醸造は、発酵が完了した時点で終わるわけではありません。.
この段階では、ビールにはまだ酵母、ホップの粒子、タンパク質、ポリフェノール、その他の浮遊物や濁りの原因となる物質が含まれている場合があります。ビールのスタイルや醸造者の品質目標によっては、ビールをクリアビールタンクに移す前、あるいは充填工程に送る前に、これらの成分の一部を除去する必要がある場合があります。.
したがって、ろ過にはいくつかの異なる目的があります。発酵後のビールの濁りを取り除いたり、より微細なろ過工程の前に粒子量を減らしたり、外観の安定性を高めたり、あるいは充填前の微生物学的安定化を図ったりすることができます。ただし、意図的に濁りを残すビールもあり、そのようなビールでは最終ろ過をほとんど、あるいはまったく行わない場合もあります。.
ろ過装置の選定は、ビールのスタイル、固形分濃度、生産能力、求められる透明度、包装要件、および醸造所が採用する生産方法によって異なります。.
小規模なクラフトビール醸造所から大規模な商業・工業用ビール工場に至るまで、ビール醸造所において最も重要な技術としては、遠心分離、珪藻土ろ過、深層ろ過、プレート・アンド・フレーム式ろ過、カートリッジろ過、および膜ろ過などが挙げられます。.
ビール製造で一般的に使用されるろ過・分離装置
| 設備・技術 | ビール製造における主な役割 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| ディスクスタック遠心分離機 | 酵母および浮遊固形物の迅速な清澄化と分離 | グリーンビール、酵母の分離、予備ろ過 |
| 珪藻土（キーゼルグール）フィルター | 深層ろ過とビールの清澄化 | 従来のビールろ過 |
| 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 | 中小規模のビールろ過 |
| 深度フィルター／フィルターシート | 微細な清澄化および研磨 | 酵母、微粒子、および濁りの低減 |
| カートリッジフィルター | 微細かつ最終的な微粒子ろ過 | 研磨および後工程での保護 |
| 膜／クロスフローろ過 | 精密ろ過および微生物学的安定化 | キゼルグールを使用しないビールのろ過 |
| バッグフィルター | 粗ろ過または補助ろ過 | 代表的な前処理用途 |
これらの技術は、単に同じフィルターの異なるレベルというわけではない。.
遠心分離機は、遠心力を利用して粒子を分離します。DEフィルターや深層フィルターは、ろ過材の内部に粒子を捕捉します。カートリッジフィルターは、粒子の捕捉を制御して行いますが、膜システムは選択的な膜分離を利用しています。.
このため、醸造所では通常、入手可能な最も微細なフィルターを選ぶのではなく、製造工程の目的に応じてろ過装置を選定する。.
微細ろ過前の確認事項
微細フィルターに入るビールは、発酵槽から出てくるビールとは大きく異なります。.
発酵直後のビールには、酵母やその他の浮遊物質が相当量含まれていることがあります。こうした固形物をすべてそのまま微細フィルターに送ると、圧力損失が急速に高まり、フィルターの寿命が短くなり、ビールのロスが拡大する恐れがあります。.
そのため、多くの場合、一次沈殿処理が最初に用いられます。.
醸造所では、ワールプールが、冷却や発酵の前に、高温のトラブを麦汁から分離することで、すでに重要な澄清工程を担っています。しかし、発酵後は、固形分がはるかに微細になり、その大部分は酵母やその他の発酵由来の物質で構成されています。.
ここで、遠心分離、沈降、DEろ過、あるいはその他の澄清技術が重要となってくる。.
典型的なプロセスは、次のようなものになるでしょう：
発酵 → 熟成 → 一次清澄 → 精密ろ過 → クリアビール → 充填
すべての醸造所がすべての工程を必要とするわけではありません。最適な構成は、ビールの種類や求められる完成品の特性によって異なります。.
