(57)【要約】  本発明は、ビール醸造工程用のビールの前処理装置（１，１００１）を開示している。このビール前処理装置は、穀物流のための管（２）と、該管（２）内に開放し、仕込み水のための注入口（９）とを備える。注入口（９）は、仕込み水と穀物との混合度を向上するために、乱流を発生する流動案内手段（１５，２５）に関連するべきであると示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビール醸造工程用のビールの前処理装置（１，１００１）であって、穀物流のための管（２）と、前記管（２）内に開放された仕込み水のための（９）注入口とを備え、前記注入口（９）は、乱流を発生する流動案内手段（１５，２５）を含んでいることを特徴とするビールの前処理装置。
【請求項２】
前記注入口（９）は、前記穀物流の周辺で前記管（２）内に開放されており、前記仕込み水は、前記穀物流の前記周辺に対して接線成分（Ｔ）を有する状態で前記流動案内手段（１５，２５）により供給可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のビールの前処理装置。
【請求項３】
前記流動案内手段（１５，２５）は、前記注入口（９）に関連して、前記穀物流の内部に延びるとともに、前記仕込み水を、接線成分（Ｔ）を有する状態で偏向させる第１の偏向面（１６ａ，２６ａ）を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のビールの前処理装置。
【請求項４】
前記第１の偏向面（１６ａ）は、中心線（３ａ）周りに延びる略螺旋面に、前記穀物流の流動方向（Ａ）に平行して位置していることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のビールの前処理装置。
【請求項５】
前記第１の偏向面（２６ａ）は、前記穀物流の中心線（３ａ）周りに延びる略螺旋円錐面に位置していることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のビールの前処理装置。
【請求項６】
前記流動案内手段（１５，２５）は、前記注入口（９）と関連する第２の偏向面（８）が設けられており、前記仕込み水を前記穀物流の中心線（３ａ）に対して径方向成分を有する状態で偏向するのに用いられることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項の何れか１項に記載のビールの前処理装置。
【請求項７】
前記管（２）は、前記注入口（９）の上流側で、前記注入口（９）の下流側よりも広い内部幅（Ｄ６）を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項の何れか１項に記載のビールの前処理装置。
【請求項８】
前記第２の偏向面（８）は、より大きな内部幅からより小さな内部幅（Ｄ６，Ｄ７）への移行面として用いられることを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項に記載のビールの前処理装置。
【請求項９】
混合通路（７）は、前記注入口（９）の下流側の前記管（２）に設けられ、前記混合通路（７）の長さ（Ｌ）は、好ましくは、その内部幅（Ｄ７）の２倍の長さに対応することを特徴とする請求の範囲第１項〜第８項の何れか１項に記載のビールの前処理装置。
【請求項１０】
回転干渉部材（１９）が前記混合通路（７）に配置されていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載のビールの前処理装置。
【請求項１１】
前記注入口（９）は、前記仕込み水の速度を平均速度２ｍ／ｓ以上に増加するためにノズルとして用いられることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項の何れか１項に記載のビールの前処理装置。
【請求項１２】
前記注入口（９）は、穀物流用のろ過器（１３）と関連し、前記ろ過器（１３）が前記管（２）の内部に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１１項の何れか１項に記載のビールの前処理装置。
【請求項１３】
