MX2007004647A - Productos de bebida purificados y procesos para elaborar los mismos. - Google Patents
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Abstract
Se proporcionan en general procesos para elaborar productos de bebida purificada. Mas especificamente, se proporcionan productos de bebida que pueden elaborarse usando un proceso de elaboracion de bebidas para formar una base de bebida. La base de bebida luego se carga a traves de una pluralidad de pasos de purificacion, que incluyen, en forma no taxativa, filtrar por poros pequenos, resinas de intercambio de iones, resinas adsorbentes y/o absorbente, y carbon vegetal y/o carbon activado para producir una base de bebida altamente purificada que tiene niveles significativamente reducidos de colorante, saborizante y aroma. La base de bebida altamente purificada puede entonces convertirse en un producto de bebida para el consumo agregando saborizantes, azucar, conservantes, carbonacion, y/u otro ingredientes para producir un producto final deseado. Mas especificamente, se pueden introducir productos de bebida cocida y/o fermentada que contiene una cantidad de alcohol en ella, en la pluralidad de pasos de purificacion para formar un producto de base de bebida alcoholica altamente purificada. Los pasos de purificacion pueden o no cambiar el contenido de alcohol de la base de bebida alcoholica.
Description
PRODUCTOS DE BEBIDA PURIFICADOS Y PROCESOS PARA ELABORAR LOS MISMOS
Campo Técnico Se proporcionan en general procesos para elaborar productos de bebida purificados. Más específicamente, se proporcionan productos de bebida que se elaboran usando un proceso de elaboración de bebidas para formar una base de bebida. La base de bebida luego se introduce en una pluralidad de pasos de purificación que incluyen, en forma no taxativa, filtrar por tamaño molecular, resinas de intercambio de iones, resinas adsorbentes y/o absorbentes y carbón vegetal y/o carbón activado para producir una base de bebida purificada que tiene niveles significativamente reducidos de colorantes, saborizantes y aromas. La base de bebida purificada puede entonces convertirse en productos de bebida para el consumo agregando saborizantes, azúcar, conservante, carbonación y/u otros ingredientes para producir el producto final deseado. Más específicamente, los productos de bebida cocidos y/o fermentados que contienen una cantidad de alcohol en ellos se pueden introducir en la pluralidad de pasos de purificación para formar un producto de base de bebida con alcohol altamente purificado. Los pasos de purificación pueden o no cambiar el contenido de alcohol de la base de bebida con alcohol.
Antecedentes de la Invención Naturalmente, se sabe producir productos de bebida usando una pluralidad de métodos. Específicamente, se pueden producir productos de bebida a partir de numerosos ingredientes iniciales, tales como frutas, granos, miel, e ingredientes iniciales similares. Los procesos para producir productos de bebida además incluyen la cocción y/o fermentación, mediante la cual las frutas, los granos, la miel y/u otros ingredientes se cuecen y/o fermentan en las condiciones apropiadas para formar productos de bebida que tienen una cantidad de alcohol contenida en ellos.
Naturalmente, se sabe fermentar y/o cocer productos fermentables para producir bebidas con alcohol aptas para consumo, tales como cerveza, vino y similares. Por ejemplo, cocer cerveza y la elaboración del vino tienen origen miles de años atrás. Actualmente, se sabe bien fermentar uvas y otras frutas para producir vino. Además, se sabe bien fermentar cebada malteada y/u otros granos después de un proceso de cocción para producir cerveza. En un proceso de fermentación y/o cocción típico, generalmente se produce un producto de bebida con alcohol apta para consumo que tiene niveles distinguibles de color, sabor y aroma .
Generalmente es deseable fermentar una bebida con alcohol que tiene una buena combinación de saborizante, apariencia y es saludable. El saborizante de la bebida cocida generalmente se define como una combinación de sabor, aroma y sensación en la boca. La apariencia de una bebida con alcohol cocida generalmente es una combinación de color, transparencia, espuma y formación de burbujas. Y el carácter saludable de una bebida con alcohol cocida se define como la ausencia de compuestos peligrosos y la presencia de compuestos útiles. Generalmente, estos productos de bebidas con alcohol aptas para consumo contienen altas concentraciones de saborizantes, colorantes, compuestos que producen turbiedad, minerales, ácidos, carbohidratos y proteínas. Estos compuestos se combinan para formar cada bebida con alcohol .
Sin embargo, aunque la presencia de estos compuestos puede ser deseable en muchos casos para producir productos de bebida con alcohol únicos, estos compuestos pueden limitar la utilidad de estos productos de bebidas con alcohol en que contienen los atributos sensoriales que son típicos de las bebidas cocidas y fermentadas. Por ejemplo, las bebidas cocidas y fermentadas contienen esos altos niveles de sabor y aroma, que agregan otros saborizantes, tales como saborizantes cítricos y similares, no impactan apreciablemente sobre el sabor y/o el aroma del producto
final de bebida apta para consumo. Además, es difícil producir una bebida alcohólica que tenga saborizantes, aromas y apariencia deseados debido a estas características. Además, las bebidas fermentadas típicas, tales como la bebidas cocidas malteadas, tienen una vida útil bastante limitada, debido a los ácidos y otros compuestos que pueden degradar seriamente el producto apto para consumo durante un período de tiempo.
Por ejemplo, los azúcares no fermentables pueden permanecer en el producto de bebida fermentada y/o cocida, que puede impactar en la vida útil, el sabor y/o el aroma de la bebida. Específicamente, los azúcares no fermentables pueden influir sobre la sensación en la boca dada a la malta y pueden impartir un carácter pastoso a la bebida.
