Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2020107776 - SYSTÈME ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION SIMULTANÉE DE VIN SANS ALCOOL ET DE LIQUEUR À HAUT VOLUME D'ALCOOL

Document

说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1  

说明书

发明名称 : 一种同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统和方法

技术领域

[0001]
本发明属于渗透汽化膜分离技术领域,具体涉及一种同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统和方法。

背景技术

[0002]
葡萄酒是以葡萄为原料酿造的一种果酒。其酒精度高于啤酒而低于白酒。营养丰富,保健作用明显。有人认为,葡萄酒是最健康最卫生的饮料之一。它能调整新陈代谢的性能,促进血液循环,防止胆固醇增加。还具有利尿、激发肝功能和防止衰老的功效。也是医治心脏病的辅助剂,可预防坏血病、贫血、脚气病、消化不良和眼角膜炎等疾病。常饮葡葡酒患心脏病率减少,血脂和血管硬化降低。
[0003]
近几年来,随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,以及交管部门对酒后驾车行为的严格监管,无醇及低醇葡萄酒的受众越来越广。这类饮料由于酒精含量低,减少了酒精对人体的危害,同时很大程度上保持了其原有的风味及营养价值,特别适合女士、老人、儿童、司机、疾病患者及时尚青年等各类人群的需要。在以上背景下,国际上,十分看好无醇及低醇葡萄酒的市场前景,目前正在积极研制并生产这方面的产品。
[0004]
2003年1月1日起实施的《中国葡萄酒技术规范》中明确定义无醇葡萄酒是指采用鲜葡萄或葡萄汁经过全部或部分发酵,经特种工艺脱醇加工而成的饮料酒,所含酒度不超过1%(v/v)。世界上生产无醇酒精饮品的方法主要有两类。一类是用限制发酵的方法降低制酒发酵过程中生成的乙醇含量,另一类是制成酒精饮料后再脱除其中含有的酒精。前一类方法主要包括专一酵母发酵,改变糖化工艺和改变发酵工艺等,其无须额外的设备投资,但工艺过程复杂,而且在限制乙醇生成的同时,也在很大程度上限制了酒中其他风味物质的生成,造成酒品质的下降。八十年代以来,关于后一类方法的研究层出不穷,已基本取代了前类技术。这类研究方法主要包括蒸馏、萃取、膜分离、超临界、冷冻结晶等单元操作。其中渗透汽化法是目前用于制备无醇发酵饮料的一种新型膜分离方法。它是在液体混合物中组分蒸汽压差的推动下,利用组分通过膜的溶解与扩散速率的不同来实现分离。这种技术应用于葡萄酒脱醇的显著优势是可在常压略高于室温下操作,这就避免了蒸馏等传统技术中加热操作对酒饮料品质带来的不利影响。而且过程中不需要引入其它化学试剂,避免了产品的污染。同时,渗透侧收集到的高酒精度酒还可以作为生产其他酒类饮料的原料,可谓一举两得。因此渗透汽化过程应用于酒精饮料脱醇领域具有巨大的优势和潜力。
[0005]
发明内容
[0006]
本发明的目的是提供一种从普通葡萄酒中制取无醇葡萄酒饮料,并同时获得高酒精度酒的系统和方法。在保留葡萄酒营养成分和功效的同时,消除酒精给人体带来的负面影响,获取的高度酒还可用来制取其他烈性酒。该工艺具有效率高、流程可靠、适用于工业生产等特点。
[0007]
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0008]
一种同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,包括一级膜分离系统和二级膜分离系统,所述一级膜分离系统的进口连接原料,所述一级膜分离系统的渗透侧连接所述二级膜分离系统的进口,
[0009]
所述一级膜分离系统及所述二级膜分离系统均包括优先透有机物渗透汽化膜。
[0010]
进一步的,所述同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统还包括原料罐和一次渗透液罐,
[0011]
所述一级膜分离系统的渗余液出口连接所述原料罐,
[0012]
所述一次渗透液罐的进口连接所述一级膜分离系统的渗透液出口,所述一次渗透液罐的出口连接所述二级膜分离系统的进口,所述二级膜分离系统的渗余液出口连接所述一次渗透液罐。
[0013]
进一步的,所述一级膜分离系统的渗透液出口处还设置有第一冷却装置。
[0014]
进一步的,所述二级膜分离系统的渗透液出口处还设置有第二冷却装置。
[0015]
进一步的,所述一级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第一泵。
[0016]
