図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1997年7月8日)のものです。
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図面 (3)

課題

蒸留装置において、省エネルギー節水型の蒸留装置を簡単な構造で而も安価に実現する。

解決手段

蒸留釜から蒸発させた留出ベーパーを、スチームエジェクター冷却水側を減圧にできる平衡分縮器分縮させ、冷却水から蒸発する水蒸気をスチームエジェクターで吸引圧縮し、蒸留釜の加熱用蒸気として再利用し、また冷却水量節減を図る。

概要

背景

焼酎は、酒法により甲類焼酎乙類焼酎分類され、甲類焼酎は、連続式蒸留機により不純物を除去して得られるアルコールを水で36度以下に割ったものであり、一方乙類焼酎は、連続式蒸留機以外の蒸留機で(以下、単式蒸留機と呼ぶ)で蒸留されたアルコール分45度以下のもので、原料微生物由来の種々の微量香味成分を含むことを特徴とする。この乙類焼酎は、例えば、米麹酵母、そして水からなるモロミ発酵させて得られる1次モロミに、サツマイモ、米、麦等の主原料を加えて、更に発酵させて得られる熟成モロミを単式蒸留機で蒸留して製造される。

単式蒸留装置は、一般に図2に示すように、前記熟成モロミを蒸留釜21中で水蒸気加熱し、アルコールを含むベーパーを発生させている。この場合、分縮によりアルコール濃度を高めるための精留部22を蒸留釜21の頂部に設け、ベーパーを凝縮器24に導くために、導管23(以下、スワンネックと呼ぶ)を凝縮器24に連設させている。

概要

蒸留装置において、省エネルギー節水型の蒸留装置を簡単な構造で而も安価に実現する。

蒸留釜から蒸発させた留出ベーパーを、スチームエジェクター冷却水側を減圧にできる平衡分縮器で分縮させ、冷却水から蒸発する水蒸気をスチームエジェクターで吸引圧縮し、蒸留釜の加熱用蒸気として再利用し、また冷却水量節減を図る。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

単式蒸留装置において、蒸留釜凝縮器との間に、スチームエジェクターにより冷却側減圧にできる平衡分縮器を設け、蒸留釜により蒸発させたベーパーを前記平衡分縮器で平衡分縮させた後、更に冷却し蒸留酒を得るとともに、該平衡分縮器の冷却側をスチームエジェクターで吸引し減圧にすることで、当該ベーパーの熱エネルギーを受け取って冷却水から蒸発する水蒸気吸入し、スチームエジェクター吐出圧下の利用可能な水蒸気として回収することを特徴とする蒸留装置

技術分野

(3)更に本発明は、留出ベーパー凝縮及び冷却するための冷却水を削減する事ができる。本件実施例における冷却水の削減率は39.5%になった。

背景技術

0001

本発明は、焼酎ウイスキーブランディーその他の蒸留酒単式蒸留装置に係わる。

0002

焼酎は、酒法により甲類焼酎乙類焼酎分類され、甲類焼酎は、連続式蒸留機により不純物を除去して得られるアルコールを水で36度以下に割ったものであり、一方乙類焼酎は、連続式蒸留機以外の蒸留機で(以下、単式蒸留機と呼ぶ)で蒸留されたアルコール分45度以下のもので、原料微生物由来の種々の微量香味成分を含むことを特徴とする。この乙類焼酎は、例えば、米麹酵母、そして水からなるモロミ発酵させて得られる1次モロミに、サツマイモ、米、麦等の主原料を加えて、更に発酵させて得られる熟成モロミを単式蒸留機で蒸留して製造される。

0003

単式蒸留装置は、一般に図2に示すように、前記熟成モロミを蒸留釜21中で水蒸気加熱し、アルコールを含むベーパーを発生させている。この場合、分縮によりアルコール濃度を高めるための精留部22を蒸留釜21の頂部に設け、ベーパーを凝縮器24に導くために、導管23(以下、スワンネックと呼ぶ)を凝縮器24に連設させている。

0004

上述のような従来の蒸留装置は、次のような欠点を有する。単式蒸留装置においては、熟成モロミを蒸発させるために多量の熱エネルギーを与えなければならず、同時にアルコール含有ベーパーを凝縮するために多量の熱エネルギーを奪い去らなければならない。このため、多量のボイラー蒸気消費するとともに多量の冷却水を必要とする。これまで、発明者らは、この欠点を解消するために、前記単式蒸留装置の蒸留釜と凝縮器との間に、ヒートポンプシステムを組み込み、熱エネルギー回収用熱交換器を通過した後の冷却水の一部を蒸発させて、その蒸発潜熱を利用してアルコール含有ベーパーの凝縮を行なうとともに、蒸発させた水蒸気圧縮して、該圧縮水蒸気蒸留釜内の吹き込み蒸気として再利用するシステムを開発した。然しながら単式蒸留では、蒸留中の蒸発温度、蒸発量等が経時的に変化するため、制御が複雑になり、作業者に専門の知識が要求され、更にヒートポンプ本体が非常に高価であるだけでなく、消費電力の増大により、場合によっては、受電設備の見直しの必要が生じる等、広く普及させるには問題が多いと考えられてきた。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、このような従来技術の欠点に鑑み、高価なヒートポンプを必要とする事なく、而も簡単な方法で、熱エネルギーを再利用できるとともに、アルコール含有ベーパーを冷却する冷却水の削減を図った省エネルギー節水型の蒸留装置を提供する事を目的とする。

