Brevet FR2758829A1 — publié le 19980731

Dans la demande de brevet français n 96-14916 de la demanderesse déposée le 3 décembre 1996, il est décrit une technologie permettant de débarrasser partiellement voire totalement le vin de l'alcool éthylique qu'il contient. Cette technologie met en oeuvre des solides microporeux notamment du type zéolithe à caractère hydrophobe dans la structure desquels les molécules d'alcool éthylique et toutes les molécules de masse moléculaire inférieure voire égale à celle de l'alcool éthylique sont adsorbées sélectivement. Il est notamment décrit un procédé mettant en oeuvre un appareillage du type carafe/percolateur pouvant réaliser cette séparation. Il est aussi décrit par ailleurs l'existence d'une molécule appelée tryptophane dont la masse moléculaire, supérieure à 220, agit comme un psychotrope et donne aux personnes le plaisir de boire du vin. Par ailleurs, des chercheurs travaillent sur les propriétés des polyphénols contenus dans le vin en tant que capteurs des radicaux libres et qui améliorent la circulation sanguine quand ils sont consommés raisonnablement. Il est évident que séparer l'alcool contenu dans le vin, partiellement voire totalement, en fait une boisson à consommer tout de suite et qui présente de grandes qualités pour la santé, étant entendu que l'alcool a des effets pervers. La présente demande de brevet est un perfectionnement de la demande n 96- 14916 et concerne le choix des solides à mettre en oeuvre. Nous sommes donc amenés ici à considérer la séparation sélective d'un mélange eau/alcool, étant entendu que toutes les molécules de taille plus grande que celle de l'alcool ne sont pas concernées. Pour cette séparation sélective nous sommes amenés à protéger l'utilisation de tous les solides microporeux qui présentent au moins les deux caractères suivants: 1 ) un caractère hydrophobe pour exclure l'eau; il s'agit ici de solides microporeux qui n'ont pas d'affinité pour l'eau mais qui retiennent l'alcool; 2 ) un caractère sélectif pour ne pas adsorber les autres molécules organiques autres que celles qui ont une taille inférieure ou égale aux molécules d'alcool éthylique. Ce second caractère est basé sur deux phénomènes: le premier phénomène concerne une exclusion géométrique: la microporosité adaptée à la taille des molécules d'éthanol se situe de 6 à 7 angstroms environ. Il y a donc lieu de mettre en oeuvre des structures du type Néolithique ou autre de cette taille. On opère alors un tamisage au niveau moléculaire. C'est le cas des ZSM-5 désaluminisées type silicalite. L'adsorption ou l'absorption se révélera correcte mais souvent insuffisante; * le deuxième phénomène peut être l'exclusion cinétique: on peut envisager dans ce cas des structures microporeuses avec des ouvertures supérieures à 7 angstroms, comme par exemple les tamis Y ou faujasites parfaitement désaluminisés (par un steaming, par exemple), à travers lesquels l'adsorption sera plus rapide pour les petites molécules que pour les grosses molécules. En effet, dans le cas des ZSM-5 type silicalite le taux d'adsorption de l'alcool éthylique se situe entre 12 et 17 % poids; par contre pour un tamis Y désaluminisé (de type faujasite notamment), donc hydrophobe, on peut atteindre un taux d'adsorption de l'ordre de 30 % poids d'alcool éthylique. D'une façon pratique avec une ZSM-5 il faut environ 1 kg de cette zéolithe pour absorber complètement l'alcool contenu dans 1 litre de vin, alors que 300 g de tamis Y suffisent. La zéolithe Y a aussi l'avantage sur la ZSM-5 d'être plus facilement agglomérable sous forme de particules et en plus d'être moins chère. La taille des cristallites joue aussi un rôle important en ce qui concerne la mise en oeuvre de ces poudres au sens de la facilité de filtration. En mélangeant une poudre fine de zéolithe avec le vin à désalcooliser, on obtient une suspension; si cette méthode est très efficace en termes d'adsorption, elle pose le problème de la séparation physique du liquide et du solide en suspension. C'est pourquoi en utilisant des cristallites de plus grande taille on peut procéder par filtration, voire percolation, étant entendu que le phénomène d'adsorption est extrêmement rapide, de l'ordre de la minute. Outre certains types de zéolithes, divers solides microporeux sont capables aussi d'être mis en oeuvre dans la présente invention. On citera en particulier les solides suivants qui présentent par