JP4264447B2 - ビール醸造装置およびビール醸造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビール醸造装置およびビール醸造方法に関し、特に、請求項１の上位概念の用語で説明された種類の麦汁煮沸釜に関する。

この種の麦芽煮沸釜は、例えば、独国特許第４３０４３８３号明細書により知られている。従来の麦汁煮沸釜は、麦汁を加熱するための、いわゆる内部ボイラーが設置された容器を含む。内部ボイラーは、垂直に伸びる麦汁用ダクトを有する蒸気加熱型熱交換器として作られており、その結果、麦汁は熱交換器内で加熱されることで、容器の基部から上方向に上昇する。内部ボイラーは、円筒状出口パイプを有する蓄積コーンを熱交換器上方に含み、この出口パイプを介して麦汁の熱流はまとめられて、容器本体内の麦汁液面上方へ、上方向に運ばれる。円筒状出口パイプの開口部上方には、該円筒状出口パイプから麦汁を受け取り、液面に向けて下方向へ再び転換させる円錐状バッフル面形状の案内スクリーンが設けられている。従来の麦汁煮沸釜は、容器本体中の麦汁を強制的に流動させるポンプを有するパイプをさらに含んでおり、これによって、麦汁は、内部ボイラー外部の容器本体から排出され、ポンプによって、内部ボイラー直下から該容器本体内へ再び戻される。内部ボイラー下方領域およびパイプ口周辺領域は、容器本体の他の部分から遮断されており、その結果、強制流路によってパイプ内を通過した麦汁が、内部ボイラー内だけに確実に進入し、かつ側部から容器本体内へ確実に漏れなくなる。しかしながら、従来の麦汁煮沸釜は、効率面に関して、未だ改善の余地があることが認められている。

したがって、本発明の目的は、効率を改善したこの種の装置及び方法を提供することにある。

小さい出口断面およびその上方にバッフル面を有する、本発明による薄膜分配器が設置・配設されているため、熱流に加えてポンプによって麦汁へ移行されたエネルギーが有利に使用され、麦汁が、内部ボイラーによる通常の麦汁サイクル・分配に加えて、良好に分配する第二のサイクルへと送られ、この第二のサイクルによって、例えば、不要な香りの蒸気放出がさらに改善される。

広く認められているように、薄膜分配器は、例えば、国際公開第００／００５８３号パンフレットにより既に知られているが、そこではボイラーが置き換えられている。

さらに、例えば欧州特許出願公開第６０５７８３号明細書により、麦汁煮沸釜用内部ボイラーには、垂直方向に水平に配置された二つの麦汁案内スクリーンが設けられているため、下方の麦汁案内スクリーンには、熱交換器によって生じた熱流が上方向に進入可能な中央開口部が設けられ、その結果、比較的流速が遅いため非効率的な、二つの麦汁分配ベルが形成されることが知られている。

対照的に、小さい開口断面を有する、ポンプにより供給される本発明のパイプによって、純粋な熱流よりかなり速い速度で、少量の麦汁が確実に開口部から同時に放出する。このようにして、バッフル面は、非常に薄層である麦汁ベルを形成し、これにより、特に、不要な香りの蒸気放出が一層改善される。

本発明のさらなる有利な成果を、添付の特許請求の範囲に記載する。

請求項２および３は、構造的に有利な実施形態を記載する。

請求項４に係る付加的な送込み装置は、特に有利である。なぜならば、本装置は、薄膜分配器を介して流速を増加すると同時に、内部ボイラーを介して流動を加速させ、これによって、処理量が増加し、かつ汚れが低減するからである。本装置は、特に、請求項５または６に係る自動吸引に適用される。こうすることによって、最大処理能力に到達するからである。

バッフル面の形状は、できる限り薄い層を形成することに関して、特に重要である。バッフル面は、かねてより開口部に設け、かつ該開口部から外に向かって、ある角度で上方向に穏やかに湾曲して広がることが好ましい。

必要に応じて大きさが調節可能である円形状の間隙として開口部を形成することによって、薄層の形成が促進される。

請求項１１は、特に好適なビール醸造法を記載したものである。

本発明の実施形態を、図面を使用して以下に詳細に説明する。

図１は、ビール製造における麦汁の製造・調製に使用する、麦汁煮沸釜１形状の、特には、渦巻き煮沸釜形状のビール醸造装置を示す。麦汁煮沸釜１は、側壁２ａを有する通常の容器本体２と、通常の形でありうる基部２ｂおよびカバー２ｃとを含む。図示の実施形態では、容器本体２は円形の断面を有し、かつ、垂直に直立している。容器本体２は、十分な量の麦汁リザーバ３を保持する。

