JP5246888B2 - 脱気装置および方法 - Google Patents
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Description
例えば、図2に示すように円筒形状の脱気タンク01内に炭酸ガス03をタンク01の下方から供給してタンク01内を炭酸ガスリッチの雰囲気にして、80℃程度に加熱した処理水をタンク01上部から噴射ノズル05によって散水することによって、炭酸ガスが酸素や窒素より水に対する溶解特性が高いことを利用して炭酸ガスが処理水に溶解するとともに酸素やその他品質に悪影響を与える気体を処理水から脱気し、処理水を精製し、タンク01の下部の排水通路07から取出していた。そして、その脱気処理水にさらに炭酸ガスを混入して炭酸水を製造し、ビールや清涼飲料水の製造に用いていた。
低濃度で初めから発酵させて製造する設備に比べて、高濃度発酵の方が設備規模を縮小することができるため安価に製造できる方法として用いられている。
そして、この高濃度麦汁によって醸造されたビールを希釈する炭酸水を製造する手法として前記したように酸素やその他品質に悪影響を与える気体を脱気した脱気水に炭酸ガスを混入して製造された炭酸水が用いられている。
この特許文献1に示されている脱気装置は、図3に示すように、処理水供給管010を流れる処理水に炭酸ガスまたは窒素ガスを微細気泡状態になるように吹き込むガス吹き込み装置012を設け、処理水供給管010からタンク014の上部内に供給された微細気泡を含む処理水を、螺旋状水路013を通って旋回させながらタンク014内下部に向かい流下させるとともに、タンク014内下部に設けた多孔質中空糸状態膜ユニット016を通過させてその間に品質に悪影響を与える空気・酸素気泡および気体と余分な炭酸ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプ018によって吸引して処理水から脱気させ、脱気処理水を排水通路020から排出する構成が示されている。
また、特開2005−224676号公報(特許文献2)には、清涼飲料水ではなく、蒸気タービンから抽出される蒸気を脱気タンク内へスプレーノズルから噴射して脱気する技術が示されている。
さらに、図2に示すシステムにおいては、処理水を80℃程度に加熱する必要があるため、加熱効率を向上して脱気装置システムのランニングコストをできる限り低減する必要がある。
また、特許文献2のように、脱気タンク内へスプレーノズルから噴霧を噴射して脱気する技術についても一般的に知られているが、噴射すべき液体を高温加熱して過熱水を効率よく生成する必要がある。
また、炭酸ガスを使用しないで脱気処理をすることができるため、炭酸ガスの使用を節約でき設備維持コストの低減効果も有する。
また、高温過熱水のフラッシュ水の一部を、エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すため、加熱手段側の蒸気が処理水側に流れて加熱用の蒸気によって処理水が汚染されることもない。
かかる発明によれば、予備熱交換器によって脱気処理後の脱気処理水を用いて処理水を予備加熱することができるとともに、同時に脱気処理水を予冷することができるため、処理水の加熱効率および脱気処理水の冷却効率を向上することができる。
すなわち、高温度であればそれだけ滅菌効果も脱気作用も得られるが、100℃を超える過熱水を生成するには処理水供給手段での加圧能力、加熱手段での加熱能力を高めなければならず、設備の大型化を伴うため、この103〜108℃の範囲が加熱設備の大型化を抑えつつ、脱気タンク内で過熱処理水が処理される数秒の間に滅菌され、且つ脱気が行われるのに適した過熱度の範囲である。
従って、設備の大型化を伴わずに、さらに炭酸ガスを使用せずに、処理水からの脱気処理および滅菌を行なうことができる。
また、100℃以上の過熱水によって脱気処理が行なわれるため、処理水の高温殺菌作用が短時間に発揮され、処理水の滅菌をも確実に行なうことができる。
図1に示すように、処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気装置1は、脱気処理が行なわれる円筒中空形状の脱気タンク3を備え、該脱気タンク3へ加圧処理水を供給する処理水供給手段5を有している。
この処理水供給手段5は図示しない加圧ポンプによって処理水を所定の圧力に昇圧し、開閉制御弁7、8、調圧弁10を介して圧力、流量を調整して予備熱交換器(予備加熱手段)12、および熱交換器(加熱手段)14へ処理水を供給している。
