JPH0650205B2 - 清酒製造工程に適用されるエネルギ効率利用システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は清酒製造工程に適用される冷熱及び電力の効率
利用システムに係り、特に異温度冷却、冷蓄熱、温蓄
熱、複合コージェネレーションシステムを効果的に利用
して清酒製造工程における冷却及び熱負荷を効果的に生
成し得るエネルギ効率利用システムに関する。

「従来の技術」 従来より清酒製造工程は、例えば精白した原料米を浸
漬、蒸し、冷却（放冷）により製造した蒸し米、米麹に
仕込水を加水した後、50〜65℃の高温で糖化し、該糖化
完了後冷却し、次に該糖化液をそのまま或は圧搾濾過し
た後、酒母を添加して発酵を行い、目的とするアルコー
ル度数とエキス分量に達した後又必要に応じてアルコー
ルを添加した後、上槽して火入れを行う事により所望の
清酒が製造出来、これを保冷状態で貯酒し順次瓶詰して
出荷する。尚前記糖化工程と発酵工程は同時並行して行
う場合もある。

従ってかかる清酒製造工程においては、原料米の蒸し工
程、糖化工程、及び火入れ工程等の熱負荷と、原料米の
浸漬、放冷、仕込水タンク、酒母や米麹の保管室、仕込
タンク、貯酒、等の冷却負荷が併存していたが、これら
は同時並行的に前記量負荷を必要とするものではなく、
時間差をもって前記負荷が稼動する構成を採る為に、一
般には夫々独立した熱源と冷却源を用いて前記負荷稼動
を行っていたが故に消費熱エネルギーが極めて大になる
のみならず、その駆動源の放冷及び放熱エネルギーが無
為に消費されていた。

又前記冷却負荷においても、例えば原料米等の放冷や酒
母の保管においては、-5℃或いは０℃前後の冷却負荷
を、又原料米の浸漬、仕込水等においては０℃前後の冷
却負荷を、又圧搾濾過室、粕処理室、米麹の保管室、仕
込タンク、貯酒等においては、+5℃前後、更には空調に
は20℃前後の冷却負荷を必要とし、言い換えれば冷却負
荷温度が一律ではなく、-5℃〜20℃までの巾広い冷却負
荷を必要とする。

これに対しても従来は、これらの冷却負荷に対し-5℃以
下の一のブラインによる冷却源を用いるか、又空調につ
いてのみ＋６〜10℃の冷水もしくはユニットクーラーに
て別途の冷却源を用いて行っていたが、少なくとも前記
清酒製造工程に使用する-5℃〜+5℃までの冷却負荷に対
しては単一の冷却源においてまかなっていた為に、結果
として冷却源を構成する冷却機の蒸発温度も−５℃の冷
却負荷に対応して低く設定させる必要があり、この為逆
に０℃以上の冷却負荷に対しては必要以上に低い蒸発温
度を設定する事になり、熱エネルギ効率及び消費電力の
面で好ましくないのみならず、冷却機動力も必要以上に
大きくしかも大型のものが必要となる為に極めて不経済
である。

而も前記した通り+5℃の冷却負荷は他の-5℃或いは０℃
前後の冷却負荷に比較して大であるが故に、結果として
負荷バランスが基も悪い状態での稼動率が最も多くな
り、熱エネルギ上好ましくない。

而も-5℃或いは０℃前後の冷却負荷と、+5℃の冷却負荷
は併存して利用される場合が多い為に、これを単一の冷
却源を用いて構成する事は熱変動が生じ易い事になり、
結果として清酒の品質に影響する。

又、前記冷却負荷は空調負荷とは外部環境温度と就業状
態との関係上、他の各種製造工程と同様に日中にピーク
が存在するので、必然的に電力消費及び熱消費の面で、
該熱エネルギ容量に合せて冷却機や熱機関の容量を設定
せねばならず、結果としてシステムの大型化と電力消費
等の増大につながる。而も電力消費のピークが日中存在
する事は電力料金の大幅増加にもつながる。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記清酒製造工
程の冷却及び熱負荷の温度的、容量的、及び時間的アン
バランスを効率よく吸収且つ平滑化し、極めて効率的な
エネルギバランスを図るとともに、特に、清酒製造工程
で最も問題となる各工程毎の熱変動をなくし、高品質の
清酒が製造可能なエネルギ効率利用システムを提供する
事を目的とする。

