包含用于容纳待提取材料的腔室的蒸馏装置及其蒸馏方法与流程

本发明通过但不限于制备已蒸馏的酒精饮料(例如，琴酒或朗姆酒)的方法来说明。然而，本发明可用于制备其他产品，例如香水。

多年来众所周知如何通过调味材料蒸馏酒精烈酒来制备杜松子酒，所述调味材料含有在蒸馏过程中提取的香精油，以便赋予酒精烈酒所需的风味和芳香。通常使用的调味材料包括但不限于以下的一种或多种：杜松子、芫荽籽、豆蔻种子、当归根、茴香种子、肉桂、茴香籽、鸢尾根、甘草、橘皮、酸橙叶。

琴酒，最初由荷兰生产为杜松子酒(杜松子，杜松子酒)，通过蒸馏由黑麦、玉米和麦芽组成的并与杜松子混合的麦芽浆制成。

“英国工艺过程”包括借助蒸馏从麦芽浆中的首先分离酒精，并随后在壶式蒸馏器中与杜松子和其他调味材料一起再蒸馏所得到的烈酒。

为了在壶式蒸馏器中再蒸馏，将调味材料加入壶式蒸馏器中或放入所谓的“杜松子酒头”中，该“杜松子头”仅仅是配备有保持香料材料的篮筐的腔室。

在将调味材料加入到壶式蒸馏器的方法中，香料材料与酒精在液相中煮沸，并且调味材料的芳香成分通过酒精的蒸发作为蒸汽提取。

在“杜松子头”的方法中，液体烈酒不接触任何调味材料，并且仅酒精的蒸汽提取调味材料的芳香成分。

在上述两种杜松子酒蒸馏的方法中都存在明显的缺点。

采用壶式蒸馏，局部存在热源，且液体经历高温，可能引起香料材料的燃烧和焖煮，导致香料材料和挥发性芳香化合物的变质。

使用“杜松子酒头”解决了这个问题的第二种方法，并因此获得了很大普及。然而，在该方法中，仅酒精的蒸汽提取这些调味才料的芳香成分。这导致香料和芳香化合物的提取不足。此外，液相沸腾的缺乏减少了由化学反应(如酯化)和美拉德反应(maillardreactions)产生的二级香料化合物的形成，导致刺激和劣质的杜松子酒。

最近几年中，为了解决这两个问题，引进了在真空或降低大气压下的蒸馏法(如wo2007/143192)。真空蒸馏法由于其高设置成本已经不受欢迎并且由于低温沸腾降低来其支持二级香料化合物生产的能力。

世界各地都在使用甘蔗汁和/或糖蜜，使用批量壶式蒸馏器或连续蒸馏塔进行朗姆酒生产。朗姆酒大致分为三组：黑色、琥珀色和白色。黑朗姆酒是高酯朗姆酒，白朗姆酒的酯类含量很低；琥珀朗姆酒通常位于酯含量的较轻的一端。

为了广泛地描述朗姆酒生产过程，将原料(即甘蔗汁或糖蜜)与定量的水混合以达到计算的重力(糖含量)。这种稀释的混合物称为“麦芽汁”。将酵母加入麦芽汁中并进行发酵二至五天。在发酵之后，液体被称为“洗涤液”，其通常具有8％至10％的酒精含量的体积百分比(abv)。然后在批量蒸馏过程中该洗涤液被蒸馏，以收集“低度酒”或“高度酒”(可通过酒精含量％abv区分)。此外，低度/高度酒进一步被蒸馏，以产生朗姆酒。朗姆酒中的酯类来源来自于原料、酵母类型和发酵技术，并且蒸馏技术对生产的朗姆酒的性质有相当大的影响。

为了生产浓酒精的朗姆酒，采用批量蒸馏过程来保留酯类。连续蒸馏塔(例如coffey蒸馏器)广泛用于生产浅色和琥珀色的朗姆酒。

连续蒸馏塔可有效去除重酯，并可有效地大规模生产一致的产品种类。另一方面，连续蒸馏塔的缺点是它不能小批量生产各种朗姆酒。这就是大型生产厂房只使用coffey蒸馏器的原因。

由于资金有限和产品数量较少的要求，大多数手工酿酒厂都使用批量蒸馏器。但同时，手工酿酒厂仍在努力通过批量壶式蒸馏器生产轻质朗姆酒，并且当生产较轻的朗姆酒品种时，必须进行多次蒸馏。

