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特許7591776蒸留酒製造用の熱源システム及びこれを用いた排熱回収・供給方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-21
(45)【発行日】2024-11-29
(54)【発明の名称】蒸留酒製造用の熱源システム及びこれを用いた排熱回収・供給方法
(51)【国際特許分類】
C12H 6/02 20190101AFI20241122BHJP
【ＦＩ】
C12H6/02
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2024149030
(22)【出願日】2024-08-30
【審査請求日】2024-08-30
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】599004704
【氏名又は名称】菱機工業株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000103921
【氏名又は名称】オリオン機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100140394
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 康次
(72)【発明者】
【氏名】北川 雅一朗
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 和也
(72)【発明者】
【氏名】蓮田 昌宏
(72)【発明者】
【氏名】高野 康夫
(72)【発明者】
【氏名】高牟禮 英治
【審査官】松井 一泰
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１１１１４８８２１（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２１３１４１９７６（ＣＮ，Ｕ）
【文献】中国特許出願公開第１０６６３５７０８（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２１２７８９８１３（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特開２０２２－０５６７５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０００８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４７１６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０６５００１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０８１１２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５３６１３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－００６０５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ１２Ｇ １／００－ ３／０８
Ｃ１２Ｈ ６／００－ ６／０４
Ｂ０１Ｂ １／００－ １／０８
Ｆ２２Ｄ １／００－ １１／０６
Ｆ２８Ｄ １／００－ １３／００
Ｃ１２Ｍ １／００－ ３／１０
Ｃ１２Ｐ １／００－ ４１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱交換器及び冷却器が取り付けられたポットスチルと、加熱蒸気を生成しかつ前記熱交換器に該加熱蒸気の一部を供給する蒸気ボイラと、
蒸留酒製造用の水を貯水しかつ前記加熱蒸気の一部を利用して前記水を加熱する貯湯槽と、
前記熱交換器を通過し凝縮水となった前記加熱蒸気と前記冷却器を通過し温水となった冷媒とを集めて排熱を回収する排熱槽と、
前記排熱槽で回収された前記排熱を受け取るヒートポンプと、
前記貯湯槽で貯水された前記水を前記ヒートポンプに送り、かつ、前記ヒートポンプから前記排熱を受け取ることで加温された前記水を前記貯湯槽に戻す回収排熱返還ラインと、
を備える、
ことを特徴とする蒸留酒製造用の熱源システム。
【請求項2】
前記ヒートポンプと前記排熱槽との間で排熱伝達用熱媒を循環させる排熱伝達用循環ラインが更に設けられ、前記排熱伝達用循環ラインでは、前記排熱伝達用熱媒の入口温度Ｔ１が前記ヒートポンプで運転可能な上限温度Ｔｕになるように、該入口温度Ｔ１自体の温度又は前記排熱伝達用熱媒の流量が調整される、
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
【請求項3】
前記蒸気ボイラと前記排熱槽との間には、前記貯湯槽内の前記水の加熱に利用された前記加熱蒸気を凝縮水として前記排熱槽に送るボイラ凝縮水再利用ラインが接続されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
【請求項4】
前記ポットスチルの上流側に設けられ、かつ、前記ポットスチルへ供給される発酵液又は蒸留液を加温する予熱用熱交換器と、前記貯湯槽で加温された温水を前記予熱用熱交換器に送り、かつ、前記予熱用熱交換器で熱の授受を行った前記温水を前記貯湯槽に戻す予熱用熱媒循環ラインと、
を更に備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
【請求項5】
貯湯槽に蒸留酒製造用の水を貯水する工程Ｓ１と、蒸気ボイラを運転して加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気を利用して前記貯湯槽内の前記水を設定温度にまで加熱する工程Ｓ２と、
前記蒸気ボイラを運転して加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気をポットスチルに附属の熱交換器に供給することで、前記ポットスチル内の発酵液又は蒸留液を設定温度にまで加熱する工程Ｓ７，Ｓ７ｂと、
ヒートポンプと熱交換可能な排熱槽を用意し、前記熱交換器を通過した前記加熱蒸気の凝縮水を、凝縮水再利用ラインを通して前記排熱槽に送る工程Ｓ８，Ｓ８ｂと、
前記発酵液又は前記蒸留液の液温度が設定温度に達した後は前記熱交換器への加熱蒸気量を調整しながら当該液温度を維持する工程Ｓ９，Ｓ９ｂと、
前記ポットスチルに附属の冷却器へ冷媒を流すとともに前記貯湯槽へ水を供給する工程Ｓ１０，Ｓ１０ｂと、
前記熱交換器を通過した前記凝縮水を、凝縮水再利用ラインを通して前記排熱槽に送るとともに、前記冷却器を通過して熱を受け取った前記冷媒を、冷却水再利用ラインを通して排熱槽に送る工程Ｓ１１，Ｓ１１ｂと、
前記貯湯槽の前記水が前記ヒートポンプを通過して前記貯湯槽へ戻るように、前記水を回収排熱返還ラインへ流す工程Ｓ１２と、
前記排熱槽に前記凝縮水及び前記冷媒を含む排温水が設定量まで貯水されたら前記ヒートポンプを作動させ、排熱伝達用循環ラインを介して前記排熱槽の前記排温水から排熱を回収し、前記回収排熱返還ラインの前記水を温めて前記貯湯槽に還す工程Ｓ１３と、
