JP7334359B2 - 密度計を使用した飲料バッチ製造のリアルタイム品質監視 - Google Patents
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Description
上述のものなどのインライン密度デバイスを使用して、バッチプロセスの特定の特性を測定及び追跡することが可能であり、これによりバッチの品質の容易な判定を可能にすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、「理想的な」バッチは、バッチプロセス(すなわち、「目標レシピ」、「基準化プロセス」、「基準飲料レシピ」、又は「至適基準」)で製造することができる。「理想的な」バッチの製造中、インライン密度デバイスは、リアルタイムでバッチの密度及びドライブゲインを連続的に追跡及び監視することができる。バッチプロセス中、又はバッチの完了後に、インライン密度デバイスは、図6~図10に示されるような目標レシピデータを提供することができる。この目標レシピデータは、同じ「理想的な」バッチを再現するための基準化された参照を提供することができる。
原料の添加を追跡すること、及びバッチ品質を監視することに加えて、システムはまた、原料がバッチ若しくは混合物に分散又は溶解しているかどうかを判定するため、かつ、バッチ若しくは混合物の原料が分散されているか、又は溶解されている程度を判定するために使用されることができる。上述のように、原料(例えば、液体又は粉末)が混合タンク55に添加された後、インライン密度デバイス100は、原料の添加を示す密度及びドライブゲインの急上昇を記録する。密度とドライブゲインが定常状態(例えば、図3のピーク301と302の間、又はピーク401と402の間の時間)に達すると、混合物は十分に混合されたと見なされることができる。しかしながら、混合物が十分に混合されていると判定することは、混合物内に完全に溶解したか、又は混合物全体に均質に分散した原料を必ずしも区別しない。いくつかの例では、最適なバッチ品質のために、バッチ形成プロセスに進む前に、原料が完全に溶解されているか、又は均質に分散されているかどうかが問題になり得る。
1つの実験は、約40ガロンの水で開始した、シロップの2つの異なるバッチ(「バッチ1」及び「バッチ2」)の製造を試験した。原料A、B、C、D、E、F、G、H、及びIを順に添加した。表1は、バッチ1及びバッチ2に添加された原料の配列及び質量を示す。したがって、例えば、原料Aを266グラムの合計量で異なる2回バッチに添加し、バッチごとに144グラムの合計量で、原料Gをバッチ1に1回添加し、バッチ2に2回添加した。図6は、経時的なバッチ1の密度及びドライブゲインを示す。左のy軸は密度(g/cm3)を示し、右のy軸はドライブゲインを示し、x軸は時間(秒)を示す。線300は、経時的なバッチの密度を表し、線400は、経時的なドライブゲインを表す。
別の実験では、オフライン密度測定機器を使用してオフライン密度測定をバッチ2で行い、オフライン密度測定値の結果をインライン密度測定値と比較した。
別の実験では、インライン密度デバイスが使用してバッチプロセスの密度及びドライブゲインを測定した。ドライブゲイン測定値を使用して、ドライブゲインの振幅変動が測定された。ドライブゲインの振幅変動は、測定されたドライブゲインに基づいて判定された。次いで、ドライブゲインの振幅変動が統計的に分析され、ドライブゲイン振幅変動を測定して、完全に溶解した混合物と均質に分散した混合物とを区別することができることを示した。図12は、様々なサンプルについてのドライブゲイン振幅の統計分析の結果を示す。表2は、インライン密度デバイスを通過した各サンプルの組成を示す。
Claims (23)
- バッチプロセスに従って飲料を製造する方法であって、
第1の原料を水に添加して、バッチを形成する第1の添加工程と、
前記バッチを混合する混合工程と、
インライン密度デバイスを使用して前記バッチのドライブゲインを測定する測定工程と、
前記ドライブゲインの振幅変動を監視する監視工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動を所定の閾値と比較する比較工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動と前記所定の閾値との前記比較に基づいて、前記バッチが均質に分散されているか、又は完全に溶解しているかのいずれかを示す指標を提供する提供工程と、を含み、
前記混合が、前記指標が提供されるまで継続される、方法。 - 第2の原料を前記バッチに添加する第2の添加工程と、
第3の原料を前記バッチに添加する第3の添加工程と、
前記第2及び第3の原料の各々の添加後に、前記混合工程、前記測定工程、前記監視工程、前記比較工程、及び前記提供工程を繰り返すことと、を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記比較工程が、
