Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2406566C2 - Material for increasing colloidal stability of drinks - Google Patents

Material for increasing colloidal stability of drinks Download PDF

Info

Publication number
RU2406566C2
RU2406566C2 RU2008133052/05A RU2008133052A RU2406566C2 RU 2406566 C2 RU2406566 C2 RU 2406566C2 RU 2008133052/05 A RU2008133052/05 A RU 2008133052/05A RU 2008133052 A RU2008133052 A RU 2008133052A RU 2406566 C2 RU2406566 C2 RU 2406566C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbents
material according
drinks
microcrystalline cellulose
beer
Prior art date
Application number
RU2008133052/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008133052A (en
Inventor
Андрей Леонидович Макаров (RU)
Андрей Леонидович Макаров
Борис Эдуардович Баташов (RU)
Борис Эдуардович Баташов
Original Assignee
Андрей Леонидович Макаров
Борис Эдуардович Баташов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Леонидович Макаров, Борис Эдуардович Баташов filed Critical Андрей Леонидович Макаров
Priority to RU2008133052/05A priority Critical patent/RU2406566C2/en
Priority to PCT/RU2009/000382 priority patent/WO2010019077A1/en
Publication of RU2008133052A publication Critical patent/RU2008133052A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2406566C2 publication Critical patent/RU2406566C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14Diatomaceous earth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/262Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12HPASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
    • C12H1/00Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
    • C12H1/02Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material
    • C12H1/04Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material with the aid of ion-exchange material or inert clarification material, e.g. adsorption material
    • C12H1/0408Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material with the aid of ion-exchange material or inert clarification material, e.g. adsorption material with the aid of inorganic added material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12HPASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
    • C12H1/00Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
    • C12H1/02Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material
    • C12H1/04Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material with the aid of ion-exchange material or inert clarification material, e.g. adsorption material
    • C12H1/0416Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material with the aid of ion-exchange material or inert clarification material, e.g. adsorption material with the aid of organic added material
    • C12H1/0424Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material with the aid of ion-exchange material or inert clarification material, e.g. adsorption material with the aid of organic added material with the aid of a polymer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/44Materials comprising a mixture of organic materials
    • B01J2220/445Materials comprising a mixture of organic materials comprising a mixture of polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/46Materials comprising a mixture of inorganic and organic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4825Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to stabilisation of drinks. The invention discloses a material for filtering and stabilising drinks containing polyphenols and/or sensitive proteins, especially for stabilising beer. The material is a composite consisting of microcrystalline cellulose and one or more protein and/or polyphenol sorbents. Preferably, the protein sorbent is silica in form of silicic acid derivatives: sol, hydrogel (silica gel), xerogel and or mixture thereof. The polyphenol sorbent is preferably cross-linked polyvinyl pyrrolidone.
EFFECT: invention increases colloidal stability of drinks with low consumption of sorbents.
13 cl, 5 tbl, 21 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к материалу, предназначенному для повышения коллоидной стабильности (стабилизации) напитков, содержащих белки и/или полифенолы, и особенно для стабилизации пива.The invention relates to a material intended to increase colloidal stability (stabilization) of beverages containing proteins and / or polyphenols, and especially to stabilize beer.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Традиционно при тонкой очистке напитков жидкость фильтруют через слой вспомогательного фильтровального материала. Чаще всего для этих целей используют кизельгур (диатомит), однако он считается канцерогенным веществом, и поэтому в последние годы появились новые способы фильтрации: мембранная фильтрация и ее вариант - «cross-flow» фильтрация. Мутность напитков в этом случае ниже, чем при кизельгуровой фильтрации, практически полностью удаляются вредные микроорганизмы, и соответственно этот процесс позволяет исключить обеспложивающую фильтрацию. Мембраны легко регенерируются и затраты при их использовании ниже или сравнимы с таковыми при фильтрации через кизельгур.Traditionally, in the fine purification of beverages, the liquid is filtered through a layer of filter aid. Most often, kieselguhr (diatomite) is used for these purposes, but it is considered a carcinogenic substance, and therefore in recent years new methods of filtration have appeared: membrane filtration and its variant - “cross-flow” filtration. The turbidity of drinks in this case is lower than with kieselguhr filtration, harmful microorganisms are almost completely removed, and accordingly this process eliminates the need for filtration. Membranes are easily regenerated and the costs when using them are lower or comparable to those when filtering through kieselguhr.

К сожалению, напитки, содержащие в своем составе белки и полифенолы, мутнеют со временем вне зависимости от качества фильтрации. Это связано с образованием коллоидных частиц (главным образом соединений полифенолов с чувствительными белками), большая часть которых образуется уже после фильтрации. Такие напитки мутнеют при хранении, что ускоряется при механических воздействиях и, особенно, при изменении температуры. Поэтому только фильтрации недостаточно - для повышения коллоидной стабильности из напитка частично удаляют полифенолы или чувствительные белки или и то, и другое, используя различные сорбенты.Unfortunately, beverages containing proteins and polyphenols become cloudy over time, regardless of the quality of the filtration. This is due to the formation of colloidal particles (mainly compounds of polyphenols with sensitive proteins), most of which are formed after filtration. Such drinks become cloudy during storage, which is accelerated by mechanical stress and, especially, when the temperature changes. Therefore, only filtration is not enough - to increase colloidal stability, polyphenols or sensitive proteins, or both, are partially removed from the drink using various sorbents.

Существует два метода стабилизации: в первом случае сорбент (сорбенты) добавляют в напиток перед его подачей на фильтр, а во втором стабилизация проводится после процесса фильтрации. Первый метод более прост, дает хорошие результаты при фильтрации через намывной слой кизельгура, но при этом отсутствует возможность регенерации дорогих сорбентов. Регенерация сорбентов возможна при мембранной фильтрации, однако в этом случае данный метод стабилизации неэффективен.There are two stabilization methods: in the first case, the sorbent (sorbents) is added to the drink before it is fed to the filter, and in the second case, stabilization is carried out after the filtration process. The first method is simpler, gives good results when filtering through an alluvial layer of kieselguhr, but there is no possibility of regeneration of expensive sorbents. Regeneration of sorbents is possible with membrane filtration, however, in this case, this stabilization method is ineffective.

Второй метод дает хорошие результаты вне зависимости от метода фильтрации и позволяет регенерировать сорбенты, но требует установки дополнительного оборудования и затрат на операцию стабилизации. Кроме того, полная регенерация сорбентов невозможна (всегда присутствуют потери), требуются специальные и соответственно более дорогие сорбенты, и во многих случаях затраты на регенерацию оказываются экономически невыгодными.The second method gives good results regardless of the filtration method and allows you to regenerate sorbents, but requires the installation of additional equipment and the costs of the stabilization operation. In addition, complete regeneration of sorbents is impossible (losses are always present), special and therefore more expensive sorbents are required, and in many cases the costs of regeneration are economically disadvantageous.

В любом случае для снижения затрат требуется снижение расхода сорбентов, что требует повышения их сорбционной способности.In any case, to reduce costs, a decrease in the consumption of sorbents is required, which requires an increase in their sorption ability.

Согласно данному изобретению, найден эффективный и недорогой материал, использование которого увеличивает сорбционную способность сорбентов как белков, так и полифенолов, и соответственно повышает коллоидную стабильность напитков даже при сокращении расхода сорбентов. Данный материал является композитом сорбентов белков и/или полифенолов с микрокристаллической целлюлозой.According to this invention, an effective and inexpensive material is found, the use of which increases the sorption ability of sorbents of both proteins and polyphenols, and accordingly increases the colloidal stability of drinks even with a decrease in sorbent consumption. This material is a composite of sorbents of proteins and / or polyphenols with microcrystalline cellulose.

