JPH029791B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は低アルコール性飲料の製造法に関する
ものである。さらに詳しくは、本発明はビール、
ワイン等のアルコール性飲料からアルコールを除
去して本来の味を保持したままアルコール含量だ
けが低下した飲料を製造する方法に関するもので
ある。 現在の趨勢によれば、ダイエツトの要求が高ま
つており、カロリー摂取量に関心が集まり、低カ
ロリー食品に人々の関心が高まつている。人々の
関心は低カロリー食品だけでなく、このカテゴリ
ーに属する飲料にも向けられている。この現象は
現在多くの低カロリー飲料が市場に出回わつて、
多量に売れていることからも容易に理解できる。
最近、ここ数年間、比較的低カロリーのアルコー
ル性飲料が人気を集めるようになつた。この傾向
は多くのビール愛好家がいわゆるライトビールを
嗜好するようになつてきていることによつて例証
される。ビールまたはワインなどの場合、カロリ
ー源はアルコール含量に見出されるので、比較的
低アルコール含量のもので、しかも一般大衆に受
入れられる味と風味を保持している製品を得るこ
とが必要しされている。 ライトビールの多くの製造業者は、低アルコー
ル含量で比較的低カロリーのもので、しかも一般
大衆に喜ばれるビールの味、風味を保持したビー
ルを製造することが試みられて来た。ここで望ま
しい風味とは、適当な甘味、苦味を備え、後味の
悪くないさわやかなビール独特の麦芽の味を意味
する。この目的を達成する１つの方法としては、
ビールに水を加えて処理して最終製品のアルコー
ル含量を所望する範囲内に調節する方法がある。
これまでアルコール性飲料として特にビールにつ
いてのみ述べて来たが、ワインなどの他の飲料も
このカテゴリーに入り、ビールの処理の場合と同
様に処理されることを理解すべきである。 しかしながら、比較的低アルコール含量の製品
を製造する場合、ビールまたはワインなどのアル
コール性飲料を水で薄めたのでは、アルコール性
飲料独特の風味が得られない問題が生じ、この問
題は特にビール業界において強い。ワイン業界に
おいても同様なジレンマがあり、ワインを作るぶ
どうを初期の段階で採取し、砂糖含量の少ないぶ
どうを作り、ぶどうの醗酵を抑えてライトワイン
を製造する必要に迫られている。これと同様にワ
イン業界は種々の味のワインを製造することに苦
労している。アルコール含量の低い良好な味を有
するアルコール性飲料を製造する別の理由は、ア
ルコール飲料業者はその愛好家が酔つて交通事故
を起こしたりアルコールによつてもたらされる問
題を防止するように求められていることである。 過去に、アルコールを減少させた飲料を製造す
る方法に関する米国特許が従来技術として存在し
ていた。たとえば、米国特許第3291613号は低ア
ルコール飲料の製造法を開示しており、この方法
ではアルコール飲料を加圧下で加熱し、しかる後
その加熱した飲料を真空中で噴霧し、その噴霧に
よつて生じる水滴を集めて飲料を生成している。
しかる後、この飲料を加熱後、真空を施して蒸発
させている。加熱し、しかる後真空蒸発させる工
程を繰返して飲料中のアルコール含量の一部を除
去している。別の米国特許第4401678号は、醗酵
してワインを作るためのグレープジユースを限外
過工程にかけ、アルコールその他の成分を除去
する方法を開示している。限外過を使用する方
法は、本発明の逆浸透装置を使用する方法とは別
固の違つたものである。たとえば、限外過の方
法では互いの成分の分離は成分の分子サイズに基
づいている。分離は比較的大きな孔を有する多孔
性膜を使用して行われ、種々の成分の分子を分子
のサイズに基づいて分離している。この観点か
ら、薄膜は篩として働き、比較的小さなサイズの
分子は通過させ、大きなサイズの分子は排除す
