JP2023023304A - 炭酸飲料の製造設備および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品液のガスボリュームが規定範囲から外れる製品液を効率よく再調整できる炭酸飲料の製造設備を提供すること。
【解決手段】炭酸飲料の製造設備１は、原料水と原料シロップとの混合液を生成するとともに、生成される混合液を蓄える混合液タンク１６を備えるブレンダ１０と、合液タンクから供給される混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液を生成するとともに、生成される製品液を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンク２５を備えるカーボネータ２０と、製品液タンクから供給される製品液を容器に充填するフィラ３０と、カーボネータとフィラの間から製品液タンクに製品液を戻す循環経路と、を備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、原料である水とシロップとの混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液である炭酸飲料を製造する設備に関する。

水とシロップを原料とする飲料の一例である炭酸飲料は、通常、水とシロップを混合し、さらに炭酸ガスを溶解させることによって製造される。
炭酸飲料の製造設備は、水とシロップを所定の混合比で混合するブレンダと、ブレンダにより得られた混合液に所定量の炭酸ガスを溶解させて製品液を得るカーボネータと、炭酸ガスが溶解された製品液を容器に充填するフィラと、を少なくとも備えている。炭酸飲料の製造設備は、水とシロップを混合してから、容器に製品液を充填する工程が連続的に行われる。なお、本開示において、ブレンダにより水とシロップが混合された液を混合液といい、混合液に炭酸ガスを溶解させた液を製品液ということにする。炭酸ガスの化学名は二酸化炭素（ＣＯ_２）である。

炭酸飲料の製造設備において、シロップの濃度および炭酸の濃度をモニタリングすることが行われている。特許文献１は、モニタリングの結果、シロップの濃度が規定範囲から外れるか、または、製品液のガスボリュームが規定範囲から外れると、製品液を再利用することを提案する。特許文献１は、具体的には、カーボネータまたはフィラに蓄えられる製品液を戻し液として、ブレンダからカーボネータに向けて流れる混合液に加えて再利用する。

特開２０１６－１４１４４４号公報

特許文献１によれば、ブリックスまたはガスボリュームが規定範囲から外れた製品液を廃棄しないで製品に再利用することができるので、飲料製造のコストを低減できる。しかし、特許文献１において、カーボネータに向けて流れる混合液の流量に対して加えられる戻し液の量は微小量とされる。カーボネータに送られる混合液におけるブリックスが大きく変動するのを避けるためである。したがって、戻し液を使い切るまでに相当の時間を要することがある。そのために、特許文献１は、戻し液を蓄えるタンクを備えるので、設備的な負荷が必要である。

以上より、本発明は、設備的な負荷を最小限に抑えつつ、製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れる製品液の炭酸ガス濃度を効率よく再調整できる炭酸飲料の製造設備および製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係る炭酸飲料の製造設備は、原料水と原料シロップを混合して生成される混合液を蓄える混合液タンクを備えるブレンダと、混合液に炭酸ガスを溶解させて生成される製品液を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクを備えるカーボネータと、カーボネータで生成される製品液の供給を受け、製品液を容器に充填するフィラと、カーボネータで生成される製品液に含まれる炭酸ガス濃度が規定の範囲から外れると、カーボネータとフィラの間から製品液を製品液タンクに戻す循環経路と、を備える。

また、本開示に係る炭酸飲料の製造方法は、原料水と原料シロップを混合して生成される混合液を混合液タンクに蓄える第１ステップと、混合液に炭酸ガスを溶解させて生成される製品液を、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクに蓄える第２ステップと、製品液タンクに蓄えられた製品液を容器に充填するフィラフィラに供給する第３ステップと、を備える。第２ステップにおいて生成される製品液に含まれる炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、カーボネータとフィラの間から製品液が製品液タンクに戻される。

本開示によれば、製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れる製品液を効率よく再調整できる炭酸飲料の製造設備および製造方法が提供される。

第１実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の通常運転モードを示すブロック図である。 第１実施形態に係る炭酸飲料の製造設備のガス再調整運転モードを示すブロック図である。 第２実施形態に係る炭酸飲料の製造設備のガス再調整運転モードを示すブロック図である。 第３実施形態に係る炭酸飲料の製造設備のガス再調整運転モードを示すブロック図である。 第４実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の概略構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の概略構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の概略構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す炭酸飲料の製造設備１は、炭酸ガス（ＣＯ_２）を含有する炭酸飲料、例えば、炭酸水や、サイダー、コーラ等を製造するラインを構成している。
以下では、水およびシロップを原料に用いて、炭酸ガスが注入された炭酸飲料を製造するための製造設備１を説明する。製造設備１は、炭酸飲料を製造するにあたって、製造された製品液に含まれる炭酸ガスが規定範囲から外れると、その製品液の炭酸ガスの量を再調整する。製品液に含まれる炭酸ガスが規定範囲から外れる一例として、製品液が定常温度よりも温まって炭酸ガスが製品液から放出されることが掲げられる。この場合、炭酸ガスの量が予め定められる範囲よりも低くなるので、炭酸ガスを付加する必要がある。以下説明する実施形態は、この例に従っている。

