CN106458663B - 饮料用含氢水的制造方法及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种制造方法，所述制造方法是连续制造饮料用含氢水的方法，包含：(A)脱气步骤；(B)氢溶解步骤；(C)填充步骤以及(D)密封步骤。此外，从供给前述脱气步骤的净化水到前述填充步骤中注入包装容器的含氢水的水流路径中均负载压力。前述填充步骤包含：将负载有压力的含氢水供给至填充装置内的准备阶段；包装容器与填充装置连接后，除去包装容器内部的气体的脱气阶段；将负载有压力的含氢水直接注入包装容器内的注入阶段；将加压空气导入充填装置内，将填充装置内残留的含氢水排出至包装容器内的排出阶段；此外，所述方法还包含之后的解除包装容器与填充装置的连接时，立刻转移至前述密封步骤(D)的步骤。

Description

饮料用含氢水的制造方法及其制造装置

技术领域

本发明主要涉及饮料用含氢水的制造方法及其制造装置。

背景技术

近年来，在水中溶解氢气的含氢水(简单地，也称为氢水)具有较 高的还原性，因此，具有抑制金属的氧化和食品类腐败的效果，此外， 转用于饮用的情况下，由于可期待改善各种健康问题而备受瞩目。

作为制造饮料用含氢水的方法，存在例如从气瓶供给氢气、或将由 水的电解产生的氢气溶解在原水中的方法。

此外，只是将氢气供给至原水中的话，由于在室温、大气压条件下 原水中溶存的氮气、氧气等会妨碍氢气的溶解，其溶存的氢浓度远达不 到饱和浓度。

因此，报道了例如在除去空气的压力容器中填充氢气，该压力容器 内的氢气压力保持在2～10个大气压，通过在该压力容器内以淋浴状喷洒 原水与氢气接触，可高效地使氢气溶解的方法(专利文献1)。

此外，报道了由作为原料的水脱去残余气体后，将得到的脱气水和 加压后的氢气导入气体渗透膜组件中，通过使氢气溶解于脱气水中，可 有效提高溶解氢浓度的方法(专利文献2)。此外，报道了由该方法制造 的饮料用含氢水填充的带嘴包装容器。此外，报道了在该含氢水的填充 开始前，变更调整含氢水的填充喷嘴的流路，抽吸带嘴包装容器的内部， 之后，再变更调整该填充喷嘴的流路，使溶解氢气的含氢水从预先储存 含氢水的含氢水罐向包装容器内填充的方法(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3606466号公报

专利文献2：特开2010-269246号公报

专利文献3：特开2011-240959号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，专利文献1中报道的制造方法的批量生产性较低，存在为了 大量生产氢水必须要有大型化的制造装置的问题。此外，不仅不能高效 地在原料水中溶解氢气，还会产生每批氢气浓度变化的问题。

此外，专利文献2以及专利文献3中所报道的方法中，在刚制造含 氢水之后，虽然可实现比饱和氢浓度高的溶解氢浓度，但由于填充时临 时储存在含氢水罐中、使含氢水开放于大气压下，会使含氢水的溶解氢 浓度降低至饱和氢浓度或其以下。

如上所述，在室温、大气压条件下，将含氢水填充至保存容器中再 密封的情况下，直到密封保存容器之时溶解氢都会气化外漏至外界空气 中，与刚制造的含氢水的溶解氢浓度相比，保存容器中填充的含氢水的 溶解氢浓度大大降低，也终究会产生含氢水品质易于变差的问题。

解决技术问题的手段

本发明者为解决上述课题深入研究的结果，发现在从供给脱气装置 的净化水到注入包装容器的含氢水的水流路径中负载与目前相比较高的 压力的同时，通过负载有该压力的含氢水不在罐等容器中储存而是直接 填充注入包装容器内，可在对包装容器刚填充后显著提高含氢水的溶解 氢浓度的同时降低溶解氧浓度，特别是可抑制填充时含氢水的溶解氢浓 度降到低的水平而在包装容器内填充含氢水，完成了本发明。

即，本发明涉及一种饮料用含氢水的制造装置，其中，所述制造装 置是连续制造饮料用含氢水的装置，所述装置具备：

(a)将供给的原料净化水经由中空纤维膜脱气的脱气装置；

(b)由前述脱气装置供给的脱气水经由中空纤维膜溶解加压氢气的 氢溶解装置；

(c)由前述氢溶解装置供给的含氢水通过带嘴包装容器的注入口填 充至带嘴包装容器的填充装置；

(d)将完成前述含氢水填充的带嘴包装容器的注入口密封的密封装 置，

此外，所述制造装置具备：

加压泵，所述加压泵可在从供给前述脱气装置(a)的净化水到前述 填充装置(c)中注入包装容器的含氢水的水流路径中负载压力；

安全阀，所述安全阀连接于环形流路，所述环形流路连通通过该加 压泵负载压力后的水流路径与负载压力前的水流路径，当负载压力后的 水流路径中的水压低于一定的基准压力时，关闭该环形流路，该水压超 过一定的基准压力时，打开该环形流路；

进一步地，所述制造装置具备限流孔(オリフィス)，所述限流孔连 接于前述填充装置(c)之前的水流路径，将供给负载有基准压力的含氢 水的该填充装置(c)的流量限制在一定的基准流量以下，

此外，前述填充装置(c)在装置本体内具有连接填充口的空腔，同 时，具备其前端能够往复运动以朝向该填充口的轴阀，此外，前述空腔 连通来自氢溶解装置(b)的水流路径，此外，通过该轴阀的往复运动， 与前述填充口连接的包装容器的注入口和来自氢溶解装置(b)的水流路 径连通，此外，具有可切断其连通的阀系统，

