蒸留酒製造に一般的に用いられるろ過・分離装置

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蒸留はスピリッツの製造工程において大部分の役割を担っていますが、必ずしもその時点で貯蔵や瓶詰めができる状態になるわけではありません。.

蒸留酒の種類や製造工程によっては、発酵液から固形物を除去したり、蒸留直後の蒸留酒を澄ませたり、樽の焦げ臭を取り除いたり、炭素粒子を除去したり、あるいはブレンドやアルコール度数の調整後に濁りが生じるのを防いだりするために、さらなる分離工程が必要になる場合があります。.

だからこそ、ろ過装置は、単に公称ろ過精度に基づいて選ぶのではなく、その装置に求められる役割に応じて選定すべきなのです。.

蒸留所によっては、工程の初期段階で遠心分離機を使用し、澄清工程では深層ろ過を行い、瓶詰め直前にカートリッジフィルターを使用する場合があります。一方、他の製造業者では、これらの工程のうち1つか2つだけで済む場合もあります。ウイスキーでは専用の低温ろ過工程が必要となる場合がありますが、ウォッカでは活性炭処理の後に粒子ろ過を行う必要がある場合があります。.

以下の装置は、商業的なスピリッツ製造において一般的に用いられる主なろ過および分離方法に対応しています。.

 

蒸留所で一般的に使用されるろ過・分離装置

設備・技術 主な機能 スピリッツの代表的な用途
デカンタ遠心分離機 高固形分濃度の固液分離 厳選された発酵および特製スピリッツの製造プロセス
ディスクスタック遠心分離機 精密遠心沈殿 発酵液、酵母および浮遊固形物の分離
バッグフィルター 粗ろ過または中間ろ過 前処理、炭素粒子の除去、装置の保護
プレート&フレーム式フィルター フィルターシートを用いた加圧ろ過 ウイスキー、ウォッカ、ラム、ブランデー、リキュール
深度フィルター/フィルターシート 透明度の向上、仕上げ、曇りの除去 ウイスキー、ブランデー、ウォッカ、ホワイトスピリッツ、熟成スピリッツ
珪藻土/キゼルグールフィルター プレコートろ過および澄清 厳選されたウイスキー、ブランデー、ラム酒、その他のスピリッツ
カートリッジフィルター 微細かつ最終的な粒子ろ過 ウイスキー、ウォッカ、ジン、ラム、ブランデー
活性炭ろ過 吸着処理 ウォッカおよび中性スピリッツ
微濾過(MF) 微粒子および微生物の低減 厳選されたスピリッツと専門的な用途
真空フィルター 粗い固液分離 上流側の用途が限定的
限外ろ過(UF) 高分子の分離 特殊プロセス用途
ナノろ過(NF) 選択的分子分離 特殊プロセスまたは水処理用途

この表は、粗いものから細かいものへの単純な順位付けを意図したものではありません。遠心分離機とフィルターは根本的に異なる仕組みで動作しており、膜システムはまったく別の種類の分離課題を解決するものです。.

ほとんどの蒸留所において、設備の選定は次の3つの質問に基づいて行われます:

何を削除する必要がありますか?

製造工程のどの段階で取り除く必要があるのでしょうか?

その精神の本来の特質を、どの程度まで残すべきでしょうか?

こうした質問は、利用可能な中で最も細かいミクロン単位のフィルターを選ぶことよりも、より有用です。.

 

プレート&フレーム式フィルター

プレート・フレーム式ろ過は、多くの蒸留所において、バッチ式清澄化のための実用的な選択肢であり続けている。.

このフィルターは、プレートとフィルターシートを組み合わせて構成されています。アルコールがシステム内をポンプで送り出されると、浮遊物質はフィルター材によって捕捉されます。製品やろ過の目的に応じて、さまざまなグレードのシートを選択することができます。.

このため、蒸留所が単一の固定されたろ過仕様ではなく、柔軟性を求める場合には、この装置が特に有用となります。.

プレート・フレーム式フィルターは、以下の用途に使用できます:

  • ウイスキーの清澄化
  • ウォッカと中性スピリッツによる磨き仕上げ
  • ブランデーとラムのろ過
  • リキュールの清澄化
  • ブレンドまたは熟成後のろ過

同じ基本フィルターでも、フィルターシートやろ過面積を変えることで、さまざまな製品に対応できます。.