进一步的,所述一级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第一预热器。
[0017]
进一步的,所述一级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第一换热器。
[0018]
进一步的,所述二级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第二泵。
[0019]
进一步的,所述二级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第二预热器。
[0020]
进一步的,所述二级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第二换热器。
[0021]
进一步的,所述一级膜分离系统的渗透液出口处还连接有真空系统。
[0022]
进一步的,所述二级膜分离系统的渗透液出口处还连接有真空系统。
[0023]
进一步的,所述优先透有机物渗透汽化膜是能够将有机物优先在渗透侧富集的膜。由基膜与分离层构成,所述基膜的材质为磺化聚芳醚酮。
[0024]
进一步的,所述磺化聚芳醚酮优选为磺化聚醚酮(SPEK)或磺化聚醚酮醚酮酮(SPEKEKK)。
[0025]
进一步的,所述基膜的孔径为5nm~80nm,优选8~20nm。
[0026]
进一步的,所述分离层的材料为亲有机物膜材料或改性的亲有机物膜材料。所述的改性亲有机膜材料为低表面能材料,改性的物质为无机引入物或有机功能基团。
[0027]
优选的,所述的分离层的材料包括疏水纳米二氧化钛和端氨基改性的聚二甲基硅氧烷。
[0028]
优选的,所述端氨基聚二甲基硅氧烷的氨值为0.2~0.8。
[0029]
优选的,所述疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~2:100。
[0030]
所有膜组件以及与酒样接触的管路、阀门、储罐等均满足食品级安全要求。
[0031]
本发明还提供了采用上述系统同时制取无醇葡萄酒和高度酒的方法,包括以下步骤:
[0032]
以发酵产生的葡萄酒为原料,所述原料温度为35~45℃;首先将所述原料送入一级膜分离系统,所述一级膜分离系统的渗透侧压力维持在5~10kPa,原料中的乙醇及香味物质以蒸汽形式透过膜形成酒精度为28~32°的一级渗透液,一级渗余液为酒精度小于0.5°的无醇葡萄酒;所述一级渗透液以35~45℃进入二级膜分离系统,渗透侧压力为5~10kPa,一级渗透液中的乙醇和香味物质以蒸汽形式透过膜形成二级渗透液,二级渗透液即为提浓后的高度酒。
[0033]
最终,本工艺可从一级膜分离系统中收集到无醇葡萄酒,原料酒中的营养成分得以很好地保留;同时在二级分离系统的产品罐中得到高度酒,用以制取其他烈性酒。
[0034]
优选的,一级膜分离系统的渗透液出口处设置的第一冷却装置,其冷却温度为-10℃~-5℃。
[0035]
优选的,二级膜分离系统的渗透液出口处设置的第二冷却装置,其冷却温度为-15℃~-8℃。
[0036]
优选的,所述原料通过第一预热器和/或第一换热器控制其进入一级膜分离系统的温度。
[0037]
优选的,所述一级渗透液通过第二预热器和/或第二换热器控制其进入二级膜分离系统的温度。
[0038]
优选的,所述原料为红葡萄酒、白葡萄酒、粉红葡萄酒或气泡葡萄酒。
[0039]
其中,原料升温至35-45℃后送入膜分离系统,一方面为了获得更好的分离效果,一方面为了不破坏原料酒中的风味成分和营养物质。
[0040]
其中,原料经过一级膜分离系统循环一定时间后,原料侧酒样酒精度低于0.5°,属于无醇葡萄酒;渗透侧液体酒精度在30~36°之间。
[0041]
其中,一级膜分离系统中收集到的无醇葡萄酒保留了原酒的大部分营养成分。
[0042]
其中,一级膜分离系统中得到的一级渗透液加热至35~45℃后进入二级膜分离系统,最终得到的渗透液酒精度超过60°。该渗透液可作为制作白兰地或其他烈性酒的原材料。
[0043]
本发明涉及的渗透汽化膜分离技术是最具发展潜力的酒精饮料脱醇技术之一,具有脱醇效率高、不影响葡萄酒品质、能耗低、无污染、操作简单等特点。
[0044]
采用上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
[0045]
1.可以在较低温度下有效脱除葡萄酒中的酒精。在不破坏葡萄酒中营养成分的前提下,制 取饮用场合更广的无醇葡萄酒,极大地拓展了葡萄酒销售市场。
[0046]
2.在制取无醇葡萄酒的同时,还能得到高度酒,可作为生产白兰地等烈性酒的原料,实现葡萄酒最大程度的资源化利用。
[0047]
3.本发明涉及的技术是物理过程,不引入新的化学成分,不会对葡萄酒和高度酒产生负面有害成分。
[0048]
4.综上所述,采用优先透有机物膜分离技术,处理发酵产生的葡萄酒,获取无醇葡萄酒的同时还能得到高度酒另作他用,最终会为葡萄酒生产企业带来丰厚的利润回报。

