KR102361951B1

KR102361951B1 - 2개의 베셀 컴팩트 맥주 양조 시스템

Info

Publication number: KR102361951B1
Application number: KR1020187029102A
Authority: KR
Inventors: 줄리안 베이지 샌더스
Original assignee: 스파크 아이피 홀딩스 피티와이 엘티디
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2022-02-10
Also published as: BR112018068111A2; JP2019507605A; US10907121B2; CN108699496A; JP6856660B2; AU2016397057A2; EP3426762A4; EP3426762B1; NZ745030A; EP3426762B8; MX2018010715A; EP3426762A1; KR20180114241A; WO2017153818A1; WO2017153818A9; AU2016397057B2; US20190055503A1; PH12018501825A1; AU2016397057A1

Abstract

본 발명은 2개의 베셀 컴팩트 맥주 양조 시스템(1)에 관한 것으로서, 이러한 시스템(1)은 매싱, 라우터링, 및 보일링 양조 단계들을 수행하도록 구성된 베셀(2, 3)을 가지고, 이러한 단계들은 퍼브 양조와 같은 소규모의 수제 양조 회사에서 특히 적용 가능하다. 양조 및 서빙에 수반된 모든 중요한 양조 프로세스 양태들을 제어하고 개선하기 위해 손쉽게, 정밀하게 그리고 반복 가능하게 사용될 수 있는 작고 비용면에서 효율적인 양조 시스템을 제공하기 위해, 이러한 시스템은 매싱 단계와 보일링 단계를 수행하도록 구성된 내부 통(28)을 가지는 하부 베셀(2), 상기 통(28)과 액체가 통하도록 하부 베셀(2) 위에 있고, 라우터링 단계를 수행하도록 구성된 상부 베셀(3), 및 상기 통(28)으로부터 상기 상부 베셀(3)로 액체를 이동시키기 위한 펌프(51)를 포함한다. 바람직하게는 적어도 하부 통(28) 및/또는 상부 베셀(3)은 실질적으로 원통 모양을 하고 있고, 상부 베셀(3)의 직경은 하부 통(28)의 직경보다 작으며, 상부 베셀(3)은 하부 통(28) 위에서 중심이 벗어나게 놓여 있다.

Description

2개의 베셀 컴팩트 맥주 양조 시스템

본 발명은 2개의 베셀 컴팩트(vessel compact) 맥주 양조 시스템에 관한 것으로, 이러한 시스템은 적용 가능한 매싱(mashing) 단계(stage), 라우터링(lautering) 단계, 및 보일링(boiling) 양조 단계들을 수행하기 위해 구성된 베셀들을 가지고, 또한 본 발명은 특히 소규모의 상용 수제(craft) 맥주 양조 및 퍼브(pub) 양조에 관한 것이다.

양조는 문명만큼이나 오래된 기술로서, 물과 탄소화물 공급원(source)으로부터 알코올 음료를 생산하는 것을 수반한다. 최근의 과학적 및 기술적 발전은 순차적인 양조 공정 단계들의 이해 및 제어를 허용하였다. 이들은 반복 가능하고 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 유기 화학과 수반된 미생물학에 영향을 미치기 위해 열역학을 통해 제어되는 시간 및 온도의 특정 조건하에서 수행될 수 있다.

일반적으로, 제1 양조 단계는 보리 또는 소맥과 같이 발아된(malted) 또는 발아되지 않은 곡물(grain)들을 가루로 만들고, 그 다음 그것들을 뜨거운 물에서 매싱이라고 알려진 제어된 담그기(steeping) 공정에서 선택적인(optional) 부속 탄수화물 보충물과 혼합하여, 효소가 맥아에 있는 녹말이 당으로 전환하는 것을 가능하게 하는 것을 수반한다. 제2 단계 동안에, 매시(mash)로부터의 액체인 맥즙(wort)이 곡물로부터 빼내지고, 곡물 층(grain bed)을 씻어내고 추가 당들을 회수하기 위해, 추가적인 뜨거운 물을 위에서 끼얹는 것에 의해 곡물 층에 뿌려진다. 제3 단계 동안에는, 달콤한 맥즙이 끓여지고, 호프(hop)들이 추가되어 맥아의 단맛과 쓴맛의 균형을 맞추며, 향기와 풍미를 제공한다. 그 후 끓여진 맥즙은 냉각과 산소 공급을 행하기 전에 추가 호핑(hopping)을 위해 소용돌이가 일으켜지고, 그런 다음 발효 공정을 시작하기 위해 효모 주입이 이루어지는데, 이는 맥주가 차게 되고(chilled), 탄화되며, 유통을 위해 포장되거나 현장에서 직접 신선하게 서빙(serving)도록 생성하는 공정이다.

보통, 상업적인 맥주공장이 맥주를 포장하고 유통시키며, 맥주 공장 설계(design)는 제품 단위 비용(unit cost)을 최소화하도록 최적화된다. 그러한 맥주 공장은 숙련된 맥주 양조 기술자와, 고가이고 큰 규모를 갖는 설비를 요구한다. 최신식 수제 맥주 공장은 규모가 더 작고 맥주 풍미의 범위를 확장하고 풍부하게 하려고 애쓴다. 이는 양조 공정들에 대한 기계 설계 및 열역학적 제어를 개선함으로써 촉진될 수 있다.

