NO800104L - Fremgangsmaate og innretning for nedsettelse av alkoholinnholdet i alkoholholdige drikkevarer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for nedsettelse av alkoholinnholdet i alkoholholdige drikkevarer som øl, vin o.l., og det særegne ved fremgangsmåten i hen-

hold til oppfinnelsen er at drikkevaren tilføres i en reaksjonsbeholder og samtidig innledes som løsningsmiddel for alkoholen C02som står under trykk og dette får innvirke,

idet arbeidstrykket holdes på minst 5 bar og høyst 250 bar og arbeidstemperaturen innstilles på minst 10°C og høyst 35°C

og deretter avtrekkes det med alkoholanrikede C02, avspennes og innledes i avspenningsbeholderen og den deri oppnådde alkohol på den ene side og det for alkohol befridde C02på

den annen side trekkes ut av avspenningsbeholderen og til slutt uttas drikkevaren som er gjort fattig på alkohol fra reaksjonsbeholderen.

Oppfinnelsen vedrører også en innretning for gjennomføring

av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, omfattende en trykkfast reaksjonsbeholder, som har et innløp for den drikkevare som skal behandles, et utløp for drikkevaren som er behandlet, et innløp for under trykk stående C02såvel som et utløp for alkoholanriket C02og en avspenningsbeholder,

som over en avspenningsventil er forbundet med C02~utløpet av reaksjonsbeholderen, idet avspenningsbeholderen har et utløp for C02og et utløp for alkohol, med en ved utløpet fra reaksjonsbeholderen anbragt avspenningsinnretning, hvori den behandlede drikkevare står i vekselvirkning med C02

og ved hjelp av en eller flere trykksluser for væsker trinn-

vis eller kontinuerlig avlastes for trykket, og for en kontinuerlig fremgangsmåte med en høytrykkssluse på drikkevare-innløpet hvormed drikkevaren kan bringes opp på arbeidstrykket, og en pumpe ved C02~utløpet av avspenningsbeholderen, hvormed det trykkavspente C02på nytt kan bringes under trykk og i kretsløpet kan tilføres innløpet av reaksjonsbeholderen, og det særegne ved fremgangmåten i henhold til oppfinnelsen er at reaksjonsbeholderen har form av et rør, og at det i denne reaksjonsbeholderen ar anordnet to ytterligere, for C02

gjennomtrengelige, men for væske praktisk ugjennomtrengelige, konsentriske rør, idet det innførte C02kan opptas 1 ringrommet mellom det ytre indre rør og reaksjonskarveggen,

mens drikkevaren kan tilføres og fraføres i ringrommet mellom de to indre rør, og det indre indre rør opptar og bortfører det CC>2 som er anriket på alkohol og for en kontinuerlig fremgangsmåte utgjøres høytrykksslusen av en tannhjulspumpe eller en turbokompressor.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

Oppfinnelsen kan også anvendes for nedsettelse av alkoholinnholdet i drikkevarer som befinner seg under gjæring.

Forskjellige metoder for nedsettelse av alkoholinnholdet i alkoholiske drikkevarer har vært kjent i lang tid, således ble f.eks. alkoholfattige ølsorter fremstilt ved anvendelse av spesielle gjærtyper og ved en ufullstendig gjæring.

Smaken av disse øltyper var imidlertid ikke sammenliknbar

med smaken av et vanlig øl, slik at disse metoder ikke fant noen større utberedelse. Man har også forsøkt å fjerne alkohol fra øl ved at vanlig fremstilt øl ble underkastet en vakuum-destillasjon. Imidlertid blir også ved denne metode kvaliteten av et øl negativt påvirket. En først i den senere tid utviklet metode består deri at alkohol fjernes fra et øl ved hjelp av omvendt osmose. Denne metode gir riktignok bedre resultater, men man har hittil ikke klart å finne noe egnet material for fremstilling av de derfor nødvendige, semipermeable membraner.

Også andre fremstillingsmetoder for praktisk alkoholfrie

eller alkoholfattige øltyper er kjent. De metoder hvorved alkoholinnholdet reduseres er f.eks. destillasjon, vakuum-avdamping eller partiell utfrysing. Også en absorpsjon ved hjelp av kiselgel eller porøse absorberende harpikse anvendes. Svakt gjærende gjærtyper eller en gjæringsavbrytelse

er likeledes midler til oppnåelse av en drikkevare med lite alkoholinnhold. Til slutt nevnes en egnet styring av gjæringen, anvendelse av ekstraktfattige vørtere og spesielt den i den senere tid anvendte omvendte osmose.