附图说明

[0049]
图1是本发明所述同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统结构示意图:
[0050]
其中1是原料罐,2是第一泵,3是第一预热器,4是第一换热器,5是一级膜分离系统,6是第一冷却装置,7是一次渗透液罐,8是第二泵,9是第二预热器,10是第二换热器,11是二级膜分离系统,12是第二冷却装置,13是高度酒储罐,14是真空系统;图中6、12的左右两侧箭头表示制冷剂的流动方向。

具体实施方式

[0051]
如图1所示的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,包括一级膜分离系统和二级膜分离系统,所述一级膜分离系统的进口连接原料,所述一级膜分离系统的渗透侧连接所述二级膜分离系统的进口,
[0052]
所述一级膜分离系统及所述二级膜分离系统均包括优先透有机物渗透汽化膜。
[0053]
所述同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统还包括原料罐和一次渗透液罐,
[0054]
所述一级膜分离系统的渗余液出口连接所述原料罐,
[0055]
所述一次渗透液罐的进口连接所述一级膜分离系统的渗透液出口,所述一次渗透液罐的出口连接所述二级膜分离系统的进口,所述二级膜分离系统的渗余液出口连接所述一次渗透液罐。
[0056]
所述一级膜分离系统的渗透液出口处还设置有第一冷却装置。
[0057]
所述二级膜分离系统的渗透液出口处还设置有第二冷却装置。
[0058]
所述一级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第一泵。
[0059]
所述一级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第一预热器。
[0060]
所述一级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第一换热器。
[0061]
所述二级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第二泵。
[0062]
所述二级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第二预热器。
[0063]
所述二级膜分离系统与所述原料罐之间还设置有第二换热器。
[0064]
所述一级膜分离系统的渗透液出口处还连接有真空系统。
[0065]
所述二级膜分离系统的渗透液出口处还连接有真空系统。
[0066]
所述优先透有机物渗透汽化膜是能够将有机物优先在渗透侧富集的膜。由基膜与分离层构成,所述基膜的材质为磺化聚芳醚酮。
[0067]
所述磺化聚芳醚酮优选为磺化聚醚酮(SPEK)或磺化聚醚酮醚酮酮(SPEKEKK)。
[0068]
所述基膜的孔径为5nm~80nm,优选8~20nm。
[0069]
所述分离层的材料为亲有机物膜材料或改性的亲有机物膜材料。所述的改性亲有机膜材料为低表面能材料,改性的物质为无机引入物或有机功能基团。
[0070]
所述的分离层的材料包括疏水纳米二氧化钛和端氨基的聚二甲基硅氧烷。
[0071]
所述端氨基聚二甲基硅氧烷的氨值为0.2~0.8。
[0072]
所述疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~2:100
[0073]
所有膜组件以及与酒样接触的管路、阀门、储罐等均满足食品级安全要求。
[0074]
使用时,以发酵产生的葡萄酒为原料,所述原料通过第一预热器和/或第一换热器控制其温度为35~45℃;将所述原料送入一级膜分离系统,所述一级膜分离系统的渗透侧压力维持在5~10kPa,一级膜分离系统的渗透液出口处设置的第一冷却装置,其冷却温度为-10℃~-5℃,原料中的乙醇及香味物质以蒸汽形式透过膜后在渗透侧冷凝,形成酒精度为28~32°的一级渗透液,一级渗余液为酒精度小于0.5°的无醇葡萄酒,所述一级渗透液通过第二预热器和/或第二换热器控制其温度为35~45℃进入二级膜分离系统,渗透侧压力为5~10kPa,二级膜分离系统的渗透液出口处设置的第二冷却装置,其冷却温度为-10℃~-5℃,一级渗透液中的乙醇和香味物质以蒸汽形式透过膜并在渗透侧冷凝形成二级渗透液,二级渗透液即为提浓后的高度酒。