예를 들면, 특허 출원 US8,993,273B1은 발효성 당으로 곡물을 매시하기 위한 2개의 베셀 양조 시스템을 개시하고, 이러한 시스템은 매시 발효통인 제1 베셀과 끓임 솥인 제2 베셀을 포함하며, 상기 끓임 솥은 열린 상부, 닫힌 하부(bottom), 및 상기 끓임 솥의 열린 상부와 물리적으로 접촉하는 관계에 있게 놓인 뚜껑을 가지고, 상기 매시 발효통은 닫힌 하부와 필터 시스템을 가지며, 매시 발효통의 닫힌 하부는 끓임 솥의 상기 뚜껑과 물리적으로 접촉하는 관계에 있고, 상기 끓임 솥 내로 매시 발효통의 닫힌 하부 부근의 상기 매시 발효통으로부터 통해 있는 드레인 라인(drain line)이 존재하며, 상기 드레인 라인에는 흐름 제어 메커니즘(mechanism)이 위치하고, 열을 상기 끓임 솥으로 옮기는 가열 유닛이 존재한다.

특허 출원 US2014/0017354A1은 맥주를 양조하기 위한 시스템을 개시하고, 이러한 시스템은 베이스(base), 상기 베이스 상에 있는 끓임 솥, 상기 끓임 솥과 통해 있고 상기 끓임 솥에 담긴 액체를 선택적으로 가열하도록 되어 있는 제1 가열 요소, 상기 베이스 상에 있고 내부에 하나 이상의 고체 또는 액체 상태의 물질을 받도록 되어 있는 매시 발효통, 베이스 내에 적어도 부분적으로 있고 끓임 솥과 매시 발효통에 연결되어 있으며, 액체를 끓임 솥과 매시 발효통 내로, 끓임 솥과 매시 발효통으로부터 그리고 끓임 솥과 매시 발효통 중에서 선택적으로 통과시키도록 작동 가능한 펌핑(pumping) 시스템, 및 베이스 내에 적어도 부분적으로 위치하고 제1 가열 요소와 펌핑 시스템을 선택적으로 제어하도록 되어 있는 제어 시스템을 포함한다. 이러한 베이스는 바람직하게는 주방 조리대의 면적보다 작은 면적을 차지하도록 크기가 정해진다.

간결하고, 자동화된 전체 곡물(all-grain) 맥주 양조 설비가 또한 특허 공보 US9,228,163B1에 개시되어 있고, 특허 공보인 US6,032,571A는 자동화된 제어하에 있는 단일 베셀에서 가정에서 맥주를 양조하기 위한 자동화된 기계를 개시한다.

본 발명의 목적은 모든 중요한 양조 프로세스 양태들을 제어하고 개선하기 위해 쉽게, 정밀하게, 그리고 반복 가능하게 사용될 수 있는, 간결하고 비용면에서 효율적인 양조 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 장소에서 양조, 발효, 및 차려 내는 것의 통합된 제어를 제공하는 간결하고 비용면에서 효율적인 양조 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 목적과 다른 목적들을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 2개의 베셀 맥주 양조 시스템은 매싱 단계와 끓임 단계를 수행하기 위해 구성된 내부 발효통을 가지는 하부 베셀, 하부 베셀 위에 있고, 상기 발효통과 액체가 통하여 라우터링 단계를 수행하도록 구성된 상부 베셀, 및 상기 발효통으로부터 상기 상부 베셀까지 액체을 이동시키기 위한 펌프를 포함한다.

이는 간결한 구성을 제공하고 공간을 최소화하며, 시스템의 펌프 개수 요구 조건을 최소화한다.

본 명세서의 상황에서 사용된 것처럼, "양조 단계(brewing stage)"는 프로세스 액체(process fluid)가 다른 베셀로 옮겨지거나 양조 시스템으로부터 옮겨지기 전 또는 후에 주어진 베셀에서 발생하는 모든 프로세스들을 가리킨다. 그러므로, "양조 단계"들 각각은 동일한 베셀 내에서 순차적으로 발생하는 다수의 "프로세스"를 수반할 수 있다.

바람직하게는 적어도 하부 발효통(tun) 및/또는 상부 베셀은 실질적으로 원통 모양을 하고 있고, 상부 베셀의 직경은 하부 발효통의 직경보다 작으며, 상부 베셀은 하부 발효통 위에 중심이 벗어나게 놓여 있다.

이는 하부 베셀의 상부로의 손쉬운 접근을 제공하고, 상부 베셀의 측면으로의 손쉬운 접근을 제공하며, 베셀들의 원통 모양은 온도 균질성, 효과적인 CIP(clean-in-place) 자동화된 세척을 위한 이상적인 모양, 그리고 가장 낮은 제작 비용을 위해 소용돌이 생성을 위한 회전 대칭성을 제공한다.

바람직하게, 상기 하부 베셀은 그것의 내부 발효통으로의 접근을 제공하고 상부 베셀에 의해 제한되지 않게 존재하는 상부 개구를 포함한다.