ディスクスタック式遠心分離機
A ディスクスタック式遠心分離機 フィルター材の代わりに遠心力を利用して、ビールから浮遊物質を分離する。.
回転するボウル内部では、円錐形のディスクが積み重ねられており、これにより有効分離面積が増大します。酵母やその他の浮遊粒子は液体から分離され、遠心分離機の構成に応じて排出されます。.
ビールの製造においては、, ディスクスタック型遠心分離機 次のような用途に使用できます：
- グリーンビールの説明
- 酵母の分離
- 精密な固液分離
- ろ過前の前処理
- 下流のフィルターに流入する固形物の低減
- ビールの回収
最大の利点は、処理速度と連続運転です。遠心分離機を使用すれば、ビールがより細かいろ過工程に進む前に、酵母の大部分を取り除くことができます。.
これは、ビールの処理量が多く、長期間にわたる生産工程を通じてろ過能力を維持しなければならない大規模な醸造所において、特に有益です。.
珪藻土（キーゼルグール）ろ過
珪藻土（DEまたはキーゼルグールとも呼ばれる）は、古くからビール製造において最も広く使用されてきたろ過助剤の一つである。.
ろ過の過程で、DEは多孔質のろ過ケーキを形成し、ビールはこのろ過ケーキを通過します。酵母、浮遊粒子、およびその他の濁りの原因となる物質は、このろ過ケーキ内に捕捉されます。.
この方法が現在も使用され続けている主な理由は、比較的多量の固形物を処理できる一方で、澄み切った明るい色のビールを醸造できる点にある。.
従来のプロセスとしては、次のようなものが挙げられます：
熟成ビール → DEろ過 → 精密ろ過 → クリアビールタンク
必要なろ過性能に応じて、さまざまな粒度のろ過助剤を使用することができます。粒子が粗いものはより高い汚泥保持能力を発揮し、粒子が細かいものはより徹底した清澄化に用いることができます。.
DEろ過 実績のある従来のろ過プロセスを求める醸造所に適しています。クラフトビール醸造と工業用醸造のどちらにも使用可能で、ろ過システムとろ過面積は生産要件に応じて規模調整が可能です。.
ただし、制限事項もあります。DEは消耗型のろ過助剤であるため、醸造所では、使用済みろ過材の保管、投与、取り扱い、および廃棄を適切に管理する必要があります。また、ろ過ケーキにビールが残留し、製品の損失につながる可能性もあります。.
こうした要因から、多くの醸造所が、代替技術あるいは補完技術として、遠心分離、深層ろ過、あるいは膜ろ過の導入を検討するようになっています。.
プレート＆フレーム式フィルター
プレート・フレーム式フィルターは、一連のプレートの間に設置されたフィルターシートを使用します。ビールは加圧されてこれらのシートを通過し、酵母や浮遊粒子はろ過材によって捕捉されます。.
このシステムは、生産要件に応じてろ過面積を調整でき、また、望ましい清澄度に応じてろ過シートを選択できるため、特にバッチ式ろ過に有用です。.
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：
- ビールのバッチ式清澄化
- 精密ろ過
- 研磨
- クラフトビールの製造工程
- 中小規模の醸造所の生産
小規模な醸造所にとっては、比較的シンプルな設計とフィルターシートの選択の自由度の高さから、プレート・フレーム式ろ過が実用的な選択肢となり得ます。.
主な制限点は手作業である。従来のシステムでは、フィルターシートの取り付け、交換、洗浄のために装置を開ける必要があり、これらの作業中にビールが漏れることがある。.
膜ろ過およびクロスフローろ過
膜ろ過 従来のろ過助剤を用いたろ過に代わる方法を提供する。.
クロスフローろ過では、ビールは静止したフィルターケーキを直接通過するのではなく、膜表面を接線方向に流れます。液体の一部は膜を通過しますが、捕捉された固形分は供給側に残り、クロスフローによって洗い流されます。.
