JP2021527400A

JP2021527400A - 飲料の脱アルコールのための方法

Info

Publication number: JP2021527400A
Application number: JP2020568749A
Authority: JP
Inventors: バンナート・ゼバスティアン; フェアヒュルスドンク・マルクス; ツァフレル・ミヒャエル; ゲンスラー・スヴェン
Original assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Current assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2039-06-12
Also published as: AU2019290974B2; JP7250046B2; WO2019243144A1; CA3100926C; EP3584304A1; CA3100926A1; PH12020552182A1; EP3807393A1; KR20210019101A; BR112020025547A2; MX2020013258A; US20210222101A1; AU2019290974A1; CN112368364A

Abstract

本発明は、飲料、例えばビール、ワインの脱アルコール化の方法および製造設備に関する。

Description

過去１０年以内に、アルコール含有量の減少した飲料またはアルコールの完全除去された飲料さえも、需要はかなり増加した。その結果、アルコールを含まないビールが多数発売され、ライトワインの製造にも同様の取り組みが行われている。低アルコールビールおよび非アルコールビールの世界売上高は、２０２４年（ｈｔｔｐｓ：／／ｇｌｏｂｅｎｅｗｓｗｉｒｅ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓ−ｒｅｌｅａｓｅ／２０１８／０３／２０／１４４２４８８／０／ｅｎ／Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ−Ｎｏｎ−ａｌｃｏｈｏｌｉｃ−Ｂｅｅｒ−Ｍａｒｋｅｔ−ｗｏｒｔｈ−ｏｖｅｒ−２５−ｂｉｌｌｉｏｎ−ｂｙ−２０２４−Ｇｌｏｂａｌ−Ｍａｒｋｅｔ−Ｉｎｓｉｇｈｔｓ−Ｉｎｃ．ｈｔｍｌ）までに２５０億ＵＳドルに上昇すると産業は予想している。増加の強い理由は、健康、ダイエット（望まれる低カロリー含有量）、職場での安全性、あるいは道路交通の枠組みの中での安全性（血中アルコール含有量に関してますます制限される交通法）、あるいは労働保護法によって引き起こされる工場や店でのアルコール消費の禁止などのいくつかの側面による。また、法律によりアルコール摂取が絶対禁止されている国もある。

熱や蒸留などのビールのアルコール含有量を減らす既存の方法（例えば、真空蒸留）、浸透、微量ろ過、制限アルコール発酵（「コールドビール」）または希薄化は、しばしば、不適切なボディおよびフォーム性を有する製品をもたらす（Ｓｏｈｒａｂｖａｎｄｉ，Ｓ．ｅｔａｌ．，Ａｌｃｏｈｏｌ−ｆｒｅｅＢｅｅｒ：ＭｅｔｈｏｄｓｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＳｅｎｓｏｒｉａｌＤｅｆｅｃｔｓ，ａｎｄＨｅａｌｔｈｆｕｌＥｆｆｅｃｔｓ，ＦｏｏｄＲｅｖｉｅｗｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２６（４）：３３５−３５２・Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１０）。

ビールが粗雑な処理に耐えうることから、低アルコールまたはノンアルコールのワインの製造において消費者が受け入れるであろう魅力的な風味プロフィールを維持することは未だ挑戦的である。ビール内で、失われた風味は、酵母から回収された芳香物質（ＤＥ１７６７０４０）の添加により部分的に回復するかもしれないが、ワインの風味の回復のためにこの方法を適用することは不可能である。

したがって、従来のビールやワインと比較できる十分な官能特性を有するアルコールを含まない飲料の製造は、かなり興味深い。

ＤＥ１７６７０４０

Ｓｏｈｒａｂｖａｎｄｉ，Ｓ．ｅｔａｌ．，Ａｌｃｏｈｏｌ−ｆｒｅｅＢｅｅｒ：ＭｅｔｈｏｄｓｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ＳｅｎｓｏｒｉａｌＤｅｆｅｃｔｓ，ａｎｄＨｅａｌｔｈｆｕｌＥｆｆｅｃｔｓ，ＦｏｏｄＲｅｖｉｅｗｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２６（４）：３３５−３５２・Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１０

従って、本発明者らは、風味及び官能特性の喪失を被ることのない、低及び非アルコール含有のワイン及びビール等のアルコール飲料が製品となり得る方法及び製造設備を提供することを本発明の発明者自身が課題とした。

この課題は、以下の工程を含む飲料の脱アルコール化のための方法によって解決された。
（ａ）１〜４０体積％のエタノールを含む飲料を容器に提供する工程；
（ｂ）充填材料および向流不活性ガス流を含む少なくとも１つの交換カラム中に前記飲料を搬送する工程；
（ｃ）前記不活性ガス流を、少なくとも２００のモルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率を有する、ＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトを含む少なくとも１つの吸着カラムに接触させる工程；
（ｄ）前記不活性ガス流を前記少なくとも１つの交換カラムへリサイクルする工程；
（ｅ）少なくとも１つの吸収カラムからエタノールを脱着する工程；
（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を少なくとも１回繰り返す工程；
を含む飲料の脱アルコール化の方法であって、
工程（ｃ）と工程（ｅ）が少なくとも部分的に同時に行われる方法。

本発明の方法は、顕著な風味損失および有機特性の減少を被ることなく、アルコール含有量が低いかまたは全くない飲料を製造するだけではなく、さらに、エネルギー消費量が少なく、連続的に行うことができるため、コスト効率も高く、産業スケールでの生産に適している。さらに、所望の最終アルコール含有量を正確に制御することができる。さらに、除去されたアルコールは非常に高純度であり、商品化することができる。さらに、望ましくない発泡を避けることができる。