그러한 상부 개구는 양조자가 특히 매싱 단계 동안에 양조용 엿기름을 휘젓고 홉(hop)을 끓이기 것에 편리하게 접근하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게, 상기 상부 베셀에는 뿌리는 동안에 곡물을 편리하게 보유하는 덧바닥(false bottom)이 제공된다.

바람직하게, 상기 상부 베셀은 측면 구멍(side orifice)을 포함한다.

이러한 측면 구멍은 임의의 티핑(tipping) 능력을 필요로 하지 않고 상부 베셀로부터 소비된 곡물을 편리하게 비우는 것을 가능하게 한다.

바람직하게 상기 측면 구멍은 양 베셀의 둘레에 걸쳐 연장하고, 사람의 팔들 높이에 바람직하게 위치한다.

바람직하게, 상기 측면 구멍은 상부 베셀의 상기 덧바닥과 함께 일렬로 세워져 있다.

그러한 측면 구멍은 또한 상부 베셀로의 접근을 용이하게 하고, 양조자가 용기 내로 소비된 곡물을 편리하게, 깨끗하게, 그리고 인체 공학적으로 긁어 모으는 것을 허용하기 위한 높이 및 위치를 제공한다.

바람직하게, 상기 하부 베셀은 상기 하부 발효통 둘레에서 적어도 부분적으로 배치된 가열 재킷(heating jacket)을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 가열 재킷은 적어도 하나의 전기 가열 요소에 의해 동력이 공급되는 액체 가열 재킷, 바람직하게는 오일(oil) 가열 재킷이다.

그러한 가열 재킷은 열 교환 매체로서 증기, 증기와 물, 오일 또는 임의의 다른 액체를 사용할 수 있고, 하부 발효통의 내용물의 균일한 가열을 가능하게 한다.

바람직하게, 상기 하부 베셀은 내부 액체 열 교환기를, 바람직하게는 가열 재킷 둘레에 나선형으로 배치된 물 파이프의 형태로 더 포함한다.

이러한 내부 나선형 열 교환기는 임의의 추가적인 뜨거운 알코올 음료 발효통 또는 별도의 뜨거운 물 가열기에 관한 필요성을 없애고, 뿌리고 세척하기 위한 뜨거운 물이 가열 재킷을 통과하는 동안에 그것을 가열함으로써 통제된 방식으로 얻어질 수 있다.

바람직하게, 하부 발효통에는 접선방향의 유입구가 제공된다.

이는 필요시 하부 베셀에서의 소용돌이 생성을 가능하게 한다.

바람직하게, 이러한 시스템은 베셀들 외부의 액체 열 교환기를 더 포함한다.

이러한 열 교환기는 재순환하는 액체에 열을 추가하거나 그러한 재순환하는 액체로부터 열을 제거하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게, 상기 상부 베셀의 베이스에는 적어도 하나의 분무 헤드(spray head)가 더 제공된다.

분무 헤드들은 제자리에 있는 덧바닥을 가지고 세척하는 것을 허용하고 또한 고정된(stuck) 매시의 경우에 곡물 층의 들어올림을 위해 덧바닥 아래의 상부 베셀 안쪽의 언더렛 공간(underlet plenum)으로의 흐름을 제공한다.

잠재적으로, 본 발명의 시스템은 본 명세서에서 설명된 양조 시스템의 통상적인 실시예들에 관해 반드시 필요한 것은 아닌 제2 펌프를 포함하고, 이러한 제2 펌프는 매우 두꺼운 매시들의 옮김을 촉진하기 위해 최적화된, 양의 변위(displacement) 설계가 이루어지게 함으로써 제1 펌프를 보완할 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 양조 시스템에는 하나의 제어 유닛과 다수의 센서를 포함하고, 이러한 시스템의 시스템 밸브들, 펌프들, 그리고 다른 보조 설비 및 성분들에 제어 신호들을 제공하는 컴퓨터로 작동되는 제어 시스템이 더 제공된다.

본 발명의 이들 특징과 다른 특징은, 아래에서 전형적인 실시예에서, 그리고 첨부된 도면과 관련하여 제공될 것이다.
도 1은 베셀 해치(hatch)가 열려 있는 양조 시스템의 일 실시예의 개략적인 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 양조 시스템의 개략적인 수직 측면도.
도 3은 베셀 해치가 닫혀 있는 도 1 및 도 2에 도시된 양조 시스템의 개략적인 상면도.
도 4는 도 1에 도시된 평면(A-A)을 따라 도시된 양조 시스템의 하부 베셀의 개략적인 단면 상면도.
도 5는 도 3에 도시된 평면인 B-B(하부 베셀) 및 C-C(상부 베셀)를 따라 도시된 양조 시스템의 베셀들의 개략적인 단부 측면도.
도 6은 도 1에 도시된 평면(D-D)을 따라 도시된 양조 시스템의 상부 베셀의 개략적인 단부 상면도.
도 7은 도 1에 도시된 양조 시스템의 실시예의 다양한 성분들 사이의 연결을 예시하는 개략적인 파이프 및 기구도(instrument diagram).