る。 米国特許第3552574号は液状食品から水分を除
去することによつて液状食品を濃縮するのに逆浸
透膜装置を使用しており、膜の表面上に固形物が
蓄積しないように渦流を生じさせる装置を備えて
いる。 さらに、英国特許第1447505号はアルコール含
有の低下した、またはアルコールを含まないビー
ルの製造法を開示している。この特許は回分式濃
縮タイプの装置中で操作する薄膜を使用してビー
ルからエチルアルコールを除去する方法を開示し
ており、処理ビールは工程の前または後のいずれ
かに水で希釈している。しかしながら、このタイ
プの方法は固有の欠点があり、ビール中に存在す
る他の成分の濃度が変わるので、沈殿したり、薄
膜に障害をもたらす他の成分が生成する恐れがあ
る。この沈殿物及び／又は薄膜障害物はビールの
味に悪影響をもたらすだけでなく、薄膜装置の生
産性を低下する欠点がある。さらに、この特許の
方法は、入口圧力を約２〜５気圧（204.6〜
511.5kPa）にして、比較的高い圧力、すなわち
30〜50気圧（3096〜5160kPa）で操作される。こ
れに対し、本発明の方法では、違つた逆浸透膜装
置を使用して約50〜250psi（344.7〜1723.7kPa）、
好ましくは約100psi（689.5kPa）の低い圧力で飲
料のアルコール含量を減少させている。この特許
と本発明の方法との別の相違点は、この特許の膜
はビール中のアルコール及び水だけを通すのに対
し、本発明で使用する半透膜はビール中の他の二
酸化炭素、酢酸エチルなどの成分も通す。 低アルコール性飲料を得る他の方法は、脱水及
び脱アルキル化を同時に行い、しかる後水を加え
て飲料を再生成している。しかしながら、このタ
イプの方法は多くの場合に望ましくない。たとえ
ば、低アルコール製品を得るのに必要なレベルま
でビールを濃縮し、しかる後水を加えてビールを
再生成するのに、工程を約２〜５℃の温度で行う
と、ビール中に存在するプロテインが濃縮中に沈
殿する。水を加えてもプロテインは溶解しないの
で、ビール中に沈殿したままになる。このように
沈殿によつてプロテインが失われることによつ
て、ビール中のプロテインの値が低下する欠点が
ある。この従来法によるさらに他の欠点は、この
ようにして得た低アルコール性飲料の味は最初の
ビールの味と同じでなくなつてしまうということ
である。 これに対し、下記に詳しく述べるように、本発
明の方法では、逆浸透法を利用することによつ
て、プロテインを損失させたり、味を変化させた
りしないで、アルコール含量を所望する値まで低
下させることができる。 前述のように、ビール及びワインなどのアルコ
ール含量の低い、低カロリーの飲料で、しかも最
初の風味その他有効成分が失われていない飲料に
対する要求が高まつている。 従つて本発明の目的は低アルコール性飲料の製
造法を提供することである。 本発明の目的は、さらに最初の飲料の風味、そ
の他の有効成分を失うことなく、アルコール含量
の一部を除去する方法を提供することである。 すなわち、本発明の方法は、アルコール飲料の
アルコール含量を連続的に減少させる方法で、水
とアルコール飲料との混合物を、所定の分離条件
下で半透膜を備えた逆浸透装置に通してアルコー
ル及び水を含む透過物及びアルコール含量の減少
した前記飲料を含む不透過物を形成し、前記透過
物は除去し、前記不透過物の一部は低アルコール
性飲料として回収し、前記不透過物の残りの部分
は前記半透膜に再び接触させる前に新たに補給さ
れる新しいアルコール飲料及び水と混合して前記
逆浸透装置に循環することからなる方法である。 さらに詳しくは、本発明によるアルコール飲料
のアルコール含量を連続的に減少させる方法は、
トルエンジイソシアネートで交叉結合したポリエ
ピクロルヒドリン／エチレンジアミン縮合物から
なる非多孔性ポリマーの薄膜をポリスルホンと複