本発明の範囲内において、「飲料」という用語は、ビール、ワイン、スピリットおよびマッシュを含むものとして理解されるべきであり、「飲料」という用語は、さらに、天然香味物質（本出願において、「天然香味物質」、「天然香味」、「香味化合物」、「香味化合物」、「香味」、「芳香」および「芳香族化合物」、「芳香成分」という用語は同義語として使用される）、「天然香味物質」という用語は、２００８年１２月１６日の欧州議会および理事会の規則（ＥＣ）Ｎｏ１３３４／２００８内に定義されるように本明細書において理解され、１つまたは複数の伝統的な食品調製プロセスによるヒトの消費のために、原料状態または加工後のいずれかにおいて、植物、動物または微生物起源の材料から適切な物理的、酵素的または微生物学的プロセスによって得られる香味物質を意味するものとする。

本発明の方法は、例えばストロングビール、ラガー、エール、ペールビール、小麦ビール、スタウト、米ビール、清酒、サイダー、白ワイン、赤ワイン、ロゼ、シードル、サイダー、スパークリングワイン、ウィスキー、ラムおよびウオッカなど、当業者に知られているあらゆる種類のビールおよびワインに特に適している。ワインまたはビール製造のマッシュ段階の間に発明の方法を適用することも本発明の範囲内である。上記飲料の製造方法の中間生成物を含むエタノール及び芳香族化合物の本発明の方法を適用することは、本発明の範囲内に更に含まれる。

本発明によるビールは、デンプンの糖化及び得られた糖の発酵により製造されるエタノール含有飲料である。デンプンおよび糖化酵素は、しばしば麦芽穀物、最も一般的には麦芽大麦および麦芽小麦に由来する。ほとんどのビールはホップで香りをつけているが、これには苦味が加わるが、ハーブやフルーツの香味料など、他の天然の風味料も含まれている場合がある。ビールの下ごしらえは醸造と呼ばれる。

サイダー（ｃｉｄｅｒ）は果汁から作られた発酵エタノールを含む飲料で、最も一般的かつ伝統的にリンゴ果汁であるが、桃、桃またはその他の果実の果汁も含まれる。

ワインは、発酵ブドウまたはその他の果物から製造されたエタノール含有飲料である。発酵は通常、出芽酵母のような酵母によって行われる。

スピリット（蒸留酒）は、砂糖を含まず、少なくとも２０％のエタノール量（ＡＢＶ）を有する蒸留飲料である。例示的なスピリットは、ボロヴィチカ、ブランデー、ジン、ラム、スリヴォヴィッツ、テキーラ、ウオッカ、およびウィスキーである。ブランデーはワインを蒸留することによって作られるスピリットであり、ウオッカはデンプンや糖分の多い植物から蒸留されることがある。今日のほとんどのウオッカはソルガム、トウモロコシ、ライムギ、小麦などの穀物から作られる。

工程ａ）の範囲内で、「搬送する」という用語は、本発明の目的に適していると当業者に思われるあらゆる種類の搬送を意味するものとして理解される。好ましい実施形態では、本発明による方法の工程ｂ）による搬送は、飲料を交換カラムを通してポンプによって行われる。本発明の方法の特に適切な実施形態の中で、飲料の流量は、０．１〜１．５Ｌ（リットル）飲料／時間／Ｌ交換カラム容量の範囲から選択される。他の適当な低速度は、０．５〜１．３および０．８〜１．０Ｌ飲料／時間／Ｌ交換カラム容量の範囲から選択される。別の特に有利な実施態様において、少なくとも１つの交換カラムを通る飲料の流量は、２・１０^−４〜４０・１０^−４ｍ^３飲料／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）であり、例えば、０．５・１０^−４〜２０・１０^−４または１・１０^−４〜１０・１０^−４ｍ^３飲料／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）の範囲から選択される。これらの範囲内で飲料の流量を選択することは、発泡を最小限に抑えるか、完全に回避することさえできるという利点がある。

少なくとも１つの「交換カラム」は、飲料の表面を増加させて、現在飲料流に向流して実装されている不活性ガス流との大きな物質交換表面を発生させる充填材料を含む、３〜１０の範囲から選択される直径に対する高さの比を有するカラムとして理解される。少なくとも１つの交換カラムの他の適切な高さ−直径−比の範囲は、３〜９、４〜９、４〜１０、５〜９、５〜８または５〜１０である。記載された範囲の高さ対直径比を選択する利点は、最小の生産室容量を使用することによって、高い交換表面を実装できることである。さらに、向流ガス流は、カラム内での製品の短い滞留時間を導き、全体的な工程の生産性に寄与するが、最終製品の風味損失または改変を最小化する。さらに、活性ガス化が回避され得るので、発泡体の形成が著しく減少する。（ほとんどの国で法律により禁止されている）消泡剤を追加する必要はない。

本発明の方法の特定の適切な実施形態は、１つまたは２つの交換カラムを含む。

充填材料は、サドル、パールリング、ハッキングまたはラシヒリングから有利に選択され得る。本発明の方法の特に適切な実施形態の中で、少なくとも１つの交換カラムの材料を充填材料は、１リットルの交換カラム容量当たり１００〜５０００個のラシヒリングを含み、ここで、１リットルの交換カラム容量当たり５００〜４５００個、または１リットルの交換カラム容量当たり１０００〜４３００個のラシヒリングが、特に有利な結果を導く。各サドル、パールリング、ハケット又はラシヒリングのサイズが交換カラムの直径の１／１０〜１／５０の範囲から選択される充填材料であれば、特に適切な結果を達成することができる。その他の適当な範囲は、交換カラムの直径の１／１５〜１／４５、または交換カラムの直径の１／２０〜１／４０である。

本発明による方法は、１．０〜４０体積％のアルコール含有量を有する飲料に特に有利であり、ここで、本発明による方法が特に好適である例示的な濃度範囲は、１〜２５体積％および２〜２０体積％、ならびに２．５〜１５体積％のアルコール含有量である。