양조 시스템(1)의 예시된 실시예는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 원통형 베셀(2)과 그러한 하부 원통형 베셀(2) 위에 중심을 벗어나게 쌓여 올려진 상부 원통형 베셀(3)을 포함한다. 하부 베셀(2)은 시스템(1)의 위치를 안정화시키고 발로 작동되는 브레이크(241)가 제공된 휠(24)들 상에서 지지된다. 손잡이(23)와 함께 휠(24)은 또한 필요성이 생기게 되는, 시스템(1)의 편리한 이동을 허용한다.

하부 베셀(2)은 양조 프로세스의 매싱 단계와 끓임 단계를 수행하도록 구성되고, 상부 베셀(3)은 메싱 단계와 끓임 단계 사이에서 발생하는 라우터링 단계를 수행하도록 구성된다. 베셀(2)과 베셀(3)은, 제공되는 보조 설비와 성분들과 함께 나중에 설명되는 방식으로 서로 액체가 통하게 되어 있다.

하부 베셀(2)에는 손잡이(211)가 있는 뚜껑(21)의 형태를 갖는 상부 개구가 제공되고, 이러한 하부 베셀(2)은 그것의 상부 커버(22) 위의 힌지(hinge)(212) 상에서 선회 가능하게 배치된다. 상부 베셀(3)에는 또한 그것의 상부 커버(32) 위의 힌지(312) 상에서 선회 가능하게 배치된 손잡이(311)가 있는 비슷한 해치(31)가 제공된다.

베셀(2)과 베셀(3)의 중심을 벗어난(편심의) 스태킹(stacking)은 시스템(1)의 컴팩트 구성을 제공하고, 시스템의 공간 요구 조건을 최소화하며, 특히 매시 뒤섞음과 끓임 호핑(boil hopping)을 위해 요구될 수 있는 힌지된 뚜껑(21)을 통해 하부 베셀(2) 안쪽으로의 손쉬운 접근을 가능하게 한다. 또한 베셀(2)과 베셀(3)이 하나 위에 다른 하나를 겹쳐서 배치된다는 사실은 그것들 사이의 곡물의 라우터링을 허용하고, 이러한 프로세스 동안에 곡물로부터 맥즙을 빨아들이기 위한 제2 펌프에 관한 임의의 필요성을 제거한다.

상부 베셀(3)의 측면 벽에는 또한 나사(333)가 있는 레버(332)에 의해 지지된 커버(331)에 의해 양조하는 동안 밀봉된 측면 구멍(33)이 제공된다. 도 2와 도 3에 도시된 것처럼, 측면 구멍(33)은 베셀(2) 및 베셀(3) 모두의 둘레 위에서 연장하고, 상부 베셀(3)의 안쪽으로의 양조자의 인체 공학적 접근을 주는 높이에 놓인다. 측면 구멍(33)(도 5 참조)의 바닥 벽이 상부 베셀(3)의 덧바닥과 일렬로 세워지기 때문에, 양조자는 커버(331)를 제거한 후 베셀(3) 안쪽으로부터 임의의 곡물을 손쉽게 긁어낼 수 있다. 이를 위해, 측면 구멍(33)에는 측면 구멍(33)의 바닥 가장자리로부터 아래쪽으로 돌출하는 추가적인 활강로(chute)(미도시)가 또한 제공될 수 있다.

이제 도 4와 도 5를 참조하면, 하부 베셀(2)은 이 실시예에서 약 450리터의 부피를 가지는 베셀 또는 통(28)을 포함한다. 또 다른 실시예에서는, 그 부피가 600, 750리터 또는 그 이상일 수 있다.

통(28)은 이 실시예에서는 가열된 오일로 동력이 공급되고 하우징(251)이 제공되는 가열 재킷(25)에 의해 둘러싸인다. 재킷(25)은 오일 유입구(252)를 통해 오일로 채워질 수 있고, 여분의 오일은 수동으로 작동된 밸브(253)에 의해 닫힌 오일 오버플로우(overflow) 유출구(255)를 통해 버려질 수 있다. 가열 재킷(25)의 온도는 각각 대략 20KW의 파워 출력을 가지는 2개의 전기 가열 요소(254)에 의해 제어되고 유지되며, 이러한 전기 가열 요소(254)는 가열 재킷(25)의 용적(volume) 안쪽에서 방사상으로 배치된다. 분명히, 가열 요소(254)는 도시된 것보다 높게 배치될 수 있고, 내부 통(28)의 용적 안쪽으로 더 연장한다.

하부 베셀(2)에는 또한 나선형의 관 모양 물 파이프(26)가 제공되고, 이러한 물 파이프(26)는 가열 재킷(25) 하우징(251)의 둘레 위에 배치된다. 파이프(26)에는 유입구(261)를 통해 물이 공급될 수 있고, 나중에 설명되는 것처럼 뿌리기 위해 유출구(262)를 통해 상부 베셀(3)로 공급될 수 있는 물을 가열하기 위한 내부 액체 열 교환기로서 작용할 수 있다. 물 파이프(26)와 함께 가열 재킷(25)은 절연물(29)에 의해 둘러싸이고, 통(28)을 포함하는 하부 베셀(2)의 모든 성분들은 외부 스틸 쉘(steel shell)(27)에서 용기에 담겨 있다.