Además, los productos de bebida fermentada y/o cocida típicos generalmente contienen minerales, tales como iones de metal como hierro y/o cobre, que pueden tener un efecto perjudicial sobre las vidas útiles de los productos de bebida fermentada y/o cocida. Además, los productos de bebida fermentada y/o cocida pueden contener aromas generalmente producidos por aceites, esteres y/o alcoholes superiores, tales como alcohol amílico, por ejemplo, y similares.
Además, es sabe bien intentar alterar la composición química de los productos de bebida apta para consumo para cambiar los saborizantes, aromas y otras características del producto de bebida. Por ejemplo, con respecto a los productos de bebida con alcohol, los métodos tradicionales de alterar las bebidas incluyen refínar, añejar en toneles, agregar dióxido de azufre, o usar resinas vegetales. Naturalmente, se usan muchos otros métodos o materiales para alterar la composición química de los productos de bebida afectando así el sabor, aroma o apariencia del producto de bebida.
Se han obtenido diferentes métodos para reducir y/o remover compuestos de productos de bebida fermentados y/o cocidos. Por ejemplo, la patente estadounidense N° 4.440.795 de Godstein et al revela un proceso para producir una bebida de malta alcohólica con saborizante cítrico, estable. Específicamente, Goldstein et al revela un proceso para someter una carga o cerveza a la osmosis invertida empleando una membrana que tiene un corte de peso molecular de hasta 200 para remover cantidades sustanciales de aminoácidos que contienen azufre y otros componentes lábiles.
Además, la patente estadounidense N° 4.775.541 de Brown et al se relaciona con un proceso mediante el cual productos de la fermentación líquidos, tales como vinos, se tratan para reducir
el material colorante que contienen sin afectar en forma sustancialmente perjudicial las demás cualidades del vino contenidas dentro de los productos. El proceso incluye los pasos de pasar los productos líquidos a través de un lecho granulado de resina de intercambio de aniones microporosa fuertemente básica en forma de hídroxilo para aumentar sustancialmente la alcalinidad del producto, y luego pasar el producto líquido más alcalino a través de un lecho granulado de resina de intercambio de cationes en forma de hidrógeno para restablecer generalmente la acidez.
La patente estadounidense N° 5.294.450 de Word et al se relaciona con un producto de bebida de malta incoloro y un proceso para elaborarlo. Específicamente, el producto de bebida se produce decolorando un producto fermentado para producir una base transparente e incolora que se combina con un edulcorante, ácido tartárico, un tampón y un agente saborizante. Según Word et al, el proceso crea un producto que tiene parámetros, tales como sensaciones mínimas del consumidor de saciedad y exceso de acidez, dulzura y astringencia.
La patente estadounidense N° 5.499.699 de Tripp et al se relaciona con un proceso para preparar una cerveza incolora, transparente mediante la ultrafiltración de la cerveza, agregando
dextrinas, agentes de sabor amargo y un agente de aumento de la espuma. Además, se revelan procesos para elaborar bebidas de malta saborizadas, que incluyen una bebida de malta con saborizante cítrico estable.
La patente estadounidense N° 6.001.406 de Katz e et al se relaciona con un proceso para estabilizar una bebida que contiene sustancias que producen turbiedad. Específicamente, el método se relaciona con la remoción de polifenoles y proteínas en forma simultánea desde una bebida mediante el contacto de la bebida con un agente de intercambio de iones que es capaz de absorber ambos tipos de sustancias. El agente de intercambio de iones es una matriz hidrófila porosa insoluble en agua a la cual se enlazan en forma covalente grupos de intercambio de iones.
Existe una necesidad de métodos para elaborar productos de bebida purificados, en donde se remueven los compuestos asociados con el sabor, el aroma y la apariencia. Más específicamente, existen una necesidad de métodos para elaborar bases de bebidas que contienen alcohol usando procesos de fermentación y/o cocción típicos en donde la base de bebida que contiene alcohol se purifica para remover los compuestos asociados con el sabor, el aroma y la apariencia. Más aún, existe una necesidad de un método para elaborar un producto de bebida purificado en donde cada paso
del proceso es selectivo para compuestos particulares, proporcionando así una reducción de pasos en los compuestos del producto de bebida. Además existe una necesidad de un método para elaborar un producto de bebida purificado en donde los compuestos seleccionados para la remoción pueden monitorearse fácilmente para asegurar la remoción suficiente de estos compuestos del producto de bebida.
Extracto de la invención
Se proporcionan en general procesos para elaborar productos de bebida purificados. Más específicamente, se proporcionan productos de bebida que se elaboran usando un proceso de elaboración de bebidas para formar una base de bebida. La base de bebida luego se introduce en una pluralidad de pasos de purificación que incluyen, en forma no taxativa, filtrar por tamaño molecular, resinas de intercambio de iones, resinas adsorbentes y/o absorbentes o de función doble, carbón vegetal y/o carbón activado para producir una base de bebida altamente purificada que tiene niveles significativamente reducidos de colores, saborizantes y aromas. La base de bebida altamente purificada puede entonces convertirse en productos de bebida para el consumo agregando saborizantes, azúcar, conservantes, carbonación y/u otros ingredientes para producir un producto
final deseado. Más específicamente, los productos de bebida cocida y/o fermentada que contienen una cantidad de alcohol dentro de ellos se pueden introducir en una pluralidad de pasos de purificación para formar un producto de base de bebida con alcohol altamente purificada. Los pasos de purificación pueden o no cambiar el contenido de alcohol de la base de bebida con alcohol.
