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JP3411610B2 - 砂糖を含む飲料を発酵させるためのフィルターカートリッジ - Google Patents

砂糖を含む飲料を発酵させるためのフィルターカートリッジ

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JP3411610B2
JP3411610B2 JP02342693A JP2342693A JP3411610B2 JP 3411610 B2 JP3411610 B2 JP 3411610B2 JP 02342693 A JP02342693 A JP 02342693A JP 2342693 A JP2342693 A JP 2342693A JP 3411610 B2 JP3411610 B2 JP 3411610B2
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tubular
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tubular cartridge
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ジャン・ルモニエ
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ミリポル（ソスィエテ・パル・アクスィオン・サンプリフィエ）
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Publication date
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/06—Preparation of sparkling wine; Impregnation of wine with carbon dioxide
    • C12G1/064—Preparation of sparkling wine; Impregnation of wine with carbon dioxide using enclosed yeast
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
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    • B01D63/021—Manufacturing thereof
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/024—Hollow fibre modules with a single potted end
    • B01D63/0241—Hollow fibre modules with a single potted end being U-shaped
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は砂糖を含む飲料を発酵さ
せるためのデバイスに関し、詳しくは二次発酵によるシ
ャンペンの如きスパークリングワインの調整或いはビン
内での蒸留ワインの発酵に関する。
【０００２】
【従来技術】所謂”シャンペン”法には、”砂糖及びこ
の砂糖を通常のワインを蒸留するための二酸化炭素への
転化を保証するための発酵イーストを含む”古酒”を添
加する段階が含まれこの段階に於てワインの最初のアル
コール発酵が完了される。瓶詰めはこの添加段階の前或
いは後に実施される。次で、プラスチック製の中空のス
トッパーをそのネック部分に挿入してのビンのコルク栓
処理が為され、金属製キャップを縁曲げ加工することに
よりシールされる。シールされたビンは次で、その内部
で発酵が生じ、この発酵に伴いビン内部の圧力が上昇す
るよう或いは”ビン発酵”が生じるよう、一般には１０
乃至１５℃の一定温度に保たれたワイン貯蔵庫内で数カ
月から数年の間水平な”樽板”にて貯蔵される。
【０００３】この長期間の発酵の後、各ビンはビン壁に