ПРОТОТИПЫPROTOTYPES

Применение при производстве напитков сорбентов белков и полифенолов как индивидуально, так и совместно широко известно специалистам, однако в доступных публикациях отсутствуют сведения об их использовании в сочетании с микрокристаллической целлюлозой как при самостоятельной стабилизации, так и при стабилизации, совмещенной с процессом фильтрации напитков.The use of sorbents of proteins and polyphenols in the beverage industry both individually and jointly is widely known to specialists, however, in available publications there is no information about their use in combination with microcrystalline cellulose both in case of independent stabilization and stabilization combined with the process of filtering drinks.

Фильтрующие материалы на основе целлюлозы известны издавна и широко применялись, пока не были вытеснены кизельгуром, они не пригодны для тонкой фильтрации напитков, поскольку волокна целлюлозы не могут задерживать мелкодисперсные вещества, а измельченная целлюлоза спрессовывается при высоком дифференциальном давлении, возникающем в фильтровальном слое. Это же относится и к микрокристаллической целлюлозе, несмотря на некоторое количество статей и патентов, она не нашла промышленного применения как самостоятельный фильтровальный материал.Cellulose-based filtering materials have been known for a long time and were widely used until they were displaced by kieselguhr, they are not suitable for fine filtration of beverages, since cellulose fibers cannot retain fine particles, and crushed cellulose is compressed at high differential pressure that occurs in the filter layer. The same applies to microcrystalline cellulose, despite a number of articles and patents, it has not found industrial application as an independent filter material.

Поэтому измельченная целлюлоза используется только как добавка к кизельгуру, например, как описано в статье: J.Speckner, H. Kieninger, Cellulose als Filterhilfsmittel, Brauwelt Nr. 46 (1984) 2058, а также в WO/1986/05511, US4910182, US 6712974 для укрепления фильтрующего слоя, особенно в фильтрах с вертикальной фильтрующей поверхностью. Добавки же микрокристаллической целлюлозы используются для снижения проницаемости фильтровального слоя (например, WO/1999/39806). Необходимо особо подчеркнуть, что микрокристаллическая целлюлоза не является волокнистым материалом, чем принципиально отличается от целлюлозных волокон и продуктов, получаемых механическим измельчением целлюлозы и сохраняющих волокнистую структуру, таких как порошковая целлюлоза, микрофибрилированная целлюлоза и т.п. Соответственно, так как вышеперечисленные источники, говоря о целлюлозе и целлюлозном порошке, не упоминают микрокристаллическую целлюлозу, речь идет о принципиально ином материале. Кроме того, как показано далее, способность повышать сорбционные свойства сорбентов присуща именно микрокристаллической, а не порошковой целлюлозе.Therefore, ground pulp is used only as an additive to kieselguhr, for example, as described in the article: J. Speckner, H. Kieninger, Cellulose als Filterhilfsmittel, Brauwelt Nr. 46 (1984) 2058, as well as in WO / 1986/05511, US4910182, US 6712974 for strengthening the filter layer, especially in filters with a vertical filter surface. Microcrystalline cellulose additives are used to reduce the permeability of the filter layer (for example, WO / 1999/39806). It must be emphasized that microcrystalline cellulose is not a fibrous material, which is fundamentally different from cellulose fibers and products obtained by mechanical grinding of cellulose and preserving the fibrous structure, such as powder cellulose, microfibrillated cellulose, etc. Accordingly, since the above sources, speaking of cellulose and cellulose powder, do not mention microcrystalline cellulose, we are talking about a fundamentally different material. In addition, as shown below, the ability to increase the sorption properties of sorbents is inherent precisely in microcrystalline and not in powder pulp.

Применение сорбентов, в частности ППВП, в сочетании с синтетическими полимерами, как описано в WO 02/32544 (RU 2309005) и WO 03/084639 (RU 2339689), в отличие от микрокристаллической целлюлозы не дает эффекта повышения их сорбционных свойств. Кроме того, эти композиты используются только при намывной фильтрации и не могут применяться для стабилизации напитков в процессе мембранной фильтрации.The use of sorbents, in particular PPVP, in combination with synthetic polymers, as described in WO 02/32544 (RU 2309005) and WO 03/084639 (RU 2339689), unlike microcrystalline cellulose, does not give an effect of increasing their sorption properties. In addition, these composites are used only for alluvial filtration and cannot be used to stabilize beverages during membrane filtration.

Композит микрокристаллической целлюлозы и кремнезема описывается в публикациях WO/1996/021429 и WO/2004/022601 для применения в качестве наполнителя таблетированных лекарственных средств. Также определен широкий список гипотетических областей применения данного материала, но не указывается на его использование в качестве стабилизатора напитков.A microcrystalline cellulose and silica composite is described in publications WO / 1996/021429 and WO / 2004/022601 for use as a filler in tablet formulations. A wide list of hypothetical areas of application of this material is also defined, but its use as a stabilizer of drinks is not indicated.

Таким образом, не найдены источники, указывающие на использование при производстве напитков микрокристаллической целлюлозы в сочетании с сорбентами белков и/или полифенолов и, в частности, с такими распространенными сорбентами, как поливинилпирролидон или производные кремнезема. Также нет данных о наличии синергетического эффекта повышения сорбционных свойств сорбентов как белков, так и полифенолов, в присутствии микрокристаллической целлюлозы.Thus, no sources were found that indicate the use of microcrystalline cellulose in the manufacture of beverages in combination with sorbents of proteins and / or polyphenols and, in particular, with such common sorbents as polyvinylpyrrolidone or silica derivatives. There is also no evidence of a synergistic effect of increasing the sorption properties of sorbents of both proteins and polyphenols in the presence of microcrystalline cellulose.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Повышение коллоидной стабильности напитков (стабилизация), являющееся целью настоящего изобретения, основано на ранее не известном синергетическом эффекте:Improving the colloidal stability of beverages (stabilization), which is the aim of the present invention, is based on a previously unknown synergistic effect:

повышение сорбционной способности смеси сорбентов белков и полифенолов в сочетании с микрокристаллической целлюлозой, обладающей низкой собственной сорбционной способностью по отношению к белкам и полифенолам. Это особенно важно при стабилизации, совмещенной с процессом фильтрации с использованием мембран, когда в отличие от кизельгуровой фильтрации самостоятельного стабилизирующего действия сорбентов недостаточно.increase the sorption ability of a mixture of sorbents of proteins and polyphenols in combination with microcrystalline cellulose, which has a low intrinsic sorption ability with respect to proteins and polyphenols. This is especially important during stabilization combined with the filtration process using membranes, when, in contrast to kieselguhr filtration, the independent stabilizing effect of sorbents is not enough.

Согласно данному изобретению, композиционный материал содержит следующие вещества:According to this invention, the composite material contains the following substances:

- микрокристаллическую целлюлозу,microcrystalline cellulose,

- материал, способный сорбировать белки,- a material capable of sorbing proteins,

- материал, способный сорбировать полифенолы.- a material capable of absorbing polyphenols.

