CZ88793A3 - Membrane method of removing alcohol from a natural fermented beverage, and apparatus for making the same - Google Patents

Description

(57) Způsob odstraňování alkoholu z přírodních kvašených nápojů, který zahrnuje (A) případně kontaktování nápojové suroviny s mikrofiltrační membránou za vzniku permeátu a zadrženého podílu, které mají nižší resp. vyšší koncentraci sloučenin způsobujících zákal o vysoké molekulové hmotnosti., (B) případně kontaktování nápojové suroviny nebo permeátu z mikrofiltrace s nanofíltrační membránou za vzniku permeátu a zadrženého podílu s nižší resp. vyšší koncentraci látek vytvářejících aróma a chuťových látek. (C) kontaktování permeátu z mikrofiltrace nebo permeátu z nanofiltrace s membránou k provedení reverzní osmózy, která selektivně propouští ethanol a selektivně zadržuje sloučeniny vytvářející aróma a chuťové látky, za vzniku permeátu a zadrženého podílu s vyšší resp. nižší koncentrací ethanolu a nižší resp. vyšší koncentrací látek vytvářejících aróma a chuťových látek.

1’.'3 '.'C γί“^:

Membránový způsob odstraňování alkoholu z přírodního kvašeného nápoje a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Oblast techniky

Vynález se týká dvoustupňového a třístupňového membránového způsobu odstraňování alkoholu z přírodních kvašených nápojových produktů. Kromě toho se uvedený vynález týká systému vhodného k provádění těchto postupů.

Dosavadní stav techniky

Nealkoholické nápoje a kvašené nápoje s nízkým obsahem alkoholu, jako jsou například různé druhy piva nebo vína, se v poslední době stávají předmětem velkého zájmu, neboť tyto nápoje poskytují tradiční chuť a vůni piva a vína aniž by projevovaly nezdravé a sociálně nepříznivé vedlejší účinky vyplývající z obsahu alkoholu. Kromě toho je nutno uvést, že mnoho lidí se stále více zajímá o svůj kalorický příjem, což znamená, že jejich zájem je soustředěn na nápoje a potraviny s nízkým kalorickým obsahem. Z výše uvedeného vyplývá, že se v poslední době stávají stále populárnějšími alkoholické nápoje s nižším kalorickým obsahem. Hlavním zdrojem kalorického obsahu v pivu a vínu je obsah alkoholu v těchto nápojích, takže je žádoucí a potřebné produkovat pivo a víno s nízkým obsahem alkoholu nebo nealkoholické pivo a víno, přičemž je nezbytné u těchto nápojů udržet chuť a vůni piva a vína.

Pivo a víno s nízkým obsahem alkoholu a nealkoholické druhy piva a vína se na trhu objevují již celou řadu let, ovšem metody, které se aplikují při výrobě těchto druhů piva a vína způsobují vznik nežádoucí vedlejší chuti a buketu.

Například je možno alkohol z těchto nápojů oddesxilovax, ovšem při xomxo posxupu se pivo nebo víno vaří nebo přinejmenším denaturuje, přičemž se věxšina chuťových láxek a láxek vyxvářejících aroma odsxraní nebo přemění. Podle jiné mexody se snížení obsahu alkoholu dosahuje ředěním vodou. Tyxo úpravy se ovšem projeví ve slabé chuxi, kxerou je možno předpokládax při ředění piva nebo vína vodou.

Podle dosavadního sxavu xechniky exisxuje několik metod odstraňování nebo snížení hladiny alkoholu v přírodních kvašených nápojích, při kterých se používá nebo u nichž je zařazen membránový oddělovací stupeň. V patentu Spojených států amerických č. 4 499 117, jehož autorem je Bonneau, se popisuje třístupňový postup sestávající z prvního stupně, kterým je nanofiltrace používající nanofiltrační membránu oddělující frakci látek s molekulovou hmotností asi 10 000, po kterém následuje druhý stupeň, kterým je jednostupňová reverzní osmóza zpracovávající ultrafiltrační permeát, přičemž se v tomto stupni používá membrána pro reverzní osmózu Degremontova typu vyrobená z aromatických polyamidových dutých vláken, která vykazuje oddělení frakce látek s molekulovou hmotností přibližně 250. V následujícím stupni se permeát ze stupně, ve kterém se provádí reverzní osmóza, podrobí vakuové destilaci, přičemž se v tomto stupni používá tlaku asi 0,015 MPa a teploty přibližně 45 ’C. Produktem tohoto procesu je zadržený podíl z uvedených tří stupňů, který se potom v následné fázi rekombinuje. Pokud se týče tohoto procesu je nutno poznamenat, že významný podíl chuťových sloučenin a látek vytvářejících aroma projde membránou použitou k provedení reverzní osmózy, přičemž tyto látky jsou v dalším stupni podrobeny destilačnímu zpracování. V oblasti uvedených teplot přibližně 45 ’C jsou tyto chuťové látky a látky vytvářející aroma negativně změněny, čímž se zhoršuje chuť a buket takto připraveného konečného nápoje.

V patentu Spojených států amerických č. 4 612 916, jehož autorem je Goldstein, se popisuje použiti reverzní osmotické membrány k odstranění alkoholu z vína a nápojů vyráběných ze sladu. Konkrétně se v tomto patentu popisuje postup, při kterém je možno uvedené nápoje připravit tak, že se tradičně připravená nápojová surovina běžnými kvasnými postupy podrobí zpracování reverzní osmózou, při které se používá kompozitní membrány ve formě tenkého filmu, která má polyamidovou aktivní vrstvu na mikroporézním polysulfonovém nosičovém materiálu. Tato membrána zadržuje těkavé látky a další chuťové složky piva a umožňuje, aby 25 % až 30 % alkoholu obsaženého v nápoji prošlo touto membránou. V tomto Goldsteinově patentu se porovnávaj í membrány kompozitního typu ve formě tenkého filmu s membránami na bázi acetátu celulózy, přičemž je zde demonstrováno, že při použití tenkého filmu kompozitní membrány je zadrženo 99 % chuťových látek a látek vytvářejících aroma, přičemž při použití asymetrické membrány na bázi acetátu celulózy je zadrženo pouze asi 16 % těchto těkavých látek.

V patentu Spojených států amerických č. 4 441 678 se uvádí použití nanofiltrace jak v případě šťávy z vinných hroznů tak i zkvašeného vinného produktu připraveného z této šťávy. Podle tohoto patentu se šťáva u vinných hroznů a víno vedou membránou oddělující frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 175 do 200 za účelem oddělení methylanthranilátu a jiných závadných chuťových složek obsažených ve vinných hroznech druhu Labrusca.

V patentu Velké Británie č. 2 133 418A. jehož autorem je Keufner, který byl publikován 25. července 1984, se popisuje způsob zkoncenxrováni piva a vína, při kxerém se xyxo nápojové suroviny vedou reverzní osmoxickou semipermeabilní membránou a v další fázi se k tomuto produkxu přidává voda, čímž vznikne rekonsxixuovaný nápoj. Touxo vodou, použixou pro rekonsxixuování, může býx voda zpracovaná reverzní osmózou, ze kxeré bylo odsxraněno 99 % minerálních složek. Uvedenou membránou je tenký kompozixní film na polymerním nosičovém maxeriálu. Tento sysxém používající reverzní osmózu pracuje při xeploxě v rozmezí od asi -2 °C do asi 40 °C a při xlaku v rozmezí od asi 689,5 kPa do asi 758,5 kPa, přičemž se používá neoxidační axmosféry vyxvořené použixím oxidu uhličixého. Voda použitá pro rekonsxixuování se přidává až po dokončení procesu reverzní osmózy. Při provádění posxupu podle xohoxo paxenxu je možno dosáhnoux odsxranění přibližně 45 % alkoholu a 75 % vody ze zpracovávaného piva. Získané výsledné pivo obsahuje 2,3 % hmoxnosxních alkoholu. Ze xří vyrobených vzorků měl jeden slabou příchutí po spálení pokud se xýče aróma a další vzorek byl chuťově slabý, což naznačovalo, že po zředění nezůsxalo v konečném produkxu dosxaxečné množsxví základních složek. Nápoje připravované podle xohoxo paxenxu je možno charakxerizovax jako lehká piva s nízkým obsahem alkoholu.

Podle belgického paxenxu č. 717 847 (z prosince 1968) , jehož majitelem je firma Guinness Company, se používá metody reverzní osmózy a neoxidační axmosféry k produkování koncentrátu, kxerý se potom dopravuje na místo určení, kde se provádí rekonsxixuování alkoholem produkovaným na tomto místě. Ve výhodném provedení se při tomto postupu používá membrány z acetátu celulózy podle patentu Spojených států amerických č. 3 133 132. Rovněž se zde uvádí možnost použití membrány z polyvinylacetátu a polyakrylátů. Podle tohoto patentu je chráněn postup, při kterém se provádí rekonstituování nápoje až po transportování stejným objemem alkoholu a vody nebo samotnou vodou, přičemž se získá nealkoholický nebo téměř nealkoholický nápoj.

V patentu Velké Británie č. 1 447 505 se chrání postup výroby piva se sníženým obsahem alkoholu, nízkým obsahem alkoholu nebo bez alkoholu. V tomto patentu se popisuje postup odstraňování alkoholu z piva za použití membránové soustavy, která je použita v koncentračním systému vsázkového typu, při kterém se pivo zpracovávané v tomto systému ředí vodou buďto před prováděním tohoto postupu nebo ihned po provedení tohoto postupu. Ovšem tento způsob zpracovávání má své nevýhody pramenící j iž ze samé povahy tohoto postupu, neboř se při něm změní koncentrace dalších komplexních složek, které jsou přítomny v pivu, což vede k pravděpodobné tvorbě sraženin a rovněž dalších j iných složek, které by mohly zanášet membránu použitou při tomto postupu. Z výše uvedeného je patrné, že sraženiny a/nebo složky znečišťující membránu neovlivňují nepříznivým způsobem jenom chuť piva, ale rovněž snižují produktivitu membránového systému. Kromě toho je nutno poznamenat, že tento popisovaný postup se provádí za relativně vysokého tlaku v tomto systému.

V patentu Spojených států amerických č. 4 617 127, jehož autorem je Light, se uvádí postup přípravy nápojů s nízkým obsahem alkoholu, přičemž při tomto postupu se vede nápojová surovina s vysokým obsahem alkoholu systémem pro reverzní osmózu, ve kterém se získává podíl prošlý membránou (permeát) a podíl zadržený na membráně (retentát). Podíl prošlý membránou obsahuje hlavně alkohol a vodu a je ze systému odváděn. Malá část ze zadrženého podílu se odděluje jako produkx, přičemž hlavní podíl se recykluje zpěx do sysxému k provádění reverzní osmózy a smíchává se s čersxvou nápojovou surovinou a přidávanou vodou. V xéxo souvislosxi je možno rovněž poukázax na paxenx Spojených sxáxů amerických č. 4 717 482.