Con este fin, en una realización de la presente invención, se proporciona un proceso para producir una bebida purificada. El proceso comprende: producir una base de bebida; filtrar la base de bebida usando un proceso de nanofiltración; purificar la base de bebida usando un material de intercambio de iones; y purificar la base de bebida a través de un material seleccionado del grupo formado por un material adsorbente y un material absorbente. En una realización preferida, la base de bebida es una base de bebida que contiene alcohol. La resina de intercambio de iones puede ser una resina de intercambio de cationes . Alternativamente, la resina de intercambio de iones puede ser una resina de intercambio de aniones. Además, el paso de purificar la base de bebida usando una resina de intercambio de iones puede comprender purificar la base de bebida a través tanto de una resina de intercambio de iones como de una resina de intercambio de cationes . El contenido de alcohol de la base de bebida
purificada elaborada a partir de la presente invención puede no ser sustancialmente diferente del contenido de alcohol de la base de bebida que contiene alcohol. Además, el material adsorbente del proceso de la presente invención puede comprender un material seleccionado del grupo formado por una resina adsorbente, carbón vegetal, y carbón activado. Se puede fabricar un producto de bebida agregando un material a la base de bebida purificada. El producto de bebida elaborado a partir de la base de bebida purificada de la presente realización puede tener una vida útil aumentada comparada con la base de bebida elaborada a partir de una base de bebida impurificada.
En una realización alternativa de la presente invención, es proporciona un proceso que comprende los pasos de: proporcionar una base de bebida; filtrar la base de bebida usando un proceso de nanofiltración para formar un primer producto permeado y un primer producto retenido; enviar el producto permeado a través de un material de intercambio de iones para formar un segundo producto permeado y un primer eluato; y enviar el segundo producto permeado a través de un material adsorbente o de un material absorbente para formar un tercer producto permeado y un segundo eluato. La base de bebida puede ser una base de bebida que contiene alcohol. Además, el material de intercambio de iones puede comprender un material seleccionado del grupo formado por
un material de intercambio de cationes y un material de intercambio de aniones. Alternativamente, el material de intercambio de iones comprende tanto un material de intercambio de cationes como un material de intercambio de aniones. Además, el material adsorbente puede comprender un material seleccionado del grupo formado por carbón vegetal, carbón activado, y mezclas de carbón vegetal y carbón activado. Además, el material adsorbente puede comprender tanto una resina adsorbente como un material seleccionado del grupo formado por carbón vegetal, carbón activado y mezclas de carbón vegetal y carbón activado. El proceso puede comprender además el paso de retener dicho primer compuesto retenido. El proceso puede comprender además el paso de retener el primer eluato. Además, el proceso puede comprender además el paso de retener dicho segundo eluato. Se puede elaborar un producto de bebida a partir de la base de bebida purificada descrita anteriormente.
En consecuencia, un objetivo de la presente invención es proporcionar una base de bebida que se puede usar para producir un producto de bebida apta para consumo. El proceso de elaboración de la bebida produce una base de bebida que deriva en un olor, sabor y/o apariencia distinguible. Después del proceso de la presente invención, se produce un producto de bebida neutra sin ese olor, sabor y/o apariencia.
Más específicamente, un .objetivo de la presente invención es producir un producto de bebida que contiene alcohol saborizado usando una base que contiene alcohol fermentada purificada. Esta base de bebida que contiene alcohol purificada se puede combinar con materiales tales como, por ejemplo, saborizantes, azúcar, agua, tampones, conservantes, carbonación y/u otros ingredientes para producir productos de bebida que contiene alcohol apta para consumo saborizada.
Además, un objetivo de la presente invención es producir un producto de bebida saborizada purificada que tiene una vida útil del producto significativamente aumentada comparado con productos de bebida parcialmente purificados. Este proceso de purificación descrito en la presente remueve ácidos, proteínas, compuestos que producen turbiedad y otros componentes que pueden, con el tiempo, degradar el producto de bebida saborizada. El proceso de la presente invención generalmente produce un producto de bebida purificada y transparente libre de sabor, olor, color y/o turbiedad.
Más específicamente, una base de bebida que tiene un sabor, olor y/o apariencia distinguible, se envía a través de una serie de pasos para purificar la base de bebida de acuerdo con los métodos descritos en la presente. Los pasos incluyen, en forma no
taxativa, un paso para la remoción del color, un paso para la remoción de los minerales y un paso para la remoción del aroma. El paso para la remoción del color incluye la filtración de poros pequeños, como, por ejemplo, la nanofiltración de la base de bebida. El paso para la desmineralización comprende una o más resinas de intercambio de iones. El paso para la remoción del aroma deriva en la remoción significativa o completa de compuestos de aroma, y comprende agentes de adhesión a la superficie. Específicamente, el paso de la remoción del aroma comprende dos etapas. La primera etapa comprende una resina adsorbente y/o absorbente. La segunda etapa comprende carbón vegetal y/o carbón activado. Los pasos descritos en la presente se pueden ejecutar en cualquier orden, aunque los pasos descritos anteriormente proporcionan el producto más coherente cuando se produce en el orden descrito anteriormente.
Otras características, ventajas y objetivos de la presente invención se describen y serán evidentes a partir de la descripción detallada de las realizaciones preferidas hoy y de los dibujos.
Breve Descripción de las Figuras
La Figura 1 ilustra un diagrama de flujo que ilustra el proceso general para elaborar un producto de bebida purificada sin características de sabor, olor y apariencia.