此外，前述空腔是经过沿着轴阀内部或轴阀外部的气路与气体减压 设备和气体加压设备连接，且该气路是通过前述轴阀的往复运动开闭的 结构。

上述制造装置中，由加压泵负载的前述基准压力优选为0.1MPa至 0.5MPa。

此外，本发明涉及一种饮料用含氢水的制造方法，其中，所述制造 方法是连续制造饮料用含氢水的制造方法，所述方法包含：

(A)脱气步骤：在脱气装置中，供给的原料纯净水经由中空纤维膜 脱气，将得到的脱气水输送至氢溶解装置；

(B)氢溶解步骤：在前述氢溶解装置中，供给的脱气水经由中空纤 维膜溶解加压氢气，将得到的含氢水输送至填充装置；

(C)填充步骤：在前述填充装置中，将供给的含氢水通过带嘴包装 容器的注入口填充至带嘴包装容器；

(D)密封步骤：将填充有含氢水的带嘴包装容器的注入口密封，

所述方法为前述脱气步骤(A)中从供给脱气装置的净化水到前述填 充步骤(C)中注入包装容器的含氢水的水流路径中，通过加压泵的运行 使其负载压力，将负载有压力的含氢水供给前述填充装置的方法，

前述填充步骤(C)包含：

准备阶段：轴阀关闭前述填充装置的填充口，然后，将来自前述氢 溶解步骤(B)的负载有压力的含氢水供给连接于该填充口的空腔内的状 态；

脱气阶段：然后，将前述包装容器的注入口与该填充口连接，接着 经由前述轴阀中设置的气路，通过气体减压设备除去前述包装容器内部 的气体；

注入阶段：之后，关闭前述气路，然后，前述轴阀打开前述填充口， 将负载有压力的含氢水直接注入前述包装容器内；

排出阶段：然后，前述轴阀关闭前述填充口后，打开前述气路，通 过气体加压设备经由前述气路将加压空气导入前述空腔内，将填充装置 内残留的含氢水排出至前述包装容器内，

此外，所述方法还包含解除前述注入口与前述填充口的连接时，立 刻转移至前述密封步骤(D)的步骤。

本发明的饮料用含氢水的制造方法，其中，优选通过前述加压泵负 载压力后的水流路径中的水压超过一定基准压力时，通过打开连接于从 负载压力后的水流路径向负载压力前的水流路径的环形流路的安全阀， 可将负载有基准压力的含氢水稳定地供给前述填充装置的实施方式。

此外，前述填充步骤(C)中，优选前述轴阀在以一定的周期反复进 行开关前述填充口的动作的同时，通过限流孔将从前述氢溶解步骤(B) 供给至前述填充装置的负载有基准压力的含氢水的流量限制在一定的基 准流量以下的实施方式。

此外，本发明的饮料用含氢水的制造方法优选使用前述制造装置制 造。

此外，上述制造方法中，通过加压泵的运转负载的前述基准压力为 0.1MPa至0.5MPa，也就是说，相对于大气压，优选进一步施加的压力 为0.1MPa至0.5MPa。

发明效果

本发明的制造装置可不使刚溶解氢气的含氢水的溶解氢浓度大幅降 低而在包装容器内填充含氢水，即，与现有的制造方法相比，在包装容 器内填充的含氢水的溶解氢浓度可保持更高的值，此外，即使制造后经 过长期的天数保存也能保持高水平的溶解氢浓度。因此，本发明的制造 装置非常适用于本发明的制造方法的高效使用，可充分发挥本发明的制 造方法的效果。

此外，通过本发明的制造方法可提高得到的含氢水的溶解氢浓度且 降低溶解氧浓度，此外，特别是可保持刚溶解氢气的含氢水的高溶解氢 浓度的状态而在包装容器内填充含氢水。即，可制造在包装容器内填充 的含氢水的溶解氢浓度与刚溶解氢气的含氢水的溶解氢浓度保持几乎相 同水平的含氢水，此外，即使制造后经过长期的天数，在含氢水制品中， 也可保持其高水平的溶解氢浓度。

附图说明

图1表示可在本发明的饮料用含氢水的制造方法中使用的饮料用含 氢水制造装置的一种形式的图。

图2为图1中的脱气塔中使用的中空纤维膜组件的一种形式的图。

图3为图1中氢溶解塔中使用的中空纤维膜组件的一种形式的图。

图4为现有的制造方法中，在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤的 图。

图5为可在本发明的制造方法中使用的饮料用含氢水制造装置中， 在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤中的准备阶段的图。

图6为可在本发明的制造方法中使用的饮料用含氢水制造装置中， 在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤中的脱气阶段的图。

图7为可在本发明的制造方法中使用的饮料用含氢水制造装置中， 在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤中的注入阶段的图。

图8为可在本发明的制造方法中使用的饮料用含氢水制造装置中， 在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤中的注入阶段的图。

图9为可在本发明的制造方法中使用的饮料用含氢水制造装置中， 在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤中的排出阶段的图。

图10为可在本发明的制造方法中使用的饮料用含氢水制造装置中， 在带嘴包装容器中填充含氢水的步骤的流程图。

具体实施方式

如上所述，在现有的制造方法中，采用溶解氢气的含氢水临时储存 在含氢水罐中之后再将含氢水填充至带嘴包装容器中的方法。

图4中，表示现有的含氢水的制造中的填充装置以及使用该装置的 填充方法的一个例子。

如图4(a)及(b)所示，现有的含氢水的填充方法中，使用含氢水 罐、由从该罐定量取出含氢水的活塞制成的计量装置、经由水流路径与 该计量装置连接的填充装置。填充装置中，设置有为了在包装容器内填 充的填充口、可打开/封闭该填充口的轴阀。该轴阀通过与活塞的联动进 行反复运动，即，如图4(b)中所示的活塞一上升(+P)轴阀也上升(+P)， 由此，使该填充口与来自计量装置的水流路径连通，此外，如图4(a) 所示，活塞一下降(-P)轴阀也下降，由此，使该填充口与来自计量装 置的水流路径封闭。此外，在轴阀上方的内部，设置有可连通气体的气 路，此外，在轴阀的上部中，设置有使气路与减压装置(未图示)可连 通或封闭连通的闸阀。借助于如上所述的结构，通过该填充口可向带嘴 包装容器中计量填充含氢水。