Микрокристаллическая целлюлоза является частично деполимеризованной целлюлозой, получаемой химической деструкцией целлюлозосодержащих материалов, и известна с 1875 года под названием гидроцеллюлоза. В настоящее время используются различные названия этого материала, в частности гидролизная целлюлоза и целлюлоза с предельной степенью полимеризации (LODP-cellulose). В связи с разрушением, в первую очередь, аморфных участков целлюлозы и повышением кристалличности конечного продукта, этот материал чаще называют микрокристаллической целлюлозой. Традиционно ее получают кислотным гидролизом целлюлозосодержащих материалов водным раствором минеральной кислоты. Но для целей данного изобретения также пригодна микрокристаллическая целлюлоза, произведенная другими способами, такими как алкоголиз, щелочной гидролиз, гидролиз кислотами Льюиса, обработка целлюлозосодержащих материалов кислотными реагентами или окислителями при одновременном механическом воздействии и т.п. Нет ограничений и по способам промывки, отбелки и сушки используемой микрокристаллической целлюлозы.Microcrystalline cellulose is a partially depolymerized cellulose obtained by chemical degradation of cellulose-containing materials, and has been known since 1875 under the name hydrocellulose. Currently, various names of this material are used, in particular hydrolysis cellulose and cellulose with a maximum degree of polymerization (LODP-cellulose). In connection with the destruction, first of all, of amorphous sections of cellulose and an increase in the crystallinity of the final product, this material is more often called microcrystalline cellulose. Traditionally, it is obtained by acid hydrolysis of cellulose-containing materials with an aqueous solution of mineral acid. But for the purposes of this invention, microcrystalline cellulose produced by other methods, such as alcoholysis, alkaline hydrolysis, hydrolysis with Lewis acids, treatment of cellulose-containing materials with acid reagents or oxidizing agents with simultaneous mechanical action, etc. is also suitable. There are no restrictions on the methods of washing, bleaching and drying the microcrystalline cellulose used.

Из сорбентов полифенолов предпочтительно использовать сшитые полимеры или сополимеры N-виниламидов и в первую очередь полимеры N-виниллактамов, и более предпочтительно использование сшитого поливинилпирролидона (ППВП), как серийно выпускаемого и соответственно наиболее доступного сорбента.Of the sorbents of polyphenols, it is preferable to use crosslinked polymers or copolymers of N-vinylamides, and in particular polymers of N-vinyl lactams, and more preferably, use of crosslinked polyvinylpyrrolidone (PPVP) as a commercially available and accordingly most affordable sorbent.

Из сорбентов белков желательно использовать кремнезем в различных формах и его производные, хотя более предпочтительны производные кремниевой кислоты: золи, гидрогели, ксерогели и силикаты щелочеземельных металлов.Of the protein sorbents, it is desirable to use silica in various forms and its derivatives, although silicic acid derivatives: sols, hydrogels, xerogels, and alkaline earth metal silicates are more preferred.

Совместно с микрокристаллической целлюлозой могут применяться как один, так и два типа сорбентов, это определяется, в основном, типом напитка и наличием специального оборудования. Так, микрокристаллическая целлюлоза в сочетании, как с сорбентом белков, так и сорбентом полифенолов (например, с силикагелем и ППВП) может применяться при стабилизации напитков, содержащих и белки, и полифенолы (например, пиво). Микрокристаллическая целлюлоза в сочетании с сорбентом полифенолов может использоваться при стабилизации напитков, содержащих малое количество белков (например, вина). При наличии оборудования для регенерации сорбента полифенолов (обычно регенерируемого ППВП), целесообразно использовать микрокристаллическую целлюлозу с сорбентом белков для стабилизации при фильтрации, а сорбент полифенолов в сочетании с микрокристаллической целлюлозой для дополнительной стабилизации после фильтрации.Together with microcrystalline cellulose, both one and two types of sorbents can be used, this is determined mainly by the type of drink and the availability of special equipment. So, microcrystalline cellulose in combination with both a sorbent of proteins and a sorbent of polyphenols (for example, silica gel and PPVP) can be used to stabilize drinks containing both proteins and polyphenols (for example, beer). Microcrystalline cellulose in combination with a sorbent of polyphenols can be used to stabilize drinks containing a small amount of protein (for example, wine). If there is equipment for the regeneration of a polyphenol sorbent (usually regenerated PPVP), it is advisable to use microcrystalline cellulose with a protein sorbent for stabilization during filtration, and a polyphenol sorbent in combination with microcrystalline cellulose for additional stabilization after filtration.

Относительное количество компонентов может колебаться в широких пределах и зависит от свойств используемых материалов (степени измельчения, сорбционной емкости и т.д.), а также от условий их применения и от сорта напитка, и должно подбираться индивидуально в каждом случае. В принципе, содержание каждого из основных веществ должно быть не менее 1% по массе от их общего количества. Это значение определяется минимальным действующим количеством вещества, которое придает смеси необходимые полезные свойства, однако предпочтительно, чтобы содержание каждого вещества было не менее 5% по массе.The relative number of components can vary widely and depends on the properties of the materials used (degree of grinding, sorption capacity, etc.), as well as on the conditions of their use and on the type of drink, and must be selected individually in each case. In principle, the content of each of the main substances should be at least 1% by weight of their total amount. This value is determined by the minimum effective amount of the substance, which gives the mixture the necessary useful properties, however, it is preferable that the content of each substance be at least 5% by weight.

Кроме основных перечисленных компонентов в заявляемом материале дополнительно могут использоваться другие вещества. К ним можно отнести истирающие добавки, служащие для измельчения микрокристаллической целлюлозы, а также другие материалы, однако возможность их присутствия должна рассматриваться в каждом случае отдельно. Главное - добавки и примеси должны быть безвредны для здоровья и не должны ухудшать качество напитков.In addition to the main components listed in the claimed material, other substances can additionally be used. These include abrasive additives used to grind microcrystalline cellulose, as well as other materials, but the possibility of their presence should be considered in each case separately. The main thing is that additives and impurities should be harmless to health and should not impair the quality of drinks.

Средний размер частиц используемых компонентов не является критическим, но все же есть некоторые ограничения. Так, использование материалов со средним размером частиц менее 1 мкм повышает сопротивление фильтрующего слоя при процессе, совмещенном с кизельгуровой фильтрацией, если же средний размер частицы будет слишком большим (более 500 мкм), то эффективность стабилизации будет низка. Особенно важен размер частиц при стабилизации, совмещенной с мембранной фильтрацией, когда слишком мелкие частицы закупоривают поры мембран, а крупные забивают их транспортные каналы. В большинстве же случаев пригодны материалы со средним размером частиц от 10 до 100 мкм, и таким требованиям соответствует большинство продуктов, серийно выпускаемых для стабилизации напитков.The average particle size of the components used is not critical, but there are still some limitations. Thus, the use of materials with an average particle size of less than 1 μm increases the resistance of the filter layer in a process combined with kieselguhr filtration, if the average particle size is too large (more than 500 μm), then the stabilization efficiency will be low. Particle size is especially important during stabilization, combined with membrane filtration, when too small particles clog the pores of the membranes, and large particles clog their transport channels. In most cases, materials with an average particle size of 10 to 100 microns are suitable, and most products commercially available for stabilizing beverages meet these requirements.

Следует обратить внимание на способ применения и подготовки материала. Наиболее простым является добавление к напитку (в резервуар хранения или в трубопровод перед фильтром) отдельных компонентов или композита, полученного сухим смешением. Это приводит к положительным результатам, но не является эффективным методом, поскольку смешение компонентов происходит в оборудовании и в трубопроводах при их низкой концентрации, в результате чего низка эффективность их взаимодействия.Attention should be paid to the method of application and preparation of the material. The simplest is to add to the drink (in the storage tank or in the pipeline in front of the filter) individual components or a composite obtained by dry mixing. This leads to positive results, but is not an effective method, since the components are mixed in equipment and in pipelines at their low concentration, resulting in low efficiency of their interaction.