La Figura 2 ilustra una realización alternativa de un diagrama de flujo que ilustra el proceso para elaborar el producto de bebida purificada sin características de sabor, olor y apariencia.
Descripción Detallada de las Realizaciones Preferidas Actualmente
Se proporcionan en general procesos para elaborar productos de bebida purificada. Más específicamente, se proporcionan productos de bebida que se elaboran usando un proceso de producción de bebidas para formar una base de bebida. La base de bebida luego se introduce en una pluralidad de pasos de purificación que incluyen, en forma no taxativa, filtrar por poros pequeños, resinas de intercambio de iones, resinas adsorbentes y/o absorbentes, carbón vegetal y/o carbón activado para producir una base de bebida altamente purificada que tiene niveles significativamente reducidos de colorantes, saborizantes y aromas. La base de bebida altamente purificada puede entonces convertirse en productos de bebida para el consumo agregando
saborizantes, azúcar, conservantes, carbonatción y/u otros ingredientes para producir un producto final deseado. Más específicamente, los productos de bebida cocida y/o fermentada que contienen una cantidad de alcohol en ellos se pueden introducir en una pluralidad de pasos de purificación para formar un producto de base de bebida con alcohol altamente purificada. Los pasos de purificación pueden o no cambiar el contenido de alcohol de la base de bebida con alcohol.
La Figura 1 ilustra un proceso de acuerdo con la presente invención. Específicamente, el proceso 1 incluye, después de la o elaboración de una base de bebida 10, un paso de filtración por tamaño molecular 12, un paso de desmineralización 14 y un paso de remoción de aroma 16 para la producción de una base de bebida purificada 18. La base de bebida 10 puede ser cualquier producto de bebida mediante cualquier proceso de elaboración de bebida. Por ejemplo, la base de bebida 10 se puede elaborar a partir de frutas, granos, miel o cualquier otro material conocido para su uso para formar productos de bebida. Preferentemente, la base de bebida 10 puede ser un producto que contiene alcohol, tal como una base de bebida elaborada a partir de proceso de cocción, fermentación y/o destilación. Más preferentemente, la base de bebida 10 puede ser cualquier vino, cerveza, espíritu o cualquier otro producto de bebida que contiene alcohol.
La base de bebida 10 contiene características de sabor, aroma y apariencia distinguibles, como, por ejemplo, color y/o turbiedad. Cuando la base de bebida 10 se procesa a través de los pasos identificados en la presente, se produce la base de bebida purificada 18 que tiene cantidades sustancialmente menores de compuestos que producen sabor, aroma, color, turbiedad, u otras características de la bebida. En una realización preferida, se produce una base de bebida purificada 18 que no tiene características de sabor, aroma o apariencia.
La base de bebida 10 se envía a través de los pasos 12, 14 y 16, identificados anteriormente, para remover compuestos específicos. El paso de filtración por tamaño molecular 12 remueve compuestos particulares, tales como azúcares y/o compuestos colorantes. Por ejemplo, la filtración por tamaño molecular puede comprender nanofiltración y/o filtración osmótica, aunque se pueden utilizar otros tipos de filtración por tamaño molecular. Además, el paso de filtración por tamaño molecular 12 puede comprender la diafiltración para mejorar recuperación del alcohol del proceso.
En una realización preferida, la base de bebida 10 es una base de bebida que contiene alcohol que se elabora mediante un proceso de fermentación y/o cocción. El paso de filtración por tamaño molecular 12 remueve azúcares no fermentables que pueden quedar
en la base de bebida que contiene alcohol después de la producción de la base de bebida que contiene alcohol. Además, el paso de la filtración por tamaño molecular 12 puede remover los compuestos colorantes dentro de la base de bebida que contiene alcohol. El impacto sobre la base de bebida que contiene alcohol es la remoción de la sensación en la boca que le dan a la base de bebida los azúcares no fermentables, la remoción del carácter pastoso asociado con los azúcares no fermentables, y la remoción de la mayor parte de los compuestos colorantes asociados con la base de bebida que contiene alcohol que están presentes a partir del proceso de fermentación y/o cocción.
Después de la filtración por tamaño molecular, la base de bebida 10 pasa por el paso de desmineralización 14, como se ilustra en la Figura 1. El paso de desmineralización 14 está diseñado específicamente para remover minerales, tales como iones de metal, y grupos ácidos de la base de bebida 10, aunque el paso de desmineralización también puede estar diseñado para y usarse para remover otros compuestos, tales como compuestos colorantes residuales. Una o más resinas de intercambio puede preferentemente utilizarse en el paso de desmineralización 14. Por ejemplo, se puede utilizar una resina de intercambio de cationes, una resina de intercambio de aniones, o a bas en el
paso de desmineralización 14, de acuerdo con la presente invención.
En una realización preferida, cuando la base de bebida 10 es una base de bebida que contiene alcohol, la remoción de los iones de metal y el grupo ácido proporciona un producto más coherente que tiene una duración prolongada. Por ejemplo, ciertos iones de metal, tales como hierro y cobre, pueden tener un efecto perjudicial sobre la duración de un producto de bebida. El paso de desmineralización 14 remueve estos compuestos. Además, la remoción de los iones de metal, los grupos ácidos y otros compuestos mediante el paso de desmineralización 14 también puede remover compuestos saborizantes.