粘着する発酵性の沈殿物を除去するために１本づつ数回
に渡りシェイク処理される。このシェイク処理期間中、
ビンは傾斜され、次で”オンザポイント”貯蔵、即ちネ
ック部分を下に向けて傾倒させた状態で貯蔵されそれに
より、イースト菌の注ぎ出しが容易化されまた発酵によ
る廃産物の、ビンのネック部分内に位置付けられたプラ
スチック製の中空のストッパー内部への堆積が助成され
る。シェイク処理が完了するとビンはネック部分を下に
した倒立状態で移送されそして、冷凍処理により発酵イ
ースト菌の廃産物を含む冷凍ワインの固形栓を形成する
べく、約マイナス２０℃に維持された冷却塩水浴槽内に
漬けられる。
【０００４】次に、冷凍されたビンは注ぎ出し作業に於
て縦方向に逆転され、ネック部分が上方に向けられそし
てキャップが取外される。この時プラスチック製の中空
のストッパー部材がビン内部の圧力によって、発酵によ
る廃産物を含む冷凍ワインの固形栓と共に排出される。
次での”補充酒”の追加によりビンの液面が補足され、
そして一般にはコルク製の恒久的な栓を使用してシール
される。前述の伝統的な所謂”シャンペン”法では、特
に発酵後に、しばしば手作業で為されるビンのシェイク
処理に際し大きな力が必要である。この方法にはビンを
特別の棚で、現在では１か月以上の長期間貯蔵しておく
ための広い場所も必要である。更には、この伝統的な方
法には、発酵イーストの廃産物を除去するために不可欠
なビンのネック部分の冷凍段階が含まれる。
【０００５】こうした欠点を無くそうとする試みが為さ
れて来ている。米国特許第４，７９２，４５４号には、
シャンペン法によってビン内でワインを発酵させるため
の方法が記載される。この方法には、チューブ状のフィ
ルターカートリッジをワインビンのネック部分に挿通す
る段階が含まれる。このフィルターカートリッジには二
酸化炭素の、最終的に所望される圧力を得るために必要
な大量の砂糖が含まれている。フィルターカートリッジ
は小孔を設けたチューブ状の本体部を具備し、この本体
部の外側には親水性フィルター膜及び疎水性フィルター
膜が被覆され、また二酸化炭素を放出する砂糖を含むワ
インを発酵させるために必要なイースト菌が収納され
る。こうしたフィルターカートリッジの使用は、イース
ト菌がもはやビン内部と接触しなくなることから、イー
スト菌の堆積物をビンネック部分に集中させるためのシ
ェイク作業、そしてビンネック部分を冷凍させイースト
菌の廃産物を冷凍させて除去する必要性が無くなるとい
う利益をもたらす。
【０００６】然しながら、前記米国特許に記載された技
法にも欠点がある。事実、本件出願人が観察したところ
によれば、前記技法に従うフィルターカートリッジを嵌
合したビン内で要求される二酸化炭素の圧力の上昇時間
は、伝統的なシャンペン法に従う発酵に必要なそれより
も明らかに長い。ビン内部でワインを発酵させる時間が
そのように長いとワインの感覚器官的性質は受け入れ難
い程に変質し、ワインは二次発酵してしまう。更には、
前記米国特許に従うビン内発酵中に関与する仕組みを解
明する実験中に、本件出願人はイースト菌で充満されワ
イン内に没入されたフィルターカートリッジが、イース
ト菌の発生する二酸化炭素の圧力下にその内部の液体が
急速に空になることを見出した。従って、このフィルタ
ーカートリッジ中に蓄積したガスは、前記圧力が表面張
力を上回るに十分なものとなった場合にのみ、親水性膜
から成る通気口を通して泡沫形態に於て逃出する。
【０００７】従って、この従来技術ではフィルターカー
トリッジは表面発酵体として作用し、そこでは親水性膜
と接触するイースト菌のみがワインによって湿潤化され
て生き続けそして砂糖を消費するのである。また、発酵
反応中、イースト菌は砂糖を消費しつつ主としてエタノ
ール及び二酸化炭素を生成し、熱形態のエネルギーを放
出する。斯くして、イースト菌と接する部分のワインの
温度は砂糖の枯渇と同時に発酵作用により若干上昇す
る。そして前記部分のワインは熱の対流に基きもっと冷
えた且つ砂糖分の多いワイン部分と置換する。加うる
に、前記米国特許のフィルターカートリッジ自体の構造
では膜の、イースト菌と接する表面部分が発熱体として