合させたものからなる半透膜を備えた逆浸透装置
に、水とビールとの混合物を約５〜20℃の温度で
約50〜250psi（344.7〜1723.7kPa）の正味圧力で
通してアルコール及び水を含む透過物と、アルコ
ール含量の減少した前記ビールを含む不透過物と
を形成し、前記透過物は除去し、前記不透過物の
約１〜20％は低アルコール性ビールとして回収
し、前記不透過物の残りの部分は前記半透膜に再
び接触させる前に新たに補給される新しいビール
及び水と混合して前記逆浸透装置に循環すること
からなる方法である。 本発明の他の目的及び実施態様は下記の記載か
らさらに明らかになるであろう。 前述のように、本発明は低アルコール性飲料の
製造法に関するものであり、本発明の方法は所定
量のアルコールを飲料から除去することによつて
なされる。本発明の好ましく実施態様は、従来の
回分式や半回分式の操作とは違つて連続的操作で
行われる。 本発明の方法、連続的供給−流出型の操作であ
る。この連続的操作において、アルコール飲料及
び水は、それを入れた貯蔵器から、または別々の
ところから別々のラインを通じて逆浸透装置に供
給され、そこで飲料を半透膜に通して、膜透過物
と膜不透過物とを形成する。これらの成分の組成
については後に詳細に述べる。分離を行うのに使
用される逆浸透装置は従来公知の種々の逆浸透装
置のいずれでも良い。逆浸透モジユールに使用さ
れる半透膜は非多孔性重合体の薄膜単独または重
合体支持体と複合されたもののいずれでも良い。
これらの薄膜は限外過分離工程で使用されて来
た限外過膜とは違うものである。限外過工程
で使用される膜は逆浸透工程で使用されるものと
は違い、多孔性であり、約10〜500オングストロ
ームの孔を有し、分離される液の種々の成分の分
子はその分子サイズの違いに基づいて分離され
る。これに対して、逆浸透装置で使用される膜は
非多孔性重合体であり、液の成分の分離は非多孔
性膜を通過する種々の成分を透過速度の相対的違
いによつて行われる。成分の透過速度は、非多孔
性ポリマー中の成分の溶解度及び非多孔性ポリマ
ー中の成分の拡散係数によつて決定される。 本発明で使用される薄膜の例としては、不整合
（アシンメトリツク）薄膜、たとえば酢酸セルロ
ース、またはポリアミド、ポリイミド、ポリエー
テル−尿素、ポリエーテル−アミドなどの非セル
ロース薄膜などの公知の非多孔性重合体薄膜があ
る。 これらのポリマーの他に、薄膜複合体として知
られるものも使用し得る。これらの複合体は半透
膜特性を有する超薄膜からなり、前記薄膜はポリ
エピクロルヒドリンなどのアミン変性ポリエピハ
ロヒドリンまたはポリエチレンイミンの溶液を、
アミン変性ポリエピハロヒドリンまたはポリエチ
レンイミンを交叉結合させるモノー、ジーまたは
トリ塩基酸塩化物、たとえば塩化イソフタロイ
ル、脂肪族及び芳香族ジイソシアネート、たとえ
ばトルエンジイソシアネート、チオイソシアネー
ト等の多官能***叉結合剤の溶液と接触させるこ
とによつて製造される。本発明の一実施態様にお
いて、この超薄膜はポリスルホンなどのミクロ多
孔性重合体支持体の片側に取付けられ、支持体の
反対側は必要に応じて綿、タクロンなどの繊維で
裏打ちして補強される。本発明の好ましい実施態
様においては、この薄膜の正味圧力差が400psi
（2757.9kPa）の場合に、塩素イオン排除率97％
より大きいという性質を有する。さらに、この薄
膜の有する別の特性は、アルコールの透過速度が
低圧力差領域においては圧力によつて左右される
が、高圧力差領域においては圧力によつて左右さ
れないということである。 ビールまたはワインなどの低アルコール性飲料
を製造する連続的操作において、膜によつて排除
される（膜を通らない）風味成分を含むアルコー
ル含量の低下した膜不透過物は２つの部分に分割
される。この膜不透過物の一部は系から取出さ
