JP4893977B2 - ビールを濾過するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビールを濾過するための方法であって、製造されるべきビールが未濾過液としてフィルタへと案内される方法に関する。

ビールの製造では、ビールの所定の耐久性を保証するため、および、任意のその後の濁りを引き起こさないように、酵母細胞および他の固体または原料が濾過によって分離される。今まで、ビールは、主に、プレコートフィルタによって、例えばフィルタカートリッジによって濾過されてきた。そのようなプレコートフィルタに関しては、今まで、主に珪藻土が濾過助剤として使用されてきた。珪藻岩の毒性および珪藻岩の処理の問題に起因して、珪藻岩の使用を最小限に抑えようとしており、あるいは、この技術に代わる手段を見出そうとしている。例えば、膜フィルタは１つの代替的手段を与えるが、それらは、僅かなフィルタ能力しか有しておらず、更には、非常に急速に目詰まりする。

これに鑑みて、本発明の根底にある目的は、ビールを濾過するための改良された方法であって、フィルタの急速な目詰まりを防止して、プレコートフィルタにおける濾過助剤の必要量を減らすことができる方法を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴によって達成される。

製造されるべきビールをそれがフィルタへと導入される前に振動プロセスに晒すことにより、例えばポリサッカロースおよびタンパク質の一部、例えばベータグルカンが減少され、それにより、濾過に対して有利な影響を与える。振動プロセスにより、特にフィルタ入口とフィルタ出口との間の圧力増大が減少され、それにより、フィルタが非常に急速に目詰まりせず、したがって、フィルタを頻繁に洗浄して濾過助剤でプレコーティングする必要がなくなる。プレコートフィルタでは、必要とされる濾過助剤の量を本質的に減らすことができる。この出願において、“製造されるべきビール”とは、既に発酵されたビールまたは麦芽汁などの他のビール先駆物質を意味するものとする。

また、本発明に係る方法は、高い体積流量率、または、フィルタを通じた更に高い総濾過量を可能にする。

好ましい実施形態によれば、振動プロセス中に、製造されるべきビールが容器内へ導入され、該容器で振動要素により振動を生成することができる。プロセスでは、例えば振動要素をそれが振動している間に機械的に往復移動させることができ、あるいは、振動要素を電気機械的に変形させることができ、それにより、振動が液中で形成される。

振動要素の振動周波数ｆ（ｔ）は、下限周波数ｆ_ｍｉｎと上限周波数ｆ_ｍａｘとの間の範囲内で変調されることが好ましい。

周波数が下限周波数値と上限周波数値との間で変調される場合には、方法を特に効果的に実行することができ、濾過出力が特に高いことが分かった。振動周波数ｆ（ｔ）は正弦関数的に変調されることが好ましい。

振動周波数ｆ（ｔ）は、０．１〜５分、好ましくは１〜３分の範囲内の位相持続時間を伴って変調させることができる。製造されるべきビールのそのような励振は特に有益であることが分かった。

この場合、周波数範囲は３０〜２２０Ｈｚの全周波数範囲内であることが好ましい。この低い周波数範囲内だけで、驚くべきことに、濾過が向上した。好ましい実施形態によれば、下限周波数が９０Ｈｚであり、上限周波数が１２０Ｈｚである。この場合、上限周波数と下限周波数との間の差は１０〜５０Ｈｚであることが好ましい。

好ましい実施形態によれば、未濾過液がプレコートフィルタ、好ましくはフィルタカートリッジ、または、膜フィルタによって濾過される。そのようなフィルタは、ビール浄化のためのビールの濾過に特に適しており、１０^−１〜１０^−２μｍの範囲内の粒子を濾過して除去することができ、それにより、約５〜１０μｍの粒径を有する酵母であっても確実に濾過して除去することができる。