〔炭酸飲料の製造設備１：図１〕
炭酸飲料の製造設備１は、図１に示すように、原料の一方である水（原料水）と原料の他方であるシロップ（原料シロップ）とを混ぜて混合液を生成するブレンダ（blender）１０、ブレンダ１０で生成される混合液に炭酸ガスを導入するカーボネータ（carbonator）２０と、カーボネータ２０で生成される製品としての炭酸飲料を容器に充填するフィラ３０（filler）と、を備える。なお、図１は製造設備１の説明に必要な最小限の要素のみを示しており、現実の製造設備１には図１に記載されていない種々のバルブ、圧力計や流量計等を備えることができる。製造設備１は、カーボネータ２０の製品液タンク２５に戻された後に、製品液ＰＬに炭酸ガスが付加される。以下、ブレンダ１０、カーボネータ２０およびフィラ３０の順にその構成を説明する。

［ブレンダ１０：図１］
ブレンダ１０は、図１に示すように、調合された原料シロップＲＳを蓄えるシロップ供給源１１と、精製処理された原料水ＲＷを蓄える原料水供給源１３と、を備える。シロップ供給源１１は液配管ＬＴ１でシロップタンク１２と接続され、原料シロップＲＳはシロップ供給源１１から液配管ＬＴ１を介してシロップタンク１２に供給され、シロップタンク１２に蓄えられる。原料水供給源１３は液配管ＬＴ２で水タンク１４と接続され、原料水ＲＷは原料水供給源１３から液配管ＬＴ２を介して水タンク１４に供給され、水タンク１４に蓄えられる。
なお、原料水供給源１３と水タンク１４の間に液配管ＬＴ２において、原料水ＲＷから脱気するためのデェアレータ（deaerator）を設けることができる。デェアレータは、原料水ＲＷに溶解している酸素ガスや窒素ガス等を取り除く。デェアレータは、脱気用の炭酸ガスを使用して、ヘンリーの法則より分圧と溶解度に基づいて、原料水ＲＷに溶解している酸素ガスなどを原料水ＲＷから離脱させる。

本実施形態において、原料シロップ、原料水などが流れる向きに基づいて上流および下流が特定される。例えば、シロップ供給源１１は原料水供給源１３の上流に位置し、水タンク１４は原料水供給源１３の下流に位置する。なお、上流および下流は相対的に特定される。

ブレンダ１０は、図１に示すように、シロップタンク１２から供給される原料シロップＲＳと水タンク１４から供給される原料水ＲＷとを混合する混合液タンク１６を備える。シロップタンク１２の下方に接続される液配管ＬＴ３と水タンク１４の下方に接続される液配管ＬＴ４とが合流する液配管ＬＴ５が混合液タンク１６に接続されることにより、原料シロップＲＳと原料水ＲＷが混合液タンク１６の内部で混合されることで混合液ＭＬが生成され、混合液タンク１６の内部に蓄えられる。液配管ＬＴ３には絞り弁１７が設けられ、また、液配管ＬＴ４には絞り弁１８が設けられる。絞り弁１７および絞り弁１８を絞りの程度を調整することにより、液配管ＬＴ３を流れる原料シロップＲＳの流量および液配管ＬＴ４を流れる原料水ＲＷの流量を調整し、混合液ＭＬにおける原料シロップＲＳと原料水ＲＷの比率が変更される。絞り弁１７および絞り弁１８を絞りの程度は、コントローラ５０からの指令に基づく。

ブレンダ１０は、一例としてＧ.Ｏ.Ｂ(Gravity Orifice Blender)が採用され、原料シロップＲＳのシロップタンク１２の内部の液位と原料水ＲＷの水タンク１４の内部の液位とがそれぞれ一定に制御される。シロップタンク１２から絞り弁１７を通じて所定の流量だけ払い出される原料シロップＲＳと水タンク１４から絞り弁１８を通じて所定の流量だけ払い出される原料水ＲＷが混合液タンク１６の内部で混合される。ただし、本開示においては、公知の他のブレンダを採用することができる。

図１に示すように、混合液ＭＬをカーボネータ２０に向けて供給する液配管ＬＴ６の一方端が、混合液タンク１６の下方から引き出されている。液配管ＬＴ６の他方端はカーボネータ２０の製品液タンク２５の下方に接続されている。液配管ＬＴ６にはポンプＰ１が介在されており、混合液タンク１６に蓄えられる混合液ＭＬを吸引するとともに製品液タンク２５に向けて送給する。ポンプＰ１の動作は、コントローラ５０からの指令に基づく。