容器本体２の軸方向中央には、内部ボイラー４が配置されており、これは、内部ボイラーが通常そうであるように、熱交換器５および蓄積コーン６を有する。熱交換器５は多数のパイプ５ａを有しており、これらは、垂直に、端部を開口させて装着され、また、蒸気または温水によって加熱されることが好適である。したがって、蒸気供給装置、また内部ボイラー４および麦汁煮沸釜１の操作に必要な他の装置は知られているので、ここでは詳細を示さない。パイプ５ａは、その下側開口端を基部２ｂから十分な距離上方に離し、かつ、その上側開口端を容器本体２中の麦汁３の液面３ａより下方にして配置されている。

本記載において、「上端(top)」および「底部(bottom)」なる用語は、動作中の各々の装置の装着位置における引力方向を参照して定義される。

本実施形態において、蓄積コーン６は、下縁の直径が熱交換器５よりも大きい円筒状領域６ａを有し、その結果、熱交換器５と蓄積コーン６の円筒状領域６ａとの間には、麦汁が通過可能な開口部７ができている。円筒状領域６ａは、円錐状領域６ｂを通って上方向に連続し、円錐状領域６ｂは液面３ａの上に到達して、第二の円筒状領域６ｃにつながる。これは、円錐状領域６ｂから上方向に十分遠方へ延び、熱交換器５からの麦汁の熱流をまとめて、均一化する。円筒状領域６ｃの断面は、円錐状領域６ｂとその開口部６ｄとの間で同一である。蓄積コーン６の開口部６ｄの上方およびそれより少し離れて、通常の流動案内スクリーン８の一つが設けられており、これは、球形の帽子状に湾曲している（すなわち、軸中心付近においてその最高点を開口部６上方に有し、そこから半径方向に距離を大きくしつつ、全方面に下降している）。

前述の様に、内部ボイラー４は通常の内部ボイラーのようにも機能する。すなわち、熱交換器５の中の加熱により熱サイクルが生じる。すなわち、麦汁がパイプ５ａ内を上昇して蓄積コーン６内に入り、その中でまとめられて層状の流動となり、さらに整列され、開口部６ｄを介して上方向に押し上げられて案内スクリーン８に衝突する。この案内スクリーン８は、矢印９で示すように、加熱された麦汁を放出ベル状に麦汁リザーバ３に戻すものである。さらに、また矢印９で示すように、ごく一部の流れは、開口部７を介して蓄積コーン６から脱出可能であり、これによって、麦汁リザーバ３の中にさらなる乱流が発生する。矢印９に沿った流れが麦汁煮沸釜１内部の主流を形成する。

麦汁煮沸釜１には、少なくともパイプ１１と、好ましくは周波数が制御可能なポンプ１２とを備えた強制麦汁循環１０がさらに設けられている。パイプ１１は、麦汁リザーバ３の下３分の１の領域における容器本体２の側壁２ａから導出し、ポンプ１２および、ポンプ１２が周波数制御式ではない場合は、必要に応じて制御弁１２ａを通過して延び、容器本体２の基部２ｂを通過して、内部ボイラー４の軸中心位置へ戻る。パイプ１１は、上昇管として、容器本体２内部へ垂直に上方向に連続する。強制流路１０が幾つかのパイプ１１を含む場合、これらは、共通ポンプ、および必要に応じて共通制御弁によって共通上昇管とされる。この上昇管は、熱交換器５を通過して、パイプ１１の吸引口から容器本体２内部へと垂直に上方向に延びる第一のパイプ小区分１１ａと、これと接続する第二のパイプ小区分１１ｂとを含む。この第二のパイプ小区分１１ｂは、熱交換器５を越えて突出し、内部ボイラー４の残り部分（すなわち、蓄積コーン６および案内スクリーン８）内を延び、案内スクリーン８を越えて突出する。ここで、第二のパイプ小区分１１ｂは端部で開口しており、実質的に水平な出口開口部１３を形成している。