作用し、フィルターカートリッジの筒状形態及びビンネ
ック部分の大きさに基く熱の対流を制限する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の欠点を
解消する、砂糖を含む飲料を発酵させるためのフィルタ
ーカートリッジを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】こうした種々の欠点を回
避するために、本発明に於ては本来、水のろ過或いは血
液透析（欧州特許出願ＥＰ−Ａ−１３８，０６０号を参
照されたい）に使用される微孔質の中空繊維を使用する
改良デバイスが提供される。該デバイスは、チューブ状
のフィルターカートリッジを含み、このチューブ状のフ
ィルターカートリッジには孔開け加工したチューブ状胴
部及び、砂糖を含む飲料に於ける二酸化炭素の放出を伴
う発酵を生じせしめるイースト菌を保持する１つ以上の
微孔質要素を具備し、これら単数或いは複数の微孔質要
素が前記チューブ状胴部内に配設され且つイースト菌を
充填した微孔質の中空繊維の形態を取っていることを特
徴とするものである。
【００１０】前記微孔質の中空繊維は、Ｕ字形に折り畳
むか或いはチューブ状胴部内にあって見えない単一スト
ランドの形態のものであり得るが、本発明に従うフィル
ターカートリッジに於てはその全てが親水性を有してい
る。前記微孔質の中空繊維のあるものは全く親水性であ
り、あるものは全く疎水性であり、又各々部分的に親水
性であり且つ部分的に疎水性でもあり得る。本発明に従
うそうした改良により、前述の米国特許に従うフィルタ
ーカートリッジの使用に伴う利益が維持されるのみなら
ず、以下に説明するような追加的な利益をも入手可能と
なる。
【００１１】先ず、砂糖を含むワインと本発明に従うフ
ィルターカートリッジ内の中空繊維との間における微孔
質の交換表面が前記米国特許に説明されたフィルターカ
ートリッジにおける膜の表面に対し約５乃至１０倍増大
する。斯くして、５０本のＵ字形の微孔質の中空繊維を
内径約１２ミリメートル長さ６０ミリメートルのフィル
ターカートリッジ内に配設した場合の全交換表面は前記
米国特許におけるそれの約５倍となる。このようにして
約１００ｃｍ2 に増大された交換表面は、伝統的方法に
従うビン内での自由なイースト菌の堆積する表面積に相
当する。
【００１２】更に、前記微孔質の中空繊維はその形状及
び大きさがずっと小さいことから、発酵中の熱の対流が
前記米国特許のフィルターカートリッジを使用した場合
よりもずっと強くなり易い。また、前記米国特許のフィ
ルターカートリッジが、極めて脆い、孔開け加工したチ
ューブ状胴部の外側に溶着した親水性膜及び疎水性膜が
不測の衝撃によって破れないようにするためにプラスチ
ックネットで保護する必要があるのに対し、本発明に従
う中空繊維は柔軟であり従って浮遊することからフィル
ターカートリッジの、孔開け加工したチューブ状胴部か
ら成る単一の外側保護部材の他には何らの支持も必要と
しない。
【００１３】最後に、微孔質の中空繊維の断面積が約３
００マイクロメーターのオーダーと小さいこと（微孔の
直径には０．２から２マイクロメーターの変化がある）
を考慮するに、その寸法が３乃至７マイクロメーターで
あり前記中空繊維に加圧下で導入されその内壁を移動す
るイースト菌は、それらの内壁を離れるに際し、前記米
国特許のフィルターカートリッジに於て見られる分離及
び凝集を起こしにくくなる。従って、本発明に従うフィ
ルターカートリッジではこうした小直径の中空繊維によ
り、砂糖を含有する飲料及びイースト菌間に全発酵期間
中に渡る良好な接触表面が維持されることが保証され
る。
【００１４】
【実施例】図１には本発明の微孔質の中空繊維のための
チューブ状のカートリッジ１０（以下、単にカートリッ
ジ１０とも称する）が示され、ビン２０のネック部分に
縁峰部が形成されそこに金属製のキャップ４５が縁曲げ
加工によって嵌合されている。このカートリッジ１０
は、一般に円筒状の、孔開け加工したチューブ状胴部１
１を具備する。このチューブ状胴部１１はその開放端部
或は下端１２が開放されてなる一般に円筒形状を有し、
