大型ビール醸造設備

概要 大規模ビール醸造設備

商業用ビールの製造には、流通や販売に必要な大量のビールを製造するための大規模なビール醸造設備が必要です。このガイドでは、大規模ビール醸造所を構成するエンド・ツー・エンドのシステム、機械、タンク、部品について包括的に紹介しています。

ビール製造事業を始めようとする場合にも、既存の事業をアップグレードしようとする場合にも、ビール製造の全工程を理解することは、目的に合った設備を選択するために不可欠です。様々な選択肢の長所と短所を取り上げ、データに基づいた比較を提供することで、最適な投資をお手伝いします。

この記事では、醸造所から発酵、コンディショニング、濾過、包装に至るまで、各段階の中核となる機器について概説している。技術仕様、規格、設置要素、操作手順が使いやすい表で詳述されている。サプライヤーの選択肢も、目安となる価格とともに紹介している。

大規模醸造システムを設計・設置する際に考慮すべき主な要因の概要を以下に示す：

大規模ビール醸造設備の主な設備

醸造所

• ブリューケトル - マッシュタン - ラウタータン - ワートケトル - ワールプール

発酵と熟成

• 発酵タンク - 熟成タンク

ろ過と安定化

• フィルター - パストライザー

炭酸とブライト・ビール・タンク

• ブライトタンク - 炭酸

パッケージング

• 瓶詰ライン - 樽詰ライン - 缶詰ライン

付帯設備

• 穀物処理 - 配管 - CO2システム - クリーニングシステム - 冷却システム - ボイラー - コンプレッサー - 制御システム

大規模ビール醸造設備の主な検討事項

• 生産量 - 高生産量には、より大きな醸造容器とより多くの発酵タンクが必要です。目標とするバッチサイズと年間総生産量に合わせて、すべてのセクションをスケールアップする。
• 床面積と高さ - 醸造所、発酵室、倉庫、包装ホール、倉庫には十分な床面積が必要です。最適なレイアウトはワークフローを改善する。天井の高さが重要。
• ユーティリティ - 水、電力、蒸気、圧縮空気、廃水管理システムを醸造所に供給するために設置しなければならない。
• オートメーション - 労働力を削減し、一貫性を向上させる。醸造所から包装までの自動化レベルを検討する。
• 品質管理 - 各段階で重力、アルコール、CO2、微生物などをチェックするために必要なインラインセンサーとラボ機器。
• 予算 - 生産目標および財源に見合った設備能力および容量を確保する。現在のニーズと将来の拡張のための投資に優先順位をつける。
• 現地規則 - 生産工程、排出物、廃水などに関する規制を遵守する。必要な許可を得ること。

このガイドを使って醸造所、発酵、ろ過、貯蔵、包装の各セクションを計画することで、特定の要件に合わせてカスタマイズされた効率的なエンド・ツー・エンドの醸造システムを設計することができます。

醸造所設備

醸造所はビール醸造の魔法が始まる場所です。このセクションでは、麦汁（麦芽から抽出され、発酵してビールになる甘い液体）を製造するために必要不可欠な容器や機械について説明します。

醸造所の主な機能

• 製粉 - 麦芽を粉砕して粉砕機にする。
• マッシング - でんぷん転換のために、粉砕物をお湯と混ぜること。
• ラウタリング - 使用済み穀物から甘い麦汁を分離する
• 麦汁煮沸 - 殺菌、フレーバーの抽出、タンパク質の凝固
• ワールプーリング - 発酵前にトラブを沈殿させる。

モルトハンドリング装置

モルト・サイロ

モルトサイロは全粒穀物を貯蔵する。ベースモルトとスペシャルティモルト用に異なるサイロを使用。数量は生産量と配送頻度によって異なる。

モルト・ミル

• ローラーミルによる麦芽の粉砕
• 2本または4本のローラー構成
• ローラーの表面はフルート状または平滑
• ローラー間のギャップが粉砕の粗さを決める
• 麦芽はサイロから自動的に供給される
• 粉砕を最適化し、エキスを最大限に引き出す。