前記管（２）の前記壁部（３）は、第１の内部幅（Ｄ６）を有し前記穀物の流動方向Ａから見て上流領域を規定する第１の領域（６）と、より小さい第２の内部幅（Ｄ７）を有し下流領域を規定する第２の領域（７）と、偏向面として用いられるとともに前記第１及び第２の領域（６，７）間に設けられ且つ前記穀物流の流動方向（Ａ）に内側へ径方向に傾斜した環状の移行面（８）とを有し、前記仕込み水用の前記注入口（９）は、前記壁部（３）を通って延びる環状ギャップとして用いられ、前記移行面（８）の上流端で前記管（２）に開放しており、離間した複数の偏向板（１６，２６）は、前記注入口（９）に配置され、前記偏向板（１６，２６）の各々は、前記仕込み水を、接線成分（Ｔ）を有する状態で偏向する偏向面（１６ａ，２６ａ）が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１２項の何れか１項に記載のビールの前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビール醸造に用いられ、独立請求項の前提部分となる節で特定した種類のビールの前処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールの醸造工程では、特に澱粉などの不溶物質を、特に糖などの可溶物質に変換するために、粗く粉砕された麦芽を水と混合し、すなわち麦汁を作るようにしなければならない。ここで、良好な収率を得るようにし問題のない後工程を可能とするため、穀物を水と完全に混ぜ、塊が生じないようにすることが保障されていなければならない。加えて、主に、穀物と水が管を介して仕込み容器に供給される場合に、かなり集中的に粉塵が生じてしまうという問題がある。かかるプロセスの過程では、微細な粉塵が生じて構成成分に接着し、水蒸気とともに粘着性のある残留物を形成する。この残留物は、特に、非常に高濃度な粉末を含有する、いわゆる粉末穀物が用いられる場合、かなりの労力を持ってしか除去するしかない。なお、このような種類の穀物は、例えば、ハンマーミルで得られるものである。このため、近年、いわゆるビールの前処理装置が既に実用化されている。すなわち、今日に至っては、かかる前処理装置は、穀物を供給するのに役立ち且つ仕込み容器の上部に取り付けられる管と、水注入口とだけから構成され、その結果、穀物と水とが実際の仕込み容器に進入する前に管内で事前に互いに接触することができるようになされている。ここで、水は、注入口を通して供給され、この注入口は、管中央に設けられているか、あるいは、当該管の壁部を通る環状の開口の形態で延設されている。このため、水は、注入口を出た後すぐに管内の穀物の流速により管へ実質的に径方向に排出されるが、その後、穀物流の方向に放物状に偏向される。しかしながら、このようなビール前処理装置を用いても、穀物がある種の水のベールで包囲されこれにより穀物と水とが完全には混合し合えないという作用が生じるため、水と穀物間で最適な混合度が得られないことが分かっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、穀物と仕込み水との混合度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本目的は、請求項１で特定された特徴により実現されるものである。
【０００５】
本発明によれば、穀物と仕込み水との混合度は、生じる乱流に基づき著しく増加し、高濃度の粉末を含有するハンマーミルによる穀物さえ用いなければ粉塵の形成を生じることはないということを発見するに至った。
【０００６】
さらに、本発明の有効な応用は、従属項に開示されている。
【０００７】
請求項２によれば、乱流は、好ましくは、仕込み水の接線成分により生じる。このため、一定の回転流が半径流に重なり合うようになる。上記回転流は、特に効果的に穀物と仕込み水との間の相対的速度を高めさせ、これにより混合度が著しく増加し、粉塵の粒子が直ちに結合するようになる。
【０００８】
接線成分は、請求項３乃至５に記載の偏向面により構造的に簡単な様式で生じる。
【０００９】
さらに、穀物と仕込み水の流速に影響する手段を設けることができる。これらの可能性の１つとしては、例えば、管での流れの断面の幅を小さくすることがある。すなわち、上記の幅の縮小化は、例えば、請求項６乃至１１に記載の手段や、乱流をより強度にする請求項１０に係る回転干渉部材により行うことができる。
【００１０】
請求項１１によれば、他の手段として、仕込み水用の注入口は、仕込み水の速度が平均速度以上に増加するように、ノズルとして用いる手段があることが分かる。
【００１１】
請求項１２によれば、仕込み水の速度の増加やその結果の吸引効果は、仕込み水用の注入口の領域に設けられた穀物用のろ過器により追加的に助長することが可能である。
【００１２】
