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Title:
DEAERATOR APPARATUS AND METHOD OF DEAERATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/122563
Kind Code:
A1
Abstract:
A deaerator apparatus, and a method of deaeration, with which without the use of any gas, such as carbon dioxide gas, dissolved oxygen and other gases detrimental to the quality thereof are removed from treated water for use in the production of beverage, such as beer or soft drink. The deaerator apparatus is one including treated water supply means (5) for supplying pressurized treated water to deaeration tank (3) for performing deaeration operation and heat exchanger (heating means) (14) for heating the treated water, characterized in that not only is the treated water heated by the heating means (14) into superheated water of 100°C or higher and flushed through a spray nozzle into the deaeration tank (3) but also part of the flush is returned, by the suction force of ejector (33) disposed along steam supply channel (32) for supplying pressurized steam of heating source to the heating means (14), to the steam supply channel (32) so that the same can be reused as a heating source of the heating means (14).

Inventors:
SAKASHITA, Shigeru (LTD. 13-1 Botan 2-chome, Koto-k, Tokyo 46, 13500, JP)
坂下 茂 (〒46 東京都江東区牡丹2丁目13番1号 株式会社前川製作所内 Tokyo, 13500, JP)
AIZAWA, Junichi (LTD. 13-1 Botan 2-chome, Koto-k, Tokyo 46, 13500, JP)
Application Number:
JP2008/056468
Publication Date:
October 08, 2009
Filing Date:
April 01, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MAYEKAWA MFG. CO., LTD. (13-1, Botan 2-chome Koto-k, Tokyo 46, 13500, JP)
株式会社前川製作所 (〒46 東京都江東区牡丹2丁目13番1号 Tokyo, 13500, JP)
SAKASHITA, Shigeru (LTD. 13-1 Botan 2-chome, Koto-k, Tokyo 46, 13500, JP)
坂下 茂 (〒46 東京都江東区牡丹2丁目13番1号 株式会社前川製作所内 Tokyo, 13500, JP)
International Classes:
C02F1/20; B01D19/00; C02F1/20; B01D19/00
Attorney, Agent or Firm:
TAKAHASHI, Masahisa et al. (Room 1003, Ambassador Roppongi Buildings 16-13, Roppongi 3-chome, Minato-k, Tokyo 32, 10600, JP)
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Claims:
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、前記加熱手段へ加熱源の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を備え、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加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すように構成し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略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℃以上の過熱水とし、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い、前記フラッシュされた過熱水の一部を前記加熱手段へ加熱源の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によって生じる吸引力によって吸引し、前記蒸気供給路に戻して前記加熱手段の加熱源として再利用される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ことを特徴とする請求項5記載の脱気方法。
前記脱気処理後の脱気処理水によって前記処理水を予備加熱することを特徴とする請求項6記載の脱気方法。
Description:
脱気装置および方法

 本発明は、ビール、清涼飲料水の製造に 用される処理水から溶存酸素やその他品質 悪影響を与える気体を脱気する脱気装置お び脱気方法に関する。

 ビールの製造や清涼飲料水の製造において 理水から溶存酸素やその他品質に悪影響を える気体を脱気する脱気装置が用いられて る。
 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 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 よって、炭酸ガスが酸素や窒素より水に対 る溶解特性が高いことを利用して炭酸ガス 処理水に溶解するとともに酸素やその他品 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 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 。

 近年、ビール製造において、麦汁濃度が重 比で一般的に11%前後であるものを、18%程度 高濃度麦汁を用いて発酵させ、その後に炭 水で希釈して所望とする濃度のビールを製 する、いわゆる高濃度醸造ビールが知られ いる。
 低濃度で初めから発酵させて製造する設備 比べて、高濃度発酵の方が設備規模を縮小 ることができるため安価に製造できる方法 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 ビールを希釈する炭酸水を製造する手法と て前記したように酸素やその他品質に悪影 を与える気体を脱気した脱気水に炭酸ガス 混入して製造された炭酸水が用いられてい 。

 一方、ビールや清涼飲料水の製造に使用さ る処理水の脱気装置として、特開平8-318138 公報(特許文献1)の技術が提案されている。
 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 理水に炭酸ガスまたは窒素ガスを微細気泡 態になるように吹き込むガス吹き込み装置01 2を設け、処理水供給管010からタンク014の上 内に供給された微細気泡を含む処理水を、 旋状水路013を通って旋回させながらタンク01 4内下部に向かい流下させるとともに、タン 014内下部に設けた多孔質中空糸状態膜ユニ ト016を通過させてその間に品質に悪影響を える空気・酸素気泡および気体と余分な炭 ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプ018によ て吸引して処理水から脱気させ、脱気処理 を排水通路020から排出する構成が示されて 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 される蒸気を脱気タンク内へスプレーノズ から噴射して脱気する技術が示されている