前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値よりも大きいか、又は小さいかどうかを判定することを更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記指標が、前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値未満である場合に提供される、請求項3に記載の方法。
- 前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値未満であるかどうかを判定することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記指標が、前記バッチが完全に溶解していることを示し、前記方法が、
前記指標が提供された後に、第2の原料を前記バッチに添加することを更に含む、請求項5に記載の方法。 - 前記ドライブゲインの前記振幅変動が、連続的に測定される、請求項1に記載の方法。
- 前記測定工程、前記監視工程、及び前記比較工程が、前記インライン密度デバイスと通信するソフトウェアによって実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記比較工程が、前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値未満であると判定する場合、前記ソフトウェアが自動アラートを提供する、請求項8に記載の方法。
- 前記ソフトウェアが前記自動アラートを提供した後に、第2の原料を前記バッチに添加することと、
前記混合工程を繰り返すことと、を更に含む、請求項9に記載の方法。 - 前記所定の閾値が、ドライブゲイン振幅における目標変動の10%以内である、請求項1に記載の方法。
- 前記ドライブゲインがリアルタイムで測定される、請求項1に記載の方法。
- 混合物の原料の均質性又は溶解を検出するための方法であって、
インライン密度デバイスを使用して混合物のドライブゲインの振幅を測定することであって、前記混合物が、液体及び少なくとも1つの追加の原料を含む、前記測定する測定工程と、
前記ドライブゲインの振幅変動を監視する監視工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動を所定の閾値と比較する比較工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動と前記所定の閾値との前記比較に基づいて、前記混合物が完全に溶解しているか、又は均質に分散しているかどうかを判定する判定工程と、を含む、方法。 - 前記少なくとも1つの追加の原料が、少なくとも2つの追加の原料を含み、
前記方法が、前記ドライブゲインの振幅を測定しながら、前記少なくとも2つの追加の原料を含む前記混合物を混合することを更に含む、請求項13に記載の方法。 - 前記判定工程の後に少なくとも1つの第2の追加の原料を添加することと、
前記少なくとも1つの第2の追加の原料を添加した後に、前記測定工程、前記監視工程、前記比較工程、及び前記判定工程を繰り返すことと、を更に含む、請求項13に記載の方法。 - 前記測定が、連続的に実施される、請求項13に記載の方法。
- 前記判定工程が、前記混合物が完全に溶解していると判定する場合、指標を提供することを更に含む、請求項13に記載の方法。
- 前記指標が前記混合物が完全に溶解したことを示すまで、前記混合物を連続的に混合することを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 混合物の溶解の程度を検出する方法であって、
第1の原料を水に添加して、バッチを形成する添加工程と、
前記バッチを混合する混合工程と、
インライン密度デバイスを使用して、前記バッチのドライブゲインの振幅をリアルタイムで測定する測定工程と、
前記ドライブゲインの振幅変動を監視する監視工程と、
前記振幅変動を第1の基準参照及び第2の基準参照と比較する比較工程であって、前記第1の基準参照が、均質に分散した混合物に対応しており、前記第2の基準参照が、完全に溶解した混合物に対応している、前記比較する比較工程と、
前記比較工程に基づいて、前記混合の程度の指標を提供する提供工程と、を含む、方法。 - 前記振幅変動が前記第1の基準参照の10%以内である場合、前記指標が提供される、請求項19に記載の方法。
- 前記振幅変動が前記第2の基準参照の10%以内である場合、前記混合の程度の第2の指標を提供することを更に含む、請求項20に記載の方法。
- 前記指標が前記バッチが完全に溶解していることを示す場合、第2の原料を前記バッチに添加することを更に含む、請求項19に記載の方法。
- 前記第2の原料が添加された後に、前記混合工程、前記測定工程、前記監視工程、及び前記比較工程、並びに前記提供工程を繰り返すことを更に含む、請求項22に記載の方法。
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