前記貯湯槽の前記水を前記ヒートポンプが運転可能な温度Ｔｏまで加熱したら前記ヒートポンプを一旦停止する工程Ｓ１５と、
前記蒸気ボイラを運転して前記加熱蒸気を前記貯湯槽に供給し、前記貯湯槽内の前記水を設定温度まで加熱して保温する工程Ｓ１６と、
を含み、かつ、
前記工程Ｓ１６の実施後は、前記工程Ｓ７，Ｓ７ｂに戻り、前記工程Ｓ７，Ｓ７ｂ～Ｓ１６の処理を繰り返す、
ことを特徴とする蒸留酒製造用の熱源システムを用いた排熱回収・供給方法。
【請求項6】
前記工程Ｓ１３の実施後に、前記排熱伝達用循環ラインの冷却側熱媒の入口温度Ｔ１が前記ヒートポンプで運転可能な上限温度Ｔｕになるように、該入口温度Ｔ１自体の温度又は前記冷却側熱媒の流量を調整する工程Ｓ１４を更に含む、ことを特徴とする請求項５に記載の排熱回収・供給方法。
【請求項7】
前記蒸気ボイラと前記排熱槽との間をボイラ凝縮水再利用ラインで予め接続し、かつ、前記工程Ｓ２又は前記工程Ｓ１６にて前記蒸気ボイラを運転した際に、前記貯湯槽内の前記水の加熱に利用された前記加熱蒸気を凝縮水として前記排熱槽に送る工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の排熱回収・供給方法。
【請求項8】
前記ポットスチルに供給される前記発酵液又は前記蒸留液を予熱するための予熱用熱交換器を更に設置し、前記工程Ｓ７の実施前に前記貯湯槽内で温められた前記水を前記予熱用熱交換器に供給することにより、前記発酵液又は前記蒸留液を予熱する工程Ｓ６，Ｓ６ｂを更に含み、かつ、
前記工程Ｓ１６の実施後は、前記工程Ｓ６，Ｓ６ｂに戻り、前記工程Ｓ６，Ｓ６ｂ～Ｓ１６の処理を繰り返す、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の排熱回収・供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はウィスキーなどの蒸留酒を製造する装置の熱源システムに関し、より詳しくは製造時に生じる排熱の有効利用に焦点を当てたものである。
【背景技術】
【0002】
（ポットスチルを用いた蒸留）
蒸留酒（例えば、ウィスキー）は大麦、ライ麦、トウモロコシなどの麦芽を粉砕・糖化し、酵母を加えて発酵させ、蒸留・熟成したものである。発酵液（もろみ）の蒸留に際してはポットスチルと呼ばれた特殊形状の銅製釜が使用されており、ウィスキーの製造には複数のポットスチルを直列に配置する連続式蒸留装置が通常使用されている（特許文献１を参照）。
蒸留酒（例えば、ウィスキー）は大麦、ライ麦、トウモロコシなどの麦芽を粉砕・糖化し、酵母を加えて発酵させ、蒸留・熟成したものである。発酵液（もろみ）の蒸留に際してはポットスチルと呼ばれた特殊形状の銅製釜が使用されており、ウィスキーの製造には複数のポットスチルを直列に配置する連続式蒸留装置が通常使用されている（特許文献１を参照）。
【0003】
（従来の熱源とその問題点）
この蒸留に必要な熱源は通常、蒸気ボイラで発生させた加熱蒸気であり、これをポットスチルに供給して発酵液を加熱する。しかしながら、目的（発酵液加熱）を果たした後の熱媒（加熱蒸気）は排温水として捨てられており、熱エネルギーを余すところなく利用できているとは言い難い。なお、蒸気ボイラの運転により二酸化炭素などの温室効果ガスも発生してしまうため、運転時間を極力減らすことが要望されている。
この蒸留に必要な熱源は通常、蒸気ボイラで発生させた加熱蒸気であり、これをポットスチルに供給して発酵液を加熱する。しかしながら、目的（発酵液加熱）を果たした後の熱媒（加熱蒸気）は排温水として捨てられており、熱エネルギーを余すところなく利用できているとは言い難い。なお、蒸気ボイラの運転により二酸化炭素などの温室効果ガスも発生してしまうため、運転時間を極力減らすことが要望されている。
【0004】
（省エネルギーを目指した先行技術）
省エネルギーで安価な蒸留酒製造を目指した先行技術として特許文献２に開示の装置が挙げられるが、ポットスチル投入前の発酵液を目的の異なる複数のタンクに分けて収容・加熱し、発酵液の温度やアルコール度数を予め高めたうえで蒸留することで省エネルギーを図ったものであり、ポットスチル蒸留工程で生じた排温水からの熱回収を目的としたものではない。
省エネルギーで安価な蒸留酒製造を目指した先行技術として特許文献２に開示の装置が挙げられるが、ポットスチル投入前の発酵液を目的の異なる複数のタンクに分けて収容・加熱し、発酵液の温度やアルコール度数を予め高めたうえで蒸留することで省エネルギーを図ったものであり、ポットスチル蒸留工程で生じた排温水からの熱回収を目的としたものではない。
【0005】
なお、先に述べた特許文献１の蒸留装置はウィスキーの品質維持のためにポットスチルに付属した冷却水回路に置いた分離器で取り出した水蒸気を機械式圧縮機で圧縮し、これをスチーム噴射ポンプで熱交換器へ供給することを特徴とするものであって、特許文献２と同様に、ポットスチル蒸留工程で生じた排温水からの熱回収を目的としたものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特表２０１７－５３６１３３号公報
【文献】特開２０１７－００６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
（本発明の目的）
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、省エネルギーでランニングコストを低減可能な蒸留酒製造用の熱源システムを提供することを目的とする。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、省エネルギーでランニングコストを低減可能な蒸留酒製造用の熱源システムを提供することを目的とする。
【0008】
また、本発明のもう一つの目的は、蒸留酒製造の分野でカーボンニュートラルの取組みに貢献する熱源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、鋭意検討の末、蒸留装置にヒートポンプを組み込むことにより、ポットスチル蒸留工程で生じた排温水から熱回収を行うことに想到し、回収された熱エネルギーを有効利用すれば、上述の問題点を見事に解決できることを見出し、本発明を完成した。
【0010】
すなわち本発明は、例えば、以下の構成・特徴を備えるものである。
（態様１）
熱交換器及び冷却器が取り付けられたポットスチルと、
加熱蒸気を生成しかつ前記熱交換器に該加熱蒸気の一部を供給する蒸気ボイラと、
蒸留酒製造用の水を貯水しかつ前記加熱蒸気の一部を利用して前記水を加熱する貯湯槽と、
前記熱交換器を通過し凝縮水となった前記加熱蒸気と前記冷却器を通過し温水となった冷媒とを集めて排熱を回収する排熱槽と、
前記排熱槽で回収された前記排熱を受け取るヒートポンプと、
前記貯湯槽で貯水された前記水を前記ヒートポンプに送り、かつ、前記ヒートポンプから前記排熱を受け取ることで加温された前記水を前記貯湯槽に戻す回収排熱返還ラインと、
を備える、
ことを特徴とする蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様２）
前記ヒートポンプと前記排熱槽との間で排熱伝達用熱媒を循環させる排熱伝達用循環ラインが更に設けられ、
前記排熱伝達用循環ラインでは、前記排熱伝達用熱媒の入口温度Ｔ１が前記ヒートポンプで運転可能な上限温度Ｔｕになるように、該入口温度Ｔ１自体の温度又は前記排熱伝達用熱媒の流量が調整される、