V patentu Spojených sxáxů amerických č. 4 888 189, jehož auxorem je Gnekow, se uvádí proces se simulxánně prováděnou dvojixou reverzní osmózou, kxerý je určen k přípravě nápojů, zejména různých druhů vína, kxeré mají snížený obsah alkoholu, přičemž jako výchozí suroviny se používaj í libovolné druhy běžně získaných kvašených sxolních vín. Veškerý podíl xéxo výchozí vinné suroviny se podrobí zpracování reverzní osmózou za účelem odsxranění alkoholu a vody, přičemž tenxo podíl se odvádí jako permeáx, a recyklování zkoncenxrovaného zadrženého podílu (rexenxáxu) , zaxímco se do nádrže s výchozí surovinou přivádí zpěx simultánně nebo střídavě podíl vody z reverzní osmózy k vyrovnání celkového objemu a k udržení původní hladiny výchozí vinné suroviny v xéxo nádrži. Takto získaný konečný vinný nápoj má přijatelnou chuť, buket a koncentraci zbarvujících pevných látek pro běžné obchodní využití. Tento postup je možno provádět vsázkovým způsobem nebo modifikovaným polokonxinuálním způsobem, přičemž je možno tímto postupem připravit nealkoholické druhy vín (to znamená vína se zbytkovým obsahem alkoholu menším než

0,5 objemového procenta) nebo druhy vín se snížením obsahem alkoholu (to znamená s obsahem alkoholu menším než asi 11 až 13 objemových procent).

Uvedené známé postupy podle dosavadního stavu techniky mají některé nevýhody. Za prvé je třeba uvést, že při použití reverzní osmotické membrány, jako je například membrána na bázi acetátu celulózy, v otevřeném prostředí dochází při průchodu nápojové suroviny membránou ke značné ztrátě sloučenin vytvářejících aroma. V alternativním provedení těchto postupů, při kterých se použije membrán s relativně vysokou hustotou, jako například membrána kompozitního typu ve formě tenkého filmu, je dosahovaná kapacita procesu nízká, neboť sloučeniny o velké molekulové hmotnosti mají tendenci zanášet membránu a snižovat její účinnost. Mezi tyto sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností je možno zařadit proteiny, betaglykany, polysacharidy a polyfenolové komplexní látky. Tento jev v podstatě znamená snižování průtoku kapaliny membránou a nižší prostupnost alkoholu. Výsledkem tohoto procesu je nutnost použití vyšších množství deionizované vody. Při provádění j iných uvedených postupů se přírodní kvašené nápojové suroviny vystavují účinku vysokých teplot nebo vysokých tlaků, přičemž oba tyto faktory mohou ničit sloučeniny, které vytvářejí charakteristickou chuť a aroma, čímž se zhoršuje významně konečná chuť a přijatelnost konečného získaného nápoje.

Z výše uvedeného je patrné, že v tomto oboru existuje potřeba vyvinout postup, při kterém by se ekonomickým způsobem odstranil ethanol z přírodních kvašených nápojových surovin při současném zachování sloučenin vytvářejících chuť a aroma těchto nápojů. Dále je potřeba vyvinout takový postup, při kterém by nedocházelo k poškozování a ničení sloučenin vytvářejících aroma a chuť teplem nebo tlakem. Kromě toho se v tomto oboru vyskytuje potřeba navrhnout takový postup, při kterém by nedocházelo ke snižování účinnosti použité membrány, například zanášením této membrány za současného snižování průtoku, a tím i ke zhoršení ekonomického provedení celého procesu.

Dalším problémem při přípravě různých druhů piva a vína je příxomnosx láxek způsobujících zakalení nápoje. Obvykle jsou xěmixo láxkami sloučeniny o vysoké molekulové hmoxnosxi, kxeré se usazují v xěchxo přírodních kvašených nápojích po sxočení do lahví. Podle dosavadního sxavu xechniky bylo zjišxěno, že xěmixo sloučeninami o vysoké molekulové hmoxnosxi, kxeré způsobují zákal, jsou proxeiny a bexaglykany, přičemž xyxo sloučeniny o vysoké molekulové hmoxnosxi mohou nepříznivým způsobem ovlivňovax chuť konečného nápoje. Z výše uvedeného vyplývá, že v xomxo oboru rovněž exisxuje poxřeba vyvinoux posxup přípravy nápojů s nízkým obsahem alkoholu, při kxerém by byl získán konečný nápoj neobsahující xyxo sloučeniny způsobující zákal.

Podstata vynálezu

Všechny xyxo výše uvedené aspekxy splňuje posxup podle uvedeného vynálezu. Uvedený vynález se xýká posxupu odstraňování alkoholu z přírodních kvašených nápojů, který zahrnuje následující stupně :

(A) případné provádění mikrofilxrace, při kxeré se do kontaktu uvádí proud nástřikové výchozí zpracovávané suroviny obsahující přírodní kvašený nápoj s mikrofilxrační membránou o velikosti pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 gm za podmínek, kdy je tento proud výchozí suroviny rozdělován na podíl propuštěný mikrofilxrační membránou, který má nižší koncentraci sloučenin o vysoké molekulové hmoxnosxi způsobujících zákal, a podíl zadržovaný mikrofilxrační membránou, který má vyšší koncentraci sloučenin o vysoké molekulové hmoxnosxi způsobujících zákal, v porovnání s proudem nástřikové výchozí suroviny uváděným do mikrofiltrace, (B) případné provádění nanofiltrace, při které se do kontaktu uvádí proud nástřikové výchozí zpracovávané suroviny obsahující přírodní kvašený nápoj nebo podíl prošlý mikrofiltrační membránou s nanofiltrační membránou, která odděluje frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 100 do 10 000, za podmínek, kdy je tento nástřikový proud do nanofiltrace rozdělován na podíl prošlý nanofiltrační membránou, který má nižší koncentraci sloučenin poskytujících aroma a chuť, a na podíl zadržovaný nanofiltrační membránou s vyšší koncentrací sloučenin poskytujících aroma a chuť v porovnání s proudem nástřikové výchozí suroviny uváděné do nanofiltrace, (C) ve stupni reverzní osmózy kontaktování nástřikového proudu výchozí suroviny obsahující podíl prošlý mikrofiltrační membránou nebo podíl prošlý nanofiltrační membránou s reverzní osmotickou membránou, která selektivně propouští ethanol a selektivně zadržuje sloučeniny poskytující chůd a aroma za podmínek, kdy je nástřikový proud uváděný do fáze reverzní osmózy rozdělován na podíl prošlý reverzní osmotickou membránou, který má vyšší koncentraci ethanolu a nižší obsah sloučenin vytvářejících aroma a chůd, a podíl zadržovaný touto reverzní osmotickou membránou, který má nižší koncentraci ethanolu a vyšší podíl sloučenin poskytujících aroma a chůd, v porovnání s nástřikovým proudem přiváděným do fáze reverzní osmózy, přičemž podstata tohoto postupu podle vynálezu spočívá v tom, že se při něm nezbytně provádí oba uvedené stupně (A) a (B) nebo jeden z těchto stupňů, přičemž v případě, kdy se provádí sxupeň (B), se podíl zadržený při reverzní osmóze a podíl zadržený při nanofilxraci rekombinují v následně prováděném sxupni (C) .

Do rozsahu uvedeného vynálezu rovněž náleží zařízení k provádění výše uvedeného posxupu. Způsob nárokovaný podle xohoxo vynálezu a zařízení k provádění xohoxo způsobu umožňují přípravu přírodních kvašených nápojů aniž by se při něm odsxraňovaly nebo ničily láxky poskyxující aroma a chuť. Dále je nuxno poznamenax, že se při provádění posxupu podle uvedeného vynálezu odsxraní sloučeniny, kxeré způsobují zákal a negaxivně ovlivňují chux výsledného produkxu. Kromě xoho je rovněž xřeba podoxknoux, že posxup a zařízení podle uvedeného vynálezu předsxavuj í ekonomické prosxředky k dosažení výše uvedených cílů.

V následujícím popisu budou uvedeny definice někxerých xermínů použixých v xomxo popisu, kxeré je vhodné uvésx z hlediska bližšího objasnění xohoxo vynálezu. Přírodní kvašené nápoje se v xomxo xexxu míní nápoje připravované kvašením v přírodě se vyskyxujících výchozích surovin. Mezi xyxo přírodní kvašené nápoje je možno zařadix různé druhy vína, piva, anglické nadkvasné svrchní druhy piva, druhy piva s vyšším obsahem alkoholu, druhy hruškových mošxů a podobné další nápoje.

Oddělení frakce s určixou molekulovou hmoxnosxí je xermín, kxerý se používá k charakxerizaci membrány pokud se xýče zadržování molekul o známých velikosxech. Zachycování nebo oddělování frakce s určixou molekulovou hmoxnosxí předsxavuje xakové separování frakce o určixé molekulové hmoxnosxí, při kxerém přinejmenším 90 % sféricky elekxroneuxrálních molekul o xéxo dané molekulové hmoxnosxí je zadržováno porézní membránou, zatímco méně než 50 % těchto molekul o značně nižších molekulových hmotnostech zadržováno není. Nástřikovou surovinou se v tomto textu míní výchozí materiál určený ke zpracovávání postupem podle vynálezu, který je přiváděn na membránu, přičemž tento materiál může případně obsahovat recyklovaný koncentrát nebo může nástřiková surovina představovat směs těchto dvou materiálů. Výsledkem membránového separačního procesu je výroba dvou kapalných frakcí, to znamená frakce která projde membránou (permeat) a frakce která je zadržena membránou a neprochází touto membránou (retentát). Permeátem neboli podílem, který projde membránou, se označuje kapalina a látky, které jsou rozpuštěné, suspendované nebo jinak obsažené v této kapalině, která prostupuje uvedenou membránou. Retentátem neboli podílem, který je zadržen membránou, se označuje kapalina včetně látek rozpuštěných, suspendovaných a jinak obsažených v této kapalině, která neprochází uvedenou membránou. V této souvislosti je třeba poznamenat, že sloučeninami poskytuj ícími aroma a chuťovými látkami, tak jak jsou označovány v tomto textu, se míní určité organické sloučeniny, které jsou obsaženy v přírodních kvašených nápojích a které vytvářejí v tomto přírodním kvašeném nápoji charakteristické aroma a chuť, včetně například takových sloučenin jakými jsou propanol, vyšší aldehydy, acetáty a ethery. Do skupiny těchto sloučenin náleží rovněž n-propanol, ethylester kyseliny octové a isoamylalkohol.

Výše uvedenými sloučeninami vytvářejícími zákal se v tomto textu míní proteiny a betaglykany s velmi vysokou molekulovou hmotností, které mají tendenci se vysrážet v. přírodním kvašeném nápoji během usazování. Obecně je možno uvést, že se jedná o sloučeniny, které mají molekulovou hmotnost vyšší než 200 000.

Existuje několik způsobů jak postup podle uvedeného vynálezu provést. Fázi reverzní osmózy je nutno provést ve všech případech. Před reverzní osmózou je nutno provést buďto mikrofiltrační stupeň nebo nanofiltrační stupeň.

V určitých případech může nastat situace, kdy je nutno provést oba tyto stupně. Výběr zvoleného použitého způsobu závisí v každém konkrétním případě na ekonomické stránce celého procesu a na povaze přírodní kvašené nápojové suroviny zpracovávané tímto zvoleným postupem. Každý průměrný odborník pracující v daném oboru je schopen určit, který způsob je nejvhodnější jak po ekonomické tak i technické stránce pro daný konkrétní případ a pro danou konkrétní zpracovávanou výchozí nástřikovou surovinu.

V případě, že se použije nanofiltračního stupně, potom podíl zadržený na nanofiltrační membráně (retentát) se kombinuje s podílem zadrženým při provádění reverzní osmózy, čímž se získá rekonstituovaný nápoj obsahující v podstatě všechny sloučeniny vytvářející aroma a chuťové látky za současného snížení koncentrace ethanolu.

