RU2046134C1 - Способ селективного удаления нелетучих веществ из безалкогольного или алкогольного напитка или сахарсодержащего раствора - Google Patents
Способ селективного удаления нелетучих веществ из безалкогольного или алкогольного напитка или сахарсодержащего раствора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046134C1 RU2046134C1 SU894743000A SU4743000A RU2046134C1 RU 2046134 C1 RU2046134 C1 RU 2046134C1 SU 894743000 A SU894743000 A SU 894743000A SU 4743000 A SU4743000 A SU 4743000A RU 2046134 C1 RU2046134 C1 RU 2046134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- permeate
- retentate
- separation
- removal
- substances
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 36
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 title claims abstract description 10
- 235000019520 non-alcoholic beverage Nutrition 0.000 title claims abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 9
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 39
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000010352 biotechnological method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 3
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 235000019631 acid taste sensations Nutrition 0.000 claims 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 claims 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 claims 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 abstract description 10
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 abstract 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- -1 fruits Natural products 0.000 description 2
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 235000015197 apple juice Nutrition 0.000 description 1
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 1
- 235000015201 grapefruit juice Nutrition 0.000 description 1
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B35/00—Extraction of sucrose from molasses
- C13B35/08—Extraction of sucrose from molasses by physical means, e.g. osmosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
- A23L2/70—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter
- A23L2/72—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration
- A23L2/74—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration using membranes, e.g. osmosis, ultrafiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
- B01D61/243—Dialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
- C12H1/00—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
- C12H1/12—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation
- C12H1/16—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation by physical means, e.g. irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
- C12H3/00—Methods for reducing the alcohol content of fermented solutions or alcoholic beverage to obtain low alcohol or non-alcoholic beverages
- C12H3/04—Methods for reducing the alcohol content of fermented solutions or alcoholic beverage to obtain low alcohol or non-alcoholic beverages using semi-permeable membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/16—Purification of sugar juices by physical means, e.g. osmosis or filtration
- C13B20/165—Purification of sugar juices by physical means, e.g. osmosis or filtration using membranes, e.g. osmosis, ultrafiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Использование: в безалкогольной или алкогольной промышленности. Сущность изобретения: способ селективного удаления нелетучих веществ из безалкогольного или алкогольного напитка или сахарсодержащего раствора предусматривает их ступенчатое диафрагменное разделение ультрафильтрацией и обратным осмосом на пермеат и ретентат, удаление нелетучих веществ, таких, как сахар и/или кислота, и/или вещества, придающего неприятный вкус, или превращение и использование его в конечном продукте, по которому удаление нелетучих веществ или их превращение осуществляют из ретентата посредством физических или химических, или биотехнологических способов, пригодных для отделения нелетучих веществ, а вещества, оставшиеся после удаления или превращения, по меньшей мере, частично снова подвергают превращению или поступают в конечный продукт. Пермеат после удаления и превращения вещества хотя бы частично возвращают в ретентат после диафрагменного разделения или в контур рециркуляции пермеата, в который вмонтированно устройство для удаления или превращения вещества. Сахар, содержащийся в пермеате или ретентате, превращают ферментацией в спирт, который хотя бы частично удаляют, а пермеат, содержащий ароматические вещества, снова вводят в ретентат или пермеат, содержащий ароматические вещества снова вводят в ретентат или пермеат. При ультрафильтрации граница разделения составляет максимум 5000 Дальтон, диафрагма при диафрагменном разделении подбирается таким образом, что пермеат содержит вещества, которые желательно иметь в конечном продукте, а ретентат вещества, подлежащие удалению или превращению. Напиток или раствор перед ступенчатым диафрагменным разделением подвергают предварительному разделению по диафрагменному принципу, а полученный ретентат вводят в ретентат при диафрагменном разделении, а пермеат после него, при этом граница предварительного разделения лежит ниже границы диафрагменного разделения и подбирается такой, что эта граница раздела находится в граничной зоне обратного осмоса и ультрафильтрации. 16 з. п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к способу селективного удаления нелетучих веществ из безалкогольного или алкогольного напитка или сахарсодержащего раствора, предусматривающему их ступенчатое диафрагменное разделение ультрафильтрацией и обратным осмосом на пермеат и ретентат, удаление нелетучих веществ, таких как сахар и/или кислота, и/или вещества, придающего неприятный вкус, или превращение и использование их в конечном продукте.
