(57)【要約】炭酸ガス等のガスを用いずに、ビールや清涼飲料等の飲料の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気する脱気装置および脱気方法を提供することが課題であり、脱気処理が行なわれる脱気タンク３へ加圧処理水を供給する処理水供給手段５と、前記処理水を加熱する熱交換器（加熱手段）１４とを備え、加熱手段１４によって処理水を１００℃以上の過熱水に加熱して脱気タンク３内に噴射ノズルからフラッシュするとともに、フラッシュの一部を加熱手段１４へ加熱源の加圧蒸気を供給する蒸気供給路３２に設置されたエゼクター３３の吸引力によって蒸気供給路３２に戻して加熱手段１４の加熱源として再利用するように構成したことを特徴とする。
2009122563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気装置において、
脱気処理が行なわれる脱気タンクへ加圧処理水を供給する処理水供給手段と、前記処理水を蒸気によって加熱する加熱手段と、該加熱手段によって加熱された１００℃以上の過熱水を前記脱気タンク内にフラッシュする噴射ノズルと、前記加熱手段へ加熱源の加圧蒸気を供給する蒸気供給路に設置されたエゼクターとを備え、前記噴射ノズルから脱気タンク内に噴出された高温過熱水のフラッシュ水の一部を前記エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すように構成したことを特徴とする脱気装置。
【請求項２】
前記加熱手段への処理水流入通路に予備加熱手段が設けられることを特徴とする請求項１記載の脱気装置。
【請求項３】
前記予備加熱手段では、前記脱気処理後の脱気処理水によって前記加熱手段への処理水が加熱されることを特徴とする請求項２記載の脱気装置。
【請求項４】
前記処理水が前記加熱手段によって略１０３〜１０８℃の範囲の過熱水に加熱されることを特徴とする請求項１記載の脱気装置。
【請求項５】
ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気方法において、
脱気処理が行なわれる脱気タンクへ供給される処理水を加熱手段によって１００℃以上の過熱水とし、該過熱水を脱気タンク内に噴射ノズルを介してフラッシュすることによって脱気処理を行い、前記フラッシュされた過熱水の一部を前記加熱手段へ加熱源の加圧蒸気を供給する蒸気供給路に設置されたエゼクターによって生じる吸引力によって吸引し、前記蒸気供給路に戻して前記加熱手段の加熱源として再利用されることを特徴とする脱気方法。
【請求項６】
前記加熱手段への処理水流入通路に配置された予備加熱手段によって、前記処理水を予備加熱することを特徴とする請求項５記載の脱気方法。
【請求項７】
前記脱気処理後の脱気処理水によって前記処理水を予備加熱することを特徴とする請求項６記載の脱気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気する脱気装置および脱気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールの製造や清涼飲料水の製造において処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気する脱気装置が用いられている。
例えば、図２に示すように円筒形状の脱気タンク０１内に炭酸ガス０３をタンク０１の下方から供給してタンク０１内を炭酸ガスリッチの雰囲気にして、８０℃程度に加熱した処理水をタンク０１上部から噴射ノズル０５によって散水することによって、炭酸ガスが酸素や窒素より水に対する溶解特性が高いことを利用して炭酸ガスが処理水に溶解するとともに酸素やその他品質に悪影響を与える気体を処理水から脱気し、処理水を精製し、タンク０１の下部の排水通路０７から取出していた。そして、その脱気処理水にさらに炭酸ガスを混入して炭酸水を製造し、ビールや清涼飲料水の製造に用いていた。【０００３】
近年、ビール製造において、麦汁濃度が重量比で一般的に１１％前後であるものを、１８％程度と高濃度麦汁を用いて発酵させ、その後に炭酸水で希釈して所望とする濃度のビールを製造する、いわゆる高濃度醸造ビールが知られている。