Podle jednoho z možných provedení postupu podle uvedeného vynálezu se nejprve přivádí přírodní kvašená nápojová surovina na mikrofiltrační membránu, která má velikost pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 mikrometru, za podmínek, při kterých zadržený podíl na této membráně obsahuje vysokou koncentraci sloučenin způsobujících zákal, například proteinů a betaglykanů o vysoké molekulové hmotnosti. Podíl propuštěný touto membránou obsahuje přírodní kvašený nápoj se značně sníženou koncentrací sloučenin způsobujících zákal v porovnání s výchozí nástřikovou surovinou. V další fázi tohoto postupu se podíl propuštěný mikrofiltrační membránou (permeát) přivádí na nanofiltrační membránu, která odděluje frakci s molekulovou hmotností v rozsahu od 100 do 10 000 za podmínek, při kterých propuštěný podíl (permeát) má vysokou koncentraci vody a ethanolu a zadržený podíl (retentát) má vysokou koncentraci chuťových látek a látek vytvářejících aroma.

V další fázi tohoto postupu se podíl propuštěný nanofiltrační membránou zavádí na membránu k provedení reverzní osmózy za podmínek, při kterých se ethanol selektivně propustí touto membránou k provedení reverzní osmózy, přičemž podíl zadržený na této membráně k provedení reverzní osmózy má podstatní nižší koncentraci ethanolu.

V konečné fázi tohoto postupu se potom přírodní kvašená nápojová surovina, buďto bez ethanolu nebo se značně sníženou koncentrací ethanolu, rekonstituuje kombinováním zadrženého podílu ze stupně reverzní osmózy se zadrženým podílem z nanofiltračního procesu a případně rovněž s vodou.

Podle dalšího provedení postupu podle uvedeného vynálezu se přírodní kvašená nápojová surovina přivádí na mikrofiltrační membránu stejným způsobem jako bylo uvedeno výše, přičemž se získá zadržený podíl s vysokou koncentrací sloučenin způsobujících zákal o vysoké molekulové hmotnosti a propuštěný podíl této přírodní kvašené nápojové suroviny se značně sníženou koncentrací sloučenin způsobujících zákal v porovnání se vstupní nástřikovou surovinou. Podíl propuštěný v tomto mikrofiltračním stupni mikrofiltrační membránou se přivádí na membránu k provedení reverzní osmózy za podmínek, při kterých se ethanol selektivně propustí uvedenou membránou k provedení reverzní osmózy, přičemž zadržený podíl na této membráně k provedení reverzní osmózy obsahuje přírodní kvašený nápoj s nižší koncentrací ethanolu v porovnání s výchozí nástřikovou surovinou přiváděnou na membránu k provedení této reverzní osmózy. Do tohoto zadrženého podílu na membráně k provedení reverzní osmózy je možno případně přidávat vodu a tím nahradit objem kapaliny, který projde membránou k provedení reverzní osmózy.

Podle dalšího provedení postupu podle uvedeného vynálezu se přírodní kvašená nápojová surovina přivádí na nanofiltrační membránu za podmínek, při kterých podíl propuštěný touto membránou má vyšší koncentraci ethanolu než zadržovaný podíl na této membráně, přičemž podíl zadržený na této nanofiltrační membráně má vyšší koncentraci sloučenin vytvářejících aroma a chuťových látek v porovnání s výchozí nastřikovanou surovinou. V další fázi tohoto procesu se podíl propuštěný touto nanofiltrační membránou získaný v tomto nanofiltračním stupni zavádí do stupně reverzní osmózy za podmínek, při kterých podíl propuštěný touto membránou k provedení reverzní osmózy má vyšší koncentraci ethanolu než výchozí nástřiková surovina a zadržený podíl z tohoto stupně reverzní osmózy má značně nižší koncentraci ethanolu v porovnání s výchozí nástřikovou surovinou.

V další fázi tohoto postupu se rekombinují podíl zadržený na nanofiltrační membráně a podíl zadržený při provádění reverzní osmózy, případně se toto rekombinování provádí za použití vody, přičemž se připraví rekonstituovaný přírodní kvašený nápoj obsahující v podstatě všechny chuťové látky a látky vytvářející aroma a současně s podstatně nižší koncentrací ethanolu v tomto nápoji.

Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu je mikrofiltrační stupeň určen k odstraňování sloučenin s vysokou molekulovou hmotností způsobujících zákal, které nepřispívají k vytvoření chuti a aroma nebo které odstraňují látky přispívající k vytvoření aroma a chuti v těchto přírodních kvašených nápojích. Touto mikrofiltrací se v popisu uvedeného vynálezu míní proces, při kterém se sloučeniny o velké molekulové hmoTnosti odstraňují vedením tohoto přírodního kvašeného nápoje membránou, která funguje jako filtr pro uvedené sloučeniny o vysoké molekulové hmotnosti. Tento termín mikrofiltrace, který se používá v oboru přípravy různých membrán, má různý význam pro různé odborníky pracující v tomto oboru. Všeobecně je možno uvést, že se tímto termínem míní oddělování látek o vysoké molekulové hmotnosti z proudu kapaliny vedením tohoto proudu membránou o určité velikosti pórů, přičemž velikost těchto pórů je relativně velká. Rozdíly v definování této mikrofiltrace mezi různými odborníky pracujícími v daném oboru vyplývají ze stanovení spodního prahu velikosti pórů membrány k provedení této mikrof iltrace. Jak již bylo shora uvedeno, termínem mikrofiltrace se v tomto popisu uvedeného vynálezu míní takové provedení mikrofiltračního procesu, při kterém se používá membrána s velikostí pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 mikrometru. Membrány vhodné k provedení tohoto mikrofiltračního stupně podle uvedeného vynálezu jsou z dosavadního stavu techniky běžně známé. Těmito membránami jsou obvykle homogenní membrány nebo asymetrické porézní membrány připravované z polymerního materiálu, který je inertní vzhledem ke zpracovávané přírodní kvašené nápojové surovině, přičemž mají tyto membrány dostatečnou chemickou odolnost a morfologickou pevnost, aby snesly podmínky, za kterých se tento proces provádí. Tyto membrány je možno připravit z polyolefinů, jako je například polyethylen nebo polypropylen, polykarbonátů, halogenovaných polykarbonátů, fluorovaných polyolefinů, jako je například polyvinylidenfluorid, polysulfonů a polyethersulfonů. Výhodnými materiály jsou pro účely uvedeného vynálezu polysulfony, polyethersulfony a fluorované polyolefiny.

Ještě výhodnějšími materiály jsou pro přípravu mikrofiltračních membrán podle uvedeného vynálezu polyvinylidenfluorid a polysulfony. V obvyklém provedení se jako mikrofiltračních membrán, které mají velikost pórů v horní oblasti výše uvedeného rozmezí velikosti pórů, používá homogenních membrán. Na druhé straně se jako mikrofiltračních membrán, které mají velikost pórů ve spodní oblasti výše uvedeného rozmezí pórů, obvykle používá asymetrických membrán.

Při provádění tohoto mikrofiltračního stupně je výchozí nástřikovou surovinou na mikrofiltrační membránu přírodní kvašená nápojová surovina, jako je například víno, pivo, typ anglického nadkvasného svrchního piva, pivo s vyšším obsahem alkoholu a podobné jiné suroviny. Tato nástřiková surovina je rozdělena na dva podíly, to znamená na zadržený podíl (retentát) obsahující vyšší koncentraci sloučenin s vysokou molekulovou hmotností způsobuj ících zákal, jako jsou například proteiny a betaglykany, v porovnání s výchozí nástřikovou surovinou. Podíl propuštěný touto mikrofiltrační membránou obsahuje přírodní kvašený nápoj s nižší koncentrací těchto sloučenin s vyšší molekulovou hmotností způsobujících zákal v porovnání s výchozí nástřikovou surovinou, přičemž tento podíl dále obsahuje vodu, ethanol, látky vytvářející aroma a chuťové látky. Pro účely přípravy přírodního kvašeného nápoje o nízkém obsahu alkoholu nemá tento zadržený podíl žádný význam. Podíl propuštěný mikrofiltrační membránou se používá jako nástřiková surovina pro další fázi tohoto postupu.

Výchozí nástřiková surovina se přivádí do kontaktu s membránou při tlaku, který je dostatečný k propuštění perraeátu touto membránou. V této fázi je třeba použít rakového rlaku, který by byl dostatečný k vytvoření dostatečné hnací síly a k protlačení permeátu touto membránou a rovněž takový, aby se zadržely na této membráně požadované těkavé látky, jako je například oxid uhličitý, obsažené v tomto přírodním kvašeném nápoj i. Na druhé straně nesmí být aplikovaný tlak tak vysoký aby způsoboval nežádoucí zanášení membrány. V případě, že se v této fázi používá příliš vysokého tlaku, potom sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností jsou tlačeny na tuto membránu, což může znamenat, že na této membráně setrvávají a tento jev se projeví ve snížení průtoku membránou a v neúčinnosti celého procesu. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se hodnota aplikovaného tlaku pohybuje v rozmezí od asi 0,2 MPa do asi 0,35 MPa. Podle ještě výhodnějšího provedení je hodnota tohoto aplikovaného tlaku pohybuje v rozmezí od asi 0,3 MPa do asi 0,35 MPa. K tomu, aby tento membránový proces fungoval účinným způsobem, zde musí existovat dostatečná hnací síla, která by nutila permeát procházet membránou, přičemž obvykle je touto hnací silou rozdíl tlaků před membránou a za membránou, všeobecně označovaný jako transmembránový tlak. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je tento transmembránový tlak větší než 0,05 MPa.

V případě, že je touto přírodní kvašenou nápojovou surovinou nápoj, který obsahuje oxid uhličitý, jako je například pivo, potom minimálním tlakem nutným k zadržení tohoto oxidu uhličitého v nápoji je 0,175 MPa. Ve výhodném provedení podle vynálezu je v tomto případě transmembránový tlak 0,3 MPa nebo tlak menší. Teplota použitá v tomto procesu může mít značný vliv na konečnou chuť a aroma takto získaného nápoje. V případech, kdy se použije příliš nízká teplota se mohou tyto látky poskytuj ící aroma a chuťové látky vymrazit neb.o...se mohou tyto látky vytvářející aroma a chuťové látky vysrážet v tomto nápoji. V případě, kdy se zase použije příliš vysokých teplot, může dojít k poškození těchto látek vytvářejících aroma a chuťových látek. Ve výhodném provedení podle vynálezu se teplota pro tento proces pohybuje v rozmezí od asi 2 °C do asi 10 ‘C, přičemž nejvýhodnější teplota je v rozmezí od asi 2 do asi 8 °C. Průtočné množství propuštěné touto membránou představuje velmi důležitou charakteristiku tohoto procesu, neboť má vliv na ekonomickou stránku provádění tohoto procesu. Ve výhodném provedení podle vynálezu se hodnota tohoťo průtočného množství pohybuje v rozmezí od asi 100 litrů na m /hodinu do 3 000 litrů na m /hodinu. V obvyklém provedení se při provádění postupu podle vynálezu začíná s vysokými hodnotami průtočného množství permeátu membránou a po určitém časovém intervalu se tato hladina snižuje, například po 1 až 2 hodinách. Ve výhodném provedení podle vynálezu se hodnota průtočného množství permeátu membránou po 2 hodinách provozu pohybuje v rozmezí od asi 100 do asi 500 litrů na m /hodinu a podle ještě výhodnějšího provedení v rozmezí od asi 200 do 250 litrů na m^/hodinu.