ことを特徴とする態様１に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様３）
前記蒸気ボイラと前記排熱槽との間には、前記貯湯槽内の前記水の加熱に利用された前記加熱蒸気を凝縮水として前記排熱槽に送るボイラ凝縮水再利用ラインが接続されている、
ことを特徴とする態様１又は２に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様４）
前記ポットスチルの上流側に設けられ、かつ、前記ポットスチルへ供給される発酵液又は蒸留液を加温する予熱用熱交換器と、
前記貯湯槽で加温された温水を前記予熱用熱交換器に送り、かつ、前記予熱用熱交換器で熱の授受を行った前記温水を前記貯湯槽に戻す予熱用熱媒循環ラインと、
を更に備える、
ことを特徴とする態様１又は２に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様５）
貯湯槽に蒸留酒製造用の水を貯水する工程Ｓ１と、
蒸気ボイラを運転して加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気を利用して前記貯湯槽内の前記水を設定温度にまで加熱する工程Ｓ２と、
前記蒸気ボイラを運転して加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気をポットスチルに附属の熱交換器に供給することで、前記ポットスチル内の発酵液又は蒸留液を設定温度にまで加熱する工程Ｓ７，Ｓ７ｂと、
ヒートポンプと熱交換可能な排熱槽を用意し、前記熱交換器を通過した前記加熱蒸気の凝縮水を、凝縮水再利用ラインを通して前記排熱槽に送る工程Ｓ８，Ｓ８ｂと、
前記発酵液又は前記蒸留液の液温度が設定温度に達した後は前記熱交換器への加熱蒸気量を調整しながら当該液温度を維持する工程Ｓ９，Ｓ９ｂと、
前記ポットスチルに附属の冷却器へ冷媒を流すとともに前記貯湯槽へ水を供給する工程Ｓ１０，Ｓ１０ｂと、
前記熱交換器を通過した前記凝縮水を、凝縮水再利用ラインを通して前記排熱槽に送るとともに、前記冷却器を通過して熱を受け取った前記冷媒を、冷却水再利用ラインを通して排熱槽に送る工程Ｓ１１，Ｓ１１ｂと、
前記貯湯槽の前記水が前記ヒートポンプを通過して前記貯湯槽へ戻るように、前記水を回収排熱返還ラインへ流す工程Ｓ１２と、
前記排熱槽に前記凝縮水及び前記冷媒を含む排温水が設定量まで貯水されたら前記ヒートポンプを作動させ、排熱伝達用循環ラインを介して前記排熱槽の前記排温水から排熱を回収し、前記回収排熱返還ラインの前記水を温めて前記貯湯槽に還す工程Ｓ１３と、
前記貯湯槽の前記水を前記ヒートポンプが運転可能な温度Ｔｏまで加熱したら前記ヒートポンプを一旦停止する工程Ｓ１５と、
前記蒸気ボイラを運転して前記加熱蒸気を前記貯湯槽に供給し、前記貯湯槽内の前記水を設定温度まで加熱して保温する工程Ｓ１６と、
を含み、かつ、
前記工程Ｓ１６の実施後は、前記工程Ｓ７，Ｓ７ｂに戻り、前記工程Ｓ７，Ｓ７ｂ～Ｓ１６の処理を繰り返す、
ことを特徴とする蒸留酒製造用の熱源システムを用いた排熱回収・供給方法。
（態様６）
前記工程Ｓ１３の実施後に、前記排熱伝達用循環ラインの冷却側熱媒の入口温度Ｔ１が前記ヒートポンプで運転可能な上限温度Ｔｕになるように、該入口温度Ｔ１自体の温度又は前記冷却側熱媒の流量を調整する工程Ｓ１４を更に含む、
ことを特徴とする態様５に記載の排熱回収・供給方法。
（態様７）
前記蒸気ボイラと前記排熱槽との間をボイラ凝縮水再利用ラインで予め接続し、かつ、
前記工程Ｓ２又は前記工程Ｓ１６にて前記蒸気ボイラを運転した際に、前記貯湯槽内の前記水の加熱に利用された前記加熱蒸気を凝縮水として前記排熱槽に送る工程を更に含む、
ことを特徴とする態様５又は６に記載の排熱回収・供給方法。
（態様８）
前記ポットスチルに供給される前記発酵液又は前記蒸留液を予熱するための予熱用熱交換器を更に設置し、
前記工程Ｓ７の実施前に前記貯湯槽内で温められた前記水を前記予熱用熱交換器に供給することにより、前記発酵液又は前記蒸留液を予熱する工程Ｓ６，Ｓ６ｂを更に含み、かつ、
前記工程Ｓ１６の実施後は、前記工程Ｓ６，Ｓ６ｂに戻り、前記工程Ｓ６，Ｓ６ｂ～Ｓ１６の処理を繰り返す、
ことを特徴とする態様５又は６に記載の排熱回収・供給方法。
（態様１）
熱交換器及び冷却器が取り付けられたポットスチルと、
加熱蒸気を生成しかつ前記熱交換器に該加熱蒸気の一部を供給する蒸気ボイラと、
蒸留酒製造用の水を貯水しかつ前記加熱蒸気の一部を利用して前記水を加熱する貯湯槽と、
前記熱交換器を通過し凝縮水となった前記加熱蒸気と前記冷却器を通過し温水となった冷媒とを集めて排熱を回収する排熱槽と、
前記排熱槽で回収された前記排熱を受け取るヒートポンプと、
前記貯湯槽で貯水された前記水を前記ヒートポンプに送り、かつ、前記ヒートポンプから前記排熱を受け取ることで加温された前記水を前記貯湯槽に戻す回収排熱返還ラインと、
を備える、
ことを特徴とする蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様２）
前記ヒートポンプと前記排熱槽との間で排熱伝達用熱媒を循環させる排熱伝達用循環ラインが更に設けられ、
前記排熱伝達用循環ラインでは、前記排熱伝達用熱媒の入口温度Ｔ１が前記ヒートポンプで運転可能な上限温度Ｔｕになるように、該入口温度Ｔ１自体の温度又は前記排熱伝達用熱媒の流量が調整される、
ことを特徴とする態様１に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様３）
前記蒸気ボイラと前記排熱槽との間には、前記貯湯槽内の前記水の加熱に利用された前記加熱蒸気を凝縮水として前記排熱槽に送るボイラ凝縮水再利用ラインが接続されている、
ことを特徴とする態様１又は２に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様４）
前記ポットスチルの上流側に設けられ、かつ、前記ポットスチルへ供給される発酵液又は蒸留液を加温する予熱用熱交換器と、
前記貯湯槽で加温された温水を前記予熱用熱交換器に送り、かつ、前記予熱用熱交換器で熱の授受を行った前記温水を前記貯湯槽に戻す予熱用熱媒循環ラインと、
を更に備える、
ことを特徴とする態様１又は２に記載の蒸留酒製造用の熱源システム。
（態様５）
貯湯槽に蒸留酒製造用の水を貯水する工程Ｓ１と、
蒸気ボイラを運転して加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気を利用して前記貯湯槽内の前記水を設定温度にまで加熱する工程Ｓ２と、
前記蒸気ボイラを運転して加熱蒸気を生成し、該加熱蒸気をポットスチルに附属の熱交換器に供給することで、前記ポットスチル内の発酵液又は蒸留液を設定温度にまで加熱する工程Ｓ７，Ｓ７ｂと、
ヒートポンプと熱交換可能な排熱槽を用意し、前記熱交換器を通過した前記加熱蒸気の凝縮水を、凝縮水再利用ラインを通して前記排熱槽に送る工程Ｓ８，Ｓ８ｂと、
前記発酵液又は前記蒸留液の液温度が設定温度に達した後は前記熱交換器への加熱蒸気量を調整しながら当該液温度を維持する工程Ｓ９，Ｓ９ｂと、
前記ポットスチルに附属の冷却器へ冷媒を流すとともに前記貯湯槽へ水を供給する工程Ｓ１０，Ｓ１０ｂと、
