JP2014103892A - 液体冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被冷却液体を熱交換器に循環させて急速に冷却する液体冷却装置であって、特に被冷却液体が殺菌と発酵停止のために加熱された清酒をその風味を損なわぬように急速冷却する液体冷却装置を提供する。
【解決手段】 被冷却液体を収容する被冷却液体タンクと、熱交換器と、被冷却液体タンクと熱交換器との間に接続・取付された第一の液体循環パイプと第二の液体循環パイプと、第一又は第二の液体循環パイプの途中に設けられた循環ポンプとでなり、被冷却液体タンクに第一の液体循環パイプに接続される被冷却液体導出口と第二の液体循環パイプに接続される冷却済み液体導入口を備え、冷却済み液体導入口に被冷却液体タンク内に冷却済み液体導入ノズルが突設して取付され、その先端の上向き開口部から熱交換器で冷却された液体を上向き流として導入し被冷却液体に対流を起こし急速冷却する液体冷却装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被冷却液体を熱交換器に循環させて急速に冷却する液体冷却装置に係り、特に被冷却液体が殺菌と発酵停止のために加熱された清酒であってその風味を損なわぬように急速冷却する液体冷却装置に関する。

醸造された清酒は殺菌と発酵停止のため一度６５℃程度まで加熱される（以下火入れと記す）が、高温にすることによって清酒の香味成分の劣化やアルコールの蒸発によるアルコール成分の欠減などの品質面での問題、また清酒が３０℃以上の状態では海外で規制の厳しいカルバミン酸エチルの生成が活発に行われるという問題もある。したがって、これらの問題を最小限に抑えるためには、加熱した清酒（以下火入酒と記す）の温度をどのようにして６５℃から３０℃以下にまで速やかに低減させられるかが重要な課題となる。
従来、この冷却は、火入酒の入った密閉タンクに水をかけることによってなされており、例えば容量５０００リットルの清酒を６５℃から３０℃まで冷却するのに約２４時間を要し、その時間短縮が喫緊の課題となっていた。

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたもので、火入れによって加熱された火入酒を収容したタンク（被冷却液体タンク）に熱交換器を接続し、前記火入酒を該熱交換器に循環させることによって熱交換器に供給される冷却水との間での熱交換を行わせて急速に冷却させられる液体冷却装置を提供しようとするものである。

本発明者は上記課題を下記の手段により解決した。
（１）被冷却液体を収容する被冷却液体タンクと、熱交換器と、前記被冷却液体タンクと前記熱交換器との間に接続・取付された第一の液体循環パイプと第二の液体循環パイプと、前記第一の液体循環パイプ又は第二の液体循環パイプの途中に設けられた循環ポンプとからなる液体冷却装置において、
前記被冷却液体タンクには、前記第一の液体循環パイプの一端に接続される被冷却液体導出口と、前記第二の液体循環パイプの一端に接続される冷却済み液体導入口を備え、かつ前記冷却済み液体導入口は被冷却液体タンクの下方部に設けられ、また同冷却済み液体導入口には被冷却液体タンク内に突設される冷却済み液体導入ノズルが取付されてなり、
かつ前記冷却済み液体導入ノズルが水平方向に延設される基管部とその先方の仰角３０〜４５度の起伏管部とその起伏管部端部の上向きの開口部とからなり、
熱交換器で冷却された冷却済み液体が、冷却済み液体導入ノズルの上向きの開口部から前記被冷却液体タンク内に上向き流として導入され、被冷却液体に対流を生じさせて急速に冷却してなることを特徴とする液体冷却装置。

（２）熱交換器、第一の液体循環パイプ、第二の液体循環パイプ、循環ポンプ、及び前記循環ポンプの操作盤がキャスター付き台車に搭載されてなり、第一の液体循環パイプの一端と前記被冷却液体タンクの被冷却液体導出口とが、また第二の液体循環パイプの一端と前記被冷却液体タンクの冷却済み液体導入口とをホースで接続可能にしてなることを特徴とする前項（１）に記載の液体冷却装置。