具体的填充步骤如下所述。

首先，如图4(a)所示，将制造的含氢水临时储存在含氢水罐中。 之后通过与含氢水罐连接的活塞下降，计量一定量的含氢水。此时，填 充装置的轴阀切断来自计量装置的水流路径与填充口的连通。之后，在 该状态中，即，在含氢水向带嘴包装容器的填充开始之前，将该包装容 器内残留的气体经由轴阀中设置的气路抽吸除去。

完成从带嘴包装容器的气体抽吸除去之后，使填充装置的轴阀与计 量装置的活塞同步上升。由此，将含氢水经由来自计量装置的水流路径 输送至填充装置中，从该填充装置的填充口向带嘴包装容器内填充含氢 水。

如上所述，现有技术中，为了计量带嘴包装容器中填充的预定量的 含氢水，使用了采用活塞的计量装置，因此，必须使用含氢水罐。此外， 含氢水由于在含氢水罐中储存而变得与大气开放，即，填充前临时在常 压环境下保存的形式。因此，即使含氢水刚制造后可实现较高的溶解氢 浓度，在置于常压环境下时，含氢水中溶存的氢作为氢气游离(气化)，产生溶解氢浓度的降低。

本发明者不仅研究了提高含氢水的溶解氢浓度的方法，此外，还研 究了保持含氢水的高的溶解氢浓度填充至包装容器中的方法。

此外，本发明者废弃了至今在含氢水填充时使用的计量装置及含氢 水罐，发现了氢溶解步骤中制造的含氢水可直接(不储存)供水至填充 装置的装置和制造方法，此外，在提高含氢水的溶解氢浓度的同时，也 考虑制造上的安全性的装置和制造方法。

以下，对本发明进行详细说明。

(饮料用含氢水的制造方法)

本发明的连续制造饮料用含氢水的方法至少具有(A)脱气步骤、(B) 氢溶解步骤、(C)填充步骤、(D)密封步骤。

从前述脱气步骤(A)中供给脱气装置的净化水到前述填充步骤(C) 中注入包装容器的含氢水的水流路径中，通过加压泵的运转，可负载与 以往相比相当高的压力，例如通过负载后述的0.1MPa至0.5MPa的基准 压力，向前述填充装置供给负载有前述基准压力的含氢水。

此外，前述填充步骤(C)由如下所述多个连续的阶段组成。即，包 含：

准备阶段：轴阀关闭前述填充装置的填充口，然后，将来自前述氢 溶解步骤(B)的负载有压力(基准压力)的含氢水供给连接于该填充口 的空腔内的状态；

脱气阶段：然后，将前述包装容器的注入口与该填充口连接，接着 经由前述轴阀中设置的气路，通过气体减压设备除去前述包装容器内部 的气体；

注入阶段：之后，关闭前述气路，然后，前述轴阀打开前述填充口， 将负载有压力(基准压力)的含氢水直接注入前述包装容器内；

排出阶段：然后，前述轴阀关闭前述填充口后，打开前述气路，通 过气体加压设备经由前述气路将加压空气导入前述空腔内，将填充装置 内残留的含氢水排出至前述包装容器内，

此外，所述方法还包含解除前述注入口与前述填充口的连接时，立 刻转移至前述密封步骤(D)的步骤。

借助于前述加压泵负载压力后的水流路径中，当水压超过一定的基 准压力(例如0.1MPa至0.5MPa)时，通过打开连接于从负载压力后的 水流路径向负载压力前的水流路径的环形流路的安全阀，可将负载有基 准压力的含氢水稳定地供给前述填充装置。

此外，前述填充步骤(C)中，前述轴阀在以一定的周期反复进行开 关前述填充口的动作的同时，通过限流孔将从前述氢溶解步骤(B)供给 前述填充装置的负载有基准压力的含氢水的流量限制在一定的基准流量 以下。由此，可设定填充装置中向包装容器的含氢水的填充量。

此外，前述填充步骤(C)中，最后，通过将填充装置内残留的含氢 水排出至前述包装容器内，可将向前述包装容器内的含氢水的填充量保 持在设定的一定量。

本发明的制造方法可使用例如下述的本发明的饮料用含氢水的制造 装置适当制造。

(饮料用含氢水的制造装置)

本发明的连续制造饮料用含氢水的装置至少配备(a)脱气装置、(b) 氢溶解装置、(c)填充装置、(d)密封装置。

以下，对各装置进行详细说明。

(a)脱气装置

本装置为将供给的原料净化水经由中空纤维膜脱气的装置。

前述脱气装置(a)只要能进行氧气、氮气、二氧化碳等溶存气体的 脱气，就没有特别限制，可使用例如真空脱气装置或具备中空纤维膜组 件的脱气装置，为了能够高效进行微量溶存气体的脱气，优选使用具备 中空纤维膜组件的脱气装置。

该中空纤维膜组件通常由多个中空纤维膜制成束状且在膜间设置适 当的空间而配置，此外，由中空纤维膜划分为水室和气室，水室中使前 述净化水通过，通过气室减压，使水室中流动的溶存气体脱气。