本発明の他の目的とする所は、商業電力の昼夜の平滑化
とともに、更に一歩進めて深夜電力の有効利用を図った
エネルギ効率利用システムを提供する事を目的とする。

「課題を解決する為の手段」 本発明は、かかる技術的課題を達成する為に清酒製造工
程に適用されるエネルギ効率利用システムにおいて、 請求項１）に記載した本発明は、例えば上記３種の冷却
負荷夫々に対応する冷却源を製造する冷却機と、クラッ
チ手段を介して該冷却機に選択的又は併存して駆動力を
付与する駆動源とを備え、前記冷却機とともに駆動源の
排熱を利用する吸収式冷却機により前記略５℃〜10℃前
後の冷却負荷に対応する第１の冷却源を得るとともに、
略０℃前後及び略−２℃〜−７℃前後の各冷却負荷に対
応する第２及び第３の冷却源が潜熱蓄冷手段を介して清
酒製造工程に供給されるように構成した点を特徴とする
ものである。

この場合第１の冷却源は、圧搾濾過室、粕処理室、米麹
の保管室、仕込タンク、貯酒の内、選択された１又は複
数の冷却負荷に使用され、 第２の冷却源は、原料米の浸漬、仕込水の内、選択され
た１又は複数の冷却負荷に使用され、 又第３の冷却源は、原料米等の放冷や酒母の保管の内、
選択された１又は複数の冷却負荷に使用される。

「作用」 かかる発明によれば、潜熱蓄熱が可能な略０℃及び略−
２℃〜−７℃の各冷却負荷に対応する冷却源は潜熱蓄冷
手段を介して清酒製造工程に供給されるように構成した
為に、冷却負荷の製造と利用を時間差をもって言い換え
れば冷却負荷の製造は深夜に又利用を昼間に行う事が出
来、又略５℃〜10℃の冷却負荷に対しても深夜に例えば
顕熱蓄熱を行うとともに、その足りない分を前記一の冷
凍機を駆動しつつその駆動源の排熱を利用する吸収式冷
却機により前記５℃〜10℃の冷却負荷を得んとすれば、
昼間の商業電力の利用を極力少なくしつつ、深夜電力の
有効を図り、商業電力の昼夜の平滑化が可能となる。

又本発明は前記清酒製造工程に使用する各冷却負荷を温
度毎に３つのグループにグループ分けし、夫々のグルー
プ毎に対応する温度の冷却源を構成したために、該冷却
源を構成する冷却機の蒸発温度も必要以上に低くさせる
事がなく、熱エネルギ効率及び消費電力の面で好ましい
のみならず、冷却機動力も適正に設定でき、エコノミー
である。

而も特に+5℃の冷却負荷である圧搾濾過室、粕処理室、
米麹の保管室、仕込タンク、貯酒の各工程は他の-5℃或
いは０℃前後の冷却負荷工程に比較して負荷エネルギー
が大であるが故に、本発明は特にこの工程について前記
冷却機とともに駆動源の排熱を利用した吸収式冷却機に
よりダブルで所定温度の冷凍源を得るように構成したた
めに、その実益効果は極めて高い。

而も前記駆動源は複数の冷却機群を駆動するための駆動
機の排熱を利用する構造の為に、言換えれば複数の冷却
機群の排エネルギーを集中して最も冷熱容量の大きい第
１の冷却源に集中供給する構造の為に、負荷バランス上
からも好ましい。且つ排熱利用の為に、熱エネルギ上も
好ましい。

更に一歩進めて請求項３）に記載したように前記駆動源
を構成する内燃機の出力軸側に発電機を取付け、該発電
機とその出口側に設けた前記複数の冷却機をクラッチ手
段を介して連結し、主として深夜の蓄冷の為の冷却機稼
動時には内燃機の駆動力を冷却機に伝達して所定の冷却
負荷を製造蓄熱するとともに、昼間の冷却機非稼動時に
は前記クラッチ手段により発電機と冷却機を切り離し内
燃機の駆動力を発電機等にのみ伝達するようにする事に
より、該発電により昼間の電力料金の高い商業電力の利
用を極力節減するとともに、その排熱を利用して前記吸
収冷凍器を駆動させる事により、深夜電力の一層積極的
な有効利用とともに商業消費電力の大幅節減に役立ち、
更に昼夜連続して駆動源及び発電機が常に定常回転して
いる為に、発電、送電、モーター動作に伴うエネルギー
ロスを回避し、エネルギー有効利用効率が高まる。