（３）被冷却液体が、殺菌と発酵停止のために加熱された清酒（以下火入酒と記す）であることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の液体冷却装置。
（４）冷却済み液体導入ノズルがチタン製であり、また第一の液体循環パイプ及び第二の液体循環パイプに備えられたバルブがチタンＩＰ加工されてなるものであることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載の液体冷却装置。

本発明の火入酒急冷装置によって下記の効果が発揮できる。
〈１〉被冷却液体を収容する被冷却液体タンクと、熱交換器と、前記被冷却液体タンクと前記熱交換器との間に接続・取付された第一の液体循環パイプと第二の液体循環パイプと、前記第一の液体循環パイプ又は第二の液体循環パイプの途中に設けられた循環ポンプとからなる液体冷却装置において、
前記被冷却液体タンクには、前記第一の液体循環パイプの一端に接続される被冷却液体導出口と、前記第二の液体循環パイプの一端に接続される冷却済み液体導入口を備え、かつ前記冷却済み液体導入口は被冷却液体タンクの下方部に設けられ、また同冷却済み液体導入口には被冷却液体タンク内に突設される冷却済み液体導入ノズルが取付されてなり、
前記冷却済み液体導入ノズルが水平方向に延設される基管部とその先方の仰角３０〜４５度の起伏管部とその起伏管部端部の上向きの開口部とからなり、
熱交換器で冷却された冷却済み液体が、冷却済み液体導入ノズルの上向きの開口部から前記被冷却液体タンク内に上向き流として導入されているので、被冷却液体タンク内で被冷却液体に対流が生じ、被冷却液体タンクと熱交換器との間での被冷却液体の循環も円滑となることから、被冷却液体タンクの形状にかかわらず被冷却液体を急速に冷却することが可能となる。
また、被冷却液体を外気と遮断しながら循環させられることから、被冷却液体が飲料物の場合においては微生物汚染が防止でき、安全で衛生的な冷却飲料が提供できる。

〈２〉熱交換器、第一の液体循環パイプ、第二の液体循環パイプ、循環ポンプ、及び前記循環ポンプの操作盤がキャスター付き台車に搭載されてなり、第一の液体循環パイプの一端と前記被冷却液体タンクの被冷却液体導出口とが、また第二の液体循環パイプの一端と前記被冷却液体タンクの冷却済み液体導入口とをホースで接続可能にしているので、熱交換器や循環ポンプ等被冷却液体を循環させる機器が容易に移動でき、これらの機器一式で多数の被冷却液体タンク内の被冷却液体の急速冷却が効率よく実施でき、設備費の軽減に寄与する。

〈３〉被冷却液体が、殺菌と発酵停止のために加熱された清酒（以下火入酒と記す）であることから、前記〈１〉〈２〉の効果に加えて、高温にすることによって失われがちな清酒の香味成分やアルコールの蒸発によるアルコール成分の欠減などが抑えられ、また海外で規制の厳しいカルバミン酸エチルの生成も抑制されて風味豊かな清酒が提供できる。 〈４〉冷却済み液体導入ノズルがチタン製であり、また第一の液体循環パイプ及び第二の液体循環パイプに備えられたバルブがチタンＩＰ加工されているので、循環冷却させても金属イオン（特に鉄分）溶出のおそれがなく、火入酒の冷却に用いれば、風味豊かで安全な清酒が提供できる。

本発明の液体冷却装置の構成及び作用説明図 冷却済み液体導入ノズルの外形図 キャスタに熱交換器や循環ポンプ等被冷却液体を循環させる機器を搭載して移動可能にした装置の外観図

本発明の液体冷却装置を実施するための形態を実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の液体冷却装置の構成及び作用説明図、図２は冷却済み液体導入ノズルの外形図、図３はキャスタに熱交換器や循環ポンプ等被冷却液体を循環させる機器を搭載して移動可能にした装置の外観図である。
図において１は被冷却液体タンク、１ａは被冷却水導出口、１ｂは冷却済み液体導入口、２は熱交換器、３ａは第一の液体循環パイプ、３ｂは第二の液体循環パイプ、４は循環ポンプ、５は冷却済み液体導入ノズル、５ａは基管部、５ｂは起伏管部、５ｃは開口部、６はバルブ、７は冷却水供給部を示す。