发酵过程中产生的硫通常是朗姆酒批量蒸馏系统中的一个问题，需要大量的铜接触和回流以去除硫。如果没有正确去除硫，会导致几种异味。这迫使手工酿酒厂增加蒸馏的数量或安装昂贵的改进设备，诸如双重曲颈瓶或塔头，然而这些改进设备不需要用于重型朗姆酒产品。

由于使用基本的批量蒸馏器生产各种产品往往导致产品不合格，因此常规做法是在蒸馏后处理已蒸馏的酒精饮料，以便去除某些不良成分。这些后处理是昂贵的并且可以去除一些所需的挥发性调味成分。

发明人已经观察到，在制造杜松子酒时，一个重要的因素是蒸馏器被操作到的温度和溶剂浓度，以便提取所需的香料化合物。如果蒸馏器中的温度和溶剂浓度太低，则不能从调味材料中提取足够的香精油或其他调味化合物。

如果蒸馏的温度和溶剂浓度过高，或者操作时间过长，那么浆果、草药和其他调味材料会释放出给产品带来非常不利性质的物质。

仍然需要一种蒸馏技术用于手工酿酒厂，这将提高其灵活性，并适合小批量生产各种优质酒精饮料。

此外，需要一种可用于小批量生产各种酒精饮料的蒸馏装置。

此外，需要一种可用于提取具有降低了降解的植物性物质的蒸馏装置。

本发明提供：-

·用于处理液体的新的装置

·新的蒸馏装置

·新的蒸馏方法

·新的用于生产调味/有色烈酒的方法

·以及此类方法的产品

如权利要求中所述并且根据以下非限制性示例性描述。

图1是图5的蒸馏装置所示的锅炉的示意图。

图2是根据本公开另一方面的用于处理液体的装置的示意图，以及用于图5的蒸馏装置的装置的示意图。

图3是图5的蒸馏装置所示的回流腔室的示意图。

图4是图5的蒸馏装置所示的第二回流腔室的示意图。

图5是蒸馏装置的示意图，该蒸馏装置包括图1至图4的锅炉、液体处理装置和第一回流腔室和第二回流腔室。

图6和图7是示出了图5中所示的用于处理液体的装置的部件的展开示意图。

图8是根据本公开的蒸馏方法的流程图。

根据本发明的优选形式，在常温下蒸馏酒精或中性酒精，但与香料材料的相互作用在比通常更低的温度(即85℃至90℃)和不同腔室中的选择性溶剂浓度下进行。

图5示出蒸馏装置500包括：

·蒸汽源100；

·液体处理装置200；

·蒸汽处理腔室300；

·蒸汽/液体腔室400；

整体构造详述如下

蒸汽源100

图1示出蒸汽源100，蒸汽源100包括贮存器101，贮存器101具有用于加热容纳在贮存器101中的加热材料的内部蒸汽供给加热线圈102。该线圈包括蒸汽入口103和蒸汽冷凝物出口104。可以提供替代或附加的加热工具(例如但不限于，电加热线圈，微波源)并且本公开不限于任何特定的加热工具。

贮存器101由任何合适的材料形成，并且可以例如由钢或其他金属形成。本公开不限于用于贮存器101的任何特定材料。

在贮存器101的本体上方是贮存器盖105，贮存器盖105由任何合适的材料形成，例如可以由铜或其他金属形成。将铜用于贮存器盖105可有助于在使用中除去硫。本公开不限于用于贮存器盖105的任何特定材料。

有用的组合可以是提供不锈钢贮存器101(例如ss340不锈钢)和铜贮存器盖105，但是本公开不限于该组合。

另外，尽管贮存器盖105示为圆顶，但是其他形状也落入本申请的范围内(例如但不限于，平盖或凹槽盖)。

贮存器101和贮存器盖105显示为相关联：－

·进口106，允许将材料装载和卸载到贮存器。

·排水阀107，允许从贮存器中释放液体(例如废渣)

·液体温度计108

·蒸汽温度和压力计109

·观察口110

·卸压阀/防真空阀112

·凸缘联接器113

但是本公开不依赖于任何这些整体的存在，也不依赖于其特定位置或配置。

贮存器101包覆在绝缘体115中，绝缘体115可以是任何合适的形式(例如，但不限于，泡沫绝缘体或绝缘卷材)。本公开不限于任何特定的绝缘工具，也不限于需要任何绝缘。