此外，中空纤维膜组件也可以2个以上排列使用，特别是通过2个 以上的中空纤维膜组件串联使用，可更有效地进行微量溶存的气体的脱 气。

此外，本发明中，由于使净化水供给至脱气装置的水流路径负载压 力，因此，要求本装置中所使用的中空纤维膜具有高的耐压性能，只要 中空纤维膜具有如上所述的耐压性能，其种类没有特别限制，可使用例 如聚丙烯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物、聚 乙烯基苯酚-聚二甲基硅氧烷-聚砜嵌段共聚物、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚 (2,6-二甲基苯醚)、聚四氟乙烯等高分子膜。

此外，本发明中，由于使净化水供给至脱气装置的水流路径负载较 高的压力，因此，对本装置中使用的中空纤维膜而言，与水流路径中负 载较低压力的现有技术相比，中空纤维膜的消耗有变快的担忧，因此， 希望采用耐压性更优等级的中空纤维膜。

此外，为了提高脱气效率，也可在加热条件下实施净化水的脱气， 在上述情况下，为了提高之后的氢溶解的效率，要求冷却至更低温度、 至少室温(25℃左右)。

此外，本脱气装置(a)中使用的净化水例如可过滤净化装置中作为 原料的水而得到。

作为原料的水，只要是来自适于饮用的水源供给的水，就没有特别 限制，可列举自来水(通过供水业务所用的水管、专用水管或简易专用 水管供给的水)和地下水等。

前述净化装置通常具备活性炭过滤装置和膜过滤装置。

通过前述活性炭过滤装置进行除去作为原料的水的霉臭、三卤代甲 烷以及脱氯处理等。此外，通过安全过滤器过滤装置，可除去浮游物(包 含活性炭等)、大肠杆菌等细菌、隐孢子虫等病原性原虫等。

作为膜过滤装置中可使用的膜，可列举微滤膜(MF膜)、超滤膜(UF 膜)、纳滤膜(NF膜)、反渗透膜(RO膜)，考虑操作性、饮用情况下成 为味道决定性因素的矿物成分的残留性，最希望使用MF膜。使用NF 膜和RO膜时，由于可容易地除去钠离子和钾离子等原水中溶存的矿物 成分，会产生作为适于饮用的水调整其矿物成分的残存率或进行新的添 加等必要的后续步骤的情况。此外，在该情况下，由于操作变得复杂， 故不为优选。

(b)氢溶解装置

本装置为由前述脱气装置(a)供给的脱氢水经由中空纤维膜溶解加 压氢气的装置。

作为前述氢溶解装置(b)，使用具备中空纤维膜组件的氢溶解装置， 原因在于单位时间、单位空间的氢气溶解量大，提高氢气的溶解效率容 易。

该中空纤维膜组件通常由多个中空纤维膜制成束状且在膜间设置适 当的空间而配置，此外，由中空纤维膜划分为水室和气室，水室中使前 述脱气水通过，通过在气室中供给氢气，使氢气溶解于水室中流动的脱 气水。

此外，中空纤维膜组件也可以2个以上排列使用，特别是通过2个 以上的中空纤维膜组件串联使用，可进一步提高氢气的溶解效率。

此外，本发明中，由于使脱气水供给至氢溶解装置的水流路径负载 压力，因此，要求本装置中使用的中空纤维膜具有高的耐压性能，只要 中空纤维膜具有如上所述的高的耐压性能，其种类没有特别限制，作为 本装置中可使用的中空纤维膜，可使用作为前述中空纤维膜列举的高分 子膜。

对氢气的供给方法没有特别限制，例如市售的高纯度氢气瓶和水电 解等得到的氢气加压后供给中空纤维膜组件的气室。这里作为负载于氢 气的压力，例如0.1MPa至0.5MPa，也就是说，作为相对于大气压(约 0.1MPa)进一步施加的压力0.1MPa至0.5MPa。通过使氢气负载压力， 可进一步提高溶解氢浓度。

此外，本发明中，如后所述，脱气水在供给至氢溶解装置(b)的水 流路径中负载高的压力。因此，与水流路径中负载低压力的现有技术相 比，由于本装置中所使用的中空纤维膜的消耗有变快的担忧，因此，希 望该中空纤维膜采用耐压性更优等级的中空纤维膜。

本发明的制造装置，其特征在于，在从向前述脱气装置(a)供给净 化水到后述填充装置(c)中注入包装容器中的含氢水的水流路径中，具 备可负载压力的加压泵。结果，可经由水流路径将与以往相比负载有相 当高压力的、溶解氢浓度高的含氢水输送至填充装置。

对前述加压泵，只要能在水流路径(配管)中负载压力，就没有特 别限制，可使用公知的加压泵。

此外，本发明的制造装置中设置环形流路，所述环形流路连通通过 前述加压泵负载压力后的水流路径(即，至前述脱气装置(a)的水流路 径)与通过前述加压泵负载压力前的水流路径。

前述环形流路中连接有安全阀。通过加压泵负载压力后的水流路径 中的水压超过一定基准压力时，该安全阀发挥打开该环形流路的功能， 该水压低于一定的基准压力时，该安全阀发挥关闭该环形流路的功能。 即，通过该安全阀的开闭可随时进行加压泵与环形流路之间的水循环， 发挥将前述水压维持在基准压力以下的作用。

作为前述基准压力，从前述中空纤维膜的消耗和各装置的耐压性能 等的观点出发，适用例如0.1MPa至0.5MPa，优选例如0.1MPa至0.4MPa， 例如0.1MPa至0.3MPa。即，作为水流路径中相对于大气压(约0.1MPa) 进一步施加的压力，负载0.1MPa至0.5MPa的压力。