この手法により、状況を明確にすることができるほか、膜の構成によっては、珪藻土を使用せずに微生物学的安定化を図ることができる。.
考えられる利点としては、次のようなものがあります：
- 珪藻土の取り扱いなし
- フィルター助剤の廃棄量の削減
- 密閉処理
- 安定したろ過性能
- 消耗品のコスト削減が見込まれる
- 高度なプロセスの自動化
しかし、, 膜システム DEフィルターの単なる代替品というわけではありません。.
システムに流入するビールに大量の酵母やコロイド状物質が含まれている場合、膜のファウリングが大きな問題となる可能性があります。したがって、効果的な予備清澄化と適切な洗浄手順が不可欠です。.
小規模な醸造所の場合、決定にあたっては、設備投資コスト、生産量、洗浄要件、膜の交換、そして実際にその程度の自動化が必要かどうかといった点も考慮すべきである。.
バッグフィルター
ビール製造において、バッグフィルターが果たす役割は、他の飲料製造プロセスに比べて限定的である。.
これらは一般的に、ビールの最終ろ過用フィルターというよりは、粗ろ過用または補助ろ過用として使用されます。.
醸造所では、より微細なろ過工程の前に比較的大きな粒子を除去したり、下流の設備を保護したりするために、バッグフィルターを使用することがあります。.
例えば：
粗大粒子の除去 → バッグフィルター → 微細フィルター
しかし、バッグろ過は、一般的に完成したビールの最終澄清において第一の選択肢とはならない。.
安定したクリアビールの品質を求める醸造所にとっては、遠心分離、DEろ過、深層ろ過、カートリッジろ過、あるいは膜ろ過が、一般的により的確な解決策となります。.
ビールのろ過：「きめ細かければきめ細かいほど良い」とは限らない理由“
遠心分離機は、フィルター媒体のように公称ミクロン値通りに動作するものではありません。その性能は、粒子径、粒子密度、固形分濃度、ビールの粘度、温度、遠心力などの要因によって左右されます。.
膜ろ過はこれとはまた異なり、膜の特性や求められる分離性能に応じて選択されます。.
醸造所のプロセス設計においては、より有用な問いは次の通りです：
何を削除すべきか、またどの段階で削除すべきか？
さまざまなビールのスタイルに合わせたろ過方法の選び方
ビールの種類によって、必ずしも同じろ過工程が必要とは限りません。.
ラガーとピルスナー
クリア・ラガー・スタイルは、一般的に、鮮やかな外観と安定した透明感を特に重視しています。.
一方、従来の醸造所では、DEろ過を行った後、微細ろ過工程を行う場合もあります。.
大規模な醸造所の場合、遠心分離を行うことで、下流のろ過システムにかかる固形物の負荷を軽減し、安定した処理能力を維持するのに役立ちます。.
IPAとホッピーなビール
ホップの効いたビールは、ホップの粒子やポリフェノールに起因する濁りが原因で、澄みにくくなる場合があります。.
過度なろ過は必ずしも望ましいとは限りません。なぜなら、ろ過しすぎると、醸造家が残しておきたい特性に影響を与える可能性があるからです。.
多くの現代的なホップの風味が際立つビールにおいて、目指すのは最大限の透明度ではなく、適度な濁りのコントロールである。.
小麦ビールと天然の濁りビール
ビールの中には、酵母や濁りの原因となる物質を意図的に残した状態で瓶詰めされているものもあります。.
このような場合、徹底的なろ過は不要であるか、あるいは望ましくない場合があります。.
醸造所を設計する際、これは重要な考慮事項です。ろ過設備は、すべてのビールを同じ清澄化プロセスに無理やり通すのではなく、ビールのスタイルに合わせて機能すべきです。.
大規模な商業用ビール製造
醸造所の生産能力が増大するにつれ、ろ過は製品の品質問題であるだけでなく、操業上および経済上の課題ともなってくる。.