在使用中，容纳在贮存器101中的加热材料提供蒸汽，该蒸汽通过由凸缘联接器113所限定的蒸汽出口114逸出。如图所示，蒸汽出口114位于贮存器盖105的顶部，但是该位置对于本公开而言不是必需的。

液体处理装置200

图2示出了液体处理装置200，液体处理装置200包括蒸汽入口201，与蒸汽入口201流体连接的器皿202、与器皿202流体连接的一对腔室203、蒸汽出口204和排水口205。

器皿202的底座由圆顶形底座部分206限定，在底座部分206上安装有泡罩207，泡罩207在图6中更详细地示出。本公开不限于底座呈圆顶形，也不限于使用泡罩，但这些是实施本发明的便利方式。

泡罩包括管208，管208具有朝向其顶部的可渗透区域209。管210安装在管208上，使得在使用中，如箭头218所示，进入蒸汽入口201的蒸汽可以向上通过管208、穿过可渗透区域209，并且向下回到管210的内壁和管208的外壁之间限定的空间，以进入容纳在器皿202中的液体211中。此外，如箭头219所示，器皿202中的多余液体可溢出可渗透区域209并沿管208内部向下流动。通过这种方式液体211的液面212的高度与可渗透区域209保持水平，并且多余的液体返回蒸汽源100。

可以使用温度传感器220测量液体211的温度，并且如果需要额外的传感器(未示出)，则可以测量液体表面212上方的蒸汽的温度。

在图7中更详细地示出腔室203。腔室203包括可渗透材料的管状本体213(例如，使用3mm穿孔不锈钢304管，其提供33％的开口面积)、颈部214和闭合件215。颈部214配置为允许可移除地连接到器皿202的壁，并且闭合件215配置为允许将材料216装载和卸载到腔室的内部217。本公开不限于使用所述材料或形式的腔室；也不限于腔室是在器皿202内。例如，材料可以从器皿202中流出，并进入外部的腔室。

另外，尽管所示构造显示了来自器皿202的蒸汽出口，但蒸汽出口可以可选择地来自腔室。

在使用中，容纳在器皿202中的液体可以进入腔室203，以与容纳在腔室203中的材料216相互作用。虽然上面描述了被动流入腔室，流动可以是强制流动，例如，通过泵送或搅拌。

蒸汽处理腔室300

图3示出了蒸汽处理腔室300，蒸汽处理腔室300包括蒸汽入口301、与蒸汽入口301流体连接的器皿302、容纳在器皿302中的可移除篮筐303、蒸汽出口304和唇缘305，唇缘305在器皿302的内部，并且篮筐303位于唇缘305上。在使用中，篮筐可以包含材料306，用于与腔室中与蒸汽/液体回流相互作用。在蒸馏中，这种通用类型的腔室通常称为卡特头(carterheads)。

所示的蒸汽处理腔室300具有铰接盖307，通过铰接盖307可以装载和卸载可移除的篮筐和承载的材料。

本公开不限于使用所述形式的蒸汽处理腔室300，并且允许蒸汽与容纳在蒸汽处理腔室300中的材料相互作用的任何布置都包含在本公开内容中。

蒸汽/液体腔室400

图4示出了蒸汽/液体腔室400，蒸汽/液体腔室400包括蒸汽入口401、通过阀门405与蒸汽入口401受控地流体连接的器皿402、容纳在器皿402中的可渗透屏障403、以及馏出物出口404。在使用中，器皿402容纳材料407(由可渗透屏障403支撑)，以在腔室中的蒸汽/液体相互作用。

与器皿402的蒸汽交换由阀405控制，使得能够控制相互作用过程中的相互作用时间和溶剂浓度。

所示的器皿402具有凸缘构造，以辅助材料407的装载和卸载。

本公开不限于使用所述形式的蒸汽/液体腔室400，并且允许蒸汽和液体与容纳在蒸汽/液体腔室400中的材料相互作用的任何布置都包含在本公开内容中。

蒸馏装置500

如上所述，蒸馏装置500包括：-

·蒸汽源100；

·液体处理装置200；

·蒸汽处理腔室300；

·蒸汽/液体腔室400。

更详细地，

·蒸汽源100的蒸汽出口114连接到液体处理装置200的蒸汽入口201；

·液体处理装置200的蒸汽出口204连接到蒸汽处理腔室300的蒸汽入口301；

·蒸汽处理腔室300的蒸汽出口304通过莱恩臂501(lynearm)连接到蒸汽/液体腔室400的蒸汽入口401；

·馏出物出口404是产生蒸馏产物的地方，并且可以根据需要连接(例如连接到冷凝器502、贮存器、或用于进一步处理)。冷凝器502可以是热交换冷凝器，用于从最终产品中移除热量并将蒸汽冷凝成液体形式以用于收集。