低濃度で初めから発酵させて製造する設備に比べて、高濃度発酵の方が設備規模を縮小することができるため安価に製造できる方法として用いられている。
そして、この高濃度麦汁によって醸造されたビールを希釈する炭酸水を製造する手法として前記したように酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気した脱気水に炭酸ガスを混入して製造された炭酸水が用いられている。【０００４】
一方、ビールや清涼飲料水の製造に使用される処理水の脱気装置として、特開平８−３１８１３８号公報（特許文献１）の技術が提案されている。
この特許文献１に示されている脱気装置は、図３に示すように、処理水供給管０１０を流れる処理水に炭酸ガスまたは窒素ガスを微細気泡状態になるように吹き込むガス吹き込み装置０１２を設け、処理水供給管０１０からタンク０１４の上部内に供給された微細気泡を含む処理水を、螺旋状水路０１３を通って旋回させながらタンク０１４内下部に向かい流下させるとともに、タンク０１４内下部に設けた多孔質中空糸状態膜ユニット０１６を通過させてその間に品質に悪影響を与える空気・酸素気泡および気体と余分な炭酸ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプ０１８によって吸引して処理水から脱気させ、脱気処理水を排水通路０２０から排出する構成が示されている。
また、特開２００５−２２４６７６号公報（特許文献２）には、清涼飲料水ではなく、蒸気タービンから抽出される蒸気を脱気タンク内へスプレーノズルから噴射して脱気する技術が示されている。
【特許文献１】特開平８−３１８１３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２４６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図２に示す従来技術および特許文献１に示す技術それぞれにおいては、炭酸ガス等を供給して水中の酸素等と置換して脱気させるものであり、図２の従来技術の脱気装置においては、タンク内を炭酸ガス雰囲気にするために供給する炭酸ガスが必要であり、また、特許文献１に示される脱気装置においても、処理水に直接的に微細気泡状態になるように炭酸ガスまたは窒素ガスを供給するため、脱気のための炭酸ガスや窒素ガスが必要になり、ガスの消費分コスト増となる問題があった。
さらに、図２に示すシステムにおいては、処理水を８０℃程度に加熱する必要があるため、加熱効率を向上して脱気装置システムのランニングコストをできる限り低減する必要がある。
また、特許文献２のように、脱気タンク内へスプレーノズルから噴霧を噴射して脱気する技術についても一般的に知られているが、噴射すべき液体を高温加熱して過熱水を効率よく生成する必要がある。【０００６】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、ビールや清涼飲料水の処理水の脱気に適し、また炭酸ガス等のガスを用いずに脱気でき、さらに、高温過熱の処理水を効率よく生成してランニングコストを低減できる脱気装置および脱気方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、脱気装置にかかる発明は、ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気装置において、脱気処理が行なわれる脱気タンクへ加圧処理水を供給する処理水供給手段と、前記処理水を蒸気によって加熱する加熱手段と、該加熱手段によって加熱された１００℃以上の過熱水を前記脱気タンク内にフラッシュする噴射ノズルと、前記加熱手段へ加熱源の加圧蒸気を供給する蒸気供給路に設置されたエゼクターとを備え、前記噴射ノズルから脱気タンク内に噴出された高温過熱水のフラッシュ水の一部を前記エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すように構成したことを特徴とする。【０００８】