Ved alle disse metoder dannes imidlertid betraktelig mengder • av gjærings-biprodukter, slik at ved disse kjente metoder reduseres ikke bare alkoholinnholdet, men smaken på ølet blir også redusert.

I DE-AS 1 492 190 er det beskrevet en metode for skilling

av stoffblandinger, hvor stoffblandinger som inneholder organiske forbindelser, oppdeles ved hjelp av en under trykk stående gass.. Denne kjente metode er imidlertid åpenbart ikke anvendbar for fraskilling av lavere alkoholer, da metanol og etanol der er oppført som forbindelser som ikke kan fra-skilles ved hjelp av den nevnte metode.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen består da

i å trekke ut en forut bestemt mengde alkohol fra en alkoholisk drikkevare som øl eller vin, og som gjærende tilstand, uten at kvaliteten av drikkevaren merkbart påvirkes.

Man kan også gå frem på den måte at en drikkevare som befinner seg under gjæring uttas før utløpet av den vanlige totale gjæringstid fra gjæringsbeholderen, innføres i en reaksjonsbeholder og behandles ved en temperatur under 35°C med under trykk stående C02så lenge at den forut bestemte alkoholmengde er trukket ut av drikkevaren ved hjelp av C02-

En således behandlet drikkevare inneholder ennå i stor ut-strekning smaksstoffene av en drikkevare, som har gjennom-

9

løpt den normale gjæringstid, men innholdet av uønskede gjæringsbiprodukter holdes meget lite. Slike gjærings-biprodukter er svovelholdige forbindelser som metylmerkaptan, aldehyder som azetaldehyd, ketoner som diacetyl, estere som isoamylacetat, høyere alkoholer som 2-metylbutanol-l og for-

skjellige fettsyrer. Gjæringen kan på vanlig måte foretas som kaldgjæring eller varmgjæring, idet også en gjæring under trykk kommer i betraktning. Gjæringstidene kan holdes relativt korte, det er f.eks. tilstrekkelig med 1/10 til 1/2 av den vanlige hovedgjæringstid, foretrukket 1/4 til 1/3 av denne tid. Ved denne forkortelse av denne hovedgjæringstid forkortes den totale fremstillingsfremgangsmåte betraktelig, og dette utgjør en betydelig fordel ved fremgangmsåten i henhold til oppfinnelsen.

I prinsippet er det også mulig at drikkevaren først tas ut

og behandles under ettergjæringen, men da er avkortelsen av den totale fremstillingstid mindre.

Trekkes drikkevaren, f.eks. øl under gjæring ut under hoved-gjæringstiden, etterfølges dette vanligvis av en ettergjæring, som da likeledes kan holdes forholdsvis kort, idet de under hovedgjæringen dannede gjærings-biprodukter for den største del fjernes og da det ved ettergjæringen ikke tilstrebes noen ytterligere alkoholdannelse. Drikkevaren, som har gjennomløpt de ovenfor beskrevne fremgangmåtetrinn, kan filtreres på i og for seg kjent måte.

Arbeidstrykket i reaksjonsbeholderen bør minst utgjøre 5 bar, men kan dog vesentlig forhøyes, f.eks. til minst 30 bar, hvilket kan ha gunstig virkning både på behandlingstiden som også på graden av alkoholfjernelsen. Et trykk på 80 til 150 bar har vist seg hensiktsmessig, men også høyere trykk opp til 180 eller endog opp til 250 bar kan anvendes. Ved enda høyere trykk er fremgangsmåten ennå gjennomførlig, men om-kostningene for anlegget og driften av dette stiger dog vesentlig.

Temperaturen bør i prinsippet være så lav som mulig, man kan arbeide ned til en nedre temperatur under frysepunkttempera-turen for vannet og endog ned til -10°C, men temperaturer

på 0 til 20°C og høyst 35°C kan anvendes. Behandling-

tiden velges selvfølgelig så kort som mulig, og man kan allerede ved en behandlingtid på \ minutt konstatere en merkbar alkoholfjernelse. For praktiske formål er det imidlertid vanligvisønskelig med lengre behandlingstider, f.eks. mellom 5 og 15 minutter, og etter forholdene med behandlingstider på opp til 1 time.

Behandlingstiden i reaksjonsbeholderen kan man forkorte derved at det sørges for en stor overflate av beholderen, idet fyll-legemer innføres i reaksjonsbeholderen. Disse fyll-legemer bør utfylle reaksjonsbeholderen i det minste til halvparten, men foretrukket til i det minste 2/3.

