(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
麦芽汁加熱装置に非煮沸麦芽汁を供給し、そこで麦芽汁を80〜110℃に加熱すること、加熱麦芽汁を回転ディスク保持カラムに導くこと、次いで該回転ディスク保持カラムから得られる麦芽汁をストリッピングカラム中で水蒸気と向流させ処理することからなることを特徴とする麦芽汁を連続的に煮沸する方法。
【請求項２】
回転ディスク保持カラムが一定導入流速での麦芽汁の滞留時間を制御するため多数の出口孔を有するものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
回転ディスク保持カラムが圧力１〜２バール、温度75〜125℃で操作されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記麦芽汁加熱装置がストリッピングカラムから出される水蒸気により間接的に加熱せられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
任意的に予め異性化されたホップペレットおよび／またはホップ抽出物が前記麦芽汁加熱装置の前あるいは後の段階で添加せられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
ストリッピングカラムが圧力１〜２バール、温度75〜125℃で操作されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
ストリッピング水蒸気が麦芽汁加熱装置での加熱媒体としておよび／または他のプロセスフローの加熱目的に使用せられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
ストリッピングカラムからの麦芽汁がバッファー容器中にフラッシュされることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
麦芽汁が蒸発ユニット中で加熱され一部蒸発せしめられ、発生蒸気がストリッピングカラムでのストリッピング媒体として機能することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
煮沸麦芽汁が任意的な清澄化の後、冷却され醗酵せしめられることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜10のいずれかに記載の方法で得られる麦芽汁を醗酵せしめることからなることを特徴とするビールの醸造方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は麦芽汁の連続煮沸方法並びにこの煮沸麦芽汁からビールを醸造する方法に関するものである。
穀類から飲料、より詳しくはビールを醸造する場合には麦芽汁が用いられる。通常の麦芽汁製法は原料物質、例えば麦芽処理していない穀物（トウモロコシ）と水からなる原料物質を混合することから始まる。固形物質を先ず粉砕し、次いで水と混ぜられる。得られたスラリーを例えば麦芽の如き酵素源の存在下、少なくとも40℃の温度に暫く保つ。そうするとゲル化と液化がおこる。次の工程で麦芽および／または外部酵素源を追加した後、混合物（もろみ）の酵素的変換が続けられる。麦芽と水により、麦芽汁を作ることも可能である。この場合は上記の第１工程は省略せられる。
かくして得られた生成物は主として水、原料物質の不溶性成分及びその可溶性成分、例えば醗酵性ならびに非醗酵性糖および蛋白質からなる。従来法ではこの混合物が濾過されて不溶性成分、廃粒子が除かれる。炉液あるいは抽出液が麦芽汁である。ビール醸造のため、次にこの麦芽汁にホップが加えられ煮沸せられる。形成せられるトルーブが除去され、麦芽汁は約８℃に冷却され、醗酵せしめられる。
この麦芽汁煮沸操作は種々様々な目的で実施せられるものである。即ち
ホップの苦味成分の抽出
酵素並びに蛋白質の不活性化
次の分離のためのトルーブの形成ならびにアグロメレーション
麦芽汁の滅菌
揮発性異臭成分の除去ならびに
過剰の噴霧水の蒸発
通常この煮沸法の有効度は３つのパラメーター、即ち時間、強さ（例えば蒸発）及び煮沸温度により決定せられる。
全ての所望効果を達成するために必要な煮沸時間は、蒸発速度および煮沸温度により決定せられる。相対的に緩慢なホップの異性化が律速段階である。大気圧、約100℃では最小限45分間でホップの良好な異性化が行なわれる。高温、高圧ではこの異性化は２〜３分の短時間で完了する。