本発明の液体冷却装置は、図１に示すように、被冷却液体を収容する被冷却液体タンク１と、熱交換器２と、前記被冷却液体タンク１と前記熱交換器２との間に接続・取付された第一の液体循環パイプ３ａと第二の液体循環パイプ３ｂと、前記第一の液体循環パイプ３ａ又は第二の液体循環パイプ３ｂの途中に設けられた循環ポンプ４とからなる液体冷却装置において、
前記被冷却液体タンク１には、前記第一の液体循環パイプ３ａの一端に接続される被冷却液体導出口１ａと、前記第二の液体循環パイプ３ｂの一端に接続される冷却済み液体導入口１ｂを備え、かつ前記冷却済み液体導入口１ｂは被冷却液体タンク１の下方部に設けられ、また同冷却済み液体導入口１ｂには被冷却液体タンク内に突設される冷却済み液体導入ノズル５が取付されてなり、
かつ前記冷却済み液体導入ノズル５が図２に示すように、水平方向に延設される基管部５ａとその先方の仰角３０〜４５度の起伏管部５ｂとその起伏管部端部５ｂの上向きの開口部５ｃとからなり、
熱交換器４で冷却された冷却済み液体が、冷却済み液体導入ノズル５の上向きの開口部５ｃから前記被冷却液体タンク１内に上向き流として導入させて被冷却液体に対流を生じさせて急速に冷却可能にしている。
また、本発明の液体冷却装置においては、図３に示すように、熱交換器２、第一の液体循環パイプ３ａ、第二の液体循環パイプ３ｂ、循環ポンプ４、及び前記循環ポンプの操作盤がキャスター付き台車に搭載され、第一の液体循環パイプ３ａの一端と前記被冷却液体タンク１の被冷却液体導出口１ａとが、また第二の液体循環パイプ３ｂの一端と前記被冷却液体タンク１の冷却済み液体導入口１ｂとをホースで接続可能にしておくことが設備費の軽減と作業の効率化が図れるので好ましい。
そして、前記冷却済み液体導入ノズルがチタン製であり、また第一の液体循環パイプ及び第二の液体循環パイプに備えられたバルブがチタンＩＰ加工されており、被冷却液体への金属イオンの溶出が抑えられ、被冷却液体が火入酒においては風味豊かで安全な清酒の製造に寄与している。
また、被冷却液体が火入酒の場合においては、被冷却液体タンク１にチタン製のものを使用することによって、急速冷却した後の清酒の貯蔵タンクとして活用でき、風味豊かな清酒を長期間保存できるので好ましい。

次いで本発明の液体冷却装置の使用方法とその作用について、火入酒の冷却を例にして説明する。
ａ．火入酒を被冷却液体タンク１に収容する前に前記被冷却液体タンク１の冷却済み液体導入口１ｂに冷却済み液体導入ノズル５を取り付け、前記被冷却液体タンク１の被冷却液体導出口１ａと第ーの液体循環パイプ３ａの一端と、また前記被冷却液体タンク１の冷却済み導入口１ｂ装着した冷却済み液体導入ノズル５と第二の液体循環パイプ３ｂとを接続し、前記火入酒が熱交換器２に循環する循環路を形成し、併せて前記熱交換器２に冷却水供給部７から水道水又は井戸水を供給するホースを接続して冷却水供給路を形成する。
なお、被冷却液体タンク１へ接続する第一の液体循環パイプ３ａ、第２の液体循環パイプ３ｂやホース、熱交換器２循環ポンプ４などは、被冷却液体タンク１に接続する前にあらかじめ高温水を循環させて殺菌しておく必要がある。
ｂ．被冷却液体タンク１に火入れされた火入酒を受け入れる。この際、第一の液体循環パイプ３ａと第二の液体循環パイプ３ｂに設けられたバルブ６は閉じられた状態としておく。
ｃ．被冷却液体タンク１に熱せられた火入酒が満たされると、第一の液体循環パイプ３ａと第二の液体循環パイプ３ｂに設けられたバルブ６が開かれ、循環ポンプ４が稼働され、同時に前記熱交換器２に冷却水供給部７から水道水又は井戸水が供給され火入酒の循環冷却が開始される。
ｄ．火入酒の温度が３０℃に低下した時点で前記循環ポンプ４は停止され、第一の液体循環パイプ３ａと第二の液体循環パイプ３ｂに設けられたバルブ６が閉じられ、火入酒の冷却が停止され、被冷却液体タンク１の被冷却液体導出口１ａと冷却済み液体導入口１ｂが閉じられ被冷却液体タンク１から第一の液体循環パイプ３ａと第２の液体循環パイプ３ｂの接続が解除される。
なお、前記冷却済み液体導入ノズル５は、前記被冷却液体タンク１内に上記工程で冷やされた清酒が収容されている間は取り外せないのであらかじめ被冷却液体タンク１の数だけ準備しておく必要がある。