本发明的制造装置中，在后述填充装置(c)之前的水流路径中，例 如前述氢溶解装置(b)与填充装置(c)之间的水流路径中具备限流孔。 前述限流孔发挥将供给该填充装置(c)的、通过前述加压泵负载有基准 压力的含氢水的流量限制在一定的基准流量以下的作用。向含氢水的包 装容器开始注入的同时，水流路径中的水压降低，与没有限流孔的情况 下相比，通过设置限流孔可抑制压力的降低量，可持续向填充装置稳定 地供给含氢水。如上所述，限流孔发挥使含氢水向包装容器的填充顺利 且安全进行的作用。

(c)填充装置

本装置为由前述氢溶解装置(b)供给的含氢水通过其注入口填充至 带嘴包装容器的装置。

作为前述带嘴包装容器，特别是铝层压膜制成的带嘴袋状容器由于 气密性高、可防止氢溢出，故为优选。

本填充装置(c)在装置本体内具有连接填充口的空腔，同时，具备 其前端能够往复运动以朝向该填充口的轴阀。此外，前述空腔连通来自 氢溶解装置(b)的水流路径，此外，通过该轴阀的往复运动，与前述填 充口连接的包装容器的注入口和来自氢溶解装置(b)的水流路径连通， 此外，具有可切断其连通的阀系统。

此外，装置本体内的前述空腔经过沿着轴阀内部或轴阀外部的气路 与气体减压设备和气体加压设备连接。前述气路为通过前述轴阀的往复 运动开闭的结构，即，通过该轴阀的往复运动，将该气路和该空腔连通/ 切断连通的结构。

将上述轴阀设定为以一定的周期往复运动，由此，前述填充口以一 定的周期反复开闭。此外，与该轴阀以一定的周期往复运动的联动，上 述气路也以一定的周期反复开闭。

之后，打开上述填充口期间，向包装容器注入含氢水，填充装置中 的含氢水填充量可通过轴阀的往复运动周期(填充口的开闭)和由限流 孔的基准流量的设定(限流孔径)而设定。

(d)密封装置

本装置为将完成含氢水填充的带嘴包装容器的注入口密封的装置。

只要能立即密封从填充装置输送的带嘴包装容器的注入口，对本装 置没有特别限制，可使用公知的密封装置。

之后，完成密封步骤之后，将带嘴包装容器输送至适宜的加热杀菌 容器中进行加热杀菌，完成最终成品。

作为加热杀菌装置，例如，可使用加热蒸汽杀菌装置，杀菌时的加 热温度和加热时间希望通过F值(一定温度下，要杀灭一定数量的特定 的细菌孢子或细菌所需要的加热时间(分钟))和制品质量进行适当决定。 例如加热温度和加热时间为85～90℃、20分钟～1小时，例如，采用所谓 85℃下、30分钟的加热温度和加热时间。

实施例

通过附图进一步具体说明本发明所希望的实施方式，但本发明不仅 限于此。

(实施例本发明的饮料用含氢水的制造方法)

本发明的饮料用含氢水的制造方法中可使用的饮料用含氢水的制造 装置的一种方式如图1所示。

本制造装置1主要由原料水供给装置2、过滤塔3、安全过滤塔4、 加压泵5、脱气塔6、电解装置7、氢溶解塔8、填充装置9、安全阀12、 限流孔13构成。脱气塔6相当于前述的脱气装置(a)，氢溶解塔8相当 于氢溶解装置(b)。

首先，对本制造装置中的水(原料水、净化水、脱气水、含氢水) 流的总体情况进行说明。

如图1所示，从原料水供给装置2供给的作为原料的水，经过配管 L1供给至填充活性炭层的过滤塔3中，在这里通过活性炭处理进行脱氯 处理。

然后，从过滤塔3排出的水经过配管2被输送至设置有MF膜的安 全过滤塔4。

之后，从安全过滤塔4排出的净化水经过配管L3被输送至加压泵5。

加压泵5发挥从安全过滤塔4排出的净化水(供给脱气塔6的净化 水)到注入后述带嘴包装容器的含氢水的水流路径(L4至L6)中负载压 力的作用，由于与现有相比从净化水到含氢水负载相当高的压力(例如， 通过后述环形流路和安全阀调整压力后的基准压力为0.1MPa至0.5MPa)，因此，可将溶解氢浓度高的含氢水经由水流路径输送至填充装 置。

接着，从加压泵5排出的净化水经过配管L4输送至脱气塔6。此外， 如后所述，从加压泵5排出的净化水的一部分经由配管L7(环形流路) 再次返回加压泵5，也就是说，通常情况下可形成循环流，此外，该配管 L7上设置有安全阀12，通过安全阀12的开闭，由环形流路的配管L7 控制水循环的运行/水循环的停止。

脱气塔6中设置有中空纤维膜组件61，如图2所示，该中空纤维膜 组件61由中空纤维膜611划分为水室612和气室613。此外，气室613 通过真空泵14保持减压，水室612中流动的净化水中溶存的气体(氧气、 氮气、二氧化碳等)透过中空纤维膜611向气室613中转移，使流过水 室612的净化水得以脱气。

接着，脱除溶存气体的脱气水经过配管L5被输送至设置有中空纤维 膜组件81的氢溶解塔8。

如图3所示，该中空纤维膜组件81由中空纤维膜811划分为水室812 和气室813。此外，通过电解装置7制造的氢气通过配管L10供给气室 813。向电解装置7供给的水从前述原料水供给装置2经过配管L9供给。