Преимущественной областью применения изобретения является обессахаривание главным образом безалкогольных напитков и вместе с тем удаление кислоты и общая очистка как алкогольных, так и безалкогольных напитков (например, вина, пива) из натуральных продуктов таких, как плоды, фрукты, ягоды, виноград, овощи, зерно, соя и продукты животноводства, например молоко. Под общей очисткой понимается преимущественно ликвидация привкуса и удаление кислоты. Вышеупомянутые подлежащие удалению вещества нелетучи. Параллельно с удалением нелетучих веществ при желании могут удаляться и летучие вещества, например ароматические вещества. Доля всех удаляемых веществ составляет менее 25% Удаление сахара и в меньшей степени кислоты и очистка напитков служат цели уменьшения в напитках содержания калорий, уменьшения их сладости, возможности и употребления их диабетиками, снижения кислотности.
Применение мембраноразделительного способа известно при деалкоголизации напитков. При этом летучие спирты отводятся мембраной в пермеат. Однако этот способ не может без изменений применяться для удаления сахара из напитков из-за значительно более высокого молекулярного веса и нелетучих соединений, таких как сахар, кислота, вкусовые вещества, и непригоден для этой цели. Для деалкоголизации мембранным способом необходимы мембраны с очень низкими границами раздела. При применении переменного осмоса и переменного осмоса в сочетании с диализом в зоне чистого осмоса концентрация соли достигает, например, 92-99% относительно 0,5%-ного водного раствора поваренной соли при давлении на диафрагме 40 бар и 20оС. Дальше отделение спирта из пермеат-цикла производится так называемым жидкостно-летучим способом, например перегонкой, нелетучие компоненты, как сахар, кислота, вкусовые вещества, не могут быть таким способом селективно отделены.
В основе изобретения лежит задача поиска способа, свободного от указанных недостатков, который при более высокой экономичности гарантировал бы улучшение качества конечного продукта.
Изобретение решает эту задачу тем, что после прохождения мембранного разделителя отделенное из пермеата или задерживающееся в ретентате вещество физическим, химическим или биотехнологическим способом удаляется или превращается и, наконец, оставшиеся после удаления или превращения вещества хотя бы частично или снова участвуют в процессе, или выводятся в конечный продукт.
Производительность установки может быть повышена, если мембранный разделитель состоит из комбинации диализа и обратного осмоса, а отделение производится при повышенном давлении на мембране и разности концентраций.
Область разделения мембранно-разделительного устройства находится преимущественно в граничной зоне низкомолекулярной и высокомолекулярной или граничной зоне обратного осмоса и ультрафильтрации.
По одному из следующих признаков изобретения мембранный разделитель работает по принципу ультрафильтрации с границей разделения от максимум 5000 Дальтон.
Для удаления вещества из пермеата или из ретентата мембранного разделителя могут с успехом использоваться известные, применяемые среди прочего для отделения нелетучих материалов физические или хроматографические способы, слоистые фильтры, способы, изменяющие вкус подвальной обработки, а также способ экстрагирования жидкость/жидкость или химические способы, такие как способ химического осаждения.
Для удаления веществ их переработкой применяются преимущественно биотехнологические способы, такие как брожение или способ ферментации.
По следующему признаку изобретения пермеат мембранного отделителя хотя бы частично вводится в контур, а устройство для удаления вещества или его превращения устанавливается в контур пермеата.