大規模な商業醸造所では、以下の点を検討する必要があるかもしれません：
- 継続的な明確化
- ビールの処理能力が高い
- フィルターの消費量
- ビールのロス
- CIP要件
- オートメーション
- 一貫した濁度
- 明るい色のビールタンクとの統合
- 包装ラインとの連携
したがって、大規模な醸造所では、取り扱い製品や製造方針に応じて、遠心清澄法と深度ろ過、カートリッジろ過、あるいは膜ろ過を組み合わせて用いることがある。.
対照的に、小規模な醸造所では、設備投資の抑制や運用上の簡便性がより重要視されるため、プレート＆フレーム式フィルターやコンパクトなカートリッジ式システムが好まれる傾向にある。.
ビール用フィルターを選ぶ際、どのような点を考慮すべきでしょうか？
適切なフィルターは、ろ過性能の数値だけに基づいて選ぶのではなく、醸造所の工程要件に応じて選択すべきです。.
ビールのスタイル
素晴らしいラガー、ヘイジーIPA、そして天然の濁りを持つ小麦ビールは、それぞれ異なる澄明度の目標を持っています。.
酵母および固形分負荷量
フィルターに流入する固形物が多ければ多いほど、精密フィルターの目詰まりは早くなります。したがって、上流での効果的な澄清処理は、ろ過効率に大きな影響を与える可能性があります。.
明確化が必要
目標となる状態は、自然に濁ったビールから透き通ったものまでさまざまである。.
保存期間
長期にわたる流通や保管を目的としたビールについては、より厳格な最終ろ過や微生物学的安定化処理が必要となる場合があります。.
商品の紛失
どのフィルターも、ある程度の量のビールを残します。したがって、このシステムはろ過性能だけでなく、製品の回収率も考慮して評価すべきです。.
消耗品
DEろ過にはろ過助剤が必要ですが、使い捨てのろ過シートやカートリッジでは、継続的な材料費が発生します。膜システムでは、使い捨てのろ過材への依存度を低減できますが、その代わりに膜の洗浄や交換が必要となります。.
生産能力
500Lのバッチ式醸造所にとって適切なろ過システムは、1バッチあたり5,000Lまたは8,000Lの規模で1日に数バッチを生産する醸造所に求められるシステムとは、大きく異なる可能性があります。.
天台（Tiantai）の醸造ソリューションは、この範囲において1バッチあたり500Lから8000Lまでをカバーしており、醸造システムは、さまざまな醸造設備の構成、発酵能力、自動化レベル、ユーティリティ、清酒貯蔵、充填システムに応じて規模が調整されています。 また、ティアンタイは、この範囲を超える醸造システムも提供しており、小規模醸造所から商業用および工業用設備に至るまで幅広く対応しています。.
天台醸造所のろ過ソリューション
Tiantaiは、クラフトビール醸造所から大規模な商業・工業用ビール工場まで、あらゆる規模の醸造所向けに、醸造システム一式を設計・製造しています。.
醸造所の生産能力は、小規模なバッチ式システムから大規模な生産施設まで多岐にわたり、醸造設備、発酵、清澄化、完成ビール貯蔵、CIP、冷凍、充填、自動化、およびユーティリティシステムは、生産要件に応じて構成されます。 Tiantaiが公表している醸造所ソリューションは、100Lシステムから200HL以上のものまで幅広く、500L～8000Lのソリューションについては、醸造能力に応じてさまざまな構成や自動化レベルが用意されています。.
その目的は、単にビールをできるだけ澄んだものにすることだけではありません。.
その目的は、ビールの風味を損なうことなく、適切なレベルの澄明化とろ過を実現し、製品ロスを最小限に抑え、操業コストを管理し、醸造所の生産を安定的に維持することにあります。.
新しい醸造所の建設や、既存のビールろ過システムのアップグレードをお考えですか？ティアンタイでは、お客様のビールのスタイル、生産能力、そして醸造所全体のワークフローに合わせて、澄清・ろ過プロセスを設計いたします。.