Наиболее эффективным является предварительное смешение компонентов в присутствии небольшого количества воды или водосодержащей жидкости (напитка) при активном механическом воздействии, причем желательно провести последующую сушку полученного композита. Такая совместная обработка компонентов приводит к их активному взаимодействию, что недостижимо при сухом смешении материалов. Это объясняется поверхностными свойствами микрокристаллической целлюлозы и сорбентов - их частицы обладают развитой поверхностью с множеством активных групп. Между диспергированными в водосодержащей жидкости частицами образуются водородные связи. Часть этих связей возникает непосредственно между частицами, а другие включают промежуточные молекулы или цепочки молекул воды. Соответственно происходит не только физическое, но и физико-химическое связывание частиц микрокристаллической целлюлозы и сорбентов, и при этом усиливаются их полезные свойства.The most effective is the preliminary mixing of the components in the presence of a small amount of water or an aqueous liquid (drink) with active mechanical action, and it is desirable to conduct subsequent drying of the resulting composite. Such joint processing of the components leads to their active interaction, which is unattainable with dry mixing of materials. This is due to the surface properties of microcrystalline cellulose and sorbents - their particles have a developed surface with many active groups. Between the particles dispersed in an aqueous fluid, hydrogen bonds form. Some of these bonds arise directly between particles, while others include intermediate molecules or chains of water molecules. Accordingly, not only physical, but also physico-chemical bonding of microcrystalline cellulose particles and sorbents occurs, and their useful properties are enhanced.

При подготовке материала содержание сухих компонентов в смеси может составлять от 1 до 75% по массе. Нижний предел определяется минимальной концентрацией, при которой имеет место реальное взаимодействие частиц, а верхний предел определяется способностью влажной смеси поддаваться механическому воздействию без применения оборудования особой сложности. На практике же более предпочтительно применять смеси с содержанием сухих компонентов в пределах от 10 до 40% по массе.In preparing the material, the dry content of the components in the mixture can be from 1 to 75% by weight. The lower limit is determined by the minimum concentration at which there is a real interaction of particles, and the upper limit is determined by the ability of the wet mixture to undergo mechanical stress without the use of equipment of particular complexity. In practice, it is more preferable to use mixtures with dry components ranging from 10 to 40% by weight.

Кроме того, в результате совместной обработки микрокристаллической целлюлозы с сорбентами изменяется распределение ее частиц по размеру. Обычно в микрокристаллической целлюлозе сразу после ее получения присутствуют частицы с размером от долей микрона до 1000 микрон. При использовании намывных фильтров размер частиц не столь важен, но присутствие крупных частиц нежелательно при мембранной фильтрации. Совместная обработка материалов в водной среде приводит к сокращению количества крупных частиц микрокристаллической целлюлозы, при этом полученный средний размер частиц микрокристаллической целлюлозы регулируется продолжительностью совместной обработки. Особенно этот эффект проявляется для веществ, имеющих более высокую твердость по сравнению с целлюлозой, такими веществами являются большинство неорганических сорбентов и, в частности, силикагель.In addition, as a result of the joint processing of microcrystalline cellulose with sorbents, the size distribution of its particles changes. Typically, microcrystalline cellulose immediately after its production contains particles with a size from fractions of a micron to 1000 microns. When using alluvial filters, the particle size is not so important, but the presence of large particles is undesirable in membrane filtration. Co-processing of materials in an aqueous medium reduces the number of large particles of microcrystalline cellulose, while the resulting average particle size of microcrystalline cellulose is controlled by the duration of the joint treatment. This effect is especially manifested for substances having a higher hardness compared to cellulose, such substances are most inorganic sorbents and, in particular, silica gel.

В качестве иллюстрации на прилагаемом графике представлено распределение частиц по размеру:As an illustration, the attached graph shows the particle size distribution:

- для силикагеля до совместной обработки - пунктирная линия,- for silica gel before joint processing - dashed line,

- для микрокристаллической целлюлозы до совместной обработки - штриховая линия,- for microcrystalline cellulose before joint processing - dashed line,

- для смеси микрокристаллической целлюлозы и силикагеля (1:1 по массе) после совместной обработки в течение 10 минут - сплошная линия.- for a mixture of microcrystalline cellulose and silica gel (1: 1 by weight) after co-processing for 10 minutes, a solid line.

Видно, что в результате совместной обработки разрушаются практически все частицы микрокристаллической целлюлозы размером более 100 микрон, причем содержание мелких частиц (менее 1 микрона) возрастает незначительно.It can be seen that as a result of the joint treatment, practically all microcrystalline cellulose particles larger than 100 microns are destroyed, and the content of small particles (less than 1 micron) increases slightly.

В случае отсутствия необходимости применения в составе заявляемого материала сорбентов с высокой твердостью, для измельчения МКЦ в него могут быть введены упомянутые выше нейтральные истирающие добавки, в качестве которых возможно использование различных минералов, например глинозема, каолина карбоната кальция (кальцита) и т.п.If there is no need to use sorbents with high hardness in the composition of the claimed material, for grinding MCC, the above-mentioned neutral abrasive additives can be introduced into it, for which various minerals can be used, for example, alumina, kaolin, calcium carbonate (calcite), etc.

Наличие микрокристаллической целлюлозы придает материалу способность формировать гранулы, что в некоторых случаях более удобно для использования. Эти гранулы быстро распадаются в воде или в напитке, поэтому их размер не имеет значения и определяется только удобством применения.The presence of microcrystalline cellulose gives the material the ability to form granules, which in some cases is more convenient for use. These granules quickly disintegrate in water or in a drink, so their size does not matter and is determined only by the ease of use.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТTECHNICAL RESULT

Техническим результатом применения данного изобретения является повышение коллоидной стабильности напитков и соответственно увеличение их гарантийного срока хранения, устойчивости к условиям транспортировки и хранения. Применение заявленного заявляемого стабилизационного материала во всех случаях позволяет снизить расход сорбентов, что особенно важно для такого дорогостоящего материала, как ППВП.The technical result of the application of this invention is to increase the colloidal stability of drinks and, accordingly, increase their warranty shelf life, resistance to conditions of transportation and storage. The use of the claimed inventive stabilization material in all cases can reduce the consumption of sorbents, which is especially important for such an expensive material as PPVP.

Также следует отметить дополнительный положительный эффект применения при стабилизации напитков микрокристаллической целлюлозы - во всех случаях наблюдается некоторое снижение мутности и значительное снижение содержания декстринов (олигополимеров амилозы и амилопектина).It should also be noted an additional positive effect of the use of microcrystalline cellulose in the stabilization of beverages - in all cases there is a slight decrease in turbidity and a significant decrease in the content of dextrins (amylose and amylopectin oligopolymers).

Более того, промышленные эксперименты показали меньший рост дифференциального давления на мембранных фильтрах при использовании стабилизационного материала по данному изобретению по сравнению с использованием сорбентов в отсутствии микрокристаллической целлюлозы. В результате на 10-30% продлевается продолжительность цикла работы мембран, что снижает расход дорогостоящих реагентов для регенерации мембран и увеличивает производительность оборудования.Moreover, industrial experiments showed a smaller increase in differential pressure on the membrane filters when using the stabilization material according to this invention compared to the use of sorbents in the absence of microcrystalline cellulose. As a result, the membrane cycle life is extended by 10-30%, which reduces the consumption of expensive reagents for membrane regeneration and increases the productivity of the equipment.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Во всех экспериментах использовалась микрокристаллическая целлюлоза, полученная обработкой газообразным хлористым водородом отходов ватно-марлевого производства. В качестве сорбента полифенолов использовался ППВП Divergan® производства BASF, a в качестве сорбента белков силикагель Cöstrosorb® производства CWK. Для мембранной «cross-flow» фильтрации применялось оборудование BMF-RX 300 QS компании NORIT.In all experiments, microcrystalline cellulose obtained by treating gaseous hydrogen chloride with waste cotton-gauze production was used. Divergan® PPVP produced by BASF was used as the polyphenol sorbent, and Cöstrosorb® CWK silica gel was used as the sorbent of proteins. For membrane cross-flow filtration, NORIT BMF-RX 300 QS equipment was used.