またその上方開放端部にはリップ４８を具備する円筒状
の開放端部部材或はストッパー部材１３が含まれる。前
記リップ４８は前記チューブ状胴部１１よりも直径が大
きくそれによりビンのネック部分に対するシールを提供
する。
【００１５】図２に示されるように、チューブ状胴部１
１には小孔１５を画定する一連の外側溝１４及びリング
１７が含まれ、これらの小孔がカートリッジの内外を相
互に疎通させる。微孔質の中空繊維４０がチューブ状胴
部１１の内部でＵ字型に折り曲げた状態で配設され、そ
のＵ字型の底部はチューブ状胴部の開放された下端１２
に近接して位置付けられる。Ｕ字型の各中空繊維の平行
な二本の端部はチューブ状胴部の長さ全体を軸方向に伸
延してストッパー部材１３の上端に埋入される。
【００１６】中空繊維４０は、Ｕ字状に折り曲げてカー
トリッジ内部に導入しカートリッジのストッパー部材１
３に栓部材４１を嵌合させてカートリッジをシールする
ことにより固定される。栓部材４１としてはポリウレタ
ン或はエポキシといった通常の糊材ではなく、好ましく
はヒートセット型の糊材が使用される。実際上、熱可塑
性の糊材を使用することで、本発明に従うカートリッジ
の製造に際しての、幾つかの成分を含む糊材を分与する
ために必要な遠心分離段階が、そしてまた重合段階が省
かれるようになる。
【００１７】栓部材４１を作製するために使用される材
料を使用してのシールの後、微孔質の中空繊維４０はこ
の栓部材４１により相互の、またストッパー部材１３の
内壁とのシール状態に然るべく維持される。ストッパー
部材１３には円筒状リップ４９が、同心状態で且つスト
ッパー部材よりも小直径に於て一体的に形成される。こ
の円筒状リップが、栓部材を形成するために使用された
材料が不可避的にシュリンクした場合に栓部材４１の各
側をシールする。図２に示される如く、ストッパー部材
１３及び円筒状リップ４９が王冠形態の溝を画定しこの
溝が栓部材４１を、前記王冠状部分が全ての中空繊維４
０を取り巻く状態で受けていることを銘記されたい。
【００１８】次いで中空繊維はカートリッジの軸方向に
直交し且つストッパー部材１３の開放された上端位置に
相当する平面に於てカッティングされる。微孔質の中空
繊維４０は市販入手可能であり、ポリアミド、ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、セルローストリアセテー
トの如きポリエステルそしてポリエチレン或はポリプロ
ピレンのようなポリオレフィンの如きプラスチック繊維
から成り立っている。中空繊維は内径が１００乃至５０
０マイクロメーターでありそして外径が２００乃至６０
０マイクロメーターである。備考の直径はポリマー及び
製造プロセスの性格に従い０．２から２マイクロメータ
ーの間で変化する。
【００１９】好ましくは本発明に従うカートリッジ内に
は、その内側表面に長手方向に起伏が生じるよう改変し
た微孔質の中空繊維が使用される。例えば図５にそうし
た中空繊維４０の断面が示されるように内側起伏部４６
は、鋸歯状の或は星形のものであり得るが中空繊維をニ
ードル形態の特別の形状のダイから押出成形した場合に
直接入手される。
【００２０】これらの内側起伏部４６により、中空繊維
の内壁へのイースト菌４７の付着状況が改善されまた交
換表面が増大される。図２に示される組付けに従えば、
殆どの中空繊維は親水性であり、疎水性のものは１本前
後である。この疎水性の中空繊維を通し、二酸化炭素が
ワインの発酵中に逃出する。中空繊維に適宜のイースト
菌を含む酵母を充満した後、ストッパー部材１３の開放
された下端がプラスチックフィルム４４をその上端面に
溶着することにより好ましく閉鎖される。栓部材４１を
特定形状にカッティングすることとこのプラスチックフ
ィルム４４の溶着とにより、全ての中空繊維の内側部分
間に連通チャンバー５０が創出される。
【００２１】かくして、中空繊維内のイースト菌から発
生する二酸化炭素ガスはこの連通チャンバー５０に入
り、次いで中空繊維を通してビン内のワイン中に逃出す
る。中空繊維が存在しない場合、二酸化炭素はその圧力
が親水性の中空繊維を通過するに十分に上昇した場合で