れ、製品として回収され、残りの大部分は新しい
原料飲料及び補充水と混合されて逆浸透装置の半
透膜に循環される。 工程を効率良く、経済的な方法で操作するため
には、諸条件を所定の範囲内に保ち、分離条件は
温度を約５〜20℃にし、かける圧力を約200〜
1000psi（1378.9〜6894.8kPa）にし、正味圧力差
を約50〜250psi（344.7〜1723.7kPa）にするのが
望ましいことが発見された。 前述のように、半透膜は正味圧力が400psi
（2757.9kPa）の時に塩化物イオン排除率が約97
％以上の高い値を有するものである。このように
排除率が高いことは、アルコール性飲料中に存在
する風味成分が膜を通過して透過物に拡散するこ
とを防ぎ、風味成分を不透過物中に保持し、最終
製品中に存在させて飲料の風味を一定に保つため
に必要である。この点はアルコール含量の低下し
たアルコール飲料が最初の風味及び味を保持する
ために必要であり、これが失われると製品の魅力
が著しく低下する。 膜を通つて拡散する透過物はアルコール、特に
エタノール、及び水並びに最終製品の構成成分と
して必要でない他の二酸化炭素、酢酸エチルその
他の成分の混合物からなる。本発明の工程で使用
される圧力はエタノール及び水が半透膜を通過す
るのに効力を有し、飲料から除去されるアルコー
ル及び水の相対量に関係してくる。これはエタノ
ールが溶媒及び溶質の両方の行動を示すことが発
見されたことに基づく。エタノールは、低圧領域
においては、水などの溶媒と同じような挙動を示
し、圧力の増加とともに透過量が増大するが、高
圧領域においては塩化ナトリウムなどの溶質と同
じように、圧力によつて左右されない。本発明の
目的は水に比較してエタノールの膜通過量が最大
になるようにすることであるので、使用される好
ましい圧力はエタノールの実質的透過速度を確保
するのに充分なほど高い値ではあるが、エタノー
ルとともに多量の水が通過してしまうほど高い値
であつてはいけない。従つて、工程は比較的低い
正味圧力差、すなわち約50〜250psi（344.7〜
1723.7kPa）の圧力で操作される。この範囲の圧
力差で操作すると、膜によるアルコールの排除率
は約40〜75％である。 前述のように、膜不透過物は２つの部分に分け
られ、１部は製品として回収され、他の部分は逆
浸透装置に循環される。本発明の好ましい実施態
様では、逆浸透装置に循環される不透過物の量は
約80〜99％であり、残りが製品として回収される
量である。また、逆浸透装置から取出される透過
物の量は１回当り装置で処理される原料全体の約
１〜10％である。膜の透過回収量をこの範囲の値
に保たないと、すなわち、これより多く透過させ
ると、不透過物が濃縮してしまい、プロテイン、
その他の成分が沈殿して飲料の風味及び味を変え
てしまう。また、膜透過量が約１％より少ない
と、逆浸透装置の規模を必要以上に大きくしなけ
ればならず、経済的に実用的でない。 経済的見地から望ましい他の操作条件は水の流
速／新しい飲料の流速の比が約8/1（容積／容積）
を越えないことである。水の使用量がこの比より
多くなると、費用の面で経済的に望ましくない。
一般に、逆浸透装置に入れる新しい原料に加える
水の量は最終製品に所望するアルコール量に応じ
て定められる。たとえば、この8/1の上限に近い
水の量を使用すれば、一般に「アルコール無し」
飲料、すなわちアルコール含量が１％より低い飲
料として扱われる飲料を得ることができる。 本発明の方法を添付図面（第１図）に従つてさ
らに詳しく説明する。コンデンサー、ゲージ、バ
ルブ、レギユレーター、ポンプ等の種々の機械的
装置は、本発明の方法を理解するのに必要なもの
ではないので省略した。これらの説明及び他の必
要な付属物の説明は自明のものである。 第１図は本発明の一実施態様を示す概略図であ
