JP7133941B2 - 貯留タンク及び脱臭方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器入りの飲料を製造する液体殺菌システムに備えられ、前記容器に充填される前記飲料を貯留しておく貯留タンク、及び脱臭方法に関する。

従来より、果汁系飲料やスポーツドリンクやお茶等の容器入り飲料は液体殺菌システムによって製造される。

液体殺菌システムは、飲料の複数の種類の原料をそれぞれ所望の割合で調合する調合装置と、前記調合装置で調合された飲料を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクから排出された飲料を殺菌する殺菌装置と、前記殺菌装置で殺菌された飲料を、個別の容器に所定の入味量ずつ充填する充填装置等を備えている。各装置は液体供給配管を介して流体的に接続されている。

このような液体殺菌システムの各装置や液体供給配管は、定期メンテナンスの際又は製造される飲料の種類を切り替える際に、ＣＩＰ（Cleaning in Place；定置洗浄）が実行される。

ＣＩＰは、特許文献１に示されるように、各装置や液体供給配管に、例えば水にアルカリ性薬剤又は酸性薬剤を添加した洗浄液を流すことにより行われる。これにより、各装置や液体供給配管は飲料の残留物等が除去され、衛生状態が維持される。

特開２０００－１５３２４５号公報

ところで、貯留タンクには、前記調合装置で調合された飲料が比較的長時間にわたって貯留される。したがって、貯留タンクは、内部の気相や、内壁や、飲料の流入口や流出口付近に設けられたパッキンには、飲料の香りが着く。貯留タンクへ着いた香りは、特に香料を含有する飲料のときには、通常のＣＩＰで除去しきれない場合があり、製造される飲料の種類を切り替えた後に、次の飲料に移香する懸念がある。

貯留タンクへ着いた香りを除去するためには、ＣＩＰを長時間化したり、ＣＩＰにおいて強い薬剤を使用することが考えられる。

しかし、ＣＩＰは容器入りの飲料の製造を中止して行われる。したがって、ＣＩＰの長時間化は製造効率の低下を招くため好ましくない。また、強い薬剤によっても着香を完全に除去できない虞があり、強い薬剤の使用は液体殺菌システムの各所に備えられているゴムパッキンの劣化の原因となる虞もある。また、ＣＩＰで使用した薬剤の臭いが残る懸念もある。

このように、ＣＩＰは、各装置及び液体供給配管の衛生状態の維持や、次製品に前製品の残留物が混入することを防止する観点では非常に有効な方法であるが、貯留タンクの脱臭の観点では満足な結果が得られない場合があった。

本発明の目的は、液体殺菌システムにおいて、効率的な脱臭が可能な貯留タンク及び脱臭方法を提供することにある。

上述の目的を達成するための、本発明による貯留タンクの特徴構成は、香料を含有し、乳固形分が３．０％未満である飲料を製造する液体殺菌システムに備えられ、容器に充填される前記飲料を貯留する貯留タンクであって、当該貯留タンクの上部に、当該貯留タンク内に蒸気を散らばるように分散給気する給気口が備えられ、当該貯留タンクの下部に、当該貯留タンク内の気体を排気する下部排気口が備えられている点にある。

貯留タンクを洗浄液によって脱臭しようとすると、洗浄液が貯留タンクに満注されるまでに非常に時間がかかる。また、貯留タンクの上部と底部とでは洗浄液との接触時間が大幅に異なるため、同じ洗浄時間であれば上部ほど脱臭が不十分となりやすい。このような脱臭ムラを減らすためには洗浄力が強い薬剤を用いることが考えられる。しかし、洗浄力が強い薬剤は臭いがきつい場合が多く、この臭いが新たに貯留タンクに移香する虞もある。

これに対して、蒸気であれば、貯留タンクの上部のように洗浄液を用いた構成では脱臭が不十分となりやすい箇所であっても、素早く容易に到達することができ、貯留タンク内を満遍なく脱臭することができる。このように、蒸気による脱臭は洗浄液に脱臭よりも脱臭効率が良い。また、無臭の蒸気によって脱臭を行うことができるため貯留タンクへの移香の虞もない。