実験によれば、本発明の液体冷却装置によって５０００リットルの火入酒を６７℃から３０℃まで冷却するのに要した時間は、およそ７０分であり、従来の熱した清酒の入った密閉タンクに水をかけて冷却する方法では約２４時間かかったのに比べれば格段の時間短縮が図られており、また、酒中の尿素濃度が３０ｐｐｍの場合、６５℃から３０℃まで温度が下がる間に生成するカルバミン酸エチルの理論値は、本発明の液体冷却装置の使用では４．８ｐｐｂであり、一般的な冷却方法の１３０ｐｐｂに対して約１／３０に低減できる結果を得た。

１：被冷却液体タンク
１ａ：被冷却液体導出口
１ｂ：冷却済み液体導入口
２：熱交換器
３ａ：第一の液体循環パイプ
３ｂ：第二の液体循環パイプ
４：循環ポンプ
５：冷却済み液体導入ノズル
５ａ：基管部
５ｂ：起伏管部
５ｃ：開口部
６：バルブ
７：冷却水供給部

Claims (4)

1. 被冷却液体を収容する被冷却液体タンク（１）と、熱交換器（２）と、前記被冷却液体タンク（１）と前記熱交換器（２）との間に接続・取付された第一の液体循環パイプ（３ａ）と第二の液体循環パイプ（３ｂ）と、前記第一の液体循環パイプ（３ａ）又は第二の液体循環パイプ（３ｂ）の途中に設けられた循環ポンプ（４）とからなる液体冷却装置において、
   前記被冷却液体タンク（１）には、前記第一の液体循環パイプ（３ａ）の一端に接続される被冷却液体導出口（１ａ）と、前記第二の液体循環パイプ（３ｂ）の一端に接続される冷却済み液体導入口（１ｂ）を備え、かつ前記冷却済み液体導入口（１ｂ）は被冷却液体タンク（１）の下方部に設けられ、また同冷却済み液体導入口（１ｂ）には被冷却液体タンク（１）内に突設される冷却済み液体導入ノズル（５）が取付されてなり、
   かつ前記冷却済み液体導入ノズル（５）は水平方向に延設される基管部（５ａ）とその先方の仰角が３０〜４５度の起伏管部（５ｂ）とその起伏管部端部の上向きの開口部（５ｃ）とからなり、
   熱交換器（２）で冷却された冷却済み液体が、冷却済み液体導入ノズル（５）の上向きの開口部（５ｃ）から前記被冷却液体タンク（１）内に上向き流として導入され、被冷却液体に対流を生じさせて急速に冷却してなることを特徴とする液体冷却装置。
2. 熱交換器（２）、第一の液体循環パイプ（３ａ）、第二の液体循環パイプ（３ｂ）、循環ポンプ（４）、及び前記循環ポンプ（４）の操作盤がキャスター付き台車に搭載されてなり、第一の液体循環パイプ（３ａ）の一端と前記被冷却液体タンク（１）の被冷却液体導出口とが、また第二の液体循環パイプ（３ｂ）の一端と前記被冷却液体タンク（１）の冷却済み液体導入口とをホースで接続可能にしてなることを特徴とする請求項１に記載の液体冷却装置。
3. 被冷却液体が、殺菌と発酵停止のために加熱された清酒（以下火入酒と記す）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体冷却装置。
4. 冷却済み液体導入ノズル（５）がチタン製であり、また第一の液体循環パイプ（３ａ）及び第二の液体循環パイプに備えられたバルブ（６）がチタンＩＰ加工されてなるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体冷却装置。