СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ Российский патент 2000 года по МПК C12G3/08 

Изобретение относится к алкогольным напиткам, в частности к способам их изготовления, и преимущественно может быть использовано для изготовления коньяка, арманьяка, виньяка, бренди, виски, рома и кальвадоса.

Известен способ изготовления алкогольных напитков, включающий снижение концентрации спирта в водно-спиртовом растворе путем добавления в него умягченной воды, последующую обработку полученной смеси активированным углем, фильтрацию и внесение в нее специальных смягчающих вкусовых добавок (см. 1, стр.111).

Таким способом изготавливают напитки типа водки, т.е. напитки, имеющие достаточно простой вкус и невысокое качество, не рассчитанные на взыскательного потребителя.

При этом на качество данных напитков существенное влияние оказывает качество воды, добавляемой в водно-спиртовой раствор.

Известен также способ изготовления алкогольных напитков, включающий снижение концентрации спирта в растворе, полученном настаиванием водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре и содержащем воду, спирт и компоненты, полученные в результате химических, биохимических и физических процессов взаимодействия водно-спиртового раствора, веществ, извлеченных им из древесины дуба в период его настаивания в указанной таре, и кислорода, присутствующего в окружающем воздухе, путем добавления в него дистиллированной или умягченной воды (см. 1, стр.111-114).

Этот способ и принят за прототип.

Таким способом изготавливают напитки более высокого по сравнению с водкой качества, например коньяк, арманьяк, виньяк, бренди, виски, ром, кальвадос, имеющие оригинальный вкус и аромат, рассчитанные на более взыскательного потребителя.

На их качество также заметное влияние оказывает качество добавляемой в раствор воды. Причем следует отметить, что раствор для получения коньяка ("коньячный" спирт) изготавливается из натуральных сухих вин, и присутствующая в нем вода выделена из винограда. Поэтому добавление в "коньячный" спирт воды естественного происхождения влияет на качество коньяка не лучшим образом.

Качество данных напитков тем выше, чем выше в них концентрация указанных компонентов, полученных в результате химических, биохимических и физических процессов взаимодействия водно-спиртового раствора, веществ, извлеченных им из древесины дуба в период его настаивания (выдержки) в указанной таре, и кислорода, присутствующего в окружающем воздухе. Иногда вместо дубовой тары используют металлическую, эмалированную, содержащую дубовую клепку или стружку. Известно, что в коньяке, виски и роме таких компонентов содержится ок.340 (см., например, 2, стр.131). Концентрация этих компонентов в растворе увеличивается со временем его выдержки в дубовой таре и достигает своего максимального значения (так называемого "коньячного максимума") к 50-ти годам, после чего, как показали исследования, начинается их распад вследствие "старения" (см. 2, стр. 36). На основании многолетнего опыта было установлено также, что для получения напитков данного типа описанным выше способом время настаивания раствора в дубовой таре должно быть не менее трех лет. При этом концентрация спирта в настаиваемом растворе должна быть 60-70 об.%, а в получаемом из него напитке 40-57 об.% (см. 1, стр.111-114).

Однако в связи с тем, что снижение концентрации спирта в растворе до величены, соответствующей его концентрации в напитке, осуществляют добавлением в раствор воды, одновременно происходит и снижение концентрации указанных выше компонентов в получаемом напитке. По этой причине высококачественные напитки изготавливают из раствора, прошедшего длительную выдержку в дубовой таре.

Эта причина препятствует достижению указанного ниже технического результата, который может быть получен при использовании заявляемого способа.

Следует отметить, что неоднократные, многолетние попытки специалистов многих стран мира по разработке различных методов ускоренного "созревания" коньячных спиртов, в том числе обработка их теплом, холодом, электротоком, кислородом, озоном, ультразвуком, органическими и неорганическими катализаторами, к успеху не привели (см. 2, стр.58-65).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение коммерческой эффективности производства указанных напитков.

Решение этой задачи обеспечивается техническим результатом, который может быть получен при осуществлении заявляемого изобретения и состоит в сокращении по сравнению с прототипом времени процесса настаивания водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре при изготовлении указанных напитков без ухудшения их качества.

Одновременно изобретение позволяет получить дополнительный технический результат - изготовление напитков, качество которых практически не может быть достигнуто способом-прототипом.

Это достигается тем, что в известном способе изготовления алкогольных напитков, преимущественно коньяка, арманьяка, виньяка, бренди, виски, рома и кальвадоса, включающем снижение концентрации спирта в растворе, полученном настаиванием водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре и содержащем воду, спирт и компоненты, полученные в результате химических, биохимических и физических процессов взаимодействия водно-спиртового раствора, веществ, извлеченных им из древесины дуба в период его настаивания в указанной таре, и кислорода, присутствующего в окружающем воздухе, снижение концентрации спирта в растворе осуществляют путем удаления из него части спирта через мембрану, проницаемую для спирта и полностью или частично непроницаемую для воды и указанных компонентов раствора.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемыми при его использовании техническими результатами состоит в следующем.