また、本発明者らは、蒸気を使用することで、貯留タンク内の香気成分の気相に対しては、蒸気が気体として流入した分だけ香気成分と置換して香気成分を排出できるという置換効果を奏し、貯留タンクの内面に付着した香気成分に対しては、蒸気の熱によって香気成分の揮発を促進できるという揮発促進効果を奏することを見出した。すなわち、蒸気であれば、気体としての置換効果と、熱による揮発促進効果とを同時に発揮することができる。
そして、蒸気は上方に溜まる性質であるため、貯留タンクの上部に、貯留タンク内に蒸気を分散給気する給気口を設け、蒸気を分散給気することで、貯留タンクの下部に貯留タンク内の気体を排気する下部排気口を設けておいても、給気口から下部排気口に蒸気が短絡することなく、貯留タンク内を上部から蒸気で満たしながら、貯留タンクの下部から香気成分を含んだ気体を排気し、貯留タンク内を蒸気で効率的に置換することができる。

さらに、蒸気を分散給気することによって、蒸気は貯留タンク内において上部から溜まっていき、貯留タンク内の温度が上がりやすくなるため、貯留タンクの内壁を上から下へと効率的に加熱でき、貯留タンクの内面に付着している香気成分もその熱によって揮発が促進され、貯留タンク内の気体とともに下部排気口から排気することができる。また、蒸気の一部が貯留タンク内で凝縮する際には、香気成分はこの凝縮した液体にも取り込まれ、この液体も貯留タンク内の気体とともに貯留タンクから排出することができる。
したがって、香料を含有する飲料を貯留する貯留タンクとしては、本発明における貯留タンクが好ましく適用できる。
なお、乳固形分が３．０％以上である、所謂、乳飲料の場合には、７０℃以上になると、乳飲料に含まれる蛋白質が貯留タンクの内面に付着することから、蒸気による洗浄は好ましくないため、本発明における貯留タンクに貯留する飲料は、乳固形分が３．０％未満の飲料に限られる。

本発明においては、前記給気口に洗浄ノズルが備えられていると好適である。

貯留タンクの給気口に洗浄ノズルを設けることにより、貯留タンクに蒸気を好適に分散給気することができる。

本発明においては、前記給気口には、前記蒸気を供給する蒸気供給機構と、前記貯留タンクを洗浄する洗浄液を供給する洗浄液供給機構とが接続可能であり、前記給気口は前記洗浄液の供給口としても機能すると好適である。

給気口と供給口とを兼用する構成としたことにより、貯留タンクに給気口と供給口とを別々に備える必要がなくなる。その分、貯留タンクの製造コストを削減することができ、貯留タンクに給気口と供給口とを別々に備える場合に必要なスペースも不要となる。

本発明においては、当該貯留タンクの下部に当該貯留タンク内に貯留された前記飲料を排液する排液口を備え、前記排液口は前記下部排気口としても機能すると好適である。

下部排気口と排液口とを兼用する構成としたことにより、貯留タンクに下部排気口と排液口とを別々に備える必要がなくなる。その分、貯留タンクの製造コストを削減することができ、貯留タンクに下部排気口と排液口とを別々に備える場合に必要なスペースも不要となる。

本発明においては、当該貯留タンクの上部に当該貯留タンク内の気体を排気する上部排気口が備えられていると好適である。

上部排気口が備えられているため、貯留タンク内の香気成分を含んだ気相を貯留タンクの上部からも排出することができる。このため、香気成分が貯留タンクの上部に残っている場合であっても確実に排出することができる。

本発明においては、前記上部排気口からの排気タイミングを調節する調節機構が備えられていると好適である。

調節機構が上部排気口から排気するタイミングを調節することによって、貯留タンクに分散供給された蒸気を下部排気口のみから排気したり、下部排気口からと上部排気口からとの排気タイミングをずらしたりすることができる。このため、例えば、貯留タンクの上部に香気成分が残っている場合には、貯留タンク内に蒸気がある程度溜まってから上部排気口を開放すると、貯留タンク内の蒸気への置換効率が高まり、貯留タンク内の香気成分を含んだ気相をより確実に排出することができる。

上述の目的を達成するための、本発明による脱臭方法の特徴は、香料を含有し、乳固形分が３．０％未満である飲料を製造する液体殺菌システムに備えられ、容器に充填される前記飲料を貯留しておく貯留タンクの脱臭方法であって、前記飲料が排出され空となった前記貯留タンクに対して、前記貯留タンクの上部から蒸気を散らばるように分散給気する給気ステップと、前記貯留タンク内の気体を、前記貯留タンクの下部から排気する下部排気ステップと、を備え、前記給気ステップ及び前記下部排気ステップは並行して実行される点にある。

