(57)【要約】      （修正有）【課題】醸造所などの飲料技術分野におけるマッシュや麦汁などの流体を効率良く加熱及び液化、糖化を進めるための装置の提供。【解決手段】流体領域において流体を加熱するために少なくとも一つの加熱可能な接触表面３が設けられ、接触表面上に少なくとも部分的に不規則な領域が設けられる。更に、その装置は、流体領域において流体を加熱するために少なくとも一つの加熱可能な接触表面３が設けられ、接触表面は二重壁になっており、流体領域に向かって配置されている壁は、流体領域から離れる向きで配置されている壁よりも薄いか、または同じ厚さである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
醸造所などの飲料技術分野におけるマッシュや麦汁などの流体を加熱するための装置であって、流体領域（３）において前記流体を加熱するために少なくとも一つの加熱可能な接触表面（２、６）が設けられた装置において、
少なくとも部分的に不規則な領域（２０）が前記接触表面（２、６）上に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記不規則部分（２０）は、波、および／または、気泡、および／または、丸い膨らみの形状であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記不規則部分（２０）は周期的であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記不規則部分（２０）は、底部（６）、および／または、側壁（２）、および／または、前記流体と接触する他の表面上に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記接触表面（２、６）は二重構造壁からなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記流体領域（３）に向かって配置されている壁（２ｂ）は、他の壁（２ａ）よりも薄いか、または同じ厚さであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記二つの壁（２ａ、２ｂ）は、複数の相互接続点（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ）において相互接続され、前記不規則部分（２０）は、前記相互接続点（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ）の間に位置することを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記流体領域（３）に向かって配置されている壁（２ｂ、６ｂ）は、前記相互接続点（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ）の間で前記流体領域（３）に向かって曲げられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記流体領域（３）から離れる向きで配置されている壁（２ａ、６ａ）は平坦または規則的であることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記二つの壁（２ａ、２ｂ、６ａ、６ｂ）は、前記相互接続点（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ）において溶接により相互接続されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記流体を移動方向に、前記接触表面（２、６）に沿って移動させるために一つの手段（１７）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記相互接続点（１１ｂ、１２ｂ）は細長く、且つ、前記流体の移動方向と比較して、その長い方の延伸部分に対して斜めに配置されることを特徴とする、請求項７に従属しての請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記移動手段は撹拌器、および／または、再循環ポンプ手段から成ることを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
醸造所などの飲料技術分野におけるマッシュや麦汁などの流体を加熱するための装置であって、流体領域（３）において前記流体を加熱するために少なくとも一つの加熱可能な接触表面（２、６）が設けられた装置において、
前記接触表面（２、６）は二重構造壁になっており、前記流体領域（３）に向かって配置されている壁（２ｂ、６ｂ）は、前記流体領域（３）から離れる向きに配置されている壁（２ａ、６ａ）よりも薄い、または同じ厚さであることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、醸造所などの飲料技術分野におけるマッシュや麦汁（ｗｏｒｔ）などの流体を加熱するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