Tyto membrány jsou obvykle ve výhodném provedení uspořádány v membránových modulech. Uspořádání těchto modulů je z dosavadního stavu techniky velmi dobře známo. Ve výhodném provedení se jedná o zařízení se spirálově vinutými membránami nebo o zařízení s deskovými membránami v rámovém uspořádání.

Druhým stupněm postupu podle vynálezu je nanofiltrační stupeň. Účelem tohoto nanofiltračního stupně je zachycovat látky s průměrnou molekulovou hmotností, které odpovídají sloučeninám poskytujícím aroma a chuťovým látkám, a oddělovat tyto látky ze zpracovávaného proudu takovým způsobem, aby tyto látky s průměrnou molekulovou hmotností představující látky poskytující aroma a chuťové látky nezanášely reverzní osmotickou membránu v dále prováděném stupni reverzní osmózy. Tím, že se předejde zanášení membrány použité pro reverzní osmózu, se dosáhne vyššího průtoku touto membránou pro reverzní osmózu a tím i ekonomičtějšího provedení této reverzní osmózy. Rozhodnutí zda provést nebo neprovést tento nanofiltrační stupeň závisí na vyhodnocení na jedné straně provozních nákladů vynaložených dodatečně jako výsledek zanášení membrány použité k provedení reverzní osmózy v případě, kdy se tato nanofiltrace nepoužije, a na druhé straně na vyhodnocení kapitálových nákladů a dodatečných provozních nákladů vyplývajících z použití tohoto nanofiltračního stupně. Další výhoda při použití tohoto nanofiltračního stupně spočívá v tom, že tento stupeň snižuje osmotický tlak, který je nutno překonat při provádění stupně reverzní osmózy, čímž se dosáhne snížení tlaku, který je nutno aplikovat na nástřikovou surovinu v tomto stupni.

Uvedenými nanofiltračními membránami se při provádění tohoto stupně míní membrány oddělující frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 100 do 10 000, nej výhodněji membrány oddělující frakci s molekulovou hmotností v rozsahu od 100 do 1000. V obvyklém provedení je touto nanofiltrační membránou asymetrická membrána s velikostí pórů odpovídající oddělování látek s molekulovou hmotností uvedených výše.

Tyto membrány jsou z dosavadního stavu techniky velmi dobře známy, přičemž je možno je připravit z acetátů celulózy, z regenerovaného acetátu celulózy, z alifatických polyamidů, z aromatických polyamidů a z polyvinylalkoholu. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se tyto membrány připraví z acetátu celulózy,' z alifatických polyamidů, z regenerovaného acetátu celulózy nebo z polyvinylalkoholu.

Podle ješxě výhodnějšího provedení se xyxo membrány připraví z acexáxu celulózy nebo z alifaxických polyamidů. Tyxo membrány mohou býx rovněž ve formě xenkých kompozixních filmů sesxávajících z xenkého filmu selekxivní vrsxvv na porézním asymexrickém nosičovém maxeriálu. Taxo porézní asymexrická nosičová vrsxva může býx připravena z polyolefinu, halogenovaného polyolefinu, jako jsou například fluorované polyolefiny, z polykarbonáxů, polysulfonů nebo polyexhersulfonů. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je xímxo nosičovým maxeriálem polysulfon, polyexhersulfon a fluorované polyolefiny, jako je například polyvinylidenfluorid. Uvedenou selekxivní vrsxvu může xvořix xenký film z polyurexanu, hydroxyalkylcelulozy, polyvinylalkoholu nebo polyamidu, uložený na nosičovém maxeriálu. Podle jednoho z výhodných provedení je xenxo xenký film xvořen mezifázovým reakčním produkxem difunkčního nebo xrifunkčního halogenidu aromaxické kyseliny nebo směsi xěchxo láxek s difunčním nebo xrifunkčním polyaminem, jako je například piperazin nebo subsxixuovaný piperazin. Příklad xěchxo membrán je možno nalézx v paxenxech Spojených sxáxů amerických č. 4 259 183, jehož auxorem je Cadoxxe, č. 4 769 148, jehož auxorem je Fibinger, č. 4 619 767, jehož auxorem je Kamiyama a č.

595 139, jehož auxorem je Uemura, přičemž všechny xyxo paxenxy předsxavuj i pouze odkazové maxeriály. Tyxo nanofilxrační membrány jsou obvykle uspořádány v membránových modulech. Z dosavadního stavu xechniky je známo několik xakovýchxo uspořádání membránových modulů, jako jsou například zařízení s deskovými membránami v rámovém uspořádání, spirálově vinuxé membrány, duxé membránové xrubice a duxá vlákna. Výběr xěchxo membránových modulů pro konkréxní použixí závisí na prováděném procesu. Pro odborníky pracující v daném oboru bude velice snadné určit, kxeré membránové uspořádání bude nejlépe vyhovovat požadavkům daného prováděného procesu. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se používá modulů se spirálově navinutými membránami nebo modulů s deskovými membránami v rámovém uspořádání.

Nástřikovou vstupní surovinou pro nanofilxrační stupeň je buďto přírodní kvašený nápoj nebo podíl propuštěný v mikrofilxračním stupni. Výchozí nástřikový proud se rozdělí na zadržený podíl, který má vysokou koncentraci sloučenin vytvářejících aroma a chuťových sloučenin v porovnání s nástřikovým proudem a rovněž nižší koncentraci ethanolu v porovnání s tímto nástřikovým proudem. Podíl prošlý nanofilxrační membránou představuje proud s vyšší koncentrací ethanolu a s nižší koncentrací látek vytvářejících aroma a chuťových látek v porovnání s nástřikovým proudem.

Při provádění membránových postupů se zřídkakdy dosáhne úplného oddělení, takže je vhodné recyklovat zadržený podíl zpět do nástřikové suroviny přiváděné na nanofilxrační membránu nebo dále zpracovávat zadržený podíl přiváděním tohoto podílu na další nanofilxrační membrány za účelem dalšího snížení obsahu ethanolu v tomto proudu. V této souvislosti je nutno poznamenat, že nástřiková surovina na nanofilxrační membránu může kromě propuštěného podílu z mikrofiltračního stupně nebo přírodní kvašené nápojové suroviny obsahovat zadržený podíl, který byl recyklován z předchozího nanofiltračního stupně nebo případně upravovači vodu.

Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu se používá dostatečný tlak nástřikové suroviny přiváděné na nanofilxrační membránu za účelem vytvoření dostatečné hnací síly, pomocí které se dosáhne protlačení permeátu membránou.

V případě, že je tlak nástřikové suroviny příliš malý, nedosáhne se vytvoření dostatečné hnací síly k protlačení permeátu membránou a v případě použití příliš vysokého tlaku nástřikové suroviny může dojít k zanášení membrány, čímž se sníží průtok membránou a tím se i zmenší ekonomická výhodnost procesu. Ve výhodném provedení podle vynálezu je spodní použitou hodnotou tlaku asi 3 MPa. Ve výhodném provedení je horní hodnotou tlaku asi 6 MPa. Ještě výhodnější horní hodnotou tlaku je asi 4 MPa. V obvyklém provedení musí být hodnota transmembránového tlaku dostatečná k zajištění dostatečné hnací síly procesu. Vzhledem k tomu, že je tento transmembránový tlak funkcí použitého tlaku nástřikové suroviny, potom v případě, že transmembránový tlak je příliš vysoký dochází k zanášení membrány. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je spodní hranice transmembránového tlaku 2,8 MPa. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je horní hranice transmembránového tlaku 5,8 MPa, přičemž podle nejvýhodnějšího provedení je tento tlak 3,8 MPa. Průtokové množství kapaliny prošlé membránou musí být nezbytně dostatečné k tomu, aby bylo provedení procesu ekonomické.

V případě, že je průtokové množství příliš malé, potom je proces těžko proveditelný, dochází k nedostatečnému oddělení a může dojít k zanesení membrány. V případě, že je průtokové množství příliš vysoké, potom spotřeba energie je příliš vysoká a proces se stává neekonomickým. Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu je spodní hranice průtokového množství přibližně 50 litrů na m^/hodinu, přičemž podle ještě výhodnějšího provedení je toto množství 200 litrů na m“/hodinu. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je horní hranice průtočného množství přibližně 300 litrů na m~/hodinu, přičemž podle ještě výhodnějšího provedení je toto průtočné množství 300 litrů na m“/hodinu. Teplota používaná při provádění tohoto postupu je stejná jako bylo uvedeno ve výše uvedeném textu u mikrofiltračního stupně.

Vzhledem k tomu, že při membránovém oddělování dochází jenom zřídka k přesnému oddělení složek, je vhodné dále zkoncentrovávat zadržený podíl buďto recyklováním tohoto zadrženého podílu ve formě nástřikové suroviny do nanofiltračního procesu nebo vedením tohoto podílu jednou nebo více dalšími nanofiltračními membrány uspořádanými v sérii. V případě provedení, při kterém se používá série nanofiltračních membrán, je možno zadržený podíl zavádět na jednu nebo více dalších nanofiltračních membrán, přičemž počet těchto membrán se volí tak, aby bylo dosaženo požadovaného snížení hladiny ethanolu v tomto zadrženém podílu. V případě, že se tento zadržený podíl recykluje, potom je možno jej recyklovat přímo do nástřikového potrubí nebo je možno tento podíl recyklovat do zásobní nádrže. Ve výhodném provedení se tento nanofiltrační proces provádí takovým způsobem, že se nástřik na nanofiltrační membránu shromažďuje v zásobní nádrži, přičemž potom se tato surovina vede z uvedené zásobní nádrže přímo na nanofiltrační membránu. Při použití recyklu se zadržený podíl z nanofiltračního stupně vrací do uvedené zásobní nádrže. Surovinu shromažďovanou v zásobní nádrži je možno vést nanofiltrační membránou několikrát za účelem dosažení dostatečného zkoncentrování nástřikové suroviny na nanofiltrační membráně a za účelem dostatečného snížení obsahu ethanolu v této surovině. Ve výhodném provedení se míra zkoncentrování pohybuje v rozmezí od asi 1,5 do asi 10, přičemž ještě výhodnější je hodnota v rozmezí od asi 2 do 3. Během zkoncentrovávání téro suroviny je možno do zásobní nádrže případně přivádět vodu, přičemž pro odborníky pracující v daném oboru je množství případně přidávané vody snadno stanovitelné. Ve výhodném provedení podle vynálezu je množství přidávané vody takové, že odpovídá objemu prošlého podílu nanofiltrační membránou.

Třetím stupněm v postupu podle vynálezu je reverzní osmóza, přičemž v tomto stupni se odstraňuje ze zbytku přírodní kvašené nápojové suroviny ethanol. Při provádění tohoto stupně se konkrétně zvolená membrána vybere takovým způsobem, aby umožňovala průchod ethanolu v proudu permeátu a aby zabraňovala průchodu sloučenin vytvářejících aroma a chuťových látek touto membránou. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu odděluje tato membrána frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od asi 40 do 100. Podle ještě výhodnějšího provedení odděluje tato membrána frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od asi 40 do 50. V oblasti nad molekulovou hmotností 100 obvykle dochází k významnému propouštění látek vytvářejících aroma a chuťových látek touto membránou. Pod hodnotou asi 40 nedochází k významnějšímu propouštění ethanolu touto membránou.