本発明の方法の中で、飲料は容器内に提供される。容器は、本発明の方法に適したものとして、当業者に公知の任意の種類の容器から選択することができる。適切な容器の例は、撹拌槽反応器、又は撹拌器のない、槽反応器又は貯蔵槽などの反応器である。

交換カラム内で、飲料流はまた、逆流する不活性ガス流と接触する。本発明の方法の特に適切な実施形態の中で、不活性ガス流の比流量は、３０〜６００Ｌ不活性ガス／時／交換カラムの充填量Ｌの範囲から選択される。その他の適当な範囲は、５０〜５００Ｌ不活性ガス／時／交換カラムの充填量Ｌ又は７５〜４００Ｌ不活性ガス／時／交換カラムの充填量Ｌである。別の適切な実施形態において、不活性ガス流の比流量は、５０〜９５０Ｌ不活性ガス／時／吸着材体積Ｌの範囲から選択される。その他の適当な範囲は、８０〜９００Ｌ不活性ガス／時／吸着材体積Ｌ、または１２０〜７５０Ｌの不活性ガス／時／吸着材体積Ｌである。本発明の方法の別の有利な実施態様において、少なくとも１つの交換カラムを通る不活性ガス流の流量は、０．０５〜０．５ｍ^３不活性ガス／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）、例えば０．０７５〜０．２５ｍ^３不活性ガス／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）、または０．０９〜０．２０ｍ^３不活性ガス／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）である。

本発明の方法に特に適した例示的な不活性ガスは、ＣＯ_２およびＮ_２である。少なくとも１つの交換カラムを残した後、飲料流は容器にリサイクルされるか、または設備から分離される。この段階では、１つまたは複数の芳香成分が飲料流に添加される可能性がある。このような芳香成分は天然または合成由来であり、果物、ハーブおよびブドウおよびホップのような野菜からの芳香族抽出物から選択され得る。さらに、細菌、酵母および真菌からの抽出物を加えてもよい。

発明の方法の工程（ｃ）に従い、および少なくとも１つの交換カラムを残した後、不活性ガス流を少なくとも１つの吸着カラムと接触させる。本発明による方法の工程ｃ）の範囲内で「接触」という用語は、本発明に係る目的に適していると当業者に見える任意のタイプの接触を意味するものと理解される。工程ｃ）の範囲内での接触は、不活性ガス流を少なくとも１つの吸着カラムに通すことにより有利に行うことができる。特定な実施形態内では、２〜１０または２〜６の吸着カラムなどの複数のカラムが使用される。本発明の方法の例示的な実施形態は、４、５または６吸着カラムを使用する。これらのカラムは、直列または並列に接続することができる。

本発明の範囲内で、少なくとも１つの吸着カラムは、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率が少なくとも２００のＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトを含む。例示的な分子のＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率は、２００〜１６００、３５０〜１５００、４００〜１４００、５００〜１３００、または８００〜１２００である。複数の吸着カラムを有する実施形態において、カラムは、同一または異なる吸着材料を含むことができる。

例示的な実施形態の範囲内で、吸着材中のゼオライトの量は、少なくとも１０質量％（吸着材の総重量に基づいて）であり、さらに適切な量は、少なくとも２５質量％、少なくとも５０質量％、少なくとも７５質量％、少なくとも８５質量％または少なくとも９０質量％である。適当な範囲は、１０〜１００質量％、３０〜１００質量％、５０〜１００質量％、４０〜９５質量％、５０〜９５質量％、６０〜９５質量％または６０〜１００質量％である。

別の例示的な実施形態において、ＭＦＩゼオライトの細孔直径は、８Å以下（または７．５Å以下、７Å以下または６．５Å以下）であり、細孔直径の適切な範囲は、５〜８Å、５．５〜７Å、６〜６．５Å、５〜６．５Åまたは２．４〜３．４Åである。特に好適な実施形態において、上記定義の範囲から選択される細孔直径を有するゼオライトへの量は、２５〜１００質量％（吸着材の総重量に基づいて）、５０〜１００質量％、７５〜１００質量％または９０〜１００質量％の範囲で選択される。

別の好適な実施形態において、８Å以下の細孔直径を有するＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトの質量に対する吸着化合物の質量比は、１〜１０００または２〜５００または３〜２００の範囲から選択され、同様に好適な範囲は、４〜１００および５〜５０の範囲である。

特に好適な実施形態において、ＭＦＩゼオライトは、温度４０℃、圧力１．０１３ｂａｒで、液体が少なくとも５０ｇ／ｌのアルコールの水溶液である場合、水と比較して、メタノール、エタノールまたはプロパノールを含むアルコールの質量の少なくとも２倍、好ましくは質量の２．５倍、特に好ましくは質量の３倍の質量に結合する、ゼオライトである。ＭＦＩゼオライトのこれらの特性は、少なくとも５０ｇ／ｌのアルコールを含む水溶液５００ｍｌを１．０１３バールの圧力および３０℃の温度で２４時間、１分当たり１リットルの不活性ガス体積でストリッピングし、アルコールで富化されたガス流を４００ｇのＭＦＩゼオライトで満たされたカラムに通すことによって測定することができる。アルコールが枯渇したガス流はリサイクルされる。取り込まれた総質量は、試験前後のＭＦＩゼオライトの重量を測定することによって決定される。水の量はカールフィッシャー滴定法で求めることができる。結合質量の残りは吸着されたアルコールに起因する。エタノール５０ｇ／ｌを水に溶かした液を用いる。

