用于酒精饮料脱醇的设备及方法转让专利

申请号 : CN201780020785.0

文献号 : CN109072148B

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发明人 : 萨米·高芬

申请人 : 威尼米尔公司萨米·高芬

摘要 :

一种用于对酒精饮料脱醇的设备(100,200),包括:第一容器(102,202),包括用于接纳酒精饮料的装置;第二容器(104,204),包括接纳流体的装置;第三容器(106,206),被设置为从第一容器接纳酒精饮料,所述第三容器(106,206)进一步被连接到第二容器(104,204);用于产生真空的装置(211b),至少功能地连接到至少第三容器(106,206)来降低其中的压力;分馏装置(205),至少部分地在第二容器(104,204)的内部,分馏装置(205)功能地连接第二容器(104,204)和第三容器(106,206),其中设备(100,200)被设置为促进酒精饮料的真空蒸馏,以便来自酒精饮料的汽化乙醇通过分馏装置(205)行进到第二容器(104,204),使得汽化的乙醇被第二容器(104,204)中的流体溶解。呈现了用于脱醇的相应方法。

权利要求 :

1.一种用于使酒精饮料脱醇的设备(100,200),包括:- 第一容器(102,202),包括接纳酒精饮料的装置,- 第二容器(104,204),包括接纳流体的装置,

- 第三容器(106,206),被设置为从所述第一容器接纳酒精饮料,所述第三容器被进一步连接到所述第二容器(104,204),- 用于产生真空的装置(211b),至少功能地连接到至少所述第三容器(106,206)以降低其中的压力,- 分馏装置(205),至少部分地在所述第二容器(104,204)的内部,所述分馏装置(205)功能地连接所述第二容器(104,204)和所述第三容器(106,206),其特征在于所述设备(100,200)被设置为促进所述酒精饮料的真空蒸馏,使得对所述第二容器(104,204)产生真空,并且通过所述分馏装置(205)对所述第三容器(106,206)产生真空,其中来自所述酒精饮料的汽化乙醇被迫通过所述分馏装置(205)行进到所述第二容器(104,204),使得汽化的乙醇被所述第二容器(104,204)中的所述流体溶解。

2.根据权利要求1所述的设备(100,200),其中所述第一容器(102,202)包括或构成所述第三容器(106,206)。

3.根据权利要求1所述的设备(100,200),其中所述第三容器(106,206)是与所述第一容器(102,202)分开的容器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(100,200),其中所述分馏装置(205)包括分馏柱。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(100,200),其中所述分馏装置(205)包括开放分馏柱的布置,其中盖子部分在所述分馏柱之上,其中所述盖子部分为乙醇蒸汽提供冷凝表面。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(100,200),其中所述设备(100,200)包括在所述分馏装置(205)之前或在所述分馏装置(205)处用于收集真空蒸馏(209a)的第一蒸汽的装置。

7.根据权利要求6所述的设备(100,200),其中第一蒸汽被引导到所述第一容器(102,

202),其中它们与所述第一容器中的流体混合。

8.根据权利要求6所述的设备(100,200),其中所述第一蒸汽通过扩散器被引导到所述第一容器(102,202)。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(100,200),包括用于加热所述酒精饮料的加热装置。

10.根据权利要求9所述的设备(100,200),其中加热装置位于所述第三容器(106,206)处以加热其中的内容物。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(100,200),包括用于冷却所述第二容器(104,204)和/或其中的流体的装置。

12.根据权利要求8所述的设备(100,200),其中所述扩散器为微泡扩散器。

13.一种使用根据权利要求1所述的设备用于使酒精饮料脱醇的方法,包括:- 在第一容器中接纳酒精饮料(304),

- 在第二容器中接纳流体(310),

- 确定流体是否是基本上不含酒精的(312),

- 将所述酒精饮料放置在降低的压力和合适的温度条件下以促进真空蒸馏(314),- 维持所述压力和温度条件一段时间以从所述酒精饮料中提取乙醇蒸汽,- 通过分馏装置将产生的乙醇蒸汽引导到所述第二容器中(316),- 冷却通过所述分馏装置行进的所述乙醇蒸汽以生成液体蒸馏物(316),- 将所述液体蒸馏物从所述分馏装置引导到所述第二容器中的所述流体(316)。

14.根据权利要求13所述的方法,包括确定所述酒精饮料的酒精浓度的方法项(306)。

15.根据权利要求13-14中任一项所述的方法,包括对于所述酒精饮料的目标酒精浓度,维持压力和温度条件一段时间的方法项(314)。

说明书 :