前記熱交換器を通過した前記凝縮水を、凝縮水再利用ラインを通して前記排熱槽に送るとともに、前記冷却器を通過して熱を受け取った前記冷媒を、冷却水再利用ラインを通して排熱槽に送る工程Ｓ１１，Ｓ１１ｂと、
前記貯湯槽の前記水が前記ヒートポンプを通過して前記貯湯槽へ戻るように、前記水を回収排熱返還ラインへ流す工程Ｓ１２と、
前記排熱槽に前記凝縮水及び前記冷媒を含む排温水が設定量まで貯水されたら前記ヒートポンプを作動させ、排熱伝達用循環ラインを介して前記排熱槽の前記排温水から排熱を回収し、前記回収排熱返還ラインの前記水を温めて前記貯湯槽に還す工程Ｓ１３と、
前記貯湯槽の前記水を前記ヒートポンプが運転可能な温度Ｔｏまで加熱したら前記ヒートポンプを一旦停止する工程Ｓ１５と、
前記蒸気ボイラを運転して前記加熱蒸気を前記貯湯槽に供給し、前記貯湯槽内の前記水を設定温度まで加熱して保温する工程Ｓ１６と、
を含み、かつ、
前記工程Ｓ１６の実施後は、前記工程Ｓ７，Ｓ７ｂに戻り、前記工程Ｓ７，Ｓ７ｂ～Ｓ１６の処理を繰り返す、
ことを特徴とする蒸留酒製造用の熱源システムを用いた排熱回収・供給方法。
（態様６）
前記工程Ｓ１３の実施後に、前記排熱伝達用循環ラインの冷却側熱媒の入口温度Ｔ１が前記ヒートポンプで運転可能な上限温度Ｔｕになるように、該入口温度Ｔ１自体の温度又は前記冷却側熱媒の流量を調整する工程Ｓ１４を更に含む、
ことを特徴とする態様５に記載の排熱回収・供給方法。
（態様７）
前記蒸気ボイラと前記排熱槽との間をボイラ凝縮水再利用ラインで予め接続し、かつ、
前記工程Ｓ２又は前記工程Ｓ１６にて前記蒸気ボイラを運転した際に、前記貯湯槽内の前記水の加熱に利用された前記加熱蒸気を凝縮水として前記排熱槽に送る工程を更に含む、
ことを特徴とする態様５又は６に記載の排熱回収・供給方法。
（態様８）
前記ポットスチルに供給される前記発酵液又は前記蒸留液を予熱するための予熱用熱交換器を更に設置し、
前記工程Ｓ７の実施前に前記貯湯槽内で温められた前記水を前記予熱用熱交換器に供給することにより、前記発酵液又は前記蒸留液を予熱する工程Ｓ６，Ｓ６ｂを更に含み、かつ、
前記工程Ｓ１６の実施後は、前記工程Ｓ６，Ｓ６ｂに戻り、前記工程Ｓ６，Ｓ６ｂ～Ｓ１６の処理を繰り返す、
ことを特徴とする態様５又は６に記載の排熱回収・供給方法。
【発明の効果】
【0011】
従来の方法では蒸留酒製造のための熱源を蒸気ボイラだけに頼っていたが、本発明の熱源システムによれば、蒸気ボイラとヒートポンプとを併用することでポットスチルの蒸留時に捨てられていた排熱を回収し再利用できるため、省エネルギーでランニングコストを低減可能にし、カーボンニュートラルの取組みにも貢献可能な蒸留酒製造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】従来の蒸留酒の製造装置の概略的な構成を示した図である。
【図2】従来の蒸留酒の製造方法を示すフローチャートである。
【図3】実施例の蒸留酒の製造装置の概略的な構成を示した図である。
【図4】実施例の蒸留酒の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付の図面を参照しながら下記の具体的な実施形態に基づき本発明の技術的内容を説明するが、本発明はこれらの実施形態に何等限定されるものではない。
【0014】
（従来の蒸留装置）
上述したように、本発明は、ポットスチル蒸留工程で生じた排温水の熱回収を行うこと（以下、「排熱回収あり」とも呼ぶ。）を特徴としており、この特徴を明確にするため、熱回収を行わない（以下、「排熱回収なし」とも呼ぶ。）従来の蒸留装置及びその熱源システムから説明する。
上述したように、本発明は、ポットスチル蒸留工程で生じた排温水の熱回収を行うこと（以下、「排熱回収あり」とも呼ぶ。）を特徴としており、この特徴を明確にするため、熱回収を行わない（以下、「排熱回収なし」とも呼ぶ。）従来の蒸留装置及びその熱源システムから説明する。
【0015】
（蒸気ボイラ及び貯湯槽）
図１に従来の蒸留酒の製造装置及びその熱源システム（以下、「従来装置」と呼ぶ。）の概略的な構成を示す。従来装置には、熱源となる蒸気ボイラ１と、地下水ポンプ２２によって供給された水を貯水する貯湯槽２とが設けられている。貯湯槽２には熱交換器３が取り付けられており、この熱交換器３に蒸気ボイラ１で生成された加熱蒸気が供給されることで、貯湯槽２内の水を設定温度まで加熱できる。
図１に従来の蒸留酒の製造装置及びその熱源システム（以下、「従来装置」と呼ぶ。）の概略的な構成を示す。従来装置には、熱源となる蒸気ボイラ１と、地下水ポンプ２２によって供給された水を貯水する貯湯槽２とが設けられている。貯湯槽２には熱交換器３が取り付けられており、この熱交換器３に蒸気ボイラ１で生成された加熱蒸気が供給されることで、貯湯槽２内の水を設定温度まで加熱できる。
【0016】
（糖化槽）
従来装置には、マッシュタンとも呼ばれる糖化槽５と、ウォッシュバックとも呼ばれる発酵槽８とが設けられている。糖化槽５には粉砕麦芽（グリスト）と熱湯が投入される。糖化槽５でグリストが撹拌されると澱粉質が多い混合物（マッシュ）が生成され、これを濾過することで麦汁（ウォート）が生成される。なお、熱湯はポンプ４により前述の貯湯槽２から糖化槽５に供給される。
従来装置には、マッシュタンとも呼ばれる糖化槽５と、ウォッシュバックとも呼ばれる発酵槽８とが設けられている。糖化槽５には粉砕麦芽（グリスト）と熱湯が投入される。糖化槽５でグリストが撹拌されると澱粉質が多い混合物（マッシュ）が生成され、これを濾過することで麦汁（ウォート）が生成される。なお、熱湯はポンプ４により前述の貯湯槽２から糖化槽５に供給される。
【0017】
（発酵槽）
麦汁はポンプ６を駆動することにより糖化槽５から発酵槽８へ供給されるが、この間に麦汁は熱交換器７を通過するため冷却される。具体的には、地下水ポンプ２２から供給された水が熱交換器７にて麦汁の熱を奪い、その後、これが温水として貯湯槽２へ供給されることになる。発酵槽８では酵母を加えて麦汁を発酵させ、アルコール度数７％程度の発酵液（醪、ウォッシュ）が生成される。
麦汁はポンプ６を駆動することにより糖化槽５から発酵槽８へ供給されるが、この間に麦汁は熱交換器７を通過するため冷却される。具体的には、地下水ポンプ２２から供給された水が熱交換器７にて麦汁の熱を奪い、その後、これが温水として貯湯槽２へ供給されることになる。発酵槽８では酵母を加えて麦汁を発酵させ、アルコール度数７％程度の発酵液（醪、ウォッシュ）が生成される。
【0018】
（蒸留器）
従来装置にはポットスチルと呼ばれる蒸留器１１，１７が設けられる。従来装置には一つの蒸留器によるもの（単式蒸留器）と、図１に示すように複数の蒸留器１１，１７を直列に連結して蒸留を行う連続式蒸留器とがある。ここで上流側の蒸留器を第１ポットスチル１１と呼び、下流側の蒸留器を第２ポットスチル１７と呼ぶ。ポットスチル１１，１７は、発酵槽８からポンプ９により供給された発酵液（又は蒸留液）を受け入れてこれを加熱・蒸発させる蒸留釜１１ａ，１７ａと、蒸留釜１１ａ，１７ａから供給された蒸気（気化した発酵液（蒸留液））を冷却して凝縮させる冷却器（コンデンサ）１３，１９と、を備える。ポットスチル１１，１７に取り付けられた熱交換器１２，１８は、蒸気ボイラ１の運転時に生じる加熱蒸気を熱源として利用し、蒸留釜１１ａ，１７ａ内の発酵液（又は蒸留液）を設定温度まで加熱する。