0006

本発明は、蒸留装置の蒸留釜と凝縮器との間に、平衡分縮器を設け、当該平衡分縮器の冷却側を、スチームエジェクター減圧にさせ、蒸留釜により熟成モロミから蒸発するアルコール含有ベーパーから潜熱受け取り、該平衡分縮器の冷却側を通過する減圧下の冷却水の一部を蒸発させ、低圧水蒸気にする。当該低圧水蒸気は、スチームエジェクターに吸引され、該スチームエジェクターの吐出圧まで圧縮し、再利用可能な蒸気とするとともに、アルコール含有ベーパーを平衡分縮させることを特徴とするものである。蒸留装置には、通常ボイラーから比較的高圧の蒸気が供給され、減圧弁等で吹き込み蒸気圧まで調圧した後蒸留釜の加熱に用いられているが、この比較的高圧の蒸気をスチームエジェクターの駆動蒸気として供給すれば、吐出圧は上記減圧弁等と同様に、吹き込み蒸気圧まで下げることが出来、同時に、上記低圧水蒸気を吸入し再利用できる事に着目したものである。また、スチームエジェクター自体、運動部分を有せず、簡単な構造を持ち、且つ大容量の気体を吸入し、吐出圧まで圧縮できる性能をもち、また電力を必要とせず、なによりもスチームエジェクター本体が安価である事に着目したものである。また、スチームエジェクターには、吸入する気体の吸入量が多くなる程、その真空度が下がってしまうという真空特性があるが、単式蒸留では、蒸留の進行に伴ない、アルコールベーパーの温度も上昇するため、平衡分縮器冷却側を循環する低圧水の温度も、蒸留の進行と共に上昇し、低圧水蒸気の蒸発量も増加する。即ち、平衡分縮器冷却側の低圧水は、低沸点少蒸発量から高沸点多蒸発量へ移行するという特性を有する。この低圧水側の特性にスチームエジェクターの真空特性を合致させるように選択、或いは設計すれば、熱エネルギー回収のために、複雑な制御機構を必要としないことに着目したものである。

0007

上記技術手段によれば、蒸留釜より蒸発するアルコール含有ベーパーは、平衡分縮器により、潜熱を該平衡分縮器冷却側に受け渡し、一部凝縮して気液平衡状態にすることができるため、比較的アルコール濃度の低い凝縮液とアルコール濃度の高いベーパーを得ることができる。前記凝縮液の液温は沸点に近く、例えば、蒸留釜頂部の精留部に戻し入れ、これを蒸留釜により蒸発してくるアルコール含有ベーパーと気液接触させれば、効率の良い環流を行なうことができ、更には常温まで冷却すれば、低アルコール濃度の原酒を得ることができる。

0008

アルコール濃度の高いベーパーは、蒸留釜より蒸発してくるアルコール含有ベーパーに較べ、流量、温度共低下しているため、凝縮器によって常温まで冷却する上で多量の冷却水を必要としない。また、これによって、高アルコール濃度の原酒を得ることができる。前記低アルコール濃度の原酒と混合すれば、従来と同等の原酒にすることができる。

0009

又、本発明によれば、平衡分縮器の冷却側はスチームエジェクターにより減圧下にあり、冷却水は、例えば、80℃のような低い温度でも沸騰できる状態にある。このため、冷却水は、当該平衡分縮器に流入するアルコール含有ベーパーから熱エネルギーを受け取り、気化して低圧水蒸気が発生する。更に、前記低圧水蒸気は、スチームエジェクターに吸引され、吐出圧まで圧縮され、使用可能な水蒸気として再利用できる。

0010

従って、本発明においては、複雑な制御機構を必要とせず、簡単で而も安価な装置により、省エネルギー節水型の単式蒸留装置を実現できる。

0011

以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示的に詳しく説明する。但し、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主旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。図1は、本発明の実施例に係わる乙類焼酎の蒸留装置を示し、図中1は、熟成モロミが投入される蒸留釜で、熟成モロミ1Aの加熱を行なうために、蒸留釜1の下部に設けた水蒸気吹き込み管2からボイラー蒸気を吹き込む。従来の蒸留機では、蒸留釜1からアルコール含有ベーパーを導出する導出管を介して凝縮器3に導き、冷却水によって凝縮、冷却させるが、本システムにおいては、この蒸留釜1と凝縮器3との間に平衡分縮器4を設け、導出管を介して平衡分縮器4に導かれるように構成してある。

