaanyagai közül számos kihajtódik vagy változást szenved. Az alkoholtartalom csökkentésének másik módja a vízzel történő hígítás. Ez azonban az ital ízének kedvezőtlen megváltozását eredményezi, amint az vizezett sör vagy bor esetén várható.
Természetesen erjesztett italokból alkohol kivonására vagy az alkoholtartalom csökkentésére a technika állása szerint számos olyan eljárás ismert, amely membránnal történő elválasztási lépést tartalmaz. A 4 499 117 számú USA-beli szabadalmi leírás háromlépéses eljárást ismertet. Először 10 000 nagyságú molekulatömeget elválasztó nanoszűrőmembránnal nanoszűrést végeznek, amit a szűrőn áthatolt folyadékárammal végzett egyszeri fordított ozmózis követ, ehhez aromás poliamidból készített, üreges, 250 nagyságú molekulatömeget elválasztó, Degremont típusú fordított ozmózis membránt használnak. Ezt követően a fordított ozmózis membránon áthatoló folyadékáramot vákuumdesztillációs lépésnek vetik alá 14,7 kPa nyomáson és 45 °C hőmérsékleten. A termék a három lépés visszatartott és egyesített folyadékárama. Megjegyzendő, hogy az illatot és aromát adó vegyületek jelentős mennyisége átjut a fordított ozmózis membránján, és így eljut a vákuumdesztillációs lépéshez. 45 °C körüli hőmérsékleteken az ilyen, illatot és aromát adó vegyületeket káros hatás érheti, ezáltal a végtermékként előállított erjesztett ital illata és aromája károsodhat.
A 4 612 916 számú USA-beli szabadalmi leírás fordított ozmózis membrán használatát ismerteti alkohol kivonására borból és malátából erjesztett italokból. A szabadalmi leírás közelebbről ismerteti, hogy ilyen erjesztett italok előállíthatok olyan eljárás útján, amelyben hagyományos erjesztéssel készített italokat fordított ozmózis útján kezelnek, és ehhez vékony film alakjában lévő kompozit membránt használnak, amely mikropórusos poliszulfon hordozón az anyagtranszportot gátló aktív poliamidot tartalmaz. A membrán visszatartja a sör illékony és egyéb, illatot adó alkotóit, és az erjesztett italban lévő alkohol 25-30 %-a áthalad a membránon. A fenti szabadalmi leírásban összehasonlítják a vékony kompozit film típusú membránokat a cellulóz-acetát típusú membránokkal, és kimutatják, hogy az illatot és aromát adó vegyületek 99 %-át tartja vissza a vékony kompozit film membrán, míg az aszimmetrikus cellulózacetát membrán az ilyen illékony anyagoknak csupán 16 %-át.
A 4 441 678 számú USA-beli szabadalmi leírás a nanoszűrés alkalmazását tárja fel szőlőlé és az abból erjesztett bor kezelésére. A Labrusca típusú szőlőben lévő metil-antranilát és egyéb, kifogásolható illatot adó vegyületek eltávolítására a szőlőlét és bort 175-200 nagyságú molekulatömeget elválasztó membránon keresztül vezetik át.
A 2 133 418 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás eljárást ismertet sör és bor betöményítésére, amelynek során fordított ozmózis féligáteresztő membránon vezetik át az italt, majd visszaalakított ital előállítása céljából folyadékot adnak hozzá. A visszaalakításhoz használt víz lehet fordított ozmózissal kezelt víz, amelyből az ásványi anyagok legfeljebb 99 %-át eltávolították. A membrán polimer hordozón lévő vékony kompozit film. A fordított ozmózist 2-40 °C hőmérsékleten és 0,69-0,76 MPa nyomáson folytatják le nem-oxidáló atmoszférában, amelyet szén-dioxid jelenléte által biztosítanak. A visszalakításhoz használt vizet a fordított ozmózis műveletének befejezése után adják az italhoz. Az eljárás során a sörből az alkohol 45 %-át és a víz 75 %-át távolították el. A kapott sör 2,3 tömeg% alkoholt tartalmazott. A három előállított minta közül az egyiknek enyhén odakozmált íze volt, egy további minta íze meglehetősen felhígított volt, ami arra utalt, hogy hígítás után nem maradt elegendő olyan alkotórész, amely az italnak testességet kölcsönöz. A kapott italok kis alkoholtartalmú világos sörként jellemezhetők.
A 717 847 számú belga szabadalmi leírás szerinti eljárás nem-oxidáló atmoszférában fordított ozmózist alkalmaz exportra szánt koncentrátum előállítására, amelyet helyben előállított alkohollal alakítanak vissza. Az eljáráshoz előnyösen a 3 133 132 számú USA-beli szabadalmi leírásban adott kitanítás szerinti cellulóz-acetátot használják membránként. Membránanyagokként megemlítik még a poli(vinil-acetát)-ot és a poliakrilátokat. Ez a szabadalmi leírás a szállítást követően az eredeti térfogatra történő visszaalakításra ad kitanítást alkohollal és vízzel, vagy pedig alkoholmentes vagy majdnem alkoholmentes erjesztett italok előállítására egyedül vízzel való visszaalakítás útján.
Az 1 447 505 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás csökkentett, alacsony alkoholtartalmú vagy alkoholmentes sör előállítási eljárására vonatkozik. A szabadalmi leírásban ismertetett eljárás etil-alkohol eltávolítására szolgál sörből, ehhez membránrendszert használ szakaszos betöményítésre, és/vagy az eljáráshoz használt sört hígítják vízzel, vagy pedig az eljárást követően alkalmaznak vizes hígítást. Az ilyen típusú eljárásokkal azonban hátrányok járnak együtt, amennyiben a sörben jelen lévő egyéb komplex komponensek koncentrációja megváltozik, ami megnöveli annak valószínűségét, hogy a membránon lerakódó csapadékok és egyéb komponensek képződjenek. A csapadékok és/vagy a membrán lerakódásai ezért nem csak a sör ízét befolyásolják, hanem a membránrendszer hatékonyságát is csökkentik. Ezenkívül az ismertetett eljárás viszonylag nagy nyomású rendszerben folytatható le.
A 4 617 127 számú USA-beli szabadalmi leírás szerint kis alkoholtartalmú erjesztett italok állíthatók elő úgy, hogy nagy alkoholtartalmú erjesztett italt vezetnek át egy fordított ozmózisrendszeren, amelynek során áthatoló és visszatartott folyadékáramot kapnak. A főleg alkoholt és vizet tartalmazó áthatoló folyadékáramot eltávolítják. A visszatartott folyadékáram kisebb részét termékként vezetik el, nagyobb részét visszavezetik a fordított ozmózisrendszerhez, és friss erjesztett itallal és hozzáadott vízzel keverik. Ezzel kapcsolatban lásd a 4 717 482 számú USA-beli szabadalmi leírást is.
A 4 888 189 számú USA-beli szabadalmi leírás egyidejűleg lefolytatott kétszeres fordított ozmózison alapuló eljárást ismertet csökkentett alkoholtartalmú erjesztett italok, különösen borok előállítására, amelyhez betáplált alapanyagként bármilyen hagyományosan erjesztett asztali bor használható. A betáplált alapanyagként használt bor teljes mennyiségével fordított ozmózist végeznek, ennek során alkoholt és vizet távolítanak el áthatoló folyadékáramként, a betöményített, visszatartott folyadékáramot körfolyamatban tartják, míg a fordított ozmózis műveletében ka
Ί pott víz meghatározott térfogatú részét folyamatosan vagy szakaszosan visszavezetik az alapanyagtartályba az alapanyagként szolgáló bor kiindulási szintjének tartására. A termékként kapott bor illatát, aromáját és színét biztosító szilárdanyag-tartalom a kereskedelmi gyakorlat számára elfogadható. Az eljárás lefolytatható szakaszosan vagy alkoholmentes (0,5 térfogat%-nál kisebb maradék) alkoholtartalmú borok vagy csökkentett (11-13 térfogat%-nál kisebb) alkoholtartalmú borok előállítására módosított félfolyamatos üzemmódban.
Az ismert eljárásoknak számos nehézsége van. Nyitott fordított ozmózis membrán, így cellulóz-acetát típusú membrán használata az aromát adó vegyületek jelentős veszteségét okozza a membránon keresztül. Viszonylag tömör membránt, így vékony kompozit film típusú membránt használó eljárások kapacitása viszont csekély, minthogy a nagy molekulatömegű vegyületek hajlamosak a membránon való lerakódásra és a membrán hatékonyságának csökkentésére. Ilyen nagy molekulatömegű vegyületek többek között a fehérjék, B-glükánok, poliszacharidok és polifenol-komplexek. A membrán lerakódásai csökkentik a folyadékáramot és az alkoholátbocsátást. Ennek eredményeként növekvő mennyiségű ioncserélt vízre van szükség. Egyéb ismertetett eljárások a természetesen erjesztett italokat nagy hőmérséklet vagy nagy nyomás hatásának teszik ki, ezek bármelyike károsíthatja az illatot és aromát adó vegyületeket, ezáltal az erjesztett ital végső illata és elfogadhatósága jelentős mértékben csökkenhet.
• ·« ·« ···· • · · · · · · • · · ·« ·
Igény mutatkozik olyan eljárás iránt, amely természetesen erjesztett italokból gazdaságosan vonja ki az etanolt, az illatot és aromát adó vegyületeket pedig visszatartja. Igény mutatkozik továbbá olyan eljárás iránt, amely hő vagy nyomás hatása útján nem károsítja az illatot és aromát adó vegyületeket, valamint lerakódások útján nem csökkenti a membrán hatékonyságát és az áthaladó folyadékáramot .
A sör és bor előállítása során adódó további nehézség a zavarosságot okozó vegyületek jelenléte. Ezek általában nagyon nagy molekulatömegű vegyületek, amelyek a természetesen erjesztett italok palackozása után kiülepednek. Felismertük, hogy a nagy molekulatömegű proteinek és B-glükánok okozzák a zavarosságot, és a kapott erjesztett italok ízét is hátrányosan befolyásolhatják. Ezért igény mutatkozik alacsony alkoholtartalmú erjesztett italok előállítására szolgáló olyan eljárás iránt, amelyekkel zavarosságot okozó ilyen vegyületeket nem tartalmazó erjesztett italok állíthatók elő.
A találmány az előzőekben ismertetett igényeket kielégíti .