本発明の範囲内で、吸着材のさらなる可能な成分は、シリカ、ベントナイト、ケイ酸塩、クレイ、ヒドロタルサイト、ケイ酸アルミニウム、酸化物粉末、マイカ、ガラス、アルミナート、クリノプトライト、ギスモンジン、クォーターゼ、活性炭、動物炭、モンモリロナイト、本発明による方法に適しているとして当業者に知られている有機ポリマー、ならびにこれらの混合物から成る群から選択することができる。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、テフロン）は、吸着材の構成成分として付加的に好適である。本発明による方法の範囲内では、吸着材中の結合剤および／またはＰＴＦＥの適切な量は７５質量％以下であり、５０質量％以下、２５質量％以下、２０質量％以下又は１０質量％以下である。特に適切な実施形態内では、吸着材中の結合剤および／またはＰＴＦＥの量は、１０〜５０質量％の範囲で、または１０〜２５質量％の範囲で選択される。

「孔径」という表現は、ゼオライトの微小孔中に埋め込むことができる理論的球体の最大直径を意味するものとして理解される。

「分子直径」という表現は、分子の最大投射直径の直径を意味するものとして理解される。

発明の方法の工程（ｄ）内で、少なくとも１つの吸着カラムを出た不活性ガス流は、その後、少なくとも１つの交換カラムにリサイクルされる。リサイクルは、本発明のプロセスの目的に適した、当業者に知られている任意の手段または測定によって実施することができる。

次いで、本発明の方法の工程（ｅ）内で、エタノールは、少なくとも１つの吸着カラムから脱着される。それによって、吸着材に結合した分子を簡単かつ経済的に便利な方法で脱着および回収することができることが、本発明の方法の特定の利点である。

特に、吸着材からのエタノールの選択的脱離は、少なくとも１つの吸着カラム内の温度を上昇及び／又は圧力を低下させることにより行うことができる。本発明の方法の特に適切な実施形態において、熱エネルギーは、カラム壁を介して吸着材パッキング上に直接導入され、必要に応じてカラム内部の加熱コイルを介して導入される。温度は２５〜３００℃、絶対圧力は０〜１０ｂａｒが特に適している。４０〜１８０℃の温度および減圧、好ましくは０．０１〜１ｂａｒでの絶対圧も可能である。さらに、０．０１〜０．５ｂａｒまたは０．０１〜０．２５ｂａｒの減圧における１０〜５０℃までの温度において有利に実装することができる。全体の工程が、低圧又は標準圧力及び周辺温度で実施できることは、最新の工程を考慮すると、発明の工程の大きな利点である。これは、工程コストの低減だけでなく、処理済飲料製品の風味損失を最小限に抑えることにも役立つ。

キャリアガスは、少なくとも１つの吸着カラムから脱着された分子を放出するために使用される。本発明による方法の工程ｃ）の範囲内で使用される同種の不活性キャリアガスを使用することができる。上流に配置された熱交換器および／またはスロットルまたはコンプレッサーは、この目的に適している。

流動床の操作では脱着が可能である。

脱着は以下によって、さらに生じ得る、
−他の成分による置換によって；
−熱的には、すなわち、吸着材の温度を上げることによって（温度スイング吸着過程（ＴＳＡ））；
−いわゆる圧力スイング吸着工程（ＰＳＡ）を用いて、いわゆる圧力を下げることによって；
−化学反応によって；
−上記の方法を組み合わせて。

同様に、脱着時にもフラッシングガス（ｆｌｕｓｈｉｎｇｇａｓ）を用いることができる。適当なフラッシングガスは不活性ガスであり、フラッシングガスは、例えば空気、二酸化炭素、窒素、希ガスまたはそれらの混合物である。フラッシングガスが水を含んでいる可能性もある。特定の適切な実施形態内では、フラッシングガスの温度は化合物材料の温度よりも高い。

本発明の方法の工程（ｆ）内で、工程（ａ）〜（ｅ）を少なくとも１回繰り返す。例示的な実施形態内で、工程（ａ）〜（ｅ）は、２〜５０，０００回、５０〜４０，０００回または５００〜３５００回繰り返す。特に、本発明による方法を連続手順として実施するのに適している。「連続手順」という表現は、当業者が知っている標準的な知識の範囲内にある。本発明の方法の工程（ａ）から（ｅ）の特に適切な実施形態内では、２分〜６０分の間、１０〜１５００回まで繰り返され、ここで、５分〜５５分の間、および１０分〜５５分の間の時間もまた、特に有利な結果につながる。

本発明の方法の中で、工程（ｃ）および（ｅ）は少なくとも部分的に同時に行われる。用語「少なくとも部分的に」は、工程（ｃ）〜（ｆ）による本発明による方法の総持続時間の少なくとも１０％の時間と理解される。工程（ｃ）及び（ｅ）の全ての操作を同時に行うことが特に適切である。工程（ｃ）および（ｅ）が、工程（ｃ）から（ｆ）に従った本発明による方法の全持続時間の少なくとも２０％、または少なくとも３０％、少なくとも４０％の期間、または少なくとも６０％の期間にわたって同時に実施されることがさらに特に適切である。発明の方法における別の例示的な実施形態内では、工程（ｂ）〜（ｅ）は、工程（ｃ）〜（ｆ）による本発明による方法の全持続時間の少なくとも１０％の時間、同時に実施される。それによって、工程（ｂ）〜（ｅ）は、工程（ｃ）〜（ｆ）による本発明による方法の総持続時間の少なくとも２０％、または少なくとも３０％、少なくとも４０％の期間、または少なくとも６０％の期間にわたって同時に実施されることが特に適切である。

本発明の方法の工程（ｃ）および（ｅ）−または別の同様に適切な実施態様においては本発明の方法の工程（ｃ）〜（ｅ）−を少なくとも部分的に同時に実施することにより、脱アルコール飲料を連続的に分離できることが保証される。従って、脱アルコール炭酸飲料は、プロセスプラント内での製品の保持時間を最小限に抑え、かつ追加の大きなプロセスタンクを必要とせずに、必要に応じて製造することができる。さらに、本発明の方法は、既存の貯蔵槽と瓶詰め工場との間で組み合わすことができる。この実施形態のさらなる利点は、飲料を標準的な貯蔵条件（例えば、ビールにおいて、−２〜１０℃）で貯蔵することができ、風味への影響が低減されるという事実である。最後に、高い衛生基準が保証され、それは国際規格ＩＳＯ２２０００ＦＳＭＳ２０１１に従ったＨＡＣＣＰ規則を満たすものである。