K provedení této reverzní osmózy je možno použít libovolné reverzní osmotické membrány, které jsou běžně známé z dosavadního stavu techniky a které již byly popisovány výše s výše uváděnými charakteristikami permeability. Tyto membrány používané k provedení reverzní osmózy jsou z dosavadního stavu techniky běžně známé. Ve výhodném provedení podle vynálezu se k provedení reverzní osmózy používá kompozitních membrán tvořících tenký film, které jsou tvořeny asymetrickou nosičovou membránou, na které je uložen tenký film polymeru, přičemž tento tenký film polymeru kontroluje permeační charakteristiky této membrány.

Podle ještě výhodnějšího provedení obsahují tyto kompozitní membrány s tenkým filmem polyamidovou selektivní vrstvu vyrobenou reakcí piperazinu nebo substituovaného piperazinu s vícesytným acylhalogenidem, přičemž podle ještě výhodnějšího provedení je tato tenká selektivní vrstva filmu vyrobena z piperazinu nebo substituovaného piperazinu a trimesoylchloridu a případně difunkčního acylchloridu.

Tyto membrány jsou blíže popisovány v patentu Spojených států amerických č. 4 259 183, který je zde uváděn jako odkazový materiál.

Nástřiková surovina přiváděná na tuto reverzní osmotickou membránu závisí na tom, jaké předchozí membránové separační stupně byly provedeny. Obecně je možno konstatovat, že tento nástřik tvoří permeát buďto z mikrofiltrační membrány nebo z nanofiltrační membrány.

V případě, kdy se použije obou těchto provedení, potom nástřik na reverzní osmotickou membránu tvoří permeát z mikrofiltrace, který v dalším stupni prošel nanofiltrační membránou. Kromě toho je nutno poznamenat, že tato nástřiková surovina může obsahovat recyklovaný zadržený podíl z reverzní osmotické membrány a dále upravovači vodu, která je nezbytná k udržení vhodného průběhu tohoto procesu. Obecně je možno uvést, že při tomto oddělování se získá zadržený podíl s vyšší koncentrací látek vytvářejících aroma a chuťových látek, které byly propuštěny v předchozích zpracovávacích stupních, v porovnání s nástřikovou surovinou. Tento zadržený podíl má nižší koncentraci ethanolu než nástřiková surovina. Prošlý podíl tvoří hlavně voda a ethanol, přičemž koncentrace tohoto ethanolu je vyšší než v nástřikové surovině,.a dále malý podíl látek vytvářejících aroma a chuťových látek, jestli jsou vůbec tyto látky v uvedeném podílu obsaženy.

Požadovaný tlak nástřikové suroviny je podstatně menší v případech, kdy existuje třeba jen malé nebezpečí zanesení membrány v důsledku přítomnosti sloučenin o velké molekulové hmotnosti. V případech, kdy je tlak nástřikové suroviny příliš nízký, potom se nevytvoří dostatečně veliká hnací síla tohoto procesu aby byl překonán osmotický tlak na straně permeátu, čímž dojde k tomu, že množství produkovaného permeátu je nedostatečné. V případech, kdy je tento tlak nástřikové suroviny příliš vysoký, potom dochází k příliš velikému zanášení membrány nebo nastává nebezpečí poškození membrány. Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu je aplikovaná spodní hranice nástřikového tlaku asi 2,0 MPa nebo větší, přičemž podle ještě výhodnějšího provedení je tato spodní hranice nástřikového tlaku asi 2,5 MPa nebo větší. Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu je tlak nástřikové suroviny 6,0 MPa nebo menší a podle ješxě výhodnějšího provedení je tento tlak 3,0 MPa nebo menší. Teploxa, při kxeré se xenxo proces provádí, se pohybuje v rozmezí od asi 2 do asi 30 *C, přičemž ve výhodném provedení je hodnoxa xéxo xeploxy v rozmezí od 2 do 10 °C.

V případě, že je průxokové množsxví membránou příliš nízké, poxom celkové provedení posxupu je neekonomické, přičemž v případě, kdy je xoxo průxokové množsxví příliš vysoké, poxom je ohrožena kvalixa rozdělení jednoxlivých podílů. Ve výhodném provedení podle vynálezu se hodnoxa průxokového množsxví pohybuje v rozmezí od 10 lixrů na o m /hodinu do hodnox vyšších, přičemž podle ješxě výhodnějšího provedení je hodnoxa xohoxo průxokového množsxví 20 lixrů na m /hodinu nebo věxší. Výhodně je xoxo průxokové množsxví asi 50 lixrů na m^/hodinu nebo menší, přičemž podle ješxě výhodnějšího provedení je xoxo množsxví litrů na m~/hodinu nebo menší. Všeobecne je možno uvést, že v případě kontaktování nástřikové suroviny s membránovým modulem k provedení reverzní osmózy nemusí jeden tento modul někdy stačit k odstranění požadovaného množství ethanolu, takže zadržený podíl může mít v některých případech vyšší koncentraci ethanolu, než je potřebné. K dosažení požadované úrovně koncentrace ethanolu v zadržovaném podílu je možno vést tento zadržovaný podíl řadou reverzních osmotických membrán nebo je možno tento zadržovaný podíl recyklovat a zavádět na stejnou reverzní osmotickou membránu. Podle jednoho z alternativních provedení je možno zadržovaný podíl recyklovat do nástřikového potrubí a tím jej přivádět znovu přímo do procesu, přičemž podle jiného provedení je možno propuštěný podíl z mikrofiltračního nebo z nanofiltračního procesu odvádět do zásobní nádrže a zadržený podíl z procesu reverzní osmózy přidávat k těmto podílům a přivádět jej do stejné zásobní nádrže. Do této zásobní nádrže je možno případně rovněž přivádět upravovači vodu. Z této zásobní nádrže se potom odebírá nástřiková výchozí surovina na membránu k provedení reverzní osmózy. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se zadržený podíl na membráně k provedení reverzní osmózy kontinuálním způsobem recykluje do uvedené zásobní nádrže, což se provádí tak dlouho, dokud se nedosáhne požadované úrovně ethanolu ve směsi obsažené v zásobní nádrži. Ve výhodném provedení se do této zásobní nádrže přidává voda v množství v podstatě ekvivalentním jako je objem permeátu propuštěný membránou k provedení reverzní osmózy. Obecně je možno uvést, že rozsah snížení hladiny alkoholu závisí na požadovaném produktu. Například je možno uvést, že v Německu je pivo s nízkým obsahem alkoholu definováno tak, že toto pivo obsahuje 2 % objemová alkoholu nebo méně, zatímco nealkoholické pivo je definováno jako pivo obsahující 0,5 % objemového alkoholu. Na druhé straně ve Velké Británii je pivo s nízkým obsahem alkoholu definováno jako pivo obsahující 1,2 % objemová alkoholu, zatímco nealkoholické pivo je definováno jako pivo obsahující 0,5 % objemového alkoholu. Z výše uvedeného je patrné, že požadovaná hladina ethanolu ve finálním produktu je rozdílná a závisí na klasifikaci tohoto kvašeného nápoje a na zemi, do které je tento produkt importován a prodáván. Ve výhodném provedení se míra snížení koncentrace pohybuje v rozmezí od asi 2 do 15, přičemž podle ještě výhodnějšího provedení se tato míra snížení pohybuje v rozmezí od asi 2 do 8.

Podle jednoho z možných provedení je vhodné zkoncentrovat zadržený podíl z reverzní osmózy, který je odváděn do zásobní nádrže, na určitou míru ještě před přidáním upravovači vody. Podle tohoto provedení je množství vody přidávané do zásobní nádrže nižší než množství permeátu, které prošlo membránou pro reverzní osmózu během provádění tohoto zkoncentrovávání. Při provádění postupu podle této varianty je potřebné množství upravovači vody menší. Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu je touto upravovači vodou deionizovaná voda. Tuto vodu je možno deionizovat běžně známými postupy známými z dosavadního stavu techniky, jako je například diafiltrace. Vzhledem k tomu, že výroba deionizované vody je nákladná, je při provádění postupu podle vynálezu nutné minimalizovat její spotřebu. Jestliže se v tomto stupni používá přídavku upravovači vody, potom je možno ji přidávat kontinuálním způsobem. V tomto případě je možno použít dvou způsobů přidávání upravovači vody. Podle jednoho provedení se voda přidává do procesu takovým způsobem, že průtokové množství kapaliny propuštěné membránou zůstává konstantní. Podle druhého provedení je množství přidávané vody takové, aby byl udržen konstantní objem kapaliny v zásobní nádrži.

Při provádění rekonstituování složení nápoje se zadržený podíl z nanofiltračního procesu a procesu reverzní osmózy rekombinují. Tuto rekombinaci je možno provést ve vsázkové nádrži nebo je možno tuto rekombinaci provést v mísícím zařízení s válcovým tokem kapaliny. Účelem tohoto procesu je obnovit přirozené aroma a chut tohoto zpracovaného přírodního kvašeného nápoje.

Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je zpracovávanou nástřikovou surovinou při provádění tohoto postupu podle vynálezu a v tomto zařízení podle uvedeného vynálezu pivo.

Do rozsahu uvedeného vynálezu náleží rovněž zařízení k provádění výše uvedeného postupu. Toto zařízení sestává z následujících částí :

(A) případně obsahuje jeden nebo více mikrofiltračních membránových modulů, ve kterých má membrána velikost pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 gm, (B) případně obsahuje prostředky k přivádění přírodního kvašeného nápoje do uvedeného mikrofiltračního membránového modulu, (C) případně obsahuje prostředky pro odvádění podílu zadrženého při mikrofiltraci z oblasti mikrofiltračního membránového modulu, (D) přípádně obsahuje prostředky pro odvádění permeátu z mikrofiltrace z oblasti mikrofiltračního membránového modulu, (E) případně obsahuje jeden nebo více nanofiltračních membránových modulů, ve kterém membrána odděluje frakci a molekulovou hmotností v rozmezí od 100 do 10 000, (F) případně obsahuje prostředky pro přivádění přírodní kvašené nápojové suroviny nebo permeátu z mikrofiltrace do nanofiltračního membránového modulu, (G) případně obsahuje prostředky pro odvádění podílu zadrženého při nanofiltraci z oblasti nanofiltračního membránového modulu, (H) případně obsahuje prostředky pro odvádění nanofiltračního permeátu z oblasti nanofiltračního membránového modulu, (I) jednoho nebo více membránových modulů k provedení reverzní osmózy obsahujících membránu, která je schopná selektivně propustit ethanol a selektivně zadržet sloučeniny vytvářející aroma a chuťové látky obsažené v přírodních kvašených nápoj ích, (J) prostředků k přivádění mikrofiltračního permeátu nebo nanofiltračního permeátu do membránového modulu k provedení reverzní osmózy, (K) prostředků pro odvádění podílu zadrženého při reverzní osmóze z oblasti membránového modulu pro reverzní osmózu, (L) prostředků pro odvádění permeátu z reverzní osmózy

- -31 z oblasti membránového modulu k provádění reverzní osmózy, jehož podstata spočívá v tom, že jestliže jsou použity části (A), (B), (C) a (D), potom jsou použiry všechny současně, jestliže jsou použity části (E), (F) , (G) a (H) , potom jsou použity všechny současně a buďto soustava částí (A) , (B) , (C) a (D) , nebo soustava částí (E) , (F) , (G) a (H) nebo obě tyto soustavy musí být přítomny, přičemž dále je zařízení podle uvedeného vynálezu charakterizováno tím, že jestliže je použita sestava částí (E), (F), (G) a (H), potom je třeba použít část (M), která představuje ;

(M) prostředky pro kombinování podílu zadrženého při nanofiltraci a podílu zadrženého při reverzní osmóze.