蒸馏过程

图8显示了使用蒸馏装置800的蒸馏过程。蒸馏装置可以是如上所述的蒸馏装置或执行以下功能的其他装置：

801生成具有第一酒精含量的第一蒸汽；

802将蒸汽传送到器皿中，并冷凝蒸汽的至少一部分以产生液体；

803用容纳在器皿中的材料或在与器皿流体连接的腔室中的材料处理液体；

804从所述液体生成第二蒸汽。

可选步骤：

805传送第二蒸汽用于冷凝或进一步处理

806传送多余的液体以生成更多的蒸汽。

典型操作方式的示例-琴酒蒸馏

在琴酒生产中，蒸汽源100以常规方式作为用于原料的锅炉。

通过进口106可以提供原料。如果需要，可以在原料中包括一些需要高温提取以产生最佳口味的调味材料，但这不是必需的。

在液体处理装置200中，来自蒸汽源100的酒精将冷凝，向液体处理装置200供热并导致液体211的存在。在操作中，可以提供一些液体211作为初始装料以开始该过程。

在操作中，来自液体211的表面212的蒸汽损失将保持液体211的温度等于或低于液体211的沸点，并提供蒸汽到蒸汽出口204。因为来自蒸汽源100的蒸汽与初始原料相比将富含酒精，所以液体211的组成与初始原料相比将富含酒精，因此具有较低的沸点。

在器皿202中，液体211将自由地渗透到腔室203中并与容纳在其中的材料216(例如调味材料)相互作用，从材料中提取挥发物。该液体提取发生在液体211的沸点或低于液体211的沸点下，即，在比蒸汽源100的温度低的温度下进行。

这种较低温度的液体提取为在真空或降低的大气压下蒸馏提供了许多益处，而没有高的设置成本。由于来自蒸汽源的蒸汽的浓度和温度的本质，液体211的酒精含量可以被动地控制；或通过供应额外的加热和/或额外的酒精或水主动地控制。这允许基于香料材料的类型以及理想的提取浓度和温度来控制提取条件。

离开液体处理装置200的蒸汽然后进入蒸汽处理腔室300，在蒸汽处理腔室300中按常规方式，蒸汽可以与保持在篮筐303中的材料306(例如调味剂)相互作用，并将材料306中的挥发物提取到蒸汽中。典型的材料包括香料材料，该香料材料需要气相提取，并且需要长时间蒸汽接触作为理想提取条件。

离开蒸汽处理腔室300的蒸汽传送通过莱恩臂501，在此至少一部分蒸汽冷凝，与冷凝物直接从蒸汽/液体腔室400的蒸汽入口401传送到馏出物出口404。通过操作阀405，可以允许一部分蒸汽进入器皿402，在器皿402中蒸汽可以冷凝，使得器皿402中的材料在腔室中与液体和蒸汽相互作用。

对于生产琴酒，蒸汽/液体腔室400保持的香料材料，该的香料材料需要气相提取，并且需要短时间蒸汽接触作为理想的提取条件。因此，蒸汽/液体腔室400可用于容纳最精细的调味剂(会被更高温度提取破坏的调味剂)，并且甚至可包括含有用于琴酒的着色剂的材料。

典型操作方式的例子-朗姆酒蒸馏

在朗姆酒生产中，基本过程与琴酒蒸馏相同，但各步骤中使用的材料不同。朗姆酒生产更类似于净化初始材料，而不是向材料中添加调味剂。

在朗姆酒生产中，蒸汽源100作为保持洗涤液的第一罐，其为8％至10％abv。

传送到液体处理装置200的蒸汽与液体相互作用，所述液体可以包括来自保持先前蒸馏的头部和尾部，从而与容纳在腔室203中的净化物质(例如木炭)相互作用，所述净化物质将吸收液体中不期望的香料化合物。

传送到蒸汽处理腔室300的蒸汽，液体处理装置200与容纳在篮筐303中的所选择的柱填充材料306(例如，拉西环、结构柱填充物或金属丝网柱填充物)相互作用，以实现所需的回流和/或所牺牲的铜接触。