り、ビールまたはワインなどのアルコール性飲料
は貯蔵器または貯蔵タンク１に入れられる。飲料
は貯蔵器１からライン２を通じてポンプ３に送ら
れ、さらにポンプ３からライン４を通じて所定の
圧力で、非多孔性ポリマー半透膜６を備えた逆浸
透装置５に送られる。 逆浸透装置５は公知のいずれの形状でも良く、
逆浸透装置中で飲料は逆浸透膜６と接触して膜透
過物と膜不透過物とを形成する。膜透過物はアル
コール、水及び、場合によつては他の二酸化炭
素、酢酸エチルなどを含み、ライン７を通じて逆
浸透装置５から取出される。膜不透過物は味、香
り等に貢献する物質、並びに飲料の他の構成成分
を含み、ライン１１によつて供給される新しい飲
料のアルコール含量よりアルコール含量が低く、
ライン８を通じて逆浸透装置５から取出される。
前記不透過物の一部はライン９を通じて装置系か
ら取出されて回収され、残りの大部分、すなわち
逆浸透装置５から取出される前記不透過物の約80
〜99％はライン１０を通じて系に循環され、貯蔵
器１から送られる新しい原料と混合される。追加
の新しい飲料及び水は、それぞれライン１１及び
１２を通じて貯蔵器１に補給される。水及び新し
い飲料の供給は前述の範囲内の容積比で行われ
る。 第１図は本発明の一実施態様を例示しているに
過ぎず、本発明はこれに限定されるものでないこ
とを理解すべきである。たとえば、貯蔵器または
貯蔵タンクを省略して、飲料及び水を単一のライ
ン中で混合してポンプ３に送り込んでも良く、あ
るいは別々のラインからポンプ３に送り込んでも
良い。また第１図では単一の逆浸透装置を示した
が、種々のアルコール含量の最終製品を得るため
に複数または多段階の逆浸透装置を使用しても良
い。 本発明は下記の実施例によつてさらに具体的に
説明されるが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 実施例 １ トルエンジイソシアネートで交叉結合したアミ
ン変性ポリエピクロルヒドリンを繊維で裏打ちさ
れた多孔性ポリスルホンと複合させたものからな
る薄膜を有するモジユールを備えた逆浸透装置
に、エタノール含量が４％のビールを供給した。
この装置はさらに熱交換器、ポンプ及び圧力調節
バルブを備えていた。 この装置をビールで約10分間フラツシングさ
せ、しかる後温度を９〜11℃に保ちながら、約
350psi（2413.2kPa）の圧力をかけて、ビールをこ
の装置に連続的に通した。ビールが膜に接触する
正味圧力差は約100psi（690kPa）であつた。ビー
ルを逆浸透装置に、約７ガロン／分（1.6m³／時
間）の速度で、１回当り３％の回収率で透過物流
速を0.2ガロン／分（0.05m³／時間）にして通し
たところ、ビールのエタノール含量は50％減少
し、回収された不透過物は約２％のアルコールを
含有した。 新しいビール及び水をビール１容積に対して水
約２容積の割合で補強しながら、ビールの処理を
約2.5時間行つた。不透過物の所望する製品の回
収は、不透過物の約98％（6.7ガロン／分、すな
わち1.5m³／時間）を装置に循環し、残り約２％
（0.1ガロン／分、すなわち0.02m³／時間）を回収
することによつて行われた。 実施例 ２ 種々の圧力差で逆浸透装置にビールを通し、水
及びエタノールの透過流出値を測定しながら、前
記実験を繰返した。これらの一連のテスト結果を
次表に示す。

【表】 前記表から、好ましい範囲の操作圧力差は約40
〜250psi（276〜1724kPa）であることがわかる。 これらのデータからわかるように、水は従来の
溶媒と同様な行動を示し、透過流出量は半透膜の
前後の圧力差に比例して直線的に変化する。これ
に対し、塩化ナトリウムのような従来の溶質の透
過流出量は圧力差によつて左右されず、半透膜の
前後の濃度勾配によつて決定される。従来の定義
によれば、表１のデータは逆浸透膜で処理する場