また、脱気方法にかかる発明は、ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気方法において、脱気処理が行なわれる脱気タンクへ供給される処理水を加熱手段によって１００℃以上の過熱水とし、該過熱水を脱気タンク内に噴射ノズルを介してフラッシュすることによって脱気処理を行い、前記フラッシュされた過熱水の一部を前記加熱手段へ加熱源の加圧蒸気を供給する蒸気供給路に設置されたエゼクターによって生じる吸引力によって吸引し、前記蒸気供給路に戻して前記加熱手段の加熱源として再利用されることを特徴とする。【０００９】
かかる脱気装置および脱気方法の発明によれば、加熱手段よって処理水を加熱して１００℃以上の過熱水に加熱して、この過熱水を噴射ノズルから脱気タンク内へ噴射してフラッシュすることで、過熱水であるため、酸素が放出しやすく、さらにフラッシュして、液相の処理水から気相の処理水に変化するため、酸素やその他気体が放出されやすく脱気作用が行われる。【００１０】
さらに、１００℃を超える過熱水であるため、高温による短時間の殺菌効果を得ることができ、従来の８０℃程度での処理に比べて短時間でより有効な滅菌作用が得られる。
また、炭酸ガスを使用しないで脱気処理をすることができるため、炭酸ガスの使用を節約でき設備維持コストの低減効果も有する。【００１１】
さらに、前記加熱手段への蒸気供給路にエゼクターを設置し、前記噴射ノズルから噴出する高温過熱水のフラッシュ水の一部を、エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すように構成したため、フラッシュした過熱水の熱を再利用でき、処理水の加熱効率を向上することができる。
また、高温過熱水のフラッシュ水の一部を、エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すため、加熱手段側の蒸気が処理水側に流れて加熱用の蒸気によって処理水が汚染されることもない。【００１２】
また好ましくは、脱気装置および脱気方法の発明において、前記加熱手段への処理水流入通路に予備加熱手段が設けられ、前記脱気処理後の脱気処理水によって前記加熱手段への処理水が加熱されることが望ましい。
かかる発明によれば、予備熱交換器によって脱気処理後の脱気処理水を用いて処理水を予備加熱することができるとともに、同時に脱気処理水を予冷することができるため、処理水の加熱効率および脱気処理水の冷却効率を向上することができる。【００１３】
また好ましくは、脱気装置の発明において、前記処理水が前記加熱手段によって略１０３〜１０８℃の範囲の過熱水に加熱されることを特徴とし、この温度範囲が高温殺菌効果と加熱手段の設備の大型化との兼ね合いから適切な範囲である。
すなわち、高温度であればそれだけ滅菌効果も脱気作用も得られるが、１００℃を超える過熱水を生成するには処理水供給手段での加圧能力、加熱手段での加熱能力を高めなければならず、設備の大型化を伴うため、この略１０３〜１０８℃の範囲が加熱設備の大型化を抑えつつ、脱気タンク内で過熱処理水が処理される数秒の間に滅菌され、且つ脱気が行われるのに適した過熱度の範囲である。
従って、設備の大型化を伴わずに、さらに炭酸ガスを使用せずに、処理水からの脱気処理および滅菌を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、炭酸ガス等のガスを用いずに、ビールや清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気することができ、さらに、脱気に用いる高温過熱水を効率よく得ることができ、ランニングコストを低減できる脱気装置および脱気方法を提供することができる。
また、１００℃以上の過熱水によって脱気処理が行なわれるため、処理水の高温殺菌作用が短時間に発揮され、処理水の滅菌をも確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる脱気装置をビール製造工程に適用した概略全体構成図である。
【図２】従来の脱気装置を説明する構成図である。
【図３】従来の脱気装置を説明する構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。【００１７】
図１は、本発明にかかる脱気装置をビール製造工程に適用した概略全体構成図である。