用于酒精饮料脱醇的设备及方法

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及酒精饮料(alcoholic beverage,含醇饮料)脱醇。更具体地,然而不是唯一地,本发明涉及在家庭和饭店环境下从饮料如葡萄酒(wine,酒,果子酒)中仔细地去除醇的设备及方法。

背景技术

[0002] 葡萄酒作为一种深受青睐的产品,至少自新石器时代以来已经被制造和消费。现今,葡萄酒仍然被高度消费并且产品被按规定高度管理。此外,在决定葡萄酒如何制造和消费中,传统也许扮演了一个甚至更大的角色,尤其是在制酒业有着最长根基的国家。
[0003] 由于气候的变化,在过去的20-30年间,至少在世界的某些部分,葡萄酒的酒精浓度(alcohol by volume,酒精含量,酒精度,酒精量,酒精度数,酒精体积分数,酒精体积百分数)(ABV)以每十年大约增加1.5%的速度稳定增长。ABV的这种增加是生长在更加温暖气候下并且因此产生更多的糖的葡萄的直接结果,这直接影响了葡萄酒的ABV。同时,制酒业的规定和传统使得难以解决增加葡萄酒的ABV的麻烦,因为制酒业应该利用很少的脱醇装置并且这些过程会影响葡萄酒的精华,即味道、颜色和气味。
[0004] 另一方面,对于许多葡萄酒,葡萄酒的乙醇含量(ethanol content,酒精含量)是用于提升葡萄酒的精华的副产品或者催化剂。因此,为了它自身利益,乙醇可能不被需要。相反地,在许多情况下,消费更多的具有高ABV的葡萄酒快速导致葡萄酒中乙醇的同样的高消耗,这有许多健康损害。对于想要享受葡萄酒的感官和健康特性的消费者,鉴于酒精含量的增长,消费量不得不被限制。
[0005] 许多脱醇工艺是从现有技术已知的。首先,存在可以在饮料生产过程之前和/或期间使用的预发酵和发酵(期间)的生物过程以及发酵停止技术。其次,存在用于从生产的饮料中去除醇的方法,这些方法与手头的本发明有关。从现有技术,这些方法在概念上众所周知,但是它们中的一些实例包括吸附(在树脂、硅胶或者沸石上)膜过滤、蒸馏技术、旋转锥柱、冷冻浓缩、蒸发和使用有机溶剂或超临界溶剂提取。
[0006] 然而,许多现有脱醇技术涉及尺寸大并且典型地在大型工业级或实验室级的生产设施内部发生的应用。因此,这些方法没有在普通消费者、餐厅和酒吧这些酒精饮料的最终消费者的掌握中。此外,许多国家的现行法律对酒精生产和处理设置了严格的规定,这使得脱醇实际上只留在提到的饮料生产者的手中。