特開平8-318138号公報

特開2005-224676号公報

 しかし、図2に示す従来技術および特許文献 1に示す技術それぞれにおいては、炭酸ガス を供給して水中の酸素等と置換して脱気さ るものであり、図2の従来技術の脱気装置に いては、タンク内を炭酸ガス雰囲気にする めに供給する炭酸ガスが必要であり、また 特許文献1に示される脱気装置においても、 処理水に直接的に微細気泡状態になるように 炭酸ガスまたは窒素ガスを供給するため、脱 気のための炭酸ガスや窒素ガスが必要になり 、ガスの消費分コスト増となる問題があった 。
 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、 熱効率を向上して脱気装置システムのラン ングコストをできる限り低減する必要があ 。
 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。

 そこで、本発明は、このような背景に鑑 なされたものであり、ビールや清涼飲料水 処理水の脱気に適し、また炭酸ガス等のガ を用いずに脱気でき、さらに、高温過熱の 理水を効率よく生成してランニングコスト 低減できる脱気装置および脱気方法を提供 ることを課題とする。

 前記課題を解決するため、脱気装置にか る発明は、ビール、清涼飲料水の製造に使 される処理水から溶存酸素やその他気体を 気する脱気装置において、脱気処理が行な れる脱気タンクへ加圧処理水を供給する処 水供給手段と、前記処理水を蒸気によって 熱する加熱手段と、該加熱手段によって加 された100℃以上の過熱水を前記脱気タンク にフラッシュする噴射ノズルと、前記加熱 段へ加熱源の加圧蒸気を供給する蒸気供給 に設置されたエゼクターとを備え、前記噴 ノズルから脱気タンク内に噴出された高温 熱水のフラッシュ水の一部を前記エゼクタ によって生じる吸引力によって前記加熱手 の上流側の蒸気供給路に戻すように構成し ことを特徴とする。

 また、脱気方法にかかる発明は、ビール 清涼飲料水の製造に使用される処理水から 存酸素やその他気体を脱気する脱気方法に いて、脱気処理が行なわれる脱気タンクへ 給される処理水を加熱手段によって100℃以 の過熱水とし、該過熱水を脱気タンク内に 射ノズルを介してフラッシュすることによ て脱気処理を行い、前記フラッシュされた 熱水の一部を前記加熱手段へ加熱源の加圧 気を供給する蒸気供給路に設置されたエゼ ターによって生じる吸引力によって吸引し 前記蒸気供給路に戻して前記加熱手段の加 源として再利用されることを特徴とする。

 かかる脱気装置および脱気方法の発明に れば、加熱手段よって処理水を加熱して100 以上の過熱水に加熱して、この過熱水を噴 ノズルから脱気タンク内へ噴射してフラッ ュすることで、過熱水であるため、酸素が 出しやすく、さらにフラッシュして、液相 処理水から気相の処理水に変化するため、 素やその他気体が放出されやすく脱気作用 行われる。

 さらに、100℃を超える過熱水であるため、 温による短時間の殺菌効果を得ることがで 、従来の80℃程度での処理に比べて短時間 より有効な滅菌作用が得られる。
 また、炭酸ガスを使用しないで脱気処理を ることができるため、炭酸ガスの使用を節 でき設備維持コストの低減効果も有する。

 さらに、前記加熱手段への蒸気供給路にエ クターを設置し、前記噴射ノズルから噴出 る高温過熱水のフラッシュ水の一部を、エ クターによって生じる吸引力によって前記 熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すように 成したため、フラッシュした過熱水の熱を 利用でき、処理水の加熱効率を向上するこ ができる。
 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 記加熱手段の上流側の蒸気供給路に戻すた 、加熱手段側の蒸気が処理水側に流れて加 用の蒸気によって処理水が汚染されること ない。

 また好ましくは、脱気装置および脱気方法 発明において、前記加熱手段への処理水流 通路に予備加熱手段が設けられ、前記脱気 理後の脱気処理水によって前記加熱手段へ 処理水が加熱されることが望ましい。
 かかる発明によれば、予備熱交換器によっ 脱気処理後の脱気処理水を用いて処理水を 備加熱することができるとともに、同時に 気処理水を予冷することができるため、処 水の加熱効率および脱気処理水の冷却効率 向上することができる。