図１に示すように、処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気装置１は、脱気処理が行なわれる円筒中空形状の脱気タンク３を備え、該脱気タンク３へ加圧処理水を供給する処理水供給手段５を有している。
この処理水供給手段５は図示しない加圧ポンプによって処理水を所定の圧力に昇圧し、開閉制御弁７、８、調圧弁１０を介して圧力、流量を調整して予備熱交換器（予備加熱手段）１２、および熱交換器（加熱手段）１４へ処理水を供給している。【００１８】
予備熱交換器１２では、処理水と脱気処理水とが交差して流れることによって処理水と脱気処理水との間で熱交換が行われ、処理水が脱気処理水によって加熱されるとともに、脱気処理水が処理水によって冷却される。
そして、予備熱交換器１２で予熱されてから熱交換器１４に流入した処理水は、熱交換器１４で蒸気供給装置１８から供給された蒸気と熱交換して略１０３℃〜１０８℃の過熱水に昇温される。【００１９】
略１０３℃〜１０８℃に昇温された過熱水は、噴射通路２０を通って、脱気タンク３の上部に取付けられた噴射ノズル２２に導かれ、そこから脱気タンク３内にフラッシュされる。フラッシュされることで、処理水が蒸気状態の液相と気相との混合状態に変化し、液相から気相へ変化する割合が増えるため、酸素やその他気体が放出されやすくなり、さらに、温度が１００℃より高いので酸素が蒸発して放出しやすい状態となるため脱気作用が行われる。【００２０】
さらに、脱気作用と同時に、１００℃以上の過熱水であるため、高温殺菌効果が発揮され、処理水が脱気タンク３の上部から噴射されて下部にたまるまでの数秒の間に処理水の滅菌作用を確実に行なうことができる。【００２１】
そして、脱気タンク３の下部から排出通路２４を通って排出された脱気処理水は、ポンプ２６を経て、予備熱交換器１２に流入して、前記したように処理水と熱交換を行い、脱気処理水は処理水によって予冷却されて、次の冷却行程の脱気処理水冷却器２８に導かれる。このように、予備熱交換器１２によって脱気処理後の脱気処理水を用いて処理水を予備加熱することができるとともに、同時に脱気処理水を予冷することができるため、処理水の加熱効率および脱気処理水の冷却効率が向上する。【００２２】
前記蒸気供給装置１８は、図示しない蒸気発生装置によって生成された約１２０℃の加圧蒸気が、調整弁３０、３１によって圧力、流量が調整され、さらにその下流側の蒸気供給路３２にエゼクター３３が設けられ、該エゼクター３３に加圧蒸気が吹き込まれて熱交換器１４に導かれるように配管されている。
熱交換器１４に供給された加熱源としての加圧蒸気は、処理水供給手段５によって供給された処理水と熱交換して処理水を１００℃以上の過熱水に加熱する。処理水を加熱した後の蒸気は熱交換器１４から排出され、その後凝縮器３７へと導かれて凝縮される。【００２３】
エゼクター３３の絞り部と、脱気タンク３に取付けられた噴射ノズル２２の噴口近傍とを連通する戻し通路３５が設けられて、フラッシュした過熱水の一部をエゼクター３３に吸い戻すようになっている。
このように、処理水を加熱する蒸気供給路３２にエゼクター３３を配置して該エゼクター３３の吸い込み作用によって、フラッシュした過熱水の一部を吸引して、蒸気供給路３２内に戻すようにしたため、フラッシュした過熱水の熱を再利用できるので、熱交換器１４の加熱効率が向上する。
また、前記フラッシュした過熱水の熱を再利用できるとともに、高温過熱水のフラッシュ水の一部を、エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すため、加熱手段側の蒸気が処理水側に流れて加熱用の蒸気によって処理水が汚染されることもない。【００２４】
以上のように脱気装置１が構成されているため、１００℃以上に昇温された過熱水を脱気タンク３内にフラッシュすることで、炭酸ガス等のガスを用いずに、脱気作用を行なうことができ、さらに処理水の滅菌作用も併せて行うことができるので、ビール製造工程における脱気設備の簡素化およびランニングコストの低減化を達成でき、さらに滅菌作用も併せ持つことができる。【００２５】
次に、前記脱気装置１の予備熱交換器１２によって予冷却された脱気処理水は、次の脱気処理水冷却器２８に導入されて冷却される。この脱気処理水冷却器２８は、図示しない冷却装置によって生成されたブライン（グリコール）がブライン循環路３９によって循環され、脱気処理水冷却器２８を通過するブラインによって脱気処理水が冷却される。【００２６】