发明内容

[0007] 本发明的实施方式的目标是为了至少减轻在现有技术布置中特别是在对酒精饮料脱醇的设备和方法的环境下一个或多个上述明显的缺陷。该目标通常依照权利要求中的设备和方法来实现。
[0008] 本发明的目标技术问题是如何在家庭和餐厅条件下方便地对酒精饮料脱醇,使得从酒精饮料中移除的乙醇含量被迫稀释为流体,以便没有乙醇蒸馏物可以通过机器制造或从机器中取出。本发明的一个额外关注点在于实现脱醇,使得乙醇尽可能轻地从酒精饮料中被移除从而不影响(例如,通过蒸煮或冷冻)该酒精饮料的色泽。众所周知,如果加热过多,葡萄酒和啤酒会改变它们的口感和色泽。
[0009] 不让纯乙醇从设备中流出提供了两个重要功能。该设备不能制造强酒精尤其是乙醇蒸馏物,并且不能从机器中放出易燃和易爆乙醇气体到外界空气中。气态乙醇是高易燃性的并且因此是危险的,而且此外由于其刺鼻气味也是一种不便,因此不让它以气态或液态的形式从设备中流出对设备的实际使用非常重要。此外,在本发明中通过冷却液产生真空迫使乙醇蒸馏物稀释到所述冷却液,从而乙醇蒸汽不能行进到(travel,进入)泵或从设备中流出。
[0010] 本发明的主要优点是它允许在家庭条件下对不同的现成酒精饮料进行脱醇。
[0011] 本发明的另一主要优点是它基本上不会产生任何纯乙醇的蒸馏物,而是代替地将乙醇蒸汽直接冷凝并稀释成流体。这对家庭应用非常重要,因为用户不能通过使用本发明生产和消费任何蒸馏产品。此外,上述的内在实现是通过设备部件的相互关系和排列,因此不需要过滤器或收集乙醇蒸馏物的容器。
[0012] 甚至本发明的又一优点是它尤其允许对葡萄酒的脱醇,其中对葡萄酒的味道、香气以及其精华的影响最小。优化脱醇过程以使用最合适的条件来处理葡萄酒,尽管相似的饮料,例如啤酒、烈酒等也可以被脱醇。
[0013] 根据本发明的一个方面,对酒精饮料脱醇的设备,包括:
[0014] -第一容器,包括接纳酒精饮料的装置,
[0015] -第二容器,包括接纳流体的装置,
[0016] -第三容器,被设置为从第一容器接纳酒精饮料,所述第三容器被进一步连接至第二容器,
[0017] -用于产生真空的装置,至少功能地连接到至少第三容器以降低其中的压力,[0018] -分馏装置,至少部分地在第二容器内部,该分馏装置功能地连接第二和第三容器,
[0019] 特征在于该设备被设置为促进酒精饮料的真空蒸馏,以便对第二容器产生真空,并且通过分馏装置对第三容器产生真空,其中来自酒精饮料的汽化乙醇被迫通过分馏装置行进到第二容器,使得汽化的乙醇被第二容器中的流体溶解。
[0020] 根据本发明的示例性实施方式,该酒精饮料是葡萄酒。
[0021] 根据本发明的示例性实施方式,第一容器包括或构成第三容器。根据另一示例性实施方式,第三容器是与第一容器分开的容器。
[0022] 根据本发明的示例性实施方式,分馏装置包括分馏柱(fractionating column,分馏塔)。此外,第二容器中的流体可以被用于与分馏装置相互作用,分馏装置用来冷却柱内的蒸汽,使蒸汽冷凝成液体并且进一步进入流体本身。根据本发明的另一示例性实施方式,分馏装置包括开放分馏柱的布置,其中盖子部分在分馏柱之上,其中盖子部分提供乙醇蒸汽的冷凝表面。
[0023] 根据本发明的示例性实施方式,该设备包括在分馏装置前或在分馏装置处用于收集真空蒸馏的第一蒸汽的装置。第一蒸汽可以被引导至第一容器,其中它们与里面的流体混合。第一蒸汽可以通过扩散器(例如,微泡扩散器)被引导至第一容器。
[0024] 根据本发明的示例性实施方式,该设备包括加热酒精饮料的装置。加热装置可以优选地位于第三容器中,以加热其中的内容物。
[0025] 根据本发明的示例性实施方式,该设备包括冷却第二容器和/或其中的液体的装置。通过更有效率地冷却分馏装置,这可以被用于使在分馏装置中的冷凝更有效率。冷却液的量和温度都可以根据分馏装置中冷凝的优选效率来设定以被控制。