醸造業において、そのような装置は例えば、マッシュ銅製容器または麦汁銅製容器と呼ばれる。流体を加熱するために、流体領域において少なくとも一つの加熱可能な接触表面が設けられる。これは例えば、タンクの側壁および／または底部、または加熱のために特別に備えられた接触表面であってもよい。そのような容器は１０トン以上の流体を収容できる容量を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、流体を加熱でき、より速い速度で流体を転化させることができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的は、請求項１または請求項１４に記載の装置で達成される。
【０００５】
飲料技術においては、衛生面に関しての要求は高い。従って、飲料またはその前段階の製品と接触するすべての領域を、可能であれば、製品の残留物が付着し、および／または細菌が混入する可能性のある、角張った部分や隅の部分を形成しないように設計することが標準的に行われている。このため、内部の表面は常に可能な限り滑らかかつ平坦に、または規則的になっている。
【０００６】
流体へのより良好な熱の移動は、マッシュまたは麦汁などの流体を加熱する装置の接触表面が、少なくとも一部で不規則形状をしていると、達成できることが分かった。
【０００７】
不規則形状が、波および／または気泡および／または丸い膨らみの形状のとき、特に有利であることが判明している。それは、接触表面上で流体の良好な流れ動作が達成されるからである。流体が一箇所、または接触表面の一部に長期にわたって残り、その場所に付着または堆積する、堆積領域または層を回避することができる。不規則形状は、物質の交換および転化を促進する。
【０００８】
製造技術を可能な限り簡単にするためには、不規則性が周期的であることが有利である。
【０００９】
接触表面が二重構造壁になっている実施形態は特に有利である。この場合、蒸気や高圧高温水のような加熱手段を接触表面の二つの壁間に取り込み、流体を加熱することができる。
【００１０】
特に高い効率の熱移動は、流体領域に向けられている壁が、他の壁よりも薄い、または同じ厚さのときに得られる。この場合、より大きな厚さを有する壁は、より薄い壁を支えることができ、それにより、接触表面上の流体による力、または接触表面の自重による力が吸収される。
【００１１】
安定した構造は、二つの壁間の複数の相互接続点により得られる。この場合、不規則形状は、相互接続点の間に有利に形成できる。
【００１２】
より大きな厚さを有する壁は、その壁への周辺の接続が容易にできるように、平坦または規則的であると有利である。
【００１３】
流体を移動の方向に、接触表面に沿って、およびそこを通り過ぎて移動および搬送する手段を設けることも、効率的な加熱に有利となる。これにより、流体が接触表面上で過熱される状況を回避し、更に、まだ冷たいままでいる流体が、接触表面と接触することが可能となる。
【００１４】
二つの壁間の相互接続点が細長い形状を有し、流体の移動の方向と比較して斜めに配置されることも有利である。これにより、主要な流れに対して横方向の流体の相対的流れが引き起こされ、接触表面上で物質が良好に混合し、交換も効率のよいものとなる。
【００１５】
本発明の目的は、接触表面が二重構造壁になっており、流体領域に向けられている壁は、流体領域から離れる向きで配置されている、接触表面の壁よりも薄い、または同じ厚さである装置により達成される。二重構造壁の接触表面により、蒸気または高圧高温水のような加熱手段を接触表面の二つの壁間に流して流体を加熱することができ、それにより、流体領域に向かって配置されている壁の厚さが薄いことで、より良好な熱の流れが可能になる。
【００１６】
本発明の一つの実施形態を、添付されている図を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は流体を加熱する装置１を示している。以下では、マッシュ銅製容器の例が、流体を加熱する一般の装置の例として検討される。これは、麦汁銅製容器や醸造所のような、飲料技術分野において流体を加熱するために使用される他の装置にも同様に適用される。
【００１８】
マッシュ銅製容器１は、側壁２と底部６から成る。この例において、側壁は円筒形外周面の典型的な形状を有するが、他の形状を有してもよい。図１に図示するように、側壁２は、その前部領域が切り取られた状態で示されており、これによりマッシュ銅製容器１の内部が見える。底部６は円錐状で、中央で終わっており、出口４内に向かって下方に向けられている。側壁部５は、底部６の円錐部と側方で隣接して設けられる。前記側壁部はマッシュタブ１を支持するために設けられてもよい。