中小規模の蒸留所においても、この装置の操作やメンテナンスは比較的簡単です。その一方で、従来の開放型システムでは、オペレーターによるフィルターシートの交換や洗浄が必要となります。生産工程が高度に自動化されている場合は、密閉型の深層ろ過システムが適している場合があります。.

 

深層ろ過とろ過シート

深層ろ過は、スピリッツに微細な浮遊物質が含まれており、極めて目合いの細かい表面フィルターだけに頼らずにそれらを除去する必要がある場合に、特に有用です。.

深度フィルター媒体は、粒子を表面だけで捕捉するのではなく、粒子を保持する三次元構造を形成します。また、フィルターシートの組成も、吸着やヘイズの原因となる物質の除去に影響を与える可能性があります。.

このため、深度ろ過は濁り除去と仕上げの両方に有用です。.

蒸留所では、用途に応じてフィルターシートが選定されることがあります:

粒子状物質を除去し、下流のフィルターを保護するための、より粗いグレードのフィルターです。.

瓶詰め前にスピリッツを磨き上げるための、より細かい粒度の研磨材。.

ヘイズ抑制用、およびフィルター媒体と溶剤との相互作用を厳密に制御する必要がある用途向けの専用グレード。.

したがって、フィルターシートの選定は、粒子径だけによって決まるわけではありません。スピリッツの成分、アルコール度数、温度、そして求める最終的な外観も、すべて結果に影響を与える可能性があります。.

これは特にウイスキーやブランデーにおいて重要であり、不適切なろ過材を使用すると、望ましくない抽出物が混入したり、完成したスピリッツの安定性に影響を及ぼしたりする可能性がある。.

 

珪藻土/キゼルグールのろ過

珪藻土(一般にDEまたはキーゼルグールとして知られる)は、プレコートろ過に使用されるろ過助剤である。.

製品がろ過される前に、ろ過助剤がろ過面に付着して多孔質のろ過ケーキが形成されます。その後、溶媒はこの層を通過し、浮遊物質はろ過ケーキ内に捕捉されます。.

DEろ過は、効果的な澄清効果を発揮し、比較的高い粒子負荷にも対応可能です。以下のような用途での採用が検討されます:

  • ウイスキー
  • ブランデー
  • ラム酒
  • リキュール
  • 水深の確認が必要なその他のスピリット

DEのグレードによってろ過特性が異なるため、ろ過助剤は酒質や求める澄明度に応じて選択する必要があります。.

しかし、DEプレコートろ過と最新の深層ろ過シートとの間には、実用上の違いがあります。DEは消耗性のろ過助剤であるため、使用後は使用済み材料を取り除き、廃棄する必要があります。また、プレコート層を形成するには、さらなる工程が必要となります。.

このため、蒸留所では、生産規模、必要な労働力、運用コスト、および製品の回収率に応じて、従来のDEシステムと、シート式または密閉型の深層ろ過システムのいずれかを選択することになります。.

したがって、DEは、すべてのスピリッツに対する「標準的な」フィルターというよりも、深度ろ過およびプレコートろ過というより広い分野における有用な選択肢の一つとして捉えるべきである。.

 

カートリッジフィルター

カートリッジろ過は、一般的に、蒸留所が密閉系において精密なろ過を制御する必要がある場合に用いられます。.

フィルターエレメントはサニタリーハウジングに組み込まれており、アルコールは、貯蔵、ブレンド、または瓶詰めへと移される前に、選定されたカートリッジを通過します。.

このシステムの最大の利点の一つは、現代の生産ラインに自然に組み込めることです。カートリッジハウジングは設置面積が比較的少なく、フィルターエレメントの交換も迅速に行え、さらに自動化された搬送・充填工程に組み込むことが可能です。.

主な職務内容は以下の通りです:

  • 最終仕上げ
  • 微粒子の除去
  • 微細な炭素粒子の除去
  • 充填装置の保護
  • 熟成またはブレンド後のろ過

微細なカートリッジにすべての固形物を処理させるよりも、カートリッジの手前に粗いフィルターを設置するほうが、多くの場合、効率的です。.

例えば:

粗大粒子の除去 → 深層ろ過 → カートリッジろ過 → 充填

この手法により、最終フィルターへの早期負荷を軽減し、ろ過全体の経済性を向上させることができます。.

 

バッグフィルター

バッグフィルターは通常、より微細なろ過工程の上流に設置されます。.