ブレンダ１０には、炭酸ガスの供給および排出に係る配管が配置されるが、カーボネータ２０に配置されるガス配管ＧＴ１などとの関連が強いため、カーボネータ２０の説明において言及する。なお、液体（Liquid）が流れる配管には「ＬＴ」が表記され、ガス（gas）が流れる配管には「ＧＴ」が表記される。
［カーボネータ２０：図１］
次に、カーボネータ２０について、図１を参照して説明する。
カーボネータ２０は、炭酸ガス供給源２１と、液配管ＬＴ６を介して混合液タンク１６から供給される混合液ＭＬに炭酸ガスを圧入、溶解して製品液ＰＬを生成するカーボネートノズル２３と、を備える。また、カーボネータ２０は、カーボネートノズル２３において生成される製品液ＰＬが供給、貯留される製品液タンク２５を備える。

炭酸ガス供給源２１は製品液タンク２５とガス配管ＧＴ１で接続されており、一例として０．６～０．９ＭＰａの範囲から選択される一定の圧力の炭酸ガスが供給される。ガス配管ＧＴ１には、炭酸ガス供給源２１と製品液タンク２５の間には圧力調整弁Ｖ１が設けられており、炭酸ガス供給源２１から供給される炭酸ガスは圧力調整弁Ｖ１において、例えば０．２～０．５ＭＰａの範囲から選択される一定の圧力に減圧されて製品液タンク２５に供給される。これにより、製品液タンク２５の内部に貯留される製品液ＰＬは当該一定の圧力で加圧される。圧力調整弁Ｖ１は、コントローラ５０により炭酸ガスを減圧する程度が制御される。

製品液タンク２５とカーボネートノズル２３はガス配管ＧＴ２で接続されており、ガス配管ＧＴ１を介して製品液タンク２５に供給される炭酸ガスの一部は、ガス配管ＧＴ２を介してカーボネートノズル２３に供給され、カーボネートノズル２３において混合液ＭＬに溶解され、製品液ＰＬが生成される。生成された製品液ＰＬは液配管ＬＴ６を通って製品液タンク２５に供給される。
温度が低いほど、混合液ＭＬに炭酸ガスが溶解し易い。そのため、混合液ＭＬへの炭酸ガスの注入に際して、図示を省略する冷却器により混合液ＭＬを冷却してもよい。また、混合液ＭＬを例えば加熱により殺菌する殺菌器を冷却器の前に設けてもよい。冷却器および殺菌機器は、液配管ＬＴ６に設けられる。

カーボネートノズル２３は、一例として複数のノズルにそれぞれ流入した原料液に、炭酸ガス供給源２１から各ノズルの内部に炭酸ガスを送り込んで圧入し、混合液ＭＬに炭酸ガスを溶解させる。

カーボネータ２０は、製品液タンク２５とフィラ３０を接続する液配管ＬＴ７を備えている。液配管ＬＴ７には、上流側からポンプＰ２および流量調整弁Ｖ２が設けられており、コントローラ５０からの指示にしたがって、製品液タンク２５からフィラ３０への製品液ＰＬの供給量が調整される。

液配管ＬＴ７には、流量調整弁Ｖ２よりも上流側に、製品液ＰＬに含まれる炭酸ガス濃度を計測するガスボリューム計２７が設けられている。ガスボリュームは、一例として、炭酸ガスに関し、１気圧で１５．６℃の条件下、製品液ＰＬに溶解している炭酸ガスの体積を液の体積で割った値として求められる。
ガスボリューム計２７は、一例として、製品液ＰＬを入れる容器、温度センサ、圧力センサおよび演算装置を内蔵しており、容器を振った後、容器の蓋を外し、液から分離された炭酸ガスのガスボリュームを１気圧で１５．６℃の条件に補正して求める。

ガスボリューム計２７で求められる炭酸ガス濃度は、コントローラ５０に送られる。コントローラ５０は、ガスボリューム計２７から送られる製品液ＰＬの炭酸ガス濃度と規定範囲とを比較する。コントローラ５０は、この比較結果に基づいて、製品液タンク２５からの製品液ＰＬをフィラ３０に流すのか、または、液配管ＬＴ７から分岐する液配管ＬＴ８に流すのかを特定する。

液配管ＬＴ８は、一端が液配管ＬＴ７に接続され、他端が製品液タンク２５に接続され、液配管ＬＴ８には開閉弁Ｖ３が設けられる。開閉弁Ｖ３はコントローラ５０によりその開閉が調整される。つまり、コントローラ５０は、ガスボリューム計２７で計測される炭酸ガス濃度が規定範囲内であれば開閉弁Ｖ３を閉じるように指示することで、製品液タンク２５からの製品液ＰＬをフィラ３０に流すように指示する。また、コントローラ５０は、ガスボリューム計２７で計測される炭酸ガス濃度が規定範囲外、具体的には規定範囲より低ければ開閉弁Ｖ３を開くように指示することで、製品液タンク２５からの製品液ＰＬをフィラ３０には流さずに液配管ＬＴ８を介して製品液タンク２５に戻すように指示する。