В результате того, что заявляемым способом снижение концентрации спирта в исходном растворе до величины, соответствующей в напитке, осуществляют удалением из раствора через мембрану части спирта, в оставшейся части раствора (т.е. в полученном напитке) происходит повышение концентрации указанных выше компонентов, определяющих качество напитка, а не понижение - как в способе-прототипе. Это позволяет при прочих равных условиях для изготовления заявляемым способом напитка с одинаковой, получаемой в напитке, изготовленном способом-прототипом, концентрацией указанных компонентов, использовать раствор, подвергнутый меньшей выдержке в дубовой таре.

Таким образом, достигается решающий поставленную задачу технический результат - сокращается по сравнению с прототипом время выдержки раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре при изготовлении указанных напитков. При этом качество этих напитков не ухудшается, т.к. при прочих равных условиях остается неизменной, определяющая его величена концентрации указанных выше компонентов.

Кроме того, заявляемым способом из раствора, прошедшего выдержку менее 50-ти лет, можно изготовить напиток, в котором концентрация компонентов, определяющих его качество, будет превышать концентрацию этих компонентов в напитке, изготовленном способом-прототипом из раствора, прошедшего выдержку в дубовой таре 50 лет. Следовательно, заявляемый способ обеспечивает изготовление напитков, качество которых по упомянутой выше причине (распад указанных компонентов под воздействием времени), практически не может быть получено способом-прототипом. Этому способствует также то, что он не предусматривает в отличие от способа-прототипа добавления в раствор воды, исключая тем самым отрицательное влияние возможных нарушений технологии ее очистки на качество получаемого напитка. Причем большое положительное влияние указанное обстоятельство оказывает на качество коньяка, т.к. заявляемый способ практически полностью исключает из технологии его изготовления воду естественного происхождения, оставляя лишь воду, полученную из винограда. Таким образом, достигается указанный дополнительный технический результат.

Следует отметить, что для изготовления высококачественных напитков существующее для способа-прототипа "нижнее" ограничение времени выдержки раствора в дубовой таре (не менее 3-х лет) должно сохраниться и для заявляемого способа. Это обусловлено тем, что, хотя процесс извлечения (экстрагирования) водно-спиртовым раствором веществ из дубовой тары протекает относительно быстро, указанные выше процессы химического, биохимического и физического взаимодействия с раствором, в результате которых образуются компоненты, определяющие качество напитка, требуют заметного времени.

Достигаемый технический результат решает поставленную задачу повышения коммерческой эффективности производства указанных алкогольных напитков. Это обеспечивается, не взирая на связанное с внедрением заявляемого способа увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, а также снижение по сравнению со способом-прототипом количества получаемого с его помощью напитка. Указанное обусловлено тем, что этот напиток имеет более высокое качество, а следовательно, и большую цену. Поэтому, как показала расчетная оценка, прибыль от продаж напитка, изготовленного посредством заявляемого способа из одинакового количества раствора со способом-прототипом, при прочих равных условиях будет больше прибыли от продаж напитка, изготовленного с помощью последнего (в 2,5-4 раза в зависимости от концентрации спирта в растворе).

По этой же причине достигаемый заявляемым способом дополнительный технический результат также способствует решению поставленной задачи повышения коммерческой эффективности производства упомянутых напитков.

Проведенный заявителем анализ уровня техники не выявил аналога, характеризующегося признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения, что свидетельствует о соответствии последнего критерию "новизна".

Кроме того, выявленные заявителем источники информации, указывая на известность отличительных признаков заявляемого изобретения, не подтверждают известность их влияния на указанный заявителем достигаемый посредством его технический результат.

Так, например, обнаружен ряд патентов (см. 3-7, 9), в которых предусматривается снижение концентрации спирта в вине или пиве путем удаления из них части спирта через мембрану, проницаемую для спирта, но частично или полностью не проницаемую для их других компонентов. Однако эти изобретения отличаются от заявляемого как решаемой с их помощью задачей (создание принципиально новых, менее вредных для людей, типов алкогольных напитков), так и достигаемым техническим результатом, решающим эту задачу, который в их случае заключается в создании слабоалкогольного вина или пива. В то время как заявляемое изобретение направлено на задачу повышения коммерческой эффективности производства традиционных крепких алкогольных (перечисленных выше) напитков, решение которой обеспечивается техническим результатом, который может быть получен в результате его использования и состоит в сокращении времени процесса настаивания водно-спиртового раствора в дубовой таре при изготовлении указанных напитков без ухудшения их качества.