V této souvislosti je nutno poznamenat, že uvedené části (A), (B), (C) a (D), tak jak byly definovány výše, představují integrální jednotku. Konkrétně je možno uvést, že část (B), představující prostředky pro přivádění přírodní kvašené nápojové suroviny do mikrofiltračního modulu, je nutná pouze v případě, že je mikrofiltrační membránový modul použit, což platí stejným způsobem i o částech (C) a (D), které představují prostředky pro odvádění propuštěného podílu a zadrženého podílu z mikrofiltračního membránového modulu. Kromě toho je třeba uvést, že části (E) , (F) , (G) a (H) jsou rovněž integrálně sdružené. Část (F) se týká prostředků pro přivádění nástřikového materiálu do nanofiltračního membránového modulu a části (G) a (H) se týkají prostředků pro odvádění podílu propuštěného při nanofiltraci, resp. zadrženého při nanofiltraci, z uvedeného nanofiltračního membránového modulu. Jak již bylo uvedeno výše v souvislosti s popisem postupu podle uvedeného vynálezu, je použití buďto mikrofiltračního nebo nanofiltračního membránového modulu nezbytné, to znamená, že jeden z těchto modulů nebo oba uvedené moduly, tvořící soustavu výše uvedených částí, musí být vždy přítomny. Kromě toho je nutno uvést, že jestliže je použit nanofiltrační membránový modul a jeho integrované přiváděči a odváděči prostředky, potom je nutno zařadit do zařízení prostředky pro rekombinování podílu zadrženého při nanofiltraci s podílem zadrženým při reverzní osmóze, to znamená část (M) .

V mikrofiltračním modulu je obsažena membrána, která má velikost pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 mikrometru. Tímto membránovým modulem může být libovolný mikrofiltrační membránový modul známý z dosavadního stavu techniky. Tento membránový modul může mít uspořádání membránových desek v rámové konfiguraci, spirálově vinutých membrán nebo dutých trubic. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu se používá modulu se spirálově vinutou membránou nebo modulu s deskovými membránami v rámové sestavě. Tyto moduly jsou z dosavadního stavu techniky běžně známé, přičemž jsou rovněž snadno dostupné na trhu. Uvedené prostředky pro přivádění přírodní kvašené nápojové suroviny do mikrofiltračního modulu obvykle představují potrubí, ve kterém jsou dále zařazeny nezbytné ventily a ve výhodném provedení rovněž čerpadlo takového typu, kterým se vytváří potřebný tlak nástřikové suroviny nutný k tomu, aby bylo dosaženo průchodu permeátu touto mikrofiltrační membránou. Uvedeným prostředkem pro odvádění podílu zadrženého při mikrofiltraci z oblasti mikrofiltračního modulu je obvykle otvor v membránovém modulu a dále zařazené potrubí k odvádění podílu zadrženého v tomto modulu z tohoto modulu. Uvedeným prostředkem pro odvádění permeátu z mikrofiltračního modulu je obvykle jeden nebo více otvorů v membránovém modulu, které jsou napojeny na potrubí pro odvádění permeátu z oblasti mikrofiltračního membránového modulu.

Nanofíltrační membránový modul obsahuje nanofíltrační membránu, která byla podrobně popisována výše. Tento modul může mít libovolné uspořádání membrán známé z dosavadního stavu techniky, včetně membrán ve tvaru dutých vláken, dutých trubic, spirálově vinutých membrán a deskových membrán v rámové sestavě. Ve výhodném provedení podle vynálezu se používá modulu se spirálově vinutými membránami nebo s deskovými membránami v rámové sestavě. Tyto membránové moduly jsou z dosavadního stavu techniky běžně známé, přičemž jsou rovněž snadno získatelné na trhu. Uvedeným prostředkem pro přivádění přírodní kvašené nápojové suroviny nebo mikrofiltračního permeátu do nanofiltračního modulu je obvykle nástřikové potrubí nebo vedení, ve kterém je zařazené nebo ke kterému je připojené čerpadlo, které funguje tak, že stlačuje nástřikovou surovinu na potřebnou úroveň nutnou pro provoz nanofiltračního membránového modulu, přičemž tento tlak musí umožňovat ekonomické propouštění permeátu uvedenou nanofíltrační membránou.

Uvedeným prostředkem pro odvádění podílu zadrženého při nanofiltraci z oblasti nanofíltrační membrány je obvykle jeden nebo více otvorů v nanofiltračním modulu, které jsou připojeny na potrubí k odvádění tohoto zadrženého podílu z oblasti nanofiltračního modulu. Uvedeným prostředkem pro odvádění nanofiltračního permeátu je obvykle jeden nebo více otvorů v tomto modulu, které jsou napojené na potrubí k odvádění tohoto nanofiltračního permeátu z oblasti nanofiltračního membránového modulu.

Membrána pro reverzní osmózu byla již podrobně popisována ve výše uvedeném textu, přičemž uvedeným membránovým modulem k provedení reverzní osmózy je modul, který obsahuje ryto membrány. Tyto moduly jsou z dosavadního stavu techniky pro odborníky pracující v daném oboru běžně známy, přičemž ryto membrány mohou mít tvar dutých vláken, dutých trubic, spirálově vinutých membrán nebo to mohou být deskové membrány v rámovém uspořádání. Ve výhodném provedení podle vynálezu se používá uspořádání se spirálově vinutou membránou a s deskovými membránami v rámové sestavě. Tyto membránové moduly jsou z dosavadního stavu techniky pro odborníky pracující v daném oboru dostatečně dobře známy, přičemž jsou rovněž na trhu snadno získatelné. Uvedeným prostředkem pro přivádění nástřikové suroviny do membránového modulu k provedení reverzní osmózy je obvykle potrubí nebo vedení, ve kterém je výhodně zařazeno čerpadlo, které stlačuje nástřikovou surovinu na dostatečnou úroveň nutnou pro protlačení permeátu membránou k provedení reverzní osmózy. Uvedeným prostředkem pro odvádění podílu zadrženého při provádění reverzní osmózy z oblasti reverzní osmotické membrány je obvykle jeden nebo více otvorů v membránovém modulu pro reverzní osmózu napojených na potrubí k odvádění tohoto zadrženého podílu. Uvedeným prostředkem pro odvádění permeátu z membránového modulu pro reverzní osmózu je obvykle soustava otvorů v tomto membránovém modulu napojená na potrubí k odvádění tohoto permeátu.

Uvedeným prostředkem pro kombinování podílu zadrženého při nanofiltraci a podílu zadrženého při reverzní osmóze je obvykle buďto zásobní nádrž, mísící zásobník nebo některý z typů mísících zařízení s válcovým tokem, ve kterém se podíl zadržený na nanofiltrační membráně uvádí do kontaktu s podílem zadrženým při reverzní osmóze a tyto podíly se smíchávaj í.

Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu toto zařízení dále obsahuje zásobní nádrž, která je upravena pro přívod permeátu z nanofiltrace přiváděného pomocí prostředků pro odvádění nanofiltračního permeátu z oblasti membránového modulu k provedení nanofiltrace nebo permeátu z mikrofiltrace přiváděného pomocí prostředků pro odvádění mikrofiltračního permeátu z oblasti mikrofiltračního membránového modulu. Podle tohoto provedení obsahuje zařízení podle vynálezu dále prostředky pro transportování obsahu ze zásobní nádrže do membránového modulu k provedení reverzní osmózy, prostředky pro recyklování podílu zadrženého pří reverzní osmóze do této zásobní nádrže, a prostředky pro přidávání vody do zásobní nádrže k upravení části nebo celého objemu permeátu z reverzní osmózy.

V případě tohoto provedení, při kterém se používá zásobní nádrže k přípravě nástřikové suroviny do membránového modulu k provedení reverzní osmózy, se permeát z mikrofiltračního membránového modulu nebo z nanof iltračního membránového modulu přivádí., do této zásobní nádrže za pomoci prostředků pro odvádění permeátu z mikrofiltračního membránového modulu nebo z nanofiltračního membránového modulu. Tato zásobní nádrž je napojena na membránový modul k provedení reverzní osmózy prostřednictvím prostředků pro transportování obsahu zásobní nádoby do membránového modulu k provedení reverzní osmózy. Tyto prostředky jsou napojeny na prostředky k zavádění nástřikové suroviny do membránového modulu k provedení reverzní osmózy. Ve skutečnosti jsou prostředky pro transportování obsahu ze zásobní nádrže do membránového modulu k provedení reverzní osmózy v úzkém vztahu s prostředky pro přivádění nástřiková suroviny do membránového modulu k provedení reverzní osmózy, přičemž tyto dva prostředky obvykle tvoří spojovací potrubí, ve kterém je ve výhodném provedení zařazeno vhodné čerpadlo. Uvedené prostředky pro recyklování zadrženého podílu z reverzní osmózy do zásobní nádrže jsou napojeny na prostředky pro odvádění zadrženého podílu z membránového modulu k provedení reverzní osmózy. Tento systém může představovat soustavu vzájemně spojených vedení, přičemž tato vedení jsou napojeny na otvory v membránovém modulu k provedení reverzní osmózy, které jsou určeny k odvádění zadrženého podílu z tohoto modulu. Prostředky pro přivádění upravovači vody do uvedené zásobní nádrže sestávají ze zdroje této upravovači vody a potrubí určených k transportu této upravovači vody do uvedené zásobní nádrže. Uvedené vedení pro transport upravovači vody může být zaústěno do prostředků pro recyklování zadrženého podílu z reverzní osmózy nebo je možno odvádět tuto upravovači vodu přímo do uvedené zásobní nádrže.

Podle jiného provedení obsahuje zařízení podle uvedeného vynálezu dále zásobní nádrž upravenou ke shromažďování suroviny přiváděné na nanofiltrační membránu, která obsahuje přírodní kvašenou nápojovou surovinu nebo permeát z mikrofiltračního membránového modulu. Toto zařízení může dále obsahovat prostředky pro recyklování podílu zadrženého na nanofiltrační membráně do uvedené zásobní nádrže. Kromě toho může toto zařízení případně dále obsahovat prostředky k transportování obsahu z uvedené zásobní nádrže do membránového modulu k provedení nanofiltrace a rovněž prostředky pro transportování koncentrovaného zadrženého podílu obsaženého v zásobní nádrži do prostředků pro kombinování podílu zadrženého při nanofiltrací a podílu zadrženého při reverzní osmóze. Podle tohoto provedení je nástřiková surovina do nanofiltračního membránového modulu zavedena do zásobní nádrže. V provedení, kdy je použito mikrofiltračního membránového modulu, je možno prostředky pro odvádění permeátu z mikrofiltračního modulu napojit přímo na uvedenou zásobní nádrž, čímž se permeát z mikrofiltračního membránového modulu odvede přímo do uvedené zásobní nádrže. Uvedené prostředky pro recyklování podílu zadrženého při nanofiltraci do zásobní nádrže jsou v úzkém vztahu s prostředky pro odvádění zadrženého podílu při nanofiltraci z nanofiltračního membránového modulu. Tyto prostředky představují vzájemně propojenou soustavu potrubí určenou k vedení podílu zadrženého při nanofiltraci z nanofiltračního membránového modulu do zásobní nádrže. Kromě toho je nutno poznamenat, že prostředky pro transportování obsahu zásobní nádrže do nanofiltračního membránového modulu jsou v úzkém spojení s prostředky pro přivádění nástřikové suroviny do nanofiltračního membránového modulu a tyto prostředky obvykle představují soustavu potrubí, ve které je ve výhodném provedení zařazeno čerpadlo pro stlačení nástřikové suroviny přiváděné do tohoto nanofiltračního membránového modulu. V tomto provedení obsahuje zařízení podle uvedeného vynálezu dále prostředky pro transportování koncentrovaného zadrženého podílu z nanofiltrace, obsaženého v zásobní nádrži, do prostředků pro kombinování podílu zadrženého na nanofiltrační membráně s podílem zadrženým na membráně pro reverzní osmózu. Tímto prostředkem je ve výhodném provedení potrubí, které propojuje zásobní nádobu s prostředky použitými pro kombinování uvedených dvou zadržených podílů.

