DE3241187C2

DE3241187C2 -

Info

Publication number: DE3241187C2
Application number: DE3241187A
Authority: DE
Inventors: Armand Stamford Conn. Us Boucher
Original assignee: Joseph E Seagram & Sons Inc New York Ny Us
Current assignee: Joseph E Seagram & Sons Inc New York Ny Us
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1993-01-21
Also published as: AR241935A1; PT75163A; JPH0436673B2; AU8533782A; GB2113712A; ES8400486A1; FR2520005A1; LU84332A1; AU555176B2; NZ200459A; IT8267920A0; BE893991A; FR2520005B1; GB2141735A; US4405652A; BR8300175A; NL8203029A; GB2141735B; JPS58129969A; ES513454A0

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur direkten Verringerung des Alkoholgehaltes von Originalwein mittels eines Zentrifugal-Dünnfilmverdampfers entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der "Monatsschrift für Brauerei" (1980), S. 426-428 und 428-429, ist die Herstellung von alkoholreduzierten Bieren u. a. mittels eines Zentrifugal-Dünnfilmverdampfers beschrieben, und ein Hinweis legt die Verwendung eines derartigen Verdampfers auch für die Alkoholreduzierung anderer alkoholischer Getränke nahe.

In der nachveröffentlichten WO 82/02 723 ist ein Verfahren zur Herstellung von alkoholfreiem Wein oder Fruchtwein beschrieben, bei dem in einer ersten Verfahrensstufe mittels eines Dünnschicht- oder Zentrifugalverdampfers dem Wein der Alkohol und die Aromastoffe entzogen werden. In einer zweiten Stufe werden die Aromastoffe von dem Alkohol durch Destillation getrennt. In einer dritten Stufe werden nur die im Siedebereich von 77-97°C anfallenden Aromafraktionen wieder mit dem entalkoholisierten Weinkonzentrat, mit entaromatisiertem Traubensaft und mit destilliertem Wasser zur Bildung eines trinkfertigen alkoholfreien Weins gemischt.

Bei der Alkoholreduzierung von Wein besteht das Hauptproblem darin, das Bouquet und den Geschmack des Originalweins so weit als möglich zu erhalten. Während bei Bier schon während der Herstellung Einfluß auf den Alkoholgehalt genommen werden kann, ist dies bei Wein nicht möglich. Empfindliche sekundäre Geschmacks- und Aromastoffe entstehen erst bei der Gärung und häufig auch erst später bei der anschließenden Reifung. Bei der Alkoholreduzierung muß daher dafür gesorgt werden, daß mit dem Entfernen des Alkohols die Aromastoffe nicht verloren gehen. Ob dies mit dem Verfahren entsprechend der WO 82/02 723 gelingt, erscheint fraglich. Auf jeden Fall ist dieses Verfahren als dreistufiges Verfahren äußerst aufwendig.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein relativ einfaches Verfahren zu schaffen, mit dem die Alkoholreduzierung von Originalwein derart vorgenommen wird, daß ein Großteil der ursprünglichen Aromakomponenten noch in dem Endprodukt, d. h. dem alkoholreduzierten Wein, enthalten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der alkoholarme Wein von dem Zentrifugal-Dünnfilmverdampfer mit einer Temperatur zwischen etwa 36 und 38°C abgezogen wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Originalwein nur einer sehr geringen thermischen Beanspruchung ausgesetzt, was zur Folge hat, dßa die Aromastoffe nicht mit dem Alkohol entweichen, sondern zumindest weitgehend in dem alkoholarmen Wein verbleiben. Dadurch entfallen die aufwendigen zusätzlichen Verfahrensschritte des bekannten Verfahrens.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise ein leichter Chablis hergestellt werden, der eine Alkoholgehalt von etwa 7,1%, verglichen mit den 10 bis 12% des Originalweins, und der etwa 33% weniger Kalorien hat als der Originalwein, der jedoch im Bouquet und Geschmack dem Originalwein in nichts nachsteht.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand der Ansprüche 7 und 8.

Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Zeichnungen beispielshalber dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 in schematischer Darstellung eine Anlage zur Verringerung des Alkoholgehaltes von Originalwein,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht des in der Anlage von Fig. 1 verwendeten Zentrifugal-Dünnschicht-Verdampfers.