Материал для примеров 1-14 готовился следующим образом: дисперсия микрокристаллической целлюлозы в воде (массовое соотношение вода: МКЦ составляло 3:1) перемешивалась с помощью высокооборотного миксера (5000 об/мин) в течение 5 минут до образования сметанообразной массы, затем добавлялись сорбенты с дополнительным количеством воды (соотношение вода: силикагель составляло 1:1, соотношение вода: ППВП составляло 3:1), полученная смесь перемешивалась еще в течение 10 минут, после чего высушивалась.The material for examples 1-14 was prepared as follows: a dispersion of microcrystalline cellulose in water (mass ratio of water: MCC was 3: 1) was mixed using a high-speed mixer (5000 rpm) for 5 minutes until a creamy mass was formed, then sorbents were added with additional water (water: silica gel ratio was 1: 1, water: PPVP ratio was 3: 1), the resulting mixture was stirred for another 10 minutes, and then dried.

В примерах представлены данные, полученные для разных промышленных партий одного сорта пива, однако сравнительные парные эксперименты (в присутствии и в отсутствии микрокристаллической целлюлозы) проводились с пивом из одной партии.The examples present data obtained for different industrial batches of one beer brand, however, comparative paired experiments (in the presence and absence of microcrystalline cellulose) were conducted with beer from the same batch.

Мутность напитка (в данном случае пива) определялась в единицах мутности ЕВС (European Brewery Convention). Для характеристики коллоидной стабильности пива использовались два основных теста, позволяющие определить коллоидную стабильность напитка и прогнозировать его гарантийный срок хранения:The turbidity of the drink (in this case, beer) was determined in terms of turbidity units EMU (European Brewery Convention). To characterize the colloidal stability of beer, two main tests were used to determine the colloidal stability of the drink and predict its guaranteed shelf life:

- холодное помутнение - в процессе испытания пиво выдерживается при температуре минус 4°С в течение 40 минут, в результате чего происходит осаждение белково-полифенольных комплексов, показателем коллоидной стабильности пива является изменение его мутности (ΔЕВС) после охлаждения.- cold haze - during the test, the beer is kept at a temperature of minus 4 ° С for 40 minutes, resulting in the precipitation of protein-polyphenolic complexes, the indicator of colloidal stability of beer is a change in its turbidity (ΔЕВС) after cooling.

- холодное помутнение в присутствии этанола - тест проводится аналогично тесту на холодное помутнение, но при добавлении этилового спирта, что уменьшает растворимость белково-полифенольных комплексов и ускоряет их осаждение, добавка спирта составляет 5 мл на 100 мл пива.- cold clouding in the presence of ethanol - the test is carried out similarly to the cold clouding test, but with the addition of ethyl alcohol, which reduces the solubility of protein-polyphenol complexes and accelerates their precipitation, the addition of alcohol is 5 ml per 100 ml of beer.

Также были проведены тесты, не позволяющие точно оценить коллоидную стабильность напитка, но дающие дополнительную информацию, на основе которой можно оценить эффективность действий сорбентов:Tests were also conducted that did not allow to accurately assess the colloidal stability of the drink, but provide additional information on the basis of which it is possible to evaluate the effectiveness of the action of sorbents:

- чувствительные белки - изменение мутности пива (ΔЕВС) после добавления 10 мг танина к 100 мл пива, тест позволяет оценить содержание чувствительных белков в напитке.- sensitive proteins - change in the turbidity of beer (ΔЕВС) after adding 10 mg of tannin to 100 ml of beer, the test allows you to evaluate the content of sensitive proteins in the drink.

- предел осаждения насыщенным раствором сульфата аммония (SASPL) - добавление насыщенного раствора сульфата аммония, вызывает осаждение как мутеобразующих (чувствительных), так и пенообразующих белков.- the limit of precipitation with a saturated solution of ammonium sulfate (SASPL) - the addition of a saturated solution of ammonium sulfate, causes the precipitation of both mouneobrazuyuschih (sensitive) and foaming proteins.

- таноиды - косвенное определение содержания активных полифенолов в пиве за счет их связывания поливинилпирролидоном.- tanoids - an indirect determination of the content of active polyphenols in beer due to their binding to polyvinylpyrrolidone.

Содержание остаточных декстринов определялось по стандартной технологии - по изменению оптической плотности раствора (длина волны 578 нм) при окрашивании их раствором йода. Данные представлены как йодное число в условных оптических единицах. Для нормально осахаренного сусла и, как следствие, для пива длительного хранения желательно, чтобы йодное число было меньше 0,3 оптических единиц.The content of residual dextrins was determined by standard technology — by changing the optical density of the solution (wavelength 578 nm) when stained with iodine solution. The data are presented as the iodine number in arbitrary optical units. For normally sugared wort and, as a result, for long-term beer, it is desirable that the iodine number is less than 0.3 optical units.

Примеры 1 и 2.Examples 1 and 2.

В этих лабораторных экспериментах пиво после сепаратора подавалось на фильтр с предварительно намытым слоем кизельгура. В поток пива перед фильтром дозировался кизельгур и сорбенты (примеры с литерой «а») или кизельгур и предварительно подготовленный композит сорбентов с микрокристаллической целлюлозой (примеры литерой «б») и с порошковой целлюлозой (пример 2-в). Результаты испытаний приведены в Таблице 2. Анализ данных показывает эффективность применения микрокристаллической целлюлозы как в сочетании с силикагелем, так и в сочетании с силикагелем и ППВП. Совместное применение материалов в обоих случаях привело к повышению коллоидной стабильности пива. Из примеров 6-б и 6-в видно, что использование порошковой целлюлозы в отличие от микрокристаллической целлюлозы не приводит к повышению коллоидной стабильности конечного продукта.In these laboratory experiments, beer after the separator was fed to a filter with a pre-washed layer of kieselguhr. Kieselguhr and sorbents (examples with the letter “a”) or kieselguhr and a pre-prepared composite of sorbents with microcrystalline cellulose (examples of the letter “b”) and with powder cellulose (example 2-c) were dosed into the beer stream in front of the filter. The test results are shown in Table 2. Data analysis shows the effectiveness of microcrystalline cellulose in combination with silica gel, and in combination with silica gel and PPVP. The combined use of materials in both cases led to an increase in the colloidal stability of beer. From examples 6-b and 6-c shows that the use of powdered cellulose, unlike microcrystalline cellulose, does not increase the colloidal stability of the final product.

Таблица 1Table 1 Эффективность процесса стабилизации, совмещенного с процессом фильтрации через кизельгур (результаты лабораторных экспериментов).The effectiveness of the stabilization process, combined with the filtration process through kieselguhr (results of laboratory experiments). Наименование веществаName of substance Номер примераExample Number 1one 22 аbut бb аbut бb вat Дозировка в граммах на гектолитр пиваDosage in grams per hectoliter of beer КизельгурKieselguhr 110110 110110 110110 110110 110110 СиликагельSilica gel 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty 30thirty ППВПPPVP -- -- 20twenty 20twenty 20twenty Микрокристаллическая целлюлозаMicrocrystalline cellulose -- 1010 -- 1010 -- Порошковая целлюлозаCellulose powder -- -- -- -- 1010 Результаты испытанийTest results Холодное помутнение, ΔЕВСCold haze, ΔЕВС 0,50.5 0,40.4 0,10.1 0,00,0 0,10.1 Холодное помутнение в присутствии этанола, ΔЕВСCold haze in the presence of ethanol, ΔЕВС 4,94.9 3,73,7 0,80.8 0,50.5 0,80.8 Чувствительные белки, ΔЕВСSensitive proteins, ΔЕВС 0,10.1 0,10.1 0,30.3 0,10.1 0,30.3 SASPL, мл / 100 мл пиваSASPL, ml / 100 ml of beer 2323 2525 2323 2525 2323 Таноиды, мг ПВП / л пиваTanoids, mg PVP / L of beer 5252 3939 14fourteen 14fourteen 14fourteen Йодное число, опт. ед.Iodine number, opt. units 0,120.12 0,080.08 0,120.12 0,060.06 0,110.11 Мутность Н90, ЕВСTurbidity H90, EMU 0,750.75 0,560.56 0,730.73 0,610.61 0,750.75