蒸気は上方に溜まる性質であるため、貯留タンクの上部から蒸気を分散給気することで、給気と並行して貯留タンクの下部から気体を排気する場合であっても、蒸気が短絡することなく、貯留タンク内を上部から蒸気で満たしながら、貯留タンクの下部から香気成分を含んだ気体を排気して、貯留タンク内を蒸気で置換し、貯留タンク内を効率的に脱臭することができる。

また、蒸気を分散給気することによって、蒸気は貯留タンク内において上部から溜まっていき、貯留タンク内の温度が上がりやすくなるため、貯留タンクの内壁を上から下へと効率的に加熱でき、貯留タンクの内面に付着している香気成分もその熱によって揮発が促進され、貯留タンク内の気体とともに下部から排気することで、貯留タンク内を効率良く脱臭することができる。また、蒸気の一部が貯留タンク内で凝縮する際には、香気成分はこの凝縮した液体にも取り込まれ、この液体も貯留タンク内の気体とともに貯留タンクから排出することができる。

本発明においては、前記貯留タンクの内部の圧力を０．２ＭＰa未満で実行するとともに、前記給気ステップにおいて、前記貯留タンクの内部の温度を９０℃以上に昇温し、当該温度以上に維持すると好適である。

貯留タンクの脱臭方法を実行するにあたり、貯留タンクの内部の圧力を０．２ＭＰa未満とすることにより、貯留タンクを高耐圧性とする必要がなくなるため、一般的に使用される貯留タンクにおいて実行することができる。
また、貯留タンクの内部の温度を９０℃以上とすることにより、貯留タンクの内面に付着している香気成分が揮発しやすくなるとともに、貯留タンク内において、蒸気が気体として存在しやすくなるため、蒸気が香気成分と置換しやすくなる。
したがって、貯留タンク内の脱臭効率が向上する。

本発明においては、さらに、前記貯留タンク内の気体を、前記貯留タンクの上部から排気する上部排気ステップを備え、前記上部排気ステップは、前記貯留タンクの内部の温度が所定温度以上になった後に実行すると好適である。

貯留タンク内の香気成分を含んだ気相を貯留タンクの上部からも排出することができる。このとき、上部排気ステップを、貯留タンクの内部の温度が所定温度以上になった後に実行すると、貯留タンク内に貯まった蒸気が貯留タンクの上部に残った香気成分を押し上げ、上部から排出することができるため、貯留タンク内の脱臭効率が向上する。

本発明においては、前記液体殺菌システムは、少なくとも、定期メンテナンスの際又は製造される飲料の種類を切り替える際にＣＩＰを実行するように構成され、前記ＣＩＰの後に実行されると好適である。

ＣＩＰにおいて洗浄液を使用した後に脱臭を行うことができるため、ＣＩＰで使用した薬剤の臭いを脱臭することもできる。

液体殺菌システムの説明図 貯留タンクの説明図 貯留タンクの説明図であって飲料製造時の説明図 貯留タンクの説明図であって洗浄時の説明図 貯留タンクの説明図であって脱臭時の説明図 貯留タンクの説明図であって脱臭時の説明図 実験したパターンの説明図 蒸気の給気時間と貯留タンク内温度と香気成分量との関係を示すグラフ

本発明に係る貯留タンク及び脱臭方法の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、清涼飲料水等の容器入り飲料９を製造する液体殺菌システム１を示している。

液体殺菌システム１は、調合装置２と、貯留タンク３と、バランスタンク４と、殺菌装置５と、サージタンク６と、ヘッドタンク７と充填装置８等を備えている。各タンクや各装置間は配管によって流体的に接続されている。各配管にはバルブやポンプが適宜設けられている。液体殺菌システム１の各部は、不図示の制御手段（調節機構の一例）によって統括制御される。前記制御装置は、シーケンス制御装置等の所定の制御装置で構成される。

