(57)【要約】【課題】清浄性の維持が容易で酵母に与えられるストレスを抑制することができる発酵制御技術を提供する。【解決手段】酵母含有液２０を発酵させる発酵装置１００は、第１ポート１１及び第２ポート１２を有する発酵タンク２０と、発酵タンク１０の外部に配置され、第１ポート１１と第２ポート１２とを連通させる送液管３０と、第１ポート１１、送液管３０及び第２ポート１２を通して発酵タンク１０内の酵母含有液２０を循環させるポンプ３５と、発酵タンク１０内の酵母含有液２０を分析する分析装置４０と、分析装置４０による分析結果に基づいてポンプ３５を制御する制御装置５０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酵母含有液を発酵させる発酵装置であって、
第１ポート及び第２ポートを有する発酵タンクと、
前記発酵タンクの外部に配置され、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる送液管と、
前記第１ポート、前記送液管及び前記第２ポートを通して前記発酵タンク内の酵母含有液を循環させるポンプと、
前記発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析装置と、
前記分析装置による分析結果に基づいて前記ポンプを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする発酵装置。
【請求項２】
前記分析装置は、前記送液管を流れる酵母含有液を分析するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発酵装置。
【請求項３】
前記分析装置は、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発酵装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記分析装置による分析結果に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定された発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発酵装置。
【請求項５】
前記分析装置は、前記酵母含有液のエキス値を測定するエキス測定器を含み、前記制御装置は、前記エキス測定器によって測定されたエキス値に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定されたエキス値に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発酵装置。
【請求項６】
前記分析装置は、前記酵母含有液の酵母濃度を測定する酵母測定器を含み、前記制御装置は、前記酵母測定器によって測定された酵母濃度に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定された酵母濃度に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発酵装置。
【請求項７】
前記分析装置は、前記酵母含有液のＰＨ値を測定するＰＨ測定器を含み、前記制御装置は、前記ＰＨ測定器によって測定されたＰＨ値に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定されたＰＨ値に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発酵装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記ポンプを駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析装置によって分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積部と、
前記分析装置による分析結果に基づいて前記ポンプを駆動する際に、前記蓄積部に蓄積された前記関係を参照して前記ポンプの駆動量を決定する駆動量決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発酵装置。
【請求項９】
前記駆動量決定部は、前記蓄積部に複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記ポンプの駆動量に対する前記ポンプの駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析装置による分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記ポンプの駆動量を決定することを特徴とする請求項８に記載の発酵装置。
【請求項１０】
前記送液管を通る酵母含有液を抽出するための抽出ポートを更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の発酵装置。
【請求項１１】
酵母含有液を発酵させる発酵装置であって、
発酵タンクと、
前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌手段と、
前記発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析装置と、
前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を制御する制御装置と、
を備え、前記分析装置は、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析するように構成されていることを特徴とする発酵装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、