Управление установкой улучшается тем, что пермеат после удаления вещества или его превращения хотя бы частично возвращается в ретентат за мембранным отделителем.
Для изготовления более или менее сладкого, деалкоголизированного или легкого алкогольного напитка в примере реализации изобретения в контур пермеата помещен ферментатор, в котором содержащийся в пермеате сахар превращается в спирт. Спирт в подключенном деалкоголизирующем устройстве или экстракцией добавлением другого напитка хотя бы частично удаляется, а обессахаренный и деалкоголизированный или содержащий небольшое количество спирта пермеат снова возвращается в контур пермеата за ферментатором.
Чтобы избежать диффундирования большого количества ароматических веществ, в пермеат в соответствии со следующим примером реализации изобретения перед мембранным отделителем устанавливается другой мембранный отделитель, в который вводится сырой сок, когда ретентат со своей стороны подводится в мембранный отделитель, причем пермеат, содержащий ароматические вещества, вводится в ретентат за мембранным отделителем.
Целесообразно границу отделения предварительного отделителя установить ниже границы мембранного отделителя, но все же в границах обратного осмоса и ультрафильтрации.
В другом варианте исполнения изобретения удаление вещества или его превращение производятся со стороны ретентата за мембранным отделением. Мембрана мембранного отделителя подбирается таким образом, чтобы пермеат содержал преимущественно вещества, которые желательно иметь в конечном продукте, а реагент вещества, подлежащие удалению или превращению.
Наряду с применением для изготовления напитков способ может применяться для изоляции или обогащения сахара при его получении из сахарсодержащих растворов, в особенности в связи с сахарным раствором, полученным ферментационным гидролизом целлюлозы, например из дерева.
В особенно выгодном для получения безалкогольных напитков или напитков с ограниченным содержанием спирта варианте изобретения содержащийся в ретентате мембранного разделителя сахар ферментацией превращается в спирт, спирт хотя бы частично удаляется подключенным деалкоголизатором, а затем содержащиеся в пермеате вещества, экстракты, соли, кислоты и т.д. после ферментации и деалкоголизации снова вводятся в ретентат.
Достигнутые при помощи изобретения преимущества заключаются главным образом в том, что комбинацией мембранного способа отделения и последующего удаления вещества или его превращения достигается высокая селективность и вместе с тем качество. Обессахаренный и/или бескислотный напиток, полученный предлагаемым способом, обладает высоким качеством и удовлетворяет требованиям потребителя. Предлагаемый способ позволяет также облагородить напиток удалением привкуса, который может возникнуть из-за использования некачественного исходного материала, плохой переработки или слишком длительного хранения. Обессахаривание и изменение соотношения сахара и кислоты позволяет удовлетворять специфические потребности потребителя, например, изготовлением специальных жаждоутоляющих напитков, таких как яблочный сок с небольшим содержанием сахара и повышенным соотношением кислоты и сахара. Кроме того, в зависимости от зоны отделения мембраны можно получить продукт с хорошим содержанием красящих веществ, экстрактных веществ, дубильных веществ и т.п. Вместе со вкусом можно положительно влиять на запах, например, при помощи вновь образующихся при ферментации ароматических веществ или ликвидацией неприятного запаха адсорбционным или абсорбционным способом.
На фиг. 1 изображена схема установки для осуществления способа с удалением вещества, а также его превращением со стороны пермеата; на фиг.2 установка с обессахариванием путем ферментации и устройством для восстановления запаха; на фиг.3 пример выполнения с удалением вещества или его превращением со стороны ретентата.
