JP2007038147A - 蒸留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸留にかかるランニングコストを削減し、且つ、蒸気釜の内圧をコントロールすることによって所望の品質の蒸留酒を製造することのできる蒸留装置を提供する。
【解決手段】蒸留装置１０は、混合液１３を加熱して蒸発させる蒸留釜１２と、蒸留釜１２からの蒸気を吸引して圧縮する圧縮機１６と、圧縮機１６で圧縮された蒸気が供給されることによって混合液１３を加熱する加熱コイル２２と、蒸留釜１２の内圧を上昇させるための加熱コイル４０と、蒸留釜１２の内圧を測定するセンサ１５と、センサ１５の測定値に基づいて加熱コイル４０を制御する制御装置１８と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は蒸留装置に係り、特に焼酎の製造工程に用いられる蒸留装置に関する。

焼酎は酒税法によって甲類焼酎と乙類焼酎とに分類される。甲類焼酎は、アルコール含有物を連続式蒸留機で蒸留したものでアルコール分３６度未満のものであり、この甲類焼酎は、製造時に連続して蒸留されるために、アルコール含有物の持つ香味成分、味や不純物が取り除かれている。

一方、乙類焼酎は、アルコール含有物を連続式蒸留機以外（以下、単式蒸留機）で蒸留したものでアルコール分４５度未満のものであり、原料の持つ香味成分や味の特徴が良く引き出されている。

この乙類焼酎の製造工程では、まず、蒸した米等に麹菌を混ぜて麹を造り、この麹と、水、焼酎酵母を混ぜて発酵させ、一次醪を生成する。次いで、一次醪に蒸した主原料（芋、米、麦等）を加えてさらに発酵させ、熟成醪を生成する。この熟成醪を単式蒸留機で蒸留し、蒸留によって得られた焼酎原酒を貯蔵し熟成させることによって乙類焼酎が製造される。

このような製造工程で使用される単式蒸留機は一般に、蒸留釜の内部に加熱コイルが設けられ、この加熱コイルに蒸気を供給することによって、蒸留釜の内部の醪を加熱している。或いは、蒸留釜の内部に蒸気を直接供給することによって、蒸留釜の内部の醪を加熱している。そして、蒸留釜から出た蒸気を凝縮器で凝縮して冷却させることによって、焼酎原酒が製造される。

しかしながら、このような蒸留機は、醪を加熱するために多量の蒸気が必要になるとともに、蒸気を凝縮・冷却させるために多量の冷却水が必要になり、ランニングコストが高いという問題があった。

このような問題を解消するため、特許文献１の蒸留装置は、蒸気管に圧縮機を設けて蒸気を圧縮するとともに、圧縮した蒸気を蒸留釜内の加熱コイルに送っている。この蒸留装置によれば、蒸留釜から発生した蒸気を利用して蒸気釜内の醪を加熱するので、高い熱効率で蒸留を行うことができ、加熱にかかるランニングコストを削減することができる。また同時に、蒸留釜から発生した蒸気が加熱コイルで凝縮されるので、凝縮にかかるランニングコストを削減することができる。
特開昭５７−１３０５０２号公報

しかしながら、特許文献１の蒸留装置は、減圧蒸留しかできないという問題や、蒸留酒の品質を変えることができないという問題があった。

一般に焼酎製造における蒸留方法には、大気圧で蒸留する常圧蒸留と、蒸留釜を減圧して蒸留する減圧蒸留の二種類があり、この二種類では、得られる蒸留酒の品質（味・香り）が変わるということが知られている。すなわち、蒸留時における蒸留釜の内圧とそれに伴う醪温度によって、得られる蒸留酒の品質が変化することが一般的に知られている。