前記撹拌手段を駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析装置によって分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積部と、
前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を駆動する際に、前記蓄積部に蓄積された前記関係を参照して前記撹拌手段の駆動量を決定する駆動量決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の発酵装置。
【請求項１３】
前記駆動量決定部は、前記蓄積部に複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記撹拌手段の駆動量に対する前記撹拌手段の駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析装置による分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記撹拌手段の駆動量を決定することを特徴とする請求項１２に記載の発酵装置。
【請求項１４】
酵母含有液を発酵させる発酵装置であって、
発酵タンクと、
前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌手段と、
前記発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析装置と、
前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記撹拌手段を駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析装置によって分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積部と、
前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を駆動する際に、前記蓄積部に蓄積された前記関係を参照して前記撹拌手段の駆動量を決定する駆動量決定部と、
を備えることを特徴とする発酵装置。
【請求項１５】
前記駆動量決定部は、前記蓄積部に複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記撹拌手段の駆動量に対する前記撹拌手段の駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析装置による分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記撹拌手段の駆動量を決定することを特徴とする請求項１４に記載の発酵装置。
【請求項１６】
前記酵母含有液は、ビール又は発泡酒の原料液を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の発酵装置。
【請求項１７】
酵母含有液を発酵させる発酵方法であって、
第１ポート及び第２ポートを有する発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析工程と、
前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる送液管に設けられたポンプを前記分析工程で得られる分析結果に基づいて制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする発酵方法。
【請求項１８】
前記分析工程では、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析することを特徴とする請求項１７に記載の発酵方法。
【請求項１９】
前記制御工程では、前記分析工程で得られる分析結果に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定された発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の発酵方法。
【請求項２０】
前記分析工程は、前記酵母含有液のエキス値を測定するエキス測定工程を含み、前記制御工程では、前記エキス測定工程で得られたエキス値に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定されたエキス値に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１７に記載の発酵方法。
【請求項２１】
前記分析工程は、前記酵母含有液の酵母濃度を測定する酵母測定工程を含み、前記制御工程では、前記酵母測定工程で得られた酵母濃度に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定された酵母濃度に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１７に記載の発酵方法。
【請求項２２】
前記分析工程は、前記酵母含有液のＰＨ値を測定するＰＨ測定工程を含み、前記制御工程では、前記ＰＨ測定工程で得られたＰＨ値に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定されたＰＨ値に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御することを特徴とする請求項１７に記載の発酵方法。
【請求項２３】
前記制御工程は、