も逃出し得ない。しかしながら、親水性の中空繊維内部
の二酸化炭素の圧力が発酵の開始からそのような圧力に
上昇することはイースト菌の代謝に取って有害でありそ
れによってビン内発酵に必要な時間が増大する恐れがあ
る。
【００２２】こうした欠点を回避するためには、本発明
に於ては必須ではないが好ましくは、カートリッジ内に
部分的或は完全に疎水性の少なくとも１本の中空繊維が
含まれ、この中空繊維が他の親水性の中空繊維の外側部
分と連通される。発酵が終了してビンのネック部分でカ
ートリッジを保持する金属製のキャップ４５が除去され
ると、ビン及びカートリッジ内部の６×１０ 5 Ｐａのオ
ーダーであり得る圧力によりカートリッジが排出せしめ
られる。図６には同一の砂糖を含むワインを収納し且つ
１３℃の一定温度に保たれたビン内部でのそうした圧力
の上昇が時間の関数としてグラフに表されこれによって
本発明を使用して達成される優れた結果が裏付けられて
いる。同一の酵母から発生した同数のイースト菌、即ち
１０9 セルのイースト菌の３回の試験Ａ、Ｂ、Ｃが実施
された。曲線（Ａ）には伝統的方法に従って自由イース
ト菌を使用して得た結果が示される。
【００２３】曲線（Ｂ）には前記米国特許第４，７９
２，４５４号に記載される形式のカートリッジを使用し
て得た結果が示され、そして曲線（ｃ）には、本発明に
従いイースト菌を充填した親水性及び疎水性の各微孔質
の中空繊維を配設したカートリッジを使用して得た結果
が示される。曲線（ｃ）の結果を得るために使用された
本発明に従うカートリッジには、交換表面面積が約１０
０ｃｍ2 である５０本の親水性の中空繊維と、前記面積
が約２ｃｍ2 である１本の疎水性の中空繊維が収納され
た。
【００２４】これらの異なる曲線を比較するに、本発明
に従うカートリッジを使用して得られる圧力上昇は前記
米国特許に従うカートリッジを使用して得られるそれに
対して明らかに改善されており、この圧力上昇はシャン
ペンワインのための伝統的方法に従って得られるそれに
近いものであることが示される。実際、図６のグラフを
検討するに、本発明のカートリッジを使用した場合、ビ
ン内発酵でのビン内部の最終圧力６×１０5 Ｐａ（６バ
ール）を３か月後に得られることを銘記されたい。前記
米国特許に従うカートリッジを使用した場合は前記最終
圧力を得るには８か月を要する。
【００２５】本発明に従う微孔質の中空繊維を含むカー
トリッジをワインの一次アルコール発酵或は伝統的な所
謂”シャンペン”法に従うビン内のワインの二次発酵の
ために使用し得る。本発明に従うカートリッジはまた、
ワイン以外の飲料、例えばビール、サイダーその他の製
造のためにも、そして樽或は桶の如きビン以外の容器内
で使用され得る。
【００２６】
【発明の効果】従来の同等品よりも交換表面積がずっと
大きく、また膜の、イースト菌と接する表面部分が発熱
体として作用することが防止されることでフィルターカ
ートリッジの筒状形態及びビンネック部分の大きさに基
く熱の対流が制限されず、ビン内で要求される二酸化炭
素の圧力の上昇時間が短縮され、従ってビン内部でワイ
ンを発酵させる時間が短縮され、それによりワインの感
覚器官的性質の受け入れ難い程の変質を引き起こす二次
発酵を防止し得るフィルターカートリッジが提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うフィルターカートリッジの、ビン
のネック部分に配設した状態出の部分断面側面図であ
る。
【図２】図１のフィルターカートリッジを図４の線２−
２で切断した部分断面側面図である。
【図３】図２のフィルターカートリッジの平面図であ
り、ここでは内部を示すためにシール用のプラスチック
フィルムが除去されている。
【図４】図２のフィルターカートリッジを線４−４で切
断した断面図である。
【図５】本発明に従うフィルターカートリッジに使用さ
れる微孔質の中空繊維の１具体例の断面図である。
【図６】伝統的なシャンペン法に従う、ビン内での圧力
の上昇を測定することによって得た曲線のグラフであ
り、ここでは米国特許第４，７９２，４５４号に記載さ
れるフィルターカートリッジが使用されている。
【符号の説明】