製品液タンク２５に製品液ＰＬを戻す際に、フィラ３０に供給するのと同じ流量を採用できる。つまり、炭酸ガス濃度が低いと判定された製品液ＰＬは、製品液タンク２５を出て間もなくの位置においてガスボリューム計２７で計測される。したがって、当該製品液ＰＬは製品液タンク２５に蓄えられている製品液ＰＬと炭酸ガス濃度を除くシロップと水の混合比は一致していると言える。したがって、製品液タンク２５に蓄えられる製品液ＰＬの混合比に対して、戻される製品液ＰＬが影響を与えるおそれはないものと見なせる。

液配管ＬＴ８の他端は製品液タンク２５の上部よりその内部に至る。製品液タンク２５の内部に至る液配管ＬＴ８の先端には散水ノズル２９が設けられており、液配管ＬＴ８を通ってきた製品液ＰＬはこの散水ノズル２９を通過することで製品液タンク２５の内部に散布される。散布された製品液ＰＬは、製品液タンク２５の内部を落下する過程ですでに供給されている炭酸ガスを吸着し、従前より炭酸ガス濃度が高くなる。特に、製品液タンク２５の内壁面を流下した製品液ＰＬは、内壁面を伝って下方に落下する過程で炭酸ガスをより多く吸着する。
散水ノズル２９は後述するプリカーボネータ２２とともに、本開示におけるガス付加機に該当する。

［フィラ３０：図１］
フィラ３０は、カーボネータ２０にて炭酸ガスが溶解された製品液ＰＬを、ペットボトルなどの容器に充填する。フィラ３０としては、一次的にタンクに貯えられた製品液ＰＬを、連続的に供給される容器に充填する回転式の充填機を用いることができる。次に説明する通常製造モードにおいては、製品液ＰＬがフィラ３０に供給され、フィラ３０にて容器に充填される。

［製造設備１の運転：図２，図３］
次に、炭酸飲料の製造設備１の運転手順を説明する。
製造設備１は、通常製造モード（図２）またはガス再調整運転モード（図３）の二つの運転モードを備えている。
通常製造モードは、ガスボリューム計２７で計測される製品液ＰＬにおける炭酸ガス濃度が規定範囲にある場合に実行されるものであり、カーボネータ２０で生成される製品液ＰＬがフィラ３０において連続時に容器に充填される。
ガス再調整運転モードは、製品液ＰＬの炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると実行されるものであり、規定範囲から外れたことが検知されると、製品液タンク２５からフィラ３０に向けて供給されていた製品液ＰＬは、フィラ３０への供給が止められるとともに、製品液タンク２５に向けて戻される。

［通常製造モード：図２］
まず、図２を参照して製造設備１の通常製造モードについて説明する。通常製造モードにおいて、流量調整弁Ｖ２は開いているのに対して、開閉弁Ｖ３は閉じられている。つまり、通常運転モードにおいて、製品液タンク２５からの製品液ＰＬは、液配管ＬＴ７を通過するのに対して、液配管ＬＴ８を通過することができない。
なお、図２において、液体または気体が流れている配管を実線で示し、そうでない配管を破線で示している。また、図２において、液体が流れる向きを実線矢印でしめし、気体が流れる向きを破線矢印で示す。図３を参照して次に説明するガス再調整運転モードについても同様である。ここでいう液体とは原料シロップＲＳ、原料水ＲＷ、混合液ＭＬおよび製品液ＰＬが該当し、気体とは炭酸ガスが該当する。

［液体の流れ］
シロップ供給源１１から供給されシロップタンク１２に蓄えられている原料シロップＲＳが液配管ＬＴ３を介して混合液タンク１６に、また、原料水供給源１３から供給され水タンク１４に蓄えられている原料水ＲＷが液配管ＬＴ４を介して混合液タンク１６に供給される。
混合液タンク１６において、原料シロップＲＳと原料水ＲＷが混合され、混合液ＭＬが生成される。混合液ＭＬは、絞り弁１７で制御される原料シロップＲＳの流量および絞り弁１８で制御される原料水ＲＷの量に応じる、原料シロップＲＳと原料水ＲＷの比率で生成される。混合液タンク１６とポンプＰ１の間の液配管ＬＴ６に設けられるブリックス計により計測される濃度を継続的に取得することにより、混合液ＭＬのシロップ濃度を規定範囲に管理することができる。

ブレンダ１０において、シロップタンク１２および水タンク１４には図示が省略されるガス配管を介して炭酸ガスが供給され、内部が例えば０．０５ＭＰａの圧力の炭酸ガスが充填される。これにより、原料シロップＲＳおよび原料水ＲＷがいずれ溶解される炭酸ガス以外の酸素、窒素などのガスとの接触が制限される。混合液タンク１６も同様である。