フィルターバッグは、液体が通過する際に浮遊粒子を捕捉します。このバッグは比較的多くの粒子を捕捉できるため、スピリッツに樽由来の粒子や微細な炭粒子、あるいは微細なカートリッジをすぐに目詰まりさせてしまうような物質が含まれている場合に有用です。.

蒸留所には、バッグフィルターが設置されている場合があります:

  • カートリッジフィルターの前段
  • 活性炭処理後
  • バレル炭化物の除去中
  • 移送ライン上の保護フィルターとして
  • 次の研磨工程の前に

装置は比較的シンプルで、フィルターの交換も簡単です。.

したがって、その役割は主に実用的なものです。すなわち、まず大きな粒子を除去し、下流にあるより高価な微細ろ過段階を保護することです。.

バッグフィルターは、通常、プロジェクトで「最終的な微細ろ過」が必要だという理由だけで選定されるわけではありません。“

 

ディスクスタック式遠心分離機

ディスクスタック遠心分離機は、従来のろ過材を使用せずに分離を行います。.

回転するボウル内で、液体には強い遠心力が加わります。これにより、微細な浮遊粒子、酵母、その他の固形物が、その密度に応じて分離されます。.

このため、この技術は、澄清が必要な一方で、流入する液流にまだ十分な量の固形分が含まれており、微細ろ過では効率が得られない場合に有用となります。.

蒸留所における具体的な用途としては、次のようなものがあります:

  • 発酵液に関する説明
  • 酵母の除去
  • 精密な固液分離
  • 下流の設備に流入する固形物の低減
  • 厳選されたアガベと特製スピリッツの製造工程

重要な点は、遠心分離機が単にフィルターの代わりになるものではないということです。.

ディスクスタック遠心分離機は、密度差による分離が主であり、連続運転が有利な場合に最も有用です。完成したスピリッツからさらに高度な微粒子除去が必要な場合は、下流工程でカートリッジフィルターや深層フィルターが必要となる場合があります。.

 

デカンタ遠心分離機

デカンタ遠心分離機は、最終ろ過段階において通常見られる液体よりも、固形分濃度がかなり高い流体を対象としています。.

水平回転ボウル内部では、固形物が遠心力によって沈降し、スクリューコンベアによって固形物排出口へと連続的に搬送される。.

これにより、このデカンタは次のような上流工程に適しています:

  • 高固形分発酵
  • アガベおよびその他の植物由来の原料
  • 厳選されたフルーツスピリッツの製造
  • 蒸留前の固液分離
  • 大量の固形物を連続的に除去する必要がある特殊なプロセス

したがって、デカンタは、最終的なスピリッツのろ過というよりは、固液分離とより密接な関係にある。.

すでに澄明化されたウォッシュを処理する従来のウイスキー、ウォッカ、ジン、またはラム蒸留所の場合、デカンタを設置する理由はほとんどないかもしれません。しかし、製造工程で多量の固形分が発生する場合、その価値ははるかに明確になります。.

 

活性炭ろ過

活性炭処理は、従来の粒子ろ過とは異なります。.

その主な機能は吸着であり、特定の化合物が炭素に引き寄せられて保持されます。このため、活性炭は、望ましくない色、香り、または風味の成分を除去することが製造工程の一部となる場合があるウォッカや中性スピリッツの製造において、特に重要な役割を果たします。.

簡略化した製造工程は、次のようなものになります:

蒸留/精留 → 活性炭処理 → 粒子ろ過 → 熟成 → 最終ろ過

炭処理は慎重に行う必要があります。その目的は、スピリッツからすべての化合物を除去することではありません。なぜなら、過度な処理は、生産者が残しておきたい特性までも損なう可能性があるからです。.

炭処理の後、スピリッツが製造ラインの次の工程へ進む前に、炭の微粉を除去するために、通常、別途の粒子ろ過工程が設けられます。.

 

膜ろ過:MF、UF、NF

膜ろ過はアルコール製造工程で利用可能ですが、主に特殊な用途に用いられるものであり、従来のスピリッツにおける通常の最終ろ過にはあまり用いられません。.

微濾過(MF)

微濾過では、UFやNFに比べて孔径が比較的大きい膜が使用されます。微細な粒子の除去に利用でき、使用する膜や運転条件によっては、微生物の除去にも利用できます。.