Примеры 3-7. В данных лабораторных экспериментах пиво после сепаратора поступало на мембранный фильтр, в поток пива перед фильтром дозировались сорбенты (примеры с литерой «а») или сорбенты с микрокристаллической целлюлозой (примеры с литерой «б»). Из анализа результатов, приведенных в Таблице 2, видно, что способ стабилизации по данному изобретению существенно повышает коллоидную стабильность пива даже при сокращении расхода сорбентов.Examples 3-7. In these laboratory experiments, beer after the separator was fed to the membrane filter, sorbents (examples with the letter “a”) or sorbents with microcrystalline cellulose (examples with the letter “b”) were dosed into the beer stream before the filter. From the analysis of the results shown in Table 2, it is seen that the stabilization method according to this invention significantly increases the colloidal stability of beer even with a reduced consumption of sorbents.

Таблица 2table 2 Эффективность процесса стабилизации, совмещенного с процессом мембранной фильтрации (результаты лабораторных экспериментов).The effectiveness of the stabilization process combined with the membrane filtration process (results of laboratory experiments). Наименование веществаName of substance Номер примераExample Number 33 4four 55 66 77 аbut бb аbut бb аbut бb аbut бb аbut бb Дозировка в граммах на гектолитр пиваDosage in grams per hectoliter of beer СиликагельSilica gel -- -- 50fifty 30thirty -- -- 50fifty 30thirty 4040 4040 ППВПPPVP -- -- -- -- 2525 20twenty 2525 20twenty 20*twenty* 20*twenty* Микрокристаллическая целлюлозаMicrocrystalline cellulose -- 1010 -- 1010 -- 1010 -- 1010 -- 1010 Результаты испытанийTest results Холодное помутнение, ΔЕВСCold haze, ΔЕВС 2222 1919 2,92.9 1,41.4 1,21,2 0,90.9 2,52.5 1,51,5 1,71.7 1,41.4 Холодное помутнение в присутствии этанола, ΔЕВСCold haze in the presence of ethanol, ΔЕВС -- -- 8,78.7 4,34.3 4,74.7 2,32,3 7,97.9 4,34.3 4,44.4 3,93.9 SASPL, мл/100 млSASPL, ml / 100 ml 1212 14fourteen 2424 1717 11eleven 1212 18eighteen 2222 1919 2121 Чувствительные белки,Sensitive proteins ΔЕВСΔЕВС 2,92.9 2,12.1 1,31.3 1,41.4 4,84.8 4,14.1 2,32,3 0,60.6 1,41.4 1,11,1 Таноиды, мг ПВП/лTanoids, mg PVP / L 5454 4848 4747 3434 2222 1919 2828 2323 15fifteen 1313 Йодное число, опт. ед.Iodine number, opt. units 0,120.12 0,040.04 0,090.09 0,020.02 0,080.08 0,020.02 0,050.05 0,020.02 0,070,07 0,020.02 Мутность Н90, ЕВСTurbidity H90, EMU 0,770.77 0,750.75 0,480.48 0,440.44 0,430.43 0,410.41 0,730.73 0,710.71 0,570.57 0,510.51 * - Стабилизация регенерируемым ППВП после фильтрации.* - Stabilization of regenerated PPVP after filtration.

Примеры 8-10. В примеры 9 и 10 сорбенты в отсутствии и в присутствии микрокристаллической целлюлозы (пример 8 - контрольный) дозировались в циркулирующий через установку мембранной («cross-flow») фильтрации поток пива. Из анализа результатов, которые приведены в Таблице 3, видно, что применение чистых сорбентов практически не дает стабилизирующего эффекта, в то время как применение их даже в меньших количествах, но совместно с микрокристаллической целлюлозой резко повышает коллоидную стабильность пива, а также увеличивает рабочий цикл мембран (в данном случае на 24%).Examples 8-10. In examples 9 and 10, the sorbents in the absence and in the presence of microcrystalline cellulose (control example 8) were dispensed into a beer stream circulating through a membrane cross-flow filtration unit. An analysis of the results shown in Table 3 shows that the use of pure sorbents practically does not give a stabilizing effect, while their use even in smaller amounts, but together with microcrystalline cellulose, sharply increases the colloidal stability of beer, and also increases the working cycle of membranes (in this case, 24%).

Таблица 3Table 3 Эффективность процесса стабилизации, совмещенного с процессом «cross-flow» фильтрации (результаты промышленных испытаний).Efficiency of the stabilization process combined with the cross-flow filtration process (industrial test results). Наименование веществаName of substance Номер примераExample Number 88 99 1010 Дозировка в граммах на гектолитр пиваDosage in grams per hectoliter of beer СиликагельSilica gel -- 50fifty 4040 ППВПPPVP -- 2525 20twenty Микрокристаллическая целлюлозаMicrocrystalline cellulose -- -- 1010 Результаты испытанийTest results Холодное помутнение, ΔЕВСCold haze, ΔЕВС 2222 15fifteen 1,61,6 SASPL, мл/100 мл пиваSASPL, ml / 100 ml of beer 1212 1313 1212 Рост дифференциального давления, бар/часDifferential pressure increase, bar / hour 0,110.11 0,240.24 0,190.19 Продолжительность рабочего циклаCycle time мембран, часmembranes, hour 10,710.7 55 6,26.2 Йодное число, опт. единицIodine number, opt. units 0,070,07 0,070,07 0,050.05 Мутность Н90, ВВСTurbidity H90, Air Force 0,770.77 0,720.72 0,530.53

Примеры 11-14. В этих экспериментах пиво, профильтрованное через кизельгур, обрабатывалось сорбентами в отсутствии (примеры с литерой «а») и в присутствии (примеры с литерой «б») микрокристаллической целлюлозы. Данные, представленные в таблице 4, наглядно демонстрируют наличие синергетического эффекта - повышение сорбционной способности смеси микрокристаллической целлюлозы с сорбентами, по сравнению с индивидуальными веществами. В данных примерах соблюдается «чистота эксперимента» - исключено влияние фильтровальных материалов на процесс сорбции.Examples 11-14. In these experiments, beer filtered through kieselguhr was treated with sorbents in the absence (examples with the letter “a”) and in the presence (examples with the letter “b”) of microcrystalline cellulose. The data presented in table 4, clearly demonstrate the presence of a synergistic effect - an increase in the sorption ability of a mixture of microcrystalline cellulose with sorbents, in comparison with individual substances. In these examples, the "purity of the experiment" is observed - the influence of filter materials on the sorption process is excluded.