La base de bebida 10 puede pasar por un paso de remoción de aroma 16, que se ilustra en la Figura 1, que preferentemente comprende exponer la base de bebida a agentes de adhesión a la superficie. El paso de remoción del aroma está diseñado específicamente para remover compuestos que reducen aroma-. Sin embargo, el paso de remoción del aroma 16 también se puede utilizar para remover otros compuestos, tales como compuestos colorantes residuales y/o compuestos saborizantes. Preferentemente, se puede utilizar uno o más materiales para remover estos compuestos. Por ejemplo, se puede utilizar una resina adsorbente, una resina absorbente, un
material de función doble (que tiene propiedades adsorbentes y absorbentes) o combinaciones de ellos para remover estos compuestos. Un ejemplo de un material de función doble es un material que es débilmente aniónico, pero también tiene propiedades absorbentes. Además, se puede utilizar carbón vegetal y/o carbón activado para remover estos compuestos, en conjunto con las resinas adsorbentes y/o absorbentes, o solos.
En una realización preferida, cuando la base de bebida 10 es una base de bebida que contiene alcohol, el paso de remoción de aroma 16 reduce o elimina compuestos de aroma, y también puede reducir y/o eliminar todos los compuestos de sabor amargo y/o todos los compuestos colorantes restantes.
Después del paso de remoción de aroma 16, la base de bebida
•purificada se puede utilizar para producir productos de bebida.
En la realización preferida, se puede producir una base de bebida que contiene alcohol purificada que se puede utilizar para producir productos de bebida que contiene alcohol, a través del agregado de saborizantes, aromas, colorantes u otros materiales o compuestos. El proceso descrito anteriormente puede preferentemente estar diseñado para no afectar el contenido de alcohol de cualquier base de bebida que contiene alcohol que se puede introducir en los pasos descritos anteriormente.
Alternativamente, el proceso especificado en la presente puede alterar la concentración de una base de bebida que contiene alcohol. Por ejemplo, la filtración por tamaño molecular puede ser filtración osmótica, que puede afectar la concentración del alcohol de una base de bebida que contiene alcohol.
En una realización preferida de la presente invención, un proceso 100 de elaborar una base de bebida que contiene alcohol fermentada y/o cocida purificada se ilustra en la Figura 2. En un primer paso 110, se produce una base de bebida que contiene alcohol. La base de bebida que contiene alcohol generalmente se elabora mediante un proceso de cocción, por ejemplo a través de la fermentación de cebada malteada y/u otros granos después del proceso de cocción. Alternativamente, se puede producir vino a través de la fermentación de uvas u otra fruta, mediante la cual los azúcares fermentables se convierten en alcohol en el proceso de fermentación. Naturalmente, se puede utilizar cualquier tipo de base de bebida que contiene alcohol como, por ejemplo, aguamiel, cidra y similares, y la invención no se debe limitar a lo especificado en la presente.
Después de que se produce la base de bebida que contiene alcohol, se introduce en el paso de filtración por tamaño molecular 12. Preferentemente, la base de bebida que contiene alcohol se filtra
mediante un paso de nanofiltración 112 para producir un producto permeado nanofiltrado. El producto permeado nanofiltrado también se puede producir a partir de una base de bebida alcohólica fermentada que se recupera a partir de la regeneración de otros medios de filtro descritos en la presente para reducir las pérdidas de la base de bebida alcohólica fermentada.
Preferentemente, el paso de nanofiltración 112 se realiza usando un aparato de nanofiltración que tiene una membrana con un filtro de entre 150 y 300 Dalton. La filtración generalmente se realiza bajo una presión y temperatura relativamente alta. Por ejemplo, el paso de nanofiltración 112 puede realizarse usando una membrana de la serie Osmonics HL que tiene un corte de Dalton de entre 150 y 300 Dalton. Preferentemente, el paso de nanofiltración 112 se puede realizar a presiones de hasta 25 bares (365 psi) y a temperaturas de hasta 80°F.
Generalmente, un 95% del volumen de entrada al aparato de nanofiltración se recupera como el producto permeado o filtrado. Un cinco por ciento generalmente se remueve como producto retenido y se destruye apropiadamente o se utiliza para la recuperación de otros compuestos, tales como matodextrina. El producto permeado nanofiltrado tiene una concentración de alcohol que no es significativamente diferente de la concentración del
alcohol de la base de bebida que contiene alcohol producida mediante los métodos de cocción descritos anteriormente.
Las membranas utilizadas deben limpiarse periódicamente usando detergentes basados en ácidos o cáusticos, o una combinación de detergentes cáusticos y básicos. Además, las membranas se pueden limpiar a temperaturas elevadas para disolver rápidamente maltodextrinas que pueden haberse precipitado sobre la superficie de las membranas de nanofiltración.
La nanofiltración de la base de bebida alcohólica fermentada remueve los azúcares no fermentables que quedan en la base de bebida que contiene alcohol removiendo así la sensación en la boca que los azúcares no fermentables le dan a la malta. Además, la remoción de los azúcares no fermentables remueve el carácter pastoso atribuido a los azúcares no fermentables. La nanofiltración también remueve significativamente compuestos colorantes de la base de bebida que contiene alcohol.
Una cantidad pequeña del producto permeado puede removerse con los propósitos de control de calidad para confirmar la remoción de los compuestos deseados. Preferentemente, el producto permeado se puede analizar monitoreando la absorbencia de los compuestos deseados en la gama de 429 nm a 540 nm. El producto pexmeado debe
tener niveles reducidos de los compuestos deseados, que se puede confirmar mediante la reducción en la absorbencia del producto permeado dentro de la gama de 420 nm a 540 nm. Se pueden utilizar otros ensayos para confirmar la remoción de los compuestos deseados mediante el paso de filtración por tamaño molecular 12. Además, la velocidad de flujo del producto permeado se puede monitorear, que informa principalmente si se debe limpiar el aparato de filtración y las membranas contenidas en él.