前記ポンプを駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析工程で得られる分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積工程と、
前記分析工程で得られた分析結果に基づいて前記ポンプを駆動する際に、前記蓄積工程で蓄積された前記関係を参照して前記ポンプの駆動量を決定する駆動量決定工程と、
を含むことを特徴とする請求項１７乃至請求項２２のいずれか１項に記載の発酵方法。
【請求項２４】
前記駆動量決定工程は、前記蓄積工程で複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記ポンプの駆動量に対する前記ポンプの駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析工程で得られた分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記ポンプの駆動量を決定することを特徴とする請求項２３に記載の発酵方法。
【請求項２５】
酵母含有液を発酵させる発酵方法であって、
発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析工程と、
前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌工程と、
前記分析工程で得られた分析結果に基づいて前記撹拌工程を制御する制御工程と、
を含み、前記分析工程では、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析することを特徴とする発酵方法。
【請求項２６】
前記制御工程は、
前記撹拌工程を実施した際に、撹拌量と、その撹拌の前後において前記酵母含有液について前記分析工程で分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積工程と、
前記分析工程で得られる分析結果に基づいて前記撹拌工程を実施する際に、前記蓄積工程で蓄積された前記関係を参照して前記撹拌工程における撹拌量を決定する撹拌量決定工程と、
を含むことを特徴とする請求項２５に記載の発酵方法。
【請求項２７】
前記駆動量決定工程は、前記蓄積工程で複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記撹拌工程における撹拌量に対する前記撹拌工程の実施による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析工程で得られる分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記撹拌工程における撹拌量を決定することを特徴とする請求項２６に記載の発酵方法。
【請求項２８】
酵母含有液を発酵させる発酵方法であって、
発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析工程と、
前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌工程と、
前記分析工程で得られる分析結果に基づいて前記撹拌工程を制御する制御工程とを含み、
前記制御工程は、
前記撹拌工程を実施した際に、撹拌量と、その撹拌の前後において前記酵母含有液について前記分析工程で得られる分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積工程と、
前記分析工程で得られる分析結果に基づいて前記撹拌工程を実施する際に、前記蓄積工程で蓄積された前記関係を参照して前記撹拌工程における撹拌量を決定する撹拌量決定工程と、
を含むことを特徴とする発酵方法。
【請求項２９】
前記駆動量決定工程では、前記蓄積工程で複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記撹拌工程における撹拌量に対する前記撹拌工程の実施による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析工程で得られる分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記撹拌工程における撹拌量を決定することを特徴とする請求項２８に記載の発酵方法。
【請求項３０】
前記酵母含有液は、ビール又は発泡酒の原料液を含むことを特徴とする請求項１７至請求項２９のいずれか１項に記載の発酵方法。
【請求項３１】
請求項１７乃至請求項３０のいずれか１項に記載の発酵方法に従って酵母含有液を発酵させる工程を含むことを特徴とする発酵飲料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酵母含有液を発酵させる発酵装置、発酵方法、及び、そのような発酵方法を利用した発酵飲料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールや発泡酒等の発酵飲料は、典型的には、仕込工程、発酵工程、熟成工程、ろ過工程等を経て製造されうる。
【０００３】
発酵工程では、仕込工程で製造された麦汁を発酵タンクにおいて発酵させる。発酵により麦汁中の糖がアルコールに変化するとともに炭酸ガスが発生する。発酵工程の制御は、通常は、予め決定された温度曲線に従って温度を制御することによってなされる。
【０００４】