하부 베셀(2)의 통(28)은, 소용돌이 후 형성하는 호프 물질과 가운데에 가라앉은 단백질의 더미(pile)로부터 떨어져 발효조(fermenter)로 맑은(bright) 홉으로 풍미를 낸 맥즙을 옮기기 위해 중앙 드레인(drain)(282)과 주변 드레인(283)이 있는 원뿔 모양의 베이스(281)를 가진다.

통(28)에는 또한 프로세스가 자동화될 수 있는 통(28)의 CIP 재순환 세척을 허용하는 하부 베셀(2)의 상부 커버(22)를 통해 도입된 스피닝(spinning) 스프레이 볼(284)이 제공된다.

통(28)에는 또한 양조 중에 하부 베셀(2)에 증기가 다시 들어가는 것을 방지하기 위해, 양조장으로부터 떨어져 구멍이 내어진 추출 관(extract flue)과 결합될 수 있는 증기 유출구(285)가 제공된다. 대안적으로, 그러한 유출구(285)는 배출하기 위해 증기를 파이프를 통해 나르는 증기 농축기(vapour condenser)와 결합될 수 있다.

통(28)에 뜨거운 물로 완전히 혼합된 양조용 엿기름을 공급하기 위해, 하부 베셀(2)의 상부 커버(22)에 장착된 양조용 엿기름 수화기(hydrator)(286)가 제공된다. 양조용 엿기름 수화기(286)는 양조용 엿기름이 통(28)으로 편리하게 부어질 수 있는 상부에서 깔때기를 포함한다. 양조용 엿기름을 신속하고 완전히 수화시켜 매시를 형성하기 위해 얇은 시트(sheet) 내로 들어오는 뜨거운 물의 방향을 바꾸는 물 파이프에 의해 수화기가 공급된다.

통(28)과 가열 재킷(25)에는 또한 온도 감지기 보호판(thermowell)(46, 45)에 배치된 (도시되지 않은) 온도 센서들이 제공된다. 온도 감지기 보호판(46)에 배치된 센서들은 하부 통(28)에서의 액체의 온도들을 측정하도록 구성되고, 온도 감지기 보호판(45)에 배치된 센서는 가열 재킷(25)의 온도를 측정하도록 구성된다.

통(28)에는 또한 소용돌이를 일으키기 위해 재순환하는 액체의 복귀(return) 흐름을 허용하는 접선방향 유입구(287)가 제공된다. 이러한 접선방향 유입구는 도 4에 도시되어 있고, 화살표로 재순환 유입구 흐름이 나타나 있다.

이 실시예에서 원통형 상부 베셀(3)은 약 300리터의 용적을 가진다. 또 다른 실시예에서는 그 용적이 450, 600리터 또는 그 이상일 수 있다.

도 5에 도시된 것처럼, 베셀(3)은 중앙 드레인(381)이 제공된 원뿔 모양의 베이스(38)를 가진다. 이러한 원뿔 모양의 베이스(38) 위에는, 뿌리는 동안 곡물을 보유하기 위해 갸름한 구멍이 내어진 수평의 디스크(disk) 모양을 갖는 덧바닥(34)이 존재한다. 오로지 뿌리기를 포함하는 양조 프로세스의 라우터링 단계를 위해서 상부 베셀(3)이 사용되기 때문에, 가열되거나 격리될 필요가 없다.

상부 베셀(3)에는 온도 센서(미도시)가 제공된 온도 감지기 보호판, 베셀(3)의 CIP 재순환 세척을 위한 스피닝 스프레이 볼(36), 라우터링 동안 곡물 층의 상부로 서서히 물 뿌림을 도입하기 위한 스프링클러(sprinkler)(371)용 스파지 암(sparge arm)(37), 베셀의 부드러운(gentle) 튀지 않는 채움을 허용하기 위한 플로우 디플렉터(flow deflector)(35), 및 덧바닥(34) 바로 위의 낮은 레벨의 유입구(39)가 제공된다.

상부 레벨(3)의 원뿔 모양의 베이스(38)에는 덧바닥(34) 아래의 베셀(3) 안쪽의 언더렛 공간으로의 흐름을 제공하고, 제자리에 있는 덧바닥을 가지고 세척하는 것을 허용하며, 고정된 매시 동안에 뜨거운 물로 곡물 층을 들어올리기 위해 도넛 모양의 매니폴드(manifold)(383)를 거쳐 분무 헤드(382)에 급수하는 유입구 파이프(384)가 또한 제공된다.

펌프(51)와, 일련의 밸브가 있는 파이프 망(network)은 베셀(2)과 베셀(3) 사이의 매시 슬러리(slurry)와 프로세스 액체들의 이동, 하부 베셀(2) 내의 재순환, 및 양조장으로부터 드레인 또는 발효통으로의 이동을 허용한다. 밸브가 전기로 작동되는 통합된(integrated) CIP 시스템은 자동으로 완전한 세척 및 씻어내기를 행하기 위한 가성 세척 용액(caustic cleaning solution)들의 재순환을 허용할 수 있다.