Это дает право заявителю утверждать о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Производитель напитка, исходя из своих возможностей (финансовых, эксплуатационных, имеющегося опыта и т.п.), может выбрать один из возможных типов установки, применяемых для выделения спирта из растворов в винодельческой и пивоваренной промышленности, например
- установку обратного осмоса (см. 3, 9);
- диализную установку (см. 4);
- установку микрофильтрации (см. 5);
- установку мембранной экстракции (см. 6);
- первапорационную установку (см. 7).

Кроме того, ведутся работы по использованию в этом направлении установок мембранной дистилляции (см.8), а также ряда других типов.

Следует отметить, что в настоящее время для изготовления малоалкогольного вина и пива путем удаления из них части спирта наиболее широко используются установки обратного осмоса. Мембраны этих установок обладают высокой селективностью, относительно большой пропускной способностью, а сами установки - приемлемой стоимостью и эксплуатационными затратами.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ с использованием процесса обратного осмоса (один из возможных вариантов).

Устройство содержит мембранный модуль 1, разделенный горизонтальной металлической перфорированной перегородкой 2 на отсеки 3 и 4, соответственно верхний и нижний. На перегородке 2 со стороны отсека 3 размещена с исключением возможности сообщения отсеков 3 и 4 между собой помимо нее (например, приклеена по периметру) плоская композитная трехслойная мембрана 5. Ее верхний ультратонкий (толщиной ок. 3 мкм) слой 6 выполнен из гидрофобного полимерного материала, например полиамида, проницаемого практически только для спирта. Средний слой 7 (толщиной ок. 50 мкм) представляет собой ультрафильтр из полимера с открытой пористостью (диаметр пор 5...50 нм), например полисульфона. Нижний слой 8 выполнен из нетканого или тканого полотна (толщиной ок. 100 мкм) из полимерных нитей, например полиэстера. При этом активным (разделительным) слоем является только верхний слой 6, а остальные обеспечивают лишь механическую прочность мембраны 5 и служат подложкой для слоя 6, не выполняя функции селективного барьера.

Кроме того, в состав устройства входят электроприводной (на чертеже не показано) насос 9. Причем выход насоса 9 соединен трубопроводом 10 с входом отсека 3, а выход последнего - трубопроводом 11 с верхней частью емкости 12 раствора, полученного настаиванием водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре. Нижняя часть емкости 12 соединена трубопроводом 13 с входом насоса 9.

Таким образом, организован циркуляционный контур, который содержит перечисленные выше элементы (3, 9-13) схемы описываемого устройства и сообщен
- с отсеком 4 модуля 1 - через мембрану 5 и перфорированную перегородку 2;
- с емкостью 14 напитка (например, коньяка), для чего верхняя часть последней соединена трубопроводом 15, снабженным клапаном 16, с трубопроводом 11.

В состав устройства входит также емкость 17 спирта, соединенная с отсеком 4 модуля 1 трубопроводом 18.

Для обеспечения возможности движения жидких сред (раствора, спирта и напитка) под действием гидростатических сил емкость 14 размещена выше остальных элементов контура, а емкости 14 и 17 - ниже его.

Следует отметить, что все вышеперечисленные, входящие в состав описанного устройства средства известны. Так, например, мембранный модуль с мембраной описанного типа изготавливается Британской фирмой "Paterson Candy International", он был использован для приготовления малоалкогольных напитков путем удаления из более крепких алкогольных напитков части содержащегося в них спирта методом обратного осмоса (см., например, 9). Кроме того, в указанном источнике (9) описан процесс изготовления таких мембран и приведен перечень технической литературы, необходимой и достаточной для проектирования и изготовления этих мембран и модулей для них. Насосы высокого давления выпускаются многими зарубежными и отечественными производителями, в число последних входит, например, АО "Пролетарский завод" (г. С-Петербург). Арматура, емкости и трубопроводы также поставляются многими отечественными предприятиями по действующим стандартам.

Способ изготовления алкогольных напитков осуществляют следующим образом.

Раствор, полученный настаиванием водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре и содержащий воду, спирт и компоненты, полученные в результате химических, биохимических и физических процессов взаимодействия водно-спиртового раствора, веществ, извлеченных им из древесины дуба в период его настаивания в указанной таре, и кислорода, присутствующего в окружающем воздухе (например, "коньячный спирт"), помещают в емкость 12. Причем исходная концентрация спирта в этом растворе составляет 60-70 об. %. Раствор самотеком заполняет расположенные ниже емкости 12 элементы циркуляционного контура: трубопроводы 10, 11, 13 и оборудование - насос 9 и верхний отсек 3 мембранного модуля 1 (при этом клапан 16 на трубопроводе 15 - закрыт).