exemple la particularité d'être utilisables sous la forme de "nid d'abeille" ou monolithes. On a trouvé, dans la littérature, des articles décrivant des types de structures rmicroporeuses sous forme de monolithes. Douglas A. Loy and Kenneth J. Shea décrivent des polysilsesquioxanes pontés; matériaux organiques-inorganiques hybrides hautement poreux (Chem. Rev. 1995, 95, 1431-1442). L'équipe de ces mêmes auteurs et O. Webster décrivent aussi des gels arylsil- sesquioxanes et matériaux apparentés; nouveaux hybrides de réseaux organiques et inorganiques (J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 6700-6710).. Ces structures microporeuses contiennent essentiellement, comme dans les zéolithes, la chaîne Si-O-Si. D'autres auteurs: Cordula Krause, Stephan Klein and Jorg Kirger, décrivent (Advanced Materials, 1996, 8, N 11,912-916) des silices microporeuses amorphes sous forme de monolithes qui peuvent parfaitement remplir les conditions évoquées ci-dessus : le caractère hydrophobe, la taille des micropores de l'ordre de 5 à 7 angstrôms avec un caractère sélectif pour l'adsorption d'alcool éthylique. Une autre famille de produits peut aussi satisfaire les conditions recherchées les tamis moléculaires à chaîne carbonique; voir article d'Henry C. Foley (Microporous materials 4 (1995) 407-433): Tamis moléculaires carboniques: synthèse, propriétés et applications. Ce type de produit offre de nouvelles perspectives et peut assurer, avec un taux d'adsorption de l'alcool éthylique de l'ordre de 50 % voire plus, et, même beaucoup plus, une excellente séparation de l'alcool dans le vin. Ces produits commercialisés ne sont en fait que des formes spéciales de charbon actif; c'est pourquoi l'invention concerne aussi l'utilisation de ces formes spéciales de charbon actif obtenu soit par pyrolyse contrôlée des polymères organiques, d'anthracite, de coke voire de charbon de bois. Enfin on peut obtenir un rendement de 50 % d'adsorption avec des talcs ayant subi un traitement spécial, notamment pour les mettre sous forme de monolithe. Ces différents monolithes de l'arc antérieur englobent également les solides de type quartz et les fibres de carbone obtenus par exemple par pyrolyse de polymères polyéthyléniques (polymères rubanisés). Le choix judicieux des solides microporeux permet également de choisir le taux souhaité de désalcoolisation car en fonction des circonstances et de l'environnement, il n'est pas toujours nécessaire de vouloir à tout prix éliminer un maximum d'alcool. L'élimination de 25 % ou 30 % de l'alcool peut être suffisante dans certains cas. En bref le procédé selon l'invention consiste à faire circuler la boisson alcoolisée à travers au moins un lit d'une substance solide possédant des pores dont le diamètre ne permet pas de laisser passer à travers elle les molécules responsables de l'arôme et de la saveur de la boisson mais retient partiellement ou totalement les molécules plus petites indésirables notamment d'alcool éthylique. L'invention est caractérisée par le choix judicieux de la dite substance solide, laquelle est une zéolithe ou un solide apparenté qui doit présenter un caractère hydrophobe ou partiellement hydrophobe et permet d'éliminer au moins 20 % du taux d'alcool de la boisson. La microporosité présente des ouvertures de préférence supérieures ou égales à 7 angstroms environ. REVENDICATIONS 1. Procédé pour abaisser d'au moins 20 % la teneur en alcool d'une boisson alcoolisée consistant à faire circuler la boisson alcoolisée sur au moins un lit d'au moins une substance solide dont le diamètre de pore et les caractéristiques d'hydrophobicité permettent l'adsorption spécifique de l'éthanol et autres alcools à bas poids moléculaire, le procédé étant caractérisé en ce que la dite substance solide est choisie dans le groupe constitué par les zéolithes et les solides à structure microporeuse de type monolithe. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la zéolithe ou le solide à structure microporeuse présente des ouvertures égales ou supérieures à environ 7 angstroems. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel la dite substance solide est choisie dans le groupe constitué par les zéolithes Y, à structure faujasite notamment, les polysilsesquioxanes, les gels arylsilsesquioxanes, les silices microporeuses amorphes sous forme de monolithes, les tamis moléculaires à chaîne carbonique, les quartz et les fibres de carbone.