Die Anlage gemäß Fig. 1 bis 3 weist einen in Fig. 4 in größerem Maßstab dargestellten Zentrifugal-Dünnschicht-Verdampfer 10 auf, der dazu dient, einen Originalwein 12 in eine flüssige Phase, die von einem Wein 14 mit verringertem Alkoholgehalt gebildet ist, und in eine Dampfphase aufzuteilen, die ein hochprozentiges Nebenprodukt 16 darstellt. Der Originalwein 12 ist beispielsweise ein Chablis mit 10,8% Alkohol, und das Nebenprodukt 16 ist eine Flüssigkeit mit 45% Alkohol.

Die Zuflußleitung 18 für den Originalwein geht von einem Weinfaß 20 aus, enthält eine Pumpe 22 und verzweigt sich in Leitungen 18a und 18b, die zu Siebfiltern 24a und 24b führen. Dreiweg-Ventile 26 und 28 ermöglichen es, daß eine der Leitungen 18a oder 18b zwecks Reinigung abgesperrt werden kann. Ein Manometer 30 zeigt den Druck des Weines in der Zuflußleitung 18 an. In die Weinleitung 18 mündet eine Wasserleitung 36, die von einem Wassertank 38 ausgeht und ein Magnetventil 34 enthält. Mit dem Ventil 34 ist ein Steuergerät 32 verbunden, welches bei Betätigung durch das Manometer 30 die Pumpe 22 ausschaltet und damit die Förderung von Wein 12 unterbricht, wenn der Druck in der Zuflußleitung 18 einen bestimmten Wert unterschreitet, und das Magnetventil 34 öffnet. Wasser wird in das System und insbesondere in die Leitung 18 eingeführt, um Ablagerungen an den Innenflächen des Verdampfers 10 zu vermeiden, wenn die Weinförderung unterbrochen ist. Sonst müßte die gesamte Anlage abgeschaltet werden, um das Innere des Verdampfers 10 zu reinigen. Ein Ventil 40 stellt die Wasser-Zuflußmenge ein, und ein Rückschlagventil 42 verhindert, daß Wein aus der Leitung 18 in die Leitung 36 eintritt. Ein weiteres Rückschlagventil 44 verhindert, daß sich Wasser mit Wein stromabwärts des Ventils 44 mischt. Mit einem handbetätigten Steuerventil 46 kann die Durchflußmenge von Wein durch die Leitung 18 eingestellt werden, und diese Menge wird von einem Durchflußmengenmesser 48 angezeigt. Bei einer ausgeführten Anlage betrug diese Menge etwa 200 l/h. Von dem Durchflußmengenmesser 48 gelangt der Wein in den Verdampfer 10.

Der Verdampfer 10 arbeitet mit indirektem Wärmetausch mit einer Dünnschicht-Flüssigkeitsströmung und gleichzeitiger Trennung durch Fliehkraft. Die Heizflächen bestehen aus einem Stapel von hohlen konischen Scheiben 50, die mit einer motorbetriebenen Welle 52 verbunden sind. Die Beheizung erfolgt durch Dampf, der in das Innere der Scheiben 50 eingeführt wird, wie dies später im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wird.

Der Originalwein gelangt durch eine stationäre Verteilerleitung 54 in den zentralen, von den Scheiben 50 umschlossenen Raum und wird durch Düsen 56 auf die Unterseiten 58 der rotierenden konischen Scheiben 50 gesprüht, wobei durch die Zentrifugalkraft eine Verteilung auf der gesamten Oberfläche stattfindet. Bei einer ausgeführten Anlage war diese Schicht nicht dicker als 0,1 mm, und zwar bei einer Drehzahl der konischen Scheiben 50 von etwa 800 U/min und einem Düsen-Durchmesser von 5 mm. Die Laufzeit des Weines von dem inneren zum äußeren Durchmesser jeder Scheibe betrug etwa 1 Sekunde. Der Kontakt mit den dampfbeheizten Flächen führt zu einem unverzüglichen Verdampfen derjenigen Verbindungen, die einen relativ niedrigen Siedepunkt und eine relativ geringe Verdampfungswärme aufweisen. Der Dampf verflüchtigt sich schnell und leicht von der dünnen Flüssigkeitsschicht und steigt durch den zentralen Raum des Verdampfers 10 in die von dem umgebenden Gehäuse gebildete Kammer 60 auf, wovon er durch eine Auslaßleitung 62 zu einem Kondensator 64 geleitet wird, in welchem der Dampf in das hochprozentige Nebenprodukt 16 umgewandelt wird.