調合装置２は、飲料の複数の種類の原料をそれぞれ所望の割合で調合する装置である。貯留タンク３は、調合装置２で調合された飲料を貯留するタンクである。バランスタンク４は、貯留タンク３から排液された飲料を一旦貯留し後段へ円滑に流すためのタンクである。

殺菌装置５は、バランスタンク４から排液された飲料を超高温加熱処理法等により殺菌する装置であり、温度域の異なる二液体の間で熱交換するプレート式熱交換器や、シェルアンドチューブ式熱交換器等の熱交換器で構成されている。

サージタンク６は、殺菌装置５で殺菌された飲料を一旦貯留するタンクである。ヘッドタンク７は、サージタンク６から排液された飲料を一旦貯留し後段へ円滑に流すためのタンクである。

充填装置８は、ヘッドタンク７から排液された飲料を水平面内で回転するホイールの周りに配設された複数の充填ノズルから所定の入味量ずつ個別の容器に充填する装置である。容器はＰＥＴボトルや瓶が例示できる。

図２に示すように、貯留タンク３は、厚さ数ｍｍのＳＵＳ３０４等から製造される外観略円筒形のタンクであり、容量が３０,０００Ｌである。その上部に当該貯留タンク３内に飲料を給液するための給液口１１が備えられ、下部中央に当該貯留タンク３内に貯留された飲料を排液するための排液口１２が備えられている。さらに、貯留タンク３の上部中央に当該貯留タンク３内に洗浄液を給液するための供給口１３が備えられている。

給液口１１には配管Ｐ１が接続され、貯留タンク３は配管Ｐ１を介して調合装置２と接続されている。配管Ｐ１にはバルブＶ１が備えられている。

排液口１２には配管Ｐ２接続され、貯留タンク３は配管Ｐ２を介してバランスタンク４と接続されている。配管Ｐ２にはバルブＶ２が備えられている。

供給口１３はヘッダ管Ｈ及び配管Ｐ３を介して洗浄液の供給機構２０と接続されている。また、供給口１３はヘッダ管Ｈ及び配管Ｐ４を介して蒸気の給気機構２１と接続されている。配管Ｐ３にはバルブＶ３が備えられ、配管Ｐ４にはバルブＶ３が備えられている

供給口１３に、洗浄ノズルの一例としてのシャワーボールが備えられている。当該シャワーボールは６１個のシャワー穴を有するとともに、流量６００ｋｇ／ｈの性能を有している。なお、供給口１３の数、配置される位置及びシャワーノズルの性能は、例示であり、貯留タンク３の容量に応じて適宜設定される。供給口１３を複数備える場合は、貯留タンク３の天面において等間隔に配置されることが好ましい。なお、洗浄ノズルとしては、シャワーボールの他にも、スプレーボール、シャワーノズル、スプレーノズル等が例示され、特に限定はされない。

供給機構２０は、洗浄液のタンクとポンプとを備えた機構であって、貯留タンク３内の洗浄液を給液するものである。供給機構２０の稼働により供給口１３を介して貯留タンク３内に洗浄液が分散供給される。

給気機構２１は蒸気源とブロワとを備えた機構であって、貯留タンク３内に蒸気を供給するものである。したがって、供給口１３は、蒸気の給気口として機能する。給気機構２１の稼動により供給口１３を介して貯留タンク３内に蒸気が分散給気される。

貯留タンク３は、上部に給排気口１５を備えている。給排気口１５には配管Ｐ５が接続され、貯留タンク３は配管Ｐ５を介して給排機構２２と接続されている。なお、配管Ｐ５にはバルブＶ５が備えられている。

給排機構２２は、除菌フィルタとブロワとを備えた機構であって、給排機構２２は、容器入り飲料９の製造時やＣＩＰの際に、貯留タンク３の内外の圧力差が所定の設定圧力を超えると無菌エアを出入りさせ、気相部の圧力を所定圧に維持することで、貯留タンク３を保護するために用いられる。なお、貯留タンク３への外気の侵入を防止する観点から、貯留タンク３内の気相部の圧力は常圧（大気圧から大気圧より若干高い程度）に維持されるのが好ましい。

さらに、本実施形態では、配管Ｐ５に分岐して配管Ｐ７が備えられている。貯留タンク３は配管Ｐ７を介して排気機構２３ａ（２３）と接続されている。配管Ｐ７にはバルブＶ７が備えられている。