[0075]
实施例1
[0076]
采用上述系统,其中优先透有机物渗透汽化膜的基膜的材质为磺化聚醚酮(SPEK),基膜的孔径为80nm,分离层的材料为端氨基的聚二甲基硅氧烷,端氨基的聚二甲基硅氧烷的氨值为0.2,疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5:100。原料罐中注入50kg葡萄酒原料(酒精度12.5v/v%),加热至45℃后经原料泵送入一级膜分离系统。原料侧进行循环流动,渗透侧抽真空,真空压力为5000Pa。渗透侧蒸气在第一冷却装置中被液化收集,冷凝温度维持在-10℃,渗透液酒精度为36°,渗透通量为0.72kg/m 2h。一级渗透液作为二级膜分离工艺的原料液,在45℃下循环,渗透侧抽真空,真空压力为5000Pa。乙醇和香味物 质透过膜后进一步被富集,在二级膜分离系统的渗透侧经第二冷却装置于-15℃冷凝得到提浓后得到酒精度为64°的高度酒,渗透通量为0.85kg/m 2h。
[0077]
实施例2
[0078]
采用上述系统,其中优先透有机物渗透汽化膜的基膜的材质为磺化聚醚酮醚酮酮(SPEKEKK),基膜的孔径为20nm,分离层的材料为端氨基改性的聚二甲基硅氧烷,端氨基的聚二甲基硅氧烷的氨值为0.4,疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为1:100。原料罐中注入50kg葡萄酒原料(酒精度12.5v/v%),加热至35℃后经原料泵送入一级膜分离系统。原料侧进行循环流动,渗透侧抽真空,真空压力为10000Pa。渗透侧蒸气在第一冷却装置中被液化收集,冷凝温度维持在-10℃,渗透液酒精度为30°,渗透通量为0.55kg/m 2h。一级渗透液作为二级膜分离工艺的原料液,在35℃下循环,渗透侧抽真空,真空压力为10000Pa。乙醇和香味物质透过膜后进一步被富集,在二级膜分离系统的渗透侧经第二冷却装置于-15℃冷凝得到提浓后得到酒精度为60°的高度酒,渗透通量为0.71kg/m 2h。
[0079]
实施例3
[0080]
采用上述系统,其中优先透有机物渗透汽化膜的基膜的材质为磺化聚醚酮醚酮酮(SPEKEKK),基膜的孔径为8nm,分离层的材料为端氨基改性的聚二甲基硅氧烷,端氨基的聚二甲基硅氧烷的氨值为0.6,疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为1.5:100。原料罐中注入50kg葡萄酒原料(酒精度12.5v/v%),加热至35℃后经原料泵送入一级膜分离系统。原料侧进行循环流动,渗透侧抽真空,真空压力为10000Pa。渗透侧蒸气在第一冷却装置中被液化收集,冷凝温度维持在-5℃,渗透液酒精度为30°,渗透通量为0.55kg/m 2h。一级渗透液作为二级膜分离工艺的原料液,在45℃下循环,渗透侧抽真空,真空压力为5000Pa。乙醇和香味物质透过膜后进一步被富集,在二级膜分离系统的渗透侧经第二冷却装置于-10℃冷凝得到提浓后得到酒精度为62°的高度酒,渗透通量为0.78kg/m 2h。
[0081]
实施例4
[0082]
采用上述系统,其中优先透有机物渗透汽化膜的基膜的材质为磺化聚醚酮(SPEK),基膜的孔径为5nm,分离层的材料为端氨基改性的聚二甲基硅氧烷,端氨基的聚二甲基硅氧烷的氨值为0.8,疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为2:100。原料罐中注入50kg葡萄酒原料(酒精度12.5v/v%),加热至45℃后经原料泵送入一级膜分离系统。原料侧进行循环流动,渗透侧抽真空,真空压力为5000Pa。渗透侧蒸气在第一冷却装置中被液化收集,冷凝温度维持在-8℃,渗透液酒精度为30°,渗透通量为0.73kg/m 2h。一级渗透液作为二 级膜分离工艺的原料液,在35℃下循环,渗透侧抽真空,真空压力为8000Pa。乙醇和香味物质透过膜后进一步被富集,在二级膜分离系统的渗透侧经第二冷却装置于-8℃冷凝得到提浓后得到酒精度为63°的高度酒,渗透通量为0.76kg/m 2h。