好ましい実施形態によれば、ビール浄化のために発酵・貯蔵プロセス後に未濾過液としてのビールが濾過される。

濾過されていないビールは、既に醸造ハウスプロセス中、すなわち、発酵プロセス前の麦芽汁の生成中に、あるいは、醸造ハウスプロセス後、すなわち、発酵・貯蔵プロセス後に、または、場合により発酵・貯蔵プロセス中に、振動プロセスに晒されることが好ましい。

製造されるべきビールは、少なくとも２つ、好ましくは３つ或いは４つの振動要素によって励振されることが好ましく、これが特に有益であることが分かった。

以下、図面を参照して、本発明を更に詳しく説明する。

本発明に係る方法を実行するためのフィルタ装置の構成を概略的に示している。 変調された振動周波数ｆ（ｔ）の経路を概略的に示している。 周波数範囲Ｂを含むことができる想定し得る全周波数範囲Ａを示している。 振動プロセスを伴う濾過と振動プロセスを伴わない濾過との間の比較測定のフィルタパラメータを示している。

図１は、本発明に係る方法を実行するための可能な装置を示しており、ここでは、本発明に係る方法がフィルタカートリッジ１に関連して説明される。しかしながら、本発明は、フィルタカートリッジの使用に限定されず、例えば膜フィルタなどの異なるマイクロフィルタの使用にちょうど良く適する。

図１から分かるように、フィルタカートリッジ１は、良く知られるように、未濾過液チャンバ４内に垂直に配置される幾つかのフィルタカートリッジを備えており、ここでは、フィルタカートリッジが例えば分離プレート１４に配置され、濾過液チャンバ５が未濾過液チャンバ４および分離プレート１４よりも上側に位置される。フィルタカートリッジでの濾過中、中空フィルタカートリッジ１３の表面に対して濾過助剤がフラッシングされる。この場合、未濾過液は、プレコート層およびフィルタカートリッジを通過して、フィルタカートリッジ１３を介して未濾過液チャンバ５内へと案内され、そこから濾過液Ｆとしてフィルタを出る。プレコートフィルタでの濾過においては、適切な量の濾過助剤、例えば珪藻岩が計量装置６および計量ポンプ７による計測によって加えられなければならない。装置は、未濾過液をフィルタ容器内へと圧送するための未濾過液ポンプ８を更に備える。また、装置は、濾過液Ｆの体積流量率を調整するための制御バルブ９、および、随意的に、濾過液の体積流量率を測定するための流量計１０を備える。装置は、ここでは例えば未濾過液ポンプ８、計量装置６、計量ポンプ７、制御バルブ９、および、流量計１０に接続されるシステム制御装置１１を含む。ビール製造では、麦芽汁が既知の方法で生成される醸造ハウスプロセス後および発酵後に精密濾過を行なうことができ、それにより、ビールに含まれる酵母細胞および他の固体を除去できる。そのような物質は、それらがビールを濁らせないように濾過して除去することができる。酵母は約５〜１０μｍの粒径を有しているため、前述したマイクロフィルタを使用する必要がある。

本発明によれば、フィルタ１の上流側に容器２が設けられ、該容器内には振動要素３によって機械的に波を生成することができる。この例において、振動要素３は、このとき、容器２内の下端に配置される振動ロッドとして具現化される。当然、幾つかの振動要素を設けることもできる。これらを容器内の他のポイントに配置させることもできる。唯一不可欠なことは、ビールを製造すること、すなわち、ビールの未濾過液を振動要素によって振動させることである。プロセスでは、振動要素３をそれが振動している間に例えば往復移動させることができる（例えば、コンクリートミキサのように）。しかしながら、振動要素３が電気機械的に変形可能であってもよい。振動要素３に起因して、振動が容器２内で伝えられる。また、振動要素が容器に対して外側から押し付くこともできる。振動要素の定格および周波数応答曲線を制御する制御ユニット１２によって振動要素３を作動させることもできる。