特許文献１には、ビール、ワイン等の発酵飲料の熟成、貯蔵において、発酵貯蔵タンク内の上部空間のガスを抽出し、抽出したガスを温度制御して発酵貯蔵タンクの下部から発酵貯蔵タンク内に吹き込むことが記載されている。また、特許文献１には、抽出ガスを蓄ガス器に蓄えてからタンク内に間欠的に吹き出すことによって、ガスの吹き出し量、気泡の大きさ及びタイミングをタンク内の状況に応じて調節することができ、発酵又は熟成の程度に応じた撹拌や温度制御が可能になることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ワイン、ビール、清酒の製造において、醸造品を低温に保持して微弱超音波を照射することにより、二酸化炭素を飽和容量まで減少させて、醸造品の発酵を促進することが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、清酒の醸造において、発酵タンクから発生する二酸化炭素ガスの発生速度を計測することによってアルコールの生成速度を推定し、あらかじめ設定しておいたアルコールの生成速度の軌道に一致するようにアルコール生成速度の推定値を温度制御によって制御することが記載されている。
【特許文献１】特開平６−１２１６６６号公報
【特許文献２】特開平７−９５８７３号公報
【特許文献３】特開平７−２３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発酵の制御は、通常は、温度制御によってなされるが、温度制御のみでは、発酵飲料の品質、例えば、味や香りを調整することには限界がある。そこで、発酵飲料の品質を制御するための他の技術が望まれるところである。
【０００８】
特許文献１に記載された方法では、タンク内にガスを吹き込むことにより発酵又は熟成の程度に応じた撹拌や温度制御が可能になることが開示されているものの、発酵や熟成の程度をどのようにして判断し、どのように撹拌や温度を制御するかについては開示されていない。また、特許文献１に記載された方法では、タンクの下部からタンク内にガスを吹き込むが、ガスを吹き込むためのノズルをタンク内に配置すると、ノズルの清浄性を維持することが難しい。また、特許文献１におけるガスとは、一般には、炭酸ガスであると考えられるが、炭酸ガスを過度にタンク内に吹き込むと、その炭酸ガスによって酵母含有液中の酵母がストレスを受けて、酵母の活動や増殖が阻害され、発酵が不必要に抑制されることも懸念される。
【０００９】
特許文献２には、超音波の利用による発酵の促進について開示されているが、酵母含有液を撹拌することや、発酵経過を発酵モデルパターンに一致させる方法については無関係である。
【００１０】
特許文献３には、温度制御によってアルコールの生成速度を制御することが開示されているが、他の手段によるアルコールの生成速度の制御については開示されていない。
【００１１】
本発明の第１の側面は、例えば、清浄性の維持が容易で酵母に与えられるストレスを抑制することができる発酵制御技術を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の第２の側面は、例えば、酵母含有液の発酵状態に応じて発酵を撹拌によって制御する技術を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の第３の側面は、例えば、酵母含有液の発酵を撹拌によって制御する際の撹拌量を適正に制御する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面に係る発酵装置は、酵母含有液を発酵させる発酵装置として構成され、該発酵装置は、第１ポート及び第２ポートを有する発酵タンクと、前記発酵タンクの外部に配置され、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる送液管と、前記第１ポート、前記送液管及び前記第２ポートを通して前記発酵タンク内の酵母含有液を循環させるポンプと、前記発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析装置と、前記分析装置による分析結果に基づいて前記ポンプを制御する制御装置とを備える。
【００１５】
ここで、前記分析装置は、例えば、前記送液管を流れる酵母含有液を分析するように構成されうる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記分析装置は、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析するように構成されうる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記制御装置は、前記分析装置による分析結果に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定された発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御するように構成されうる。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記分析装置は、前記酵母含有液のエキス値を測定するエキス測定器を含み、前記制御装置は、前記エキス測定器によって測定されたエキス値に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定されたエキス値に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御しうる。或いは、前記分析装置は、前記酵母含有液の酵母濃度を測定する酵母測定器を含んでもよく、この場合、前記制御装置は、前記酵母測定器によって測定された酵母濃度に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定された酵母濃度に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御しうる。或いは、前記分析装置は、前記酵母含有液のＰＨ値を測定するＰＨ測定器を含んでもよく、この場合、前記制御装置は、前記ＰＨ測定器によって測定されたＰＨ値に基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過が予め設定されたＰＨ値に関する発酵モデルパターンに一致するように、前記ポンプを制御しうる。