La base de bebida que contiene alcohol puede entonces desmineralizarse en el paso de desmineralización 14. En la realización preferida, el paso de desmineralización 14 emplea tanto una etapa de resina de intercambio de iones catiónicos 116 como una resina de intercambio de iones aniónicos 118 para remover tanto iones de metal como grupos ácidos de la base de bebida que contiene alcohol. Aunque se prefiere que la base de bebida que contiene alcohol se desmineralice primero a través de la resina de intercambio de iones catiónicos y luego se desmineralice a través de la resina de intercambio de iones aniónicos, no es necesario, esto no es necesario, y los pasos de resina de intercambio de iones descritos anteriormente se pueden ejecutar en cualquier orden. A través del paso de desmineralización 14, que usa la resina de intercambio de
cationes 116 y la resina de intercambio de aniones 118, se produce un producto permeado desmineralizado. Además, se puede remover un eluato de las resinas de- intercambio de iones para mantener los compuestos que pueden ser útiles.
La desmineralización de la base de bebida que contiene alcohol remueve grupos ácidos que pueden estar presentes en la base de bebida que contiene, alcohol, proporcionando así una base de bebida más coherente y estable. Específicamente, los grupos ácidos pueden afectar en forma perjudicial la estabilidad de la base de bebida, tal como el saborizante de la bebida o la duración prolongada "de la bebida. Además, la desmineralización de la base de bebida que contiene alcohol remueve iones de metal, tales como iones de hierro y cobre, que pueden degradar la bebida y reducir su duración.
Preferentemente, se utilizan resinas débilmente acidas y básicas; sin embargo, las resinas fuertemente acidas o básicas pueden ser apropiadas según las cantidades y/o los tipos de los iones de metal, compuestos colorantes y/o grupos ácidos presentes dentro de la base de bebida que contiene alcohol.
Para maximizar la eficiencia de las resinas de intercambio catiónico o aniónico, es preferible operar el flujo a través de
las resinas en la dirección ascendente, con el lecho de la resina fluidificado y compactado contra una placa de retención en la columna. Además, es preferible regenerar la resina en la dirección descendente del flujo. Además, se puede emplear una gama de productos químicos regeneradores, a saber soluciones de ácido clorhídrico o ácido sulfúrico en concentraciones de entre el 4% y el 10% en peso para las resinas de intercambio catiónico. Para las resinas aniónícas, se puede utilizar preferentemente una solución de hidróxido de sodio que tiene una concentración de entre el 4% y el 6% en peso para la regeneración de la resina. Ocasionalmente, las resinas catiónicas- o aniónicas se pueden preferentemente regenerar en forma cruzada, por ejemplo regenerando la resina de intercambio de cationes con una solución de hidróxido de sodio, para ayudar en la remoción de moléculas de proteína removidas de la base de bebida de alcohol fermentada que se puede adsorber en la resina, que no se puede remover durante la regeneración con ácido de la resina de intercambio de cationes .
También es preferible regenerar la resina de intercambio aniónico con una solución de cloruro de sodio que tiene una concentración de entre el 1% en peso y el 4% en peso de cloruro de sodio. Naturalmente, se contempla cualquier otro método de regenerar la resina de intercambio aniónico mediante la presente invención.
La remoción de los iones de metal, grupos ácidos y moléculas colorantes se puede medir usando mediciones de conductividad en línea. Preferentemente, el paso de desmineralización 14 puede alcanzar un 95% de reducción en la conductividad del producto permeado desmineralizado comparado con la carga de entrada del paso de desmineralización 14.
La base de bebida alcohólica fermentada puede procesarse a través del paso de remoción del aroma 16 que permite la remoción completa o la reducción significativa de los compuestos de aroma desde la base que contiene alcohol a través del uso de agentes de adhesión a la superficie. Además, el paso de remoción del aroma 16 también se puede utilizar para remover cualquiera o la mayor parte de los compuestos colorantes de la base de bebida que contiene alcohol.
El paso de remoción del aroma 16 preferentemente comprende dos etapas: (1) una etapa de resina adsorbente 122; y (2) una etapa de carbón activado y/o carbón vegetal 124. La etapa de la resina adsorbente 122 preferentemente comprende una resina adsorbente de di-vinil benceno altamente entrecruzado a través de la cual puede fluir la base de bebida que contiene alcohol. La resina adsorbente puede tener además un nivel de funcionalidad de
intercambio. Preferentemente, las resinas adsorbentes que pueden utilizarse incluyen, en forma no taxativa, Dow Optipore SD2 y Hass XAD16HP, aunque se pueden utilizar otros como será evidente para un conocedor ordinario del arte. Específicamente, la resina adsorbente se utiliza para remover compuestos de aroma, compuestos de amargura residuales y/o compuestos colorantes residuales .