Таблица 4Table 4 Эффективность действия сорбентов при стабилизации фильтрованного пива (после фильтрации через кизельгур).The effectiveness of the sorbents in the stabilization of filtered beer (after filtration through kieselguhr). Наименование веществаName of substance Номер примераExample Number 11eleven 1212 1313 14fourteen аbut бb аbut бb аbut бb аbut бb Дозировка в граммах на гектолитр пиваDosage in grams per hectoliter of beer ППВПPPVP -- -- 20twenty 15fifteen -- -- 20twenty 15fifteen СиликагельSilica gel -- -- -- -- 30thirty 15fifteen 30thirty 15fifteen Микрокристаллическая целлюлозаMicrocrystalline cellulose -- 55 -- 55 -- 55 -- 55 Результаты испытанийTest results Холодное помутнение, ΔЕВСCold haze, ΔЕВС 2,32,3 2,32,3 1,81.8 0,30.3 0,80.8 0,60.6 0,30.3 0,00,0 Холодное помутнение вCold haze in присутствии этанола, ΔЕВСthe presence of ethanol, ΔEVC 6,96.9 6,46.4 3,73,7 2,82,8 4,24.2 3,13,1 1,41.4 0,20.2 SASPL, мл /100 мл пиваSASPL, ml / 100 ml of beer 1010 1313 15fifteen 1717 18eighteen 20twenty 2121 2626 Чувствительные белки, ΔЕВСSensitive proteins, ΔЕВС 4,14.1 3,63.6 0,60.6 0,40.4 0,40.4 0,10.1 0,40.4 0,10.1 Таноиды, мг ПВП/л пиваTanoids, mg PVP / L of beer 6363 5959 1212 1010 6363 5454 14fourteen 11eleven Йодное число, опт. ед.Iodine number, opt. units 0,120.12 0,080.08 0,080.08 0,020.02 0,110.11 0,030,03 0,100.10 0,020.02 Мутность Н90, ЕВСTurbidity H90, EMU 0,850.85 0,790.79 0,660.66 0,600.60 0,750.75 0,550.55 0,650.65 0,540.54

Примеры 15-21. В этих экспериментах пиво, профильтрованное через кизельгур, обрабатывалось различными сорбентами, отличными от силикагеля и ППВП, в отсутствии (примеры с литерой «а») и в присутствии (примеры с литерой «б») микрокристаллической целлюлозы.Examples 15-21. In these experiments, beer filtered through kieselguhr was treated with various sorbents other than silica gel and PPVP, in the absence (examples with the letter “a”) and in the presence (examples with the letter “b”) of microcrystalline cellulose.

Таблица 5Table 5 Влияние микрокристаллической целлюлозы на эффективность действия различных сорбентов при стабилизации фильтрованного пива (после фильтрации через кизельгур).The effect of microcrystalline cellulose on the effectiveness of various sorbents in the stabilization of filtered beer (after filtration through kieselguhr). Наименование веществаName of substance Номер примераExample Number 15fifteen 1616 1717 18eighteen 1919 20twenty 2121 аbut бb аbut бb аbut бb аbut бb аbut бb аbut бb Дозировка в граммах на гектолитр пиваDosage in grams per hectoliter of beer КсерогельXerogel кремниевой кислотыsilicic acid -- 20twenty 15fifteen -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- СиликазольSilikazole -- -- -- 50fifty 30thirty -- -- -- -- -- -- -- -- АэросилAerosil -- -- -- -- -- 4040 30thirty -- -- -- -- -- -- БентонитBentonite -- -- -- -- -- -- -- 30thirty 20twenty -- -- -- -- Силикат магнияMagnesium silicate (хризотил-асбест)(chrysotile asbestos) -- -- -- -- -- -- -- -- -- 4040 30thirty -- -- СульфированнаяSulphonated агарозаagarose -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 20twenty 1010 Микрокристалличес-
кая
Microcrystalline
kaya
целлюлозаcellulose -- -- 55 -- 1010 -- 1010 -- 1010 -- 1010 -- 55 Результаты испытанийTest results ХолодноеCold помутнение, ΔЕВСturbidity, ΔЕВС 2,32,3 0,70.7 0,50.5 0,60.6 0,40.4 2,02.0 1,81.8 1,61,6 1,41.4 2,02.0 1,21,2 0,40.4 0,20.2 Холодное помутнение вCold haze in присутствии этанола,the presence of ethanol, ΔЕВСΔЕВС 5,65,6 4,14.1 2,92.9 4,34.3 2,52.5 4,94.9 4,24.2 4,54,5 3,23.2 4,54,5 3,53,5 0,90.9 0,50.5

Примеры 22-30. В этих экспериментах в пиво, профильтрованное через кизельгур, при перемешивании добавлялся композит сорбентов с микрокристаллической целлюлозой, прошедший различную предварительную обработку. Данные, представленные в таблице 6, наглядно демонстрируют повышение эффективности композита при активизации обработки.Examples 22-30. In these experiments, a sorbent composite with microcrystalline cellulose, which underwent various preliminary processing, was added to beer filtered through kieselguhr with stirring. The data presented in table 6, clearly demonstrate the increase in the effectiveness of the composite with the activation of processing.

Таблица 6Table 6 Влияние интенсивности предварительной обработки композита сорбентов с микрокристаллической целлюлозой на эффективность стабилизации напитков.The effect of the intensity of pre-treatment of a composite of sorbents with microcrystalline cellulose on the effectiveness of the stabilization of beverages. Номер примераExample Number Дозировка в граммах на гектолитр пиваDosage in grams per hectoliter of beer Способ подготовки композитаThe method of preparation of the composite Время предварительной обработки, мин.Pre-treatment time, min Холодное помутне-
ние, ΔEBC
Cold cloudy
ΔEBC
Холодное помутнение в присутствии эталона, ΔEBCCold haze in the presence of a reference, ΔEBC
ППВПPPVP СиликагельSilica gel МКЦMCC 2222 -- -- -- фильтрованное пивоfiltered beer -- 2,72.7 7,47.4 2323 20twenty 30thirty -- сорбенты без обработкиsorbents without treatment -- 0,60.6 1,81.8 2424 20twenty 2525 1010 компоненты без обработкиuntreated components -- 0,30.3 1,31.3 2525 15fifteen 20twenty 55 ручное перемешиваниеmanual mixing 20twenty 0,30.3 1,21,2 2626 15fifteen 20twenty 55 лабораторная мешалка, 60 об/минlaboratory stirrer, 60 rpm 20twenty 0,20.2 0,70.7 2727 15fifteen 15fifteen 55 миксер, 3000 об/минmixer, 3000 rpm 1010 0,10.1 0,50.5 2828 15fifteen 15fifteen 55 миксер, 5000 об/минmixer, 5000 rpm 1010 0,10.1 0,50.5 2929th 15fifteen 15fifteen 55 ультразвуковой диспергаторultrasonic dispersant 33 0,10.1 0,40.4 30thirty 15fifteen 15fifteen 55 миксер, 5000 об/мин, сушкаmixer, 5000 rpm, drying 1010 0,00,0 0,40.4

Claims (13)