従来装置にはポットスチルと呼ばれる蒸留器１１，１７が設けられる。従来装置には一つの蒸留器によるもの（単式蒸留器）と、図１に示すように複数の蒸留器１１，１７を直列に連結して蒸留を行う連続式蒸留器とがある。ここで上流側の蒸留器を第１ポットスチル１１と呼び、下流側の蒸留器を第２ポットスチル１７と呼ぶ。ポットスチル１１，１７は、発酵槽８からポンプ９により供給された発酵液（又は蒸留液）を受け入れてこれを加熱・蒸発させる蒸留釜１１ａ，１７ａと、蒸留釜１１ａ，１７ａから供給された蒸気（気化した発酵液（蒸留液））を冷却して凝縮させる冷却器（コンデンサ）１３，１９と、を備える。ポットスチル１１，１７に取り付けられた熱交換器１２，１８は、蒸気ボイラ１の運転時に生じる加熱蒸気を熱源として利用し、蒸留釜１１ａ，１７ａ内の発酵液（又は蒸留液）を設定温度まで加熱する。
【0019】
（貯溜タンク）
発酵液は、ポットスチル１１，１７で蒸発し、冷却器１３、１９で凝縮すると、アルコール度数がより高い蒸留液（ニューポット）となって貯溜タンク１４，２０に保管される。通常、最初（初留）の貯溜タンク１４に保管された蒸留液のアルコール度数は２２～２５％程度であり、次（再留）の貯溜タンク２０に保管された蒸留液のアルコール度数は７０％程度である。再留を終えた蒸留液は貯溜タンク２０から樽２１に詰められ、熟成された後、蒸留酒として瓶詰される。
発酵液は、ポットスチル１１，１７で蒸発し、冷却器１３、１９で凝縮すると、アルコール度数がより高い蒸留液（ニューポット）となって貯溜タンク１４，２０に保管される。通常、最初（初留）の貯溜タンク１４に保管された蒸留液のアルコール度数は２２～２５％程度であり、次（再留）の貯溜タンク２０に保管された蒸留液のアルコール度数は７０％程度である。再留を終えた蒸留液は貯溜タンク２０から樽２１に詰められ、熟成された後、蒸留酒として瓶詰される。
【0020】
次に、蒸留酒製造装置に熱を供給する従来方法（排熱回収なし）について説明する。図２にそのフローチャートを示す。
【0021】
（貯湯槽への給水・加熱工程）
地下水ポンプ２２を運転し、貯湯槽２に水を貯める（工程Ｓ１）。次に、蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を貯湯槽２付属の熱交換器３に供給することで、貯湯槽２内の水を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ２）。
地下水ポンプ２２を運転し、貯湯槽２に水を貯める（工程Ｓ１）。次に、蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を貯湯槽２付属の熱交換器３に供給することで、貯湯槽２内の水を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ２）。
【0022】
（糖化槽への温水供給）
上述の工程Ｓ２で用意された貯湯槽２内の温水はポンプ４を駆動することにより、糖化槽５へ供給される（工程Ｓ３）。この温水が糖化槽５内で粉砕麦芽とともに撹拌されると、マッシュが生成され、これを濾過することで麦汁（ウォート）が生成される。
上述の工程Ｓ２で用意された貯湯槽２内の温水はポンプ４を駆動することにより、糖化槽５へ供給される（工程Ｓ３）。この温水が糖化槽５内で粉砕麦芽とともに撹拌されると、マッシュが生成され、これを濾過することで麦汁（ウォート）が生成される。
【0023】
（発酵槽への麦汁供給）
ポンプ６を駆動することにより、糖化槽５から発酵槽８へ麦汁を供給する（工程Ｓ４）。この間に麦汁は熱交換器７を通過し、冷却される。つまり、地下水ポンプ２２から供給された水は冷媒として熱交換器７に入り、麦汁の熱を奪って貯湯槽２へ送られる。発酵槽８では酵母を加えて麦汁を発酵させることで発酵液（醪、ウォッシュ）が生成される。
ポンプ６を駆動することにより、糖化槽５から発酵槽８へ麦汁を供給する（工程Ｓ４）。この間に麦汁は熱交換器７を通過し、冷却される。つまり、地下水ポンプ２２から供給された水は冷媒として熱交換器７に入り、麦汁の熱を奪って貯湯槽２へ送られる。発酵槽８では酵母を加えて麦汁を発酵させることで発酵液（醪、ウォッシュ）が生成される。
【0024】
（第１ポットスチルへの発酵液の供給及び初留）
ポンプ９を駆動することにより、発酵槽８から第１ポットスチル１１へ発酵液を供給する（工程Ｓ５）。蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を第１ポットスチル１１付属の熱交換器１２に供給することで、第１ポットスチル１１内の発酵液を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ７）。発酵液の温度が設定温度に達した後は熱交換器１２への加熱蒸気量を調整しながら当該温度を維持する（工程Ｓ９）。なお、工程Ｓ７，Ｓ９で熱交換器１２を通過し目的を果たした加熱蒸気は通常、図示しない排水溝に捨てられる。工程Ｓ９の後、地下水ポンプ２２を運転し、冷却器１３へ水を流すとともに貯湯槽２へ水を供給する（工程Ｓ１０）。これらの操作により、発酵液は蒸留釜１１ａ内で蒸気となり、冷却器１３で冷却・凝縮され、貯溜タンク１４に保管される。
ポンプ９を駆動することにより、発酵槽８から第１ポットスチル１１へ発酵液を供給する（工程Ｓ５）。蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を第１ポットスチル１１付属の熱交換器１２に供給することで、第１ポットスチル１１内の発酵液を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ７）。発酵液の温度が設定温度に達した後は熱交換器１２への加熱蒸気量を調整しながら当該温度を維持する（工程Ｓ９）。なお、工程Ｓ７，Ｓ９で熱交換器１２を通過し目的を果たした加熱蒸気は通常、図示しない排水溝に捨てられる。工程Ｓ９の後、地下水ポンプ２２を運転し、冷却器１３へ水を流すとともに貯湯槽２へ水を供給する（工程Ｓ１０）。これらの操作により、発酵液は蒸留釜１１ａ内で蒸気となり、冷却器１３で冷却・凝縮され、貯溜タンク１４に保管される。
【0025】
（第２ポットスチルに蒸留液供給・再留）
連続式蒸留器の場合には、同様の蒸留工程が再度実施される。ポンプ１５を駆動することにより、貯溜タンク１４から第２ポットスチル１７へ蒸留液を供給する（工程Ｓ５ｂ）。蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を第２ポットスチル１７付属の熱交換器１８に供給することで、第２ポットスチル１７内の蒸留液を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ７ｂ）。蒸留液の温度が設定温度に達した後は熱交換器１８への加熱蒸気量を調整しながら当該温度を維持する（工程Ｓ９ｂ）。その後、地下水ポンプ２２を運転し、冷却器１９へ水を流すとともに貯湯槽２へ水を供給する（工程Ｓ１０ｂ）。これらの操作により、蒸留液は蒸留釜１７ａ内で蒸気となり、冷却器１９で冷却・凝縮され、貯溜タンク２０に保管される。