Al igual que el paso de desmineralización 14, descrito anteriormente, el flujo del proceso de la base de bebida que contiene alcohol a través del elemento adsorbente en la etapa de la resina adsorbente 22 es preferentemente en la dirección ascendente con la regeneración de la resina adsorbente en la dirección descendente. La resina adsorbente puede preferentemente regenerarse mediante un enjuague con agua caliente, tal como agua caliente que tiene una temperatura de entre 70°C y 80°C, y luego una solución cáustica caliente, preferentemente un 4% en peso de solución de hidróxido de sodio a una temperatura de 70°C a 80°C, para des-adsorber los compuestos de aroma. Otros compuestos, tales como compuestos colorantes residuales, también se pueden remover con la resina adsorbente. Otro enjuague con agua caliente, con agua caliente que tiene una temperatura, preferentemente de 70°C a 80°C, es puede emplear preferentemente, seguido por la regeneración de vapor, bajo una presión de por lo
menos 25 psi durante un período de 3 a 4 horas. Alternativamente, la resina adsorbente puede regenerarse con una solución de etanol que tiene una concentración, preferentemente, de entre el 40% y el 70% en volumen. Se puede emplear hidróxido de sodio en la solución de etanol para ayudar en la remoción de las moléculas de colorante. Alternativamente, la resina adsorbente se puede regenerar alternando el enjuague con agua caliente con el enjuague con etanol a una relación de 4 enjuagues con agua caliente por cada un enjuague con etanol. Se puede retener un eluato cuando se regenera la resina adsorbente que puede tener compuestos útiles.
El producto permeado que fluye desde la resina adsorbente se mide mediante análisis químico del producto del permeado. Por ejemplo, el producto permeado se puede analizar, preferentemente, mediante absorbencia de radiación ultravioleta en línea del producto permeado que sale de la resina adsorbente. Específicamente, el producto permeado preferentemente se monitorea a una longitud de onda de entre 240 nm y 270 nm. Además, también se puede medir la conductividad del producto permeado. Además, se pueden medir las muestras recogidas del producto permeado mediante un cromatógrafo de gas por los compuestos de aroma. Se debe hacer notar que las mediciones detalladas en la presente son solamente ilustrativas y no limitan la presente invención de ninguna manera. Se puede
realizar cualquier análisis para confirmar la remoción de los compuestos deseados como puede ser evidente para un experto en el arte.
El paso de remoción del aroma 20 también comprende la etapa del carbón vegetal y/o carbón activado 24, que se ilustra en la Figura 1. Preferentemente se puede emplear carbón vegetal y/o carbón activado en la etapa del carbón vegetal y/o carbón activado 24 para reducir adicionalmente las moléculas de aroma presentes en la base de bebida que contiene alcohol. Después la remoción de las moléculas de aroma con la resina adsorbente de la etapa de la resina adsorbente 22, se emplea un recipiente que comprende y/o carbón activado para remover las moléculas de aroma restantes. El carbón vegetal y/o el carbón activado puede estar en forma de polvo o granulada, aunque se puede hallar que el uso de la forma granulada remueve en forma más completa las moléculas de aroma y en consecuencia, es preferida. Preferentemente, se utiliza el carbón activado basado en carbón, aunque también se pueden utilizar otros. El carbón activado preferible que se puede utilizar en el proceso descrito en la presente es Noria GAC 1240 Plus o Noria SX Ultra, aunque se puede utilizar cualquier otro carbón vegetal y/o carbón activado como será evidente para un experto en el arte.
El flujo del proceso a través del carbón vegetal y/o del carbón activado generalmente es en la dirección- ascendente, a menos que el lecho del carbón vegetal y/o del carbón activado se fluidifique, en cuyo caso el flujo de la base de bebida que contiene alcohol debe ser en -la dirección descendente, de manera tal que no comprometa las eficiencias del proceso.
Preferentemente, el carbón vegetal y/o el carbón activado se acondiciona. El acondicionamiento implica la remoción de la totalidad del aire desde el recipiente del carbón vegetal y/o del carbón activado para evitar tanto la oxidación del alcohol en la base de bebida que contiene alcohol en otros compuestos de aroma tales como acetaldehído como la canalización a través del recipiente.
El carbón vegetal y/o el carbón activado se puede regenerar usando vapor sobresaturado. Preferentemente, el carbón vegetal y/o el carbón activado se regenera solamente una vez con el vapor sobresaturado, ya que se puede esperar la pérdida de hasta un 15% de la capacidad del carbón nuevo durante el proceso de regeneración. Además, es preferible que el vapor esté libre de productos químicos de tratamiento con agua, que se pueden adsorber sobre el carbón vegetal y/o el carbón activado y se desadsorbe con la base de bebida que contiene alcohol mientras viaja
_. * a través del recipiente del carbón vegetal y/o del carbón activado.
La base de bebida que contiene alcohol se puede enviar a través 5 de la etapa de adsorbente 22 y la etapa de carbón vegetal y/o del carbón activado 24 en cualquier orden, aunque es preferible que se utilice el orden descrito anteriormente ya que es más eficaz al eliminar compuestos de aroma y compuestos colorantes residuales . 10 El análisis del producto permeado desde la etapa de adsorbente 22 y la etapa de carbón vegetal y/o carbón activado 24 puede informar si el adsorbente o el carbón activado se ha agotado. Generalmente, los compuestos de aroma absorben la radiación
15 ultravioleta entre 240 n y 270 nm. En consecuencia, cuando la absorbencia de radiación ultravioleta del producto permeado aumenta en esta etapa, se debe regenerar la resina adsorbente y/o el carbón activado.
20 El procesamiento de la base de bebida que contiene alcohol a través de uno o ambos de la resina adsorbente o el carbón vegetal y/o el carbón activado no altera apreciablemente el contenido de alcohol de la base de bebida alcohólica fermentada.
Los pasos de purificación 12, 14 y 16 descritos en la presente se pueden intercambiar y realizar en cualquier orden. Sin embargo, es preferible que los pasos de purificación se realicen en el orden descrito anteriormente para obtener el producto más deseable en la forma más eficiente que sea posible.