この構成により、給排気口１５は上部排気口としても機能する。貯留タンク３に上部排気口と給排気口１５とを別々に備える必要がない分、貯留タンク３の製造コストを削減することができ、貯留タンク３に上部排気口と給排気口１５とを別々に備える場合に必要なスペースも不要である。もちろん、上部排気口と給排気口１５とは別々に設けたとしても、本発明の実施においては、何ら構わない。

排気機構２３ａは、ファンを備えた機構であって、上部排気口（給排気口１５）から排気された気体を、当該貯留タンク３が設置されている建屋外に排気する。

さらに、本実施形態では、配管Ｐ２に分岐して配管Ｐ８が備えられ、貯留タンク３は配管Ｐ８を介して排気機構２３ｂ（２３）と接続されている。配管Ｐ９にはバルブＶ９が備えられている。

この構成により、排液口１２は下部排気口としても機能する。貯留タンク３に下部排気口と排液口１２とを別々に備える必要がない分、貯留タンク３の製造コストを削減することができ、貯留タンク３に下部排気口と排液口１２とを別々に備える場合に必要なスペースも不要である。もちろん、下部排気口と排液口とは別々に設けたとしても、本発明の実施においては、何ら構わない。

排気機構２３ｂは、ファンを備えた機構であって、下部排気口（排液口１２）から排気された蒸気を、当該貯留タンク３が設置されている建屋外に排気する。

飲料への移香には、貯留タンク等からの直接的に着香（プロセス着香）する場合とは別に、当該貯留タンクが設置されている建屋内の雰囲気から間接的に着香（雰囲気着香）する場合がある。排気機構２３ａ及び２３ｂによって、貯留タンク３から排気された気体を、当該貯留タンク３が設置されている雰囲気外に排気するので、脱臭した香気成分を含む気体による再度の雰囲気着香の虞が回避される。

各バルブＶ１からＶ８は電動弁や電磁弁で構成され、前記制御手段によって開閉制御される。

図３に示すように、容器入り飲料９の製造時には、前記制御手段はバルブＶ１、Ｖ２及びＶ５を開制御し、その他のバルブを閉制御する。これにより貯留タンク３には、調合装置２から給液口１１を介して飲料が給液される。そして貯留タンク３に貯留された飲料は、排液口１２からバランスタンク４へと排液される。

液体殺菌システム１は、少なくとも、定期メンテナンスの際又は製造される飲料の種類を切り替える際にＣＩＰが実行される。図４に示すように、このとき前記制御手段は、バルブＶ２、Ｖ３及びＶ５を開制御し、その他のバルブを閉制御する。

これにより、貯留タンク３には、供給機構２０から供給口１３を介して洗浄液が分散給液される。そして貯留タンク３を洗浄した洗浄液は、排液口１２からバランスタンク４へと排液される。

ＣＩＰが終了すると、貯留タンク３に対して、本発明に係る脱臭方法が実行される。なお、ＣＩＰの終了時には、貯留タンク３内は空になっている。

図５に示すように、貯留タンク３の脱臭時には、前記制御手段はバルブＶ４及びＶ７を開制御し、その他のバルブを開制御する。

前記制御手段は、給気機構２１を稼動し、これにより供給口１３を介して貯留タンク３内に蒸気が分散給気される（給気ステップ）。なお、前記制御手段は、給気機構２１の稼動と並行して、排気機構２３ｂを稼動し、貯留タンク３に供給された蒸気を、貯留タンク３の下部排気口（排液口１２）から排気する（下部排気ステップ）。

このとき、貯留タンク３の内部の温度は、９５℃以上になるまで昇温し、その温度で維持する。これにより、貯留タンク３の内面に付着している香気成分が揮発しやすくなるとともに、貯留タンク３内において、蒸気が気体として存在しやすくなるため、蒸気が香気成分と置換しやすくなる。なお、貯留タンク３の内部の温度は、９５℃以上に限定されるものではなく、例えば、９０℃以上、１００℃以上等であってもよい。すなわち、蒸気が凝縮しない温度以上であるのが好ましいが、蒸気が気体として存在していれば、一部が凝縮するような、より低い温度でも何ら構わない。