【００１９】
底部６と側壁２は内部３を形成し、内部はマッシュで満たすことができるのでここでは流体領域となる。側壁２と底部６は共に、ここでは加熱可能な接触表面、つまり、加熱面として構成される。しかし、底部６のみ、または側壁２のみを加熱可能な接触表面として構成することも可能である。
【００２０】
また、内部壁要素および／または一つまたは二つ以上の撹拌器などのような加熱可能な内部部品を備えることも可能である。これらは、加熱可能な底部６および／または加熱可能な側壁２の代わりに、またはそれに追加して設けてもよい。
【００２１】
供給手段８は、側壁２の上端に設けられる。側壁２用の高温蒸気は供給手段８を介して供給できる。
【００２２】
側壁２は二重構造壁（図２参照）になっており、蒸気は供給手段８から側壁２の二つの壁間の空間に流入できる。
【００２３】
蒸気は壁の間を下方に向けて流れることができ、それにより側壁２を加熱する。過剰な蒸気または復水用の出口手段１０は、側壁２の下端に設けられる。
【００２４】
高温蒸気の代わりに、高圧高温水のような他の加熱手段を提供することもできる。
【００２５】
図１は、側壁２の二つの壁の間の環状相互接続点１１ａと直線状相互接続点１１ｂを示している。
【００２６】
底部６もまた二重構造壁となっている。底部６の二つの壁間の相互接続点は、図１において１２ａと１２ｂにより、対応するように示されている。
【００２７】
図２は、図１の装置を切断面で示す。ここでは、撹拌器の羽根１７が追加して示されている。前記羽根２７は、例としての目的のためにのみ示されており、他のいかなる適切な形状を有してもよい。更に、撹拌器は撹拌用の羽根を備える必要がなく、流体を移動するための他のいかなる適切な手段を備えていてもよい。撹拌器の代わりに、接触表面に沿って流体を移動するために、再循環ポンプ手段を儲けてもよい。
【００２８】
図２から分かるように、側壁２と底部６は二重構造壁になっている。側壁２は外壁２ａと内壁２ｂを有する。底部６は外壁６ａと内壁６ｂを有する。内壁２ｂと６ｂは、波、気泡、または丸い膨らみのような形状を有しており、それにより内壁２ｂと６ｂは不規則形状になる。そのような不規則形状は相互接続点１１ａと１１ｂ、または１２ａと１２ｂ（図１参照）の間に形成される。
【００２９】
図２は更に、供給手段１４と出口手段１６を示す。
【００３０】
キャビティ１８は、側壁２の壁２ａと２ｂの間に位置し、連続的に相互接続されており、蒸気が供給手段８からキャビティ１８を介して出口手段１０に流出できるようになっている。同様に、キャビティ１９は壁６ａと６ｂの間に設けられ、それにより蒸気が供給手段１４からキャビティ１９に流入でき、復水／蒸気はそこから出口手段１６に通過できる。供給手段１４を円錐部に沿って下方に移されて、更に内部に配置することも可能である。同様に、供給ノズル８は、更にわずかに下方へ延伸することができる。これはそのような場合に、マッシュ銅製容器の上端に注入される十分な熱が依然として保証されるからである。側壁２の最上端部は、マッシュ銅製容器１が最上端部まで完全に満たされることはないので、完全に加熱される必要はない。
【００３１】
図３は側壁２の断面を示している。環状相互接続点１１ａと直線状相互接続点１１ｂは二つの壁２ａと２ｂを接続する。相互接続点１１ａと１１ｂはここでは、正六角形のパターンで配置されている。正方形や長方形、あるいは他の規則的あるいは不規則なパターンもまた可能である。環状および直線状相互接続点１１ａと１１ｂの組み合わせの代わりに、環状あるいは直線状のみの相互接続点１１ａまたは１１ｂを設けることも可能である。
【００３２】
図４は、底部６の一部分を示す。環状（１２ａ）および直線状相互接続線１２ｂもまたここに示されている。
【００３３】
直線状相互接続点１１ｂと１２ｂは接線方向に対して斜めに配置されている。マッシュ銅製容器が撹拌器を使用しての動作中に、マッシュは接線方向（移動方向）のある点において銅製容器内に流入する。相互接続線１１ｂと１２ｂは、ここでは前記移動方向に対して傾いて配置されており、ある交差流成分（底部においては半径方向に沿って内部または外部方向、および側壁においては垂直方向）が引き起こされる。
【００３４】
相互接続点は、相互接続点１１ａ、１１ｂ、１２ａ、および１２ｂが異なる形状を有しているので、それぞれ独立に異なる条件に対して最適化できる。一方では、相互接続点１１と１２は二つの壁を一緒に保持する機能を有しており、この機能は環状相互接続点１１ａと１１ｂを介して特に良好に達成される。他方、細長い形状（１１ｂと１２ｂ）もまた相対的な流れ（上記参照）を引き起こす機能を可能にする。両方の効果は、二つまたは三つ以上のタイプの相互接続点を同時に設けることにより、同時に達成できる。
【００３５】
しかし、側壁２と底部６は環状のみ、または直線状相互接続点１１または１２のみを設けることも可能である。
