Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Alkoholgehaltes alkoholischer Getränke, wie Bier, Wein, Schaumwein oder Sekt, auch in angegorenem Zustand. Bei dem Getränk kann es sich um irgendein Getränk handeln, bei dem Alkohol durch Gärung erzeugt wird. Das Getränk kann auch ein weinähnliches Getränk, wie Apfel- oder Birnenwein, sein.

Verfahren zur Verminderung des Alkoholgehaltes alkoholischer Getränke sind seit langem bekannt. So wurden beispielsweise alkoholarme Biere durch Verwendung besonderer Hefen oder durch eine unvollständige Gärung hergestellt. Der Geschmack dieser Biere war jedoch nicht mit dem eines normalen Bieres vergleichbar, so daß diese Verfahren keine größere Veroreitung erfuhren. Man hat auch versucht, Bieren den Alkohol dadurch zu enthiehen, daß man normal hergestellte Biere einer Vakuumdestillation unterzog. Jedoch auch bei diesen Verfahren wird die Qualität eines Bieres negativ beeinflußt. Ein erst in letzter Zeit entwickeltes Verfahren besteht darin, daß man einem Bier mittels Umkehrosmose Alkohol entzieht. Dieses Verfahren ergibt zwar bessere Ergebnisse, jedoch konnte bis heute noch kein geeignetes Material zur Herstellung der hierfür notwendigen, semipermeablen Wände gefunden werden.

Auch andere Herstellungsverfahren für praktisch alkoholfreie oder alkoholarme Biere sind bekannt. Die Verfahren, mit denen der Alkoholgehalt gemindert wird, sind beispielsweise Destillation, Vakuumverdampfung oder partiel- _les Ausfrieren. Auch eine Absorption mittels Kieselgel oder poröser absorbierender Harze wird angewandt. Schwach gärende Hefen oder eine Gärunterbrechung sind ebenfalls Mittel zur Erzielung eines Getränkes mit geringem Alkoholgehalt. Schließlich seien noch eine geeignete Gärführung, die Verwendung extraktarmer Würzen und die insbesondere in letzter Zeit angewandte Umkehrosmose genannt.

Bei all diesen Verfahren entstehen jedoch erhebliche Mengen an Gärungsnebenprodukten, so daß bei diesen bekannten Verfahren nicht nur der Alkoholgehalt reduziert, sondern auch die Bekömmlichkeit des Bieres vermindert wird.

In der DE-AS 1 492 190 ist weiterhin ein Verfahren zur Trennung von Stoffgemischen beschrieben, bei dem Stoffgemische, die organische Verbindungen enthalten, mittels eines unter Druck stehenden Gases aufgetrennt werden. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch offensichtlich nicht auf die Abtrennung von niederen Alkoholen anwendbar, da dort Methanol und Äthanol als Verbindungen aufgeführt werden, die mit diesem Verfahren nicht abgetrennt werden können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, einem alkoholischen Getränk, wie Bier oder Wein, auch im angegorenen Zustand, eine vorbestimmte Menge Alkohol zu entziehen, ohne daß die Qualität des Getränkes merklich beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man dieses alkoholische Getränk in ein Reaktionsgefäß einbringt und gleichzeitig als Lösungsmittel für den Alkohol unter Druck stehendes C0₂ einleitet und dieses einwirken läßt, wobei man den Arbeitsdruck auf mindestens 5 bar und die Arbeitstemperatur auf höchstens 35°C einstellt und anschließend das mit Alkohol angereicherte CO₂ abzieht, entspannt und in den Entspannungsbehälter einleitet und den dort anfallenden Alkohol einerseits und das von Alkohol befreite C0₂ andererseits aus dem Entspannungsbehälter abzieht und schließlich aus dem Druckbehälter das an Alkohol verarmte Getränk entnimmt.

Man kann auch so vorgehen, daß man ein angegorenes Getränk vor Ablauf der üblichen Gesamtgärungszeit dem Gärungsbehälter entnimmt, in ein Reaktionsgefäß einleitet und bei einer Temperatur unter 35°C mit unter Druck stehendem C0₂ solange behandelt, bis dem Getränk durch das C0₂ die vorbestimmte Alkoholmenge entzogen worden ist.