Сырой сок, из которого должен быть извлечен сахар, подводится, как это показано на фиг.1, по трубопроводу 1 к диафрагменному разделителю 2. Диафрагменный разделитель состоит из комбинированного устройства диализ обратный осмос, в котором пермеат течет навстречу ретентату. В установке имеется специальный модуль, который позволяет направить пермеат навстречу потоку ретентата. Однако возможно и использование ультрафильтрующего устройства с тем же модулем. Предпочтительная область отделения диафрагменного отделителя находится в низкомолекулярной и высокомолекулярной границах, т.е. между границами обратного осмоса и ультрафильтрации, максимальная граница раздела которых составляет 5000 Дальтон. В этом диапазоне красящие вещества еще остаются. Далее макромолекулярные вещества, например экстрактивные вещества, полифенолы и т.д. проходят через диафрагму в сильно ограниченных количествах.
В пермеатном контуре 3 размещено устройство 5 для селективного удаления вещества или его превращения. По трубопроводу 6 вещества, подлежащие удалению или обработке, как например сахар, кислота, вещества, придающие неприятный вкус, спирт из сахара, соли из сахара или кислота, выводятся из отделителя. Текущий в противоположном ретентату направлении пермеат введен в контур и на нижней стороне снова подводится к диафрагменному отделителю 2. Освобожденный от нежелательных веществ напиток выходит из мембранного отделителя в виде ретентата по трубопроводу 7. Часть пермеата после удаления вещества по трубопроводу 8 снова возвращается в ретентат в диафрагменный отделитель 2.
Устройство 5 удаляет содержащийся в пермеате сахар, кислоту или вкусовое вещество при помощи физических, химических или биотехнологических способов или превращает их в вещества, которые становятся составными частями напитка. Благодаря тому, что диафрагма 4 диафрагменного разделителя 2 подбирается таким образом, что граница разделения ее обеспечивает диффундирование веществ, подлежащих удалению, а со стороны пермеата применяется способ дополнительного селективного удаления веществ, достигается повышенная селективность по отношению к отдельным ступеням. При применении отдельных ступеней возникает опасность удаления слишком многих веществ.
Устройство 5 селективного удаления веществ может действовать, например, в известной мере по принципу выпадения осадков. Для удаления сахара в особенности может применяться известный способ Стефана или ему подобные процессы. Для удаления кислоты более всего подходят способы подвальной обработки, а также ферментные способы. Кроме того, могут быть использованы и хроматографические способы такие, как, например, метод исключения ионов для удаления сахара. Для удаления вкусовых веществ может быть использован способ адсорбции или абсорбции, например, активированным углем. Далее могут применяться многослойные фильтры, причем не только для чисто механической очистки, но и для связывания коллоидов. В принципе для удаления веществ, в том числе и для удаления всех веществ, изменяющих вкус, могут применяться все облагораживающие способы и средства подвальной обработки. При этом способ по изобретению действует тоньше, чем традиционные способы, так как воздействию подвергается только пермеат.
Наконец удаление вещества может производиться посредством экстракции типа жидкость-жидкость. Для этого в контур 3 пермеата вводится минеральная вода и/или хотя бы другой напиток или обычные добавки через трубопровод 9. Обе жидкости вместе с подлежащим удалению веществом, например сахаром, концентрируются в контуре пермеата, а по трубопроводу 10 отводится новый напиток, который теперь содержит сахар, извлеченный из первого напитка. По трубопроводу 11 в новый напиток могут подмешиваться другие добавки. Первый, обессахаренный напиток выходит из диафрагменного отделителя 2 по трубопроводу 7. Для усиления обмена веществ могут быть использованы и соответствующие экстракционные аппараты в традиционном исполнении.