[0026] 根据本发明的示例性实施方式,分馏装置包括两相机构(two-phased mechanism,两阶段机构),其中第一相将真空蒸馏的第一蒸汽排出到除第二容器之外的另一容器中,并且其中第二相将乙醇蒸汽引导到第二容器。根据本发明的示例性实施方式,该分馏装置包括双相阀门机构(two-phased valve mechanism,两阶段阀门机构)或管道布置,其中第一相使来自真空蒸馏酒精饮料的第一蒸汽排放到第一容器,并且其中第二相将乙醇蒸汽引导到第二容器。阀门驱动的完成可能与定时或目标压力有关,即与定时器或与真空泵引入的压力变化有关。因此,在酒精饮料的处理中,诸如第一挥发性的酯等在早期大约10-20秒内形成的第一蒸汽,可以引导到第一容器。
[0027] 根据本发明的示例性实施方式,脱醇酒精饮料在已经被脱醇后可以从第三容器流入第一容器。这可被用于尤其是将脱醇酒精饮料的一部分与未经处理的酒精饮料混合。此外,这可以被用于冷却脱醇酒精饮料和/或其中的混合物。
[0028] 根据本发明的示例性实施方式,在脱醇酒精饮料已经从第三容器流入第一容器后,乙醇-流体混合物从第二容器流出到第三容器并且流出设备。这可以被用于清洗第三容器。此外,该乙醇-流体混合物也可以贯穿设备的管道、阀门以及容器来被传输以清洗设备。
[0029] 根据本发明的一个方面,一种用于对酒精饮料脱醇的方法,包括:
[0030] -在第一容器接纳酒精饮料,
[0031] -在第二容器接纳流体,
[0032] -确定流体是否是基本上不含酒精的,
[0033] -放置酒精饮料在降低压力并且合适温度的条件下以促进真空蒸馏,[0034] -维持所述压力和温度条件一段时间以从酒精饮料中提取乙醇蒸汽,[0035] -通过分馏装置将产生的乙醇蒸汽引导到所述第二容器,
[0036] -冷却通过分馏装置行进的乙醇蒸汽以生成液体蒸馏物,
[0037] -将所述液体蒸馏物从分馏装置引导到第二容器中的流体。
[0038] 根据本发明的示例性实施方式,该方法包括确定原始酒精饮料的酒精浓度(ABV)的方法项。
[0039] 根据本发明的示例性实施方式,该方法包括对于该酒精饮料的目标酒精浓度(ABV),维持压力和温度条件一段时间的方法项。
[0040] 根据本发明的示例性实施方式,真空蒸馏在第三容器中进行。
[0041] 根据本发明的示例性实施方式,其中在压力和温度的目标值下生产乙醇-水溶液的真空蒸馏物,使得乙醇在低于49℃的温度条件下汽化。
[0042] 根据本发明的示例性实施方式,包括来自酒精饮料的挥发性成分的第一蒸汽不会通过分馏装置与流体混合,而是被引导至未脱醇的酒精饮料并与其混合。
[0043] 与本发明有关的先前描述的方法的目标技术问题是如何能对不同的现成的酒精饮料脱醇,从而没有纯乙醇蒸馏物作为该处理的结果产生。从家庭适用性的角度来看这是有益的,因为许多国家不允许在家制造酒精。
[0044] 先前提出的关于设备的各种实施方式的考虑,在比照并作必要修改后可以灵活地应用于该方法的实施方式中,并且反之亦然,技术人员对此可以领会。
[0045] 如在上文中简单回顾的,本发明的不同方面的应用起因于取决于每个特定实施方式的多个问题。
[0046] 术语“示例性”在本文中指的是一个示例或者类似示例的特性,而不是唯一或唯一可取的选项。
[0047] 术语“脱醇”和“脱醇的”用于指减少酒精饮料中的酒精(乙醇)含量。该术语主要适用于通过在酒精饮料中降低乙醇来减少酒精饮料中的酒精含量,并且该术语并不意味着脱醇的结果应该是完全地或者甚至接近完全无乙醇产品,尽管这也可能实现。
[0048] 术语“溶解”用于指溶解和/或将乙醇蒸馏物或者气态乙醇与流体混合。
[0049] 本发明的不同实施方式也在所附的从属权利要求中公开。