양의 변위 설계의 선택적인 제2 펌프(54)는 베셀(2)로부터 베셀(3)로의 두꺼운 매시들의 옮겨짐을 촉진한다.

시스템의 특징들과 함께, 5 그룹으로 분류된 시스템(1)의 모든 기타 보조 성분들은 양조 프로세스를 참조하여 아래에서 설명되고, 특히 본 발명의 양조 시스템의 이러한 실시예의 다양한 센서, 성분, 밸브, 및 커플링(coupling)을 보여주는 도 7을 참조하여 아래에서 설명된다.

도 7에 도시된 것처럼, 본 시스템은 수동으로 작동될 수 있거나, 시스템의 센서들 모두로부터의 정보를 모아서 시스템 밸브, 펌프, 및 다른 성분(4)에 제어 신호를 제공하며, 점선으로 개략적으로 예시된 전기 가열 요소(254)들에 동력을 공급하는 제어 유닛(41)을 포함하는 컴퓨터로 작동하는 제어 시스템(4)을 포함할 수 있다. 이러한 제어 시스템(4)은 맥즙 양조 기구를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 발효 작용의 온도 및 탄산화 제어를 제공하고 퍼브 양조를 촉진하기 위한 서빙 탱크(serving tank)를 제공한다. 도면을 간단하게 하기 위해, 도 7에 도시된 밸브들은 숫자로 참조되지 않는다. 하지만, 그것들의 기능성은 당업자가 이어지는 설명에 기초하여 이해하는 것이 명백하다.

제1 단계에서, 곡물 및/또는 발아된(malted) 곡물이 하부 베셀(2)의 통(28) 내로 도입된 양조용 엿기름으로 가루로 만들어진 다음, 매시를 형성하기 위해 일정한 온도에서 뜨거운 물과 혼합된다.

이를 위해, 물은 통(28)에서 가열 재킷(25)에 의해 가열된다. 물은 양조용 엿기름이 그것의 깔때기 내로 부어질 때 접선방향 유입구(287)를 통해 또는 양조용 엿기름 수화기(286)를 통해 통(28)으로 도입될 수 있다. 그런 다음 양조용 엿기름은 열린 뚜껑(21)을 통해 양조자에 의해 수동으로 그리고 편리하게 휘저어질 수 있다.

가열 없이 한 번의 매시 주입이 수행될 수 있거나, 대신 순차적인 온도 증가가 있는 스텝(step) 매시 프로필이 놓이고, 각각 도달한 다음 유지되어 특정 효소 그룹들이 차례차례 양조용 엿기름에 작용하는 것을 허용한다.

매싱 동안, 제어 유닛(41)은 램프(ramp)들과 스텝들의 바라는 미리 프로그램된 매시 프로필에 도달하기 위해 온도 감지기 보호판(46, 45)에 위치한 온도 센서들과 전기 가열 요소(254)들을 사용하여 가열 재킷(25)의 온도를 제어하고, 더 간단한 발효성 당으로 곡물 녹말들을 전환하기 위해, 바라는 매시 동안에 한 번의 주입 온도를 제어한다. 맥즙 점성도를 감소시키기 위해(라우터링을 촉진하기 위해), 그리고 맥즙 당 프로필을 고정하도록 효소의 성질을 바꾸기 위해 "매시 아웃(mash out)" 온도들까지의 최종 점증(escalation)이 사용될 수 있다.

매시는 또한 온도 균질성을 제공하고, 임의의 도우 볼(dough ball)들을 분쇄하는 것을 돕기 위해, 접선방향 유입구(287)를 통해 재순환될 수 있고, 그러한 도우 볼들은 그렇게 분쇄하지 않으면 추출 효율을 감소시키고 호기성 초산균을 손해가 되는 수준까지 성장시킬 수 있다.

매싱 후, 양조용 엿기름 슬러리는 펌프(51)를 사용하여, 가운데 베이스 드레인(282)과 파이프(2821)를 통해 통(28)으로부터 밖으로 퍼 올려져서 상부 라우터 베셀(3)의 낮은 레벨의 유입구(39)까지 전해진다.

제1 러닝(running)이라고 부르는 매시 액체는, 그것에 곡물이 없게 씻겨진 후 하부 통(28)까지 상부 라우터 베셀(3)의 가운데 드레인(381)과 결합 파이프(3811)를 통해 중력을 받아 다시 떨어지는 것이 허용된다.

곡물 층으로부터 추가적인 당들을 씻어내기 위한 라우터링은, 곡물로부터 남아 있는 당들을 씻어내기 위해, 뿌리는 물이 나선형 관 모양 물 파이프(26)에서 가열되고 본관 수압으로부터의 유출구(262)를 거쳐서 도입되거나, 펌프(51)를 사용하여 곡물 층의 상부 상으로 스파지 암(37)의 스프링클러(37)로의 공급 파이프(372)를 통하여 뿌려지게 하여 수행될 수 있다.