A fentiek alapján a találmány eljárás alkohol kivonására természetesen erjesztett italokból, amelynek során
a) adott esetben mikroszűréshez természetesen erjesztett italt tartalmazó betáplált anyagáramot mikroszűrőmembránnal érintkeztetve mikroszűrés áthatoló folyadékáramává és mikroszűrés visszatartott folyadékáramává választjuk szét, ahol nagy molekulatömegű, zavarosságot okozó ve gyületeket a mikroszűrés áthatoló folyadékárama kisebb, a mikroszűrés visszatartott folyadékárama nagyobb koncentrációban tartalmaz a mikroszűréshez betáplált anyagáramra vonatkoztatva ;
b) adott esetben nanoszűréshez természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát tartalmazó betáplált anyagáramot nanoszűrőmembránnal érintkeztetve nanoszűrés áthatoló folyadékáramává és nanoszűrés visszatartott folyadékáramává választjuk szét, ahol aromát és illatot adó vegyűleteket a nanoszűrés áthatoló folyadékárama kisebb, a nanoszűrés visszatartott folyadékárama nagyobb koncentrációban tartalmaz a nanoszűréshez betáplált anyagáramra vonatkoztatva; és
c) fordított ozmózishoz betáplált, a mikroszűrés vagy nanoszűrés áthatoló anyagáramát tartalmazó anyagáramot etanolt szelektív módon átbocsátó, aromát és illatot adó vegyűleteket szelektív módon visszatartó fordított ozmózis membránnal érintkeztetve fordított ozmózis áthatoló anyagáramává és visszatartott anyagáramává választjuk szét, ahol a fordított ozmózis áthatoló anyagárama etanolt, a fordított ozmózis visszatartott anyagárama pedig aromát és illatot adó vegyűleteket tartalmaz nagyobb koncentrációban a fordított ozmózishoz betáplált anyagáramra vonatkoztatva.
Az eljárás során az a) és b) műveletek legalább egyikét lefolytatjuk, és ha a b) műveletet lefolytatjuk, a c) műveletet követően a fordított ozmózis visszatartott anyagáramát és a nanoszűrés visszatartott anyagáramát újra egyesítjük, továbbá 0,1-1,0 pm pórusméretű mikroszűrőmembránt,
100-10000 nagyságú molekulatömeget elválasztó nanoszűrőmembránt és 50-100 közötti molekulatömeget elválasztó fordított ozmózis membránt használunk.
A találmány továbbá berendezés az előzőekben ismertetett eljárás lefolytatására. Az igényelt és a leírásban ismertetett eljárás és berendezés lehetővé teszi természetesen erjesztett italok előállítását anélkül, hogy az illatot és aromát adó vegyületeket kivonnánk vagy károsítanánk. Ezenkívül az eljárás eltávolítja a zavarosságot okozó és az ízt hátrányosan befolyásoló vegyületeket. Az eljárás és a berendezés továbbá gazdaságos megoldást biztosít a találmány előzőekben ismertetett feladatainak teljesítésére.
A következő meghatározások hasznosak a találmány leírásának megértése szempontjából. A leírásban természetesen erjesztett italokon olyan erjesztett italokat értünk, amelyeket a természetben előforduló alapanyagok erjesztése útján állítunk elő. Az ilyen természetesen erjesztett italok lehetnek többek között bor, világos sör, barna sör, körtebor és hasonlók.
A molekulatömeg-elválasztás a membrán visszatartási karakterisztikáját jellemző kifejezés ismert méretű molekulák viszonylatában. A visszatartás vagy molekulatömeg-elválasztás azt a molekulatömeget jelenti, amelynél a pórusos membrán az adott molekulatömegű, szférikusán töltésmentes molekulák legalább 90 %-át visszatartja, míg a jelentősen kisebb molekulatömegű ilyen molekuláknak 50 %-nál kisebb hányadát tartja vissza. A betáplált alapanyagon a leírásban a membránhoz bevezetett eredeti anyagot értjük, amely adott esetben körfolyamatban tartott koncentrátumot is tartalmazhat, vagy a két anyag keveréke is lehet. Membránnal végzett elválasztás két cseppfolyós frakció termelését eredményezi, az áthatoló frakció a membránon átjutó folyadékáramot, a visszatartott frakció pedig a membránon át nem haladó folyadékáramot jelenti. Az áthatoló folyadékáram a membránon átjutó folyadékra és az ilyen folyadékban oldott, szuszpendált és hasonló anyagokra utal. A visszatartott folyadékáram a membránon át nem haladó, oldott, szuszpendált és hasonló anyagokat tartalmazó folyadékra utal. Megjegyzendő, hogy a leírásban az illatot és aromát adó vegyületeken a természetesen erjesztett italokban lévő bizonyos szerves vegyületeket értünk, amelyek a természetesen erjesztett italoknak sajátos illatot és aromát kölcsönöznek. Ilyen vegyületek lehetnek többek között a propanol, nagyobb szénatomszámú aldehidek, acetátok és éterek. Ezek a vegyületek magukban foglalják az n-propanolt, etil-acetátot és izoamil-alkoholt.
A leírásban a zavarosságot okozó vegyületeken nagyon nagy molekulatömegű proteineket és β-glükánokat értünk, amelyek természetesen erjesztett italokból tárolás során kicsapódnak. Az ilyen vegyületek molekulatömege általában meghaladja a 200 000-et.
A találmány szerinti eljárás számos változatban lefolytatható. A fordított ozmózist tartalmazó lépés valamennyi változatban szükséges. A fordított ozmózist megelőzően vagy mikroszűrést vagy pedig nanoszűrést kell végezni. Bizonyos körülmények között mindkét lépés elvégzése kívána- 12 tos lehet. Az alkalmazandó változatot a gazdaságosság és az eljárással kezelendő, természetesen erjesztett ital természete alapján határozzuk meg. Szakember képes annak eldöntésére, hogy az adott esetben használt alapanyaghoz gazdaságossági és műszaki szempontból mely változat a legalkalmasabb. Ha nanoszűrést alkalmazunk, akkor a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát egyesítjük a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramával olyan visszaalakított erjesztett ital előállítására, amely lényegében az összes illatot és aromát adó vegyületet tartalmazza jelentősen kisebb etanolkoncentráció mellett.
A találmány szerinti eljárás egyik változatában először természetesen erjesztett italt táplálunk be a 0,1-1,0 Mm pórusméretű mikroszűrőmembránra olyan körülmények között, hogy a visszatartott folyadékáram nagyobb koncentrációban tartalmazza a zavarosságot okozó vegyületeket, így a nagy molekulatömegű proteineket és a β-glükánokat. Az áthaladó folyadékáram a betáplált alapanyag összetételéhez viszonyítva a zavarosságot okozó vegyületeket lényegesen kisebb koncentrációban tartalmazó természetesen erjesztett italt tartalmaz. Ezt követően a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát 100-10000 nagyságú molekulatömeget elválasztó nanoszűrőmembránra tápláljuk be olyan körülmények között, hogy az áthatoló folyadékáram nagy koncentrációban tartalmaz vizet és etanolt, a visszatartott folyadékáram pedig nagy koncentrációban tartalmazza az illatot és aromát adó vegyületeket. Ezt követően a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát a fordított ozmózis membránjára tápláljuk be olyan • 4 · · 9 ·· 9 « * V 9 4 • · ·· · • 9 9 9 9 · • · · a · · körülmények között, hogy az etanol szelektív módon áthatol a fordított ozmózis membránján, és a visszatartott folyadékáram etanolkoncentrációja lényegesen alacsonyabb. Ezt követően az etanolmentes vagy jelentősen kisebb koncentrációjú etanolt tartalmazó, természetesen erjesztett italt visszaalakítjuk úgy, hogy a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát a nanoszűrés visszatartott folyadékáramával egyesítjük, és adott esetben vizet adunk hozzá.
A találmány szerinti eljárás másik változatában a természetesen erjesztett italt az előzőekben leírt módon tápláljuk be a mikroszűrőmembránra, ennek során az alapanyaghoz viszonyítva a nagy molekulatömegű, zavarosságot okozó vegyületeket nagyobb koncentrációban tartalmazó viszszatartott folyadékáramot és áthatoló folyadékáramként a zavarosságot okozó vegyületeket lényegesen alacsonyabb koncentrációban tartalmazó természetesen erjesztett italt állítunk elő. A mikroszűrés áthatoló folyadékáramát a fordított ozmózis membránra tápláljuk be olyan körülmények között, hogy az etanol szelektív módon áthatoljon a membránon, így a visszatartott folyadékáram a fordított ozmózis membránjára betáplált anyagáramhoz viszonyítva kisebb etanolkoncentrációjú természetesen erjesztett ital. A fordított ozmózis visszatartott folyadékáramához adott esetben vizet adhatunk a fordított ozmózis membránján áthatoló folyadék térfogatának pótlására.
A találmány szerinti eljárás egy további változatában a természetesen erjesztett italt olyan körülmények között tápláljuk be a nanoszűrés membránjára, hogy az átható•· ·««· • · ♦ • ·· «· · • » · 9 Β 1 · ··· «« · * · *
- 14 ló folyadékáram etanolkoncentrációja meghaladja a visszatartott folyadékáramét, és a betáplált anyagáramhoz viszonyítva a visszatartott folyadékáram az illatot és aromát adó vegyületeket nagyobb koncentrációban tartalmazza. Ezt követően a nanoszűrés áthaladó folyadékáramát a fordított ozmózis membránjára tápláljuk be olyan körülmények között, hogy az áthatoló folyadékáram etanolkoncentrációja meghaladja a betáplált anyagáramét, és a betáplált anyagáramhoz viszonyítva a fordított ozmózis visszatartott folyadékárama lényegesen kisebb koncentrációban tartalmaz etanolt. Ezt követően a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egyesítjük, adott esetben vizet adunk hozzá, és így olyan visszaalakított, természetesen erjesztett italt állítunk elő, amely lényegesen kisebb etanolkoncentráció mellett tartalmazza lényegében az összes illatot és aromát adó vegyűletet.