特定の有利な実施態様の中で、本発明の方法は、それゆえ、さらに、脱アルコール飲料を分離する工程（ｇ）を含む。分離は、発明の工程に適しているように当業者に公知の任意の手段または測定によって行うことができる。特に本発明の方法の利点は、脱アルコール飲料をいつでも設備から分離できるので、所望の最終エタノール含量の正確な選択が可能であることである。

本発明はまた、以下を含む、飲料の脱アルコール化のための発明の方法を実施するための設備に関する
（ｉ）容器；
（ｉｉ）充填材料を含む少なくとも１つの交換カラム；
（ｉｉｉ）不活性ガス流を、少なくとも２００のモルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率を有する、ＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトを含む、少なくとも２つの吸収カラム。

本発明の設備の特に適切な実施形態において、少なくとも１つの脱着サイクルが、少なくとも２つの吸着カラムのうちの少なくとも１つに接続されている。それにより、各吸着カラムに１つの脱着サイクルを接続する場合、特に有利である。

別の特に好適な実施形態内において、本発明の設備は、プレート熱交換器、チューブ熱交換器、またはシェル熱交換器などの少なくとも１つの熱交換器を含む（ただしこれに限定されない）。この熱交換器を用いて、吸着カラムを離れたガス流下で冷却し、流内でエタノールを凝縮させる。

本発明の設備の別の特に適切な実施形態において、設備は、エタノールを効果的に設備から収集し、除去するために、少なくとも１つのエタノールトラップをさらに含む。特定の有利な実施形態の中で、少なくとも１つのエタノールトラップは、トラップからエタノールを排出するための弁を含む。

本発明の設備の別の特に適切な実施形態において、設備はさらに少なくとも１つの不活性ガス源を含む。それによって、本発明の設備内で発酵工程から余剰のＣＯ_２を使用することは特に有利である。ビール又はワインを選択する場合、ＣＯ_２は醸造又はワイン製造工程そのものに由来する可能性がある。

本発明の特定の実施態様
以下の具体的な実施形態は、発明の脱アルコール化プロセスおよび設備にとって特に有利である実施形態を定義する。これらの実施形態は、いかなる点においても本願の適用範囲を制限することを意味するものではない。

特定の実施態様Ａ
以下の工程を含む飲料の脱アルコール化の方法
（ａ）容器に１〜４０体積％のエタノールを含むビールまたはワインから選択された飲料を提供する工程；
（ｂ）充填材料および向流中の不活性ガス流を含む少なくとも１つの交換カラムを通して飲料を搬送する工程；
（ｃ）不活性ガス流を、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率が８００〜１２００であるＭＦＩゼオライトを含む少なくとも１つの吸着カラムと接触させる工程であって、ここで吸着材中のＭＦＩゼオライトの量は６０〜１００質量％である工程；
（ｄ）不活性ガス流を少なくとも１つの交換カラムへリサイクルする工程；
（ｅ）少なくとも１つの吸着カラムからエタノールを脱着する工程；
（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を搬送する工程を少なくとも１回繰り返す；
工程（ｃ）と工程（ｅ）が少なくとも部分的に同時に行われる。

特定の実施態様Ｂ
以下の工程を含む飲料の脱アルコール化の方法
（ａ）容器に１〜４０体積％のエタノールを含むビールまたはワインから選択された飲料を提供する工程；
（ｂ）充填材料および向流中の不活性ガス流を含む少なくとも１つの交換カラムを通して飲料を搬送する工程；
（ｃ）不活性ガス流を、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率が８００〜１２００であるＭＦＩゼオライトを含む少なくとも１つの吸着カラムと接触させる工程であって、吸着材中のＭＦＩゼオライトの量は６０〜１００質量％である工程；
（ｄ）不活性ガス流を少なくとも１つの交換カラムへリサイクルする工程；
（ｅ）少なくとも１つの吸着カラムからエタノールを脱着する工程；（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を少なくとも１回繰り返す；
工程（ｃ）及び工程（ｅ）が少なくとも部分的に同時に実施され、少なくとも１つの交換カラムを通る不活性ガス流の流量が、３０〜６００Ｌ不活性ガス／時／Ｌ交換カラムの充填量の範囲から選択され、かつ、少なくとも１つの吸着カラムを通る不活性ガス流の比流量が、５０〜９５０Ｌ不活性ガス／時／吸着材体積Ｌの範囲から選択される。

特定の実施態様Ｃ
少なくとも１つの吸着カラムからエタノールを脱着させることが、０．２〜０．８Ｌ／分または１５〜７０Ｌの不活性ガス／時／吸着材体積ＬのＣＯ_２ガス流によって行われる、特定の実施形態ＡまたはＢのいずれかに記載の飲料の脱アルコール化法。

特定の実施態様Ｄ
少なくとも１つの交換カラムを通る不活性ガス流の流量が０．０５〜０．５ｍ^３の不活性ガス／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）である、具体的な実施形態ＡまたはＣのいずれかによる飲料の脱アルコール化法。

特定の実施態様Ｅ
少なくとも１つの交換カラムを通る飲料の流量が、２・１０^−４〜４０・１０^−４ｍ^３飲料／（ｍ^２交換カラム断面積・ｓ）である、具体的な実施形態Ａ、ＣまたはＤのいずれかに記載の飲料の脱アルコール化法。