以下、図１〜図３を参照して、本発明に係る方法について更に詳しく説明する。

製造されるべきビールは、最初に、濾過前に容器２内へと案内される。容器は前述した振動要素３を備えている。容器２は例えば５０ｈｌ〜１０００ｈｌの容量を有する。容器２内では、製造されるべきビールが振動プロセスに晒される。振動プロセスは、例えば、麦芽汁を生成するための醸造ハウスプロセス中、すなわち、依然として発酵の前に、行なうことができる。プロセスでは、製造されるべきビールまたは麦芽汁がそれぞれ振動要素３によって振動される。振動プロセスは約５〜６０分続く。振動要素３の定格は０．１〜３ＫＷの範囲内である。

図３から分かるように、周波数ｆ（ｔ）は、低周波範囲内、例えば３０〜２２０Ｈｚの範囲内でなければならないことが明らかになった。また、例えば図２から分かるように、振動要素３の振動周波数ｆ（ｔ）を下限周波数ｆ_ｍｉｎと上限周波数ｆ_ｍａｘとの間の周波数範囲Ｂ内で変調することが特に有益であることが明らかになった。図２では、２分の位相持続時間において、周波数が約９０Ｈｚ〜１２０Ｈｚの範囲内で正弦関数的に変調される。ｆ_ｍｉｎとｆ_ｍａｘとの間の差Δｆは３０Ｈｚである。そのような励振は、特に有益であることが分かっており、また、意外にタンパク質およびポリサッカロースの減少を容易にするように思われる。無論、振動の周波数応答曲線は図２に示される具体的な実施形態に限定されない。位相持続時間は、例えば０．１〜５分の範囲内であってもよく、好ましくは１〜３分の範囲内であってもよい。下限周波数ｆ_ｍｉｎと上限周波数ｆ_ｍａｘとの間の周波数範囲Ｂ（この周波数範囲内で周波数が時間に応じて変化する）は、図３に示される全範囲Ａ内、すなわち、３０〜２２０Ｈｚの範囲内に含まれ得る。ここで、Δｆは１０〜５０Ｈｚとなり得る。

励振は、連続的に行なうことができ、あるいは、間欠的に行なうことができる。

振動プロセス後、製造されるべきビールは、容器２から案内されて抜け出た後、場合により、麦芽汁の生成のための後続の装置へと案内され、その後、麦芽汁を意味する製造されるべきビールが発酵される。

発酵プロセス後、未濾過液Ｕを意味する製造されるべきビールがポンプ８によってフィルタ１内へと圧送される。ここで、製造されるべきビールを意味する未濾過液Ｕは、濾過助剤、例えば珪藻土（珪藻岩）が加えられつつ既知の方法で濾過される。しかしながら、濾過の直前に、すなわち、発酵および貯蔵後またはその最中に、振動プロセスを行なうこともできる。

未濾過液、すなわち、製造されるべきビールを濾過前に振動プロセスに晒すことにより、結果として、本質的な利点が濾過に関して得られる。例えば、濾過液側と未濾過液側との間の圧力ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２は、従来技術の場合ほど大きく増大せず、そのため、より長い濾過時間を意味する更に良好な濾過出力を実現できる。したがって、フィルタはあまり急速に目詰まりせず、そのため、フィルタ洗浄の頻度を減らすことができる。また、珪藻岩、すなわち、濾過助剤をあまり加えないで済む。これは、とりわけ珪藻岩の処理の問題および毒性に関して特に有益である。フィルタカートリッジ１の代わりに例えば膜フィルタなどの異なるマイクロフィルタが使用される場合であっても、濾過助剤の計量付加が必要とされない場合には、膜フィルタがあまり急速に目詰まりしないという利点が得られる。したがって、膜間差圧を本質的に減らすことができる。

図４においては、未濾過液がその製造中に振動プロセスに晒される本発明に係る濾過が、従来のフィルタ方法と比較される。

１つの麦芽束からのビールに関して比較フィルタテストが実行された。発酵タンクは、振動プロセスに晒されなかった標準的な醸造物で満たされた。他の発酵タンクは、醸造ハウスプロセス中に振動されて揺り動かされた醸造物で満たされた。周波数は、図２に関連して更に詳しく説明されたように、２分の位相持続時間内において９０〜１２０Ｈｚの間で正弦関数的に変調した。