此外，在中空纤维膜组件81中，从电解装置7供给的氢气经加压向 气室813输送，由于分压差，氢气透过中空纤维膜811供给流过水室812 的脱气水，制造含氢水。

如上所述得到的含氢水在维持负载有高压力的情况下，通过配管L6 供给至填充装置9。此外，如后所述，从氢溶解塔8至填充装置9的配管 L6中，设置有调整含氢水流量的限流孔13。此外，该填充装置9中，含 氢水通过带嘴包装容器的注入口注入、填充至该包装容器内，之后密封 该容器的注入口。之后，接着将带嘴包装容器密封的水制品置于加热杀菌装置10中进行加热杀菌。加热杀菌是根据食品卫生法上的规定，实施 例如85℃、30分钟的加热处理。最后，将加热杀菌的水制品在包装装置 11中进行装箱处理。

图5至图9表示本发明的制造方法中可使用的饮料用含氢水制造装 置中的加压泵之后的水流细节，即，向带嘴包装容器中填充含氢水的步 骤分阶段进行说明的附图(图5：准备阶段；图6：脱气阶段；图7和图 8：注入阶段；图9：排出阶段)。

此外，图10中，关于本发明的制造方法中可使用的饮料用含氢水制 造装置中的填充步骤，表示后述图5至图9所示的阶段中的填充装置中 所设置的轴阀的往复运动、该轴阀中闸阀的开闭、填充装置与包装容器 的连接/解除、环形流路中设置的安全阀的开闭的示意流程图。

此外，如图5至图9所示，通过加压泵负载压力后的水流路径与负 载压力前的水流路径连通，以此方式设置环形流路。此外，环形流路中 设置有以保持水流路径的水压超过一定的基准压力时打开、低于一定的 基准压力时关闭的状态的方式运行的安全阀。

此外，氢溶解装置与填充装置之间设置有调整流量用的限流孔。

进一步地，填充装置在装置本体内具有连接填充口的空腔，此外， 可具备其前端能够往复运动以朝向该填充口的轴阀(图中为上下运动)， 该轴阀的往复运动以一定的周期反复进行。进一步地，前述空腔与来自 氢溶解装置的水流路径连通，此外，通过该轴阀的往复运动，与前述填 充口连接的包装容器的注入口和来自氢溶解装置的水流路径连通，此外， 可切断其连通，即，可进行填充口的开闭。

此外，前述空腔经过轴阀内部的气路与气体减压设备(气体抽吸设 备)和气体加压设备(气体注入设备)连接，此外，该气路为通过前述 轴阀的往复运动(图中为上下运动)开闭的结构。

首先，如图5所示，填充装置的准备阶段中，轴阀为关闭前述填充 装置的填充口的状态，此外，将负载有压力的含氢水为从前述氢溶解步 骤供给连接该填充口的空腔内的状态。本阶段中，制造的含氢水停留在 填充装置的空腔内，为了将加压泵负载压力后的水流路径中的水压维持 一定，该水压超过基准压力的情况下，安全阀发挥打开环形流路的功能， 使加压泵和环形流路之间进行水的循环。

此外，图5中表示轴阀关闭填充口与气路双方的状态，本阶段中， 轴阀可至少只关闭填充口，可如下述图6所示为打开气路的状态。

然后，如图6所示的脱气阶段中，带嘴包装容器的注入口与填充装 置的填充口连接。轴阀依然为关闭填充口的状态(来自氢溶解装置的水 流路径与包装容器的注入口未达到连通状态)、但在轴阀内部设置的气路 与空腔连通的状态，即，打开气路的状态(图中向+Q方向稍稍移动)。 此外，打开轴阀上方的闸阀，经由轴阀中设置的气路，通过气体减压设备(未图示)除去该包装容器内部的气体。本阶段中，加压泵与环形流 路之间的水循环依然进行。

之后，如图7和图8中所示的注入阶段中，首先通过关闭轴阀上方 的闸阀，封闭与前述气路的外部的连通。之后，轴阀处于充分移动(图 中为向+Q方向进一步移动)的状态以使前述填充口成为打开状态，即， 使来自氢溶解装置的水流路径与包装容器的注入口连通，直接将含氢水 注入前述包装容器内(图中为含氢水在+W方向上流动)。

此外，如图所示，氢溶解装置和填充装置之间设置有限流孔，由此， 将从氢溶解装置供给的负载有上述基准压力的含氢水的流量限制在一定 的基准流量以下，可使向包装容器的注入顺利且安全地进行。

此外，注入阶段的起初(图7)中，虽然加压泵和环形流路之间进行 水循环，注入开始时，负载压力后的水流路径中的水压较基准压力低。 之后该压力降低期间，连接于环形流路的安全阀封闭，水循环停止(图8)。

之后，前述注入阶段中将相当量的含氢水填充到包装容器内之后， 如图9所示，转移至排出阶段。本阶段中，轴阀封闭来自氢溶解装置的 水流路径和包装容器的注入口的连通，但轴阀内部的气路与空腔保持连 通，即，成为填充口关闭、气路打开的状态(图中为在-Q方向上稍稍移 动)。这时，制造的含氢水停留在填充装置的空腔内，另一方面，水流 路径中的水压超过基准压力时，安全阀再次发挥打开环形流路的功能， 使加压泵和环形流路之间进行水的循环。

之后，轴阀上方的闸阀打开，经由轴阀内部的气路通过气体加压设 备(未图示)将加压空气导入前述空腔内，将填充装置内残留的含氢水 排出至前述包装容器内。由此，使包装容器内的含氢水的填充量保持一 定的量。

最后，解除包装容器的注入口与填充装置的填充口连接(返回图5)， 通过密封装置(未图示)直接密封完成了上述含氢水填充的包装容器的 注入口。

(实施例1和实施例2)

使用如图1(至图3)所示的制造装置以及图5至图9所示的填充方 法，使用作为净化水的原料的自来水，通过本发明的饮料用含氢水的制 造方法填充饮料用含氢水来制造水制品。