貯留タンク３への蒸気の分散給気と並行して、貯留タンク３からの気体の排気が行われるため、貯留タンク３内の気相部の圧力は、通常は０．２ＭＰａ未満に維持される。貯留タンク３の下部排気口（排液口１２）を締め切って蒸気を圧入する構成ではないため、当該脱臭方法の実行のためにわざわざ貯留タンク３に圧力容器等を用いる必要はなく、一般的に使用される貯留タンクを適用することができる。
また、例えば、貯留タンク３に、圧力調整バルブ等（不図示）を設けておき、０．２ＭＰａ以上となった場合にバルブが開くようにしておけば、貯留タンク３の内部の圧力を０．２ＭＰａ未満に好適に維持することができる。

本発明に係る貯留タンク及び脱臭方法は、香料を含有し、乳固形分が３．０％未満である飲料を製造する液体殺菌システムにおいて適用される。香料は、食品添加物として一般的に使用されるものであれば、何ら限定されないが、このような香料は、熱によって揮発しやすいため、蒸気によって好ましく脱臭することができる。一方で、香料を含有しない飲料は、そもそも、貯留タンクに香気成分が残留しないため、蒸気による脱臭を行う必要がない。
また、乳固形分については、蒸気による脱臭が効果的なのは、３．０％未満の飲料に限られる。乳固形分が３．０％以上の飲料である、所謂、乳製品になると、乳製品に含まれる蛋白質が７０℃以上で貯留タンクの内面に付着してしまうため、乳製品に対しては、蒸気による洗浄自体が適用できなくなる。

次に、貯留タンク３の、その他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上述した実施形態においては、下部排気ステップとして、前記制御手段は、給気機構２１の稼動と並行して、排気機構２３ｂのみを稼働したが、これに限らない。図６に示すように、前記制御手段は、バルブＶ４及びＶ７に加えて、バルブＶ６も開制御をすることもできる。そして、給気機構２１の稼動と並行して、排気機構２３ｂに加えて排気機構２３ａも稼動し、貯留タンク３に供給された蒸気を、貯留タンク３の下部排気口（排液口１２）からだけでなく、上部排気口（給排気口１５）からも排気する（上部排気ステップ）。

このときは、制御手段は、排気機構２３ａを、給気機構２１及び排気機構２３ｂの稼働と同時ではなく、貯留タンク３の内部の温度が９５℃以上になった後に、稼働させる。これにより、供給口１３から分散給気された蒸気は、上部排気口（給排気口１５）との間で短絡することなく貯留タンク３内に貯まり、その蒸気が貯留タンク３の上部に残った香気成分を押し上げ、上部排気口（給排気口１５）から排出することができるため、貯留タンク３内の脱臭効率が向上する。
なお、制御手段が排気機構２３ａを稼働させるタイミングは、貯留タンク３の内部の温度が９５℃以上になった場合に限らず、９０℃以上や１００℃以上等の異なる温度になったときや蒸気の給気開始から所定時間経過したとき等、任意のタイミングで稼働させることができる。また、制御手段は、バルブＶ６の開制御についても、その開度を任意に調整することができる。すなわち、制御手段は、上部排気口（給排気口１５）から気体を排気する排気タイミング、及び気体の排気量を調節することができる。

排気機構２３ａ及び２３ｂは、単一の排気機構２３であってもよく、この場合は、配管Ｐ６及びＰ７が単一の排気機構２３に接続され、上部排気口（給排気口１５）から気体を排気する排気タイミングは、Ｖ６の開制御によって行うことができる。

上述した実施形態においては、本発明に係る貯留タンク及び脱臭方法を、液体殺菌システム１における貯留タンク３に適用した場合について説明したが、これに限らない。本発明に係る貯留タンク及び脱臭方法は、例えば、液体殺菌システム１におけるサージタンク６や、調合タンク等、香料を含有し、乳固形分が３．０％未満である飲料を製造する液体殺菌システムにおいて、香気成分が残留する可能性のあるタンクに対して適用することができる。

上述した実施形態では、給気ステップにおいて、貯留タンク３の内部の温度を、９５℃になるまで昇温し、その温度で維持する場合について説明したが、これに限らない。蒸気が気体として存在し得る温度であれば、特に制限はされないが、温度が高くなれば、蒸気の体積が大きくなるため、貯留タンク内の香気成分を蒸気に置換するという置換効果が高まる。後述の実施例によれば、貯留タンクの内部の温度は、９０℃以上が好ましく、９５℃以上がより好ましい、１００℃以上がさらに好ましい。