１０：カートリッジ １１：チューブ状胴部 １３：ストッパー部材 １４：外側溝 １７：リング ４０：中空繊維 ４１：栓部材 ４８：リップ ４９：円筒状リップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C12G 1/00 C12G 3/00 C12M 1/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 孔開け加工されたチューブ状胴部（１
    １）、砂糖を含む飲料の二酸化炭素ガスを放出する状態
    での発酵を生じさせるイースト菌（４７）を保持する１
    つ以上の微孔質要素を含むチューブ状のカートリッジ
    （１０）であって、 単数或は複数の前記微孔質要素が微孔質の中空繊維（４
    ０）の形態を有しこれら微孔質の中空繊維が前記チュー
    ブ状胴部（１１）の内部に配設され且つ前記イースト菌
    （４７）が充填され、微孔質の中空繊維（４０）はその
    全てが全く親水性であり、又はその幾つかが全く親水性
    であり他の幾つかが全く疎水性であり、又はその各々が
    部分的に親水性であり且つ部分的に疎水性であることを
    特徴とする前記チューブ状のカートリッジ。
  2. 【請求項２】 微孔質の中空繊維（４０）は栓部材（４
    １）によって然るべく保持され、該栓部材（４１）は熱
    可塑性プラスチックから作製され得、該微孔質の中空繊
    維を相互シール状態とし且つチューブ状のカートリッジ
    の内壁とのシール状態とする請求項１に記載のチューブ
    状のカートリッジ。
  3. 【請求項３】 チューブ状のカートリッジは円筒状の端
    部部材（１３）を含み、該円筒状の端部部材（１３）
    は、栓部材（４１）が不可避的に縮む材料で作製される
    場合、栓部材（４１）のシールを保証するために、前記
    円筒状の端部部材（１３）と同中心であり且つ該円筒状
    の端部部材（１３）よりも直径の小さい円筒状リップ
    （４９）と共に一体形成される請求項２に記載のチュー
    ブ状のカートリッジ。
  4. 【請求項４】 微孔質の中空繊維（４０）は長手方向の
    内側起伏部（４６）を有している請求項１から３の何れ
    かに記載のチューブ状のカートリッジ。
  5. 【請求項５】 チューブ状胴部（１１）は開放端部（１
    ２）及び円筒状の端部部材（１３）の二か所に於て開放
    され、該円筒状の端部部材（１３）に於ける開放端には
    ビンのネック部分でのチューブ状のカートリッジのシー
    ルを保証するリップ（４８）が配設される請求項１から
    ４の何れかに記載のチューブ状のカートリッジ。
  6. 【請求項６】 円筒状の端部部材（１３）の開放端はプ
    ラスチックフィルム（４４）をそこに溶着することによ
    ってシールされそれにより、別の微孔質の中空繊維（４
    ０）との間に連通チャンバー（５０）が創出される請求
    項１から５の何れかに記載のチューブ状のカートリッ
    ジ。
  7. 【請求項７】 請求項１から６の何れかに記載のチュー
    ブ状のカートリッジをネック部分に収納してなるワイン
    ビン。
JP02342693A 1992-01-21 1993-01-20 砂糖を含む飲料を発酵させるためのフィルターカートリッジ Expired - Fee Related JP3411610B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9200591A FR2686269A1 (fr) 1992-01-21 1992-01-21 Cartouche tubulaire filtrante et son application a la fabrication du vin mousseux en bouteille.
FR92-00591 1992-01-21

Publications (2)

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