本例中，向氢溶解装置供给的氢气压为0.25～0.3MPa(比大气压高 0.25～0.3MPa的压力)。此外，从供给脱气装置的净化水到填充装置中注 入包装容器的含氢水的水流路径中负载0.3MPa(比大气压高0.3MPa的 压力)的基准压力。此外，水流路径中水压超过上述基准压力(0.3MPa) 时，安全阀打开，使环形流路与加压泵之间的水循环开始，保持水压为基准压力值。另一方面，向包装容器填充含氢水期间，该水压低于基准 压力时，安全阀关闭，使上述水循环停止。此外，本例中，在供给填充 装置的含氢水的流量调整时，采用6φ的限流孔，轴阀往复运动为70次/ 分钟(后述容器容量150mL的情况下)及20次/分钟(后述容器容量500mL 的情况下)。此外，向包装容器填充规定量之后，负载压力后的水流路径 中负载压力变为0.2MPa左右(比大气压高0.2MPa左右的加压状态)。

此外，作为带嘴包装容器，实施例1中使用容器容量为150mL的带 嘴包装容器，实施例2中使用容器容量为500mL的带嘴包装容器。

此外，在室温大气压条件下，含氢水的溶解氢浓度为2.6ppm左右 (2.4～2.8ppm)。上述溶解氢浓度为向包装容器填充后、将包装容器进行 加热杀菌(85℃、30分钟)前的含氢水的溶解氢浓度。

(比较例通过现有技术的饮料用含氢水的制造方法)

通过根据特开2010-269246号公报中记载的方法的制造方法，制造 比较例的饮料用含氢水。

具体来说，通过下述方法制造含氢水，所述方法包含：(1)净化步 骤：在净化装置中，过滤和净化作为原料的水，将得到的净化水输送至 脱气装置；(2)脱气步骤：将供给前述脱气装置的净化水脱气，将得到 的脱气水输送至氢溶解装置；(3)氢溶解步骤：使氢气在供给前述氢溶 解装置的脱气水中溶解，将得到的氢溶解水输送至杀菌装置；(4)杀菌 步骤：将供给前述杀菌装置的氢溶解水进行杀菌，将得到的含氢水输送 至填充装置；(5)填充步骤：将供给前述填充步骤的含氢水填充至密封 容器，将填充后的水制品输送至加热杀菌装置；(6)加热杀菌步骤：将 输送至前述加热杀菌装置的水制品进行加热杀菌。并且，前述氢溶解装 置具有气体渗透膜组件，该气体渗透膜组件由透气膜划分为水室和气室， 使前述脱气水通过水室，另一方面，将氢气加压供给气室，由此使氢气 溶解于前述脱气水。

(比较例1和比较例2)

得到的含氢水通过如图4所示的现有技术的填充方法填充至包装容 器，制造比较例的水制品。即，首先，将制造的含氢水临时储存在含氢 水罐中，之后与含氢水罐连接的计量装置的活塞下降，由此计量一定量 的含氢水。此外，如图4(a)所示，开始含氢水的填充前，经由填充装 置的轴阀内的气路抽吸除去包装容器内残留的气体。

之后，通过将填充装置的轴阀与计量装置的活塞同步上升，经由填 充口在包装容器内填充含氢水。

最后，密封带嘴包装容器的注入口，制成水制品，接着将该水制品 在加热杀菌装置中进行加热杀菌(85℃、30分钟)。

此外，作为包装容器，比较例1中使用容器容量为150mL的带嘴包 装容器，比较例2中使用容器容量为500mL的带嘴包装容器。

此外，在室温大气压条件下，根据本例的含氢水的溶解氢浓度为 1.5ppm左右。上述溶解氢浓度为向包装容器填充后、将包装容器进行加 热杀菌(85℃、30分钟)前的含氢水的溶解氢浓度。

(溶解氢浓度随时间的变化)

将通过现有技术制造的饮料用含氢水填充至包装容器的水制品(比 较例)和将通过上述本发明的制造方法制造的饮料用含氢水填充至包装 容器的水制品(实施例)保存一定期限。测定水制品制造后经过60天后、 90天后、120天后、150天后、180天后(室温(25℃±5℃)下保存) 的溶解氢浓度、pH和氧化还原电位(相对于Ag/AgCl)。此外，对于各 水制品分别制作5个制品，作为其平均值算出测定结果。

对于实施例1和实施例2以及比较例1和比较例2，测定的溶解氢浓 度dH变化、pH变化以及氧化还原电位ORP的变化如表1～表3所示。

此外，在20℃、1个大气压下饱和氢浓度为1.6ppm。

表1

表2

表3

如表1至表3所示，对于根据本发明的实施例的水制品，即使经过 180天后，也可保持较高溶解氢浓度，此外，氧化还原电位维持较低的值， 通过本发明的制造方法，即使经长时间保存之后也可维持含氢水处于高 的品质。

另一方面，对于比较例的水制品，在经过60天后的时间点，溶解氢 浓度下降至1.0ppm，此外，对于制品容量150mL的水制品(比较例1) 经过120天后、对于制品容量500mL的水制品(比较例2)经过150天 后，出现氧化还原电位转变为正值的结果。

上述结果是支持如下结论的结果：考虑达到水制品的实际流通和消 费的保存期限，本发明的制造方法中，直到实际消费(摄取)的时间点 可保持含氢水的高品质，另一方面，现有的制造方法中在该保存期限中 含氢水的品质显著降低。

如上所述，通过上述构成，本发明的制造方法在提高得到的含氢水 的溶解氢浓度的同时可降低溶解氧浓度，特别是可抑制含氢水的溶解氢 浓度降低至较低水平而向包装容器内填充含氢水。