A mikroszűrés úgy van tervezve, hogy eltávolítsa a nagy molekulatömegű, zavarosságot okozó vegyületeket, amelyek a természetesen erjesztett italok illatához és aromájához nem járulnak hozzá, vagy amelyek gátlóan hatnak az illatot és aromát adó vegyületekre. Mikroszűrésen a leírásban olyan eljárást értünk, amelynek révén nagy molekulatömegű vegyületeket vonunk ki azáltal, hogy a természetesen erjesztett italt nagy molekulatömegű vegyületekre nézve szűrőként működő membránon bocsátunk keresztül. A mikroszűrés kifejezés a membránok szakterületén különböző jelentést hordoz a szakember számára. A kifejezés általában nagy molekulatömegű anyagok folyadékáramból történő olyan eltávo• · w · · · ·/ « * • ·· · · Z>9 W «
- 15 lítására vonatkozik, amelynek során a folyadékáramot bizonyos, viszonylag nagy pórusméretű membránon bocsátják át. A szakemberek között a definíció tekintetében fennálló különbségek a mikroszűrés pórusméretének alsó küszöbértékére vonatkoznak. A leírásban a mikroszűrés kifejezést 0,1-1,0 gm pórusméretű membránra vonatkozóan használjuk. A találmány szerinti eljárás ezen lépésében használható membránok a technika állása szerint ismertek. Az ilyen membránok általában olyan polimerből készített homogén vagy aszimmetrikus pórusos membránok, amelyek a feldolgozandó, természetesen erjesztett itallal szemben inertek, és amelyek az eljárás műveleti paraméterei között kielégítő kémiai ellenállást és morfológiai szilárdságot mutatnak. Ilyen membránok előállíthatok poliolefinekből, így polietilénből vagy polipropilénből, polikarbonátokból, halogénezett polikarbonátokból, fluorozott poliolefinekből, így polivinilidén-fluoridból, poliszulfónokból és poliéter-szulfónokból. Előnyösen poliszulfonok, poliéter-szulfonok és fluorozott poliolef inek használhatók. Még előnyösebbek a polivinilidén-fluoridból és poliszulfónokból előállított membránok. Az előzőekben megadott tartomány felső határánál lévő pórusméretű membránokként általában homogén membránokat, míg a tartomány alsó határánál lévő pórusméretű membránokként aszimmetrikus membránokat használunk.
Ebben a lépésben a membránra betáplált alapanyag természetesen erjesztett ital, azaz bor, világos sör, barna sör és hasonlók. A betáplált anyagáramot két folyadékárammá választjuk szét. A visszatartott folyadékáram a betáplált alapanyaghoz viszonyítva a nagy molekulatömeget, zavarosságot okozó vegyületeket nagyobb koncentrációban tartalmazza. Az áthatoló folyadékáram a betáplált alapanyaghoz viszonyítva az ilyen nagy molekulatömegű vegyületeket tekintve kisebb koncentrációjú természetesen erjesztett italt tartalmaz, amely még víz, etanol, illatot és aromát adó vegyületek vannak jelen. Kis alkoholtartalmú természetesen erjesztett ital előállítása szempontjából a visszatartott folyadékáram nem hasznosítható. Az áthatoló folyadékáramot az eljárás áramlási irányba eső lépéseiben tápláljuk be.
A betáplált alapanyagot olyan nyomáson érintkeztetjük a membránnal, amely elegendő ahhoz, hogy az áthatoló folyadékáramot átnyomja a membránon keresztül. Az alkalmazott nyomásnak elegendő hajtóerőt kell biztosítania az áthatoló folyadékáram membránon keresztül történő áthajtásához, ezenkívül biztosítania kell a természetesen erjesztett italban a szükséges illékony komponensek, így a szén-dioxid visszatartását is. Az alkalmazott nyomás viszont nem lehet olyan nagy, hogy a membránon szükségtelen lerakódásokat okozzon. Ha a nyomás túl nagy, nagy molekulatömegű vegyületek préselődhetnek a membránhoz, és ott maradva csökkentik a membránon áthaladó anyagáramot, ezáltal csökkentik az eljárás hatékonyságát. Az alkalmazott nyomás előnyösen 2-3,5 bar (0,2-0,35 MPa). Még előnyösebben 3-3,5 bar (0,3-0,35 MPa) nyomást alkalmazunk. Ahhoz, hogy egy membránnal végzett eljárás megfelelően működjön, kielégítő hajtóerőnek kell az áthaladó folyadékáramot a membránon keresztül áthajtani. Általánosságban véve ez a membrán ke17 resztmetszete memtén ható nyomáskülönbség, amelyet szokásosan transzmembrán nyomásnak hívnak. A transzmembrán nyomás előnyösen nagyobb, mint 0,5 bar (0,05 MPa). Ha a természetesen erjesztett ital szén-dioxidot tartalmazó ital, így sör, legalább 1,75 bar (0,175 MPa) szükséges ahhoz, hogy a szén-dioxidot visszatartsuk az italban. A transzmembrán nyomás előnyösen legfeljebb 3,0 bar (0,3 MPa). Az eljárás során alkalmazott hőmérséklet jelentősen befolyásolhatja az erjesztett ital végső ízét és aromáját. Ha túl alacsony hőmérsékletet alkalmazunk, bizonyos komponensek kifagyhatnak, vagy az erjesztett italból fontos illatot és aromát adó vegyületek válhatnak ki. Ha túl magas hőmérsékletet alkalmazunk, az illatot és aromát adó vegyületek károsodhatnak. Előnyösen 2-10 °C, legelőnyösebben 2-8 °C hőmérsékletet alkalmazunk. Az áramlási sebesség a membránon keresztül az eljárás gazdaságossága szempontjából fontos. Az áramlási sebesség értéke előnyösen 100-3000 l/m2/h. Ilyen eljárások esetén az áthatoló folyadékáram áramlási sebessége kezdetben általában nagy, és egy bizonyos időtartam, így 1-2 óra után beáll egy szintre. Két óra múlva a membránok előnyösen 100-500 l/m2/h, még előnyösebben 200-250 l/m2/h értékű áramlási sebességet tesznek lehetővé.
Ilyen membránok előnyösen membránmodulokban vannak elhelyezve. Az ilyen modulok elrendezése a technika állása szerint ismert. Előnyösen csigavonalban tekercselt vagy keretbe foglalt lap típusú berendezéseket használunk.
A második lépés a nanoszűrés. A nanoszűrés úgy van megtervezve, hogy az eljárás anyagáramából visszatartsuk a közepes molekulatömegű, illatot és aromát adó vegyületeket annak érdekében, hogy a fordított ozmózis lépésben a közepes molekulatömegű, illatot és aromát adó vegyületek ne rakódjanak le a fordított ozmózis membránra. A fordított ozmózis membrán eltömődésének megelőzése nagyobb anyagáramlást eredményez a fordított ozmózis membránban, és így a fordított ozmózis gazdaságosabban folytatható le. Az, hogy nanoszűrést alkalmazunk-e vagy sem, a költségmérlegtől függ, amelybe egyfelől a fordított ozmózis membrán eltömődéséből adódó járulékos műveleti költségek, másfelől a nanoszűrés alkalmazásával járó beruházási költségek és külön műveleti költségek veendők tekintetve. A nanoszűrés további előnye az, hogy a fordított ozmózis során leküzdendő ozmózisnyomást csökkenti, ezáltal csökkenti ezen lépés alapanyagának betáplálása során alkalmazandó nyomás értékét.
Nanoszűrőmembránokon a leírásban 100-10000, legelőnyösebben 100-1000 nagyságú molekulatömeget elválasztó membránokat értünk. A nanoszűrőmembrán általában az előzőekben ismertetett nagyságú molekulatömeget elválasztó pórusokkal ellátott aszimmetrikus membrán. Az ilyen membránok a technika állásából ismertek, ezek előállítására használhatók cellulóz-acetátok, regenerált cellulóz-acetátok, alifás poliamidok, aromás poliamidok és poli (vinil-alkohol) . Ezen membránok előnyösen cellulóz-acetátból, alifás poliamidokból, regenerált cellulóz-acetátból vagy poli(vinil-alkohol) -ból készülnek. A legelőnyösebb membránok cellulóz-acetátból vagy alifás poliamidból vannak előállítva. Ezek a membránok lehetnek vékony kompozit filmek is, amelyek poró• ·
- 19 zus aszimmetrikus hordozón lévő elválasztó réteg vékony filmjét tartalmazzák. Ezen porózus aszimmetrikus hordozók előállítására használhatók poliolefinek, halogénezett poliolefinek, így fluorozott poliolefinek, polikarbonátok, poliszulfonok vagy poliéter-szulfonok. Előnyösek a poliszulfónból, poliéter-szulfónból és fluorozott poliolefinekből, így poli(vinilidén-fluorid)-ból előállított hordozók. Az elválasztó réteg tartalmazhat poliuretánt, hidroxi-alkil-cellulózt, poli(vinil-alkohol)-t vagy a hordozón leválasztott vékony poliamidfilmet. A találmány egyik előnyös kiviteli alakjában a vékony film di- vagy trifunkciós aromás savhalogenid vagy azok elegye és di- vagy trifunkciós poliamin, így piperazin vagy helyettesített piperazin érintkezési határfelületén létrejövő reakciótermék. Ilyen membránokat tárnak fel a 4 259 183, 4 769 148, 4 619 767 és
595 139 számú USA-beli szabadalmi leírások, amelyeket a hivatkozás útján beépítünk a leírásba. A nanoszűrőmembránok általában membránmodulban vannak elrendezve. A szakember számára számos membránmodul-elrendezés ismert, így a keretbe foglalt lap, csigavonalban tekercselt, üreges cső és üreges szál. A használt membránmodul megválasztása az eljárás lefolytatásának módjától függ. A szakember számára könnyen meghatározható, hogy az eljárás igényeit mely membránelrendezés elégíti ki a legjobban. Előnyösen csigavonalban tekercselt vagy keretbe foglalt lap típusú modulokat alkalmazunk.
A nanoszűrés betáplált alapanyaga vagy természetesen erjesztett ital vagy pedig a mikroszűrés áthatoló folyadék4 · ♦ ·· · · · · ··«··· · • · · · « · ··· ·· ·· · · árama. A betáplált anyagáramból visszatartott folyadékáramot választunk el, amely illatot és aromát adó vegyületeket nagyobb koncentrációban, etanolt pedig kisebb koncentrációban tartalmaz a betáplált anyagáramhoz viszonyítva. Az áthatoló folyadékáram a betáplált anyagáramhoz viszonyítva etanolt nagyobb koncentrációban, illatot és aromát adó vegyületeket pedig kisebb koncentrációban tartalmaz.
Minthogy membránnal végzett eljárások ritkán eredményeznek teljes elválasztást, kívánatos lehet az, hogy a visszatartott folyadékáramot visszatápláljuk a nanoszűrőmembránra, vagy a visszatartott folyadékáramot oly módon kezeljük tovább, hogy alkoholtartalmának további csökkentésére további nanoszűrőmembránokra tápláljuk be. Megjegyezzük, hogy a nanoszűrőmembránra betáplált anyagáram a mikroszűrés áthatoló folyadékáramán vagy természetesen erjesztett italon kívül tartalmazhat előző nanoszűrési lépésekből származó, körfolyamatban tartott visszatartott folyadékáramot vagy adott esetben kiegészítésül szolgáló vizet.