特定の実施態様Ｆ
以下を含む、飲料の脱アルコール化のための設備
（ｉ）容器［６］；
（ｉｉ）充填材料［２］を含む１つの交換カラム［１］；
（ｉｉｉ）ＭＦＩゼオライトを含む２つの吸着カラム［４ａ］および［４ｂ］または３つの吸着カラム［４ａ］、［４ｂ］および［４ｃ］、ここで、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率が８００〜１２００であり、吸着材中のＭＦＩゼオライトの量は６０〜１００質量％である；
（ｉｖ）両方の吸着カラム［４ａ］および［４ｂ］に接続された１つの脱着サイクル；
（ｖ）１つのエタノールトラップ［１２］；
（ｖｉ）２つの不活性ガス源［ＧＳ１］および［ＧＳ２］。

特定の実施態様Ｇ
特定の実施形態Ｃ、Ｄ、またはＥのいずれかに記載の飲料の脱アルコール化法であって、食料の再コヒーリングのための方法であって、向流不活性ガス流はＣＯ_２またはＮ_２ガス流であるが、ＣＯ_２またはＮ_２ガス流は超臨界ガス流ではない方法。

特定の実施態様Ｈ
方法が、標準圧および気体ＣＯ_２またはＮ_２で実施される、具体的な実施形態Ｃ、Ｄ、ＥまたはＧのいずれかによる飲料の脱アルコール化方法。

例と図
本発明は、実施例によって、以下でより詳細に説明される。実施例は、特定の実施形態を例示し、いかなる方法においても本願の適用範囲を限定しないことを強調する。

図１は、交換カラムおよび２つの吸着カラムを含む本発明による例示的設備を示す図２は、１つの交換カラム、２つの吸着カラム、熱交換器およびエタノールトラップを含む本発明による例示的設備を示す図３は、実施例１の結果を示す図４は、実施例３の結果を示す図５は、実施例４の結果を示す図６は、実施例５の結果を示す図７は、連続生産ラインの例示的なセットアップを示す

図１の詳細な説明：
図１は、以下の工程を含む飲料の脱アルコール化方法を実施するための例示的な設備を示す
（ａ）容器に１〜４０体積％のエタノールを含む飲料を提供する工程［６］；
（ｂ）充填材料［２］およびカウンターフローしている不活性ガス流［３］を含む１つの交換カラム［１］を通して飲料［７］を搬送する工程；
（ｃ）少なくとも２００のモルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率を有するＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトを含む少なくとも１つの吸着カラム［４ａ］または［４ｂ］と不活性ガス流を接触させる工程；
（ｄ）交換カラム［１］へ不活性ガス流［５］をリサイクルする工程；
（ｅ）少なくとも１つの吸着カラム［４ａ］または［４ｂ］からエタノールを脱着［８］させる工程；
（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を少なくとも１回繰り返す工程；
工程（ｃ）と工程（ｅ）が少なくとも部分的に同時に行われる。

図２の詳細な説明：
図２は、１つの交換カラム、２つの吸着カラム、熱交換器及びエタノールトラップを含む本発明の設備の別の設定を例示的に示す。

この設備は、飲料を提供する容器［６］を含む。飲料を交換カラム［１］に輸送するための供給ライン［７］が用意されている。この例では、供給ラインは、それぞれの供給ライン流を制御するためのそれぞれのポンプユニット［Ｐ６］を備えている。交換カラム［１］に充填材［２］を充填する。交換カラムの底部で、エタノール濃度が低下した飲料を除去する［１４］。この例では、ポンプを使用して飲料を除去する［Ｐ１４］。飲料は、飲料の所望の最終的なエタノール濃度に応じて、容器［６］に送り戻されるか［１６］、取り出されるか［１５］のいずれかである。

この設備にはガス供給ライン［３］が含まれ、不活性ガス流を交換カラム［１］に供給する。ガス供給ラインには、交換カラム［１］に不活性ガスをポンピングするためのポンピングユニット［Ｐ３］が設けられている。交換カラムを離れた後、ガス流を吸着カラム［４ａ］または［４ｂ］と接触させ、ガス流［５］供給交換カラムにリサイクルする。今回の例では、［４ａ］と［４ｂ］の２列を使用する。ガスラインは、吸着から脱着へのスイッチ中のガス損失をバランスさせるためのガス源［ＧＳ１］を含む。吸着・脱着バルブ［９ａ］、［９ｂ］、［９ｃ］、［９ｄ］の切り替えに使用する。

脱着のために、ガス供給源［ＧＳ２］によって供給されるガスライン［８］が使用される。このガスは吸着カラムからエタノールを脱着させ、吸着カラムをガスラインに残す［１０］。この例では、脱着中の圧力を下げるために真空ポンプ［Ｐ１０］を使用する。不活性ガス流を熱交換器［１１］で冷却してエタノールを凝縮させ、ガス流からエタノールトラップ［１２］で除去する。不活性ガス流は、脱離ガスライン［８］に再利用されるか、または除去される［１３］。

図７の詳細な説明：
図７は、バッチプロセスと比較してプロセス時間が減少し、製品挙動に対するより低い影響をもたらす飲料の連続的脱アルコール化のための本発明の設備の別の設定を例示的に示す。

この設備には、飲料を提供する容器設備［Ａ］が含まれる。飲料は図２に示すように脱アルコール系［Ｂ１］に供給され、容器にリサイクルされず、第２の脱アルコール系［Ｂ１］に供給され、脱アルコール生成物［Ｐ］として残る。

例１：比較バッチおよび本発明の連続的脱アルコールプロセス
１５Ｌビール（Ｏｅｔｔｉｎｇｅｒ輸出、５．４体積％）を容器に入れて提供した。
バッチ処理中に、容器の底部にＣＯ_２流（２０Ｌ／分）が散布された。容器を上部に残した後、ＣＯ_２ガス流を吸着カラムと接触させ、連続的に容器内にリサイクルした。