Der alkoholarme Wein 14 wird durch die Fliehkraft nach außen geschleudert und gelangt duch Öffnungen 66 zwischen benachbarten Scheiben 50 in senkrechte Kanäle 70 zwischen einer Umfangswand 68 und der äußeren Umfangswand der Scheiben 50. In diesen senkrechten Kanälen 70 steigt der Wein nach oben, gelangt in einen Ringraum 72 und wird von dort durch eine stationäre Leitung 74 abgeführt.

Dampf wird durch die hohle Welle 52 einem Ringraum 76 zwischen der Umfangswand 68 und einem Mantel zugeführt. Von dem Ringraum 76 kann der Dampf über Öffnungen 77 in der Umfangswand 68 in das Innere 78 der hohlen Scheiben gelangen, wo er durch den Wein, der auf der Unterseite 58 jeder Scheibe 50 entlangströmt, abgekühlt wird und kondensiert. Sobald sich die Kondensattropfen bilden, fliegen sie durch die Zentrifugalkraft auf die Innenflächen 80 der konischen Scheiben 50, bewegen sich auf diesen Flächen nach unten und fließen durch die gleichen Öffnungen 77, durch welche der Dampf eintrat, in den Ringraum 76 und von dort in einen Sammel-Ringraum 82, von wo die Flüssigkeit durch ein stationäres Schöpfrohr 84 abgeführt wird, das innerhalb der Hohlwelle 52 angeordnet ist. Um zu vermeiden, daß sich Weinablagerungen aufgrund einer Verfestigung durch die Hydrierung auf der oberen konischen Fläche bilden, wird diese Fläche gegenüber der Wärme des Dampfkondensats isoliert. Zu diesem Zweck kann die obere Wand jeder Scheibe 50 doppelwandig ausgeführt sein.

Die Abflußleitung 74 führt den alkoholarmen Wein 14 in einen Behälter 86. Beispielsweise hat dieser Wein einen Alkoholgehalt von nur noch 7,1% und eine Temperatur von etwa 32 bis 43°C, wenn er in den Behälter 86 gelangt. Der Behälter 86 kann mit Kontrollöffnungen 88 versehen sein, um den Flüssigkeitsstand visuell zu überwachen. Der Innenraum des Behälters 86 wird durch eine Pumpe 90 auf einem Vakuum gehalten, um den alkoholarmen Wein 14 durch die Leitung 74 aus dem Verdampfer 10 abzusaugen. Die Pumpe 90 sollte ein Vakuum erzeugen, das gleich oder größer ist als die Unterdruckquelle des Kondensers 64, um jede Oxidation stromabwärts davon auszuschließen.

Der Flüssigkeitsstand kann verändert werden durch Veränderung des Antriebs der mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibbaren Pumpe 90. Stromaufwärts der Pumpe 90 ist ein Rückschlagventil 94 angeordnet, um Unterdruckverluste zu vermeiden, während ein manuell betätigbares Sperrventil 92 stromabwärts der Pumpe angeordnet ist. Zwei Ablaßhähne können wie dargestellt angeordnet werden. Der alkoholarme Wein 14 wird dann durch einen Kühler 98 geleitet, in welchem die Temperatur schlagartig von 36 bis 38°C auf 3 bis 5°C erniedrigt wird. Der Kühler kann beispielsweise ein Plattenkühler sein, der mit Eiswasser mit 2°C durch eine Leitung 100 beschickt wird, in welcher sich ein Absperrventil 102 befindet. Diese Abkühlung ist notwenidg, um das ursprüngliche Bouquet, die Aromastoffe und die delikaten flüchtigen Bestandteile des Originalweins zu erhalten. Von dem Kühler 98 wird der alkoholarme Wein 14 durch eine Leitung 99 einem isolierten, gekühlten Tank 104 zwecks Lagerung zugeführt. Die Lagerung erfolgt bei einer Temperatur, die niedriger ist als die normale Lagertemperatur in Kellereien. Der Wein wird bei dieser Temperatur gelagert, bis er in Flaschen abgefüllt wird.