附图说明

[0050] 接下来,根据附图对本发明的一些示例性实施方式进行更仔细地回顾,其中[0051] 图1公开了根据本公开的设备的实施方式,
[0052] 图2是根据本公开的设备的一个实施方式的示意图,
[0053] 图3示出了根据本公开对酒精饮料脱醇的方法的实施方式。

具体实施方式

[0054] 图1公开了根据本发明的设备100的实施方式。
[0055] 设备100基本上包括第一容器102、第二容器104以及第三容器106,在它们之间可以运输流体,如水和酒精流体(alcoholic fluid,含酒精的流体)。
[0056] 第一容器102用于进入和包含待被脱醇的酒精饮料。第一容器102优选地包括防真空螺旋罩(vacuum proof screw closure)、盖子、阀门或用于接纳酒精饮料的其他此类防真空装置(vacuum proof means)。第一容器102还可以包括冷却盘管、一个或多个冷却回路或其他此类用于冷却流体如酒精饮料的设置。其他用于在第一容器102中冷却酒精饮料的装置可以包括在第一容器102内部的内容器,其中在内容器中可以注入冷水或冰。冷却装置可以可移动地(removably,可拆装地)连接至第一容器102并且所述装置可以包括用于循环其中的冷却流体和/或冰的自身管道。
[0057] 第二容器104优选地包括防真空螺旋罩、盖子、阀门或其他此类用于接纳流体的防真空装置。优选地,流体包括水或其他不含酒精的流体。然而,从设备100的技术视角,酒精流体也可以被用于第二容器104,如果装置被用于强化所述酒精流体。第二容器104也包括与第三容器106至少功能地连接的分馏装置。分馏装置优选地包括分馏柱,其至少部分地在第二容器104内部,并且该分馏柱被通过上述装置进入的流体包围。分馏柱可以包括例如韦氏分馏柱。分馏柱优选地包括冷凝器管道或围绕柱的盖子部分(cap part),这样离开柱的乙醇蒸汽和冷凝物被强制运输到周围的流体中。
[0058] 第三容器106优选地用作葡萄酒煮沸槽(boiling tank,煮沸罐)。可选地,此外第三容器106可以被用于储存和处置在第二容器104处混合有流体的汽化的乙醇的废弃物,这是通过将所述混合物从第二容器104运输到第三容器106实现的。加热装置和真空泵或者抽吸装置(aspirator means)处于通过流体回路功能连接至第三容器106。
[0059] 容器102、104、106的材料优选地是聚合物、塑料、玻璃、钢、铝或具有足够的抗酒精性的其他此类材料或这些材料的组合。容器102、104、106不必包括相同材料。至少在真空下放置的容器应该包括防真空材料、结构和密封装置,至少使它们可以促进优选地约90-95%或85-90%、或95-99%真空的真空蒸馏条件。
[0060] 设备100还可以包括用于输送和/或分配流体110的装置,如用于将脱醇饮料分配到外部容器108的喷口,所述外部容器可以是例如葡萄酒或啤酒瓶、玻璃或此类容器。可调节管道也可以被用于从外部容器108抽出液体。
[0061] 设备100的功能可以由输入装置112控制,如可旋转的和/或可推动的旋钮。设备100的设置以及脱醇工艺的输入可以通过显示器114或其他此类用户界面装置提供。在一些情况下,可选地或此外,控制装置和界面装置可以通过智能手机或电脑提供。物联网(IoT)装置,诸如M2M通信装置、外部服务器和云计算装置可以被用于为用户远程提供设备100的功能、控制和/或(用户)界面。
[0062] 设备100也可以包括用于保护流体回路(包括管道和容器)以及它的多个部件的外壳116。滴漏盘118还可以被用于收集溢出物以及在设备100运行期间可能发生的任何滴落。
[0063] 图2是根据本发明的设备200的实施方式的示意图。
[0064] 第一容器202包括用于进入流体的装置,并且第一容器202也通过管道连接至第三容器206,该管道由阀门控制。第一容器202也可以包括冷却装置203。第一容器202可以构成具有螺旋罩或盖子的柱,所述罩可以手动操作。
[0065] 第一容器202的冷却装置203可以被用于控制在第一容器202中接纳的酒精饮料温度。此外,冷却装置也可以被用于将酒精饮料设置在用于储存和/或服务的特定温度。此外或相反地,第一容器202也可以包括加热和/或冷却装置以控制在第一容器202中的酒精饮料的温度。冷却装置203对于在服务(即,酒精饮料流出设备200)之前设定酒精饮料的温度是有益处的,但是这种装置也可以被用于促进真空蒸馏条件。而且,酒精饮料的至少部分的温度可以在真空蒸馏处理中升高以便对酒精饮料的至少部分脱醇,并且因此酒精饮料在脱醇后可以被引导回到第一容器202以冷却所述饮料。