Вместо удаления веществ в устройстве 5 может производиться их превращение. Для этого наиболее подходят уже применяемые в производстве напитков биотехнологические способы. В соответствии с фиг.2 в контуре пермеата установлен ферментатор 12, который перерабатывает содержащийся в пермеате сахар в спирт. Если нужно изготовить легкий алкогольный напиток, спирт остается в пермеате. Поскольку количество получаемого спирта соответствует количеству содержащегося в пермеате сахара, по желанию можно получить более или менее сладкий алкогольный напиток. Для этого остается только добавить какой-либо растворитель, как это делается при деалкоголизации обычными способами, до получения желаемой вязкости напитка. Если желательно уменьшить содержание спирта, применением известных способов пермеат можно частично или полностью деалкоголизировать. Для этого обогащенный спиртом и ферментированный пермеат подводится по трубопроводу 13 к деалкоголизирующему устройству 14, в котором производится удаление спирта. Деалкоголизированный пермеат по трубопроводу 15 снова вводится в конур 3 пермеата за ферментатором 12. Обессахаренный и деалкоголизированный пермеат вместе с водой, экстрактами, кислотой, солями, остатками ароматических веществ, включая новые ароматические вещества, полученные при ферментации, вводятся в нижнюю часть стороны пермеата диафрагменного отделителя 2, а часть их по трубопроводу 8 возвращается в ретентат.
В контуре 3 пермеата может быть предусмотрен процесс удаления из пермеата кислоты устройством 16, в котором из пермеата параллельно удалению сахара или вместо него удаляется кислота.
Вместо деалкоголизирующего устройства 14 по аналогии с описанным способом обессахаривания экстрагированием по типу жидкость-жидкость с введением другого напитка спирт может быть извлечен из пермеата и тем самым получен другой алкогольный напиток.
В качестве следующей меры по превращению вещества могут быть применены ферментные способы в устройстве 5. Эти методы известны, например, под названием навингинеза, применяемого для обезгорчивания сока грейпфрутов. Так как ферменты на стороне пермеата не теряются, практически способ ферментации означает снижение расходов по производству напитков.
Для компенсации воды, которая вместе с подлежащими удалению веществами диффундирует сквозь диафрагм у 4 диафрагменного отделителя 2 в пермеат, в сырой сок перед введением его в диафрагменный отделитель вводится по трубопроводу 17 вода для разбавления напитка. Дальнейшая компенсация потери воды происходит за счет того, что часть обессахаренного или превращенного пермеата по трубопроводу 8 возвращается в ретентат.
Изображенная на фиг.2 установка может дополнительно иметь рекуператор 12 ароматических веществ. Рекуператор состоит из предшествующего по схеме диафрагменному отделителю 2 отделителя 19, который работает во избежание тепловых нагрузок, ухудшающих вкусовые качества напитка, по принципу диафрагменного отделения. Сырой сок по трубопроводу 1 вводится в отделитель 19 и в виде ретентата по трубопроводу 20 поступает в диафрагменный отделитель 2. Преимущественно состоящий из ароматических веществ и небольшого количества сахара пермеат из отделителя 19 по трубопроводу 21 возвращается в ретентат за диафрагменным отделителем 2. Это делается для того, чтобы избежать повреждения или потери слишком большого количества ароматических веществ, диффундирующих при отделении сахара или кислоты через диафрагму 4 отделителя 2 в пермеат, при их обработке. Такое устройство применяется в том случае, когда по соображениям увеличения производительности система работает при относительно высоких давлениях или когда необходимо исключительно высокое качество конечного продукта. Нет необходимости в высокой концентрации и высокой чистоте, так как отделенные ароматические вещества сразу же вновь поступают в ретентат. Однако следует избегать дополнительной концентрации сока. Граница разделения разделителя 19 расположена несколько ниже, чем у диафрагменного разделителя 2, но также, как и у него, лежит в зоне между обратным осмосом и ультрафильтрацией.
На фиг. 3 изображен вариант реализации изобретения, в котором в контуре ретентата для селективного удаления веществ или их превращения за диафрагменным отделителем 2 установлено устройство 5. Мембрана 4 подбирается таким образом, что в ретентате, выходящем из мембранного разделителя 2, остаются главным образом вещества, подлежащие удалению. Для обессахаривания границу разделения диафрагмы 4 целесообразно выбрать в переходной зоне обратного осмоса и ультрафильтрации. Пермеат, вытекающий по трубопроводу 22, содержит главным образом вещества, которые желательно иметь в конечном продукте. Это дает преимущество; напиток не подвергается изменениям вследствие воздействия на него в ходе удаления веществ или их переработки. Процессы, протекающие со стороны ретентата при удалении веществ или их обработке, аналогичны процессам в варианте, изображенном на фиг.1 и 2.