【００３６】
更に、環状または直線状相互接続点の代わりに、楕円形、長方形、または他の形状の相互接続点を設けることもできる。適宜な方向に配列されている楕円形およびこのような細長い相互接続点により、接続の高い負荷性能および相互接続点の一つのタイプによる交差流を引き起こす機能を達成できる。
【００３７】
図５と図６は、側壁２の拡大詳細図を示し、例として、環状相互接続点１１のみが設けられている。しかし、他の相互接続点に対しても、対応する形状は、同様に明白となる。図５と図６では、側壁１は、図１と図２と比較して９０°回転されている。
【００３８】
図５と図６のそれぞれは、壁２ａと壁２ｂを有する側壁２を示している。壁２ａは平坦または規則的であるが、壁２ｂは不規則性を示している。点１１において、壁２ｂは壁２ａに接続される。壁２ａと２ｂは、上記の点においてお互いしっかりと支え合っている。相互接続点１１は、例えば、溶接点であってよい。これらの相互接続点１１は、好ましくは、壁２ａと２ｂの間の良好かつ負荷を掛け得る接続を保証するために環状とされる。キャビティ１８は、相互接続点の間に設けられる。キャビティは、側壁に含まれる不規則形状により形成され、その不規則形状は、波、気泡、または丸い膨らみの形状を有する。図５において、不規則領域は参照番号２０により示されている。図５で、相互接続点１１の間を弓状に伸びる線は、不規則形状を図示するだけのものである。それらは、それ自体、壁２ｂの実際のいかなる要素を表現しているわけではない。
【００３９】
図６はより良く図示するために少し拡大して、不規則形状およびキャビティ１８を示している。
【００４０】
図６から分かるように、壁２ｂの壁厚ｄ２は、壁２ａの壁厚ｄ１よりも小さい。壁２ｂは、例えば、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、または5.0mmから、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm、9.5mm、または10.0mmの壁厚ｄ１を有してよい。
【００４１】
壁２ａは、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm、6.0mm、6.5mm、7.0mm、7.5mm、8.0mm、8.5mm、9.0mm、9.5mm、10.0mm、または10.5mmの壁厚ｄ１を有してよい。
【００４２】
図４に示されるように、底部要素６の図は、図５と図６のそれらに対応して、極めて類似している。
【００４３】
ステンレス鋼のような溶接可能材料が壁２ａと２ｂの材料として適している。そして相互接続点１１が溶接点になる。側壁２と底部６を形成するために、厚さの異なる二枚のプレートを相互接続点１１または１２においてお互いに溶接する。二枚のプレートの縁部分は、耐圧力下で、そして好ましくは隙間のないように縁に沿ってお互いに溶接される。続いて、二枚のプレート間の空間が、対応する圧力で加圧媒体により作用され、図２、図５、および図６に示すように薄い方のプレート２ｂが外側に向かって丸く膨らむ。同じことが、底部６の要素についても当てはまる。
【００４４】
側壁２と底部６は、異なる部分から構成されると有利であるが、単一部分からも構成できる。相互接続点１１ａおよび１１ｂと、１２ａおよび１２ｂの同様な構成により、底部と側壁を同じ管状材料から製造できる。
【００４５】
加熱速度を、二つのケースにおける醸造数の関数として図７にグラフで示す。一番目のケース（下方の線）では、従来のマッシュ銅製容器が使用された。醸造数が増加するに従って、加熱速度が約毎分１℃から毎分０．５℃以下まで減少するのが分かる。加熱速度の減少は、マッシュ残留物が表面に付着し、熱の移動を妨げる（汚損）という事実に主に基づく。マッシュ銅製容器の清掃後は、再び、毎分１℃という本来の加熱速度に到達した。
【００４６】
二番目のケースは、本発明の実施形態に対しての、醸造数の関数としての加熱速度の結果を示している。ここにおいて一つには、加熱速度は一番目のケースよりも遥かに高いということがいえる（毎分２℃以上高い）。しかし、醸造数の関数としての加熱速度の減少が見られないということも明白である。そのため、清掃周期の頻度をかなり減らして行うこともでき、または清掃自体をまったく省略してしまうことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の装置の三次元的な略図である。
【図２】本発明の装置の略断面図である。
【図３】側壁の断面の略図である。
【図４】底部の断面の略図である。
【図５】側壁の三次元的な略図である。
【図６】側壁の略断面図である。
【図７】醸造数の関数としての加熱速度を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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