【００１９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記制御装置は、前記ポンプを駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析装置によって分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積部と、前記分析装置による分析結果に基づいて前記ポンプを駆動する際に、前記蓄積部に蓄積された前記関係を参照して前記ポンプの駆動量を決定する駆動量決定部とを備えうる。ここで、前記駆動量決定部は、例えば、前記蓄積部に複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記ポンプの駆動量に対する前記ポンプの駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析装置による分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記ポンプの駆動量を決定することが好ましい。
【００２０】
本発明の好適な実施形態によれば、前記発酵装置は、例えば、前記送液管を通る酵母含有液を抽出するための抽出ポートを更に備えてもよい。
【００２１】
本発明の第２の側面に係る発酵装置は、酵母含有液を発酵させる発酵装置として構成され、該発酵装置は、発酵タンクと、前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌手段と、前記発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析装置と、前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を制御する制御装置とを備え、前記分析装置は、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析するように構成される。
【００２２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記制御装置は、例えば、前記撹拌手段を駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析装置によって分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積部と、前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を駆動する際に、前記蓄積部に蓄積された前記関係を参照して前記撹拌手段の駆動量を決定する駆動量決定部とを備えることが好ましい。ここで、前記駆動量決定部は、例えば、前記蓄積部に複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記撹拌手段の駆動量に対する前記撹拌手段の駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析装置による分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記撹拌手段の駆動量を決定するように構成されることが好ましい。
【００２３】
本発明の第３の側面に係る発酵装置は、酵母含有液を発酵させる発酵装置として構成され、該発酵装置は、発酵タンクと、前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌手段と、前記発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析装置と、前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記撹拌手段を駆動した際に、その駆動量と、その駆動の前後において前記酵母含有液について前記分析装置によって分析される分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積部と、前記分析装置による分析結果に基づいて前記撹拌手段を駆動する際に、前記蓄積部に蓄積された前記関係を参照して前記撹拌手段の駆動量を決定する駆動量決定部とを備える。
【００２４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記駆動量決定部は、例えば、前記蓄積部に複数回にわたって蓄積された前記関係に基づいて、前記撹拌手段の駆動量に対する前記撹拌手段の駆動による前記酵母含有液の発酵状態の変化量を示すデータを演算し、前記分析装置による分析結果と前記データとに基づいて、前記発酵タンク内の酵母含有液の発酵経過を予め設定された発酵モデルパターンに一致させるための前記撹拌手段の駆動量を決定することが好ましい。
【００２５】
本発明の第１の側面に係る発酵方法は、酵母含有液を発酵させる発酵方法として構成され、該発酵方法は、第１ポート及び第２ポートを有する発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析工程と、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる送液管に設けられたポンプを前記分析工程で得られる分析結果に基づいて制御する制御工程とを含む。