Если в варианте, соответствующем фиг. 3, превращение материала для обессахаривания определенного напитка осуществляется способом ферментации, т. е. в конструкции применен ферментатор 12, то может быть получен напиток с небольшим содержанием спирта, сахара и высоким содержанием ароматических веществ, экстрактов, кислот и солей, выделенных из первоначального напитка. Задерживающийся в ретентате благодаря соответствующему подбору диафрагмы 4 сахар в ферментаторе 12 перерабатывается в спирт. Последующей деалкоголизацией содержание спирта понижается. Потери ароматических веществ при этом невелики, так как содержащиеся в первоначальном напитке ароматические вещества, экстракты, соли, кислоты и в небольших количествах сахар уже до того вместе с водой диффундируют в пермеат, который после обессахаривания и деалкоголизации снова вводится в ретентат и вместе с ретентатом образует новый безалкогольный напиток или напиток с пониженным содержанием спирта.
Кроме того, существует возможность комбинировать установку, изображенную на фиг.3, с установкой, изображенной на фиг.1 или 2.
Claims (17)
1. СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО УДАЛЕНИЯ НЕЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО ИЛИ АЛКОГОЛЬНОГО НАПИТКА ИЛИ САХАРСОДЕРЖАЩЕГО РАСТВОРА, предусматривающий их ступенчатое диафрагменное разделение ультрафильтрацией и обратным осмосом на пермеат и ретентат, удаление нелетучих веществ,таких, как сахар и/или кислота, и/или вещества, придающего неприятный вкус, или превращение и использование его в конечном продукте, отличающийся тем, что удаление нелетучих веществ или их превращение осуществляют из ретентата посредством физических, или химических, или биотехнологических способов, пригодных для отделения нелетучих веществ, а вещества, оставшиеся после удаления или превращения, по меньшей мере частично снова подвергают превращению или поступают в конечный продукт.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ультрафильтрации граница разделения составляет максимум 5000 дальтон.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление нелетучего вещества осуществляют методом химических осадков.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление нелетучего вещества осуществляют хроматографическим способом.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление нелетучего вещества проводят адсорбционным и абсорбционным методом.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление нелетучего вещества проводят с помощью многослойных фильтров.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления нелетучего вещества, придающего неприятный вкус, используют облагораживающие методы и средства подвальной обработки.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление нелетучего вещества проводят экстракцией типа жидкость-жидкость.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление нелетучего вещества осуществляют при помощи обработки ферментативными методами.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пермеат после удаления или превращения вещества хотя бы частично возвращают в ретентат после диафрагменного разделения.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что пермеат хотя бы частично возвращают на диафрагменное разделение вводом его в контур рециркуляции пермеата, в который вмонтировано устройство для удаления или превращения вещества.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащийся в пермеате сахар превращают в ферментере в спирт, который хотя бы частично удаляют деалкоголизирующим устройством или экстракцией путем введения по меньшей мере еще одного напитка, а обессахаренный и безалкогольный или алкогольный пермеат вводят в пермеат за ферментером.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что напиток или раствор перед ступенчатым диафрагменным разделением подвергают предварительному разделению по диафрагменному принципу, а полученный ретентат вводят при ступенчатом диафрагменном разделении, а пермеат, содержащий ароматические вещества, в ретентат после ступенчатого диафрагменного разделения.
14. Способ по пп.1 и 14, отличающийся тем, что граница раздела предварительного разделения лежит ниже границы ступенчатого диафрагменного разделения и выбирается такой, что эта граница раздела находится в граничной зоне обратного осмоса и ультрафильтрации.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление вещества или его превращение в ретентате проводят после диафрагменного разделения.