しかしながら、特許文献１の蒸留装置は、圧縮機によって蒸留釜の内圧が減圧され、しかも、その内圧のコントロールができないため、所望の品質の蒸留酒を製造することができないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、蒸留にかかるランニングコストを削減し、且つ、蒸気釜の内圧をコントロールすることによって所望の品質の蒸留酒を製造することのできる蒸留装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、混合液を加熱して蒸発させる蒸留釜と、該蒸留釜からの蒸気を吸引して圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された蒸気が供給されることによって前記混合液を加熱する熱交換器と、を備えた蒸留装置において、前記蒸留釜の内圧を上昇させる加圧手段と、前記蒸留釜の内圧を測定する圧力センサと、該圧力センサの測定値に基づいて前記加圧手段を制御することによって前記蒸留釜の内圧を調節する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧縮機で加圧することによって温度上昇した蒸気を利用して混合液を加熱するので、加熱にかかるランニングコストを削減することができる。さらに、熱交換器で蒸気が凝縮されるので、凝縮にかかるランニングコストを削減することができる。

また、請求項１の発明によれば、圧縮機によって蒸留釜から蒸気が吸引されるので、蒸留釜の内圧を低下させることができ、低い温度で混合液を蒸発させることが可能となる。さらに請求項１の発明によれば、加圧手段によって蒸留釜の内圧を上昇させることができるので、所望の圧力又は醪温度で蒸留を行うことができる。よって、請求項１の発明によれば、所望の品質の蒸留酒を製造することができる。また、材質強度の関係で減圧蒸留に適さない銅製の蒸留釜を常圧に近い状態で使用することもできる。

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記加圧手段は、前記蒸留釜の内部に設けられ、熱媒体が供給されることによって前記蒸留釜内の混合液を加熱する加熱コイルであり、前記制御装置は、前記加熱コイルに供給される熱媒体の流量を制御することによって前記蒸留釜の内圧を調節することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、蒸留釜の内部に加熱コイルを設けて熱媒体を供給することによって、混合液が加熱されて蒸気が発生し、蒸留釜の内圧が上昇する。よって、蒸留釜の内圧を上昇させることができる。

請求項３に記載の発明は請求項１又は２の発明において、前記圧縮機は、スクリュー型コンプレッサ又はその他の機械式コンプレッサであることを特徴とする。

本発明に係る蒸留装置によれば、圧縮機で圧縮した蒸気を利用して蒸留釜内の混合液を加熱するとともに、圧縮機によって減圧された蒸留釜内を加圧手段で加圧して所望の内圧に調整するようにしたので、ランニングコストの削減と品質の向上の両方を達成することができる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る蒸留装置の好ましい実施形態について説明する。

図１は本実施形態の蒸留装置１０の構成を示す模式図である。同図に示す蒸留装置１０は、焼酎を製造するためのものであるが、蒸留装置１０の用途はこれに限定するものではなく、ウイスキーやブランデー等を製造する装置としても利用することができる。

図１に示すように蒸留装置１０は、蒸留釜１２を有し、この蒸留釜１２に混合液（醪）１３が供給される。蒸留釜１２としては一般にステンレス製のものが使用されるが、内圧調節によっては銅製のものを用いてもよい。

蒸留釜１２の上部には、スワンネックと呼ばれる蒸気管１４が接続される。この蒸気管１４には圧力センサ１５が配設されており、蒸気管１４を流れる蒸気の圧力を検出できるようになっている。なお、蒸気管１４の形状はスワンネックに限定するものではなく、ストレートヘッドやランタンヘッド、ボール型等、任意のものを使用することができる。

蒸気管１４の先端は圧縮機１６の吸引口に接続されている。圧縮機１６は、蒸気管１４から蒸気を吸引して加圧し、吐出口から送り出す装置であり、例えば、オイルを必要としないスクリュー型コンプレッサが使用される。したがって、蒸気管１４内の蒸気は、この圧縮機１６に吸引されて加圧され、その温度が上昇する。例えば、５０〜６０℃の蒸気が、圧縮機１６で加圧することによって、８０〜９０℃に温度上昇する。