又元に戻り請求項１）に記載した発明においては、複数
の冷却機を設けるもクラッチ手段を介して前記夫々の冷
却機に選択的に又は併存して駆動力を付与可能に構成し
た為に、清酒製造工程側のバッチ的な冷却負担にも又定
常的な冷却負担にも、更には複数の冷却負担が併存して
存在するいずれの場合においても対処する事が出来、而
も前記複数の冷凍機は各冷却負荷に対応させ、各々の最
低要求に見合う蒸発温度で冷却機を運転する事が出来る
為に、冷却機の運転動力が大幅に低減出来、これにより
熱エネルギ効率の向上及び消費電力の低減とともにシス
テムとしての小型化が達成される。

又本発明は+5℃の冷却負荷を、昼間は顕熱蓄冷槽ととも
に前記駆動源の排熱を利用する吸収式冷却機の冷却源を
+5℃の冷却負荷にのみ供給するように構成し、又夜間は
前記駆動源より直接冷却機を駆動させて顕熱蓄冷槽に蓄
冷させながら+5℃の冷却負荷を得る為に、圧搾濾過室、
粕処理室、米麹の保管室、仕込タンク、貯酒等の定常的
に+5℃の冷却負荷が必要な清酒製造システムを円滑に稼
動させる事が出来る。

更に-5℃と０℃前後の冷却負荷は冷却機より直接清酒製
造工程側に供給する事なく、夜間に蓄冷した潜熱蓄冷手
段を介して時間差をもって供給するようにした為に熱変
動が生じる事なく冷却負荷温度が一定化するとともに、
冷却負荷の平準化を行う事が出来、結果として一定温度
の冷却負荷を円滑に供給出来る為に清酒の品質に悪影響
をおよぼす事がない。

尚、第一乃至第三の冷却源を得るための蒸発部が夫々冷
却源に対応して個別に存在すれば、蒸発温度が近似する
側の２つの冷却源よりの冷媒を圧縮する冷却機は共用化
させることも可能であり、この場合冷却機は第一の冷却
源用の冷却機と第二及び第三の冷却源用の冷却機の２つ
にすることも可能である。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図面は、本発明の実施例に係る清酒製造工程に組込まれ
たエネルギ利用システムの概念図である。図面において
５は駆動源として機能する内燃機でその出力軸側にクラ
ッチ15を介して誘導電動機として機能する発電機４、又
発電機４の出力軸側に３つの冷凍機1,2,3が並列に、平
行ギア19（直交ギアでもよい）とクラッチ16,17,18を介
して連結されている。

前記各々の冷凍機1,2,3は後記するように夫々の清酒製
造工程の冷却負荷温度に対応する蒸発温度によって分け
られており、又図中21〜23は膨張弁、24〜27はポンプ、
13、14、28は各冷却器に共通して利用される、凝縮器、受
液器、クーリングタワーで、夫々所定の冷凍サイクルを
構成する。

即ち、第１の冷凍機１はその蒸発器９の蒸発温度を０〜
２℃に設定し、例えば夜間時に該冷凍機１により圧縮さ
れた高圧冷媒ガスは、クーリングタワー２８よりの冷熱
を吸熱して凝縮器１３で凝縮され、受液器１４及び膨張
弁２１を介して０〜２℃の蒸発温度を有する冷媒ガスが
蒸発器９に導かれ、ここでポンプ２７により冷水槽１０
より導かれた冷水と熱交換し、略５℃前後の冷水を冷水
槽10に貯えるように構成する。

そして昼間時に冷水槽10に貯えられた略５℃前後の冷水
を利用して圧搾濾過室、粕処理室、米麹の保管室、仕込
タンク、貯酒等の温度の比較的高い清酒製造工程に利用
されるわけであるが、前記冷水槽10は顕熱利用であるた
めに、前記５℃前後冷熱を利用する製造工程の利用熱量
は大きく、而も冷水槽10は顕熱蓄熱であるために、冷水
槽10を無用に大きくしなければ十分なる熱量は得られな
い。