混合液ＭＬは、ポンプＰ１の動力により液配管ＬＴ６を介して混合液タンク１６から製品液タンク２５に向けて送られる。その過程で、カーボネートノズル２３において、ガス配管ＧＴ２から供給される炭酸ガスが混合液ＭＬに溶解されることで生成される製品液ＰＬが製品液タンク２５に供給される。製品液タンク２５に供給された製品液ＰＬは、ポンプＰ２の動作により液配管ＬＴ７を通ってフィラ３０に供給され、図示を省略する容器への充填などの処理が行われる。

［気体の流れ］
次に、炭酸ガス供給源２１から製品液タンク２５に供給された炭酸ガスの一部は製品液タンク２５から排出され、ガス配管ＧＴ２を介してカーボネートノズル２３に供給される。これにより、カーボネートノズル２３において混合液ＭＬから製品液ＰＬが生成される。

炭酸ガスの圧力についてこれまで例示をしてきたが、以下にまとめて記載しておく。
炭酸ガス供給源２１：０．６～０．９ＭＰａ
製品液タンク２５：０．２～０．５ＭＰａ
シロップタンク１２，水タンク１４，混合液タンク１６：０．０５ＭＰａ

［ガス再調整運転モード：図３］
次に、図３を参照して、ガス再調整運転モードについて説明する。ただし、以下では図２で示した通常製造モードとの相違点を中心に説明する。
ガス再調整運転モードにおいては、開閉弁Ｖ３が開いているのに対して、流量調整弁Ｖ２は閉じられる。したがって、製品液タンク２５からの製品液はポンプＰ２、液配管ＬＴ７（途中まで）および液配管ＬＴ８を通って製品液タンク２５に戻される。製品液タンク２５に戻される製品液ＰＬは、散水ノズル２９から吐出されることで散水され、製品液タンク２５の内部を落下する。製品液ＰＬは、タンクの内壁面を流下する過程で炭酸ガスを吸着する。製品液ＰＬは気体中を落下するものもあれば、製品液タンク２５の内壁を伝って落下するものもあるが、後者の方が落下する時間が長くなるので、散水された製品液ＰＬがより多くの炭酸ガスを吸着する。以上のように炭酸ガスが吸着された製品液ＰＬは製品液タンク２５の内部に溜まり、さらに製品液ＰＬは液配管ＬＴ７（途中まで）、液配管ＬＴ８および製品液タンク２５を通る経路を循環しながら、炭酸ガスを吸着する。

ガス再調整運転モードにおいては、ポンプＰ１の運転が停止され、混合液ＭＬのカーボネートノズル２３、製品液タンク２５に向けた供給が停止される。これにより、混合液ＭＬから製品液ＰＬへの生成が停止される。

製品液タンク２５とポンプＰ２の間に設けられるガスボリューム計２７はこの循環経路を通る製品液ＰＬの炭酸ガス濃度（実炭酸ガス濃度）を計測し、その計測結果はコントローラ５０に送られる。コントローラ５０は送られてくる実炭酸ガス濃度と予め定められる規定範囲とを比較する。

実炭酸ガス濃度が規定範囲を満たしたならば、コントローラ５０はガス再調整運転モードから通常運転モードに移行するように、ポンプＰ１の運転の再開を指示する。この指示により、混合液タンク１６から混合液ＭＬがカーボネートノズル２３に送られ、炭酸ガスを吸着して製品液ＰＬが生成される。また、コントローラ５０は、流量調整弁Ｖ２を開くとともに開閉弁Ｖ３を閉じるように指示する。この指示により、図２を参照して説明したように、それまで液配管ＬＴ８および製品液タンク２５を循環していた製品液ＰＬは液配管ＬＴ７を通ってフィラ３０に供給される。

［製造設備１の効果］
以上説明した製造設備１によれば、以下の効果を奏する。
製造設備１によれば、製品液ＰＬの炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると実行されるガス再調整運転モードにおいて、製品液タンク２５からフィラ３０に向けて供給されていた製品液ＰＬは、フィラ３０への供給が止められるとともに、製品液タンク２５に向けて戻される。製品液タンク２５に戻される製品液ＰＬは、散水ノズル２９から吐出されることで散水、流下される過程で、炭酸ガスを吸着する。さらに製品液ＰＬは液配管ＬＴ７（途中まで）、液配管ＬＴ８および製品液タンク２５を通る経路を循環しながら、炭酸ガスを吸着する。製品液ＰＬの循環は、実炭酸ガス濃度が予め定められる規定範囲に達するまで行われる。

ここで、製品液タンク２５に戻される製品液ＰＬが規定範囲から外れているのは、炭酸ガス濃度であり、シロップと水との混合比は製品液タンク２５に蓄えられている製品液ＰＬと同じと見なすことができる。よって、製品液タンク２５に戻される製品液ＰＬの量を抑える必要はなく、製品液タンク２５からフィラ３０に供給されるのと同程度の流量の製品液ＰＬを製品液タンク２５に戻すことができる。したがって、製造設備１によれば、製品液ＰＬの炭酸ガス濃度を効率よく再調整できる。