また、圧縮機１６は、インバータ付きのものが用いられ、後述の圧力センサ１７の測定値を所望の値と比較してその回転数を可変できるようになっている。圧縮機１６は、後述の制御装置１８に電気的に接続されており、この制御装置１８によって圧縮機１６の回転数が制御される。

圧縮機１６の吐出口には配管２０が接続される。配管２０には圧力センサ１７が配設されており、この圧力センサ１７によって加圧後の蒸気の圧力が測定される。なお、圧力センサ１５、１７は制御装置１８に電気的に接続されており、制御装置１８は、この圧力センサ１５、１７の測定値に基づいて圧縮機１６及び後述のバルブ４６を制御する。

配管２０の先端は、加熱コイル（熱交換器に相当）２２の入口側に接続される。したがって、圧縮機１６によって温度が上昇した蒸気は、加熱コイル２２に送られる。加熱コイル２２は、蒸留釜１２の内部で、且つ、混合液１３に浸漬される位置に配置される。したがって、加熱コイル２２の内部に蒸気が供給されると、加熱コイル２２内の蒸気と、加熱コイル２２外の混合液１３とが熱交換し、混合液１３が加熱され、加熱コイル２２内の蒸気が凝縮される。

加熱コイル２２の出口側は、配管２４を介して冷却器２６に接続される。冷却器２６は、内部に凝縮液が通過する管（不図示）を有し、その外側に冷却水が流れるようになっている。この冷却器２６に凝縮液を通過させることによって、凝縮液は冷却される。冷却器２６の出口側は、配管２８を介して製品受槽３０に接続されており、冷却器２６で冷却された液体（原酒）が製品受槽３０に送液されて貯留される。

製品受槽３０の内部には、上部と下部にレベルセンサ３２、３４が設けられており、製品受槽３０内の液面高さを二カ所で検出できるようになっている。製品受槽３０の下部には、送液管３６が接続されており、この送液管３６を介して製品受槽３０内の原酒が初留区分を排除（又はカット）後に後段の貯蔵工程（不図示）に送液される。送液管３６には開閉バルブ３８が設けられており、この開閉バルブ３８によって送液管３６を、製品受槽３０のレベルセンサ３２、３４による送出以外は遮断し、配管２０から送液管３６までの加圧圧力を保持する。

レベルセンサ３２、３４、及び開閉バルブ３８は、制御装置１８に電気的に接続される。制御装置１８は、上側のレベルセンサ３２で液面を検知した際に開閉バルブ３８を開き、下側のレベルセンサ３４で液面を検知した際に開閉バルブ３８を閉じるように制御する。これにより、製品受槽３０内の原酒が所定量、貯留される毎に、原酒の送液が行われる。

ところで、本実施の形態の蒸留装置１０は、蒸留釜１２の内圧を上昇させる加圧手段として、加熱コイル４０を蒸留釜１２の内部に備えている。すなわち、蒸留釜１２の内部には、前述した加熱コイル２２とは別の加熱コイル４０が設けられている。この加熱コイル４０は、高温の加熱用熱媒体（例えば蒸気）を供給するための熱媒体供給管４２と、この熱媒体を排出するための熱媒体排出管４４に接続されており、加熱コイル４０に熱媒体が通過するようになっている。したがって、加熱コイル４０内の熱媒体と加熱コイル４０外の混合液１３が熱交換し、混合液１３が加熱される。これにより、混合液１３を蒸発させて蒸留釜１２の内圧を上昇させることができる。なお、図１の符号４５は、熱媒体排出管４４に配設されたトラップである。

前述した熱媒体供給管４２には、バルブ４６が配設されている。バルブ４６は、制御装置１８に電気的に接続されており、圧力センサ１５と制御装置１８によってバルブ４６の開閉、及びその開度が調節される。すなわち、圧力センサ１５と制御装置１８によって、加熱コイル４０に流れる熱媒体の流量を調節することができ、混合液１３の加熱によって発生する蒸気量を調節することができる。これにより、蒸留釜１２の内圧を調節することができる。