そこで本実施例は内燃機５からの排熱を利用して該排熱
は昼間は吸収式冷凍器８の駆動源として使用され、５℃
の冷水を連続的に前記冷水槽１０に供給するよう構成す
る。

即ち内燃機５からの排熱は排熱回収熱交換器６により回
収され、夜間は火入れ殺菌用の温水85℃として温水槽７
に蓄熱され、昼間は吸収式冷凍器８の駆動源として使用
され、５℃の冷水を連続的に冷水槽１０に供給し、前記
製造工程に供される。

これにより排熱はの昼夜連続しての利用が可能となり、
効率的である。

第２の冷凍機２は、その蒸発器として機能する氷蓄熱槽
１１の蒸発温度を-2〜-5℃に設定し、例えば夜間時に該
冷凍機２により圧縮された高圧冷媒ガスは、クーリング
タワー２８よりの冷熱を吸熱して凝縮器１３で凝縮さ
れ、受液器１４及び膨張弁２２を介して-2〜-5℃の蒸発
温度を有する冷媒ガスが氷蓄熱槽１１に導かれ、該氷蓄
熱槽１１の冷水と熱交換し、略０℃の潜熱蓄熱を行なう
ように構成する。

そして昼間時に氷蓄熱槽１１に貯えられた略０℃の潜熱
を利用して原料米の浸漬、仕込水等の温度が一定な冷水
を必要とする清酒製造工程に利用される 第３の冷凍機３は、その蒸発器として機能するブライン
蓄熱槽１２の蒸発温度を-7〜-10℃前後に設定し、例え
ば夜間時に該冷凍機３により圧縮された高圧冷媒ガス
は、クーリングタワー２８よりの冷熱を吸熱して凝縮器
１３で凝縮され、受液器１４及び膨張弁２３を介して-7
〜-10℃前後の蒸発温度を有する冷媒ガスがブライン蓄
熱槽１２に導かれ、該蓄熱槽１２のブラインと熱交換
し、略-7〜-10℃前後の潜熱蓄熱を行なうように構成す
る。

従って前記蓄熱槽１２のブラインの凍結温度は-7〜-10
℃前後に設定する。

そして昼間時にブライン蓄熱槽１２に貯えられた略-7〜
-10℃の潜熱を利用して原料米等の放冷や酒母の保管等
の０℃以下の冷却ブラインを温度が一定な前記製造工程
に利用される 次に本システムの運転パターンを昼夜に分けて説明す
る。

夜間においては、前記内燃機５を駆動させるとともに、
その排熱を利用して温水槽に85℃程度の温水を蓄熱す
る。

一方その軸動力はクラッチ15、誘導発電機４、平行ギア
19、クラッチ16〜18を介して冷凍機1,2,3を駆動する。

この時に、軸出力の余剰が生じればその分は発電され、
不足が生じていれば、受電され冷凍機1,2,3の駆動電力
として消費される。前者の場合誘導発電機４は発電機と
なり、後者の場合モーターとなる。

昼間においては、クラッチ16〜18は全て切り離され冷凍
機1,2,3は原則的には稼動しない。

発電機４は冷凍機1,2,3の負荷運転をおこなわない為、
内燃機５からの軸出力を全て発電する事となる。これに
より昼間の商業電力を節減するとともに、この時内燃機
５の排熱は、吸収式冷凍機８を駆動する事に使用され、
ポンプ２１により循環する冷水槽１０内の冷水と熱交換
し、５℃の冷水を連続的に冷水槽１０に供給する。

「発明の効果」 以上、記載した如く本発明によれば、前記清酒製造工程
の冷却及び熱負荷の温度的、容量的、及び時間的アンバ
ランスを効率よく吸収且つ平滑化し、極めて効率的なエ
ネルギバランスを図るとともに、特に、清酒製造工程で
最も問題となる各工程毎の熱変動をなくし、高品質の清
酒が製造可能なエネルギ効率利用システムを提供する事
が出来る。

又本発明によれば、特にコジェネーションシステムと併
用する事により商業電力の昼夜の平滑化とともに、更に
一歩進めて深夜電力の有効利用を図る事が出来る。

特に本発明は清酒の清酒製造工程に使用する-5〜+5℃ま
での冷却負荷を効率的に分割し、例え蓄熱槽を設けて温
度の安定化を図る場合でも、食品衛生上顕熱利用の蓄熱
しか出来ない５℃〜10℃前後の冷凍負荷については、冷
却機による蓄熱と共に、圧縮機の駆動源の排熱を有効に
利用して吸収式冷却機により５℃〜10℃前後の冷熱源を
併せて生成し、特にこの５℃〜10℃前後の冷却負荷が極
めて大きい清酒製造工程に安定して冷熱源を供給する事
が可能となる。