煮沸の均質性に及ぼす影響以外に、煮沸の強さは揮発物除去に特に重要である。煮沸の強さが強いほど、含硫黄異臭物の除去が良好となる。特にジメチルサルファイド（DMS）の様な硫黄化合物は最終ビール中の味覚許容限界値が非常に低く、煮沸中にのみ除去せられる。この化合物濃度は事実イースト排泄物により麦芽汁の後段での醗酵中に再び増加する。
気泡のストリッピング効果は煮沸中の合計蒸発量により、また良好なローリング気泡を得るための麦芽汁釜の形状寸法により決定せられる。通常６〜８％／時の蒸発速度がビール醸造業で採用されている。所望の異臭物低減目的で蒸発せしめるべき水は大量であるから、煮沸工程はビール醸造所での最大のエネルギー消費工程のひとつである。
煮沸プロセスは高温で非常に促進せしめられるが、外部熱交換器を用いてもあるいは圧力煮沸法を用いても、また多重効果蒸発装置（HTW,高温麦芽汁煮沸装置）を用いても、麦芽汁の過熱で最終ビールの品質の多く、なかんずく色及び頭保留性に望ましからざる影響を及ぼすことが知られている。
この多重効果蒸発装置を用いる方法は多くの利点を有する連続法であるが、下記の２つの理由から採用できない。
（ａ）ビール醸造業で現在採用されている温度、例えば100〜108℃よりもかなり高い120〜130℃の温度を使用するためビールの品質に悪影響を及ぼす
（ｂ）HTWの保持管中に蛋白質沈殿物によるひどい汚れが生じる。そのため長時間の強力なクリーニングが必要で、このことは連続操作要件を満たすものではない。
もし麦芽汁を連続的に煮沸することが出来れば、連続麦芽汁製造プロセスに組み込むことが出来るので有利である。この方法はたとえば欧州特許出願第563,283号、同565,608号の製造法の工程に組み込むことが出来る。
連続的操作を可能にする為には、今日最も広くビール醸造業の煮沸操作で採用されているような大気圧条件下で、ごく短時間のあるいは無視できる程のクリーニングのためのブレーク時間で、煮沸が行なわれることが必要である。
本発明の目的は連続的ビール醸造法の一部をなす連続的煮沸法で、従来法の欠点が最小限のものであり、従来のバッチ式のものと対比しうる品質のビールが醸造できる煮沸麦芽汁製造方法を提供するにある。
本発明は非煮沸麦芽汁を麦芽汁加熱装置に供給し、そこで麦芽汁を75〜125℃に加熱し、加熱麦芽汁をプログフロー反応器、好ましくは回転デイスク保持反応器に導き、次いで該反応器からの麦芽汁をストリッピングカラム中で水蒸気と向流処理することからなる、麦芽汁の連続煮沸法に係るものである。
この麦芽汁加熱装置あるいは熱交換器は好ましくは水蒸気で加熱せられるプレートあるいは多管熱交換器である。この加熱装置内で供給麦芽汁は濾過温度（通常75℃）から煮沸温度まで加熱せられる。連続法であるため、必要な加熱面積は従来の熱交換装置のものより小さい。
この目的に使用可能なものとして、また蒸発器（例えばフイルム落下型）があげられ、これは麦芽汁の加熱のみならず、後のストリッピング域での水蒸気発生目的にも用いられる。
麦芽汁は次いで温度75〜125℃、圧力１〜２バールで操作される保持カラムに送られ、煮沸温度近くの温度で、各種反応が行なわれるに必要な滞留時間だけ保持せられる。回転デイスクカラム（あるいは回転デイスク接触器）には回転軸に多数のデイスクが固定され設けられている。これらのデイスクは次の２つの目的によるものである。
（１）トルーブ粒子の凝析ならびに集塊を助け、それらをけん濁させ、カラム内部の過度の汚れを防止するため、穏やかな攪拌を与える
（２）制御可能な滞留時間分布を達成し、全ての麦芽汁が同時間だけ高温にさらされるようにするため
プラグフロー反応器としては各種反応器が用いられるが、これに関し特に重要な点は各成分の望ましからざるバックミキシングとかプレミキシングが生じないものであるべきである。具体例としては管形反応器とか直列の大体理想的に振動するタンク反応器があげられる。好ましい反応器は所謂回転デイスク接触器で、例えばカークオズマー，エンサイクロペデイア  オブ  ケミカル  テクノロジー第３版、９巻、702頁記載の垂直カラム反応器である。
かかる反応器は一般に中心の攪拌軸に10以上のデイスクあるいはプレートが取付けられたものを備えた垂直カラムからなる。これらのデイスクあるいはプレートはカラム断面の少なくとも80％を占める。一般にこの面積は95％を越えることはない。カラムのシャフトとデイスクを回転させることにより、液中の固形分の適当な分散が行なわれる。
保持管群を配置する代わりに接触器を用いると、攪拌作用により、麦芽汁がゆっくりした速度（許容滞留時間を得るに要する）で保持管を通過する際に、ホップレジンあるいは麦芽からのポリフェノールあるいはホップと結合した凝集変性蛋白質および酵素が沈降しない利点がある。