制御装置１８は、前述したセンサ１５の測定値に基づいてバルブ４６を制御し、センサ１５が所望の範囲になるようにバルブ４６をフィードバック制御を行うように構成される。すなわち、センサ１５の測定値が所望の範囲を外れた場合に、バルブ４６の開度を調整して熱媒体の流量を調節し、加熱コイル４０による混合液１３の加熱量を調節し、蒸気の発生量を変化させて、蒸留釜１２の内圧を所望の範囲内に制御する。なお、加熱コイル４０は、蒸留釜１２の内圧調節だけでなく、蒸留開始時の混合液１３の補助加熱にも使用する。

次に上記の如く構成された蒸留装置１０の操作手順について説明する。

蒸留を開始する際、まず、バルブ４６を開き、加熱コイル４０に熱媒体を供給する。これにより、蒸留釜１２内の混合液１３が加熱コイル４０によって加熱され、混合液１３が蒸発する。したがって、蒸留釜１２の内圧が蒸気によって上昇する。

バルブ４６を開いた後、圧縮機１６の駆動を開始する。圧縮機１６を駆動することによって、蒸留釜１２の内部から蒸気が吸引されて圧縮される。この際、バルブ４６は自動制御に切り替えられる。圧縮された蒸気は温度が１０〜３０℃上昇し、加熱コイル２２に送られる。これにより、蒸留釜１２内の混合液１３が加熱コイル２２によって加熱される。また、圧縮機１６を駆動したことによって、蒸留釜１２の内圧が減少するので、混合液１３の沸点が低下し、混合液１３の蒸発が促進される。これにより、蒸留作業を効率よく行うことができる。

加熱コイル２２に供給された蒸気は凝縮され、冷却器２６に送られて冷却される。その際、蒸気は加熱コイル２２内で凝縮されているので、少ない冷却水で効率よく冷却のみを行うことができる。冷却によって得られた原酒は、配管２８を介して製品受槽３０に送られ、製品受槽３０の内部に貯留される。貯留された原酒は、一定量が貯留される毎に開閉バルブ３８が開かれ、後段の工程に送られる。

本実施の形態では、上記の蒸留作業中、常に圧力センサ１５の測定値が監視される。そして、圧力センサ１５の測定値を所望の値と比較し、所望の値よりも小さい場合は、バルブ４６の開度を大きくして、加熱コイル４０への熱媒体の供給量を増加させる。これにより、加熱コイル４０による混合液１３の加熱が促進されるので、混合液１３からの蒸気量が増え、蒸留釜１２の内圧を上昇させることができる。

逆に、圧力センサ１５の測定値が所望の値よりも大きい場合は、バルブ４６の開度を小さくし、加熱コイル４０への熱媒体の供給量を減少させる。これにより、加熱コイル４０による混合液１３の加熱度合いが低下するので、混合液１３からの蒸気量が減少し、蒸留釜１２の内圧を低下させることができる。

このように本実施の形態の蒸留装置１０によれば、圧力センサ１５の測定値に基づいてバルブ４６の開度を調節し、加熱コイル４０への熱媒体の流量を制御するようにしたので、蒸留釜１２の内圧を所望の範囲内に調整することができる。よって、所望の圧力で蒸留を行うことができ、所望する品質の原酒を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、圧縮機１６によって蒸気を圧縮して加熱し、その蒸気を用いて蒸留釜１２内の混合液１３を加熱するようにしたので、混合液１３の加熱に使用する外部からの熱媒体（蒸気）の量を大幅に減少させることができる。さらに、蒸気を加熱コイル２２に通過させて凝縮するようにしたので、凝縮に必要な冷却水は不要になり、冷却器２６における冷却水の使用量のみとなって減少させることができる。よって、本実施の形態によれば、蒸留にかかるユーティリティ使用量及びランニングコストを大幅に削減することができる。