主な用途としては、特定のホワイトスピリット、プロセス流体、および特殊な清澄化要件などが挙げられます。.

限外ろ過(UF)

限外ろ過は、従来の粒子ろ過よりも分子サイズの分離に重点を置いています。これにより、タンパク質やコロイド、その他の大きな分子を捕捉することができます。.

したがって、UFは、高分子成分を分離することを目的とする特定のプロセスストリームにおいて有用である。通常、単に完成したウイスキーやウォッカを視覚的に透明にするためだけにUFを行う必要はない。.

ナノろ過(NF)

ナノろ過は、さらに選択性の高い分離を実現し、主に特殊なプロセス用途、濃縮、あるいは水処理に関連しています。.

ほとんどの標準的な蒸留所の瓶詰め工程において、MF、UF、NFは、適切に設計された深層ろ過システムやカートリッジろ過システムの代わりにはなりません。.

 

酒類ごとに異なるろ過要件

蒸留酒全般において、ろ過工程は一律に定められているわけではありません。適切なろ過方法は、原料、蒸留方法、熟成工程、そして最終製品の目指す特性によって異なります。.

ウイスキー

ウイスキーのろ過には、いくつかの異なる目的がある。.

熟成後、バレルチャーなどの比較的大きな粒子を取り除く必要がある場合があります。ブレンドとプルーフィングの後、製造者は濁りを調整し、外観を均一に整えたいと考える場合もあります。.

チルフィルター処理されたウイスキーの場合、簡略化した工程は以下の通りです:

熟成 → 粗ろ過 → 冷却 → 精密深層ろ過 → 最終精製 → 瓶詰め

ろ過条件は、瓶詰め時のアルコール度数、冷却温度、および目指す製品のスタイルによって異なります。.

冷却ろ過を行わないことを選択したウイスキー生産者は、特に天然由来の成分をより多く残すことが製品のポジショニングの一環となっている場合、より穏やかな清澄化プロセスを採用することがある。.

ウォッカ

ウォッカは一般的に、透明感とニュートラルな味わいを重視して製造されます。.

活性炭が工程の一部として用いられる場合、ろ過には2つの異なる目的があります。第一に、活性炭処理は吸着作用によってスピリッツの性質を変化させます。第二に、下流工程でのろ過により、活性炭の微粉や残留する浮遊粒子が除去されます。.

実用的な手順としては、次のようなものが考えられます:

精製 → 炭処理 → 粒子ろ過 → 熟成 → 最終ろ過

ろ過システムは、蒸留の過程で生まれた特徴を不必要に損なうことなく、最終製品が澄んだ状態になるように設計されるべきである。.

ジン

ジンは、ボタニカル(植物成分)の抽出工程に大きく依存しています。.

通常、蒸気注入法では、植物原料を直接浸漬する手法に比べて、スピリッツに含まれる固形分の量が少なくなります。マセレーションやその他の抽出法では、微細な植物粒子が残る場合があり、瓶詰め前にこれらを取り除く必要があります。.

考えられる手順は次のとおりです:

植物抽出・蒸留 → 粗ろ過 → 精密ろ過 → 熟成 → 瓶詰め

比較的清澄な植物性蒸留液の場合、1段階の微細ろ過で十分である場合があります。スピリッツに浮遊する植物性物質が多く含まれている場合は、最終段階のカートリッジを保護するために、上流工程でバッグフィルターやデプスフィルターを使用することができます。.

ラム酒

ラム酒には、一概に言えるような濾過の要件は存在しません。.

ライトラムは、すっきりとした外観を実現するために、より徹底的に精製される場合がありますが、一方、重めのスタイルのラムは、その特徴的な香り、風味、口当たりをもたらす成分を意図的に多く残すことがあります。.

したがって、その目的は、最大限のろ過ではなく、制御された沈殿にある。.

ブランデー

ブランデーは、製造工程が果実から始まるため、分離に関するさらなる課題が生じることがあります。.

蒸留前の浮遊物質の量は、果実の加工および発酵方法によって異なります。適切な用途においては、遠心分離を行うことで、蒸留前の固形分負荷を低減することができます。.

熟成とブレンドの後、最終的な澄清のために、深層ろ過またはカートリッジろ過を行う場合があります。.