グリスト・ケース

• ミルとマッシュタンの間に挽きたてのグリストを入れる。
• 粉砕物を保持し、粉砕とマッシングのためのバッファ時間を確保する。
• バッチ量に合わせた様々な容量

スクリーン

• マッシングの前に、グリストから微粒子を取り除く
• 焙焼槽の問題や抽出の非効率を防ぐ

グリスト・ハイドレーター

• オプション：マッシュタンに加える前に、挽き粉と水を混ぜる。
• 籾殻を水和させてからマッシュすることで、抽出を向上させる。

グリスト計量器

• レシピ作成のためのグリストのバッチを計量する。
• 自動計量で一貫性を高め、労力を削減

グリスト輸送システム

• 密閉式スクリューまたは空気圧コンベヤ
• グリストをマッシュタンに素早く運ぶ

タイプ	定員	パワー	サイズ	価格帯
モルト・サイロ	5～500トン	該当なし	収納のニーズに合わせる	$5,000-$500,000
ローラーミル	1～50トン/時	15 - 250 kW	変動あり	$5,000-$250,000
グリストケース	1 - 250 hl	該当なし	変動あり	$5,000-$100,000
グリスト・ハイドレーター	1～100トン/時	1 - 250 kW	変動あり	$1,000-$100,000
グリスト計量機	50～5000kgバッチ	該当なし	変動あり	$5,000-$50,000
グリスト輸送	毎時10～200トン	1 - 10 kW	変動あり	$5,000-$100,000

粉砕装置

マッシュ・タン

• 澱粉を発酵可能な糖に変えるために、砥粒と湯を順番に混ぜる。
• 均一な温度と変換のための攪拌システム
• 好みのマッシュ温度を維持するための断熱材
• スチール製または銅製
• 使用済み穀物から甘い麦汁を分離する

マッシュフィルター

• ラウタータンの代替
• 圧力と濾過を利用したより迅速な濾過
• よりコンパクトなデザイン
• 抽出効率の低下（～2%低下）
• 資本コストと営業コストの上昇

マッシュポンプ

• 麦汁をグレーンベッドに循環させ、透明度と効率を高める
• 望ましい流量と温度を維持する
• 使用される様々なポンプタイプ - 遠心、PD、タービン

熱交換器

• マッシングとスパージングに使用する温水
• 蒸気式または電気式
• 厳密な温度管理の維持

混合システム

• ミキシング・レーキ、パドル、ジェット
• マッシュコンディションを均一にするために重要
• ドウボールと温度勾配を減らす

タイプ	定員	パワー	サイズ	価格帯
マッシュ・タン	5 - 250 hl/バッチ	10 - 500 kW	変動あり	$50,000-$1,000,000
マッシュフィルター	10 - 250 hl/バッチ	15 - 250 kW	小さめ	$100,000-$1,500,000
マッシュポンプ	毎時10～250 m3	2 - 250 kW	変動あり	$1,000-$100,000
熱交換器	50 - 5000 kW	スチームまたは電気	変動あり	$10,000-$500,000
混合システム	チューン依存	1 - 50 kW	NA	$10,000-$100,000

大規模ビール醸造設備

ラウター・タン

• 麦汁を分離する偽底の伝統的な桶
• 穀物床調整用レーキ
• スパージング用スプレーノズル
• 焙煎時間が長い

マッシュフィルター

• 上記でカバー - より迅速な濾過の代替

ウォート・グラント

• ラウタータンから透明な麦汁を集める
• 自動制御用レベル・流量計
• 麦汁をケトルに送るパイプ

スパージ・アーム

• 穀物床に均等にお湯を行き渡らせる
• 抽出効率の向上
• チャネリングを避けるように設計されたスプレーノズル

麦汁ポンプ

• 麦汁をケトルに移す
• 遠心ポンプまたはPDポンプを使用
• 流量・圧力制御機器

タイプ	定員	パワー	サイズ	価格帯
ラウター・チューン	醸造期間	該当なし	変動あり	$50,000-$1,000,000
ワート助成金	チューン依存	該当なし	NA	$10,000-$50,000
スパージアーム	変動あり	該当なし	NA	$1,000-$10,000
麦汁ポンプ	毎時10～250 m3	2 - 250 kW	変動あり	$1,000-$100,000