濾過のため、Ｓｔｅｉｎｅｃｋｅｒ社の標準的なツインフロー型フィルタカートリッジが使用された。濾過プロセスに対する振動の影響を調べるため、その都度、同一の必要条件がフィルタで与えられた。標準的な醸造のため、および、本発明にしたがって振動プロセスに晒された醸造のために、フィルタには同じ珪藻岩混合物が新たに堆積された。主要な値として、プロセス制御システム１１は、フィルタ出口での濾過液の流量を制御した。用量に合った珪藻岩の量が設定値としてプロセス制御システムに記憶された。また、この量は変えることができる。

図４は、濾過の対応するパラメータを示している。結果は極めて驚くべきものである。振動プロセスを伴う醸造に関して、プロセス制御システム１１は、濾過のほぼ最後まで流れを例えば３３０ｈｌ／ｈの高い体積流量率に維持することができる。振動プロセスを伴わない標準的な醸造の流量は、既に数分後に落ち込み、プロセスの最後まで連続的に減少する。珪藻岩混合物の珪藻岩用量は、振動された本発明に係る醸造では明らかに更に低い。振動プロセスを伴わない標準的な醸造におけるフィルタでの圧力差の増大は本質的に急激であった。ここでは、濾過の最後に２．９ｂａｒの差が記録された。本発明にしたがって振動された醸造を用いると、フィルタでの圧力差はたった１．９ｂａｒであった。

ビールの濾過性は、振動要素３の使用によってかなり向上した。

以下の表には、通常の濾過プロセスおよび本発明に係る濾過プロセスにおける珪藻岩消費量が示されている。

表から分かるように、このテストでは、ほぼ同じ濾過量に関し、本発明に係る方法によって珪藻岩消費量を４３０ｋｇから３５０ｋｇへと減少させることができた。これは、珪藻岩の約２０％の節約に対応する。このことは、濾過液のｈｌ当たりの珪藻岩消費量を１４６g/ｈｌから１１８g/ｈｌへと減少させることができることを意味する。

Claims (11)

1. ビールを濾過するための方法であって、製造されるべきビールが未濾過液（Ｕ）としてフィルタ（１）へと案内される方法において、
   製造されるべきビールが前記フィルタ（１）へと導入される前に、該ビールに対して振動プロセスが施され、
   前記振動プロセス中に、製造されるべきビールが、振動要素（３）により波が機械的に生成される容器（２）内に導入され、
   前記振動要素（３）の振動周波数ｆ（ｔ）が３０〜２２０Ｈｚの範囲内であることを特徴とする方法。
2. 前記振動要素（３）の振動周波数ｆ（ｔ）が下限周波数ｆｍｉｎと上限周波数ｆｍａｘとの間の周波数範囲（Ｂ）内で変調されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 振動周波数ｆ（ｔ）が正弦関数的に変調されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 振動周波数ｆ（ｔ）が、０．１〜５分の範囲内の位相持続時間で変調されることを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
5. 周波数範囲（Ｂ）が３０〜２２０Ｈｚの全周波数範囲（Ａ）内であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 下限周波数が９０Ｈｚであり、上限周波数が１２０Ｈｚであることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 上限周波数と下限周波数との間の差ｆｍａｘ−ｆｍｉｎが１０〜５０Ｈｚであることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 未濾過液がプレコートフィルタ（１）、または、膜フィルタによって濾過されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. ビール浄化のために発酵プロセス後にビールが未濾過液として濾過されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 濾過されていないビールが、醸造ハウスプロセス中、および、発酵プロセス前、または、醸造ハウスプロセス後、振動プロセスを受けることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 製造されるべきビールが、少なくとも２つの振動要素を用いて振動され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方法。

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