又０℃〜−５℃の負荷についてはこれを２つに分割し、
０℃の一定した温度の冷清水が直接必要な原料米の浸
漬、仕込水等の製造工程については該冷清水が直接潜熱
蓄熱可能にその蓄熱温度を０°℃に限定した潜熱蓄熱源
として、 又原料米等の放冷や酒母の保管等についても略−２℃〜
−７℃前後の潜熱蓄熱槽を用意したため効率的な冷却が
行なわれる。

而も原料米等の放冷や酒母の保管は単なる冷却負荷で足
りる場合は、冷清水を用いなくてもブラインを用いる事
が可能である。

更に本発明は前記複数の冷凍機は各冷却負荷に対応させ
て、各々の最低要求に見合う蒸発温度で冷却機を運転す
る事が出来る。

又本発明は複数の冷却機を設けるもクラッチ手段を介し
て前記夫々の冷却機に選択的に又は併存して駆動力を付
与可能に構成した為に、清酒製造工程側のバッチ的な冷
却負担にも又定常的な冷却負荷にも、更には複数の冷却
負担が併存して存在するいずれの場合においても対処す
る事が出来、流れ作業でない職人的な工程を必要とする
清酒製造工程に極めて有効である。

等の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例に係わる清酒工程における冷却
方式とその蓄冷熱及び発電システムの概念図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 5/02 ５３０ Ａ 8919−3Ｌ 27/00 Ａ 8919−3Ｌ (72)発明者 平松 順一 京都府宇治市木幡檜尾28―13 (72)発明者 羽生田 嘉雄 埼玉県蕨市中央６―６―４ (72)発明者 松田 潤二 千葉県習志野市藤崎２―６―２―303 (72)発明者 坂下 茂 東京都練馬区高松３―18―10 (72)発明者 若林 正浩 東京都足立区千住桜木２―５―５ ローズ ハイツ千住桜木708号 (56)参考文献 特開 昭59−82080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−117761（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−68763（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−180347（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧搾濾過室、粕処理室、米麹の保管室、仕
   込タンク、貯酒の内、選択された１又は複数の冷却負荷
   に対する５℃〜10℃前後の第１の冷却源と、 原料米の浸漬、仕込水の内、選択された１又は複数の冷
   却負荷に対する略０℃前後の第２の冷却源と、 原料米等の放冷や酒母の保管の内、選択された１又は複
   数の冷却負荷に対する略−２℃〜−７℃前後の第３の冷
   却源とを具えた、清酒製造工程に適用されるエネルギ効
   率利用システムにおいて、 前記夫々の冷却源を製造する複数の冷却機と、クラッチ
   手段を介して前記夫々の冷却機に駆動力を付与する駆動
   源とを備え、 前記冷却機による冷却源の製造とともに前記駆動源の排
   熱を利用する吸収式冷却機により前記第一の冷却源を得
   るとともに、 他の第２及び第３の冷却源が潜熱蓄冷手段を介して清酒
   製造工程に供給されるように構成した事を特徴とする、
   清酒製造工程に適用されるエネルギ効率利用システム
2. 【請求項２】夜間は前記駆動源から排出される排熱を利
   用して昼間の清酒製造工程における火入れ殺菌、及び糖
   化工程の内、選択された１又は複数の熱負荷に供する熱
   エネルギーの蓄熱を温水として蓄え、 昼間は前記駆動源から排出する排熱を利用して吸収式冷
   却機を駆動し前記第１の冷却源を得る事を特徴とする請
   求項１）記載のエネルギ効率利用システム
3. 【請求項３】前記駆動源を構成する内燃機の出力軸側に
   発電機を取付けるとともに、該発電機とその出口側に設
   けた前記複数の冷却機をクラッチ手段を介して連結し、
   冷却機稼動時には内燃機の駆動力を冷却機に、冷却機非
   稼動時には前記クラッチ手段により発電機と冷却機を切
   り離し内燃機の駆動力を発電機にのみ伝達するように構
   成した事を特徴とする請求項１）記載のエネルギ効率利
   用システム