Der Auslaß 62 für die im Verdampfer 10 abgetrennte Dampfphase, der zu dem Kondensor 64 führt, weist ein Manometer 106 und ein Thermometer 108 auf. Der Dampf wird im Kondensator 64, welcher einen Plattenkühler 110 und eine Auffangschale 112 für die kondensierte Flüssigkeit aufweist, abgekühlt. Der Plattenkühler 110 wird von einem Tank 111 über eine Pumpe 113 mit Kühlwasser versorgt. Das hochprozentige Nebenprodukt 16 wird durch eine Vakuumpumpe 116 in einen Separator 114 gesaugt. Eine Pumpe 118 fördert das hochprozentige Nebenprodukt 16 zu einem Plattenkühler 120. Das hochprozentige Nebenprodukt tritt aus dem Kühler 120 beispielsweise mit 4°C aus, wird zunächst in einem Zwischenbehälter 122 gelagert und dann mittels einer Pumpe 124 einem größeren Aufnahmebehälter 126 zugeführt. Der Kühler 120 wird durch Eiswasser gekühlt, das durch eine Leitung 125 mit einem Ventil 123 mittels einer Pumpe zugeführt wird, die auch die Leitung 100 mit Kühlwasser versorgt.

Es sei nun die Heißdampfzuführung zum Verdampfer 10 beschrieben. Hierbei wird Dampf mit einem Druck von beispielsweise 6,9 bar durch ein Druckminderventil 130 geführt, in welchem der Druck auf die Hälfte verringert wird. Ein Steuergerät 132 für das Dampfzuführsystem überwacht den Druck in der Dampfleitung mittels eines Druckfühlers 134. Wenn der Druck eine vorbestimmte Grenze übersteigt oder wenn die Dampfzufuhr ausfällt, wird das System mittels eines Magnetventils 136 abgesperrt. Ein Thermometer 138 zeigt die Dampftemperatur an, die bei dem folgenden Beispiel 60°C betrug.

Da, wie vorher erwähnt, der Zeitraum, während dem der Originalwein 12 mit der Wärmetauschfläche 58 in Kontakt ist, weniger als 1 sek beträgt, tritt keine molekulare Zersetzung oder Umwandlung aufgrund einer chemischen Reaktion ein.

Es ist bekannt, daß Wein ein höchst komplexes Gemisch aus Bestandteilen ist, deren Mischungsverhältnis für seine einzigartigen Geschmacks- und Boququet-Eigenschaften verantwortlich ist. Wein besteht natürlich hauptsächlich aus Wasser und Äthylalkohol. Zusätzlich kann man generell erwarten, verschiedene organische und anorganische Verbindungen zu finden, nämlich
Zucker wie Glukose, Fruktose, Pentose,
Alkohole wie Glyzerin, 2,3-Butandiol, Acetoin, Amyl-, Isobutyl- und n-Propylalkohole,
Säuren wie Tartarsäure, Maleinsäure, Zitrussäure, Succinsäure, Milchsäure und Essigsäure,
Mineralien wie Kalium, Natrium, Kalzium, Eisen Phosphor, Schwefel und Kupfer,
Stickstoffverbindungen wie Ammoniak, Aminosäuren und Proteine,
Acetaldehyde,
Phenol-Substanzen,
Farbpigmente und
Vitamine
in geringer Menge. Viele dieser organischen und anorganischen Verbindungen geben allein oder in Kombination dem Wein den charakteristischen Geschmack und Duft.

Es ist zu erwarten, daß einige der flüchtigeren dieser Verbindungen, welche nur einen geringen Teil des Weines bilden, während des erfindungsgemäßen Verfahrens entfernt werden. Dies trifft insbesondere zu auf die höherwertigen Alkohole wie die aliphatischen Alkohole mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen. Es ist jedoch bemerkenswert, daß der Verlust dieser flüchtigen Verbindungen die erwünschten Geschmackseigenschaften des Weines nicht nachteilig beeinflußt. Vielmehr kann das Entfernen von Amylalkohol als vorteilhaft für den Geschmack des Weines angesehen werden. In den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Weinen, die im allgemeinen zwischen etwa 7,0 und 7,2 Vol-% Äthylalkohol enthalten, sind die höherwertigen Alkohole etwa in den folgenden Mengen vertreten:

n-Propylalkohol
1,5 bis 2,5 g/100 l
Isobutylalkohol	0,0 bis 1,5 g/100 l
Amylalkohol	4,5 bis 6,5 g/100 l

Diese Mengen stellen etwa 50% der im Originalwein enthaltenen Mengen dar, aus dem der erfindungsgemäße Wein hergestellt wurde. Diese Verringerung insbesondere des Amylalkohol- Gehalts ist eine signifikante physikalische Eigenschaft der erfindungsgemäßen Weine.