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диафрагма при диафрагменном разделении подбирается таким образом, что пермеат содержит вещества, которые желательно иметь в конечном продукте, а ретентат вещества, подлежащие удалению или превращению.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что сахар, содержащийся в ретентате, для изготовления безалкогольных напитков или напитков с пониженным содержанием спирта ферментацией превращают в спирт, который хотя бы частично удаляют деалкоголизацией, а содержащиеся в пермеате ароматические вещества, экстракты, соли, кислоты после ферментации и деалкоголизации снова вводят в ретентат.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1672/88 | 1988-05-04 | ||
CH1672/88A CH679459A5 (ru) | 1988-05-04 | 1988-05-04 | |
PCT/CH1989/000075 WO1989010703A1 (en) | 1988-05-04 | 1989-04-26 | Process and installation for selective removal of sugar from beverages |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2046134C1 true RU2046134C1 (ru) | 1995-10-20 |
Family
ID=4215907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894743000A RU2046134C1 (ru) | 1988-05-04 | 1989-04-26 | Способ селективного удаления нелетучих веществ из безалкогольного или алкогольного напитка или сахарсодержащего раствора |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0377685B1 (ru) |
CH (1) | CH679459A5 (ru) |
RU (1) | RU2046134C1 (ru) |
WO (1) | WO1989010703A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616627C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи | Способ переработки конденсата выпарных установок послеспиртовой барды и кормовых дрожжей с применением обратноосмотических установок |
US11299696B2 (en) | 2015-06-22 | 2022-04-12 | Anheuser-Busch Inbev. S.A. | Beer or cider base |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0473744A1 (de) * | 1990-03-21 | 1992-03-11 | BUCHER-GUYER AG Maschinenfabrik | Verfahren zum selektiven entfernen von flüchtigen stoffen aus flüssigkeiten |
CH682636A5 (de) * | 1990-12-21 | 1993-10-29 | Bucher Guyer Ag Masch | Verfahren zum selektiven Entfernen von Zucker aus Getränken. |
ES2095495T3 (es) * | 1991-10-15 | 1997-02-16 | Nutrasweet Co | Separacion de azucares de zumos. |
CH684048A5 (de) * | 1992-01-29 | 1994-07-15 | Bucher Guyer Ag Masch | Verfahren zur Herstellung eines zuckerreduzierten, alkoholfreien Getränkes bzw. eines alkoholreduzierten fermentierten Getränkes. |
WO1993020721A1 (de) * | 1992-04-09 | 1993-10-28 | Bucher-Guyer Ag Maschinenfabrik | Verfahren zur qualitätsoptimierung beim entfernen von zucker aus getränken und anlage zur durchführung des verfahrens |
US5490884A (en) * | 1994-09-09 | 1996-02-13 | Tastemaker | Method and system for extracting a solute from a fluid using dense gas and a porous membrane |
US7022368B2 (en) | 2001-06-26 | 2006-04-04 | Ocean Spray Cranberries, Inc. | Process for producing sugars and acids-rich juice and phytochemical-rich juice |
US6733813B2 (en) | 2001-08-02 | 2004-05-11 | Ocean Spray Cranberries, Inc. | Process for producing acids-enriched juice and acids-reduced juice |
US9220291B2 (en) * | 2006-09-30 | 2015-12-29 | Tropicana Products, Inc. | Method of producing a reduced-calorie food product |
DE102015109344A1 (de) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | Martin Schmitt | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung oder Verminderung von Stickstoff- oder Schwefelverbindungen aus flüssigen Lebensmitteln oder Vorstufen davon |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1411455A (en) * | 1972-06-29 | 1975-10-22 | Pfeifer & Langen | Method of extracting sugar from molasses by the ion exclusion method |
US3865960A (en) * | 1972-07-10 | 1975-02-11 | Karl Wucherpfennig | Stabilization of tartar in wine, grape must, or grape juice |