뿌리는 물의 온도는 온도 센서(42)에 의해 나선형 열 교환기(26)의 유출구(262)에서 측정되고, 가열 재킷(25)에서의 가열 온도가 뿌리는 프로세스 내내 감소하기 때문에, 바라는 뿌리는 물 온도와 뿌리를 속도(rate)를 유지하기 위해 퍼올리는 속도와 재킷(25) 가열 파워를 조정함으로써 제어된다.

이들 뿌려진 제2 러닝은 또한 가운데 드레인(381)을 통해 하부 통(28)에서 모아진다.

달콤한 맥즙은 하나 이상의 호프 추가의 미리 결정된 호핑(hopping) 스케줄에 따라 가열 재킷(25)에 의해 비등점까지 가열되고 홉에 의한 풍미가 생기며, 이 경우 초기에 보일 추가를 하게 되면 호프 알파산의 이성질화를 통해 더 씁쓸한 맛을 제공하고, 나중에 추가를 하게 되면 더 휘발성인 방향족 화합물을 보유함으로써 향기와 풍미가 나게 된다.

끓인 후, 가열 재킷(25)의 가열은 꺼지고, 가운데 드레인(282)을 거쳐 홉으로 풍미를 낸 맥즙을 퍼올림으로써 소용돌이가 형성되고, 통(28)의 측면에서 접선방향 유입구(287)를 거쳐 원래대로 된다. 이러한 프로세스 내내 상이한 온도들에서 또 다른 홉 충전(hop charge)들이 추가될 수 있고, 이 경우 온도와 시간을 통한 미리 결정된 소용돌이 냉각 프로필에 도달하기 위해 냉각수 흐름 센서(솔레노이드 밸브)(43)를 거쳐 외부 액체 열 교환기(52)로의 차가운 측(cold side)의 냉각 액체 흐름과 재순환 퍼올림 속도를 제어 시스템(4)이 제어한다.

소용돌이 형성 및 냉각 후, 맥즙이 발효를 위한 바라는 온도에 있을 때, 외부 열 교환기(52)로의 냉각수 흐름은 끊어지고, 소용돌이가 안정된 상태로 되기 전에 주위 공기와의 접촉을 통해 산소를 공급하고, 깨끗한 맥즙이 발효조로 옮기기 위해 파이프(2831)를 통해 주변 드레인(283)으로부터 뽑아내질 수 있도록 통(28)의 가운데로 단백질 분해(break) 물질과 호프 물질을 떨어뜨리기 위해, 냉각되고 호프로 풍미를 낸 맥즙은 스프레이 볼(284)을 통해 재순환될 수 있다. 퍼 올리는 속도와 열 교환기(52) 냉각은 바라는 호핑(hopping) 프로필, 홉으로 풍미를 낸 맥즙 온도 및 용해된 산소 레벨을 가져오기 위해 제어 시스템(4)에 의해 제어된다. 원한다면, 재순환 동안에 또는 발효조로 옮겨질 때 산소화 소결된 스톤(sintered stone)(미도시)을 거쳐 홉으로 풍미를 낸 맥즙으로 유입구(53)를 통해 추가적인 순수한 산소가 도입될 수 있다.

본 발명의 위 실시예는 단지 예시적인 것이다. 도면들은 반드시 실제 비율대로 그려진 것은 아니고, 일부 특징부는 과장되거나 최소화될 수 있다. 하지만, 이들 및 다른 요인들은 본 발명의 취지를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되고, 본 발명의 의도된 보호 범위는 첨부된 청구항들에 나타나 있다.

1: 맥주 양조 시스템
2: 하부 베셀
21: 뚜껑
211: 손잡이
212: 힌지
22: 상부 커버
23: 손잡이
24: 휠들
241: 브레이크들
25: 가열 재킷
251: 하우징
252: 오일 유입구
253: 밸브
254: 전기 가열 요소들
255: 오일 오버플로 유출구
26: 내부 액체 열 교환기(나선형 관 모양 물 파이프)
261: 유입구
262: 유출구
27: 외부 쉘
28: 통
281: 원뿔 모양의 베이스
282: 중앙 드레인
2821: 파이프
283: 주변 드레인
2831: 파이프
284: 스피닝 스프레이 볼
2841: 공급 파이프
285: 증기 유출구
286: 양조용 엿기름 수화기
287: 접선방향 유입구
29: 절연물
3: 상부 베셀
31: 뚜껑
311: 손잡이
312: 힌지
32: 상부 커버
33: 측면 구멍
331: 커버
332: 레버
333: 나사
34: 덧바닥
35: 플로우 디플렉터
36: 스피닝 스프레이 볼
37: 스프라지 암
371: 스프링클러
372: 공급 파이프
38: 원뿔 모양의 베이스
381: 중앙 드레인
3811: 결합 파이프
382: 분무 헤드
383: 도넛 모양의 매니폴드
384: 유입구 파이프
385: 지지 컬럼(column)
39: 유입구
4: 제어 시스템
41: 제어 유닛
42: 온도 감지기(뿌리는 물)
43: 냉각제 흐름 센서
44: 상부 베셀 온도 감지기 보호판
45: 가열 재킷 온도 감지기 보호판
46: 하부 통 온도 감지기 보호판
5: 보조 성분들
51: 펌프
52: 외부 유체 열 교환기
521: 유입구
522: 유출구
53: 산소 유입구
54: 매시 이송 펌프(양의 변위 또는 나사)