【００２６】
本発明の第２の側面に係る発酵方法は、酵母含有液を発酵させる発酵方法として構成され、該発酵方法は、発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析工程と、前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌工程と、前記分析工程で得られた分析結果に基づいて前記撹拌工程を制御する制御工程とを含み、前記分析工程では、前記酵母含有液のエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のうちの少なくとも１つを分析する。
【００２７】
本発明の第３の側面に係る発酵方法は、酵母含有液を発酵させる発酵方法として構成され、該発酵方法は、発酵タンク内の酵母含有液を分析する分析工程と、前記発酵タンク内の酵母含有液を撹拌する撹拌工程と、前記分析工程で得られる分析結果に基づいて前記撹拌工程を制御する制御工程とを含み、前記制御工程は、前記撹拌工程を実施した際に、撹拌量と、その撹拌の前後において前記酵母含有液について前記分析工程で得られる分析結果の変化量との関係を蓄積する蓄積工程と、前記分析工程で得られる分析結果に基づいて前記撹拌工程を実施する際に、前記蓄積工程で蓄積された前記関係を参照して前記撹拌工程における撹拌量を決定する撹拌量決定工程とを含む。
【００２８】
上記の第１〜第３の側面において、前記酵母含有液は、例えば、ビール又は発泡酒の原料液を含みうる。
【００２９】
本発明の他の側面は、上記の第１〜第３の側面に係る発酵方法に従って酵母含有液を発酵させる工程を含む発酵飲料の製造方法として把握されうる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の第１の側面によれば、例えば、ガスによる撹拌技術に比べて発酵装置の清浄性の維持が容易な発酵制御技術が提供される。また、本発明の第１の側面によれば、ポンプの駆動による酵母含有液の撹拌効果により酵母含有液中の炭酸ガスが放出され、酵母に与えられるストレスが抑制されうる。
【００３１】
本発明の第２の側面によれば、例えば、エキス値、酵母濃度、ＰＨ値の少なくとも１つによって評価される酵母含有液の発酵状態に応じて撹拌によって発酵を制御することができる。
【００３２】
本発明の第３の側面は、例えば、酵母含有液の発酵を撹拌によって制御する技術において、撹拌手段の駆動量（撹拌量）とその撹拌による効果との関係を蓄積しそれを参照して撹拌量を決定することにより、撹拌量を適正に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための最良と思われる形態を説明する。
【００３４】
本発明の発酵装置及び発酵方法は、例えば、ビール、発泡酒、ワイン、焼酎、清酒等の種々の発酵飲料の製造に適用されうる。以下では、具体例を提供するために、本発明をビール又は発泡酒の製造に適用した例を説明する。
【００３５】
図１は、本発明の好適な実施形態としてのビール又は発泡酒の製造のための発酵装置の概略構成を示す図である。図１に示す発酵装置１００は、麦汁２０を収容する発酵タンク１０を有する。麦汁２０は、酵母を含有する液体（酵母含有液）である。酵母含有液の原料は、例えば、水、麦芽の他、必要に応じて米、コーンスターチ等の副原料を含む。麦汁は、典型的には、これらの原料を仕込工程において煮沸した後にろ過し、ホップが添加されて生成されうる。
【００３６】
発酵タンク１０は、第１ポート１１及び第２ポート１２を有する。第１ポート１１と第２ポート１２とは、発酵タンク１０の外部において送液管３０によって連通しており、送液管３０にはポンプ３５が設けられている。ポンプ３５を駆動することにより、第１ポート１１、送液管３０、第２ポート１２を通して発酵タンク１０内の麦汁２０が循環する。送液管３０には、バルブ６０を通して抽出ポート６１が接続されている。
【００３７】
麦汁２０の状態（例えば、発酵状態）を検査する際は、ポンプ３５を駆動することにより送液管３０を通して麦汁２０を循環させた後にバルブ６０を開いて抽出ポート６１から麦汁を抽出することができる。麦汁２０の循環によって発酵タンク１０の底部に滞留している酵母が麦汁２０の流れに従って移動するとともに過飽和状態で存在する炭酸ガス（二酸化炭素）が麦汁２０から放出され、上方に移動して発酵タンク１０の上部空間に溜まる。このような炭酸ガスの移動によって麦汁２０に対流が生じる。すなわち、ポンプ３５の駆動による麦汁２０の流れ及び放出される炭酸ガスによって生じる麦汁２０の対流によって麦汁２０が撹拌される。
【００３８】
発酵タンク１０の上部には、炭酸ガスを排出するためのバルブ（不図示）が設けられており、発酵タンクの上部空間の圧力（炭酸ガス圧）が所定圧力を越えると、このバルブを通して炭酸ガスが排出され、回収装置によって回収される。
【００３９】
麦汁２０からの炭酸ガスの放出は、麦汁２０中の炭酸ガス圧の低下に寄与し、これによって酵母に加わるストレスが減少し、酵母の活動や増殖が進み、発酵が促進される。よって、ポンプ３５の駆動或いは麦汁２０の撹拌は、発酵の進行と深く関連している。
【００４０】
この実施形態では、ポンプ３５の駆動或いは麦汁２０の撹拌によって麦汁２０の発酵を制御する。麦汁２０の撹拌は、例えば、ポンプ３５によって麦汁２０を循環させ又は麦汁２０に流れを形成することによってなされることが好ましい。麦汁２０の撹拌は、例えば、発酵タンク１０の底部等から炭酸ガス等のガスを発酵タンク１０内に注入することによってもなされうるが、このような方法では、ガスを噴射するためノズルが不可欠であり、そのノズルの清浄性を維持することが難しい。これは、ノズルは典型的には多数の孔を有して構成され、それらの孔の洗浄が困難なためである。また、発酵タンク１０にガスを注入する方法では、注入されるガスの圧力によって酵母にストレスが加わり、酵母の活動や増殖が阻害される。したがって、前述のように、麦汁２０の撹拌は、好ましくは、麦汁を循環させ又は流れを形成するポンプによってなされるべきである。