Forbruket av C02kan variere sterkt, og kan ligge mellom

1 og 150 kg/time og kg drikkevarer alt etter art og alkoholinnhold av drikkevaren. Ved ølet ligger forbruket av C02mellom 1 og 10 0 kg, f.eks. mellom 5 og 50 kg. Regnet på alkoholinnholdet ligger forbruket mellom 10 g og 1 kg/g alkohol når man anvender behandlingstider på \ minutt til 1 time. Med tiltagende behandlingstid blir forbruket høyere.

Alkoholfjernelsen kan være meget vidtgående. Vanlig reduseres alkoholinnholdet til 1 til 2%. En drikkevare med 2% alkohol kan også fremstilles ved en kontinuerlig fremgangsmåte ved at man kontinuerlig nedsetter alkoholinnholdet til 1% og kombinerer denne strøm med drikkevarer som er ført utenom anlegget og blander de to strømmer i en blandebeholder.

Fremgangsmåte kan gjennomføres porsjonsvis eller kontinuerlig. Ved kontinuerlig gjennomføring er det hensiktsmessig med en overvåking ved hjelp av i og for seg kjente elektroniské styrings- og reguleringsinnretninger. Velger man den kon-tinuerlige fremgangsmåte må da både drikkevaren som også

C02under trykk innføres i reaksjonsbeholderen. C02kan

i kretsløpet fra reaksjonsbeholder til avspenningsbeholder

og etter gjenetablering av det nødvendige trykk tilbake-

føres i reaks jonsbeholderen. Det C02som uridér trykk skal ledes i kretsløpet gjennom reaksjonsbeholderen kan uttas fra et forråd, men kan også anvende det CC>2 som dannes ved gjæringen. Dette C02uttas fra den lukkede gjæringsbeholder og bringes ved hjelp av en kompressor til passende trykk og innføres i C02-kretsløpet. Visse vanskeligheter frem-

byr etter forholdene uttagningen av den behandlede drikke-

vare. Avspennes denne drikkevare for hurtig kan det opptre en forstyrrende skumdannelse. Denne kan imidlertid redu-

seres når avspenningen foretas langsomt, f.eks. trinnvis eller kontinuerlig. For at man skal kunne foreta en slik langsom trykkreduksjon, må uttagningen foregå over et eller flere drosselsteder, f.eks. trykksluser for væsker, hvori de enkelte trykknedsettelser foregår. Det er naturlig å

sørge for at drikkevaren under trykkreduksjonen stadig står i kontakt med et med CG^-fyllt rom, slik at C02kan unnvike i dette rom.

Innledningen av C02i reaksjonsbeholderen skjer fordelaktig

med fin fordeling. Denne kan oppnås ved at det i reaksjonsbeholderen innbygges en sperre, som på den ene side er godt gjennomtrengelig for C02, men som på den annen side praktisk forhindrer gjennomtrengning av drikkevaren. Ved denne fine fordeling av C02fremskaffes det en stor overflate for reak-sjonen av C02med alkoholen. En forstørrelse av denne overflate kan også prinsippielt oppnås ved innføring av fyll-

legemer i reaksjonsrommet. Også strømnings-omstyringsinnretninger kan med fordel anvendes. For å unngå en mulig skumdannelse avdekkes heniktsmessig rommet som inneholder drikkevaren mot utløpsstedet for C02fra reaksjonsbeholderen likeledes med en s<p>erre, som i det vesentlige bare slipper igjennom anriket co2.

Den alkohol som oppnås som biprodukt, hvorunder man her for-

står naturlig etylakohol, kan anvendes som brennstoff eller

løsningsmiddel, CG^kan føres i kretsløpet, slik at det knapt opptrer tap.

En eksempelvis utførelsesform av oppfinnelsen beskrives

under henvisning til den vedføyde tegning hvori:

Fig. 1 viser skjematisk en innretning egnet for utførelse av fremgangsmåten, Fig. 2 viser likeledes skjematisk utformingen av en reaksjonsbeholder , Fig. 3 viser en annen utførelsesform av en slik reaksjonsbeholder i snitt, og

Fig. -4 viser et anlegg for behandling av øl under gjæring.