A nanoszűrőmembránra előnyösen olyan nyomással végezzük a betáplálást, amely elegendő hajtóerőt létesít az áthatoló folyadékáramnak a membránon keresztül történő áthajtásához. Ha a betáplálás nyomása túl kicsi, a hajtóerő nem lesz elegendő ahhoz, hogy az áthatoló folyadékáramot áthajtsa a membránon. Ha a betáplálás nyomása túl nagy, a membrán szükségtelen mértékben eltömődik, ez csökkenti a membránon átjutó anyagáramot, és az eljárás gazdaságossága csökken. A betáplálási nyomás alsó határértéke előnyösen 30 bar (3,0 MPa). A betáplálási nyomás felső határértéke elő« · · · • · · « • · · ·
- 21 nyösen 60 bar (6,0 MPa). A betáplálás! nyomás felső határértéke még előnyösebben 40 bar (4,0 MPa). A transzmembrán nyomásnak általában kielégítő mértékűnek kell lennie ahhoz, hogy megfelelő hajtóerőt biztosítson. Minthogy a transzmembrán nyomás az alkalmazott nyomástól függ, ha túl nagy a transzmembrán nyomás, ez a membrán jelentős eltömődését eredményezi. A transzmembrán nyomás alsó határértéke előnyösen 28 bar (2,8 MPa). A transzmembrán nyomás felső határértéke pedig előnyösen 58 bar (5,8 MPa), legelőnyösebben 38 bar (3,8 MPa). A membránon keresztül az áramlás sebességének elegendőnek kell lenni ahhoz, hogy az eljárás gazdaságosan lefolytatható legyen. Ha az áramlási sebesség túl csekély, az eljárás a gyakorlat számára elfogadhatatlanná válik, az elválasztás nem kielégítő mértékű, és a membrán eltömődhet. Ha az áramlási sebesség túl nagy, ez túl nagy energiafogyasztással jár, és az eljárás gazdaságtalanná válik. Az áramlási sebesség alsó határértéke előnyösen 50 l/m2/h, még előnyösebben 200 l/m2/h. Az áramlási sebesség felső határa előnyösen 300 l/m2/h, még előnyösebben 250 l/m2/h. A nanoszűrés lefolytatására alkalmas hőmérsékletre vonatkozóan a mikroszűrés esetére leírtak érvényesek.
A membránnal végzett elválasztás ritkán teljes, ezért kívánatos lehet a nanoszűrés visszatartott folyadékáramának további betöményítése azáltal, hogy vagy körfolyamatban tartva visszatápláljuk a nanoszűrőmembránra, vagy pedig egy vagy több, sorosan kapcsolt további nanoszűrőmembránra vezetjük. Az eljárás azon változatában, ahol sorosan kapcsolt nanoszűrőmembránokat használunk, a vissza• · 4 ·· ···· ······ · tartott folyadékáramot egy vagy több nanoszűrőmembránra tápláljuk be, a membránok számát pedig úgy választjuk meg, hogy a visszatartott folyadékáramban elérjük a kívánt etanolkoncentrációt. Ha a visszatartott folyadékáramot körfolyamatban tartjuk, ez történhet közvetlenül tápvezetékbe vagy tárolótartályba. A nanoszűrés lefolytatásának egyik előnyös változatában a nanoszűrőmembrán betáplálása tárolótartályhoz van kapcsolva, ennek következtében a tárolótartályban lévő anyagot közvetlenül a nanoszűrőmembránra tápláljuk be. A körfolyamat vázlatában a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát a tárolótartályba vezetjük vissza. A tárolótartályban lévő anyagot a nanoszűrőmembránon többször átvezethetjük annak érdekében, hogy a nanoszűrőmembránra betáplált anyagot kellő mértékben betöményítsük, és etanoltartalmát kielégítő mértékben csökkentsük. A betöményítés mértéke előnyösen 1,5-10, még előnyösebben 2-3. A tárolótartályban lévő anyag betöményítése során adott esetben vizet adagolhatunk, a hozzáadott víz mennyiségét szakember általában meg tudja határozni. A hozzáadott víz mennyisége előnyösen a nanoszűrőmembránon áthatoló folyadékáram térfogatát helyettesíti.
A harmadik lépés fordított ozmózis, amelynek során a természetesen erjesztett ital maradékából etanolt választunk el. Az alkalmazott membránt úgy kell megválasztani, hogy lehetővé tegye a membránon át az etanol átjutását az áthatoló folyadékáramba, és gátolja meg az illatot és aromát adó vegyületek jelentős mértékű áthatolását a membránon keresztül. A membrán molekulatömeg szerinti elválasztása előnyösen 40-100, még előnyösebben 40-50. 100-at meghaladó nagyságú molekulatömeget elválasztó membránon általában az illatot és aromát adó vegyületek jelentős mértékben átjutnak. 40-nél kisebb nagyságú molekulatömeget elválasztó membránon az etanol nem jut át jelentős mértékben. A szakember által ismert bármilyen fordított ozmózis membrán alkalmazható, amelyet az előzőekben leírt áthatolási karakterisztika jellemez. Ilyen fordított ozmózis membránok a szakember számára ismertek. Előnyösek a vékony kompozit film membránok, amelyek aszimmetrikus hordozómembránt tartalmaznak arra leválasztott vékony polimer filmmel, ahol a membrán áthatolási karakterisztikáját a vékony polimer film határozza meg. Még előnyösebben az ilyen vékony kompozit film membránok poliamid elválasztóréteget tartalmaznak, amely polifunkciós savhalogeniddel reagáltatott piperazinból vagy helyettesített piperazinból, még előnyösebben piperazinból vagy helyettesített piperazinból és trimezoil-kloridból és adott esetben difunkciós savkloridból van előállítva. Ilyen membránokat részletesen ismertet a 4 259 183 számú USA-beli szabadalmi leírás, amelyet e hivatkozás révén beépítünk a leírásba.
A fordított ozmózis membránra betáplált anyag membránnal végzett előzetes elválasztási lépésektől függ. A betáplált anyag általában vagy a mikroszűrőmembránon vagy a nanoszűrőmembránon áthatoló folyadékáram. A találmány szerinti eljárás azon változatában, amikor mindkét lépést használjuk, a betáplált anyag a mikroszűrés áthatoló folyadékárama, amely ezt követően áthatol a nanoszűrőmembránon.
• 4 «·V··· • 44· • 4 ·«·
A betáplált anyag ezenkívül tartalmazhat magából a fordított ozmózisból származó visszatartott folyadékáramot, továbbá az eljárás megfelelő működésének fenntartásához szükséges mennyiségben hozzáadott vizet. Az elválasztás eredménye általában olyan visszatartott folyadékáram, amely a betáplált anyaghoz viszonyítva nagyobb koncentrációban tartalmazza az illatot és aromát adó vegyületeket, amelyek az eljárás megelőző lépéseiből továbbjutottak. A visszatartott folyadékáram etanolkoncentrációja kisebb, mint a betáplált anyagé. Az áthatoló folyadékáram elsődlegesen vízből és etanolból áll, ahol az etanolkoncentráció meghaladja a betáplált anyagét, az illatot és aromát adó vegyületek koncentrációja pedig - ha egyáltalán jelen vannak - csekély.
Az anyagbetáplálás megkívánt nyomása jelentősen kisebb olyan esetben, amikor a membrán nagy molekulatömegű vegyületek jelenléte következtében fennálló eldugulásának veszélye kisebb. Ha a betáplálás! nyomás túl csekély, az áthatoló folyadékáram oldalán fennálló ozmózisnyomás legyőzésére nem áll rendelkezésre kellő hajtóerő, és az áthatoló folyadékáram mennyisége nem kielégítő. Ha a nyomás túl nagy, a membrán eltömődése lép fel, vagy pedig fennáll a membrán megsérülésének veszélye. Az alkalmazott nyomás alsó határértéke előnyösen legalább 2 0 bar (2,0 MPa), még előnyösebben legalább 25 bar (2,5 MPa). A betáplálási nyomás értéke előnyösen legfeljebb 60 bar (6,0 MPa), még előnyösebben legfeljebb 30 bar (3,0 MPa). Az ismertetett eljárást 2-30 °C, előnyösen 2-10 °C hőmérsékleten folytathatjuk le.
Ha az áramlási sebesség a membránon keresztül túl • «« » · 4 4 4 4 • · 4 4 4 4» • · * · ·4 • · 4 4 · ·4 • 4 4 «4 441«
- 25 kicsi, az eljárás gazdaságtalan, ha viszont az áramlási sebesség túl nagy, ez a körülmény az elválasztás rovására megy. Az áramlási sebesség előnyösen legalább 10 l/m2/h, még előnyösebben legalább 20 l/m2/h. Az áramlási sebesség legfeljebb 50 l/m2/h, még előnyösebben legfeljebb 40 l/m2/h. A betáplált anyagnak a fordított ozmózis membránmodullal történő egyszeri érintkeztetése általában nem elegendő a kívánt mennyiségű etanol eltávolítására, így a visszatartott folyadékáram etanolkoncentrációja a kívántnál nagyobb lehet. Ahhoz, hogy a visszatartott folyadékáramban a kívánt etanoltartalmat elérjük, a visszatartott folyadékáramot fordított ozmózis membránok sorozatán vezethetjük keresztül, vagy pedig a visszatartott folyadékáramot körfolyamatban tarthatjuk, és ugyanazon fordított ozmózis membránra tápláljuk be. A találmány szerinti eljárás egyik változatában a visszatartott folyadékáramot a tápvezetékbe vezethetjük vissza, és egyenesen az eljárás anyagáramába tápláljuk be, míg az eljárás egy másik változatában a mikroszűrés vagy nanoszűrés áthatoló folyadékáramát egy tárolótartályba vezethetjük, és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát ugyanezen tárolótartályba táplálhatjuk be. Adott esetben ugyanezen tárolótartályba vezethetjük be a kiegészítő vizet. Ebből a tárolótartályból vesszük el a fordított ozmózis membránra betáplált anyagot. Az eljárás előnyös változata szerint a fordított ozmózis membránon visszatartott folyadékáramot folyamatosan visszavezetjük a tárolótartályba mindaddig, amíg a tárolótartályban lévő elegy etanoltartalma eléri a kívánt értéket. Az eljárás • 44
- 26 előnyös változatában a tárolótartályba bevezetett víz térfogata megegyezik a fordított ozmózis membránon áthatoló folyadékáram térfogatával. A koncentráció csökkentésének mértéke általában a kívánt terméktől függ. Az NSzK-ban a kis alkoholtartalmú sört legfeljebb 2 térfogat% alkoholt tartalmazó sörként definiálják, míg az alkoholmentes sört legfeljebb 0,5 térfogat% alkoholt tartalmazó sörként határozzák meg. Nagy-Britanniában a kis alkoholtartalmú sör 1,2 térfogat% alkoholt, míg az alkoholmentes sör 0,5 térfogat% alkoholt tartalmaz. A végtermékben a kívánt etanoltartalom ezért az erjesztett ital osztályozásától és a forgalmazás országától függően különböző. A koncentráció csökkentésének mértéke előnyösen 2-15, legelőnyösebben 2-8.