しかも、製造設備１によれば、炭酸ガス濃度の再調整は、製品液タンク２５に液配管ＬＴ７および液配管ＬＴ８を設けて製品液ＰＬを循環させることで行うことができる。しかも、製品液ＰＬの循環は、製品液ＰＬを製品液タンク２５からフィラ３０に向けて供給するためのポンプＰ２を利用する。したがって、製造設備１によれば、製品液ＰＬを蓄えるタンクなどの設備的な負荷を最小限に抑え、製品液タンク２５の周りで炭酸ガス濃度の再調整を簡潔できる。

ここで、製品液ＰＬをカーボネータ２０のカーボネートノズル２３よりも上流側に戻すことも選択肢としてはある。しかし、カーボネートノズル２３は炭酸ガスが含まれていない混合液ＭＬに必要な量の炭酸ガスを溶解するものであり、規定範囲から炭酸ガス濃度が外れた製品液ＰＬの炭酸ガス濃度を調整するのに対して、過剰に炭酸ガスが溶解されるおそれがある。

〔第２実施形態：図４〕
次に、図４を参照して第２実施形態に係る製造設備２について説明する。
製造設備２は、液配管ＬＴ８であって製品液タンク２５と開閉弁Ｖ３の間にプリカーボネータ２２を備える。製造設備２は、循環する製品液ＰＬが液配管ＬＴ８を通る過程でプリカーボネータ２２により炭酸ガスが付加される。

図４に示される製造設備２は、プリカーボネータ２２を設ける代わりに、製造設備１が備えていた散水ノズル２９が省かれているが、プリカーボネータ２２と散水ノズル２９の双方を設けることを排除しない。

製造設備２によれば、循環する製品液ＰＬが液配管ＬＴ８を通る過程でプリカーボネータ２２により炭酸ガスが付加されるので、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、製造設備２によればプリカーボネータ２２により炭酸ガスが付加されるので、製造設備１の散水ノズル２９による炭酸ガスの付加よりも、その濃度調整の精度が高い。

〔第３実施形態：図５〕
次に、図５を参照して第３実施形態に係る製造設備３について説明する。
製造設備３は、液配管ＬＴ８であって製品液タンク２５と開閉弁Ｖ３の間に冷却器２４を備える。製造設備２は、循環する製品液ＰＬが液配管ＬＴ８を通る過程で冷却器２４により冷却される。

図５に示される製造設備２は、プリカーボネータ２２の上流側に冷却器２４が設けられており、冷却器２４で冷却された製品液ＰＬがプリカーボネータ２２を通る。したがって、プリカーボネータ２２における炭酸ガスの吸着の程度を大きくできる。

製造設備３はプリカーボネータ２２に加えて冷却器２４を設ける例を示しているが、プリカーボネータ２２を備えていない製造設備１の液配管ＬＴ８に冷却器２４を設けることもできる。この場合も、散水ノズル２９に供給される製品液ＰＬへの炭酸ガスの溶解の程度を大きくできる。

〔第４実施形態：図６，図７，図８〕
次に、図６を参照して第４実施形態に係る製造設備１について説明する。第４実施形態は、図６に示すように、フィラ３０に相当量の製品液ＰＬが蓄えられた後に、この製品液ＰＬの実炭酸ガス濃度が規定範囲から外れているときの対処手順を例示する。第４実施形態は、製造設備１以外の製造設備２および製造設備３においても実行できる。

図６に示すようにフィラ３０に供給され、蓄えられている製品液ＰＬの実炭酸ガス濃度が規定範囲から外れていると、図７に示すように、フィラ３０に蓄えられていた製品液ＰＬが製品液タンク２５に戻される。このとき、フィラ３０に製品液ＰＬを供給するときとは、ポンプＰ２は逆流れとなる。戻された製品液ＰＬの実炭酸ガス濃度は規定範囲から外れている。なお、ブレンダ１０の動作はすでに停止されている。

製品液ＰＬが製品液タンク２５に戻されると、フィラ３０への流れを規制する流量調整弁Ｖ２が閉じられるとともに、開閉弁Ｖ３が開かれる。加えて、ポンプＰ２は正回転の駆動に切り替えられる。この動作の切り替えにより、図８に示すように、実炭酸ガス濃度の低い戻された製品液ＰＬは、液配管ＬＴ８を通って製品液タンク２５に至り、散水ノズル２９から吐出されることにより、炭酸ガスが溶解される。ガスボリューム計２７で計測される製品液ＰＬの実炭酸ガス濃度が規格範囲に収まるまで、製品液ＰＬは液配管ＬＴ８および製品液タンク２５からなる経路の循環を継続する。

第４実施形態によれば、フィラ３０にまで達した製品液ＰＬであっても、実炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、製品液タンク２５まで戻すことで、実炭酸ガス濃度を規格範囲に調整できる。