[0066] 一定量的酒精饮料,其已经被例如用户从酒精饮料容器倒入第一容器202,在此使其可选择通过泵211a的操作,通过阀门209a的控制流入第三容器206。流量计207可以被放置用于检测流入第三容器206的酒精饮料的量。在许多情况下,只真空蒸馏酒精饮料的特定部分是有益处的,在该特定部分上,需要知道待被处理的酒精饮料的量,以估计和/或控制真空蒸馏的酒精饮料的最终的酒精含量。当只有部分酒精饮料被脱醇并且然后在第一容器202中与未经处理的酒精饮料混合时,这一点尤其重要。然而,上述考虑仅影响最终产品的最终酒精含量,并且这样不会直接影响设备200的机器性能。从第一容器202到第三容器的流动流体可以通过阀门209a和泵211a或211b控制。
[0067] 在第二容器204添加水或此类低酒精或不含酒精的流体。可选地,在一些情况下,酒精流体诸如葡萄酒也可以被用作第二容器204中的流体。流体的类型可以根据提高进入所述流体的乙醇的溶解性的冷却性能来选择。优选地,通过分馏装置205的类型和功能以及分馏装置布置的优选冷却效率确定流体的量。此外,也可以根据冷却水或其他流体的目标乙醇含量和真空蒸馏的提取的乙醇溶液产物来确定流体的量。第二容器204的流体的主要功能是稀释乙醇蒸馏物,因此使得没有乙醇蒸馏物可以从设备200流出或流入到泵211b。然而,第二容器中的流体的次要可选功能可以是使用所述流体以冷却分馏装置205并且使其中的乙醇蒸汽冷凝。
[0068] 在第三容器206中,通过阀门209c,利用真空泵211b、抽吸器或此类,通过产生第二容器204和第三容器206的真空条件,酒精饮料被引入到真空蒸馏条件,并且可选地,通过充分提升酒精饮料的温度以及根据其中的压力以使乙醇从酒精饮料蒸发。根据本实施方式,在真空蒸馏过程期间阀门209b和209a将会被关闭以便使真空首先产生到第二容器204,其中真空条件通过分馏装置205被进一步传递到第三容器206。然后汽化的乙醇上升到分馏装置205,在此描述为分馏柱的设置以及围绕分馏柱的盖子部分(所述盖子部分描述为从另一端闭合并且设置在分馏柱上的圆筒),在柱周围的盖子部分进一步至少部分被添加到第二容器204的流体包围(所述流体未示出)。乙醇蒸汽进入到分馏装置205,其中,它们在分馏装置部件(例如,末端沉浸在第二容器204的流体中的冷凝管道或盖子部分的内表面)上冷凝,其中冷凝乙醇因此向下移动并与第二容器204的作为冷凝液的流体混合,和/或利用来自气相(即,乙醇蒸汽)的所述流体的表面直接溶解。一些乙醇蒸汽也可以直接进入流体,并且作为气泡通过第二容器204中的流体,但是只要乙醇气体(例如,从液体中冒泡)不会增长太高,就允许有一定量的乙醇蒸汽。这样的小数量可以由过滤器等来计算,例如,在入口阀门209c处或在真空泵211b处。
[0069] 图2的分馏装置205基本上包括被连接以将蒸汽从第三容器输送出来的柱和位于所述柱周围的外部封口(盖子部分)。蒸汽通过柱传送并在分馏装置205的盖子部分的内表面凝结,由此冷凝物输送到盖子部分的底部极限以及盖子部分和第二容器204之间的空间,在这里冷凝物与其中的流体混合。由于来自第二容器204的真空,经由流体以及在盖子部分和第二容器204之间的空间,乙醇冷凝物被迫流向第二容器204的流体(乙醇冷凝物基本上与流体的壁的某一点接触)。可以使用其他能改善内管和外部壳体之间的冷凝的结构。鉴于所描述的分馏装置205包括盖子部分和分馏柱的布置,应优选地使用大量该流体,即使在第二容器204中产生真空之后,这会引起流体的液位升高,分馏装置205的盖子部分没有完全沉没在流体中。首先产生第二容器204中的真空,并通过分馏装置205至第三容器206,这将使第二容器204中的流体上升,流体会部分地从盖子部分和分馏柱之间溢出。因此,这个过程会导致相对于盖子部分外表面,流体液位上升到分馏装置205的外部,并且因此导致随着如所提到的流体从分馏装置205溢出,分馏装置内部的流体液位下降。如上提到的会进而增加分馏装置205内部的不含流体的内部体积,其导致更宽的盖子部分的外部区域以被流体包围以及更宽的不含流体的盖子部分的内表面,其进而使乙醇蒸汽能更有效的在盖子部分和分馏柱(所述柱的外壁)之间的表面上冷凝。换言之,由于在真空泵的方向上真空吸入流体,随着盖子部分与柱之间的流体液位下降,在分馏装置205的盖子部分的外部(第二容器204和盖子部分的外壁之间的空间),流体液位上升,增大了在盖子部分的内部空间(挨着分馏柱的壁区域)的分馏装置的冷却区域,这是由产生在第二容器204的真空引起的,并且某种程度上在第三容器206内乙醇蒸发引起轻微较高的压力。从乙醇作为冷凝液体而不是作为气态乙醇进入流体的角度来看,具有较大的空间或区域对乙醇蒸汽的冷凝是有益处的。