A találmány szerinti eljárás egyik változatában kívánatos a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramának bizonyos mértékű betöményítése a tárolótartályban a kiegészítő víz hozzáadása előtt. Az eljárás ezen változatában a tárolótartályba bevezetett víz mennyisége a betöményítés során nem éri el a fordított ozmózis membránon áthaladó folyadékáram mennyiségét. Az eljárás ezen változatában kevesebb kiegészítő vízre van szükség. Kiegészítő vízként előnyösen ioncserélt vizet használunk. Az ioncserét elvégezhetjük bármilyen ismert eljárással, így dializáló szűréssel. Minthogy az ioncserélt víz költséges, kívánatos menynyiségének minimálisra csökkentése. Ha az eljárás egyik lépésében vizet adagolunk, azt megtehetjük folyamatosan. A víz hozzáadásának két előnyös módja van. Az egyik változatban a vizet úgy adagoljuk, hogy az áramlási sebesség a *· · « fi · * 4 • V 4 · « Ο w · · · » ··
- 27 membránon keresztül állandó maradjon. A másik változatban a vizet úgy adagoljuk, hogy a tárolótartályban állandó térfogatot tartsunk.
Az erjesztett ital visszaalakítására a nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egyesítjük. Ezt lefolytathatjuk szakaszosan, egy-egy adagot tartalmazó tartályban vagy terelőbetéttel ellátott keverőberendezésben. Ennek alapelve az, hogy a feldolgozott, természetesen erjesztett italnak visszaadjuk természetes aromáját és illatát.
A találmány szerinti eljáráshoz és berendezéshez betáplált anyagként előnyösen sört használunk.
A találmány továbbá berendezés az előzőekben ismertetett eljárás lefolytatására.
A találmány szerinti, természetesen erjesztett italokból alkohol kivonására szolgáló berendezésnek adott esetben
i) - egy vagy több mikroszűrőmodulja,
- természetesen erjesztett italt a mikroszűrőmodulba továbbító betáplálóberendezése,
- a mikroszűrőmodulból mikroszűrés visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése,
- a mikroszűrőmodulból mikroszűrés áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése és/vagy ii) - egy vagy több nanoszűrőmodulja,
- természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát a nanoszűrőmodulba további28 tó betáplálóberendezése,
- a nanoszűrőmodulból nanoszűrés visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése,
- a nanoszűrőmodulból a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése, és legalább egy fordított ozmózis membránmodulja, amelynek etanolt szelektív módon átbocsátó, az illatot és aromát adó vegyületeket szelektív módon visszatartó membránja van, a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát vagy a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát a fordított ozmózis membránmodulba továbbító betáplálóberendezése, a fordított ozmózis membránmodulból a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése, a fordított ozmózis membránmodulból a fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése van. Ha a berendezésnek mikroszűrőmodulja van, az 0,1-1,0 μτα pórusméretű mikroszűrőmembránnal van kialakítva; ha nanoszűrőmodulja van, az 100-10000 nagyságú molekulatömeget elválasztó nanoszurőmembránnal van kiképezve; és a fordított ozmózis membránmodul 50-100 nagyságú molekulatömeget elválasztó fordított ozmózis membránnal van kialakítva; továbbá ha a berendezésnek betáplálóberendezéssel és ürítőberendezésekkel kiképzett nanoszűrőmodulja van, akkor a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egyesítő bérén29 dezése van, és adott esetben iii) - a nanoszűrőmodulba betáplálandó, természete- sen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát felvevő első tárolótartálya,
- a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát az első tárolótartályba visszavezető csatlakozása,
- az első tárolótartály tartalmát a nanoszűrőmodul betáplálóberendezéséhez továbbító csatlakozása és
- az első tárolótartályban lévő betöményített visszatartott folyadékáramot a nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramait egyesítő berendezéshez továbbító csatlakozása és/vagy iv) - a nanoszűrés áthatoló, az ürítőberendezésen távozó folyadékáramát felvevő második tárolótartálya,
- a második tárolótartály tartalmát a fordított ozmózis membránmodul betáplálóberendezéséhez továbbító csatlakozása,
- a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát az ürítőberendezéstől a második tárolótartályba visszavezető csatlakozása és
- a fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát részben vagy egészben kiegészítő vizet a második tárolótartályba bevezető betáplálóberendezése van.
A találmány szerinti berendezés egyik előnyös kiviteli alakjának
- a nanoszűrés áthatoló, az ürítőberendezésen távo• ·
- 30 zó folyadékáramát felvevő második tárolótartálya,
- a második tárolótartály tartalmát a fordított ozmózis membránmodul betáplálóberendezéséhez továbbító csatlakozása,
- a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát az ürítőberendezéstől a második tárolótartályba visszavezető csatlakozása és
- a fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát részben vagy egészben kiegészítő vizet a második tárolótartályba bevezető betáplálóberendezése van.
A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakjának
- a nanoszűrőmodulba betáplálandó, természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát felvevő első tárolótartálya,
- a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát az első tárolótartályba visszavezető csatlakozása,
- az első tárolótartály tartalmát a nanoszűrőmodul betáplálóberendezéséhez továbbító csatlakozása és
- az első tárolótartályban lévő betöményített visszatartott folyadékáramot a nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramait egyesítő berendezéshez továbbító csatlakozása van.
Megjegyezzük, hogy a mikroszűrőmodul(ok), a természetesen erjesztett italt a mikroszűrőmodulba továbbító be31 táplálóberendezés, valamint a mikroszűrőmodulból a mikroszűrés visszatartott, illetve áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezés egységes egészet képeznek. A természetesen erjesztett italt a mikroszűrőmodulba továbbító betáplálóberendezés csak akkor szükséges, ha a berendezésnek mikroszűrőmodulja van, ugyanez érvényes a mikroszűrés viszszatartott, illetve áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezésre is. Az előzőeken kívül a nanoszűrőmodul, a természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát a nanoszűrőmodulba továbbító berendezés, valamint a nanoszűrés visszatartott, illetve áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezés is egységes egészet alkotnak. Az előzőekben tárgyaltaknak megfelelően a találmány szerinti berendezés a mikroszűrőmodul és a nanoszűrőmodul legalább egyikét tartalmazza, ezért az egységes egészként leírt berendezéselemek legalább egyik csoportjának jelen kell lennie. Ezenkívül ha a berendezésben van nanoszűrőmodul a hozzá kapcsolódó betápláló- és ürítőberendezésekkel, akkor a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egyesítő berendezésre is szükség van.
A találmány szerinti berendezés folyamatábráját szemléltető rajzok közül az 1. ábra természetesen erjesztett italokból alkohol kivonására szolgáló, membrános mikroszűrőmodulból, membrános nanoszűrőmodulból és fordított ozmózis membránmodulból álló berendezést tüntet fel. A 2. ábrán membrános nanoszűrőmodulból és fordított ozmózis membránmodulból álló berendezés látható. A 3. ábra membrá9 ·
- 32 nos mikroszűrőmodulból és fordított ozmózis membránmodulból álló berendezés rajza.
A találmány szerinti berendezés legáltalánosabb kiviteli alakját az 1. ábra tünteti fel. A 13 mikroszűrőmodulban Ο,Ι-Ι,Ο μιη pórusméretű 14 mikroszűrőmembrán van elhelyezve. Ez a szakember által ismert bármilyen membrános mikroszűrőmodul lehet. A 13 mikroszűrőmodul elrendezése lehet csigavonalban tekercselt vagy keretes lap, üreges cső, előnyösen csigavonalban tekercselt vagy keretes lap. Ilyen modulok a szakember számára ismertek és kereskedelmi forgalomban könnyen beszerezhetők. A 13 mikroszűrőmodulhoz természetesen erjesztett italt továbbító betáplálóberendezés csatlakozik, amely általában 11 vezeték az ábrán fel nem tüntetett szükséges szerelvényekkel, és előnyösen a 14 mikroszűrőmembránon áthatoló folyadékáramot biztosító 12 szivattyúval. A 13 mikroszűrőmodulnak a mikroszűrés visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése van, amely az ábrán fel nem tüntetett kilépőnyílásból és 15 vezetékből áll. A 13 mikroszűrőmodult az áthatoló folyadékáramot eltávolító, általában egy vagy több, az ábrán fel nem tüntetett kilépőnyílásból és 16 vezetékből álló ürítőberendezés 17 szeleppel köti össze.
A 17 szelep 19 és 20 vezeték, valamint a 23 nanoszűrőmodul betáplálandó folyadékáramát felvevő első 18 tárolótartály révén 21 szeleppel van összeköttetésben.
A membrános 23 nanoszűrőmodul az előzőek értelmében 24 nanoszűrőmembránnal van felszerelve. A 23 nanoszűrőmodul a szakember számára ismert bármilyen elrendezésű, így üre• · ges szál vagy cső, csigavonalban tekercselt vagy keretes lap lehet. Előnyös a csigavonalban tekercselt vagy a keretes lap elrendezés. Ilyen membránok a technika állása szerint ismertek és a kereskedelmi forgalomban beszerezhetők. A 21 szelepet a 23 nanoszűrőmodullal természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát továbbító betáplálóberendezése kapcsolja össze, amely a 22 vezetékből és előnyösen az alapanyagot a 24 nanoszűrőmembránon keresztül áthatoló folyadékáramot biztosító nyomással betápláló 25 szivattyúból áll.