Ein so behandeltes Getränk enthält noch weitgehend die Geschmacksstoffe eines Getränkes, das die normale Gärungszeit durchlaufen hat, jedoch wird der Gehalt an unerwünschten Gärungsnebenprodukten sehr gering gehalten. Solche Gärungsnebenprodukte sind schwefelhaltige Verbindungen, wie Methylmerkaptan, Aldehyde, wie Azetaldehyd, Ketone, wie Diacetyl, Ester, wie Isoamylacetat, höhere Alkohole, wie 2-Methylbutanol-1, und verschiedene Fettsäuren. Die Gärung kann in üblicher Weise als Kaltgärung oder Warmgärung vorgenommen werden, wobei auch eine Gärung unter Druck in Betracht kommt. Die Gärungszeiten können relativ gering gehalten werden, es genügt beispielsweise 1/10 bis 1/2 der üblichen Hauptgärungszeit, vorzugsweise 1/4 bis 1/3 dieser Zeit. Durch diese Verkürzung dieser Hauptgärungszeit wird das gesamte Herstellungsverfahren erheblich verkürzt, was einen bedeutenden Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Getränk erst während der Nachgärung zu entnehmen und zu behandeln, jedoch ist dann die Abkürzung der gesamten Herstellungszeit geringer.

Wird das Getränk, beispielsweise das Jungtier, während der Hauptgärungzeit entnommen, dann schließt sich üblicherweise eine Nachgärung an, die jedoch ebenfalls verhältnismäßig kurz sein kann, weil die während der Hauptgärung entstandenen Gärungsnebenprodukte zum größten Teil entfernt sind und weil keine weitere Alkoholbildung in der Nachgärung angestrebt wird. Das Getränk,das die oben beschriebenen Verfahrensstufen durchlaufen hat, kann in an sich bekannter Weise filtriert werden.

Der Arbeitsdruck in Reaktionsgefäß sollte mindestens 5 bar betragen, kann jedoch merklich, z.B. auf wenigstens 30 bar, erhöht werden, was sowohl auf die Behandlungszeit als auch auf den Grad des Alkoholentzugs günstige Auswirkungen haben kann. Als zweckmäßig hat sich ein Druck von 80 bis 150 bar erwiesen, jedoch können auch höhere Drucke bis beispielsweise 180 oder sogar bis 250 bar Anwendung finden. Bei noch höheren Drucken ist das Verfahren zwar noch durchführbar, jedoch steigen die Kosten für die Anlage und deren Betrieb dann erheblich.

Die Temperatur sollte grundsätzlich so niedrig als möglich sein, man kann bis zu einer unteren Temperatur unter dem Gefrierpunkt des Wassers und sogar bis -10° gehen, jedoch sind Temperaturen von 0 bis 20°, höchstens aber 35°C, brauchbar. Die Behandlungszeit wählt man natürlich so kurz als möglich, und man kann bereits bei einer Behandlungszeit von 1/2 Minute einen merklichen Alkoholentzug feststellen. Für praktische Zwecke werden jedoch üblicherweise längere Behandlungszeiten wünschenswert sein, beispielsweise zwischen 5 bis 15 Minuten, unter Umständen sogar Behandlungszeiten bis zu 1 Stunde.

Die Behandlungszeit im Reaktionsgefäß kann man dadurch verkürzen; daß man für eine große Oberfläche des Gefäßes sorgt, indem man Füllkörper in das Reaktionsgefäß gibt. Diese Füllkörper sollen das Reaktionsgefäß wenigstens zur Hälfte, vorzugsweise wenigstens zu zwei Drittel, ausfüllen.

Der Verbrauch von CO₂ kann sehr verschieden sein, er kann zwischen 1 und 150 kg pro Stunde und kg Getränk liegen, je nach Art und Alkoholgehalt des Getränks. Bei Bier liegt der Verbrauch an CO₂ zwischen 1 und 100 kg, vorzugsweise zwischen 5 und 50 kg. Bezogen auf den Alkoholgehalt liegt der Verbrauch zwischen 10 g und 1 kg pro Gramm Alkohol, wenn man Behandlungszeiten von 1/2 Minute bis 1 Stunde in Betracht zieht. Mit zunehmender Behandlungszeit wird der Verbrauch höher.

Der Alkoholentzug kann sehr weitgehend sein. In der Regel wird man den Alkoholgehalt auf 1 bis 2% reduzieren. Ein Getränk mit 2% Alkohol kann im kontinuierlichen Verfahren auch so hergestellt werden, daß man kontinuierlich auf 1% reduziert, im Bypaß jedoch nichtreduzierten Alkohol strömen läßt und dann beide Ströme in einem Mischbehälter mischt.