Podle jednoho z možných provedení jsou prostředky pro odvádění mikrofiltračního permeátu z oblasti mikrofiltračního modulu v úzkém spojení s prostředky pro přivádění nástřikové suroviny do nanofilTračního membránového modulu. Tyto prostředky jsou obvykle tvořeny soustavou potrubí, ve výhodném provedení se zařazeným čerpadlem, která je určena k odvádění mikrofiltračního permeátu do nanofiltračního membránového modulu. Podle jiného provedení je možno prostředky pro odvádění mikrofiltračního permeátu z oblasti mikrofiltračního membránového modulu napojit na prostředky pro přivádění mikrofiltračního permeátu nebo nástřikové suroviny do membránového modulu pro provedení reverzní osmózy. Tyto souvisící prostředky je možno obvykle spojit do soustavy potrubí, ve výhodném provedení se zařazeným čerpadlem, která slouží k transportování mikrofiltračního permeátu do membránového modulu k provedení reverzní osmózy. Podle dalšího provedení je možno prostředky pro odvádění permeátu z nanofiltrační membrány z oblasti nanofiltračního modulu spojit s prostředky pro přivádění nástřikové suroviny na membránu k provádění reverzní osmózy. Tyto spojené prostředky obvykle tvoří soustavu vedení nebo potrubí, ve výhodném provedení se zařazeným čerpadlem, která je určena pro zavádění nástřikové suroviny do membránového modulu k provedení reverzní osmózy.

Příklady provedení vynálezu

Zařízeni podle uvedeného vynálezu bude v dalším detailně ilustrováno s pomocí přiložených obrázků, ze kterých bude rovněž patrný postup odstraňování alkoholu z přírodní kašené nápojové suroviny podle uvedeného vynálezu, sestávající z mikrofiltračního stupně, nanofiltračního stupně a ze stupně reverzní osmózy. Detailní provedení uvedená na těchto obrázcích nijak neomezují rozsah uvedeného vynálezu.

Ve stručnosti je možno uvést, že na obr. 1 je znázorněno zařízení podle uvedeného vynálezu obsahující výše uvedené tři stupně, to znamená stupeň mikrofiltrace, stupeň nanofiltrace a stupeň reverzní osmózy, přičemž je zde dále znázorněno recyklování zadrženého podílu z nanofiltračního membránového modulu a recyklování zadrženého podílu z membrány pro reverzní osmózu.

Na obr. 2 je ilustrováno zařízení, ve kterém je použito nanofiltračního stupně a stupně pro reverzní osmózu a postup podle uvedeného vynálezu prováděný podle této varianty, přičemž podle tohoto provedení se zadržený podíl z obou těchto stupňů recykluje.

Na obr. 3 je znázorněno zařízení, ve kterém je použito mikrofiltračního stupně a stupně pro reverzní osmózu a postup prováděný podle této varianty řešení podle uvedeného vynálezu, přičemž podle tohoto provedení se recykluje zadržený podíl ze stupně reverzní osmózy.

Jak již bylo uvedeno je na obr. 1 znázorněno zařízení podle uvedeného vynálezu k odstraňování alkoholu z přírodních kvašených nápojů, které sestává z mikrofiltračního membránového modulu, nanofiltračního membránového modulu a z membránového modulu pro reverzní osmózu. Podle tohoto obr. 1 se prostřednictvím potrubí 11. ve kterém je zařazeno čerpadlo 12. přivádí nástřiková surovina, kterou je kvašená nápojová surovina z přírodního zdroje, do mikrof iltračního membránového modulu 13., ve kterém je uspořádána mikrofiltrační membrána 14. Tato přírodní kvašená nápojová surovina se rozděluje na zadržený podíl, který obvykle obsahuje proteiny a betaglykany s vysokou molekulovou hmotností, přičemž tento podíl se odvádí ze zařízení prostřednictvím potrubí 15.. Permeátem, který byl propuštěn mikrofiltrační membránou 14. je přírodní kvašený nápoj s nízkou koncentrací proteinů a betaglykanů v porovnání s nástřikovou surovinou. Tento permeát se odvádí z mikrofiltračního membránového modulu 13 prostřednictvím potrubí 16 se zařazeným ventilem 17. pomocí kterého se reguluje průtok kapaliny do první zásobní nádrže 18 . Uvedená kapalina se přivádí do této zásobní nádrže 18 prostřednictvím potrubí 19.. Kapalina z této první zásobní nádrže se odvádí potrubím 20, přičemž její průtok z této první zásobní nádrže 18 je regulován pomocí ventilu 21. Surovina odváděná z uvedené první zásobní nádrže 18 je takto prostřednictvím potrubí 22 přiváděna do nanofiltračního membránového modulu 23., ve kterém je uspořádána nanof iltrační membrána 24. Do uvedeného potrubí 22 je zařazeno čerpadlo 25, které slouží k natlakování nástřikové suroviny přiváděné do nanofiltračního membránového modulu 23. Podíl zadržený v tomto nanofiltračním membránovém modulu 23 je recyklován prostřednictvím potrubí 26. Ventil 17 je zde zařazen z toho důvodu, aby bylo možno podíl zadržený při nanofiltraci a odváděný prostřednictvím potrubí 26 recyklovat do první zásobní nádrže 18. Permeát z tohoto nanofiltračního membránového modulu 23 se odvádí potrubím 27 a potom se vede ventilem 28., pomocí kterého se reguluje průtočné množství do druhé zásobní nádrže 29. Tento permeát z nanofiltrace se zavádí do druhé zásobní nádrže 29. prostřednictvím potrubí 30.. Obsah této druhé zásobní nádrže 29 je možno odvádět prostřednictvím potrubí 31. Průtok suroviny z této druhé zásobní nádrže 29 je regulován pomocí ventilu 32.. Prostřednictvím potrubí 33 je možno odvádět kapalinu z druhé zásobní nádrže 29 do membránového modulu 'pro reverzní osmózu 34, ve kterém je uspořádána membrána pro reverzní osmózu 35.. Prostřednictvím potrubí 37 se odvádí zadržený podíl z oblasti membránového modulu pro reverzní osmózu 34 a tento podíl se zavádí zpět do zásobní nádrže 29. přičemž prochází ventilem 28. Potrubím 38 se odvádí permeát získaný z membránové jednotky pro reverzní osmózu 34 ze zařízení. Poté co se podíl zadržený na nanofiltrační membráně zkoncentruje na požadovanou úroveň se tento zkoncentrovaný zadržený podíl při nanofiltraci transportuje prostřednictvím potrubí 20 a průchodem ventilem 21 do potrubí 39. které slouží k transportování tohoto nanofiltračního koncentrátu do mísící nádrže 40. Koncentrát získaný při reverzní osmóze se poté, co je dosažena potřebná koncentrace ethanolu, odvádí ze zásobní nádrže 29 prostřednictvím potrubí 31 a po průchodu ventilem 32 se přivádí do potrubí 41. pomocí kterého se odvádí tento koncentrát získaný při reverzní osmóze do mísícího zásobníku 40. ve které se podíl zadržený při nanofiltraci a podíl zadržený při reverzní osmóze mísí a tím se dosáhne rekonstituování přírodního kvašeného nápoje zbaveného alkoholu. Na druhou zásobní nádrž 29 je připojen zdroj 42 upravovači vody pomocí potrubí 43. Z mísícího zásobníku 40 se produkt odvádí potrubím 44.

Na obr. 2 je ilustrováno zařízení podle uvedeného vynálezu, které obsahuje nanofiltrační membránový modul a membránový modul k provedení reverzní osmózy. Přírodní kvašený nápoj se zavádí prostřednictvím potrubí 19 do první zásobní nádrže 18., přičemž prochází ventilem 17. Přírodní kvašený nápoj se odvádí z první zásobní nádrže 18 prostřednictvím potrubí 20, přičemž průtok kapaliny z této první zásobní nádrže 18 je regulován ventilem 21. Pomocí potrubí 22 se odvádí přírodní kvašený nápoj do nanof iltračního membránového modulu 23., ve kterém je uspořádána nanof iltrační membrána 2.4. Do uvedeného potrubí je zařazeno čerpadlo 25 . které slouží k natlakování uvedené přírodní kvašené nápojové suroviny na vhodný tlak k usnadnění transportu permeátu nanofiltrační membránou 24.

Podíl zadržený na této nanofiltrační membráně je odváděn z tohoto nanof iltračního membránového modulu 23 potrubím 26 a dále je tento podíl recyklován do první zásobní nádrže

18., přičemž prochází ventilem 17. Permeát z nanof iltračního j modulu 23 se odvádí prostřednictvím potrubí 27 a po průchodu ventilem 28 se vede do druhé zásobní nádrže 29. Tento permeát se zavádí do uvedené druhé zásobní nádrže 29 potrubím 30.. Permeát z nanofiltrace se z této nádrže 29 odvádí potrubím 31. na které je napojen ventil 32 pro regulování průtoku kapaliny z uvedené druhé zásobní nádrže

29. Prostřednictvím potrubí 33 se odvádí surovina z druhé zásobní nádrže 29 do membránového modulu 34 k provedení reverzní osmózy, ve kterém je uspořádána reverzní osmotická membrána 35. V tomto potrubí 33 je zařazeno čerpadlo 36.

které slouží k natlakování nástřikové suroviny přiváděné do membránového modulu 34 k pro vedení reverzní osmózy. Permeát z membránového modulu 34 k provedení reverzní osmózy se odvádí potrubím .38. Podíl zadržený v membránovém modulu 34 k provedení reverzní osmózy se odvádí z oblasti membránového modulu 34 k provedení reverzní osmózy prostřednictvím potrubí 37, které je napojeno na ventil 28 zařazený v tomto potrubí k nasměrování tohoto recyklovaného zadrženého podílu z reverzní osmózy zpět do druhé zásobní nádrže 29.. Obsah první zásobní nádrže 18., poté co byl zkoncentrován na požadovanou úroveň, se odvádí z této první zásobní nádrže potrubím 20, přičemž tento podíl potom prochází ventilem do potrubí 39. které je napojeno na mísící zásobník 40.

čímž se shromažďovaný nanofiltrační koncentrát přivádí do fáze míšení v tomto mísícím zásobníku 40. Koncentrát z reverzní osmózy, ve kterém bylo dosaženo zkoncentrování ethanolu na požadovanou úroveň, se odvádí z druhé zásobní nádrže 29 potrubím 31 a tento podíl prochází ventilem 32 do potrubí 41, pomocí kterého se přivádí tento koncentrát z reverzní osmózy do mísícího zásobníku 40, ve kterém dochází ke smíchání s nanofiltračním koncentrátem. Na druhou zásobní nádrž 29 je napojen prostřednictvím potrubí 43 zdroj 42 upravovači vody, čímž se zajišťuje přivádění upravovači vody do uvedené druhé zásobní nádrže 29,. Z uvedeného mísícího zásobníku 40 se produkt odvádí potrubím 44.