【００４１】
送液管３０には、分析装置４０が接続されており、送液管３０を流れる麦汁２０をリアルタイムで分析することができる。ここで、分析装置４０は、発酵タンク１０に直接接続されてもよいが、この場合、分析装置４０の入口に酵母が溜まるなどの理由により、麦汁２０の平均的な特性或いは発酵経過を分析することができない場合が起こりうる。よって、分析装置３０は、送液管３０に接続されて、送液管３０を流れる麦汁２０を分析するように構成されることが好ましい。
【００４２】
分析装置４０は、麦汁２０のエキス値を測定するエキス測定器４１、麦汁２０の酵母濃度（例えば、所定容積当たりの酵母数）を測定する酵母測定器４２、麦汁２０のＰＨ値を測定するＰＨ測定器４３の全部又は一部を含みうる。
【００４３】
制御部５０は、分析装置４０によって分析（測定）されたエキス値、酵母濃度及びＰＨ値の全部又は一部に基づいてポンプ３５の駆動量（結果として、麦汁２０の撹拌量）を制御する。ポンプ３５の駆動量は、予め制御部５０に設定された１又は複数の発酵モデルパターン５１に麦汁２０の発酵経過が一致するように、駆動量決定部５３によって決定される。ここで、ポンプ３５の駆動量は、例えば、ポンプ３５の駆動頻度、又は、ポンプ３５の出力（出力が可変の場合）として決定されうる。駆動頻度は、例えば、所定時間当たりにポンプ３５を稼働させる回数として、又は、所定時間当たりにポンプ３５を稼働させる時間として決定しうる。
【００４４】
図２〜図４は、ポンプ３５の駆動によって制御しうる発酵モデルパターン５１の例を示す図である。図２は、発酵日数（発酵を開始してからの経過日数）に対するエキス値の好ましい推移を示す発酵モデルパターンであり、このパターンを制御指標（制御対象）とする場合は、このパターンに従って麦汁２０のエキス値が変化するようにポンプ３５の駆動が制御されうる。図３は、発酵日数に対する酵母濃度（酵母数）の好ましい推移を示す発酵モデルパターンであり、このパターンを制御指標とする場合は、このパターンに従って麦汁２０の酵母濃度が変化するようにポンプ３５の駆動が制御されうる。図４は、発酵日数に対するＰＨ値の好ましい推移を示す発酵モデルパターンであり、このパターンを制御指標とする場合は、このパターンに従って麦汁２０のＰＨ値が変化するようにポンプ３５の駆動が制御されうる。
【００４５】
ここで、図２〜図４に示すエキス値、酵母濃度、ＰＨ値のいずれを制御指標（制御対象）とすることもできるが、経験的には、エキス値を制御指標とすることが好ましい。発酵中の麦汁２０のエキス値がエキス値に関する発酵モデルパターン（図２）に一致（追随）しているときは、酵母濃度、ＰＨ値もそれぞれ酵母濃度、ＰＨ値に関する発酵モデルパターンに一致（追随）しうる。
【００４６】
図５は、発酵タンク１０内の温度に関する発酵モデルパターン（温度パターン）を示す図であり、発酵タンク１０内の温度は、典型的には、ポンプ３５の駆動とは無関係に温度パターンに従って制御されうる。そして、発酵タンク１０内の温度が温度パターンに一致するように制御されているにも拘わらず、エキス値、酵母濃度（酵母数）、ＰＨ値がそれらの発酵モデルパターンに一致しない場合に、エキス値、酵母濃度（酵母数）、ＰＨ値がそれらの発酵モデルパターンに一致するようにポンプ３５が駆動される。
【００４７】
図７は、エキス測定器４１によって測定されたエキス値（実測値）が、エキス値に関する発酵モデルパターン（モデル）の値よりも高い方向にずれている場合を示している。この場合、駆動量決定部５３は、ポンプ３５の駆動量、例えば、駆動頻度を高くする方向にポンプ３５の駆動量を決定する。これとは逆に、エキス測定器４１によって測定されたエキス値がエキス値に関する発酵モデルパターン（モデル）の値よりも低い方向にずれている場合は、駆動量決定部５３は、ポンプ３５の駆動量、例えば、駆動頻度を低くする方向にポンプ３５の駆動量を決定する。ここで、ポンプ３５の駆動量は、例えば、発酵モデルパターンからのずれ量（＋方向及び−方向）とポンプの駆動量との関係を示す予め設定されたテーブル又は演算式等に従って決定することができる。或いは、ポンプ３５の駆動量は、後述する学習機能に従って決定されてもよい。
【００４８】
酵母濃度（酵母数）を制御指標としてポンプ３５の駆動量を決定する場合には、酵母測定器４２によって測定された酵母濃度（酵母数）が酵母濃度（酵母数）に関する発酵モデルパターンの値よりも高い方向にずれている場合にはポンプ３５の駆動量を低くする方向にポンプ３５の駆動量を決定し、測定された酵母濃度（酵母数）が該発酵モデルパターンの値よりも低い方向にずれている場合にはポンプ３５の駆動量を高くする方向にポンプ３５の駆動量を決定すればよい。
【００４９】
ＰＨ値を制御指標としてポンプ３５の駆動量を決定する場合には、ＰＨ測定器４３によって測定されたＰＨ値がＰＨ値に関する発酵モデルパターンの値よりも高い方向にずれている場合にはポンプ３５のポンプ３５の駆動量を高くする方向にポンプ３５の駆動量を決定し、測定されたＰＨ値が該発酵モデルパターンの値よりも低い方向にずれている場合にはポンプ３５の駆動量を低くする方向にポンプ３５の駆動量を決定すればよい。
【００５０】
次に、ポンプ３５の駆動量に関する学習機能について説明する。制御部５０は、蓄積部（例えば、メモリ及びメモリ制御回路）５２を有する。蓄積部５２は、ポンプ３５を駆動した際に、その駆動量（例えば、駆動頻度、又は、ポンプ出力）と、その駆動の前後において麦汁２０について分析装置４０によって分析（測定）された分析結果（測定結果）、例えば、エキス値、酵母濃度（酵母数）、ＰＨ値の変化量との関係を蓄積する。この蓄積は、複数回にわたって、より好ましくは、ポンプ３５を駆動する度になされうる。