Claims

매싱(mashing) 단계, 라우터링(lautering) 단계, 및 보일링 양조(boiling brewing) 단계들을 수행하도록 구성되는 베셀(vessel)들을 갖는, 2개의 베셀 컴팩트 맥주 양조 시스템(a two vessel compact beer brewing system)으로서,
매싱 단계와 보일링 단계를 수행하도록 구성되는 통(tun)(28)을 가지는 하부 베셀(2),
상기 통(28)과 액체가 통하게 상기 하부 베셀(2) 위에 위치하고, 상기 라우터링 단계를 수행하도록 구성되는 상부 베셀(3), 및
상기 통(28)으로부터 상기 상부 베셀(3)로 액체를 이동시키기 위한 펌프(51)를 포함하고,
상기 하부 베셀(2)은 상기 하부 통(28)으로의 접근을 제공하는 개구(opening)를 포함하고, 상기 상부 베셀(3)에는 덧바닥(false bottom)(34)이 제공되며 측면 구멍(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 개구는 상부 개구이고, 상기 상부 베셀(3)에 의해 제한을 받지 않게끔 위치하며, 상기 상부 베셀(3)은 상기 하부 통(28) 위에서 편심되게(eccentrically) 놓여 있는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 하부 통(28) 및 상기 상부 베셀(3)은 실질적으로 원통 모양을 하고 있고, 상기 상부 베셀(3)의 직경은 상기 하부 통(28)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 측면 구멍(33)은 상기 베셀들(2, 3)의 둘레들 너머로 연장하는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 측면 구멍(33)은 상기 상부 베셀(3)의 상기 덧바닥(34)과 나란히 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 하부 베셀(2)은 상기 하부 통(28) 둘레에 적어도 부분적으로 배치되는 가열 재킷(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 가열 재킷(25)은 액체 가열 재킷인 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제7 항에 있어서,
상기 가열 재킷은 적어도 하나의 전기 가열 요소(254)에 의해 전력이 공급되는 오일 가열 재킷(oil heating jacket)인 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 하부 베셀(2)은 내부 액체 열 교환기(26)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 하부 베셀(2)은 내부 액체 열 교환기(26)를 더 포함하고, 상기 내부 액체 열 교환기(26)는 상기 가열 재킷(25) 둘레에 나선형으로 배치되는 물 파이프의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 하부 통(28)에는 접선방향 유입구(tangential inlet)(287)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 베셀들(2, 3) 외부에 액체 열 교환기(52)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 상부 베셀(3)의 베이스(38)에는 적어도 하나의 분무 헤드(382)가 더 제공되는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
제1 항에 있어서,
제어 유닛(41)과 다수의 센서들(42 내지 46)을 포함하고, 상기 맥주 양조 시스템의 시스템 밸브들, 펌프들(51, 54), 그리고 다른 보조 설비들 및 구성요소들에 제어 신호들을 제공하는, 컴퓨터로 작동되는 제어 시스템(4)이 더 제공되는 것을 특징으로 하는, 맥주 양조 시스템.
매싱 단계, 라우터링 단계, 및 보일링 양조 단계들을 수행하도록 구성되는 베셀들을 갖는, 2개의 베셀 컴팩트 맥주 양조 시스템을 포함하는 장치로서, 상기 맥주 양조 시스템은:
매싱 단계와 보일링 단계를 수행하도록 구성되는 통(28)을 가지는 하부 베셀(2),
상기 통(28)과 액체가 통하게 상기 하부 베셀(2) 위에 위치하고, 상기 라우터링 단계를 수행하도록 구성되는 상부 베셀(3), 및
상기 통(28)으로부터 상기 상부 베셀(3)로 액체를 이동시키기 위한 펌프(51)를 포함하고,
상기 하부 베셀(2)은 상기 하부 통(28)으로의 접근을 제공하는 개구를 포함하고, 상기 개구는 상부 개구이고 상기 상부 베셀(3)에 의해 제한을 받지 않게끔 위치하며, 상기 상부 베셀(3)은 상기 통(28) 위에 편심되게 놓여 있고;
상기 상부 베셀(3)에는 덧바닥(34)이 제공되고, 상기 베셀들(2, 3)의 둘레들 위로 연장하며 상기 상부 베셀(3)의 상기 덧바닥(34)과 나란히 정렬되는 측면 구멍(33)을 포함하고;
상기 상부 베셀(3)의 베이스(38)에는 상기 덧바닥(34) 아래의 상기 상부 베셀(3)의 안쪽으로의 흐름을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 분무 헤드가 제공되고; 상기 하부 통(28), 상기 상부 베셀(3), 또는 상기 하부통(28) 및 상기 상부 베셀(3) 중의, 적어도 하나는 실질적으로 원통 모양을 하고 있고 상기 상부 베셀(3)의 직경은 상기 하부 통(28)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는, 장치.