0012

平衡分縮器4の内部には、多数の伝熱チューブ(図示せず)が設けられている。平衡分縮器4から導かれる低圧気液分離器6中の低圧温水を、導出路12によって連設された管路を経て、伝熱チューブ内部に空間を有しながら、上部より内壁を濡らすように落下させると、アルコール含有ベーパーの熱を奪って気化し、この低圧水蒸気は、伝熱チューブ内の空間に移行する。一方、アルコール含有ベーパーは、蒸発潜熱を奪われて凝縮する。この場合、低圧下の温水は、熱エネルギーを主に蒸発潜熱として受け取り、大きな温度上昇を伴なうことはない。一方、アルコール含有ベーパーは、主に潜熱を奪われ、平衡分縮し、比較的低濃度のアルコール凝縮液と比較的高濃度アルコール組成を持ったベーパーとになる。この過程も大きな温度低下を伴なわない。前記アルコール含有ベーパー奪熱によって気化した低圧水蒸気は、再び低圧気液分離器6へ導かれる。13は、平衡分縮器4と低圧気液分離器6との間に冷却水を循環させるポンプである。

0013

平衡分縮器4によって平衡分縮された比較的低濃度のアルコール凝縮液は、プレート式熱交換器9により、30℃前後まで冷却され、低アルコール区分として回収される。また、凝縮せずに比較的高濃度のアルコール組成を持つベーパーは、凝縮器3に導かれ、ここで凝縮され、30℃前後まで冷却され、メートルボックス(アルコール検液器)10を経て、高アルコール区分として回収される。一方、発生した低圧水蒸気は、低圧気液分離器6からスチームエジェクター7により吸引圧縮され、使用可能な水蒸気として、スチームヘッダー8に供給され、蒸気吹き込み管2を経て、蒸留釜1に吹き込まれる。これにより蒸留釜1内の加熱された熟成モロミから出てくるアルコール含有ベーパーの持つエネルギーは、再利用されたことになる。

0014

次に、前記実施例の説明で既に明らかにしたが、本実施例の動作をサツマイモ製焼酎製造の蒸留行程実施手順に従って、再度概略的に説明する。単式蒸留機の蒸留釜には、所定量の発酵モロミが投入される。そして該蒸留により生成されたアルコール含有ベーパーは、蒸留釜1よりスワンネック11を介して平衡分縮器4に導かれる。平衡分縮器4内に導入されたアルコール含有ベーパーは、導出経路12と連設する伝熱チューブ14内壁を濡らすように落下する低圧下の冷却温水熱交換され、気液平衡関係に従って平衡分縮する。そして平衡分縮器4を通過した後の液層は、熱交換器9で冷却され、低アルコール区分の原酒になる。凝縮しきれなかった気相は、水冷シェルアンドチューブ式の凝縮器3に導入され、凝縮と冷却を受け、高アルコール区分の原酒になる。

0015

一方、アルコール含有蒸気の奪熱により加熱された冷却水は、平衡分縮器4内の伝熱チューブ14の内壁で一部蒸発して、低圧気液分離器6に導かれる。低圧蒸気配管15によって低圧気液分離器6から導入されたスチームは、エジェクター7に吸引され、吐出圧まで圧縮を受け、再利用可能な水蒸気として、スチームヘッダー8内に導かれ、蒸留釜下部に設けられた水蒸気吹き込み管2より吹き込まれ、熟成モロミ加熱用の熱エネルギーとして再利用される。表1に本実施例に於ける水蒸気消費量回収蒸気量及び冷却水量を示す。

図面の簡単な説明

0016

(1)本発明によれば単式蒸留装置において熱エネルギーを回収しながら蒸留する事ができる。本件実施例における留出後の吹き込み蒸気量に対する回収蒸気量は60%になった。
(2)また本発明は、エネルギー回収にスチームエジェクターを使うため設備費が安価である。

--

0017

図1本発明の実施例に係わる焼酎の蒸留装置を示す。
図2従来の単式蒸留装置を示す。

0018

1蒸留釜
1A熟成モロミ
2水蒸気吹き込み管
3凝縮器
4平衡分縮器
気液分離器
6低圧気液分離器
7スチームエジェクター
8スチームヘッダー
10 メートルボックス(検液器)
11スワンネック
12導出管
13ポンプ
14伝熱チューブ
15 導出管

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