合、エタノールは低圧において溶媒としての行動
を示し、高圧においては溶質としての行動を示す
ことがわかつた。飲料からエタノールを除去する
場合、低圧力差の領域で圧力差を大きくしていつ
たエタノールの透過流出量を増加させることが重
要で、約50psi（344.7kPa）より大きい圧力差を使
用した場合、実質的なエタノール透過流出量が得
られ、許容し得る装置規模のものが得られる。エ
タノールの透過流出量は250psi（1723.7kPa）より
大きい圧力差では圧力に左右されないので、この
値より大きい圧力差を使用しても利用がなく、か
えつて貴重な水の透過流出量が増加するので望ま
しくない。従つて、この装置の好ましい操作圧力
差は約50〜250psi（344.7〜1723.7kPa）である。
この範囲内のさらに最適の圧力差はエネルギー費
用、装置、逆浸透装置、水、目的とする利用形態
等を考慮して定められる。 実施例 ３ 前述と同様な操作条件を使用して、実施例１と
同様にビール中のアルコール含量を減少させる操
作を繰返した。この実施例では、１段階ではな
く、２段階の工程を利用して、ビール中のアルコ
ール含量を原料中における４％から不透過物の製
品中における１％まで減少させた。装置に供給す
る水／ビールの容積比は2/1ではなく、4/1とし
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程を示す概略図である。 １……貯蔵器、３……ポンプ、５……逆浸透装
置、６……逆浸透膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルコール性飲料、水及び膜不透過物循環流
   の原料混合物を、50〜250psi（344.7kPa〜
   1723.7kPa）の圧力差を設けた逆浸透分離条件下
   で半透膜に通して、アルコール及び水を含む膜透
   過物及びアルコール含量の減少した前記飲料を含
   む膜不透過物を形成する工程、前記膜不透過物の
   80〜99％を、前記半透膜と接触させる前に新しく
   補給されたアルコール性飲料及び水と混合するた
   めに循環させて前記原料混合物を形成する工程及
   び前記膜不透過物の１〜20％を製品として回収す
   る工程を有し、前記半透膜はアルコールの透過速
   度が低圧力差領域では圧力によつて左右され、高
   圧力差領域では圧力によつて左右されない性質を
   有し、400psi（2757.9kPa）の圧力差において97％
   より高い率で塩化物イオンを排除する特性を有す
   る、アルコール性飲料からアルコール含量を連続
   的に減少させる方法。 ２ 前記半透膜の前記圧力差におけるアルコール
   除去率が40〜75％である特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３ 前記分離条件は温度が５〜20℃で、施す圧力
   が200〜1000psi（1380〜6895kPa）である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記半透膜が非多孔性重合体薄膜を含む特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 前記非多孔性重合体薄膜が重合体支持体との
   複合体である特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 前記非多孔性重合体薄膜をトルエンジイソシ
   アネートで交叉結合したアミン変性ポリエピハロ
   ヒドリン、または塩化イソフタロイルで交叉結合
   したアミン変性ポリエピハロヒドリン、または塩
   化イソフタロイルで交叉結合したポリエチレンイ
   ミンを含む特許請求の範囲第４項記載の方法。