上述した貯留タンク３及び脱臭方法により、効率的な脱臭が可能となったが、これは、以下の実験から裏付けられる。図７には、実験に用いた貯留タンク３の概略図が３パターン示されている。なお、図７中、実線矢印が給気される蒸気を示し、破線矢印が排気される蒸気を示している。また、ここで使用した各貯留タンク３の容量は６００Ｌである。

パターン１は、上部の一箇所から蒸気を給気し、下部の一箇所から気体を排気するパターンである。パターン２は、上部の一箇所から蒸気を給気し、上部の一箇所及び下部の一箇所から気体を排気するパターンである。パターン３は、側部の一箇所から蒸気を給気し、上部の一箇所及び下部の一箇所から気体を排気するパターンである。なお、上部からの排気は、貯留タンク３内の温度が１００℃に達してから開始した。

各貯留タンク３に、ぶどう臭の香気成分含んだ中味液を充填後、１６間放置して着香させ、その後ＣＩＰ（プレリンスを３分し、１％アルカリ性薬剤を用い７５℃条件下で１０分間の洗浄を実行し、アルカリ性薬剤リンスを２分実行する）、蒸気（総蒸気量１５ｋｇ、流量３０ｋｇ／ｈ、１００℃）を給気した後に、リンスを５分し、水を３００Ｌ充填し、３時間放置した後に、各貯留タンク３から複数の臭気サンプルを取得し、それぞれＧＣ／ＭＳによって香気成分の定量を行った。

その結果、パターン１は、着香量が２．８ｐｐｍであり、それなりに脱臭されていることがわかった。パターン２は、着香量が０．６ｐｐｍであり、最も脱臭されていることがわかった。パターン３は、着香量が６．５ｐｐｍであり、最も脱臭されていないことがわかった。

この実験の結果から、パターン３も脱臭できているものの、パターン１及び２の方が効率的に脱臭できていることが確認できた。これは、蒸気が上方に溜まる性質を活かして、貯留タンク３の上部から蒸気で満たしながら、貯留タンク３の下部から排気することで、貯留タンク内の香気成分を蒸気で効率的に置換できたためと考えられる。

次に、蒸気による香気成分の揮発促進効果を調べるため、以下の実験を行った。
香気成分（２-ＥＭＢ １０００ｐｐｍ）を含んだ水溶液を、２つの３Ｌステンレスビーカーにそれぞれ充填し、１０分間放置して、ビーカーに着香させた。そして、それぞれのビーカーから水溶液を除去した後、一つのビーカーは蒸気（１００℃）を５分間給気し、もう一つのビーカーは常温（２５℃程度）で放置した。その後、それぞれのビーカー内に水を３Ｌ充填して１２時間放置し、それぞれ、充填直後及び１２時間放置後の水に対し、複数の試験員による官能評価を行い、あわせて、１２時間放置後の水に対し、ＧＣ／ＭＳによる定量で香気成分の有無を調べた。
その結果、蒸気を給気したビーカーに充填した水は、充填直後も１２時間放置後も臭いがなく、ＧＣ／ＭＳによっても香気成分は検出されなかった。一方、常温で放置したビーカーから採取した水は、充填直後は臭いが感じられなかったものの、１２時間放置後は臭いがあり、ＧＣ／ＭＳによっても香気成分が６０ｐｐｂ検出された。これにより、蒸気による脱臭効果、特に、香気成分の揮発を促進させる効果が確認できた。

続いて、蒸気による置換効果を調べるため、以下の実験を行った。
香気成分（２-ＥＭＢ １０００ｐｐｍ）を含んだ水溶液を、６００Ｌの貯留タンクに充填し、１６時間放置して、貯留タンクに着香させた。貯留タンクから水溶液を除去した後、貯留タンクに、蒸気を１２ｋｇ／ｈの流量で３０分間、貯留タンクの上部から分散給気した。蒸気を分散給気している間、貯留タンクの内部から５分ごとに気体をサンプリングし、ＧＣ－ＦＩＤによって香気成分の濃度を調べた。このとき、貯留タンク内の上部、中間部、下部の温度もあわせて測定した。
上記実験は、蒸気を分散給気した際、下側からのみ排気した場合と、下側に加え、上側からも排気した場合との、それぞれについて行った。なお、上側及び下側からの排気の場合であっても、貯留タンク内の温度が１００℃に達するまでは下側からの排気のみを行い、１００℃に達した後に上側からも排気を行った。