出口開口部１３上方には、バッフル面１５を下方向へ向けた案内装置１４が配置されている。バッフル面１５は、出口開口部１３の軸中心付近において、出口開口部１３内に浸され、すなわちそこから出発して、上方向および外側へある角度で穏やかに湾曲し、上昇する。これにより、バッフル面１５の湾曲部は、出口開口部１３付近では湾曲部の軸方向部分が占めるものの、湾曲部のさらに先では軸方向部分が減少して湾曲部の半径方向部分が占めるように形成される。案内装置１４の、その中心線から半径方向に最大距離離れた位置における外縁領域では、湾曲部は、再度、軸方向部分を示しうる（すなわち、バッフル面１５の外縁は、再度、下方向へわずかに湾曲しうる）。

バッフル面１５は、ハイパボーラ型またはパラボラ型の湾曲部を有する回転面として形成可能であることが好ましい。

バッフル面１５の一部分がパイプ小区分１１ｂに浸されることにより、該パイプ小区分１１ｂ上縁に直接位置する出口開口部１３の出口断面が大幅に減少するため、出口開口部１３は輪状となる。出口開口部１３の出口断面の大きさは、バッフル面１５に対応する曲面が存在する場合、案内装置１４を軸方向に移動させることで調節可能である。

ポンプ１２によって、麦汁は、パイプ１１を介して麦汁リザーバ３から吸引されて上昇管に押し入れられ、パイプ小区分１１ｂの端部に直接位置する出口開口部１３の断面が小さくなるため、体積を減らしつつも加速され、大きなエネルギーを伴ってバッフル面１５に衝突し、その結果、麦汁が、矢印１６に沿って薄層ベル状にそこで分散され、リザーバ３に再度戻される。このように、ポンプ、小断面の出口開口部１３およびバッフル面１５が薄膜分配器１７を形成する。

薄膜分配器１７は、さらに、図２にも示す、付加的な送込み装置１８を含む。送込み装置１８は、パイプ小区分１１ｂの小断面領域１９を備え、これは、麦汁リザーバ３の液面３ａ下方かつ蓄積コーン６内に位置する。小断面である領域１９は、円錐状エプロン２１によりその上端に向かって覆われた吸引開口部２０を形成し、その結果、下方からある角度でのみ、すなわち熱交換器５の出口パイプ５ａの方向からのみ、該吸引用開口部２０に対して接近可能となる。図示の実施形態においては、パイプ小区分１１ｂは、二つに分割されて送込み装置１８が形成され、また、下端パイプ小区分１１ａと接続し、かつ小断面である領域１９内を通過する下端パイプ部２２と、領域１９に対して同軸に配設され、かつ出口開口部１３に向けて遠く延びる上端パイプ部２３と、を含み、これにより、パイプ２３の内径は、第一のパイプ小区分１１ａ内の上昇管と実質的に同一となる。

ウォータージェット・ポンプ原理によると、小断面である領域１９は、熱交換器５上部の領域からさらに麦汁を吸引してパイプ小区分１１ｂ内部に運び込む流れを形成する。このようにして、一方で流量１６が増加し、他方で熱交換器５内の貫流が改善され、その結果、熱移動の改善が可能となり、また、ボイラー内の汚れの軽減が可能となる。

本発明に係わる麦汁煮沸釜１の動作中に、麦汁リザーバ３の内部ボイラー４が加熱されることにより、熱交換器５内の加熱で、麦汁３の矢印９に沿った第一のサイクルが確保されると同時に、ポンプ１２と容器本体２から導出した一本または好ましくは数本のパイプ１１とを介して、麦汁が吸引されて、矢印１６に沿った第二のサイクルに入り、上昇管に押し入れられる。パイプ小区分１１ａが熱交換器５内部を通過するため、ポンプによって生じた流れに熱流が重なり、その結果、麦汁は、送込み装置１８内を、エネルギーを増加しながら進み、そこでは、さらに麦汁が熱交換器５上部で吸引される。次いで、ポンプで吸い上げられた麦汁は、小断面である出口開口部１３を通過して、バッフル面１５に衝突して、そこから、薄層のベル形状に分散して、麦汁リザーバ３に戻る。

図３は、本発明によって形成された麦汁煮沸釜１’のさらなる実施形態であり、以下に説明する詳細を除いて、図１及び図２の麦汁煮沸釜１に対応するものであるので、それらを再び説明する必要はない。