ろ過材の選定は、ろ過材から溶出する鉱物成分と相互作用する可能性のある成分を含むスピリッツにおいて、特に重要です。これが、ろ過仕様を単に公称保持率だけで決定するのではなく、製品設計の一環として検討すべき理由の一つです。.

テキーラとアガベ・スピリッツ

アガベを原料とする製造では、抽出および発酵の工程によっては、蒸留前にかなりの量の固形分が発生する可能性があります。.

必要に応じて、蒸留の前に遠心式固液分離工程を組み込むことで、蒸留塔や下流の装置に流入する固形物の量を減らすことができます。.

蒸留後のろ過の要否は、そのスピリッツが若いうちに瓶詰めされるか、熟成期間を経て瓶詰めされるか、あるいは熟成後にブレンドされて瓶詰めされるかによって異なります。.

考えられる手順は次のとおりです:

アガベの加工 → 発酵 → 固液分離 → 蒸留 → 熟成/ブレンド → 最終ろ過

これもまた、遠心分離機と最終フィルターの役割の違いを如実に示しています。一方は工程の早い段階で固形物を処理し、もう一方は完成品段階に向けてスピリッツを仕上げる役割を担っています。.

 

適切なろ過システムの選び方

適切なろ過システムは、プロセスから逆算して決定すべきである。.

まず、完成したスピリッツを基に、求められる外観、安定性、および官能的特性を定義します。次に、その結果を得るために何を除去すべきか、またどの段階で除去すべきかを特定します。.

いくつかの要因を考慮する必要があります。.

スピリッツの種類:ウイスキー、ウォッカ、ジン、ラム、ブランデー、テキーラは、それぞれろ過の要件が異なります。.

固形分負荷:固形分濃度の高い流体については、より精密な装置を使用する前に、遠心分離や粗ろ過が必要となる場合がある。.

ろ過工程:蒸留の前に設置されるフィルターと、瓶詰め直前に設置されるフィルターでは、その目的が大きく異なります。.

目標とする透明度:求められる外観によって、適切なろ過手法が決まります。.

濁りの安定性:ウイスキーやその他のスピリッツの中には、冷却や希釈後も澄んだ状態を保つために、特定のろ過条件を必要とするものがあります。.

活性炭処理:活性炭処理を施したスピリッツには、後工程での微粒子除去が必要である。.

製品の特性:ろ過を過度に行うと、香り、風味、色、または口当たりに寄与する成分が除去されてしまう可能性があります。.

生産能力:生産能力が増加するにつれて、ろ過面積、処理流量、ろ過サイクル、製品回収率、人件費および消耗品費の重要性がますます高まってきます。.

洗浄と衛生:蒸留所にろ過装置を導入する際には、製品と接触する材料、衛生的な設計、およびCIP戦略全体について検討する必要があります。.

 

蒸留所全体の構成要素としてのろ過

すべての蒸留所に共通する汲み取りシステムというものはありません。.

クラフトジンの製造業者であれば、ボタニカルを蒸留した後は、微細なカートリッジフィルターだけで済む場合もあります。 ウイスキー蒸留所では、粗い粒子の除去に続いて深層ろ過を行い、必要に応じて冷却ろ過を行う必要がある場合があります。ウォッカの製造業者では、精留、活性炭処理、そして最終的な粒子ろ過を組み合わせることがあります。テキーラの製造業者では、蒸留前の固液分離の必要性がはるかに高くなる場合があります。.

したがって、この装置は、単体のろ過機として選定するのではなく、生産プロセス全体を考慮して設計されるべきである。.

Tiantaiは、ウイスキー、ウォッカ、ジン、ラム、ブランデー、テキーラ、その他のスピリッツ向けに、包括的な蒸留所ソリューションを提供しています。そのプロセス構成は、原材料、発酵方法、蒸留設備、生産能力、および完成したスピリッツの特性に応じて設計されています。.

ろ過・分離装置は、上流工程の固液分離から、澄清、仕上げろ過、最終ろ過に至るまで、蒸留ライン全体に組み込むことができます。.

その目的は、単に可能な限り最高水準のろ過を実現することだけではありません。.

これは、望ましい透明度、安定性、スピリッツの個性、および収率を維持しつつ、適切な段階で適切な成分を除去することである。.

新規蒸留所の建設や既存工場の改修に際し、Tiantaiは、蒸留酒の種類、生産能力、およびプロセス全体の要件に応じて、適切なろ過・分離装置を構成いたします。.

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