請求項１３は、ビール前処理装置の特に好ましい実施形態を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１〜図３は、本発明に係るビール前処理装置１の第１の実施形態を示している。このビール前処理装置は、一般参照番号２で示される管を備える。当該管２の壁部３は、その軸３ａが垂直に延びるように配設されている。また、壁部は、第１の締付フランジ４を介して穀物容器の排出管や搬送路などに、且つ第２のフランジ５を介して仕込み容器に連結するように配され、穀物が管２を通って重力下で垂直な流動方向Ａに沿って落下するようになされている。
【００１５】
管２の壁部３は、第１の内部幅Ｄ６を有し流動方向Ａから見て上流領域を規定する領域６と、内部幅Ｄ７を有し流動方向Ａから見て下流領域を規定する領域７とを有する。Ｄ６は、Ｄ７よりも大きく、移行面８を介してＤ７と交じっている。移行面８は、流動方向Ａに対して角度αで中央線３ａに向かって斜めに延びている。角度αは、約３０°〜５０°の角度、好ましくは約４０°〜４５°の角度である。
【００１６】
壁部３の領域７は、好ましくは、少なくとも２×Ｄ７に対応する長さＬを有する。上記領域７では、中央線３ａに向かって材料流内に突出する部材１９が移行面８と離間した関係で設けられている。以下、上記部材を用いる目的を説明する。
【００１７】
好ましい実施形態では、領域６及び７は、円形の断面を有し、市販の管状部材から構成されており、上記領域６及び７の両管の内径差が好ましくは標準化される。
【００１８】
仕込み水のためのギャップ形状の注入口９は、移行面８と壁部３の周辺部との間の位置で管２の内部に開放している。このギャップ形状の注入口９は、上記壁部３の全周に沿って延びている。注入口９は、上記上方領域６に壁部３と離間した関係で配設された外装１１により形成された水分配室１０と連通している。水分配室１０は、上記領域６内の壁部３の全外周に亘って且つ上記領域６の軸方向の長さの一部に亘って延びている。水供給路１２は、分配室１０内で開放している。
【００１９】
壁部３の領域６及び７の間の移行部分の近傍では、中心線３ａ周りに対称にろ過器１３が配置されており、このろ過器１３が注入口９上方の位置に穀物流路内で保持手段１４により保持されている。ろ過器１３は、好ましくは、流動案内体として形成され、図示された実施形態では、二重の円錐形状を有している。流動域の断面は、上記ろ過器１３により、流動方向Ａから見て、水注入口９の前又はそこで環状通路に縮小され、水注入口９の後で再び拡張される。ここで、上記環状通路は、環状幅ａを有する。
【００２０】
特に、図３から分かるように、本実施形態では、注入口９は、移行面８端部に起立し注入口９から離れた方向に向かう偏向板１６により規定される流動案内手段１５と関連している。偏向板１６はまた、壁部３の領域６と移行面８との間のスペーサの機能を満足することができる。各偏向板１６は、２つの対向する平行な偏向面１６ａ及び１６ｂを備え、管２内部に突出しつつ偏向面１６ａ及び１６ｂが流動方向Ａに実質的に平行に延びて直径Ｄ６及びＤ７の各々に対して角度βを成すように配置されている。言い換えると、偏向板１６は、偏向面１６ａ及び１６ｂが中央線３ａに向かって延びる略螺旋面に位置するように配置される。ここで、“略”とは、偏向面１６ａ及び１６ｂ自体が必ずしも湾曲している必要はなく、好ましくは平坦面であることを意味する。また、角度βは、好ましくは約３０°の角度である。
【００２１】
注入口９を通って方向Ｂに移行面８上を流動する仕込み水は、偏向面１６ａにより、当該偏向面１６ａに平行な方向Ｃへと偏向し、接線成分Ｔを有するようになる。このようにして、仕込み水がある種の回転通路に押し進められるとともに穀物と仕込み水との混合比を著しく向上させる乱流を発生するといった効果が生じる。
【００２２】
特に、図２から分かるように、流動案内手段１５は、環状のギャップ形状の注入口９周りに、好ましくは一定の角度間隔
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で、より好ましくは４５°で分散された複数の偏向板１６を備える。偏向板１６の第２の偏向面１６ｂは、注入される水の接線又は周方向の移動を減速させ、当該水を中央線３ａに向かって再び偏向させる。
【００２３】
また、移行面８が角度αで傾斜していることにより、当該移行面８は、半径方向成分を有する偏向面として機能し、仕込み水が管２の内部に確実に達するようになる。
【００２４】
これら乱流の発生は、ノズルとして用いられる注入口９により追加的に助長される。すなわち、注入口は、最適な縮小サイズｈ、この場合、縮小ギャップ幅を有し、これが導入される水の速度を通常の平均速度２ｍ／ｓ以上に増加するように保障している。