脱気処理水冷却器２８のブライン流入側には調整弁４０、４１が設置され、調整弁４０によって流入圧力が調整され、調整弁４１によって脱気処理水冷却器２８の出口温度に基づいて脱気処理水冷却器２８に流入されるブライン流量が制御されている。また、脱気処理水冷却器２８の流入側と流出側との間には、脱気処理水冷却器２８用の循環ポンプ４３が設けられブラインが脱気処理水冷却器２８内を循環するようになっている。【００２７】
冷却された脱気処理水は、炭酸ガスミキサー４５に導かれて、脱気処理水に炭酸ガスが混入されて、炭酸水が生成される。脱気水は既に脱気処理水冷却器２８で冷却されているため、脱気処理水に炭酸ガスが溶解しやすく容易に高濃度の炭酸水を生成することができる。
そして、この炭酸水は円筒形状の炭酸水貯蔵タンク４７の底部に導かれて炭酸水貯蔵タンク４７内に貯蔵される。
さらに、この炭酸水貯蔵タンク４７には、ブライン循環路３９によって循環されるブラインが供給され、ブラインによって冷却されるようになっているため、炭酸水貯蔵タンク４７に貯蔵される炭酸水は低温状態に保持されて保存される。【００２８】
炭酸水貯蔵タンク４７内の炭酸水は、ポンプ４９が設けられた炭酸水供給通路５１を通ってビール希釈部５３に供給される。一方、高濃度発酵ビールの濾過後のものが、ビール供給通路５５を通って希釈部に供給され、そのビール希釈部５３において、高濃度発酵ビールに対して前記炭酸水が混合して所望とする濃度のビールに希釈されるようになっている。【００２９】
ビール希釈部５３で炭酸水が混合希釈された後に、改めてビール冷却器５７に希釈後のビールを導いて、希釈後のビールの冷やし直しをする。さらに、その冷却後のビールに対して再度炭酸ガスを混入するために、炭酸ガスミキサー５９に導いてビールへ炭酸ガスを混入する。
その後、希釈後の完成したビールを図示しない一時的に溜めタンクへビール供給通路６０を通って供給する。【００３０】
また、前記ビール冷却器５７は、前記脱気処理水冷却器２８と同様に、ビール冷却器５７へのブラインの流入側には調整弁６２、６３が設置され、調整弁６２によって流入圧力が調整され、調整弁６３によってビール冷却器５７に流入する入口温度に基づいてブライン流量が制御されている。
また、ビール冷却器５７の流入側と流出側との間には、ビール冷却器５７用の循環ポンプ６５が設けられブラインがビール冷却器５７内を循環するようになっている。【００３１】
前記ブライン循環路３９は、脱気処理水冷却器２８、ビール冷却器５７、および炭酸水貯蔵タンク４７のそれぞれへブラインを供給し、またそれぞれからの戻るように回路が形成されている。
また、炭酸ガスは、炭酸ガス供給通路６７によって炭酸ガスミキサー４５、５９に炭酸ガスを供給すると共に炭酸水貯蔵タンク４７内にも供給されるようになっている。【００３２】
以上のようなビール製造工程において、その脱気装置１を用いて脱気処理水を精製して、その脱気処理水に炭酸ガスを混合して炭酸水を生成して、高濃度発酵ビールの濾過後のものにその炭酸水を混入して希釈して所望とするビールを製造しいている。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、炭酸ガス等のガスを用いずに、ビールや清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気することができ、さらに、脱気タンク内にフラッシュした過熱水の熱を一部再利用することができ、ランニングコストを低減できる脱気装置および脱気方法を提供することができる。
また、１００℃以上の過熱水によって脱気処理が行なわれるため、処理水の高温殺菌作用が短時間に発揮され、処理水の滅菌も確実に行なうことができる。
従って、ビール製造工程や清涼飲料水の製造に用いられる処理水の脱気装置への適用に際して有益である。
【図１】
2009122563.tif 000003
【図２】
2009122563.tif 000004
【図３】
2009122563.tif 000005
【国際調査報告】
2009122563.tif 000006
2009122563.tif 000007