I fig. 2 er reaksjonsbeholderen 1 omgitt med en varmeveksle-kappe 2,som tjener til overholdelse av den forut bestemte ønskede temperatur i reaksjonsbeholderen. Gjennom innlednings-røret 3 innføres den drikkevare som skal behandles etter at den ved en kontinuerlig fremgangsmåte på forhånd er blitt bragt på arbeidstrykket i en trykksluse 4. En slik trykksluse kan f.eks. bestå av en tannhjuls-pumpe. Gjennom ledningen 5 utføres drikkevaren som er behandlet og blir i en i skjematisk antydet innretning 6 etter hvert avspent fra arbeidstrykket. C02innledes gejnnom ledningen 7 under et trykk bestemt av manometeret 8 i reaksjonsbeholderen og uttas ved 9 fra reaksjonsbeholderen under et trykk bestemt av manometeret 10. Ved hjelp av en gjennomstrømningsmåler 11 be-stemmes mengden av C02anriket med alkohol. En varmeveksler 12 kan anordnes for innstilling av temperaturen. En skjematisk antydet avspenningsventil 13 tjener til å redusere arbeidstrykket til en verdi hvor C02 og alkohol da skiller seg fra hverandre i avspenningsbeholderen 14. Den således erholdte alkohol trekkes ut gjennom ledningen 15 og C02gjennom ledningen 16 og bringes på nytt opp på arbeidstrykket i pumpen 17.

Hvis en rensing av C02er nødvendig kan det for dette være'anordnet ehfilterinnretning 18 innkoblet foran varme-veksleren 19.

Ved den i fig. 2 viste utførelsesform av reaksjonsbeholderen 21, omgitt av en varmevekslerkappe 22, innføres den alkoholholdige drikkevare gjennom ledningen 23 i et kammer 24, som på den ene side er avgrenset av veggene i reaksjonsbeholderen og på den annen side av sperrer 25 og 26. Sperren 25, f.eks. en plate av filtermaterial, tjener til å innlede det ved 27 innførte C02i fineste fordeling i det rom som inneholder drikkevaren og forhindre uttreden av drikkevare i COj-innløpet. Det ved alkohol anrikede C02trer da ut fra reaksjonsbeholderen gjennom ledningen 28.

Fig..3 viser skjematisk en annen anordning av en reaksjonsbeholder. Denne beholder består av tre konsentriske trykk-beholdere hvorved den ytre rørformede trykkbeholder 31 ut-gjør den egentlige reaksjonsbeholder, fremstilt f.eks. av stål. I det indre befinner det seg to konsentriske rør 32 og 33 som består av et material som riktignok slipper gjennom C02, men som ikke tillater gjennomslipping av-den flytende drikkevare. Drikkevaren befinner seg i rommet mellom de to indre rør 32 og 33, mens det tilførte C02strømmer i ringrommet mellom reaksjonsbeholderen 31 og det ytre av de to indre rør 32. Det indre rør 33 frafører da C02anriket med alkohol.

I tillegg til den illustrerte innretning kan det være anordnet en ikke vist forbiføringsledning for en drikkevare som ikke har fått sitt alkoholinnhold redusert, og som da kan blandes med den behandlende drikkevare.

Ved det i fig. 4 illustrerte anlegg øl under gjæring uttatt fra en gjæringsbeholder 41 gjennom en ledning 42, hvori det er anordnet en pumpe 43. Ølet innføres gjennom en flerveisventil 4 4 i reaksjonsbeholderen 45 som er forsynt med en kappe 4 6 som tjener til innstilling av temperaturen i reaksjons beholderen. I nærheten av beholderbunnen av denne reaksjonsbeholder er det anordnet en filterplate 47 hvorigjennom det CC>2 som er tilført gjennom ledningen 48 trer inn i reaksjonsrommet. En sikt 49 i den øvre del av reaksjonsbeholderen tjener til fraskilling av skummet for å forhindre at det med alkohol anrikede C02også skal tre ut skum og øl gjennom ledningen 50. I den nederste del av reaksjonsbeholderen 45 er det anordnet et utløp 51 som fører til en flerveisventil 52. Denne ventil har alt etter sin stilling forbindelse med et utløp 53 for øl som har fått alkohol fjernet såvel med et utløp 54 som sammen med et innløp 55 tillater spyling av beholderen for renseformål. CO^uttas enten fra en forråd 59 og tilføres kompressoren 57 over en flerveisventil 56, eller det uttas gjennom sugeledningen 58 fra den lukkede gjæringsbeholder og tilføres alene eller sammen med det fra forrådet 59 stammende CO^til kompressoren. Ledningen 50 fører over en varmeveksler 60 til en avspenningsvientil 61