不同的填充材料具有不同的回流比，通过改变填充材料为设备提供了产生朗姆酒各种范围的灵活性。

蒸汽处理腔室300上的铰接盖307有助于装载和卸载填充材料。

对于朗姆酒生产，蒸汽/液体腔室400中的材料407可以保持吸附剂，例如，木炭，以吸附气相中不需要的香料化合物。

由朗姆酒蒸馏过程产生的头部和尾部可以单独收集。头部和尾部指的是蒸馏过程产生的第一部分和最后部分。它们可含有高百分比的酯和异味化合物，因此可以将它们分离和重蒸馏。

一般蒸馏过程

使用如上所述的液体处理腔室提供了双蒸馏，第一次使液体在贮存器101中的材料温度下进行；第二次在由液体处理装置200中的液体211的沸点所限制的较低温度下进行。

这允许：-

·在低于贮存器101中材料温度的温度下液体提取调味剂和香味；

·在单一装置中进行双蒸馏；

·蒸馏过程中液相除去杂质。

蒸汽处理腔室300的额外使用允许：-

除液相提取外的气相提取；

蒸馏过程中气相除去杂质。

蒸汽/液体腔室400的额外使用允许：-

·除液相提取外的气相提取；

·蒸馏过程中气相除去杂质；

·在低温下提取香料和着色剂。

应当指出的是：-

·蒸汽处理腔室300的使用是可选的；

·蒸汽/液体腔室400的使用是可选的；

·在蒸馏塔中，可以有一个以上的液体处理装置200；

·在蒸馏塔中，可以有一个以上的蒸汽处理腔室300；

·在蒸馏塔中，可以有一个以上的蒸汽/液体腔室400；

·液体处理装置200可以与除上述之外的蒸汽源组合使用。

所述过程的优点包括：-

a)在琴酒的蒸馏中，从香料材料中提取香料化合物可以在酒精的液相和气相两者中进行；

b)在琴酒的蒸馏中，可以实现短程提取方法，允许选择沿蒸馏过程的提取/相互作用时间、周期和理想溶剂浓度；

c)在蒸馏饮料的生产中，可以实现内联颜色提取方法以生产有色蒸馏饮料；

d)在朗姆酒的蒸馏中，通过一个蒸馏过程实现两级蒸馏；

e)在朗姆酒的蒸馏中，只需一次或两次蒸馏就可以生产出深色、琥珀色和淡色的种类；

f)在朗姆酒的蒸馏中，可以通过使用吸附材料的吸附来消除不希望的香料化合物。

g)在朗姆酒的蒸馏中，可以实现控制回流，改善铜-蒸汽接触(copper-vapourcontact)，产生各种重质和轻质的朗姆酒。

h)在琴酒的蒸馏中，在液体中产生的二级香料化合物可以与精细的气相提取的香料共存以产生圆润的琴酒。

i)香料材料可以在不同的提取腔室中基于其中香料活性化合物的水平和最适合的提取条件而提取。

本公开提供：

a)通过同步各种因素，特别是存在于蒸馏器和香料提取溶剂相中的温度和蒸汽压，来蒸馏琴酒，从而控制所需香料的提取；消除了来自调味原料、植物性药物和草药中某些不良成分的形成和提取。

b)可以放置调味剂材料的方法，使得香料活性化合物可以在载体溶剂、乙醇的不同浓度和相位下被提取，从而实现对有效的挥发性有机化合物的提取而不会引起清淡的香料材料的受热变质。

c)可以实现香料活性化合物的提取的方法，以在所需的短时间内用于高度精细的香料化合物，并且能够从材料中提取颜色而不降解。

d)可以将朗姆酒洗涤液和高度酒(中间体)装载到蒸馏器中以在一个蒸馏过程中提供两级蒸馏的方法。

e)吸附腔室用于在蒸馏过程中除去不希望的香料化合物，以产生具有所需感官特征的朗姆酒。

f)回流腔室提高蒸馏效率，并改善铜蒸汽接触，以生产出优质的朗姆酒。

在上述公开中，来自器皿的液体与容纳在器皿中的材料相互作用。与液体相互作用的材料是固体或固定材料，且包括但不限于如上所述的调味材料和吸附材料。

可以提供以上公开的装置和方法的其他变体，并且保持在所附权利要求的范围内。