Das Verfahren kann chargenweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Bei Kontinuierlicher Durchführung ist eine Überwachung durch an sich bekannte elektronische Steuer- und Regelgeräte zweckmäßig. Wählt man das kontinuierliche Verfahren, dann müssen sowohl das Getränk als auch das CO₂ unter Druck in das Reaktionsgefäß eingeleitet werden. Das CO₂ kann im Kreislauf vom Reaktionsgefäß zun Entspannungsgefäß und nach Wiederherstellung des nötigen Druckes wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeleitet werden. Das unter Druck im Kreislauf durch das Reaktionsgefäß zu leitende CO₂ kann einem Vorrat entnommen werden, es kann jedoch auch das CO₂ ausgenützt werden, das bei der Gärung entsteht. Dieses CO₂ wird den geschlossenen Gärungsbehälter entnommen und durch einen Kompressor auf Druck gebracht und in den CO₂-Kreislauf eingeleitet. Gewisse Schwierigkeiten bereitet unter Umständen die Entnahme des behandelten Getränkes. Entspannt man dieses Getränk zu schnell, so kann eine störende Schaumbildung auftreten. Diese kann jedoch verhindert werden, wenn man die Entspannung langsam, z.B. stufenweise oder kontinuierlich, vornimmt. Damit ein solcher langsamerer Druckabbau vorgenommen werden kann, muß die Entnahme über eine oder mehrere Drosselstellen, z.B. Druckschleusen für Flüssigkeiten, erfolgen, in denen jeweils eine Druckminderung eintritt. Es ist natürlich dafür zu sorgen, daß das Getränk während des Druckabbaus ständig in Kontakt mit einem mit CO₂ gefüllten Raum steht, damit CO₂ in diesen Raum entweichen kann.

Die Einleitung des CO₂ in das Reaktionsgefäß erfolgt vorteilhafterweise in feinster Verteilung. Dies kann so erreicht werden, daß man in das Reaktionsgefäß eine Sperre einbaut, die einerseits für das CO₂ gut durchlässig ist, andererseits den Durchtritt des Getränkes jedoch praktisch verhindert. Durch diese feine Verteilung des CO₂ wird für die Reaktion des CO₂ mit dem Alkohol eine große Oberfläche geschaffen. Eine Vergrößerung der Oberfläche kann auch oder zusätzlich durch Einführung von Füllkörpern, in den Reaktionsraum erfolgen. Auch Strömungsumlenkeinrichtungen können mit Vorteil verwendet werden. Um eine mögliche Schaumbildung zu vermeiden, deckt man zweckmäßig den das Getränk enthaltenden Raum gegen die Austrittsstelle des CO₂ aus dem Reaktionsgefäß ebenfalls mit einer Sperre ab, die im wesentlichen nur angereichertes CO₂ durchläßt.

Der als Nebenprodukt anfallende Alkohol, worunter hier natürlich Äthylalkohol zu verstehen ist, kann als Brennstoff oder Lösungsmittel verwendet werden, C0₂ kann im Kreislauf geführt werden, so daß kaum Verluste auftreten.

Eine beispielsweise Ausführungsform einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser Zeichnung zeigt:

• Fig. 1 schematisch eine solche Vorrichtung;
• Fig. 2 ebenfalls schematisch die Ausbildung eines Reaktionsgefäßes, und
• Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines solchen Reaktionsgefäßes im Schnitt;
• Fig. 4 stellt eine Anlage zur Behandlung von angegorenem Bier dar.

In Fig. 1 ist das Reaktionsgefäß 1 mit einem Wärmeaustauschmantel 2 umgeben, der zur Einhaltung der vorbestimmten, gewünschten Temperatur im Reaktionsgefäß dient. Durch das Einleitungsrohr 3 wird das zu behandelnde Getränk eingeleitet, nachdem es, bei einem kontinuierlichen Verfahren vorher in einer Druckschleuse 4 auf den Arbeitsdruck gebracht worden ist. Eine solche Druckschleuse kann z. B. aus einer Zahnradpumpe bestehen. Durch die Leitung 5 wird das behandelte Getränk ausgetragen und in einer schematisch angedeuteten Einrichtung 6 vom Arbeitsdruck allmählich entspannt. Das C0₂ wird durch die Leitung 7 unter einem durch das Manometer 8 bestimmten Druck in das Reaktionsgefäß eingeleitet und bei 9 unter einem durch das Manometer 10 bestimmten Druck aus dem Reaktionsgefäß entnommen. Durch einen Durchflußmesser 11 wird die Menge des mit Alkohol angereicherten C0₂ bestimmt. Ein Wärmeaustauscher 12 kann zur Einstellung der Temperatur vorgesehen werden. Ein schematisch angedeutetes Entspannungsventil 13 dient dazu, den Arbeitsdruck auf einen Wert zu vermindern, bei dem sich dann im Entspannungsbehälter 14 C0₂ und Alkohol voneinander trennen. Der so erhaltene Alkohol wird durch die Leitung 15 und das C0₂ durch die Leitung 16 abgezogen und in der Pumpe 17 wieder auf den Arbeitsdruck gebracht. Falls eine Reinigung des C0₂ erforderlich ist, kann hierfür eine Filtereinrichtung 18 vorgesehen werden, an die sich ein Wärmeaustauscher 19 anschließen kann.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform des Reaktionsgefäßes 21, das von einem Wärmeaustauschmantel 22 umgeben ist, wird das alkoholhaltige Getränk durch die Leitung 23 in eine Kammer 24 eingeleitet, die einerseits von den Wänden des Reaktionsgefäßes und andererseits von Sperren 25 und 26 begrenzt ist. Die Sperre 25, z.B. eine Platte aus Sintermaterial, dient dazu, das bei 27 eingeleitete C0₂ in feinster Verteilung in den das Getränk enthaltenden Raum einzuleiten und den Austritt des Getränks in den C0₂-Einlaß zu verhindern. Das mit Alkohol angereicherte C0₂ tritt dann durch die Leitung 28 aus dem Reaktionsgefäß aus.