［付記］
本開示の第１形態に係る炭酸飲料の製造設備（１，２，３）は、原料水（ＲＷ）と原料シロップ（ＲＳ）を混合して生成される混合液（ＭＬ）を蓄える混合液タンク（１６）を備えるブレンダ（１０）と、混合液（ＭＬ）に炭酸ガスを溶解させて生成される製品液（ＰＬ）を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンク（２５）を備えるカーボネータ（２０）と、カーボネータ（２０）で生成される製品液（ＰＬ）の供給を受け、製品液（ＰＬ）を容器に充填するフィラ（３０）と、カーボネータ（２０）で生成される製品液（ＰＬ）に含まれる炭酸ガス濃度が規定の範囲から外れると、カーボネータ（２０）とフィラ（３０）の間から製品液（ＰＬ）を製品液タンク（２５）に戻す循環経路（ＬＴ７，ＬＴ８，２５）と、
を備える。
第１形態に係る製造設備（１，２，３）によれば、設備的な負荷を最小限に抑えつつ、製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れる製品液の炭酸ガス濃度を効率よく再調整できる。

本開示の第２形態に係る炭酸飲料の製造設備（１，２，３）は、好ましくは、混合液または製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲にあると、液戻し機構を利用しないで、混合液にカーボネータ（２０）で炭酸ガスが付加された製品液をフィラ（３０）において容器に充填する定常運転モードと、製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、製品液（ＰＬ）が循環経路（ＬＴ７，ＬＴ８）を通じて製品液タンク（２５）に戻されるガス再調整運転モードと、を備える。
第２形態に係る炭酸飲料の製造設備（１，２，３）によれば、炭酸ガス濃度に応じて、定常運転モードとガス再調整モードとを適切に区分けできる。

本開示の第３形態に係る炭酸飲料の製造設備は、好ましくは、製品液（ＰＬ）の炭酸ガス濃度が規定範囲から低く外れるガス再調整運転モードにおいて、ガス再調整運転モードにおいて、製品液タンク（２５）に戻される製品液（ＰＬ）に炭酸ガスを付加するガス付加機（２２）を備える。
第３形態に係る炭酸飲料の製造設備（１，２，３）によれば、製品液タンク（２５）に戻される製品液（ＰＬ）過程で、製品液（ＰＬ）の炭酸ガスの炭酸ガス濃度を調整できる。

本開示の第４形態に係る炭酸飲料の製造設備（１）は、好ましくは、循環経路（ＬＴ７．ＬＴ８）を通って製品液タンク（２５）に戻された製品液（ＰＬ）を散水する、製品液タンク（２５）の内部に設けられる散水ノズル（２９）、および、製品液（ＰＬ）に炭酸ガスを溶解させる、循環経路（ＬＴ７．ＬＴ８）の途中に設けられるプリカーボネータ（２２）の一方または双方を備える。
第４形態に係る炭酸飲料の製造設備（１，２）によれば、製品液タンク（２５）を含む循環経路のいずれかの位置で、炭酸ガスを調整できる。

本開示の第５形態に係る循環経路（ＬＴ７，ＬＴ８）は、好ましくは、製品液タンク（２５）に流れる製品液（ＰＬ）を冷却する冷却器（２４）を備える。
第６形態に係る循環経路（ＬＴ７，ＬＴ８）によれば、製品液タンク（２５）に戻される製品液（ＰＬ）を冷却できるので、炭酸ガスの溶解を容易にできる。

本開示の第６形態に係る製造設備（１，２，３）は、フィラ（３０）に供給された製品液（ＰＬ）の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、フィラ（３０）から製品液（ＰＬ）が製品液タンク（２５）に戻され、戻された当該製品液（ＰＬ）は循環経路（ＬＴ７．ＬＴ８）を通って製品液タンク（２５）に循環される。
第６形態に係る製造設備（１，２，３）によれば、フィラ（３０）まで供給された製品液（ＰＬ）であっても、製品液タンク（２５）に戻されることで、炭酸ガスの炭酸ガス濃度が再調整される。

本開示の第７形態に係る炭酸飲料の製造方法は、原料水（ＲＷ）と原料シロップ（ＲＳ）を混合して生成される混合液（ＭＬ）を混合液タンク（１６）に蓄える第１ステップと、混合液（ＭＬ）に炭酸ガスを溶解させて生成される製品液（ＰＬ）を、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンク（２５）に蓄える第２ステップと、製品液タンク（２５）に蓄えられた製品液（ＰＬ）を容器に充填するフィラ（３０）に供給する第３ステップと、を備える。第２ステップにおいて生成される製品液（ＰＬ）に含まれる炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、カーボネータ（２０）とフィラ（３０）の間から製品液（ＰＬ）が製品液タンク（２５）に戻される。