Después de que la base de bebida que contiene alcohol se ha purificado de acuerdo con el proceso descrito anteriormente, se produce una base de bebida que contiene alcohol purificada 125. La base de bebida que contiene alcohol purificada 125 preferentemente se procesa adicionalmente para formar el producto de bebida que contiene alcohol a través del paso 126. Específicamente, se agrega una pluralidad de ingredientes para formar el producto de bebida que contiene alcohol, tal como, por ejemplo, agua, azúcar, jarabe de maíz, conservantes, ácidos cítrico y/o fosfórico, saborizantes y extractos naturales, tampones para ajustar el pH y carbonación. Estos ingredientes se pueden mezclar juntos en forma completa para formar el producto de bebida que contiene alcohol. El producto de bebida que contiene alcohol se puede filtrar para darle transparencia y se puede tratar en forma térmica. El producto comercial final se puede envasar y tapar, o distribuir de otro modo en un recipiente para el uso por los consumidores.
Ej emplo :
El siguiente cuadro ilustra un ejemplo de una base de bebida que contiene alcohol y el análisis de diferentes compuestos y propiedades de la base de bebida que contiene alcohol durante los pasos del proceso de filtración descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención.
Cuadro 1
aABV = alcohol en volumen 2ABW = alcohol en peso 3R.I. = índice reflector 4SpGr a 20°C = gravedad específica a 20°C
5T.A. = Acidez titulable 6NTU = unidades de turbidez nefelométrica
Además, los productos de bebida saborizada fabricados con la base de bebida purificada de la presente invención tienen propiedades de duración mejoradas, comparados con los productos de bebida saborizada fabricados a partir de bases de bebidas no purificadas, tales como bases de bebida de malta que no han pasado por los pasos de purificación descritos en la presente. Específicamente, los productos de bebida saborizada terminada elaborados a partir de las bases de bebidas no purificadas desarrollan las siguientes características en el tiempo y/o después de la exposición a temperaturas aumentadas: 1) un color amarillo; 2) un sabor seco o astringente; 3) una sensación en la boca jabonosa; y 4) un olor amargo o ácido. Los productos de bebida saborizada terminada fabricados a partir de las bases de bebidas purificadas de acuerdo con la presente invención no desarrollaron ninguna de estas características en el tiempo y/o después de la exposición a temperaturas aumentadas.
Se debe entender que diferentes cambios y modificaciones de las realizaciones preferidas actualmente descritas en la presente serán evidentes para un experto en el arte. Esos cambios y modificaciones pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención y sin disminuir sus ventajas concomitantes. En consecuencia, se desea que esos cambios y modificaciones estén cubiertos por las reivindicaciones anexas.
Claims (20)
1. ün proceso para preparar una bebida purificada que comprende los siguientes pasos: Producir una base de bebida; Filtrar la base de bebida usando un proceso de filtración por tamaño molecular; Purificar la base de bebida usando un material de intercambio de iones; Purificar la base de bebida a través de un material seleccionado del grupo formado por un material adsorbente, un material absorbente, un material de función doble y combinaciones de ellos .
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la base de bebida es una base de bebida que contiene alcohol.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el paso de purificar la base de bebida usando una resina de intercambio de iones comprende purificar la base de bebida a través de una resina de intercambio de cationes.
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el paso de purificar la base de bebida usando una resina de intercambio de iones comprende purificar la base de bebida a través de una resina de intercambio de aniones.
5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el paso de purificar la base de bebida usando una resina de intercambio de iones comprende purificar la base de bebida a través tanto de una resina de intercambio de cationes como de una resina de intercambio de aniones.
6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el contenido de alcohol de la bebida purificada no es sustancialmente diferente del contenido de alcohol de la base de bebida que contiene alcohol.
7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material adsorbente comprende un material seleccionado del grupo formado por resina adsorbente, carbón vegetal y carbón activado.
8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que también comprende el paso de: Producir un producto de bebida agregando un material a la bebida purificada.
- 9. Un proceso que comprende los pasos de: Proporcionar una base de bebida; Filtrar la base de bebida usando un proceso de filtración por tamaño molecular para formar un primer producto permeado y un 5 primer producto retenido; Enviar el primer producto permeado a través de un material de intercambio de iones para formar un segundo material permeado y un primer eluato; Enviar el segundo material permeado a través de un material 10 adsorbente o un material absorbente para formar un tercer producto permeado y un segundo eluato.
10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la base de bebida es una base de bebida que contiene alcohol. 15
11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el material de intercambio de iones comprende un material seleccionado del grupo formado por un material de intercambio de cationes y un material de intercambio de aniones. 20
12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el material de intercambio de iones comprende tanto un material de intercambio de cationes como un material de intercambio de aniones.
13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el material adsorbente comprende un material seleccionado del grupo formado por carbón vegetal, carbón activado, y mezclas de carbón vegetal y carbón activado.
14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el material adsorbente comprende tanto una resina adsorbente como un material seleccionado del grupo formado por carbón vegetal, carbón activado y mezclas de carbón vegetal y carbón activado.
15. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende el paso de: Retener el primer producto retenido.
16. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende el paso de: Retener el primer eluato.
17. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende el paso de: Retener el segundo eluato.
18. Un producto de bebida elaborado a partir de la base de bebida purificada de acuerdo con la reivindicación 1.
19. El producto de bebida de acuerdo con la reivindicación 18, que tiene una duración aumentada comparado con un producto de bebida elaborado con una base de bebida no purificada.
20. ün producto de bebida elaborado a partir de la base de bebida purificada de acuerdo con la reivindicación 9.
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