連続式蒸留器の場合には、同様の蒸留工程が再度実施される。ポンプ１５を駆動することにより、貯溜タンク１４から第２ポットスチル１７へ蒸留液を供給する（工程Ｓ５ｂ）。蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を第２ポットスチル１７付属の熱交換器１８に供給することで、第２ポットスチル１７内の蒸留液を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ７ｂ）。蒸留液の温度が設定温度に達した後は熱交換器１８への加熱蒸気量を調整しながら当該温度を維持する（工程Ｓ９ｂ）。その後、地下水ポンプ２２を運転し、冷却器１９へ水を流すとともに貯湯槽２へ水を供給する（工程Ｓ１０ｂ）。これらの操作により、蒸留液は蒸留釜１７ａ内で蒸気となり、冷却器１９で冷却・凝縮され、貯溜タンク２０に保管される。
【0026】
（貯湯槽内の水の加熱・保温工程）
上述の工程Ｓ１０ｂまで実行すれば蒸留が一通り完了するが、連続的に行うために貯湯槽２内の水を加熱・保温する必要がある（工程Ｓ１６）。具体的には、蒸気ボイラ１を運転し、加熱蒸気を貯湯槽２付属の熱交換器３に供給することで、貯湯槽２内の水を設定温度にまで加熱する。そして、蒸気ボイラ１の運転を継続し、貯湯槽２内の温水を設定温度で保温する。
上述の工程Ｓ１０ｂまで実行すれば蒸留が一通り完了するが、連続的に行うために貯湯槽２内の水を加熱・保温する必要がある（工程Ｓ１６）。具体的には、蒸気ボイラ１を運転し、加熱蒸気を貯湯槽２付属の熱交換器３に供給することで、貯湯槽２内の水を設定温度にまで加熱する。そして、蒸気ボイラ１の運転を継続し、貯湯槽２内の温水を設定温度で保温する。
【実施例】
【0027】
（本発明の蒸留酒製造用の熱源システム）
次に、「排熱回収あり」の機構を備えた本発明の装置構成について説明する。図３に本発明の蒸留酒製造装置及び熱源システムの概略的な構成を示す。本発明の製造装置は基本的に、上述した従来の製造装置の構成要素（例えば、蒸気ボイラ１、貯湯槽２及びこれに附属の熱交換器３、糖化槽５、麦汁冷却用の熱交換器７、発酵槽８、第１・第２ポットスチル１１，１７及びこれに附属の熱交換器１２，１８、冷却器１３，１９、貯溜タンク１４，２０、地下水ポンプ２２、ポンプ４，６，９，１５及び樽２１）を含んでおり、これらの構成要素の再度の説明は省略し、追加の構成要素についてのみ詳説する。
次に、「排熱回収あり」の機構を備えた本発明の装置構成について説明する。図３に本発明の蒸留酒製造装置及び熱源システムの概略的な構成を示す。本発明の製造装置は基本的に、上述した従来の製造装置の構成要素（例えば、蒸気ボイラ１、貯湯槽２及びこれに附属の熱交換器３、糖化槽５、麦汁冷却用の熱交換器７、発酵槽８、第１・第２ポットスチル１１，１７及びこれに附属の熱交換器１２，１８、冷却器１３，１９、貯溜タンク１４，２０、地下水ポンプ２２、ポンプ４，６，９，１５及び樽２１）を含んでおり、これらの構成要素の再度の説明は省略し、追加の構成要素についてのみ詳説する。
【0028】
（予熱用熱交換器）
先ず、本発明の製造装置には夫々のポットスチル１１，１７の上流側に予熱用熱交換器１０，１６が設けられることを特徴とする。これらの予熱用熱交換器１０，１６として、例えば、プレート式熱交換器を利用可能であり、ポンプ４の駆動により貯湯槽２から熱媒（加熱蒸気）を予熱用熱交換器１０，１６内に通過させ、発酵液（再留の場合は蒸留液）にその熱媒の熱を付与（予熱）して貯湯槽２に戻る予熱用熱媒循環ラインＬ１が設けられている。
先ず、本発明の製造装置には夫々のポットスチル１１，１７の上流側に予熱用熱交換器１０，１６が設けられることを特徴とする。これらの予熱用熱交換器１０，１６として、例えば、プレート式熱交換器を利用可能であり、ポンプ４の駆動により貯湯槽２から熱媒（加熱蒸気）を予熱用熱交換器１０，１６内に通過させ、発酵液（再留の場合は蒸留液）にその熱媒の熱を付与（予熱）して貯湯槽２に戻る予熱用熱媒循環ラインＬ１が設けられている。
【0029】
（ヒートポンプ及び排熱槽）
更に、本発明の製造装置にはヒートポンプ２３と排熱槽２４とが追設されていることに留意されたい。排熱槽２４には凝縮水再利用ラインＬ２が接続され、この凝縮水再利用ラインＬ２を通って夫々のポットスチル１１，１７の熱交換器１２，１８を通過した加熱蒸気（通過により凝縮した水）が排熱槽２４に送られる。また排熱槽２４には冷却水再利用ラインＬ３も接続されており、この冷却水再利用ラインＬ３を通って夫々の冷却器１３，１９で熱交換（加熱）された冷媒が排熱槽２４に送られる。排熱槽２４内に収容された凝縮水や冷媒（これらを併せて「排温水」とも呼ぶ。）はヒートポンプ２３側に熱（排熱）を付与した後に排熱槽２４から図示しない排水溝へ排水される。
更に、本発明の製造装置にはヒートポンプ２３と排熱槽２４とが追設されていることに留意されたい。排熱槽２４には凝縮水再利用ラインＬ２が接続され、この凝縮水再利用ラインＬ２を通って夫々のポットスチル１１，１７の熱交換器１２，１８を通過した加熱蒸気（通過により凝縮した水）が排熱槽２４に送られる。また排熱槽２４には冷却水再利用ラインＬ３も接続されており、この冷却水再利用ラインＬ３を通って夫々の冷却器１３，１９で熱交換（加熱）された冷媒が排熱槽２４に送られる。排熱槽２４内に収容された凝縮水や冷媒（これらを併せて「排温水」とも呼ぶ。）はヒートポンプ２３側に熱（排熱）を付与した後に排熱槽２４から図示しない排水溝へ排水される。
【0030】
（回収した排熱の返還）
ヒートポンプ２３と排熱槽２４との間に、排熱伝達用熱媒が循環する排熱伝達用循環ラインＬ４と、この熱媒を循環させるポンプ２５とが設けられる。また、ヒートポンプ２３には貯湯槽２とヒートポンプ２３との間を連結する回収排熱返還ラインＬ５も接続されている。貯湯槽２に溜められた水（加熱側熱媒）は、この回収排熱返還ラインＬ５を通ってヒートポンプ２３内に入り、排熱伝達用循環ラインＬ４から排熱を受け取って、温水となって貯湯槽２に返還される。
ヒートポンプ２３と排熱槽２４との間に、排熱伝達用熱媒が循環する排熱伝達用循環ラインＬ４と、この熱媒を循環させるポンプ２５とが設けられる。また、ヒートポンプ２３には貯湯槽２とヒートポンプ２３との間を連結する回収排熱返還ラインＬ５も接続されている。貯湯槽２に溜められた水（加熱側熱媒）は、この回収排熱返還ラインＬ５を通ってヒートポンプ２３内に入り、排熱伝達用循環ラインＬ４から排熱を受け取って、温水となって貯湯槽２に返還される。
【0031】
（回収した排熱の使途（再利用））
このように、ヒートポンプ２３と排熱槽２４とで排熱が回収されて貯湯槽２内の熱媒に集められるため、回収熱は糖化槽５への温水供給の他、予熱用熱交換器１０，１６の予熱にも再利用されるのである。
このように、ヒートポンプ２３と排熱槽２４とで排熱が回収されて貯湯槽２内の熱媒に集められるため、回収熱は糖化槽５への温水供給の他、予熱用熱交換器１０，１６の予熱にも再利用されるのである。
【0032】
なお、本実施例では排熱槽２４の外側にヒートポンプ２３や排熱伝達用循環ラインＬ４を別途独立に配置した構成を示しているが、この例に限定されず、例えば、排熱槽２４の内部にヒートポンプ２３や排熱伝達用循環ラインＬ４の各要素を内蔵する構成で実現してもよい。
【0033】
また、図３に示すように蒸気ボイラ１（具体的には貯湯槽２付属の熱交換器３）と排熱槽２４との間をボイラ凝縮水再利用ラインＬ２’で接続してもよく、蒸気ボイラ１で生成され熱交換器３を通過して貯湯槽２内の熱媒（水）を温めた加熱蒸気の凝縮水（排温水）を排熱槽２４に回収するようにしてもよい。
【0034】
（本発明の排熱回収手法を用いた蒸留酒製造）