その結果、図８に示すように、いずれの場合であっても、貯留タンク内温度が１００℃付近まで上がってから貯留タンク内の気体に含まれる香気成分量が減少することがわかった。これは、貯留タンク内の温度が上がるまでは、蒸気は凝縮してドレンとなっており、温度が上がることで、蒸気が気体として存在できるようになり、貯留タンク内の香気成分を蒸気で置換できるようになったためと考えられる。
以上の通り、蒸気によって貯留タンク内の気相の香気成分と置換する置換効果が確認できた。特に、貯留タンク内の下部の温度が９０℃付近のときに香気成分量が減少していることから、貯留タンク内の温度は、９０℃以上、好ましくは９５℃以上、より好ましくは１００℃以上まで昇温し、維持することにより、蒸気による置換効果が向上することがわかった。
また、下側からのみ排気した場合と、上側及び下側から排気した場合とを比べると、いずれの場合も置換効果が得られるが、上側及び下側から排気した場合の方が、下側からのみ排気した場合より、置換効果がより高くなっていた。

なお、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

１ ：液体殺菌システム
３ ：貯留タンク
１１ ：給液口
１２ ：排液口（下部排気口）
１３ ：供給口（給気口）
１５ ：給排気口（上部排気口）
２０ ：供給機構
２１ ：給気機構
２２ ：給排機構
２３ ：排気機構

Claims (7)

1. 香料を含有し、乳固形分が３．０％未満である飲料を製造する液体殺菌システムに備えられ、容器に充填される前記飲料を貯留する貯留タンクであって、
   当該貯留タンクの上部に、当該貯留タンク内に蒸気を散らばるように分散給気する給気口が備えられ、
   当該貯留タンクの下部に、当該貯留タンク内の気体を排気する下部排気口が備えられ、
   当該貯留タンクの上部に当該貯留タンク内の気体を排気する上部排気口が備えられ、
   前記上部排気口からの排気タイミングを調節する調節機構が備えられ、
   当該貯留タンクの内部の温度が所定温度以上になった後に、前記上部排気口からの排気が行われる貯留タンク。
2. 前記給気口に洗浄ノズルが備えられている請求項１に記載の貯留タンク。
3. 前記給気口には、前記蒸気を供給する蒸気供給機構と、前記貯留タンクを洗浄する洗浄液を供給する洗浄液供給機構とが接続可能であり、
   前記給気口は前記洗浄液の供給口としても機能する請求項１又は２に記載の貯留タンク。
4. 当該貯留タンクの下部に当該貯留タンク内に貯留された前記飲料を排液する排液口を備え、
   前記排液口は前記下部排気口としても機能する請求項１から３のいずれか一項に記載の貯留タンク。
5. 香料を含有し、乳固形分が３．０％未満である飲料を製造する液体殺菌システムに備えられ、容器に充填される前記飲料を貯留しておく貯留タンクの脱臭方法であって、
   前記飲料が排出され空となった前記貯留タンクに対して、前記貯留タンクの上部から蒸気を散らばるように分散給気する給気ステップと、
   前記貯留タンク内の気体を、前記貯留タンクの下部から排気する下部排気ステップと、を備え、
   前記給気ステップ及び前記下部排気ステップは並行して実行され、
   さらに、前記貯留タンク内の気体を、前記貯留タンクの上部から排気する上部排気ステップを備え、
   前記上部排気ステップが、前記貯留タンクの内部の温度が所定温度以上になった後に実行される脱臭方法。
6. 前記貯留タンクの内部の圧力を０．２ＭＰa未満で実行するとともに、
   前記給気ステップにおいて、前記貯留タンクの内部の温度を９０℃以上に昇温し、当該温度以上に維持する請求項５に記載の脱臭方法。
7. 前記液体殺菌システムは、少なくとも、定期メンテナンスの際又は製造される前記飲料の種類を切り替える際にＣＩＰを実行するように構成され、
   前記ＣＩＰの後に実行される請求項５又は６のいずれか一項に記載の脱臭方法。

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