Na obr. 3 je znázorněno zařízení pro odstraňování alkoholu z přírodní kvašené nápojové suroviny podle uvedeného vynálezu, které je tvořeno mikrofiltračním membránovým modulem a membránovým modulem k provedení reverzní osmózy. Do tohoto zařízení se přírodní kvašená nápojová surovina přivádí prostřednictvím potrubí 11, ve kterém je zařazeno čerpadlo 12. které slouží k natlakování této přírodní kvašené nápojové suroviny, a tato surovina se nejdříve přivádí do mikrofiltračního membránového modulu 13. ve kterém je upravena mikrofiltrační membrána 14. Přírodní kvašená nápojová surovina se vede na tuto mikrof iltrační membránu 14. přičemž v tomto stupni se z uvedené suroviny odděluje podíl zadržovaný touto membránou, který má vysokou koncentraci proteinů a betaglykanů o vysoké molekulové hmotnosti a tento podíl se odvádí z mikrofiltračního membránového modulu 13 potrubím 15. Permeát s podstatně nižší koncentrací proteinů a betaglykanů se odvádí z tohoto mikrofiltračního membránového modulu 13 prostřednictvím potrubí 16.. Průtok permeátu z mikrofiltračního membránového modulu 13 je regulován ventilem 28., přičemž po průchodu tímto ventilem je tento mikrof iltrační permeát odváděn do potrubí 30. pomocí kterého se tento permeát odvádí do zásobní nádrže 29.

Kapalina ze zásobní nádrže 29 se odvádí potrubím 31. přičemž tento podíl prochází ventilem 32. pomocí kterého se reguluje průtok kapaliny z této zásobní nádrže 29. Tímto ventilem 32 se rovněž usměrňuje průtok kapaliny do potrubí 33 . ve kterém je zařazeno čerpadlo 36., a pomocí tohoto potrubí se kapalina zavádí do membránového modulu 34 k provedení reverzní osmózy, ve kterém je upravena reverzní osmotická membrána

35. V tomto modulu 34 k provedení reverzní osmózy se z této kapaliny odděluje permeát, obsahující vyšší koncentraci ethanolu než je koncentrace ethanolu v nástřikové surovině, přičemž tento permeát se odvádí z tohoto membránového modulu k provedení reverzní osmózy prostřednictvím potrubí 38.

Podíl zadržovaný při reverzní osmóze, která má nižší koncentraci ethanolu ale vyšší koncentraci sloučenin poskytujících aroma a chuťových látek, se odvádí z tohoto membránového modulu 34 k provedení reverzní osmózy prostřednictvím potrubí 37. Toto potrubí 37 je napojeno na ventil 28., který usměrňuje tento recyklovaný proud, představující zadržený podíl při reverzní osmóze, zpět do zásobní nádrže 29. Na tuto zásobní nádrž 29 je napojen zdroj upravovači vody prostřednictvím potrubí 43, přičemž tento zdroj upravovači vody slouží k nahražení permeátu odváděného z membránového modulu k provedení reverzní osmózy vodou.

Poté co se dosáhne požadované hladiny ethanolu v zásobní nádrži 29 se obsah této nádrže odvádí prostřednictvím * potrubí 31 a tento podíl potom prochází ventilem 32., který jej usměrňuje do potrubí 41 sloužícího k odvádění získaného produktu z tohoto zařízení.

Claims (9)

patentové nároky (Upravené znění)

1. Způsob odstraňování alkoholu z přírodního kvašeného nápoje, vyznačující se tím, že zahrnuje (A) případné kontaktování nástřikové suroviny přiváděné do mikrofiltrace a obsahující přírodní kvašený nápoj s mikrofiltrační membránou za podmínek, kdy je tento proud výchozí suroviny rozdělován na mikrofiltrační permeát, který má nižší koncentraci sloučenin o vysoké molekulové hmotnosti způsobujících zákal, a podíl zadržovaný mikrofiltrační membránou, který má vyšší koncentraci sloučenin o vysoké molekulové hmotnosti způsobujících zákal, v porovnání s proudem nástřikové výchozí suroviny uváděným do mikrofiltrace, (B) případné kontaktování nástřikové suroviny přiváděné do nanofiltrace a obsahující přírodní kvašený nápoj nebo mikrofiltrační permeát s nanofiltrační membránou, která odděluje frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 100 do 10 000, za podmínek, kdy je tento nástřikový proud do nanofiltrace rozdělován na nanofiltrační permeát, který má nižší koncentraci sloučenin poskytujících aroma a chuť, a na podíl zadržovaný nanofiltrační membránou s vyšší koncentrací sloučenin poskytujících aroma a chuť v porovnání s proudem nástřikové výchozí suroviny uváděné do nanofiltrace, (C) ve stupni reverzní osmózy kontaktování nástřikového proudu výchozí suroviny obsahuj ící mikrofiltrační permeát nebo nanofiltrační permeát s reverzní osmotickou membránou, která selektivně propouští ethanol a selektivně zadržuje sloučeniny poskytující chuť a aroma za podmínek, kdy je nástřikový proud uváděný do fáze reverzní osmózy rozdělován na podíl prošlý reverzní osmotickou membránou, který mfá vyšší koncentraci ethanolu a nižší obsah

I

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuj e :

(A) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do mikrofiltrace a obsahujícího přírodní kvašenou nápojovou surovinu s mikrofiltrační membránou, (B) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do nanofiltrace a obsahujícího permeát z mikrofiltrace s nanofiltrační membránou, (C) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do reverzní osmózy a obsahujícího permeát z nanofiltrace s reverzní osmotickou membránou, a (D) rekombinování podílu zadrženého při reverzní osmóze s podílem zadrženým při nanofiltraci.

- 2 sloučenin vytvářejících aroma a chuť, a podíl zadržovaný touto reverzní osmotickou membránou, který má nižší koncentraci ethanolu a vyšší podíl sloučenin poskytujících aroma a chuť, v porovnání s nástřikovým proudem přiváděným do fáze reverzní osmózy, vyznačující se tím, že se při tomto postupu nezbytně provádí oba uvedené stupně (A) a (B) nebo jeden z těchto stupňů, přičemž v případě, kdy se provádí stupeň (B), se podíl zadržený při reverzní osmóze a podíl zadržený při nanofiltraci rekombinují v následně prováděném stupni (C) , přičemž mikrofiltrační membrána má velikost pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 pm, nanofiltrační membrána odděluje frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 100 do 10 000 a membrána pro reverzní osmózu odděluje frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 50 do 100.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuj e :

(B) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do nanofiltrace a obsahujícího permeát z mikrofiltrace s nanofiltrační membránou, (C) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do reverzní osmózy a obsahujícího permeát z nanofiltrace s reverzní osmotickou membránou, a «

(D) rekombinování podílu zadrženého při reverzní ₁ osmóze s podílem zadrženým při nanofiltraci.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuj e :

(A) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do mikrofiltrace a obsahujícího přírodní kvašenou nápojovou surovinu s mikrofiltrační membránou, (C) kontaktování nástřikového proudu přiváděného do reverzní osmózy a obsahujícího permeát z nanofiltrace s reverzní osmotickou membránou.

5. Způsob podle nároků 2 nebo 3, vyznačující se tím, že podíl zadržený při nanofiltraci se recykluje a opět uvádí do kontaktu s nanofiltrační membránou k dalšímu zkoncentrování tohoto podílu zadrženého při nanofiltraci.

,

6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že podíl zadržený při reverzní osmóze se recykluje a ♦ opět uvádí do kontaktu s reverzní osmotickou membránou k oddělení dalšího ethanolu od podílu zadrženého při reverzní osmóze.

7. Zařízení k odstraňování alkoholu z přírodního kvašeného nápoje, vyznačující se tím, že obsahuje :

(A) případně jeden nebo více mikrofiltračních modulů, (B) případně prostředky k přivádění přírodního kvašeného nápoje do uvedeného mikrofiltračního modulu.

(C) případně prostředky pro odvádění podílu zadrženého při mikrofilrraci z oblasti mikrofiltračního modulu, (D) případně prostředky pro odvádění mikrofiltračního permeátu z oblasti mikrofiltračního modulu, (E) případně jeden nebo více nanofiltračních modulů, (F) případně prostředky pro přivádění přírodní kvašené nápojové suroviny nebo permeátu z mikrofiltrace do nanofiltračního modulu, (G) případně prostředky pro odvádění podílu zadrženého při nanofiltraci z oblasti nanofiltračního modulu, (H) případně prostředky pro odvádění nanofiltračního permeátu z oblasti nanofiltračního modulu, (I) přinejmenším jeden membránový modul pro reverzní osmózu obsahujících membránu, která je schopná selektivně propustit ethanol a selektivně zadržet sloučeniny vytvářející aroma a chuťové látky obsažené v přírodních kvašených nápojích, (J) prostředky k přivádění mikrofiltračního permeátu nebo nanofiltračního permeátu do membránového modulu pro reverzní osmózu, (K) prostředky pro odvádění podílu zadrženého při reverzní osmóze z oblasti membránového modulu pro reverzní osmózu, (L) prostředky pro odvádění permeátu z reverzní osmózy z oblasti membránového modulu pro reverzní osmózu, vyznačující se tím, že jestliže je použit mikrofiltrační modul, potom obsahuje membránu s velikostí pórů v rozmezí od 0,1 do 1,0 gm, v případě že je použit nanofiltrační modul, potom obsahuje membránu oddělující frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 100 do 10 000 a modul pro reverzní osmózu obsahuje membránu oddělující frakci s molekulovou hmotností v rozmezí od 50 do 100, a dále jestliže jsou použity části (A), (B), (C) a (D), potom jsou použity všechny současně, jestliže jsou použity části (E), (F), (G) a (H), potom jsou použixy všechny současně a buďto soustava částí (A) , (B) , (C) a (D) , nebo soustava částí (E), (F), (G) a (H) nebo obě xyxo soustavy musí býx přítomny, přičemž dále jestliže je použixa sestava částí (E) , (F), (G) a (H) , poxom je xřeba použít čásx (M), která představuje :

(M) prostředky pro kombinování podílu zadrženého při nanofiltraci a podílu zadrženého při reverzní osmóze.

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále obsahuje :

(N) zásobní nádrž upravenou ke shromažďování nanofilxračního permeáxu z (H) , (O) prostředky pro transportování obsahu zásobní nádrže do membránového modulu pro reverzní osmózu, (P) prostředky pro recyklování podílu zadrženého při reverzní osmóze do zásobní nádrže, a (Q) prostředky pro přidávání vody do zásobní nádrže (N) k úpravě celého podílu nebo části objemu permeáxu z reverzní osmózy.

, 9, Zařízení podle nároků 7 nebo 8, vyznačující se tím, že dále obsahuje :

» (R) druhou zásobní nádrž upravenou ke shromažďování suroviny zaváděné do nanofilxračního modulu, která obsahuje přírodní kvašenou nápojovou surovinu nebo permeát z mikrofiltračního membránového modulu, (S) prostředky pro recyklování podílu zadrženého při nanofiltraci do druhé zásobní nádrže (R) , (T) prostředky k transportování obsahu druhé zásobní nádrže (R) do nanofiltračního membránového modulu, a (U) prostředky pro transportování koncentrovaného zadrženého podílu obsaženého v uvedené druhé zásobní nádrži (R) do prostředků (M) pro kombinování podílu zadrženého při nanofiltraci a podílu zadrženého při reverzní osmóze.