次に、蒸留酒製造装置に熱を供給する本発明の方法（排熱回収有り）について説明する。図４にそのフローチャートを示す。本発明の方法においても、後述する一部の工程（図４中の二重線で囲んだ工程）を除き、前述の従来の方法（排熱回収なし）で行う工程を実施する。
次に、蒸留酒製造装置に熱を供給する本発明の方法（排熱回収有り）について説明する。図４にそのフローチャートを示す。本発明の方法においても、後述する一部の工程（図４中の二重線で囲んだ工程）を除き、前述の従来の方法（排熱回収なし）で行う工程を実施する。
【0035】
（貯湯、糖化、発酵）
すなわち、従来の方法と同様の工程は以下の通りである。地下水ポンプ２２を運転し、貯湯槽２に水を貯める（工程Ｓ１）。次に、蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を貯湯槽２付属の熱交換器３に供給することで、貯湯槽２内の水を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ２）。上述の工程Ｓ２で用意された貯湯槽２内の温水はポンプ４を駆動することにより、糖化槽５へ供給される（工程Ｓ３）。ポンプ６を駆動することにより、糖化槽５から発酵槽８へ麦汁を供給する（工程Ｓ４）。この間に麦汁は熱交換器７を通過し、冷却される。ポンプ９を駆動することにより、発酵槽８から第１ポットスチル１１へ発酵液を供給する（工程Ｓ５）。
すなわち、従来の方法と同様の工程は以下の通りである。地下水ポンプ２２を運転し、貯湯槽２に水を貯める（工程Ｓ１）。次に、蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を貯湯槽２付属の熱交換器３に供給することで、貯湯槽２内の水を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ２）。上述の工程Ｓ２で用意された貯湯槽２内の温水はポンプ４を駆動することにより、糖化槽５へ供給される（工程Ｓ３）。ポンプ６を駆動することにより、糖化槽５から発酵槽８へ麦汁を供給する（工程Ｓ４）。この間に麦汁は熱交換器７を通過し、冷却される。ポンプ９を駆動することにより、発酵槽８から第１ポットスチル１１へ発酵液を供給する（工程Ｓ５）。
【0036】
（発酵液（醪）又は蒸留液の予熱）
但し、本発明においてはこの工程Ｓ５のタイミングで同時に発酵液が予熱されることに留意されたい。具体的には、ポンプ４を運転し、貯湯槽２内の温水を予熱用熱交換器１０へ供給する（工程Ｓ６）。予熱用熱交換器１０を通過し熱の授受を行った温水は貯湯槽２へ還る。この工程Ｓ６により予熱された発酵液が第１ポットスチル１１に供給される。なお、第２ポットスチル１７の上流側にもこれと同様の予熱用熱交換器１６が設置されており、貯溜タンク１４から第２ポットスチル１７へ蒸留液を供給する際（工程Ｓ５ｂ）に、蒸留液を予熱する（工程Ｓ６ｂ）。
但し、本発明においてはこの工程Ｓ５のタイミングで同時に発酵液が予熱されることに留意されたい。具体的には、ポンプ４を運転し、貯湯槽２内の温水を予熱用熱交換器１０へ供給する（工程Ｓ６）。予熱用熱交換器１０を通過し熱の授受を行った温水は貯湯槽２へ還る。この工程Ｓ６により予熱された発酵液が第１ポットスチル１１に供給される。なお、第２ポットスチル１７の上流側にもこれと同様の予熱用熱交換器１６が設置されており、貯溜タンク１４から第２ポットスチル１７へ蒸留液を供給する際（工程Ｓ５ｂ）に、蒸留液を予熱する（工程Ｓ６ｂ）。
【0037】
（発酵液（又は蒸留液）の昇温及び排温水の再利用）
予熱に係る工程Ｓ６，Ｓ６ｂの後は、従来方法と同様に、蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を第１・第２ポットスチル１１，１７付属の熱交換器１２，１８に供給することで、第１・第２ポットスチル１１，１７内の発酵液（又は蒸留液）を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ７，Ｓ７ｂ）。熱交換器１２，１８を通過した加熱蒸気の凝縮水は凝縮水再利用ラインＬ２を通して排熱槽２４に送られる（工程Ｓ８，Ｓ８ｂ）。
予熱に係る工程Ｓ６，Ｓ６ｂの後は、従来方法と同様に、蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を生成し、この加熱蒸気を第１・第２ポットスチル１１，１７付属の熱交換器１２，１８に供給することで、第１・第２ポットスチル１１，１７内の発酵液（又は蒸留液）を設定温度にまで加熱する（工程Ｓ７，Ｓ７ｂ）。熱交換器１２，１８を通過した加熱蒸気の凝縮水は凝縮水再利用ラインＬ２を通して排熱槽２４に送られる（工程Ｓ８，Ｓ８ｂ）。
【0038】
（発酵液の蒸留（蒸留液の再留）及び貯湯並びに排温水の再利用）
発酵液（又は蒸留液）の温度が設定温度に達した後は熱交換器１２，１８への加熱蒸気量を調整しながら当該温度を維持する（工程Ｓ９，Ｓ９ｂ）。その後、地下水ポンプ２２を運転し、冷却器１３，１９へ水を流すとともに貯湯槽２へ水を供給する（工程Ｓ１０，Ｓ１０ｂ）。熱交換器１２，１８を通過した加熱蒸気の凝縮水は凝縮水再利用ラインＬ２を通して排熱槽２４に送られるとともに、冷却器１３，１９を通過して熱を受け取った冷媒は冷却水再利用ラインＬ３を通して排熱槽２４に送られる（工程Ｓ１１，Ｓ１１ｂ）。
発酵液（又は蒸留液）の温度が設定温度に達した後は熱交換器１２，１８への加熱蒸気量を調整しながら当該温度を維持する（工程Ｓ９，Ｓ９ｂ）。その後、地下水ポンプ２２を運転し、冷却器１３，１９へ水を流すとともに貯湯槽２へ水を供給する（工程Ｓ１０，Ｓ１０ｂ）。熱交換器１２，１８を通過した加熱蒸気の凝縮水は凝縮水再利用ラインＬ２を通して排熱槽２４に送られるとともに、冷却器１３，１９を通過して熱を受け取った冷媒は冷却水再利用ラインＬ３を通して排熱槽２４に送られる（工程Ｓ１１，Ｓ１１ｂ）。
【0039】
ポンプ４を運転し、貯湯槽２の水がヒートポンプ２３を通過して貯湯槽２へ戻るように、この水を回収排熱返還ラインＬ５へ流す（工程Ｓ１２）。排熱槽２４に十分な排温水が貯水されたらヒートポンプ２３を作動させ、排熱伝達用循環ラインＬ４を介して排熱槽２４から排熱を回収し、回収排熱返還ラインＬ５の水を温めて貯湯槽２に還す（工程Ｓ１３）。なお、ヒートポンプ２３の運転・停止トリガの一つとなる排温水の貯水量は、例えば排熱槽２４に水位計を取り付けることで検知可能である。また、本実施例では、工程Ｓ１２を工程Ｓ１３の前に実行しているが、工程Ｓ１３にてヒートポンプ２３を作動させる直前に、工程Ｓ１２を実行させるようにしてもよい。
【0040】
このヒートポンプ２３での排熱回収を高効率に行うため、以下の工程Ｓ１４を実施することが好ましい。すなわち、排熱槽２４からヒートポンプ２３への（冷却側）熱媒入口温度Ｔ１がヒートポンプ２３で運転可能な上限温度Ｔｕになるよう冷却側熱媒の流量を調整する（工程Ｓ１４）。なお、冷却側熱媒入口温度Ｔ１の制御は、ファンクーラ２６などの冷却器をヒートポンプ２３の冷却側熱媒入口側に配置して該入口温度Ｔ１自体の温度を直接制御する方法で行ってもよい。
【0041】
なお、本明細書では「冷却側」とはヒートポンプ２３を基点として考慮しており、排熱伝達用循環ラインＬ４が配置された側を「冷却側」と、回収排熱返還ラインＬ５が配置された側を「加熱側」と呼んでいる。
【0042】
工程Ｓ１４を実施する際は以下の制約があるためヒートポンプ２３側で流量調整を行う。