従来この沈降反応は高温の管中に長時間で残渣を生じ、これが不測の付着物を作り、管表面からこの付着物を落とすため熱水と冷水のクリーニングを交互に実施するクリーニングサイクルで完全なクリーニングを必要とした。回転デイスク接触器では攪拌により付着物の形成が防止され、バッフルのないことがカラム内のデッドポットを最小限ならしめるのである。
プラグフロー反応器、特に回転デイスク接触器の容積は、保持時間が45〜75分間になるように選択され、この時間で全ての所望の反応が充分に進行せしめられる。
本発明方法の第３ステージでは、麦芽汁が温度75〜125℃、圧力１〜２バールで操作される蒸留型ストリッピングカラムに供給せられる。このカラムにはトレー群が設けられており、その上で麦芽汁は好ましくは新しい飽和水蒸気と向流的にストリップせられる。
多数（少なくとも５）のトレー群が設けられ、また次の平衡ステージがあるため、揮発成分はごく短時間に高収率で除去せられる。このカラム中の滞留時間は通常10秒〜10分間、好ましくは0.5〜２分間である。効率が良いためストリッピング水蒸気の使用量は通常の麦芽汁煮沸でのネット蒸発量より少ない。エネルギー消費量の節約は従って大変なものである。この連続操作ではさらにストリッピング水蒸気を導入麦芽汁の加熱に再利用することが出来る。任意的ではあるが、麦芽汁を加熱し、蒸発ユニットで部分蒸発させ、この発生蒸気をストリッピングカラムでのストリッピング媒体として利用することができる。
ストリッピングセクションとして各種のストリッピングおよび／または蒸留装置、例えば所謂サルツアーパッキングといったトレーあるいはパックドカラムあるいはバッファーカラムが用いられる。
ストリッピングカラムは好ましくは５以上のトレーあるいは少なくとも２メートルのパック高さを有する。
下降管を有するトレー型カラムでは水蒸気と麦芽汁の良好な混合が達成され、また広い操作範囲を有する。容積は非常に小さいのでこの型のカラムは、カラムに正流あるいは逆流の形で導入および排水を続行することにより容易にクリーニングし得る。麦芽汁の煮沸前のもろみ濾過で注意せねばならない。というのは不適切なもろみ分離により生じる粒子が上部トレーをブロックすることがあるからである。
底部トレーあるいはパッキングの下の底部導入口を通じて飽和水蒸気が供給せられる。非常に有効な物質移動のため、水蒸気流は麦芽汁の物質流の４〜６重量％といった低い値にセットせられる。
麦芽汁内で水蒸気が凝縮し望ましからざる麦芽汁の希釈をもたらしたり、水蒸気の非効率的な利用となることを防止するため、良好な絶縁カラムを用い麦芽汁と水蒸気との温度間の平衡を保つようにすることが必要である。
保持カラムをストリッピングカラムと組み合わせて用いると、技術的見地から多数の予想外の利点が得られる。最も重要な異臭成分の１つ、ジメチルサルファイド（DMS）は非揮発性プレカーサーから形成せられるので、保持ステージでは大量のプレカーサーがストリッピング域に入るDMSに確実に変えられる。このことはDMS自体はストリッピングセクションで有効に除去せられるので、得られるDMSレベルが極めて低くなることを意味する。
蒸発器を離れるストリップされた麦芽汁は、連続的あるいは従来法いずれかによりさらに、遠心分離あるいはウエールプールによるトルーブ分離、麦芽汁の冷却、通気および醗酵と処理されることになる。煮沸域を離れる麦芽汁をひきつずき連続処理に付しても、トルーブの連続遠心分離に例え数分を要するとしても、高温での保持時間が短縮されることを意味する。従来ウエールプールの利用では麦芽汁は95〜100℃に、20〜100分間の長い保持時間さらされており、このことは麦芽汁の品質にとって不利であった。
冷却された麦芽汁は、任意的なバッファー容器内での滞留時間の後、醗酵せしめられる。
本発明方法によれば従って下記の利点が得られる。
−  連続的操作
−  大気煮沸条件
−  低せん断条件による最適なトルーブ形成
−  蒸発速度が大で極めて有効な異臭物ストリッピング
−  非常にエネルギー効率が良好で、熱回収大
−  空気との接触がなく酸化を生じ難い
−  全装置での滞留時間が非常に短く、不適切な混合あるいは局部的な過熱が回避される
−  装置容積が小で、有効なクリーニングが可能で、洗剤の使用量が少ない
−  従来の煮沸装置に比し装置の必要面積が小
−  異臭物を含むストリッピング水蒸気の再利用ならびに凝縮による大気への排出なし
−  処理時間が短く、麦芽汁への熱荷重が少ない
以下添付図を参照し、本発明の具体例に係る麦芽汁連続煮沸法を説明する。