og derfra til avspenningsbeholderen 62. I denne avspenningsbeholder avspennes C02, drikkevaren trer ut gjennom ledningen 63, mens det avspente CO^tilføres flerveisventilen 56 gjennom ledningen 54, hvorfra det ledes inn i kompressoren 57.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for nedsettelse av alkoholinnholdet i alkoholholdige drikkevarer, som øl eller vin, karakterisert ved at drikkevaren innføres i en reaksjonsbeholder og samtidig innledes CO^ som står under trykk som lø sningsmiddel for alkoholen og bringes til innvirkning, idet arbeidstrykket holdes på minst 5 bar og høyst 250 bar og foretrukket 80 - 150 bar og arbeidstrykket innstilles på minst 10°C og høyst 35°C, foretrukket 0 - 20°C og deretter det med alkohol anrikede CG^ avtrekkes, avspennes og innføres i avspenningsbeholderen og den der oppnådde alkohol på den ene side og det fra alkohol befridde CO^ på den annen side trekkes ut fra avspenningsbeholderen og til slut.t uttas fra reaksjonsbeholderen drikkevaren utarmet på alkohol.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at behandlingstiden innstilles på k minutt til 1 timer, foretrukket 5-15 minutter.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at man ved behandling av øl anvender 1 til 100 kg C02/ time og kg øl.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 3, karakterisert ved at det som utgangs-material anvendes en drikkevare under gjæring, at man før utløpet av den vanlige gjæringstid fjerner dette fra gjæringsbeholderen, innført i en reaksjonsbeholder og behandler det så lenge med under trykk stående CO,, til drikkevaren har fått fjernet den'forut bestemte alkoholmengde, hvoretter den således behandlede drikkevare eventuelt underkastes en ettergjæring.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at uttagningen av drikkevaren under gjæring foretas etter 1/10 opp til halvparten av den vanlige hovedgjæringstid, foretrukket etter 1/4 til 1/3 av denne tid.

6. Fremgansmåte som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at man ved en behandlingstid på h minutt til 1 time lar innvirke 10 g til 10 000 g foretrukket 10 til 1000 g og spesielt 200 til 1200 g C02 på drikkevaren pr. g og time av den alkohol som skal trekkes ut.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at den gjennomføres kontinuerlig.

8. Innretning for utførelse av fremgangsmåten som angitt i et av kravene 1-7, omfattende en trykkfast reaksjonsbeholder som fremviser et innløp for den drikkevare som skal behandles, et utløp for den den drikkevare som er behandlet, et innløp for under trykk stående C02 såvel som et utløp for alkoholanriket C02 og en avspenningsbeholder forbundet med CG^ -utløpet av reaksjonsbeholderen over en avspenningsventil, idet avspenningsbeholderen har et utløp for CO^ og et utløp for alkohol, med en ved utløpet av reaksjonsbeholderen anordnet avspenningsinnretning, hvor den behandlede drikkevare står i vekselvirkning med C02 og ved hjelp av 1 eller flere trykksluser for væsker av avlastes for trykket enten trinnvis eller kontinuerlig, og for en kontinuerlig fremgangsmåte er forsynt med en hø ytrykkssluse ved drikkevareinnløpet hvormed drikkevaren kan bringes opp på arbeidstrykket, og en pumpe ved C02~ utlø pet av avspenningsbeholderen, hvorved det avspente C02 på nytt kan bringes opp på trykket, og kan tilføres i kretsløpet til innløpet av reaksjonsbeholderen, karakterisert ved at reaksjonsbeholderen har form av et rør og at det i denne reaksjonsbeholder er anordnet to ytterligere for C02 gjennomtrengelige men for væske faktisk ugjennomtrengelige konsentriske rør, hvorved i ringrommet mellom det ytre indre rør og reaksjonsbeholder-veggen det innførte C02 kan opptas, mens i ringrommet mellom de to indre rør drikkevaren kan tilføres og fraføres, og det indre rør opptar og frafører det med alkohol anrikede C02 og for en kontinuerlig fremgangsmåte utgjøres høytrykks-slusen av en tannhjul-pumpe eller en turbo-kompressor.

9. Innretning som angitt i krav 8, karakterisert ved at rommet i reaksjonsbeholderen som opptar drikkevaren er fyllt med fyll-legemer eller inneholder strømnings-omstyringsinnretninger.

10. Innretning som angitt i krav 8-9, karakterisert ved at det i C02 -tilbakeløpet er anordnet et klarefilter (18).

11. Innretning som angitt i krav 8-10, karakterisert ved en i CC^ -tilbakeløpet før dets innføring i reaksjonsbeholderen anordnet varmeveksler (19)såvel som eventuelt eh ytterligere varmeveksler (12) i CC^ -overløpet av reaksjonsbeholderen til avspenningsbeholderen.

12. Innretning som angitt i krav 8-11, karakterisert ved en C02 -utløpet av reaksjonsbeholderen anordnet gjennomstrømningsmåler.