1. Материал для повышения коллоидной стабильности (стабилизации) напитков, содержащих белки и/или полифенолы, обработкой напитка сорбентами с последующим их удалением, отличающийся тем, что совместно с одним или более сорбентами белков и/или полифенолов содержит микрокристаллическую целлюлозу.1. Material for increasing colloidal stability (stabilization) of drinks containing proteins and / or polyphenols, treating the drink with sorbents and their subsequent removal, characterized in that together with one or more sorbents of proteins and / or polyphenols contains microcrystalline cellulose. 2. Материал по п.1, где термин напитки означает жидкости пищевого или медицинского назначения, получаемые из растительного сырья вывариванием, отжимом, экстракцией, сбраживанием и подобными методами, причем к данным жидкостям в основном относятся настои, экстракты, соки, вина и слабоалкогольные напитки, в особенности пиво и ему подобные продукты.2. The material according to claim 1, where the term drinks means liquids for food or medical purposes, obtained from plant materials by digestion, extraction, extraction, fermentation and similar methods, and these liquids mainly include infusions, extracts, juices, wines and low-alcohol drinks , in particular beer and similar products. 3. Материал по п.1, в котором сорбентом полифенолов является сшитый полимер или сополимер N-виниллактама и, предпочтительно, сшитый поливинилпирролидон.3. The material according to claim 1, in which the sorbent of polyphenols is a cross-linked polymer or a copolymer of N-vinyl lactam and, preferably, cross-linked polyvinyl pyrrolidone. 4. Материал по п.1, в котором сорбентом белков является кремнезем в различных формах или производные кремнезема и, предпочтительно, производные кремниевой кислоты: золь (силиказоль), гидрогель (силикагель), ксерогель или силикат щелочеземельного металла.4. The material according to claim 1, in which the sorbent of proteins is silica in various forms or derivatives of silica and, preferably, derivatives of silicic acid: sol (silica sol), hydrogel (silica gel), xerogel or alkaline earth metal silicate. 5. Материал по п.1, в котором содержание каждого компонента составляет не менее 1% по массе и, предпочтительно, не менее 5% по массе.5. The material according to claim 1, in which the content of each component is at least 1% by weight and preferably at least 5% by weight. 6. Материал по п.1, в котором средний размер частиц каждого компонента находится в пределах от 1 до 500 мкм и, предпочтительно, в пределах от 10 до 100 мкм.6. The material according to claim 1, in which the average particle size of each component is in the range from 1 to 500 microns and, preferably, in the range from 10 to 100 microns. 7. Материал по п.1, изготовленный методом диспергирования его компонентов в воде или в водосодержащей жидкости (напитке), причем содержание сухих компонентов в смеси составляет от 1 до 75% и, предпочтительно, от 10 до 40% по массе.7. The material according to claim 1, made by dispersing its components in water or in an aqueous liquid (beverage), wherein the content of dry components in the mixture is from 1 to 75% and, preferably, from 10 to 40% by weight. 8. Материал по п.1 в виде гранул.8. The material according to claim 1 in the form of granules. 9. Способ стабилизации напитков, отличающийся тем, что применяют материал по п.1.9. A method of stabilizing drinks, characterized in that the material according to claim 1 is used. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что стабилизация проводится одновременно с процессом фильтрации.10. The method according to claim 9, characterized in that the stabilization is carried out simultaneously with the filtering process. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что используются мембранные фильтры.11. The method according to claim 10, characterized in that membrane filters are used. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что используются фильтры намывного типа.12. The method according to claim 10, characterized in that the alluvial type filters are used. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что материал по п.1 применяется в дополнение к основному фильтровальному материалу, в частности к кизельгуру. 13. The method according to p. 12, characterized in that the material according to claim 1 is applied in addition to the main filter material, in particular to kieselguhr.
RU2008133052/05A 2008-08-11 2008-08-11 Material for increasing colloidal stability of drinks RU2406566C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133052/05A RU2406566C2 (en) 2008-08-11 2008-08-11 Material for increasing colloidal stability of drinks
PCT/RU2009/000382 WO2010019077A1 (en) 2008-08-11 2009-08-04 The filter aid based on microcrystalline cellulose and method of its preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133052/05A RU2406566C2 (en) 2008-08-11 2008-08-11 Material for increasing colloidal stability of drinks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008133052A RU2008133052A (en) 2010-02-20
RU2406566C2 true RU2406566C2 (en) 2010-12-20

Family

ID=41669070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008133052/05A RU2406566C2 (en) 2008-08-11 2008-08-11 Material for increasing colloidal stability of drinks

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2406566C2 (en)
WO (1) WO2010019077A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2588630C2 (en) * 2011-07-29 2016-07-10 Торэй Индастриз, Инк. Method of making auxiliary filtration material
RU2608647C1 (en) * 2016-04-11 2017-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)" Method of stabilising beer

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107955189B (en) * 2017-12-21 2021-02-26 陈明秦 Preparation method of hydrogel
WO2021077290A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-29 浙江大学 Nanopore starch-based adsorbent and preparation method therefor
CN110922301B (en) * 2019-11-19 2021-12-17 山东福田药业有限公司 Method for extracting sugar alcohol from chewing gum waste
US11135567B1 (en) * 2020-06-26 2021-10-05 The Florida International University Board Of Trustees Microcrystalline cellulose particle supported sol-gel sorbents and methods of manufacturing the same
CN114470969A (en) * 2020-11-12 2022-05-13 四川远大蜀阳药业有限责任公司 Deep layer filtering medium and its use

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU833283A1 (en) * 1979-10-25 1981-05-30 Предприятие П/Я В-2287 Auxiliary cellulose-base filtering material
SU1260013A1 (en) * 1984-12-25 1986-09-30 Волгоградское Ордена Трудового Красного Знамени Производственное Объединение "Каустик" Им.50-Летия Октября Filtering material
RU2104760C1 (en) * 1996-03-20 1998-02-20 Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина Method of manufacturing filter element for deep purification of colloid systems from disperse phase
DE10051266A1 (en) * 2000-10-16 2002-04-25 Basf Ag Filter aid used for filtering fruit and fermented drinks comprising polystyrene and silicate, carbonate, oxide, silica gel, diatomaceous earth and/or polymers
RU2178033C1 (en) * 2001-03-22 2002-01-10 Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН Monocrystalline cellulose manufacture process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАРАБАЕВА Б.С. и др. Изучение фильтрующей способности микрокристаллической целлюлозы, в кн. «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья»: Материалы III Всероссийской конференции 23-27 апреля 2007 года в 3 кн./ под ред. Н.Г.Базарновой, В.И. Маркина. - Барнаул: Алт. ун-т 2007, с.185-188. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2588630C2 (en) * 2011-07-29 2016-07-10 Торэй Индастриз, Инк. Method of making auxiliary filtration material
RU2608647C1 (en) * 2016-04-11 2017-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)" Method of stabilising beer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008133052A (en) 2010-02-20
WO2010019077A1 (en) 2010-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2406566C2 (en) Material for increasing colloidal stability of drinks
US8137559B2 (en) Liquid clarification
RU2204596C2 (en) Method of beverage stabilization
RU2375436C2 (en) Manufacturing method of protein containing liquid for following separation by using one or more agent forming composite with protein
EP1737305A2 (en) Method of preventing or reducing haze in a beverage using silane-treated silica filter media
KR100605202B1 (en) Premix composition for clarifying beer
RU2281325C2 (en) Method for beverage stabilization
Salazar et al. Improvement of wine crossflow microfiltration by a new hybrid process
EA022584B1 (en) Method of preparing beverage and apparatus
JPS6116487B2 (en)
CA2426445A1 (en) Method for filtration of a liquid, in particular for the filtration of beer, using a filter aid
US20080268113A1 (en) Activated Carbon Composition and Method for Decolorizing Liquid by Using the Same
JP2004508180A (en) Use of polyisocyanate resin in filter layer
JP6515249B2 (en) Modified cellulose fiber and preparation method
AU610332B2 (en) Process for the reduction in size of the pores of a filter medium for beverages
CA2275254A1 (en) Production and use of formulations consisting of cellulose, kalium caseinate and cross-linked vinyl pyrrolidone homopolymers and/or vinylimidazol/vinylpyrrolidone copolymers
WO2006082323A1 (en) Mineral compositions for the filtration and stabilisation of liquid foods
KR20000022248A (en) Crosslinked tannin/intorganic oxide composites
RU2330879C2 (en) Application of colloid anionic silicic sol as clarifier
JP3655612B2 (en) Activated carbon composition and liquid color removal method using the same
RU2210425C1 (en) Method of production of flocculating reagent for treatment of liquid media
JPH0947654A (en) Polyphenol adsorbent
Nechita et al. Study on fibrous composites behaviour in hydrodynamic process of wine filtration.
Boittelle et al. New filter aids for wine filtration
KR20070015437A (en) Activated-carbon composition and method of decoloring liquid with the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110812