Im folgenden werden einige Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Die Ergebnisse der chemischen Analyse wurden durch Gas-Chromatographie ermittelt.

Beispiel 1

In einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 4 wurde ein weißer kalifornischer Tafelwein (Chablis) entsprechend der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Methode behandelt. Die chemische Analyse des Originalweins und des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Weins ist in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Der kalorienarme Wein dieses Beispiels besitzt die wünschenswerten Geschmackseigenschaften des Originalweins.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird nach einem kalifornischen Ros´wein wiederholt. Das dampfförmige Nebenprodukt ist hochprozentiger (46,3%) Alkohol. Die chemische Analyse des Originalweines und des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Weines ist in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Der kalorienarme Wein dieses Beispiels besitzt die wünschenswerten Geschmackseigenschaften des Originalweines.

Zu Vergleichszwecken sei erwähnt, daß die kalorienarmen Weine des Standes der Technik im allgemeinen einen Gehalt an Amylalkohol von mindestens etwa 10 g/100 l aufweisen.

Claims

1. Kontinuierliches Verfahren zur direkten Verringerung des Alkoholgehaltes von Originalwein mittels eines Zentrifugal- Dünnfilmverdampfers, der eine luftdichte, evakuierbare Kammer aufweist, in der eine Mehrzahl von hohlen, konischen Scheiben angeordnet ist, die in Drehung versetzbar sind und in deren Hohlräume Dampf eingeführt wird, wobei der Originalwein durch zentral zu den Scheiben angeordnete Düsen auf die Unterseite der konischen Scheiben aufgebracht wird, auf denen er unter der Wirkung der Zentrifugalkraft als dünner Film radial nach außen gefördert wird, wobei die Hitze der Unterseite der Scheiben und das Vakuum in der Kammer gemeinsam dazu beitragen, Alkohol in Dampfform aus dem Originalwein zu entfernen und einen alkoholarmen Wein zuürckzulassen, der unter der Wirkung der Zentrifugalkraft einem Aufnahmebehälter zugeführt wird, während das verdampfte Produkt kondensiert und als alkoholreiches Nebenprodukt aufgegangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der alkoholarme Wein von dem Verdampfer mit einer Temperatur zwischen etwa 36 und 38°C abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Scheiben und ihre Abmessungen so gewählt werden, daß die Verweilzeit des Originalweines auf den Scheiben etwa 1 s beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußmenge des Originalweins zu dem Verdampfer so gesteuert wird, daß er auf der Unterseite der Scheiben einen dünnen Film von etwa 1 mm Dicke bildet.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Nebenprodukt nach dem Kondensieren von einer Temperatur von 37 bis 38°C auf eine Temperatur von etwa 3°C abgekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es so gesteuert wird, daß etwa 10% des Originalweines als Nebenprodukt mit mindestens 42% Alkoholgehalt und etwa 90% als alkoholarmer Wein mit etwa 7,1% Alkoholgehalt anfallen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Druckes des dem Verdampfer zugeführten Weines die Weinzufuhr unterbrochen und stattdessen Wasser dem Verdampfer zugeführt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Zentrifugal-Dünnfilmverdampfer (10), dem der Originalwein durch eine Zuflußleitung (18) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an die Zuflußleitung (18) ein Druckmesser (30) angeschlossen ist, der die Weinzufuhr unterbricht und ein Magnetventil (34) zum Zuführen von Wasser zu der Zuflußleitung betätigt, wenn der Druck einen bestimmten Wert unterschreitet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein erstes Rückschlagventil (42), das ein Eintreten von Wein in die Wasserzuflußleitung (36) verhindert, und ein zweites Rückschlagventil (44), das ein Einströmen von Wasser in die Zuflußleitung nur in Richtung auf den Verdampfer (10) zuläßt.