 また好ましくは、脱気装置の発明において 前記処理水が前記加熱手段によって略103~108 ℃の範囲の過熱水に加熱されることを特徴と し、この温度範囲が高温殺菌効果と加熱手段 の設備の大型化との兼ね合いから適切な範囲 である。
 すなわち、高温度であればそれだけ滅菌効 も脱気作用も得られるが、100℃を超える過 水を生成するには処理水供給手段での加圧 力、加熱手段での加熱能力を高めなければ らず、設備の大型化を伴うため、この略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 酸ガスを使用せずに、処理水からの脱気処 および滅菌を行なうことができる。

 本発明によれば、炭酸ガス等のガスを用い に、ビールや清涼飲料水の製造に使用され 処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響 与える気体を脱気することができ、さらに 脱気に用いる高温過熱水を効率よく得るこ ができ、ランニングコストを低減できる脱 装置および脱気方法を提供することができ 。
 また、100℃以上の過熱水によって脱気処理 行なわれるため、処理水の高温殺菌作用が 時間に発揮され、処理水の滅菌をも確実に なうことができる。

本発明にかかる脱気装置をビール製造 程に適用した概略全体構成図である。 従来の脱気装置を説明する構成図であ 。 従来の脱気装置を説明する構成図であ 。

 以下、図面を参照して本発明の好適な実 の形態を例示的に詳しく説明する。但しこ 実施の形態に記載されている構成部品の寸 、材質、形状、その相対的配置等は特に特 的な記載がない限りは、この発明の範囲を れに限定する趣旨ではなく、単なる説明例 過ぎない。

 図1は、本発明にかかる脱気装置をビール製 造工程に適用した概略全体構成図である。
 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 行なわれる円筒中空形状の脱気タンク3を備 、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 調整して予備熱交換器(予備加熱手段)12、お び熱交換器(加熱手段)14へ処理水を供給して いる。

 予備熱交換器12では、処理水と脱気処理水 が交差して流れることによって処理水と脱 処理水との間で熱交換が行われ、処理水が 気処理水によって加熱されるとともに、脱 処理水が処理水によって冷却される。
 そして、予備熱交換器12で予熱されてから 交換器14に流入した処理水は、熱交換器14で 気供給装置18から供給された蒸気と熱交換 て略103℃~108℃の過熱水に昇温される。

 略103℃~108℃に昇温された過熱水は、噴射 通路20を通って、脱気タンク3の上部に取付け られた噴射ノズル22に導かれ、そこから脱気 ンク3内にフラッシュされる。フラッシュさ れることで、処理水が蒸気状態の液相と気相 との混合状態に変化し、液相から気相へ変化 する割合が増えるため、酸素やその他気体が 放出されやすくなり、さらに、温度が100℃よ り高いので酸素が蒸発して放出しやすい状態 となるため脱気作用が行われる。

 さらに、脱気作用と同時に、100℃以上の 熱水であるため、高温殺菌効果が発揮され 処理水が脱気タンク3の上部から噴射されて 下部にたまるまでの数秒の間に処理水の滅菌 作用を確実に行なうことができる。

 そして、脱気タンク3の下部から排出通路 24を通って排出された脱気処理水は、ポンプ2 6を経て、予備熱交換器12に流入して、前記し たように処理水と熱交換を行い、脱気処理水 は処理水によって予冷却されて、次の冷却行 程の脱気処理水冷却器28に導かれる。このよ に、予備熱交換器12によって脱気処理後の 気処理水を用いて処理水を予備加熱するこ ができるとともに、同時に脱気処理水を予 することができるため、処理水の加熱効率 よび脱気処理水の冷却効率が向上する。

 前記蒸気供給装置18は、図示しない蒸気発 装置によって生成された約120℃の加圧蒸気 、調整弁30、31によって圧力、流量が調整さ 、さらにその下流側の蒸気供給路32にエゼ ター33が設けられ、該エゼクター33に加圧蒸 が吹き込まれて熱交換器14に導かれるよう 配管されている。
 熱交換器14に供給された加熱源としての加 蒸気は、処理水供給手段5によって供給され 処理水と熱交換して処理水を100℃以上の過 水に加熱する。処理水を加熱した後の蒸気 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。

 エゼクター33の絞り部と、脱気タンク3に取 けられた噴射ノズル22の噴口近傍とを連通 る戻し通路35が設けられて、フラッシュした 過熱水の一部をエゼクター33に吸い戻すよう なっている。
 このように、処理水を加熱する蒸気供給路3 2にエゼクター33を配置して該エゼクター33の い込み作用によって、フラッシュした過熱 の一部を吸引して、蒸気供給路32内に戻す うにしたため、フラッシュした過熱水の熱 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 用できるとともに、高温過熱水のフラッシ 水の一部を、エゼクターによって生じる吸 力によって前記加熱手段の上流側の蒸気供 路に戻すため、加熱手段側の蒸気が処理水 に流れて加熱用の蒸気によって処理水が汚 されることもない。