１） 排熱槽２４に貯められた排水の温度を制御できない。
２） ヒートポンプ２３は、加熱温度と冷却温度との差が小さい程、エネルギー消費効率（ＣＯＰ）の良い運転ができる。
３） ヒートポンプ２３には、加熱側熱媒、冷却側熱媒とも入口温度に制限がある。
なお、流量調整は例えばバルブの開度やポンプの回転数などを適宜制御することにより実施できる。
１） 排熱槽２４に貯められた排水の温度を制御できない。
２） ヒートポンプ２３は、加熱温度と冷却温度との差が小さい程、エネルギー消費効率（ＣＯＰ）の良い運転ができる。
３） ヒートポンプ２３には、加熱側熱媒、冷却側熱媒とも入口温度に制限がある。
なお、流量調整は例えばバルブの開度やポンプの回転数などを適宜制御することにより実施できる。
【0043】
貯湯槽２の水をヒートポンプ２３が運転可能な温度Ｔｏまで加熱したらヒートポンプ２３とポンプ４とを一旦停止する（工程Ｓ１５）。
【0044】
（貯湯槽内の温水の保温）
蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を貯湯槽２に供給し、貯湯槽２内の水を設定温度まで加熱する。そして蒸気ボイラ１の運転を継続し貯湯槽２内の温水を保温する（工程Ｓ１６）。この工程Ｓ１６では、上述の工程Ｓ２とは異なり、貯湯槽２内の水は排熱回収により温度Ｔｏ（地下水ポンプ２２からの水の温度より高温）にまで加温されており、温度Ｔｏから設定温度まで昇温させるだけである。
蒸気ボイラ１を運転して加熱蒸気を貯湯槽２に供給し、貯湯槽２内の水を設定温度まで加熱する。そして蒸気ボイラ１の運転を継続し貯湯槽２内の温水を保温する（工程Ｓ１６）。この工程Ｓ１６では、上述の工程Ｓ２とは異なり、貯湯槽２内の水は排熱回収により温度Ｔｏ（地下水ポンプ２２からの水の温度より高温）にまで加温されており、温度Ｔｏから設定温度まで昇温させるだけである。
【0045】
（糖化・発酵・蒸留工程の繰り返し）
この工程Ｓ１６により、ポットスチル１１，１７の熱交換器１２，１８や冷却器１３，１９で生じた排熱を排熱槽２４及びヒートポンプ２３により回収して貯湯槽２の水の加熱のためのエネルギーの一部に再利用可能な状態となる。工程Ｓ１６の実施後は、工程Ｓ３に戻り、これまでに述べた工程Ｓ３～Ｓ１６の処理を繰り返す。
この工程Ｓ１６により、ポットスチル１１，１７の熱交換器１２，１８や冷却器１３，１９で生じた排熱を排熱槽２４及びヒートポンプ２３により回収して貯湯槽２の水の加熱のためのエネルギーの一部に再利用可能な状態となる。工程Ｓ１６の実施後は、工程Ｓ３に戻り、これまでに述べた工程Ｓ３～Ｓ１６の処理を繰り返す。
【0046】
（蒸気ボイラの加熱蒸気の再利用）
なお、工程Ｓ２や工程Ｓ１６にて蒸気ボイラ１を運転した際に、熱交換器３を通過して貯湯槽２内の熱媒（水）を温めた加熱蒸気の凝縮水（排温水）を、ボイラ凝縮水再利用ラインＬ２’を通して排熱槽２４へ送るようにしてもよい。これにより、貯湯槽２の熱媒加熱に使用された加熱蒸気（凝縮水）も、その他のラインＬ２，Ｌ３から送られた排温水とともに排熱槽２４内に集めて工程Ｓ１３にてヒートポンプ２３を作動させるための排温水（排熱）に利用することが可能となる。
なお、工程Ｓ２や工程Ｓ１６にて蒸気ボイラ１を運転した際に、熱交換器３を通過して貯湯槽２内の熱媒（水）を温めた加熱蒸気の凝縮水（排温水）を、ボイラ凝縮水再利用ラインＬ２’を通して排熱槽２４へ送るようにしてもよい。これにより、貯湯槽２の熱媒加熱に使用された加熱蒸気（凝縮水）も、その他のラインＬ２，Ｌ３から送られた排温水とともに排熱槽２４内に集めて工程Ｓ１３にてヒートポンプ２３を作動させるための排温水（排熱）に利用することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0047】
従来の方法では蒸留製造のための熱源を蒸気ボイラ１に頼っていたが、本発明の熱源システムによれば、蒸気ボイラ１とヒートポンプ２３とを併用することでポットスチル１１，１７の蒸留時に捨てられていた排熱を回収し再利用できるため、省エネルギーでランニングコストを低減可能にし、カーボンニュートラルの取組みにも貢献可能な蒸留酒製造を実現できる。
【0048】
従って、本発明の蒸留酒製造用の熱源システム及びこれを用いた排熱回収方法は、産業上の利用価値及び利用可能性が高い。
【符号の説明】
【0049】
１ 蒸気ボイラ
２ 貯湯槽
３，７ 熱交換器
４，６，９，１５，２５ ポンプ
５ 糖化槽
８ 発酵槽
１０，１６ 予熱用熱交換器
１１，１７ 第１ポットスチル，第２ポットスチル
１２，１８ 熱交換器
１３，１９ 冷却器
１４，２０ 貯溜タンク
２１ 樽
２２ 地下水ポンプ
２３ ヒートポンプ
２４ 排熱槽
２６ ファンクーラ
Ｌ１ 予熱用熱媒循環ライン
Ｌ２ 凝縮水再利用ライン
Ｌ２’ ボイラ凝縮水再利用ライン
Ｌ３ 冷却水再利用ライン
Ｌ４ 排熱伝達用循環ライン
Ｌ５ 回収排熱返還ライン
Ｔ１ 冷却側熱媒入口温度
Ｔｏ ヒートポンプで運転可能な温度
Ｔｕ ヒートポンプで運転可能な上限温度
２ 貯湯槽
３，７ 熱交換器
４，６，９，１５，２５ ポンプ
５ 糖化槽
８ 発酵槽
１０，１６ 予熱用熱交換器
１１，１７ 第１ポットスチル，第２ポットスチル
１２，１８ 熱交換器
１３，１９ 冷却器
１４，２０ 貯溜タンク
２１ 樽
２２ 地下水ポンプ
２３ ヒートポンプ
２４ 排熱槽
２６ ファンクーラ
Ｌ１ 予熱用熱媒循環ライン
Ｌ２ 凝縮水再利用ライン
Ｌ２’ ボイラ凝縮水再利用ライン
Ｌ３ 冷却水再利用ライン
Ｌ４ 排熱伝達用循環ライン
Ｌ５ 回収排熱返還ライン
Ｔ１ 冷却側熱媒入口温度
Ｔｏ ヒートポンプで運転可能な温度
Ｔｕ ヒートポンプで運転可能な上限温度
【要約】
【課題】省エネルギーでランニングコストを低減可能にし、カーボンニュートラルの取組みにも貢献可能な蒸留酒製造用熱源システムを提供する。
【解決手段】熱源システムは熱交換器１２，１８及び冷却器１３，１９が取り付けられたポットスチル１１，１７と、加熱蒸気を生成しかつ熱交換器１２，１８に加熱蒸気の一部を供給する蒸気ボイラ１と、蒸留酒製造用の水を貯水しかつ加熱蒸気を利用して水を加熱する貯湯槽２と、熱交換器１２，１８を通過し凝縮水となった加熱蒸気と冷却器１３，１９を通過し温水となった冷媒とを集めて排熱を回収する排熱槽２４と、排熱槽２４で回収された排熱を受け取るヒートポンプ２３と、貯湯槽２で貯水された水をヒートポンプ２３に送り、かつ、ヒートポンプ２３から排熱を受け取ることで加温された水を貯湯槽２に戻す回収排熱返還ラインＬ５を備える。
【選択図】図３
【解決手段】熱源システムは熱交換器１２，１８及び冷却器１３，１９が取り付けられたポットスチル１１，１７と、加熱蒸気を生成しかつ熱交換器１２，１８に加熱蒸気の一部を供給する蒸気ボイラ１と、蒸留酒製造用の水を貯水しかつ加熱蒸気を利用して水を加熱する貯湯槽２と、熱交換器１２，１８を通過し凝縮水となった加熱蒸気と冷却器１３，１９を通過し温水となった冷媒とを集めて排熱を回収する排熱槽２４と、排熱槽２４で回収された排熱を受け取るヒートポンプ２３と、貯湯槽２で貯水された水をヒートポンプ２３に送り、かつ、ヒートポンプ２３から排熱を受け取ることで加温された水を貯湯槽２に戻す回収排熱返還ラインＬ５を備える。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】