[0070] 如上所述,第三容器206可以包括加热装置以此来控制真空蒸馏的温度。合适的加热装置通常是本领域技术人员所熟知的并且可以包括例如加热元件,如线圈。这种加热装置可以浸入第三容器内的流体或置于第三容器内流体的外部。
[0071] 阀门209a可以包括四通阀,阀门209d可以包括双向阀,如电磁阀,并且阀门209c可以包括带有空气释放的三通阀,而阀门209b可以包括带有空气进口和/或空气释放的三通阀。
[0072] 真空解除阀或通风口209e,例如鸭嘴阀,也可以置于分馏装置205处。这在某些实施方式中是有益的,因为如果由于电力故障或其他在终止真空蒸馏和/或真空泵机能失常后第三容器206中的流体冷却,则真空蒸馏反应可能会导致第三容器206的较高真空。因此,可以在不冒设备崩溃或故障的风险的情况下考虑压力差异。
[0073] 本文中优选的真空蒸馏条件包括约49℃的最高温度以及与该温度(不同的温度条件是可能的)相对应的相应真空。真空蒸馏乙醇-水混合物(根据乙醇-水混合物的相图)的基本概念和不同的可行条件是本领域技术人员所熟知的。大约49℃的上限是公认的上限,用于加热葡萄酒而不会对其产生太大影响。一些示例性的真空蒸馏条件优选地包括约90-95%或85-90%,或95-99%真空。当使用加热装置时前两个真空范围可能是合适的,以及当不存在加热装置时,例如当在环境温度下操作时,可以使用后面的真空范围。然而,对于本发明,显然这种限制是不固定的而是可以设定在任何优选的值。如图2所示,设备200可以包括在第二和第三容器处或之间的温度(T)和压力(P)检测装置以及第一容器202处的温度检测装置(T)。
[0074] 第三容器206也可以用于测试第二容器中的流体。第二容器204中的部分流体可以经由阀门209a进入到第三容器206。可以使用用于查明流体是否是水的程序,且它可以包括以下步骤:
[0075] 1)少量的、如3cl的流体被引导到第三容器206,
[0076] 2)将流体放置在真空条件下,并且在第三容器206中升温,
[0077] 3)所述3cl流体快速变得沸腾,并且温度和压力是用压力和温度传[0078] 感器(P,T)或其他装置来检测的。
[0079] 第二容器中的流体也可由用户、酒精和提取仪或者用适当的传感器测试乙醇含量。
[0080] 此外,设备200可以包括用于收集当产生真空蒸馏条件时发生的第一蒸汽的装置,而不将这些第一蒸汽引导通过冷却液。这是有益的,因为当产生真空蒸馏条件时发生的第一蒸汽包括酯和此类在乙醇开始蒸发(例如,在适当条件下大约20秒)前和/或同时产生的挥发性化合物。这些化合物(除乙醇外)在葡萄酒中有许多特性,包括产生香气、味道等。因此,所述挥发性化合物可被引导经由例如阀门209a的控制,经由管道213(替代进入分馏装置的管道),以在第一容器202中传送挥发性化合物,其中该挥发性化合物可以被引导到第一容器202的流体中。例如,微泡扩散器可以用于将挥发性化合物与流体在第一容器202中混合,尽管扩散器将需要它自己的入口。
[0081] 在第三容器206中的酒精饮料的真空蒸馏已经实施以便酒精饮料已经脱醇(目标ABV由例如用户确定)后,脱醇后的流体可以流回到第一容器,在这里它可以与其中任何流体混合,诸如一定量的原始的未经处理的酒精饮料。在第一容器中的酒精饮料或此类流体可以经由阀门209d以及分配装置210流出。
[0082] 第二容器204中的乙醇-流体混合物优选地被处理,例如通过使所述混合物流入第三容器206,其可以由用户移除以处理所述混合物并清洗。可选地,乙醇-流体混合物可以通过输出管道和阀门直接引向排水/出口管道,该管道可以进一步直接连接到下水道系统。因此,用户会得到温和的乙醇-水的混合物,他们不得不手动处理它,或者设备200可以自动处理所述混合物以致用户根本不能得到水-乙醇混合物。
[0083] 图2所示的单独的第三容器206虽然有优点但不是强制的。例如,只需要一个冷却盘管来冷却第二容器204中的酒精饮料和液体,因为葡萄酒可以用泵送到第三容器,在这期间,来自第二容器204的流体可以被引导到第一容器202以冷却,在此之后,所述流体可以被引导回第二容器204以提供在真空蒸馏处理期间用于在分馏装置中液化乙醇蒸汽的冷却。相反,将第三容器206置于第一容器202内或作为第一容器202的一部分具有以下优点:系统更加简单,并且酒精饮料可以在第一容器202中直接真空蒸馏以减少在容器202、204、206之间移动任何流体的需要。
[0084] 此外,在一些实施方式中,诸如酒精饮料本身的外部容器108可用作第一容器202。其中,一个或多个管道本身可插入瓶中,并且真空蒸馏可以通过在第二容器204和第三容器