Удаляют часть спирта из находящегося в контуре раствора методом обратного осмоса через мембрану 5. Для этого вводят в действие насос 9 и осуществляют прокачку раствора при комнатной температуре (ок. 15-20^oC) по циркуляционному контуру. Причем устанавливают и поддерживают насосом 9 давление раствора в контуре ок. 50 ати. При этом происходит транспорт молекул спирта через мембрану 5, механизм которого состоит из следующих стадий: селекция молекул спирта активным слоем 6, их прохождение через него и через поры слоев 7 и 8. Далее спирт через перфорированную перегородку 2 поступает в отсек 4.

Движущей силой этого процесса является градиент давлений между отсеками 3 и 4 модуля 1.

Полученный таким образом спирт из отсека 4 по трубопроводу 18 поступает в емкость 17, из которой его удаляют по мере ее заполнения и направляют потребителям.

По мере удаления спирта из раствора его концентрация в последнем понижается, а концентрация других, указанных выше компонентов раствора, а следовательно, и качество получаемого из него напитка, повышается. По истечении заданного времени (определяется экспериментальным путем) концентрация спирта в растворе достигает требуемого значения (например, 40 об.%). После этого останавливают насос 9, открывают запорный орган 16 и полученный напиток из циркуляционного контура по трубопроводу 8 поступает в емкость 14, из которой его забирают для дальнейшей обработки (в коньяк, например, может быть добавлено небольшое количество сахара или изюма - см. 1, стр. 112) и разлива в бутылки.

Качество полученного напитка может быть определено известными методами, например дегустацией (см. 2, стр. 97). Сравнение достигнутого качества (например, в баллах дегустационной оценки) с качеством существующих напитков позволяет установить срок выдержки раствора, который потребовался бы для изготовления напитка такого качества традиционным способом (прототипом).

Разница между этим сроком и сроком выдержки использованного при осуществлении заявляемого способа раствора определит достигаемый технический результат - сокращение времени выдержки раствора в дубовой таре.

В соответствии с определенным качеством полученного напитка может быть назначена его цена.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявляемый способ при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области производства алкогольных напитков;
- для заявляемого способа в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты ее приоритета средств, процессов и методов.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".

Использованные источники информации
1. Книга А. М. Шитова. "Приготовление целебных спиртных напитков". М.: АОЗТ "ИНПРО-РЕС", 1996.

2. Книга И.А. Егорова и А.К. Родопуло "Химия и биохимия коньячного производства". М.: Агропромиздат, 1988.

3. Европейский патент N 86106523.3, МКИ C 12 G 3/08, 1986.

4. Патент Германии N 4103812, МКИ C 12 G 3/08, B 01 D 61/24, 1992.

5. Патент Германии N4109080, МКИ C 12 G 3/08, B 01 D 71/26, B 01 D 71/30, 1994.

6. Патент США N 4933198, МКИ C 12 G 3/00, 1990.

7. Заявка ФРГ N3220570, МКИ B 01 D 13/04, 1983.

8. Журнал "Успехи химии" N 63 (12), 1994, статья М.Т. Брыка и Р.Р. Нигматуллина "Мембранная дистилляция".

9. Патент США N4612196, МКИ C 12 C 11/00, 1986.

Изобретение относится к приготовлению алкогольных напитков. Способ изготовления алкогольных напитков, преимущественно коньяка, арманьяка, виньяка, бренди, виски, рома и кольвазоса предусматривает настаивание водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей его таре. Водно-спиртовой раствор содержит воду, спирт и компоненты, полученные в результате химических, биохимических и физических процессов взаимодействия водно-спиртового раствора, веществ, извлеченных им из древесины дуба в период его настаивания в таре, и кислорода воздуха. Затем осуществляют снижение концентрации спирта в растворе путем удаления из него части спирта через мембрану, проницаемую для спирта и полностью или частично непроницаемую для воды и указанных компонентов раствора. 1 ил.

Способ изготовления алкогольных напитков, преимущественно коньяка, арманьяка, виньяка, бренди, виски, рома и кальвадоса, включающий снижение концентрации спирта в растворе, полученном настаиванием водно-спиртового раствора в выполненной из древесины дуба или содержащей ее таре и содержащем воду, спирт и компоненты, полученные в результате химических, биохимических и физических процессов взаимодействия водно-спиртового раствора, веществ, извлеченных им из древесины дуба в период его настаивания в указанной таре, и кислорода, присутствующего в окружающем воздухе, отличающийся тем, что снижение концентрации спирта в растворе осуществляют путем удаления из него части спирта через мембрану, проницаемую для спирта и полностью или частично непроницаемую для воды и указанных компонентов раствора.