麦汁煮沸装置

ブリューケトル

• 麦汁を煮沸してフレーバーを抽出し、殺菌し、タンパク質を凝固させる。
• スチームまたは直火式暖房
• 内部カランドリアまたは外部ボイラー
• 様々な形 - 円柱、チューンの形、パン
• 攪拌・沸騰用アジテーター

ワールプール

• タンパク質のトラブとホップを分離する
• トリュブ・コーン形成のための旋回作用
• 発酵槽へのキャリーオーバーの低減
• ブリューケトルと一体化、または別タンクとして使用可能

麦汁エアレーター

• イーストのピッチング前に冷却した麦汁をエアレーションする。
• 健全な発酵に必要
• 様々なデザイン - サブサーフェスミキサー、ベンチュリー、ノズルベース

熱交換器

• 熱い麦汁を発酵温度まで冷ます
• プレート式熱交換器またはシェル＆チューブ式熱交換器
• 麦汁エアレーターと併用可能

パンプス

• 麦汁ポンプ - ワールプールと熱交換器への移送
• 遠心、PD、ローブなど様々なタイプ

タイプ	定員	パワー	サイズ	価格帯
ブリューケトル	5 - 250 hlバッチ	50 - 5000 kW	変動あり	$50,000-$2,000,000
ワールプール	ケトルに合わせる	小さい	NA	$10,000-$500,000
麦汁エアレーター	毎時1000～100000hl	2 - 250 kW	変動あり	$1,000-$100,000
麦汁クーラー	毎時1000～100000hl	50 - 5000 kW	変動あり	$10,000-$1,000,000
麦汁ポンプ	毎時10～250 m3	2 - 250 kW	変動あり	$1,000-$100,000

醸造所制御システム

• 自動レシピ管理とバッチ制御
• モーター、バルブ、センサー、流量、レベル、温度を統合
• 効率性、一貫性、報告、コンプライアンスの向上
• オプションは基本的なものから高度な機能まで幅広い

タイプ	能力	価格帯
マニュアル	基本ゲージのみ	該当なし
セミオート	基本シーケンス制御	$10,000-$50,000
自動	高度なラン画面、データキャプチャ	$50,000-$500,000

発酵・熟成設備

発酵は、酵母の活動によって麦汁を数日から数週間かけてビールへと変化させる。熟成はさらにビールの状態を整え、透明にしてからパッケージングします。このセクションの主要な容器は以下の通りです：

発酵タンク

機能

• 麦汁をビールに発酵させる
• 酵母の純粋な活性のための密閉された無酸素環境
• 最適な発酵のための温度制御

種類

• 円筒形 - 最も一般的、体積に対する表面積の比率が低い、円錐形または平らな底、体積に対して高さが直径を上回ることがある
• 正方形 - よりコンパクトなフットプリント、困難な排水、限られた利用可能性
• オープン - 古い、酵母の自然捕獲が可能、コンタミネーションのリスクがある、大規模醸造所ではほとんど使用されない

建設

• ステンレス鋼が標準 - 耐久性、不浸透性、耐食性、衛生的
• 特殊合金により耐食性を向上

サイズ

• 総タンク容量とタンク数をバッチ容量と年間容量に合わせる。
• 個々のタンクは50 hlから2500 hlまで。
• 柔軟性と規模の経済性をバランスさせた最適なサイズ

温度管理

• グリコールやその他の熱伝達流体を使用した冷暖房用ジャケット
• イースト菌とビールの種類によって調整可能
• 厳密な管理で品質と一貫性を向上

酵母管理

• イーストスラリー除去用バルブ付きボトムコーン
• ドライイーストのピッチング用トップ・マンウェイ

タイプ	定員	高さ/直径	価格帯
円筒形	50 - 2500 hl	1:1 - 4:1 H:D	$10,000 - $500,000
正方形	50 - 2500 hl	NA	$10,000 - $500,000

熟成タンク

機能

• 一次発酵後のビールの熟成
• 清澄化と風味開発
• カスクエールまたは二次発酵のための炭酸化

デザインとオプション

• 類似の円錐底のステンレス鋼の円柱タンク
• 温度制御用ジャケット
• 穏やかな攪拌がコンディショニングと透明性を向上させる
• コンディショニング要件が不明？まず小型タンクを設置する。