206中实施,在本实施方式中,其作为单独的容器经阀门控制通过限制真空从第一容器202只到所述第二容器204和第三容器206。
[0085] 显然对于本领域的技术人员,容器和回路系统可以以不同的方式布置,并且图1和图2的设备200实施方式仅仅是对应本发明的示例性实施方式。对于手头的本发明而言,显然,用于传输和处理液体和气体的系统的功能和它们相互关联的作用是必不可少的,并且应该从这个角度来理解本发明。为了阐明设备200的可行的尺寸,第一柱和第二柱可以具有例如1600ml-2000ml的体积(以柱剖面来说明)以及第三容器可以具有例如1000ml-1200ml的体积,该体积适合对750ml的典型的葡萄酒瓶脱醇。本质上,设备200可以是厨房桌面用具的尺寸。然而,显然地,本发明是可扩展的,作为本领域技术人员可以理解的。
[0086] 图3是一个框图,示出根据本发明对葡萄酒脱醇过程的实施方式。显然,可以使用其他饮料,但是本文使用葡萄酒以更清晰的描述一些示例性设备的作用和功能。
[0087] 在302处,指的是当启动时设置设备,例如至少部分与用户输入相关。该设置可以包括至少给设备供电以实施脱醇处理。
[0088] 在304处,用户将一定量的葡萄酒插入到设备以脱醇。
[0089] 在306处,可选地通过用户输入确定葡萄酒的ABV。例如,用户可以从原始的葡萄酒容器获得ABV。
[0090] 在308处,确定葡萄酒的目标ABV,即,经过脱醇处理后的ABV。目标ABV可以是预定的或者由用户设定的。
[0091] 在310处,一定量的流体被注入到设备,该流体被添加到该葡萄酒之外的不同地方以免与葡萄酒混合。优选地,添加到设备的流体的量至少与已经添加到设备中用于脱醇的葡萄酒的量相同。
[0092] 在312处,检查在310处添加的流体,观察是否合适并且至少大体上是低酒精性或完全不含酒精的流体。流体的乙醇含量可以由用户、乙醇和提取仪或使用合适的传感器来确定。至少应该确定是否有任何酒精含量或在某些情况下也可以确定流体中有多少酒精含量。在某些情况下,流体也可以包括果汁、茶、咖啡或诸如此类。如果确定该流体包括不适合的物质,诸如乙醇-水的混合物,只要根据项310和312添加新流体并测试,该过程就会终止。如果检测到水或此类适合的不含酒精的流体,该过程就会继续进行到项314。
[0093] 在314处,该葡萄酒被移动,例如用真空泵吸入一个空间,在那里它可以被真空蒸馏。葡萄酒的体积优选地由流量计监测。在真空下也带入水,并且可以测定其体积。如果检测到过少的水,例如比监测到的葡萄酒的体积更少的水,可能需要更多的水来控制过程。水也可以优选地被冷却到约8-10℃,以便促进行进到分馏装置的乙醇蒸汽的更好的液化。
[0094] 该葡萄酒的一部分可被放置在该部分未被置于真空蒸馏处理的地方。这种未经处理的量也可以被冷却。待被脱醇的葡萄酒的量放置在约90-95%真空以及约35-40℃温度并且在任何情况下优选地不能高于49℃的真空条件下,在某些情况下,该温度已经被确定为温度超过其过高的温度会导致葡萄酒质量下降的问题。可替代地,也可以使用85-90%,或95-99%的真空。从更广泛的意义上讲,本领域的技术人员将会了解根据真空蒸馏的不同可行的条件。
[0095] 在316处,乙醇蒸发并通过分馏装置行进,在分馏装置中冷却与分馏装置相互作用的无酒精流体,液化乙醇蒸汽,然后该液化乙醇蒸馏物被迫通过分馏装置进入水中。可选地和/或此外,乙醇蒸汽也可以经由分馏柱直接到达或接近水面,在那里直接凝结成水。在某些情况下,一些乙醇可以通过水作为气泡行进,但这也可以解释如上文解释的。
[0096] 在318处,在特定量的乙醇(根据目标ABV以及在另一容器的未经处理的葡萄酒的可能量)已经从葡萄酒中移除后真空被释放,脱醇葡萄酒可以用泵送到另一容器。其中,脱醇葡萄酒可与未经处理的葡萄酒混合。因此,冷却可以进一步被用于达到分配和消耗的特定温度或者用于储存和保存葡萄酒的特定温度。
[0097] 为了改善葡萄酒的储存条件和葡萄酒的保存,还可以将葡萄酒置于真空中。
[0098] 乙醇-水的混合物,其被看做是一种废弃物,可被排放到排水口或可以留给用户处理。然而,该混合物的ABV不能比原始葡萄酒更高,并且实际上它总是相当轻微,所以用户没有留下任何比原始的葡萄酒的ABV高的物质。
[0099] 本发明的范围由所附权利要求及其同等物共同确定。技术人员将再次领会到以下事实,所公开的实施例仅是为了描述目的而构造的,并且本文评估的创新支点将进一步涵盖更适合本发明的每个特定用例的实施例、实施例的组合、变体和等效。