【００５１】
図６は、蓄積部５２に蓄積されうる、ポンプ３５の駆動量（結果として、麦汁２０の撹拌量）とその駆動によるエキス値の変化量との関係を模式的に示す図である。図６において、○は蓄積された情報を示し、曲線はそれらの情報を関数（例えば、多項式）によって近似したデータである。例えば、図７に示す例において、エキス測定器４１によって測定されたエキス値（実測値）がエキス値に関する発酵モデルパターン（モデル）の該当する時刻（図７では、発酵日数＝４日）からずれている量は、約１％（＋側）である。そこで、エキス値を約１％低下させる必要がある。よって、駆動量決定部５３は、図６に示す近似データ（曲線）に基づいて、エキス値を１％低下させるためのポンプ３５の駆動量を決定する。図６に示す例において、エキス値を１％低下させるためのポンプ３５の駆動量は、約０．８５（回／ｈ）である。なお、適正なポンプ駆動量は、ポンプの能力、麦汁の組成、発酵タンクの容量等によって定まるものであり、図６に示す例は、説明の便宜のために示されたものであることを理解されたい。
【００５２】
同様にして、酵母濃度（酵母数）、ＰＨ値についても、ポンプ３５の駆動量とその駆動による酵母濃度（酵母数）、ＰＨ値の変化量を蓄積部５２に複数回にわたって、好ましくはポンプ３５の駆動の度に蓄積し、それらの情報を関数（例えば、多項式）によって近似することにより、酵母濃度（酵母数）、ＰＨ値がそれらの発酵モデルパターンからずれたときに、それを修正するためのポンプ３５の駆動量を決定することができる。
【００５３】
蓄積部５２に蓄積する情報は、他のパラメータ、例えば、発酵日数（発酵の開始からの経過日数）、分析装置４０によって測定された値自体（変化量ではなく、絶対量）等を含んでもよい。このようにパラメータの数を増やすことにより、エキス値、酵母濃度、ＰＨ値等の発酵状態を示す数値が発酵モデルパターンからずれている量（適正値からのずれ量）や、そのずれが発生した時点における状況（例えば、発酵日数、エキス値、酵母濃度、ＰＨ値等）に対してより適合したポンプ３５の駆動量を得ることができる。
【００５４】
以上のような学習機能は、従来の温度制御のみによる発酵制御に本発明に係る発酵制御を組み込む際の初期段階において極めて有効に機能しうる。例えば、組み込み後の初期段階においては、エキス値、酵母濃度、ＰＨ値等の発酵状態を示す測定値が発酵モデルパターンからずれている量を入力しポンプ３５の駆動量を出力する制御系のゲインを低く（すなわち、温度制御系による発酵制御に過剰な影響を与えないように十分に低く）設定しておけばよい。そのようなゲインによる制御の下で、ポンプの駆動量に対するそのポンプの駆動によるエキス値、酵母濃度、ＰＨ値等の発酵状態を示す数値の変化量の情報が蓄積部５２に多数蓄積されるに連れて、それらの情報を近似して得られるデータ（近似データ；図６に示す曲線に相当）の精度が高まり、その近似データに基づいてより大きなゲインでポンプ３５の駆動量を制御することができるようになる。
【００５５】
本発明に係る発酵飲料の製造方法は、上記のような発酵工程に次いで、例えば、熟成工程、ろ過工程等を含みうる。発酵工程を終えて生成された発酵飲料（例えば、若ビール）は、発酵タンク（前発酵タンク、主発酵タンクとも呼ばれる）１０の第２ポート１２を通して、後発酵タンクに移送されて、後発酵タンクにおいて熟成される。そのような工程を経て生成される発酵飲料は、その後、ろ過工程を経て発酵飲料製品となる。発酵飲料製品は、瓶、缶、樽等の容器に充填されて出荷されうる。発酵工程は、周知の通り、ビール、発泡酒、ワイン、焼酎、清酒等の発酵飲料の品質（例えば、味、香り）を決定づける重要な工程であり、以上のような発酵方法は、発酵飲料の製造方法をも特徴付けるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の好適な実施形態としてのビール又は発泡酒の製造のための発酵装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、発酵日数（発酵を開始してからの経過日数）に対するエキス値の好ましい推移を示す発酵モデルパターンを示す図である。
【図３】発酵日数に対する酵母濃度（酵母数）の好ましい推移を示す発酵モデルパターンを示す図である。
【図４】発酵日数に対するＰＨ値の好ましい推移を示す発酵モデルパターンを示す図である。
【図５】発酵タンク１０内の温度に関する発酵モデルパターン（温度パターン）を示す図である。
【図６】蓄積部に蓄積されうる、ポンプの駆動量（撹拌量）とその駆動によるエキス値の変化量との関係を模式的に示す図である。
【図７】エキス測定器によって測定されたエキス値（実測値）が、エキス値に関する発酵モデルパターン（モデル）の値よりも高い方向にずれていることを例示的に示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  発酵タンク
１１  第１ポート
１２  第２ポート
２０  麦汁
３０  送液管
３５  ポンプ
４０  分析装置
４１  エキス測定器
４２  酵母測定器
４３  ＰＨ測定器
５０  制御部
５１  発酵モデルパターン
５２  蓄積部
５３  駆動量決定部
６０  バルブ
６１  抽出ポート
１００  発酵装置
【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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