A 23 nanoszűrőmodulhoz a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezés kapcsolódik, amely általában egy vagy több, az ábrán fel nem tüntetett kilépőnyílásból és a 17 szelephez csatlakozó 26 vezetékből áll. A 23 nanoszűrőmodulnak ezenkívül az áthatoló folyadékáramot eltávolító ürítőberendezése van, amely általában egy vagy több, az ábrán fel nem tüntetett kilépőnyílást és 27 vezetéket tartalmaz.
A 27 vezeték a 28 szeleppel, a 30 vezetékkel, a második 29 tárolótartállyal, a 31 vezetékkel és a 32 szeleppel van összekapcsolva. A 34 fordított ozmózis membránmodul ugyancsak a 32 szeleppel van összekapcsolva betáplálóberendezésén keresztül, amely általában 33 vezetékből és előnyösen az alapanyagot a 35 fordított ozmózis membránon keresztül áthatoló folyadékáramot biztosító nyomással betápláló 36 szivattyúból áll. A 35 fordított ozmózis membránt az előzőekben ismertetettük, a 34 fordított ozmózis membránmodulok ilyen membránokat tartalmazó modulok. Ezek a szakember számára ismertek, és lehetnek üreges szál vagy cső, csigavonalban tekercselt vagy keretes lap elrendezésűek. Előnyösek a csigavonalban tekercselt és a keretes lap típusú membránok. Ilyen membránmodulok szakember számára ismertek, és a kereskedelmi forgalomban beszerezhetők. A fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezés általában egy vagy tüntetett kilépőnyílást és a 37 amely a 28 szelephez csatlakozik.
membránmodulhoz kapcsolódik még áthatoló folyadékáramát eltávolító több, az ábrán fel nem vezetéket tartalmazza,
A 34 fordított ozmózis a fordított ozmózis ürítőberendezés, amely általában az ábrán fel nem tüntetett kilépőnyílásokat és a vezetéket tartalmazza.
A nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egyesítő berendezés része a 40 keverőtartály, amelyet a 39 vezeték a 21 szeleppel, a 41 vezeték pedig a 32 szeleppel köt össze. Ezen kiegészítő berendezéshez az első 18 tárolótartály a 20 vezetékből és a 21 szelepből álló továbbító csatlakozáson keresztül kapcsolódik.
A második 29 keverőtartályhoz csatlakozik a 23 nanoszűrőmodul 27 vezetéke (a 30 vezetéken és a 28 szelepen keresztül) , valamint a kiegészítő vizet bevezető betáplálóberendezés, amely a 42 vízbetáplálásból és a 43 vezetékből áll.
A 40 keverőtartályhoz kapcsolódik a termékelvételt szolgáló 44 vezeték.
A második 29 tárolótartály a 31 vezetékkel, a 34 fordított ozmózis membránmodul 33 vezetékével és 3 6 szi35 vattyújával egységes egészet alkot. A fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát a második 29 tárolótartályba visszavezető, a 28 szelepből és a 30 vezetékből álló csatlakozás pedig a 34 fordított ozmózis membránmodul 37 ürítőberendezésével van összekapcsolva.
A találmány szerinti berendezés 2. ábrán feltüntetett kiviteli alakja abban tér el az 1. ábra szerinti berendezéstől, hogy a 23 nanoszűrőmodult, a 34 fordított ozmózis membránmodult, valamint azok csatlakozásait és tartozékait tartalmazza.
A találmány szerinti berendezés 3. ábrán feltüntetett kiviteli alakja a 13 mikroszűrőmodulból, a 34 fordított ozmózis membránmodulból, valamint azok tartozékaiból és csatlakozásaiból áll. Ennek megfelelően a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát eltávolító 16 vezeték a 28 szelephez csatlakozik. Egyébként a 34 fordított ozmózis membránmodul elrendezése megegyezik az 1. ábrán feltüntetettel.
Az 1. ábra jelöléseit használva a 14 mikroszurőmembránt tartalmazó 13 mikroszűrőmodulba természetesen erjesztett italt táplálunk be a 12 szivattyút tartalmazó 11 vezetéken keresztül. A természetesen erjesztett italból általában nagy molekulatümegű proteineket és β-glükánokat tartalmazó visszatartott folyadékáramot választunk el, amelyet a 15 vezetéken keresztül vezetünk el. A 14 mikroszűrőmembránon áthatoló folyadékáram olyan természetesen erjesztett ital, amelyben a proteinek és a β-glükánok koncentrációja kisebb, mint a betáplált alapanyagban. A 13 mikroszűrőmodulból az áthatoló folyadékáramot a 16 vezetéken és a fo• · · ♦
- 36 lyadék áramlását szabályzó 17 szelepen keresztül egy első tárolótartályba vezetjük. A folyadékáramot az első 18 tárolótartályba a 19 vezetéken keresztül juttatjuk be. Az első 18 tárolótartály tartalmát a 20 vezetéken keresztül ürítjük, és a folyadék áramlását a 21 szelep útján szabályozzuk. Az első 18 tárolótartályból kiürített anyagot ezután a 22 vezetéken keresztül a 24 nanoszűrőmembránt tartalmazó 23 nanoszúrőmodulba vezetjük. A 22 vezetékbe van beépítve a 23 nanoszúrőmodulba betáplált anyag kellő nyomását biztosító 25 szivattyú. A 23 nanoszűrőmodul visszatartott folyadékáramát a 26 vezetéken keresztül körfolyamatban tartjuk. A 17 szelep úgy van beállítva, hogy lehetővé tegye a nanoszúrés visszatartott folyadékáramának viszszavezetését a 26 vezetéken keresztül az első 18 tárolótartályba. A 23 nanoszűrőmodul áthatoló folyadékáramát a folyadék áramlását szabályzó 28 szelepet tartalmazó 27 vezetéken keresztül egy második 29 tárolótartályba vezetjük. A nanoszűrés áthatoló folyadékáramát a második 29 tárolótartályba a 30 vezetéken keresztül vezetjük be. A második 29 tárolótartály tartalmát egy 31 vezetéken keresztül vezethetjük el. A második 29 tárolótartályból távozó anyag áramlási sebességét egy 32 szelep útján szabályozzuk. A második tárolótartályból elvezetett anyagot egy 33 vezetéken keresztül egy 35 fordított ozmózis membránt tartalmazó 34 fordított ozmózis membránmodulba vezetjük be. A 33 vezetékbe a 34 fordított ozmózis modul betáplálásának nyomását biztosító 3 6 szivattyú van beépítve. A 3 7 vezeték a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát a 34 fordított
ozmózis membrán mellől a 28 szelepen keresztül visszavezeti a második 29 tárolótartályba. A fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát a 34 fordított ozmózis membránmodulból egy 38 vezeték vezeti el. Amint a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát a kívánt mértékben bet öményí tettük, a 20 vezetéken és 21 szelepen keresztül egy 39 vezetékhez továbbítjuk, amely a nanoszűrés betöményített visszatartott folyadékáramát egy 40 keverőtartályba továbbítja. Amint a fordított ozmózis betöményített visszatartott folyadékárama eléri a kívánt etanolkoncentrációt, a második 29 tárolótartályból a 31 vezetéken át elvezetjük, és a 32 szelepen keresztül egy 41 vezetékbe továbbítjuk, amely a fordított ozmózis betöményített visszatartott folyadékáramát a 40 keverőtartályba szállítja, amelyben a nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramait egymással elkeverjük, és visszaalakítjuk az alkoholmentes természetesen erjesztett italt. Egy kiegészítő 42 vízbetáplálásból egy 43 vezetéken keresztül kiegészítő vizet juttatunk be a második 29 tárolótartályba. A 40 keverőtartályból a terméket a 44 vezetéken keresztül ürítjük ki.
A 2. ábrán feltüntetett berendezés esetén egy első 18 tárolótartályba természetesen erjesztett italt vezetünk be egy 19 vezetéken és egy 17 szelepen keresztül. Az első 18 tárolótartályból a természetesen erjesztett italt egy 20 vezetéken át vezetjük el, a folyadék áramlási sebességét egy 21 szeleppel szabályozzuk. A természetesen erjesztett italt egy 24 nanoszűrőmembránt tartalmazó 23 nanoszűrőmodulba vezetjük egy 22 vezetéken keresztül. A 22 vezetékbe
egy 25 szivattyú van beépítve, amely a természetesen erjesztett italt olyan nyomással táplálja be, hogy a 24 nanoszűrőmembránon áthatoló folyadékáram jöjjön létre. A 23 nanoszűrőmodulból a visszatartott folyadékáramot egy 26 vezetéken keresztül ürítjük, és a 17 szelepen keresztül az első 18 tárolótartályba vezetjük vissza. A 23 nanoszűrőmodulból az áthatoló folyadékáramot egy 27 vezetéken és egy 28 szelepen keresztül egy második 29 tárolótartályba vezetjük. A nanoszűrés áthatoló folyadékáramát egy 30 vezetéken keresztül továbbítjuk a második 29 tárolótartályba. A második 29 tárolótartályból a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát egy 31 vezetéken és a folyadék áramlási sebességének szabályzására szolgáló 32 szelepen keresztül vezetjük el. A második 29 tárolótartályból az anyagot egy 33 vezeték továbbítja egy 34 fordított ozmózis membránmodulba, amely egy 35 fordított ozmózis membránt tartalmaz. A 33 vezetékben egy 36 szivattyú van elhelyezve, amely kellő nyomással szállítja a betáplált alapanyagot a 34 fordított ozmózis membránmodulhoz. A 34 fordított ozmózis membránmodulból az áthatoló folyadékáramot egy 38 vezetéken keresztül szállítjuk el. A fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egy 37 vezetéken keresztül vezetjük el, amely a 28 szelephez csatlakozik. Utóbbi arra szolgál, hogy a visszavezetésre szánt visszatartott folyadékáramot a második 29 tárolótartályba juttassa vissza. Az első 18 tárolótartály kellő mértékben betöményített tartalmát a 20 vezetéken keresztül ürítjük, és a 21 szelepen keresztül egy 40 keverőtartályhoz csatlakozó 39 vezetékhez továbbítjuk, ezáltal a nanoszűrés
betömény í tett visszatartott folyadékáramát a 40 keverőtartályba vezetjük. A fordított ozmózis kívánt etanoltartalmú, betöményített visszatartott folyadékáramát a második 29 tárolótartályból a 31 vezetéken keresztül ürítjük, és a 32 szelepen keresztül egy 41 vezetékbe továbbítjuk, amely a fordított ozmózis betöményített visszatartott folyadékáramát a 40 keverőtartályba szállítja, ahol az a nanoszűrés betöményített visszatartott folyadékáramával elegyedik. A második 29 tárolótartályhoz egy 43 vezetéken keresztül 42 vízbetáplálás csatlakozik, így ez lehetővé teszi kiegészítő víz betáplálását a második 29 tárolótartályba. A terméket a 40 keverőtartályból egy 44 vezetéken keresztül vezetjük el.