权利要求书

[权利要求 1]
一种同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,包括一级膜分离系统和二级膜分离系统,所述一级膜分离系统的进口连接原料,所述一级膜分离系统的渗透侧连接所述二级膜分离系统的进口, 所述一级膜分离系统及所述二级膜分离系统均包括优先透有机物渗透汽化膜。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,所述同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统还包括原料罐和一次渗透液罐, 所述一级膜分离系统的渗余液出口连接所述原料罐, 所述一次渗透液罐的进口连接所述一级膜分离系统的渗透液出口,所述一次渗透液罐的出口连接所述二级膜分离系统的进口,所述二级膜分离系统的渗余液出口连接所述一次渗透液罐。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,所述一级膜分离系统的渗透液出口处还设置有第一冷却装置;所述二级膜分离系统的渗透液出口处还设置有第二冷却装置。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,所述优先透有机物渗透汽化膜由基膜与分离层构成,所述基膜的材质为磺化聚芳醚酮,优选为磺化聚醚酮或磺化聚醚酮醚酮酮;所述基膜的孔径为5nm~80nm,优选8~20nm。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,所述的分离层的材料包括疏水纳米二氧化钛和端氨基改性的聚二甲基硅氧烷;优选的,所述端氨基聚二甲基硅氧烷的氨值为0.2~0.8。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,所述疏水纳米二氧化钛与所述端氨基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~2:100。
[权利要求 7]
根据权利要求1所述的同时制取无醇葡萄酒和高度酒的系统,其特征在于,所有膜组件以及与酒样接触的管路、阀门、储罐等均满足食品级安全要求。
[权利要求 8]
一种采用权利要求1-7任一所述系统同时制取无醇葡萄酒和高度酒的方法,包括以下步骤: 以发酵产生的葡萄酒为原料,所述原料温度为35~45℃;首先将所述原料送入一级膜分离系统,所述一级膜分离系统的渗透侧压力维持在5~10kPa,原料中的乙醇及香味物质以蒸汽形式透过膜形成酒精度为28~32°的一级渗透液,一级渗余液为酒精度小于0.5°的无醇葡萄酒;所述一级渗透液以35~45℃进入二级膜分离系统,渗透侧压力为5~10kPa,一级渗透液中的乙醇 和香味物质以蒸汽形式透过膜形成二级渗透液,二级渗透液即为提浓后的高度酒。
[权利要求 9]
根据权利要求8所述的方法,其特征在于,一级膜分离系统的渗透液出口处设置第一冷却装置,其冷却温度为-10℃~-5℃;二级膜分离系统的渗透液出口处设置第二冷却装置,其冷却温度为-15℃~-8℃。
[权利要求 10]
根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述原料为红葡萄酒、白葡萄酒、粉红葡萄酒或气泡葡萄酒。

附图

[ 图 1]