US3997357A (en) * | 1975-10-17 | 1976-12-14 | The Amalgamated Sugar Company | Continuous process for the recovery of sugar from molasses |
US4333770A (en) * | 1980-09-08 | 1982-06-08 | Uop Inc. | Extraction of sucrose from molasses |
CH664068A5 (de) * | 1984-08-17 | 1988-02-15 | Bucher Guyer Ag Masch | Verfahren zur gewinnung von fluessigkeit aus bei der entsaftung landwirtschaftlicher produkte anfallenden rueckstaenden und vorrichtungen zur durchfuehrung desselben. |
US4643902A (en) * | 1984-09-07 | 1987-02-17 | The Texas A&M University System | Method of producing sterile and concentrated juices with improved flavor and reduced acid |
-
1988
- 1988-05-04 CH CH1672/88A patent/CH679459A5/de not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-04-26 WO PCT/CH1989/000075 patent/WO1989010703A1/de active IP Right Grant
- 1989-04-26 EP EP89904508A patent/EP0377685B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-26 RU SU894743000A patent/RU2046134C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка РСТ N 082/02405, кл. C 12G 3/02, опублик. 1982. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11299696B2 (en) | 2015-06-22 | 2022-04-12 | Anheuser-Busch Inbev. S.A. | Beer or cider base |
RU2616627C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи | Способ переработки конденсата выпарных установок послеспиртовой барды и кормовых дрожжей с применением обратноосмотических установок |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0377685A1 (de) | 1990-07-18 |
WO1989010703A1 (en) | 1989-11-16 |
EP0377685B1 (de) | 1992-10-28 |
CH679459A5 (ru) | 1992-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4532140A (en) | Method of manufacturing and processing alcoholic beverages, and alcoholic liquids obtained by performing the method | |
US4499117A (en) | Method of preparing natural beverages having a low alcohol level, using ultrafiltration techniques | |
US4617127A (en) | Production of low alcoholic content beverages | |
EP3224340B1 (en) | Beer concentrate | |
US4988525A (en) | Process for selective removal of volatile substances from liquids, as well as unit and device for carrying out the process | |
RU2046134C1 (ru) | Способ селективного удаления нелетучих веществ из безалкогольного или алкогольного напитка или сахарсодержащего раствора | |
AU2011200575A1 (en) | Juice recovery process | |
US4664918A (en) | Process for reducing alcohol in fermented beverages by means of dialysis | |
US5510125A (en) | Process for selective removal of sugar from beverages | |
JP3482206B2 (ja) | 砂糖を減らした無酒精飲料を製造する方法 | |
Prodanov et al. | Tangential-flow membrane clarification of Malvar (Vitis vinifera L.) wine: Incidence on chemical composition and sensorial expression | |
Cassano et al. | Integration of membrane technologies into conventional existing systems in the food industry | |
WO2018100049A1 (en) | Beer or cider concentrate | |
Wollan | Membrane and other techniques for the management of wine composition | |
JPS603820B2 (ja) | 酸味の改良された天然果汁の製造方法 | |
EP0057785B1 (en) | Process for the preparation of a flavored alcoholic beverage | |
AU2006201593A1 (en) | Process for alcohol production | |
EP2084257B1 (en) | Method for simultaneous concentration and rectification of grape must using nanofiltration and electrodialysis | |
JPS6034171A (ja) | 醗酵による香味をもつ果汁飲料の製造法 | |
US20240002761A1 (en) | Hard seltzer compositions and methods of making | |
Coetzee | Zero alcohol wine–The principle of Reverse Osmosis | |
Lameloise | Filtration Membranes for Food Processing and Fractionation | |
EP1574141A1 (en) | Juice concentration method | |
JPH051708B2 (ru) | ||
CN115044446A (zh) | 一种低醇或无醇啤酒的制备方法 |