此外，本发明的制造装置可适用于本发明的制造方法的高效使用， 可使本发明的制造方法的上述效果得以充分发挥。

符号说明

1 饮料用含氢水制造装置

2 原料水供给装置

3 过滤塔

4 安全过滤塔

5 加压泵

6 脱气塔

61 中空纤维膜组件 611 中空纤维膜 612 水室 613 气室

7 电解装置

8 氢溶解塔

81 中空纤维膜组件 811 中空纤维膜 812 水室 813 气室

9 填充装置

10 加热杀菌装置

11 包装装置

12 安全阀

13 限流孔

14 真空泵

L1～L7 配管

Claims (11)

1.一种饮料用含氢水的制造装置，其中，所述制造装置是连续制造饮料用含氢水的装置，所述装置具备：

(a)将供给的原料净化水经由中空纤维膜脱气的脱气装置；

(b)由前述脱气装置供给的脱气水经由中空纤维膜溶解加压氢气的氢溶解装置；

(c)由前述氢溶解装置供给的含氢水通过带嘴包装容器的注入口填充至带嘴包装容器的填充装置；

(d)将完成前述含氢水填充的带嘴包装容器的注入口密封的密封装置，

此外，所述制造装置具备：

加压泵，所述加压泵可在从供给前述脱气装置(a)的净化水到前述填充装置(c)中注入包装容器的含氢水的水流路径中负载压力；

安全阀，所述安全阀连接于环形流路，所述环形流路连通通过该加压泵负载压力后的水流路径与负载压力前的水流路径，当负载压力后的水流路径中的水压低于一定的基准压力时，关闭该环形流路，该水压超过一定的基准压力时，打开该环形流路；

进一步地，所述制造装置具备限流孔，所述限流孔连接于前述填充装置(c)之前的水流路径，将供给负载有基准压力的含氢水的该填充装置(c)的流量限制在一定的基准流量以下，

此外，前述填充装置(c)在装置本体内具有连接填充口的空腔，同时，具备其前端能够往复运动以朝向该填充口的轴阀，此外，前述空腔连通来自氢溶解装置(b)的水流路径，此外，通过该轴阀的往复运动，与前述填充口连接的包装容器的注入口和来自氢溶解装置(b)的水流路径连通，此外，具有可切断其连通的阀系统，

此外，前述空腔是经过沿着轴阀内部或轴阀外部的气路与气体减压设备和气体加压设备连接，且该气路是通过前述轴阀的往复运动开闭的结构。

2.根据权利要求1中所述的饮料用含氢水的制造装置，其中，前述基准压力为0.1MPa至0.5MPa。

3.一种饮料用含氢水的制造方法，其中，所述制造方法是连续制造饮料用含氢水的制造方法，所述方法包含：

(A)脱气步骤：在脱气装置中，供给的原料纯净水经由中空纤维膜脱气，将得到的脱气水输送至氢溶解装置；

(B)氢溶解步骤：在前述氢溶解装置中，供给的脱气水经由中空纤维膜溶解加压氢气，将得到的含氢水输送至填充装置；

(C)填充步骤：在前述填充装置中，将供给的含氢水通过带嘴包装容器的注入口填充至带嘴包装容器；

(D)密封步骤：将填充有含氢水的带嘴包装容器的注入口密封，

所述方法为前述脱气步骤(A)中从供给脱气装置的净化水到前述填充步骤(C)中注入包装容器的含氢水的水流路径中，通过加压泵的运行使其负载压力，将负载有压力的含氢水供给前述填充装置的方法，

前述填充步骤(C)包含：

准备阶段：轴阀关闭前述填充装置的填充口，然后，将来自前述氢溶解步骤(B)的负载有压力的含氢水供给连接于该填充口的空腔内的状态；

脱气阶段：然后，将前述包装容器的注入口与该填充口连接，接着经由前述轴阀中设置的气路，通过气体减压设备除去前述包装容器内部的气体；

注入阶段：之后，关闭前述气路，然后，前述轴阀打开前述填充口，将负载有压力的含氢水直接注入前述包装容器内；

排出阶段：然后，前述轴阀关闭前述填充口后，打开前述气路，通过气体加压设备经由前述气路将加压空气导入前述空腔内，将填充装置内残留的含氢水排出至前述包装容器内，此外，

所述方法还包含解除前述注入口与前述填充口的连接时，立刻转移至前述密封步骤(D)的步骤。

4.根据权利要求3中所述的饮料用含氢水的制造方法，其中，通过前述加压泵负载压力后的水流路径中的水压超过一定基准压力时，通过打开连接于从负载压力后的水流路径向负载压力前的水流路径的环形流路的安全阀，可将负载有基准压力的含氢水稳定地供给前述填充装置。

5.根据权利要求3或4中所述的饮料用含氢水的制造方法，其特征在于，前述填充步骤(C)中，前述轴阀在以一定的周期反复进行开关前述填充口的动作的同时，通过限流孔将从前述氢溶解步骤(B)供给至前述填充装置的负载有基准压力的含氢水的流量限制在一定的基准流量以下。

6.根据权利要求3中所述的饮料用含氢水的制造方法，其中，所述制造方法使用权利要求1中所述的饮料用含氢水的制造装置进行。

7.根据权利要求4中所述的饮料用含氢水的制造方法，其中，所述制造方法使用权利要求1中所述的饮料用含氢水的制造装置进行。

8.根据权利要求5中所述的饮料用含氢水的制造方法，其中，所述制造方法使用权利要求1中所述的饮料用含氢水的制造装置进行。

9.根据权利要求4中所述的饮料用含氢水的制造方法，其特征在于，前述基准压力为0.1MPa至0.5MPa。

10.根据权利要求5中所述的饮料用含氢水的制造方法，其特征在于，前述基准压力为0.1MPa至0.5MPa。

11.根据权利要求7或8中所述的饮料用含氢水的制造方法，其特征在于，前述基准压力为0.1MPa至0.5MPa。