【００２５】
管２の上方領域６では、追加連結部材１７が設けられており、これが従来のスプレー式クリーニングヘッドとして用いられるが、また中央線３ａの近傍で穀物流の内部に水を供給することもできる。
【００２６】
本発明に係るビール前処理装置１の動作時には、穀物は、管２を通って矢印Ａ方向に一定の流動で落下し、ろ過器１３に衝突する。ろ過器１３は、穀物流を移行面８の方向に且つ水注入口９の方向に偏向する。そして、上記水注入口９により、且つ偏向面として用いられる移行面８及び偏向面１６ａ及び１６ｂにより、仕込み水は、乱流が形成されるように速度を増して供給され、当該乱流が穀物と仕込み水との完全な混合を保障するようになる。同時に、一定の回転運動が生じて、この回転運動が、穀物と仕込み水との混合物が縮小径を有する第２の領域７に進入した際に連続して生じるようになる。上記第２の領域７は、より長い長さＬとより小さな直径とにより、混合を強める混合通路として機能し、しかも回転干渉部材として機能する板１９により、実質的な層流が再度形成される。このように内部幅が縮小化されると、速度が追加的に増加し、その結果、圧力が減少する。よって、一定の吸引効果が生じ、これは注入口９の直接前に配置されたろ過器１３により更に強められる。そして、仕込み容器に進入した穀物は、すでに水と完全に混合された穀物であり、粉塵を生じたり又は凝固したりしていない。
【００２７】
図４〜図６は、本発明に係るビール前処理装置１００の他の実施形態を示している。この実施形態では、以下に説明する詳細事項を除いて、図１によるビール前処理装置１と同一である。すなわち、同一又は同等な部品については、同一の参照番号を付し、再度説明しないものとする。
【００２８】
ビール前処理装置１００は、流動案内手段２５が流動案内手段１５と比較して変形されている限り、ビール前処理装置１と異なる。しかしながら、流動案内手段２５もまた、互いに平行に配置された２つの偏向面２６ａ及び２６ｂを有する複数の偏向板２６を備える。また、偏向面２６ａ及び２６ｂは、半径方向に対して角度βで傾斜しているが、水平方向に対して追加的に角度
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で傾斜している。これに続き、偏向面２６ａ及び２６ｂは、中心線３ａ周りに略螺旋円錐面に位置しており、上記円錐面の先端が上方に向いている。ここで、“略”とは、偏向面２６ａ及び２６ｂが螺旋円錐面の曲率に追従せず、直線に沿って延びていることを意味する。
【００２９】
流動案内手段２５により生じる効果は、流動案内手段１５により生じる効果と匹敵し、これらの違いは、角度
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の傾斜により、仕込み水がより幅広く広がり、早期段階で管２に既に存在する粉塵の粒子を固定する点である。また、穀物は、流動方向Ａから中心線３ａ周りの接線成分を有する状態で偏向され、これにより、特に所定の穀物等級の場合に乱流の形成及び徹底的な混合が助長される。
【００３０】
以上、説明し示してきた実施形態の変形として、乱流は、乱流を引き起こすものとして公知な他の手段によっても得ることができる。加えて、接線成分は、仕込み水用の注入口が傾斜角を持って配置される場合にも生成することができる。偏向面が仕込み水流の方向を変化させるのに用いられる場合、上記偏向面は、非常に多様な偏向体に設けることもでき、しかも上述した平坦な偏向面に加えて、湾曲又は傾斜した偏向面をも用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るビール前処理装置の第１の実施形態を長手方向の断面で示す概略図である。
【図２】図１に係るビール前処理装置の注入口の領域を示す概略上面図である。
【図３】図１に係るビール前処理装置の注入口の領域における拡大詳細図である。
【図４】本発明に係るビール前処理装置の第２の実施形態を長手方向の断面で示す概略図である。
【図５】図４に係るビール前処理装置を図２と同様に示した図である。
【図６】図４に係るビール前処理装置の注入口の領域における拡大詳細図である。
【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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【国際調査報告】
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