A 3. ábrán látható, 13 mikroszűrőmodult és 34 fordított ozmózis membránmodult tartalmazó berendezés esetén természetesen erjesztett italt vezetünk be egy 14 mikroszűrőmembránt tartalmazó 13 mikroszűrőmodulba egy 11 vezetéken keresztül, amelybe a természetesen erjesztett ital nyomását biztosító 12 szivattyú van beiktatva. A 14 mikroszűrőmembránon átvezetett természetesen erjesztett italból egy viszszatartott folyadékáramot választunk el, amely nagy koncentrációban tartalmaz nagy molekulatömegű proteineket és B-glükánokat. Ezt a visszatartott folyadékáramot a 15 vezetéken át vezetjük el a 13 mikroszűrőmodulból. A proteinekre és B-glükánokra nézve lényegesen kisebb koncentrációjú áthatoló folyadékáramot a 16 vezetéken keresztül ürítjük ki a 13 mikroszűrőmodulból. A mikroszűrés áthatoló folyadékáramát egy 28 szeleppel szabályozzuk, ezért az áthatoló folya40 dékáramot a 28 szelepen keresztül egy 30 vezetékhez továbbítjuk, amely az áthatoló folyadékáramot egy 29 tárolótartályba szállítja. A 29 tárolótartályból ez a folyadék egy 31 vezetéken keresztül távozik, és egy 32 szelepen áramlik keresztül, amely a 29 tárolótartályból távozó folyadék áramlását szabályozza. A 32 szelepből a folyadék egy 36 szivattyúval ellátott 33 vezetékbe jut, onnan egy 35 fordított ozmózis membránnal ellátott 34 fordított ozmózis membránmodulba kerül. A 34 fordított ozmózis membránmodul a folyadékból az alapanyaghoz viszonyítva nagyobb etanolkoncentrációjú áthatoló folyadékáramot választ el, amelyet a 34 fordított ozmózis membránmodulból egy 38 vezetéken keresztül távolítunk el. Az etanolban elszegényedett, de illatot és aromát adó vegyületeket nagyobb koncentrációban tartalmazó visszatartott folyadékáramot egy 37 vezetéken keresztül ürítjük ki a 34 fordított ozmózis membránmodulból. A 37 vezeték a 28 szelephez csatlakozik, amely a viszszatartott folyadékáramot a 29 tárolótartályba vezeti viszsza. A 34 fordított ozmózis membránmodulból távozó áthatoló folyadékáramot kiegészítő vízzel pótoljuk, amit a 42 vízbetáplálásból a 43 vezetéken keresztül juttatunk be a 29 tárolótartályba. Amint a 29 tárolótartályban lévő folyadék etanoltartalma eléri a kívánt értéket, egy 31 vezetéken keresztül elvezetjük, és egy 32 szelepen keresztül a terméknek a rendszerből történő ürítésére tervezett és használt 41 vezetékbe továbbítjuk.
Claims (9)
1. Eljárás alkohol kivonására természetesen erjesztett italokból, amelynek során
a) adott esetben mikroszűréshez természetesen erjesztett italt tartalmazó betáplált anyagáramot mikroszűrőmembránnal érintkeztetve mikroszűrés áthatoló folyadékáramává és mikroszűrés visszatartott folyadékáramává választjuk szét, ahol nagy molekulatömegű, zavarosságot okozó vegyületeket a mikroszűrés áthatoló folyadékárama kisebb, a mikroszűrés visszatartott folyadékárama nagyobb koncentrációban tartalmaz a mikroszűréshez betáplált anyagáramra vonatkoztatva;
b) adott esetben nanoszűréshez természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát tartalmazó betáplált anyagáramot nanoszűrőmembránnal érintkeztetve nanoszűrés áthatoló folyadékáramává és nanoszűrés visszatartott folyadékáramává választjuk szét, ahol aromát és illatot adó vegyületeket a nanoszűrés áthatoló folyadékárama kisebb, a nanoszűrés visszatartott folyadékárama nagyobb koncentrációban tartalmaz a nanoszűréshez betáplált anyagáramra vonatkoztatva; és
c) fordított ozmózishoz betáplált, a mikroszűrés vagy nanoszűrés áthatoló anyagáramát tartalmazó anyagáramot etanolt szelektív módon átbocsátó, aromát és illatot adó vegyületeket szelektív módon visszatartó fordított ozmózis membránnal érintkeztetve fordított ozmózis áthatoló anyag• · * ·
- 42 áramává és visszatartott anyagáramává választjuk szét, ahol a fordított ozmózis áthatoló anyagárama etanolt, a fordított ozmózis visszatartott anyagárama pedig aromát és illatot adó vegyületeket tartalmaz nagyobb koncentrációban a fordított ozmózishoz betáplált anyagáramra vonatkoztatva, azzal jellemezve, hogy az a) és b) műveletek legalább egyikét lefolytatjuk, és ha a b) műveletet lefolytatjuk, a c) műveletet követően a fordított ozmózis visszatartott anyagáramát és a nanoszűrés visszatartott anyagáramát újra egyesítjük, továbbá 0,1-1,0 Mm pórusméretű mikroszűrőmembránt (14) , 100-10000 nagyságú molekulatömeget elválasztó nanoszűrőmembránt (24) és 50-100 közötti molekulatömeget elválasztó fordított ozmózis membránt (34) használunk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy
a) a mikroszűréshez természetesen erjesztett italt tartalmazó betáplált anyagáramot a mikroszűrőmembránnal (14) érintkeztetjük;
b) a nanoszűréshez betáplált, a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát tartalmazó anyagáramot a nanoszűrőmembránnal (24) érintkeztetjük;
c) a fordított ozmózishoz betáplált, a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát tartalmazó anyagáramot a fordított ozmózis membránnal (35) érintkeztetjük, és
d) a fordított ozmózis és a nanoszűrés visszatartott anyagáramát újra egyesítjük.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal • ·* ·· ··<· ····»· ♦
- 43 jellemezve, hogy
b) a nanoszűréshez természetesen erjesztett italt tartalmazó betáplált anyagáramot a nanoszűrőmembránnal (24) érintkeztetjük;
c) a fordított ozmózishoz betáplált, a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát tartalmazó anyagáramot a fordított ozmózis membránnal (35) érintkeztetjük, és
d) a fordított ozmózis és a nanoszűrés visszatartott anyagáramát újra egyesítjük.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy
a) a mikroszűréshez természetesen erjesztett italt tartalmazó betáplált anyagáramot a mikroszűrőmembránnal (14) érintkeztetjük; és
c) a fordított ozmózishoz betáplált, a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát tartalmazó anyagáramot a fordított ozmózis membránnal (25) érintkeztetjük.
5. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nanoszűrés visszatartott anyagáramát visszavezetve és ismételten a nanoszűrőmembránnal (24) érintkeztetve betöményítjük.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fordított ozmózis visszatartott anyagáramát visszavezetve és ismételten a fordított ozmózis membránnal (35) érintkeztetve a fordított ozmózis visszatartott anyagáramából további etanolmennyiséget távolítunk el.
7. Berendezés alkohol kivonására természetesen er- jesztett italokból, amelynek adott esetben
i) - egy vagy több mikroszűrőmodulja,
- természetesen erjesztett italt a mikroszűrőmodulba továbbító betáplálóberendezése,
- a mikroszűrőmodulból mikroszűrés visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése,
- a mikroszűrőmodulból mikroszűrés áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése és/vagy ii) - egy vagy több nanoszűrőmodulja,
- természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát a nanoszűrőmodulba továbbító betáplálóberendezése,
- a nanoszűrőmodulból nanoszűrés visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése,
- a nanoszűrőmodulból a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése, van, és legalább egy fordított ozmózis membránmodulja, amelynek etanolt szelektív módon átbocsátó, az illatot és aromát adó vegyületeket szelektív módon visszatartó membránja van, a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát vagy a nanoszűrés áthatoló folyadékáramát a fordított ozmózis membránmodulba továbbító betáplálóberendezése, a fordított ozmózis membránmodulból a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése, valamint a fordított ozmózis membránmodulból a fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát eltávolító ürítőberendezése van, azzal jellemezve, hogy ha mikroszűrőmodulja (13) van, az Ο,Ι-Ι,Ο μτα pórusméretű mikroszűrőmembránnal (14) van kialakítva; ha nanoszűrőmodulja (23) van, az 100-10 000 nagyságú molekulatömeget elválasztó nanoszűrőmembránnal (24) van kiképezve; és a fordított ozmózis membránmodul (34) 50-100 nagyságú molekulatömeget elválasztó fordított ozmózis membránnal (35) van kialakítva; továbbá ha a berendezésnek betáplálóberendezéssel (22, 25) és ürítőberendezésekkel (26, 27) kiképzett nanoszűrőmodulja (23) van, akkor a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát egyesítő berendezése (39, 40, 41) van, és adott esetben iii) - a nanoszűrőmodulba (23) betáplálandó, természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát felvevő első tárolótartálya (18),
- a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát az első tárolótartályba (18) visszavezető csatlakozása (17, 19),
- az első tárolótartály (18) tartalmát a nanoszűrőmodul (23) betáplálóberendezéséhez (22, 25) továbbító csatlakozása (20, 21) és
- az első tárolótartályban (18) lévő, betöményített visszatartott folyadékáramot a nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramait ··*· • *· ·· ·
V · · 4 · · * • a· *· ·« ··
- 46 r egyesítő berendezéshez (39, 40, 41) továbbító csatlakozása (20, 21) és/vagy iv) - a nanoszűrés áthatoló, az ürítőberendezésen (27) távozó folyadékáramát felvevő második tárolótartálya (29),
- a második tárolótartály (29) tartalmát a fordított ozmózis membránmodul (34) betáplálóberendezéséhez (33, 36) továbbító csatlakozása (31),
- a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát az ürítőberendezéstől (37) a második tárolótartályba (29) visszavezető csatlakozása (28, 30) és
- a fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát részben vagy egészben kiegészítő vizet a második tárolótartályba (29) bevezető betáplálóberendezése (42, 43) van.