連続工程の中で、ビールはペリスティック・ポンプ（ＷａｔｏｓｏｎＭａｒｌｏｗ、ワトソン・マーロー、５２０ＤＵ）を用いて、体積流量１．５Ｌ／ｈのカラムの上の交換カラム（高さ１４００ｍｍ、直径６０ｍｍ）に運ばれた。交換カラム（直径６０ｍｍ、高さ１４００ｍｍ）に充填材（ＧｌａｓＲａｓｃｈｉｇリング（ラシヒリング）、直径４ｍｍ、高さ４ｍｍ、ＬｅｎｚＬａｂｏｒｇｌａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ）を充填した。脱アルコール化されたビールは、２本目のペリスティック・ポンプ（ＷａｔｏｓｏｎＭａｒｌｏｗ、ワトソン・マーロー、５２０ＤＵ）によって底部で分離され、容器にフィードバックされた。向流ＣＯ_２流（２０Ｌ／分）が、交換カラムの下から上に搬送された。交換カラムは１．０１３ｂａｒの圧力、２２℃の温度で使用した。ＣＯ_２ガス流を吸着カラムと接触させ、交換カラムにリサイクルした。

吸着には吸着材（クラリアント、ＴＺＰ９０２８；ＭＦＩゼオライト、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率１０００）を充填した３種類の吸着カラムを用いた。吸着には同時に２カラム、脱着には１カラムを用いた。１０分後にカラムを交換した。吸着カラムからのエタノールの脱着には、ＣＯ_２ガス流（０．５Ｌ／分）を用いた。減圧ポンプにより吸着カラム内の圧力は１２０ｍｂａｒに低下した。

図３は、使用した吸着材１Ｌ当たりのビールから１００時間および２００時間後に除去されたエタノールの質量を示す。実施例１の結果から、本発明の連続プロセスは、エタノールのより高い除去につながることは明らかである。

例２：逆浸透法と本発明の連続脱アルコール法の操作コストと環境影響の比較
逆浸透による周知の脱アルコールの操作コストを発明プロセスと比較した。逆浸透に関しては、ビールの脱アルコールのための逆浸透工場のメーカーから提供されたデータを使用した（ＡｌｆａＬａｖａｌｂｅｅｒｄｅａｌｃｏｈｏｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ、ＢｅｅｒＤｅａｌｃｏｈｏｌｉｚａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ、ＢｅｅｒＤｅａｌＡＬ３００）：
０．０９５ユーロ／ｋＷｈのエネルギー価格
１．５０ユーロ／ｍの廃水コスト

逆浸透ユニット用の透析ろ過水は、生産した透析ろ過水のエネルギー要求量０．７５ｋＷｈ／ｍ^３、回収率８０％の２回目の逆浸透により製造した。

表１と表２は、両方の工程のコストを示している。本発明の連続プロセスのコストは、吸着および脱着ガスの流れおよびこれらの流れの冷却および加熱のためのエネルギー需要によって生じる。逆浸透はより少ない電気エネルギーを必要とするが、コストは廃水の処分に支配される。脱アルコールビールの製造には、３倍量の透析濾過水が必要である。

表１および２に示すような結果から、本発明の方法は、逆浸透の周知のプロセスと比較して、より費用効果的であることが明らかである。もう一つの利点は、本発明の方法による廃棄物の最小化である。ＣＯ_２としての気体のみが、発酵および／または醸造過程から利用可能な過程に必要である。逆浸透水には、さらに洗浄剤が必要であり、それを処分しなければならない。

実施例３：ビールの０．８体積％への脱アルコール（５．４体積％）
２Ｌビール（Ｏｅｔｔｉｎｇｅｒ輸出、５．４体積％）を容器に入れ、体積流量１．５Ｌ／ｈのカラムの上部の交換カラム（直径６０ｍｍ、高さ１４００ｍｍ）に、ペリスティック・ポンプ（ＷａｔｓｏｎＭａｒｌｏｗ、５２０ＤＵ）を用いて搬送した。交換カラム（直径６０ｍｍ、高さ１４００ｍｍ）に充填材（ＧｌａｓＲａｓｃｈｉｇリング、直径４ｍｍ、高さ４ｍｍ、ＬｅｎｚＬａｂｏｒｇｌａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ）を充填した。脱アルコール化したビールは、２本目のペリスティック・ポンプ（ワトソン・マーロー、５２０ＤＵ）によって底部で分離され、容器にフィードバックされた。向流ＣＯ_２流（２０Ｌ／分）が、交換カラムの下から上に搬送された。交換カラムは１．０１３ｂａｒの圧力、２２℃の温度で使用した。ＣＯ_２ガス流を吸着カラムと接触させ、交換カラムにリサイクルした。吸着には吸着材（クラリアント、ＴＺＰ９０２８；ＭＦＩゼオライト、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率１０００）を充填した３種類の吸着カラムを用いた。吸着には同時に２カラム、脱着には１カラムを用いた。１０分後にカラムを交換した。吸着カラムからのエタノールの脱着には、ＣＯ_２ガス流（０．５Ｌ／分）を用いた。減圧ポンプにより吸着カラム内の圧力は１２０ｍｂａｒに低下した。