また、本実施の形態によれば、圧縮機１６で蒸気を吸引することによって蒸留釜１２の内圧を下げることができ、さらに、加熱コイル４０で混合液１３を加熱して蒸気を発生させることによって、蒸留釜１２の内圧を上昇させることができる。よって、制御装置１８で圧縮機１６の回転数と加熱コイル４０への蒸気の供給量とを調節することによって、蒸留釜１２の内圧を所望の値に調整することができる。したがって、本実施の形態によれば、圧縮機１６と加熱コイル２２を用いてランニングコストを削減しつつ、蒸留釜１２の内圧を所望の値に調整して所望の品質の原酒を得ることができる。また、本実施の形態は、蒸留釜１２の内圧を所望の値に調整できるので、減圧蒸留だけでなく、内圧調節によっては常圧蒸留も可能であり、減圧蒸留に適さない銅製の蒸留釜１２を使用することも可能になる。

なお、上述した実施形態は、蒸気と混合液１３が熱交換する熱交換器（加熱コイル２２）を蒸留釜１２の内部に設けたが、外部に設けてもよい。図２に示す蒸留装置は、蒸留釜１２の外部にリボイラ５０を備え、このリボイラ５０で蒸気と混合液１３が熱交換するようになっている。すなわち、リボイラ５０の内部管路（不図示）の外側には圧縮機１６からの配管２０と、冷却器２６への配管５２とが接続され、蒸気が通過するようになっており、その内部管路には、配管５４、５６を介して蒸留釜１２に連通される。配管５６には循環ポンプ５８が配設されており、この循環ポンプ５８を駆動することによって混合液１３が循環する。したがって、リボイラ５０の内部で蒸気と混合液１３が供給され、熱交換が行われ、蒸気が凝縮すると同時に混合液１３が加熱される。これにより、混合液１３の加熱にかかるランニングコストを低減することができる。なお、循環ポンプを配設しない対流循環でもよい。

このような蒸留装置の場合にも、加熱コイル４０で混合液１３を加熱することによって蒸気の発生量を増加させて蒸留釜１２の内圧を上昇させることができるので、蒸留釜１２の内圧を所望の値に調整することができ、所望の品質の原酒を得ることができる。

なお、上述した実施形態は、蒸留釜１２の内圧を調節する手段として、加熱コイル４０を用いたが、これに限定するものではなく、混合液１３を加熱する他の加熱手段を用いても良い。

また、上述した実施形態は、蒸気を加熱コイル４０に通過させて混合液１３を加熱するようにしたが、蒸気を混合液１３に直接供給しても良い。これにより、混合液１３の加熱と蒸留釜１２内の加圧の両方を同時に行うことができる。

本実施の形態の蒸留装置の構成を示す模式図 図１と異なる構成の蒸留装置を示す模式図

符号の説明

１０…蒸留装置、１２…蒸留釜、１３…混合液、１５…圧力センサ、１６…圧縮機、１７…圧力センサ、１８…制御装置、２２…加熱コイル、２６…冷却器、３０…製品受槽、３２、３４…レベルセンサ、４０…加熱コイル、４６…バルブ

Claims (3)

1. 混合液を加熱して蒸発させる蒸留釜と、
   該蒸留釜からの蒸気を吸引して圧縮する圧縮機と、
   該圧縮機で圧縮された蒸気によって前記混合液を加熱する熱交換器と、を備えた蒸留装置において、
   前記蒸留釜の内圧を上昇させる加圧手段と、
   前記蒸留釜の内圧を測定する圧力センサと、
   該圧力センサの測定値に基づいて前記加圧手段を制御することによって前記蒸留釜の内圧を調節する制御手段と、を備えたことを特徴とする蒸留装置。
2. 前記加圧手段は、前記蒸留釜の内部に設けられ、熱媒体が供給されることによって前記蒸留釜内の混合液を加熱する加熱コイルであり、
   前記制御装置は、前記加熱コイルに供給される熱媒体の流量を制御することによって前記蒸留釜の内圧を調節することを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
3. 前記圧縮機は、スクリュー型コンプレッサ又はその他の機械式コンプレッサであることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸留装置。

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