8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy
- a nanoszűrés áthatoló, az ürítőberendezésen (27) távozó folyadékáramát felvevő második tárolótartálya (29),
- a második tárolótartály (29) tartalmát a fordított ozmózis membránmodul (34) betáplálóberendezéséhez (33, 36) továbbító csatlakozása (31),
- a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramát az ürítőberendezéstől (37) a második tárolótartályba (29) visszavezető csatlakozása (28, 30) és • ·· ···· »(·»· · * ···· · « · · · · ’9 ··· Φ· ·«··
- 47 i
- a fordított ozmózis áthatoló folyadékáramát részben vagy egészben kiegészítő vizet a második tárolótartályba (29) bevezető betáplálóberendezése (42, 43) van.
9. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy
- a nanoszűrőmodulba (23) betáplálandó, természetesen erjesztett italt vagy a mikroszűrés áthatoló folyadékáramát felvevő első tárolótartálya (18),
- a nanoszűrés visszatartott folyadékáramát az első tárolótartályba (18) visszavezető csatlakozása (17, 19),
- az első tárolótartály (18) tartalmát a nanoszűrőmodul (23) betáplálóberendezéséhez (22, 25) továbbító csatlakozása (20, 21) és
- az első tárolótartályban (18) lévő, betöményített visszatartott folyadékáramot a nanoszűrés és a fordított ozmózis visszatartott folyadékáramait egyesítő berendezéshez (39, 40, 41) továbbító csatlakozása (20, 21) van.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909024668A GB9024668D0 (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | Membrane process for the dealcoholization of naturally fermented beverages |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9301387D0 HU9301387D0 (en) | 1993-09-28 |
| HUT67497A true HUT67497A (en) | 1995-04-28 |
Family
ID=10685305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9301387A HUT67497A (en) | 1990-11-13 | 1991-11-08 | Membrane process for the dealcoholization of naturally fermented beverages |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0557325A1 (hu) |
| JP (1) | JPH06501391A (hu) |
| AU (1) | AU8858491A (hu) |
| BR (1) | BR9106981A (hu) |
| CA (1) | CA2095917A1 (hu) |
| CZ (1) | CZ88793A3 (hu) |
| GB (1) | GB9024668D0 (hu) |
| HU (1) | HUT67497A (hu) |
| WO (1) | WO1992008783A1 (hu) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU654410B2 (en) * | 1991-10-25 | 1994-11-03 | W.L. Gore & Associates, Inc. | Process for removing alcohol from liquids |
| DE4442393C1 (de) * | 1994-11-29 | 1995-09-21 | Umweltkompatible Prozestechnik | Verfahren zur Aufbereitung von Brüdenkondensat mittels Umkehrosmosemembranen |
| DE19605683A1 (de) * | 1996-02-16 | 1997-09-11 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur Trennung von Substanzen mittels einer geeigneten Membran |
| EP1044261A1 (en) * | 1997-12-29 | 2000-10-18 | Monsanto Company | A membrane process for making enhanced flavor fluids |
| ITVI20010161A1 (it) | 2001-07-31 | 2003-01-31 | Enologica Vason Srl | Procedimento ed impianto per la separazione di sostanze indesiderate da liquidi alimentari in particolare da vini |
| PT102976A (pt) * | 2003-06-20 | 2004-12-31 | Inst Superior Tecnico | Processo integrado de nanofiltracao para reducao do teor alcoolico de bebidas |
| EP1571200A1 (de) * | 2004-03-04 | 2005-09-07 | Warsteiner Brauerei Haus Cramer KG | Bier mit verändertem Restextraktgehalt |
| AU2005252264B2 (en) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | VA Filtration (SA) Pty Ltd | Alcohol reduction in beverages |
| EP1769063A4 (en) * | 2004-06-09 | 2009-09-23 | Memstar Pty Ltd | ALCOHOL REDUCTION IN BEVERAGES |
| DE102004028728B4 (de) * | 2004-06-14 | 2008-03-27 | Warsteiner Brauerei Haus Cramer Kg | Verfahren zur Herstellung von Bier mit veränderten Bierinhaltsstoffen |
| AU2006201593B2 (en) * | 2005-04-13 | 2011-02-03 | United Distillers Pty Ltd | Process for alcohol production |
| AU2008261116B2 (en) * | 2008-09-30 | 2013-02-07 | Central Gippsland Region Water Corporation | Process and plant for treating a water stream |
| IT1402501B1 (it) * | 2010-07-05 | 2013-09-13 | Donini S N C Di Donini Diego Alvaro & C | Metodo per la produzione di una bevanda sostanzialmente analcolica a partire da una bevanda alcolica e relativo sistema di produzione |
| EP2524696A1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | A. Nattermann & Cie. GmbH | Alcohol-free pharmaceutical composition comprising thyme and primula root liquid extracts |
| ES2643573T3 (es) * | 2014-01-10 | 2017-11-23 | Wia Wine Ag | Dispositivo y procedimiento para la fabricación de una bebida desalcoholizada |
| CN103952270A (zh) * | 2014-04-01 | 2014-07-30 | 苏州信望膜技术有限公司 | 一种利用膜分离技术生产低度白酒的工艺 |
| WO2016081418A1 (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Minor component ratio balancing in filtration systems, and associated methods |
| AU2015350166B2 (en) * | 2014-11-17 | 2021-04-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Concentration control in filtration systems, and associated methods |
| CA2990301C (en) | 2015-06-22 | 2023-09-05 | Anheuser-Busch Inbev S.A. | Beer or cider base |
| WO2017117632A1 (en) | 2016-01-07 | 2017-07-13 | Central Gippsland Region Water Corporation | A membrane separation process |
| WO2017192886A1 (en) | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Multi-stage reverse osmosis systems and methods |
| EP3330360A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-06 | Anheuser-Busch InBev S.A. | Process for the production of a low alcohol or non-alcohol beer or cider concentrate |
| EP3330364A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-06 | Anheuser-Busch InBev S.A. | Process for the production of a beer or cider concentrate |
| EP3330363A1 (en) * | 2016-11-30 | 2018-06-06 | Anheuser-Busch InBev S.A. | Process for the production of a beer or cider concentrate |
| US20190040343A1 (en) * | 2017-08-03 | 2019-02-07 | Pat's Backcountry Beverages, Inc. | System and method for building a high density fermented beverage |
| CN114181791A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-15 | 江苏久膜高科技股份有限公司 | 一种制备无醇酒或高度酒的装置和方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2497825A1 (fr) * | 1981-01-13 | 1982-07-16 | Bonneau Marc | Procede de preparation de boissons naturelles a faible teneur alcoolique, boissons et produits divers obtenus par mise en oeuvre de ce procede |
| FR2524000A1 (fr) * | 1982-03-24 | 1983-09-30 | Union Brasseries | Procede de fabrication et de traitement de boissons alcooliques |
| DE3819139A1 (de) * | 1988-06-04 | 1989-12-07 | Apv Rosista Gmbh | Verfahren zum herstellen von getraenken mit reduziertem alkoholgehalt aus normalvergorenen getraenken |
-
1990
- 1990-11-13 GB GB909024668A patent/GB9024668D0/en active Pending
-
1991
- 1991-11-08 BR BR919106981A patent/BR9106981A/pt unknown
- 1991-11-08 JP JP3517370A patent/JPH06501391A/ja active Pending
- 1991-11-08 AU AU88584/91A patent/AU8858491A/en not_active Abandoned
- 1991-11-08 EP EP91919424A patent/EP0557325A1/en not_active Withdrawn
- 1991-11-08 CZ CS93887A patent/CZ88793A3/cs unknown
- 1991-11-08 HU HU9301387A patent/HUT67497A/hu unknown
- 1991-11-08 WO PCT/EP1991/002120 patent/WO1992008783A1/en not_active Application Discontinuation
- 1991-11-08 CA CA002095917A patent/CA2095917A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ88793A3 (en) | 1994-03-16 |
| GB9024668D0 (en) | 1991-01-02 |
| HU9301387D0 (en) | 1993-09-28 |
| BR9106981A (pt) | 1993-08-31 |
| EP0557325A1 (en) | 1993-09-01 |
| JPH06501391A (ja) | 1994-02-17 |
| WO1992008783A1 (en) | 1992-05-29 |
| AU8858491A (en) | 1992-06-11 |
| CA2095917A1 (en) | 1992-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HUT67497A (en) | Membrane process for the dealcoholization of naturally fermented beverages | |
| KR890001591B1 (ko) | 저알콜함량 음료의 제조를 위한 연속재 순환 방법 | |
| US6419829B2 (en) | Membrane process for making enhanced flavor fluids | |
| US11230687B2 (en) | Device and method for producing a dealcoholized beverage | |
| EP3615651B1 (en) | System and method for producing beer/hard cider concentrate | |
| JPH0699005A (ja) | 有機／水性抽出方法 | |
| CN110290854A (zh) | 通过正向渗透除去醇溶液的组分和相关系统 | |
| Cassano et al. | Membranes for industrial microfiltration and ultrafiltration | |
| US7455777B2 (en) | Method of adjusting levels of dissolved compounds in beverages | |
| Abdullah et al. | Membrane processing in the food industry | |
| EP0057785B1 (en) | Process for the preparation of a flavored alcoholic beverage | |
| Lipnizki | Membranes in food technology | |
| RU2264717C2 (ru) | Способ производства молочного продукта с пониженным содержанием спор и бактерий и установка для его осуществления, способ получения молочной сыворотки с пониженным содержанием спор и бактерий и установка для его осуществления | |
| JPH09276863A (ja) | 逆浸透分離装置および逆浸透分離方法 | |
| JP3371783B2 (ja) | 菌体分離方法 | |
| Cassano et al. | Membrane processing | |
| US8945645B2 (en) | Method for simultaneous concentration and rectification of grape must using nanofiltration and electrodialysis | |
| JPH07265055A (ja) | ビールの微細濾過 | |
| EP4260932A1 (en) | Method and system for reducing water consumption in a membrane dealcoholization process | |
| WO2024159046A1 (en) | Pressure assisted diafiltration separation methods and systems | |
| Patra et al. | Advances in Hollow Fiber Contactor Technology in Food, Pharmaceutical, and Biotechnological Separation | |
| JP2002153736A (ja) | 膜モジュールの洗浄方法および膜分離装置 | |
| JPS6084108A (ja) | 逆浸透膜による高分子有機物の分離方法 | |
| JPS63214154A (ja) | 脱塩味噌の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFD9 | Temporary prot. cancelled due to non-payment of fee |