そして、予備熱交換器12で予熱されてから熱交換器14に流入した処理水は、熱交換器14で蒸気供給装置18から供給された蒸気と熱交換して略103℃〜108℃の過熱水に昇温される。
熱交換器14に供給された加熱源としての加圧蒸気は、処理水供給手段5によって供給された処理水と熱交換して処理水を100℃以上の過熱水に加熱する。処理水を加熱した後の蒸気は熱交換器14から排出され、その後凝縮器37へと導かれて凝縮される。
このように、処理水を加熱する蒸気供給路32にエゼクター33を配置して該エゼクター33の吸い込み作用によって、フラッシュした過熱水の一部を吸引して、蒸気供給路32内に戻すようにしたため、フラッシュした過熱水の熱を再利用できるので、熱交換器14の加熱効率が向上する。
また、前記フラッシュした過熱水の熱を再利用できるとともに、高温過熱水のフラッシュ水の一部を、エゼクターによって生じる吸引力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すため、加熱手段側の蒸気が処理水側に流れて加熱用の蒸気によって処理水が汚染されることもない。
そして、この炭酸水は円筒形状の炭酸水貯蔵タンク47の底部に導かれて炭酸水貯蔵タンク47内に貯蔵される。
さらに、この炭酸水貯蔵タンク47には、ブライン循環路39によって循環されるブラインが供給され、ブラインによって冷却されるようになっているため、炭酸水貯蔵タンク47に貯蔵される炭酸水は低温状態に保持されて保存される。
その後、希釈後の完成したビールを図示しない一時的に溜めタンクへビール供給通路60を通って供給する。
また、ビール冷却器57の流入側と流出側との間には、ビール冷却器57用の循環ポンプ65が設けられブラインがビール冷却器57内を循環するようになっている。
また、炭酸ガスは、炭酸ガス供給通路67によって炭酸ガスミキサー45、59に炭酸ガスを供給すると共に炭酸水貯蔵タンク47内にも供給されるようになっている。
また、100℃以上の過熱水によって脱気処理が行なわれるため、処理水の高温殺菌作用が短時間に発揮され、処理水の滅菌も確実に行なうことができる。
従って、ビール製造工程や清涼飲料水の製造に用いられる処理水の脱気装置への適用に際して有益である。
Claims (7)
- ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気装置において、
脱気処理が行なわれる脱気タンクへ加圧処理水を供給する処理水供給手段と、前記処理水を蒸気によって加熱する加熱手段と、該加熱手段によって加熱された100℃以上の過熱水を前記脱気タンク内にフラッシュする噴射ノズルと、前記加熱手段へ蒸気発生装置によって生成された加圧蒸気を加熱源として供給する蒸気供給路と、該蒸気供給路に設置されたエゼクターと、を備え、
前記脱気タンクの上部と前記エゼクターとを連通して、前記噴射ノズルから脱気タンク内に噴出された高温過熱水のフラッシュ水の一部を前記エゼクターによって生じる吸引力によって、前記エゼクターに吸い戻す戻し通路が設けられたことを特徴とする脱気装置。 - 前記加熱手段への処理水流入通路に予備加熱手段が設けられることを特徴とする請求項1記載の脱気装置。
- 前記予備加熱手段では、前記脱気処理後の脱気処理水によって前記加熱手段への処理水が加熱されることを特徴とする請求項2記載の脱気装置。
- 前記処理水が前記加熱手段によって103〜108℃の範囲の過熱水に加熱されることを特徴とする請求項1記載の脱気装置。
- ビール、清涼飲料水の製造に使用される処理水から溶存酸素やその他気体を脱気する脱気方法において、
脱気処理が行なわれる脱気タンクへ供給される処理水を加熱手段によって100℃以上の過熱水とする工程と、
該過熱水を脱気タンク内に噴射ノズルを介してフラッシュすることによって脱気処理を行う工程と、
前記加熱手段へ蒸気発生装置によって生成された加圧蒸気を加熱源として供給する工程と、
前記加圧蒸気を供給する蒸気供給路に設置されたエゼクターと前記脱気タンクの上部とを連通する吸い戻し通路によって、前記フラッシュされた過熱水の一部を前記エゼクターによって生じる吸引力によって、前記エゼクターに吸い戻して、前記加熱手段の加熱源として再利用する工程と、
を備えたことを特徴とする脱気方法。 - 前記加熱手段への処理水流入通路に配置された予備加熱手段によって、前記処理水を予備加熱する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項5記載の脱気方法。
- 前記予備加熱する工程が前記脱気処理後の脱気処理水によって行うことを特徴とする請求項6記載の脱気方法。
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