添付図には本発明方法が示されており、この方法には麦芽汁導入口１の設けられた３要素からなる煮沸部分を含み、もろみ濾過装置あるいはもろみ濾過バッファー容器からの麦芽汁を受け入れる。温度が75℃のこの麦芽汁は管状螺旋式あるいはプレート式熱交換器である熱交換器２および３を用い加熱せられる。熱交換器２での加熱媒体はストリッパーからでる水蒸気であり、熱交換器３にはフレッシュ水蒸気が供給せられる。これらの熱交換器中で麦芽汁は100℃あるいは保持カラム４での熱損失に対抗するため幾分（１〜３℃）高い温度に加熱せられる。この麦芽汁はカラム４に供給せられる。保持カラム４はモーターとギヤーにより駆動せられる回転攪拌シャフトの設けられた垂直回転デイスク型のものである保持カラム４には頂部あるいは底部導入口のいずれかから液が供給され得るが、図ではストリッピングカラム５で重力により液が降下するよう麦芽汁が頂部から供給されるので、保持カラム４では麦芽汁が底部導入口から供給されている。保持カラムでの滞留時間は液の出口をカラムの特定の高さに設けることにより決められる。
ストリッピング域５には飽和水蒸気が底部から供給され、この飽和水蒸気は減圧弁と流量制御弁に連動したマスフロー測定により制御せられる。水蒸気の流量は一定％の麦芽汁流がストリッピング域に入り、最適の操作体制が得られ、トレー上での雨漏りとか溢れだしがおこらないようにセットせられる。ストリップされた成分を高濃度に含むストリッパーからの水蒸気は煙突から排気されるか、あるいは一部が（熱交換器２で麦芽汁を加熱することにより）凝縮されるかあるいは凝縮器６と関連した熱交換器２により全部が凝縮され、その後凝縮液は排水処理プラントで処理せられる。必ずしも必須ではないが、圧力ゲージ７および制御バルブ８の助けにより、この装置を高圧高温で操作し、より高い処理量となるようにすることも可能である。これは勿論ストリッピングカラムの作業体制内で可能な最大流量によってのみ制限せられる。底部トレーからの下降管を離れる麦芽汁はトルーブ分離域10にポンプ９で送られ、その麦芽汁がさらに処理せられる。この装置を高圧で用いる場合、ストリッピング域から出される麦芽汁は別のバッファー容器中で大気条件にフラッシュされる必要がある。ストリッピングカラムの底部に設けられる液面制御装置がカラム内の高圧と受器および／またはフラッシング容器内の大気圧を区切っている。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はそれによりなんら限定せられるものではない。
実施例ならびに比較例
もろみを浸出法で作り、このもろみを次に濾過槽により濾過する常法で、濾過麦芽汁を作った。この濾過槽から得られる麦芽汁は74℃であった。濾過槽から集められた比重12.5゜ｐの炉液を管状熱交換器に導き、ここで管体側のフレッシュ水蒸気を用い麦芽汁を103℃に加熱した。熱交換器から出る麦芽汁を容積600リットルの回転デイスク接触器の底部に流速1200リットル／時で導入した。この接触器は垂直回転軸に40のデイスクが設けられたものであった。
保持反応器（回転デイスク接触器）中でＳ−メチルメチオニン（SMM）が充分にジメチルサルファイド（DMS）に変換された。
この麦芽汁はついで、12トレーと降下管を備えたトレーカラムの頂部に供給された。このカラムのホールドアップ容積は約20リットルであった。このカラムの底部に新しい飽和水蒸気が供給され、ストリッピング比率は５％であった。
煮沸麦芽汁は次いでトルーブ除去のため分離器に送られ、冷却せしめられた。この麦芽汁からビールが作られた。
このプロセスの各段階でのDMS量を測定し、下記の結果を得た。
濾過後                                   74μg/l
接触器の後                              195μg/l
ストリッパーの後                   ＜10μg/l  ＊
分離器および冷却の後                     20μg/l
最終ビール                         40μg/l  ＊＊
＊  検出限界  10μg/l
＊＊  最低味覚限より遙かに低い値
比較例として、濾過槽からの炉液の一部を従来のバッチ式麦芽汁煮沸釜中で煮沸し、ついでビールに醸造した。分析的ならびに官能検査的比較の結果、常法で得られたビールの色が幾分暗色である点を除いては両者とも差異はなかった。
色の違いは高温でより長時間の滞留時間となり麦芽汁の暗色化が生じたことによるものである。
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