 以上のように脱気装置1が構成されている ため、100℃以上に昇温された過熱水を脱気タ ンク3内にフラッシュすることで、炭酸ガス のガスを用いずに、脱気作用を行なうこと でき、さらに処理水の滅菌作用も併せて行 ことができるので、ビール製造工程におけ 脱気設備の簡素化およびランニングコスト 低減化を達成でき、さらに滅菌作用も併せ つことができる。

 次に、前記脱気装置1の予備熱交換器12に って予冷却された脱気処理水は、次の脱気 理水冷却器28に導入されて冷却される。こ 脱気処理水冷却器28は、図示しない冷却装置 によって生成されたブライン(グリコール)が ライン循環路39によって循環され、脱気処 水冷却器28を通過するブラインによって脱気 処理水が冷却される。

 脱気処理水冷却器28のブライン流入側に 調整弁40、41が設置され、調整弁40によって 入圧力が調整され、調整弁41によって脱気処 理水冷却器28の出口温度に基づいて脱気処理 冷却器28に流入されるブライン流量が制御 れている。また、脱気処理水冷却器28の流入 側と流出側との間には、脱気処理水冷却器28 の循環ポンプ43が設けられブラインが脱気 理水冷却器28内を循環するようになっている 。

 冷却された脱気処理水は、炭酸ガスミキサ 45に導かれて、脱気処理水に炭酸ガスが混 されて、炭酸水が生成される。脱気水は既 脱気処理水冷却器28で冷却されているため、 脱気処理水に炭酸ガスが溶解しやすく容易に 高濃度の炭酸水を生成することができる。
 そして、この炭酸水は円筒形状の炭酸水貯 タンク47の底部に導かれて炭酸水貯蔵タン 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 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 される炭酸水は低温状態に保持されて保存 れる。

 炭酸水貯蔵タンク47内の炭酸水は、ポン 49が設けられた炭酸水供給通路51を通ってビ ル希釈部53に供給される。一方、高濃度発 ビールの濾過後のものが、ビール供給通路55 を通って希釈部に供給され、そのビール希釈 部53において、高濃度発酵ビールに対して前 炭酸水が混合して所望とする濃度のビール 希釈されるようになっている。

 ビール希釈部53で炭酸水が混合希釈された に、改めてビール冷却器57に希釈後のビール を導いて、希釈後のビールの冷やし直しをす る。さらに、その冷却後のビールに対して再 度炭酸ガスを混入するために、炭酸ガスミキ サー59に導いてビールへ炭酸ガスを混入する
 その後、希釈後の完成したビールを図示し い一時的に溜めタンクへビール供給通路60 通って供給する。

 また、前記ビール冷却器57は、前記脱気処 水冷却器28と同様に、ビール冷却器57へのブ インの流入側には調整弁62、63が設置され、 調整弁62によって流入圧力が調整され、調整 63によってビール冷却器57に流入する入口温 度に基づいてブライン流量が制御されている 。
 また、ビール冷却器57の流入側と流出側と 間には、ビール冷却器57用の循環ポンプ65が けられブラインがビール冷却器57内を循環 るようになっている。

 前記ブライン循環路39は、脱気処理水冷却 28、ビール冷却器57、および炭酸水貯蔵タン 47のそれぞれへブラインを供給し、またそ ぞれからの戻るように回路が形成されてい 。
 また、炭酸ガスは、炭酸ガス供給通路67に って炭酸ガスミキサー45、59に炭酸ガスを供 すると共に炭酸水貯蔵タンク47内にも供給 れるようになっている。

 以上のようなビール製造工程において、 の脱気装置1を用いて脱気処理水を精製して 、その脱気処理水に炭酸ガスを混合して炭酸 水を生成して、高濃度発酵ビールの濾過後の ものにその炭酸水を混入して希釈して所望と するビールを製造しいている。

 本発明によれば、炭酸ガス等のガスを用い に、ビールや清涼飲料水の製造に使用され 処理水から溶存酸素やその他品質に悪影響 与える気体を脱気することができ、さらに 脱気タンク内にフラッシュした過熱水の熱 一部再利用することができ、ランニングコ トを低減できる脱気装置および脱気方法を 供することができる。
 また、100℃以上の過熱水によって脱気処理 行なわれるため、処理水の高温殺菌作用が 時間に発揮され、処理水の滅菌も確実に行 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 に用いられる処理水の脱気装置への適用に して有益である。