図３に係る実施形態は、特に、既存のビール醸造装置の改良を意図するものである。この目的のため、容器本体２の基部２ｂへ入る、麦汁強制流路１０のパイプ１１は、実質的に互いに離間した二つの熱交換領域５．１、５．２が熱交換器５内に形成されるように、一本以上のダクト、すなわちパイプ５ａとコネクタ部２４を介して接続している。熱交換領域５．１は、容器本体２内の麦汁リザーバ３と通常接続しており、一方、熱交換領域５．２は、強制流路１０により供給される。熱交換器５の上端出口には、さらに、熱交換領域５．２からパイプ小区分１１ｂ内を通過するコネクタ部２５が設けられている。ここで、コネクタ部２５は、送込み装置１８の下端パイプ部と同時に形成可能である（図２参照）。

図３に係る実施形態においても、二つの麦汁サイクル９、１６が形成されている。

記載及び図示した実施形態の改良として、本発明は、任意の既知構造の内部ボイラーを有するのみならず、例えば、フロー・コンテナもしくは同様のコンテナの前方で加熱され、非加圧または加圧下において運転する任意の構造デザインの麦汁煮沸釜と共に使用可能である。

本発明によって形成された麦汁煮沸釜を大きく略図化して示す図である。 図１のＡ部の詳細を示す断面図である。 本発明のさらなる実施形態を示す図である。

Claims (13)

1. 麦汁リザーバ（３）を受ける容器本体（２）と、該容器本体（２）内部に設置され、熱交換器（５）および案内スクリーン（８）が設けられた内部ボイラー（４）と、該ボイラー（４）を通って延び、かつポンプ（１２）と接続される麦汁強制流路（１０）と、を有するビール醸造装置において、
   前記麦汁強制流路（１０）は、前記ポンプ（１２）と接続し、かつ、小出口断面である出口開口部（１３）を介して、前記容器本体（２）内に導出するパイプ小区分（１１ｂ）を前記案内スクリーン（８）上方において有し、かつ、下方から流れが到達し、液を前記麦汁リザーバ（３）へ向けて反射させる流れ案内バッフル面（１５）を前記出口開口部（１３）上方において有する前記麦汁用の薄膜分配器（１７）を含むことを特徴とする、ビール醸造装置。
2. 前記薄膜分配器（１７）が、前記熱交換器（５）内を通過するパイプ小区分（１１ａ）を介して前記ポンプ（１２）と接続していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記熱交換器（５）が、前記容器本体（２）内部に熱流（９）のための初期熱交換領域（５．１）と、前記麦汁強制流路（１０）に割り当てられた第二の熱交換領域（５．２）とを含み、前記薄膜分配器（１７）が、該第二の熱交換領域（５．２）を介して、前記ポンプ（１２）と接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 前記出口開口部（１３）の下方、および前記熱交換器（５）の上方には、追加の麦汁を前記パイプ小区分（１１ｂ）へ送り込むための、さらなる送込み装置（１８）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記送込み装置（１８）が、前記パイプ小区分（１１ｂ）内の流れを介して前記追加の麦汁を自動的に吸引するための吸引開口部（２０）を、前記パイプ小区分（１１ｂ）内に少なくとも一つ含むことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記パイプ小区分（１１ｂ）の、小断面である領域（１９）が、前記吸引開口部（２０）に割り当てられていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記バッフル面（１５）が、前記出口開口部（１３）内に設けられ、初めは主に軸方向に、次第に半径方向外側に穏やかに湾曲し、この後、上昇することを特徴とする、請求項１〜６いずれか１項に記載の装置。
8. 前記出口開口部（１３）が、輪状の間隙として形成されていることを特徴とする、請求項１〜７いずれか１項に記載の装置。
9. 前記小出口断面が、前記出口開口部（１３）に浸された前記バッフル面（１５）により形成されていることを特徴とする、請求項１〜８いずれか１項に記載の装置。
10. 前記出口断面の大きさが調節可能であることを特徴とする、請求項１〜９いずれか１項に記載の装置。
11. 前記装置は麦汁煮沸釜（１）であることを特徴とする、請求項１〜１０いずれか１項に記載の装置。
12. ビール醸造方法において、第一及び第二の麦汁サイクル（９，１６）が形成され、前記第一の麦汁サイクル（９）は、熱流サイクルであり、前記第二の麦汁サイクル（１６）は、ポンプ（１２）と薄膜分配器（１７）とを有する麦汁強制流路（１０）内を通過することを特徴とする、ビール醸造方法。
13. 前記方法は麦汁の沸騰方法であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

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