上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
以上で説明した製造設備１，２，３は、製品液ＰＬの炭酸ガス濃度が規定の範囲より低く外れた場合を対象とする例であるが、本開示は製品液ＰＬの炭酸ガスのガスボリュームが規定の範囲より高く外れた場合をも対象にできる。この高く外れた場合にも循環経路を介して製品液ＰＬを製品液タンク２５に戻すことは低く外れた場合と同様である。しかし、高く外れた場合には、製品液タンク２５の内部の炭酸ガスの圧力を低くしておくことで、製品液タンク２５に戻された製品液ＰＬから炭酸ガスが抜け出るようにしておけばよい。この場合も、製品液タンク２５を含む循環経路に製品液ＰＬを循環させることにより、製品液タンク２５に蓄えられる製品液ＰＬの炭酸ガス濃度を下げることができる。

第４実施形態において、フィラ３０にまで達した製品液ＰＬが液配管ＬＴ７を通って製品液タンク２５まで戻してから炭酸ガスの再調整を行うこととしているが、本開示はこれに限らない。例えば、フィラ３０から液配管ＬＴ７および液配管ＬＴ８を通って製品液タンク２５に戻す過程で、散水ノズル２９、プリカーボネータ２２などのガス付加機を用いて炭酸ガス濃度の調整を行うこともできる。この場合、液配管ＬＴ７および液配管ＬＴ８を通って製品液タンク２５に製品液ＰＬが流れるように、ポンプ、弁の配置を定める必要がある。

１，２，３ 製造設備
１０ ブレンダ
１１ シロップ供給源
１２ シロップタンク
１３ 原料水供給源
１４ 水タンク
１６ 混合液タンク
１７，１８ 絞り弁
２０ カーボネータ
２１ 炭酸ガス供給源
２２ プリカーボネータ
２３ カーボネートノズル
２４ 冷却器
２５ 製品液タンク
２７ ガスボリューム計
２９ 散水ノズル
３０ フィラ
５０ コントローラ
ＧＴ１，ＧＴ２ ガス配管
ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３，ＬＴ４ 液配管
ＬＴ５，ＬＴ６，ＬＴ７，ＬＴ８ 液配管
Ｐ１，Ｐ２ ポンプ
ＭＬ 混合液
ＰＬ 製品液
ＲＳ 原料シロップ
ＲＷ 原料水
Ｖ１ 圧力調整弁
Ｖ２ 流量調整弁
Ｖ３ 開閉弁

Claims (7)

1. 原料水と原料シロップとの混合液を生成するとともに、生成される前記混合液を蓄える混合液タンクを備えるブレンダと、
   前記混合液タンクから供給される前記混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液を生成するとともに、生成される前記製品液を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクを備えるカーボネータと、
   前記製品液タンクから供給される前記製品液を容器に充填するフィラと、
   前記カーボネータと前記フィラの間から前記製品液タンクに前記製品液を戻す循環経路と、
   を備える炭酸飲料の炭酸飲料の製造設備。
   
2. 前記製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲にあると、前記製品液が前記フィラにおいて前記容器に充填される定常運転モードと、
   前記製品液の前記炭酸ガス濃度が前記規定範囲から外れると、前記製品液が前記循環経路を通って前記製品液タンクに戻されるガス再調整運転モードと、を備える、
   請求項１に記載の炭酸飲料の製造設備。
   
3. 前記製品液の前記炭酸ガス濃度が前記規定範囲から低く外れる前記ガス再調整運転モードにおいて、
   前記製品液タンクに戻される前記製品液に炭酸ガスを付加するガス付加機を備える、
   請求項２に記載の炭酸飲料の製造設備。
   
4. 前記ガス付加機は、
   前記循環経路を通って前記製品液タンクに戻された前記製品液を散水する、前記製品液タンクの内部に設けられる散水ノズル、および、
   前記製品液に炭酸ガスを溶解させる、前記循環経路の途中に設けられるプリカーボネータの一方または双方である、
   請求項３に記載の炭酸飲料の製造設備。
   
5. 前記循環経路は、
   前記製品液タンクに戻される前記製品液を冷却する冷却器を備える、
   請求項３または請求項４に記載の炭酸飲料の製造設備。
   
6. 前記フィラに供給された前記製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、当該製品液が前記フィラから前記前記製品液タンクに戻され、
   戻された当該製品液は前記循環経路を通って前記製品液タンクに循環される、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の炭酸飲料の製造設備。
   
7. 原料水と原料シロップとの混合液を生成するとともに、生成される前記混合液を混合液タンクに蓄える第１ステップと、
   前記混合液タンクから供給される前記混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液を生成するとともに、生成される前記製品液を、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクに蓄える第２ステップと、
   前記製品液タンクから供給される前記製品液を容器に充填する第３ステップと、を備え、
   前記第２ステップにおいて生成される前記製品液の炭酸ガス濃度が規定範囲から外れると、前記第３ステップに至る前に前記製品液を前記製品液タンクに循環させる、
   炭酸飲料の製造方法。

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