ブリテスとユニタンク

• 発酵、熟成、貯蔵を組み合わせる
• 移動と酸素欠乏のリスクを低減
• 資本コストは高いが、運用面で有利
• 安定した製品に最適

タイプ	定員	価格帯
成熟のみ	50 - 2500 hl	$10,000 - $500,000
ブライト/ユニタンク	50 - 2500 hl	$15,000 - $750,000

酵母管理システム

• 酵母貯蔵タンク - 酵母の供給を維持する
• ピッチング・ステーションとクロッピング・ステーション - 発酵槽へのハンドル移動
• モニタリング - 生存率と純度のチェック
• 増殖-ピッチング用育成システム
• 自動化により、オープンハンドリングが減少する。

ろ過・安定化装置

さまざまなフィルターや機器が、ビールの透明化、炭酸の調整、微生物の安定性確保、鮮やかなビールの包装準備に役立っている。

ろ過

種類

• プレコート - キーゼルグールとパーライト培地
• プレートとフレーム - 一連の膜プレート
• 遠心 - 回転沈降
• クロスフロー - セラミック膜ろ過

特徴

• イースト、ヘイズ粒子、コロイドの除去
• 粗いものから無菌のものまで、透明度を調整する。
• 除去効率、処理速度、メンテナンスの必要性のバランス

オペレーション

• 粗清澄化から最終清澄化までの多段階
• プレフィルターがより微細な膜を保護する
• CIPシステムによるバッチ間の洗浄

タイプ	スループット	価格帯
プレコート	毎時50～500 hl	$50,000 - $500,000
プレートとフレーム	毎時10～250hl	$20,000 - $250,000
遠心式	毎時10～250hl	$50,000 - $750,000
クロスフロー	毎時10～250hl	$75,000 - $1,000,000

低温殺菌

• ビールを加熱して殺菌し、安定させる
• 通常60～90℃で15～60分間
• 濾過のみよりも風味の安定性が高い
• トンネルまたはプレートベースのシステム

二酸化炭素除去

• 包装前に余分なCO2を除去
• 過炭酸と発泡を防ぐ
• 真空、温度、圧力制御付き脱気カラム

炭酸

• パッケージ製品にCO2を添加
• ブライト・タンク炭酸
• 充填中のインライン・カーボネーション
• レベルは製品スタイルによる

明るいビールタンク

コンディショニングされたビールは、パッケージングの前に明るいタンクに移される。

• 包装待ちの冷蔵倉庫
• 和解による明確化
• スタイルに合わせた炭酸
• 空気と汚染からの保護

明るいタンクタイプ

• 円筒形 - ビール貯蔵の標準
• 可変圧力 - 炭酸コントロール機能
• ブリテス - 発酵とブライトの複合機能

サイズと数量

• 生産、包装スケジュールに基づく総量
• 50～1000hlの個別タンク
• 複数のタンクによる柔軟性と洗浄サイクル

特徴

• ASME圧力定格
• CIPスプレーボール
• CO2注入と混合
• 冷却ジャケット
• レベルセンサー

タイプ	定員	価格帯
円筒形	50 - 1000 hl	$10,000 - $250,000
可変圧力	50 - 1000 hl	$15,000 - $500,000
ブライト/ユニタンク	50 - 1000 hl	$15,000 - $750,000

包装設備

パッケージング・ラインは、ビールを樽、樽、缶、瓶に高速で充填する。

ボトリングライン

主要コンポーネント

• ボトル洗浄機 - クリーナーと除菌剤
• 充填機 - 自動反圧充填バルブ
• キャッパー - 充填されたボトルにキャップを押し付ける
• ラベラー - フロント、バック、ネックラベル
• パッカー - ケース詰めボトル

ラインスピードと自動化

• 毎時最大12万本（毎時1500ケース）
• 高度な自動化
• サーボモーターと可変周波数ドライブ

インライン品質管理

• 充填レベル、キャップ点検、ラベル点検
• 欠陥のあるボトルを排除
• 廃棄物の削減

チェンジオーバー

• ツールレス交換キットにより、迅速な製品交換が可能
• 生産稼働間のダウンタイムを削減