Fig. 3 zeigt schematisch eine andere Anordnung eines Reaktionsgefäßes. Dieses Gefäß besteht aus drei konzentrischen Druckbehältern, wobei der äußere, rohrförmige Druckbehälter 31 das eigentliche Reaktionsgefäß darstellt, das beispielsweise aus Stahl gefertigt ist. Im Inneren befinden sich zwei konzentrische Rohre 32 und 33, die aus einem Material bestehen, das zwar CO₂ durchläßt, den Durchtritt des flüssigen Getränks aber nicht zuläßt. Das Getränk befindet sich im Raum zwischen den beiden inneren Rohren 32 und 33, während das zugeführte CO₂ in den Ringraum zwischen dem Reaktionsgefäß 31 und dem äußeren der beiden Innenrohre 32 strömt. Das Innenrohr 33 führt dann das mit Alkohol angereicherte CO₂ ab.

Zusätzlich zu der dargestellten Vorrichtung kann eine nicht gezeigte Bypaßleitung für ein in seinem Alkoholgehalt nicht vermindertes Getränk vorgesehen werden, das dann mit dem behandelten Getränk verschnitten wird.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anlage wird aus einem Gärungsbehälter 41 über eine Leitung 42, in die eine Pumpe 43 eingesetzt ist, das angegorene Jungbier entnommen. Das Bier wird über ein Mehrwegventil 44 in den Reaktionsbehälter 45 eingeleitet, der mit einem Mantel 46 versehen ist, der zu Einstellung der Temperatur des Reaktionsbehälters dient. In der Nähe des Behälterbodens dieses Reaktionsgefäßes ist eine Filterplatte 47 vorgesehen, durch die das durch die Leitung 48 zugeführte CO₂ in den Reaktionsraum eintritt. Ein Sieb 49 im oberen Teil des Reaktionsgefäßes dient zur Abtrennung des Schaums, um zu verhindern, daß mit dem mit Alkohol angereicherten CO₂ auch Schaum und Bier durch die Leitung 50 austritt. Im unteren Teil des Reaktionsgefäßes 45 ist ein Auslaß 51 vorgesehen, der zu einem Mehrwegeventil 52 führt.Dieses Ventil hat je nach seiner Stellung Verbindung mit einem Auslaß 53 für das an Alkohol verarmte Bier sowie mit einem Auslaß 54, der zusammen mit einem Einlaß 55 die Spülung des Gefäßes für Reinigungszwecke erlaubt. Das CO₂ wird entweder einem Vorrat 59 entnommen und über ein Mehrwegventil 56 dem Kompressor 57 zugeführt, oder es wird über die Ansaugleitung 58 aus dem geschlossenen Gärgefäß C0₂ entnommen und allein oder zusammen mit aus dem Vorrat 59 stammendem C0₂ dem Kompressor zugeführt. Die Leitung 50 führt üb;r einen Wärmeaustauscher 60 zu einem Entspannungsventil 61 und von dort in den Entspannungsbehälter 62. In diesem Entspannungsbehälter wird das CO₂ entspannt, das Getränk tritt durch die Leitung 63 aus, während das entspannte CO₂ über die Leitung 64 dem Mehrwegventil 56 zugeführt wird, von wo aus es in den Kompressor 57 geleitet wird.