図４は、脱アルコール工程におけるビール試料のエタノール濃度を示したものである。実施例３の結果から、エタノールをビールから連続的に除去したことが分かる。

例４：白ワインの３．２体積％への脱アルコール（１０．２体積％）
１．５Ｌの白ワイン（Ｃａｖｅｎｅｔａ、Ｎｉｅｒｈｌｉｎｅ−ＧｏｌｄＴｅｒｓｔｅｅｇｅｎＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ、１０．０体積％）を容器に入れ、１，５Ｌ／ｈの体積流量のカラムの上の交換カラム（１４００ｍｍの高さ、６０ｍｍの直径）にペリスティック・ポンプ（ＷａｔｓｏｎＭａｒｌｏｗ、５２０ＤＵ）を用いて搬送した。交換カラム（直径６０ｍｍ、高さ１４００ｍｍ）に充填材（ＧｌａｓＲａｓｃｈｉｇリング（ラシヒリング）、直径４ｍｍ、高さ４ｍｍ、ＬｅｎｚＬａｂｏｒｇｌａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ）を充填した。脱アルコール化された白ワインは、２本目のペリスティック・ポンプ（ワトソン・マーロー、５２０ＤＵ）によって底部で除去され、容器にフィードバックされた。向流ＣＯ_２流（２０Ｌ／分）が、交換カラムの下から上に搬送された。交換カラムは１．０１３ｂａｒの圧力、２１℃の温度で使用した。ＣＯ_２ガス流を吸着カラムと接触させ、交換カラムにリサイクルした。吸着には吸着材（クラリアント、ＴＺＰ９０２８；ＭＦＩゼオライト、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率１０００）を充填した３種類の吸着カラムを用いた。吸着には同時に２カラム、脱着には１カラムを用いた。１０分後にカラムを交換した。吸着カラムからのエタノールの脱着には、ＣＯ_２ガス流（０．５Ｌ／分）を用いた。減圧ポンプにより吸着カラム内の圧力は１２０ｍｂａｒに低下した。

図５は、発明の脱アルコールプロセス中の白ワイン試料のエタノール濃度を示す。実施例４の結果から、白ワインからエタノールを連続的に除去したことが分かる。

実施例５：スパークリングワイン（１０．２体積％）の４．０体積％への脱アルコール
１．５Ｌスパークリングワイン（ＢｕｒｇＳｃｈｏｅｎｅｃｋ、Ｓｔ．ＡｍｂｒｏｓｉｕｓＳｅｋｔｋｅｌｌｅＧｍｂＨ、１１．０体積％）を容器に入れ、体積流量１．５Ｌ／ｈのカラムの上の交換カラム（高さ１４００、直径６０）にペリスティック・ポンプ（ＷａｔｓｏｎＭａｒｌｏｗ、５２０ＤＵ）を用いて搬送した。交換カラム（直径６０ｍｍ、高さ１４００ｍｍ）に充填材（ＧｌａｓＲａｓｃｈｉｇリング（ラシヒリング）、直径４ｍｍ、高さ４ｍｍ、ＬｅｎｚＬａｂｏｒｇｌａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ）を充填した。脱アルコール化されたスパークリングワインは、２本目のペリスティック・ポンプ（ワトソン・マーロー、５２０ＤＵ）によって底部で分離され、容器にフィードバックされた。向流ＣＯ_２流（２０Ｌ／分）が、交換カラムの下から上に搬送された。交換カラムは１．０１３ｂａｒの圧力、２１℃の温度で使用した。ＣＯ_２ガス流を吸着カラムと接触させ、交換カラムにリサイクルした。吸着には吸着材（クラリアント、ＴＺＰ９０２８；ＭＦＩゼオライト、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率１０００）を充填した３種類の吸着カラムを用いた。吸着には同時に２カラム、脱着には１カラムを用いた。１０分後にカラムを交換した。吸着カラムからのエタノールの脱着には、ＣＯ_２ガス流（０．５Ｌ／分）を用いた。減圧ポンプにより吸着カラム内の圧力は１２０ｍｂａｒに低下した。

図６は、脱アルコール過程におけるスパークリングワイン試料のエタノール濃度を示している。実施例５の結果から、スパークリングワインからエタノールが連続的に除去されたことが分かる。

Claims

（ａ）１〜４０体積％のエタノールを含む飲料を容器に提供する工程；
（ｂ）充填材料および向流不活性ガス流を含む少なくとも１つの交換カラム中に前記飲料を搬送する工程；
（ｃ）前記不活性ガス流を、少なくとも２００のモルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率を有する、ＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトを含む少なくとも１つの吸着カラムに接触させる工程；
（ｄ）前記不活性ガス流を前記少なくとも１つの交換カラムへリサイクルする工程；
（ｅ）少なくとも１つの吸収カラムからエタノールを脱着する工程；
（ｆ）（ａ）〜（ｅ）を少なくとも１回繰り返す工程；
を含む飲料の脱アルコール化の方法であって、
工程（ｃ）と工程（ｅ）が少なくとも部分的に同時に行われる、前記方法。
少なくとも１つの交換カラムが充填カラムである、請求項１に記載の方法。
飲料がビール、ワイン、スピリットまたはマッシュから選択される、請求項１または２に記載の方法。
少なくとも１つの吸着カラムの吸着材がＭＦＩゼオライト、シリカライトまたはその混合物であり、モルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比が２００〜１５００である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
工程（ａ）〜（ｅ）を１０〜３５００回、２分〜６０分の間、繰り返す、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも１つの交換カラムの充填材料が、交換カラム容量リットル当たり１００〜５０００個のＲａｓｃｈｉｇリング（ラシヒリング）を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
（ｇ）脱アルコール飲料を分離する工程
をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
（ｉ）容器［６］；
（ｉｉ）充填材料［２］を含む少なくとも１つの交換カラム［１］；
（ｉｉｉ）少なくとも２００のモルＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３比率を有する、ＭＦＩゼオライトおよび／またはシリカライトを含む、少なくとも２つの吸着カラム［４ａ］および［４ｂ］；
を含む飲料の脱アルコール化のための設備。
少なくとも１つの脱着サイクルが少なくとも１つの吸着カラム［４］に接続されている、請求項８に記載の設備。
少なくとも１つの熱交換器［１１］を含む、請求項８または９に記載の設備。
少なくとも１つのエタノールトラップ［１２］を含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の設備。
少なくとも１つの不活性ガス源［ＧＳ］を含む、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の設備。