JP7399485B2 - 液状製品の製造装置、液状製品の製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2018年8月22日に出願された日本国特願2018-155611号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図1は、本実施形態にかかる液状製品の製造装置100を示す模式図である。
以下、順に説明する。
例えば、圧力調整弁40として、公知の背圧弁を用いることができる。背圧弁としては、流入路と排出路と、流入路と排出路とが接続される凹部と、凹部に設けられ排出路端部を閉塞する弁体(ダイヤフラム)と、弁体を排出路端部に押し付ける押し付け部材と、を備える構成が知られている。押し付け部材としては、弁体を押し付けるエアシリンダーと、エアシリンダーに供給する圧縮空気の圧力を調整する調整機構と、を有する構成が知られている。また、押し付け部材として、弁体を押し付けるスプリングと、スプリングを圧縮させ弁体を押し付ける圧力を調整する調整ボルトとを有する構成を採用することもできる。
このような製造装置100を用いて液状製品2を製造する場合、例えば、次のような製造方法を採用することができる。
発明者は、液状体1を一定時間加圧しておくことと、加圧状態から除圧する過程で発生するずり応力とによって、液状体1の物理的性質に影響を与えているものと考えている。
また、処理圧力が高くなるほど、より短い所要時間で口当たりが改善される。
すなわち、液状体1に加えられる圧力の大きさと圧力保持時間の適切な組み合わせ、および急激な除圧操作によって、本発明の効果が発現されることがわかる。
本実施例においては、図2に示す製造装置200を用いて各試料の圧力処理を行った。図2に示す符号は、図1と共通している。
処理器30として、ステンレスチューブを用いた。
圧力調整弁40として、TESCOM社製26-1700シリーズのピストンセンサー方式のバルブを用いた。
処理器30として用いたステンレスチューブについて、両端が閉じていると仮定したときの容積は15mlであった。送液ポンプ20から圧力調整弁40まで連通する内部空間Sの容積は、ステンレスチューブの容積と同じ15mLとして以下の検討を行った。
圧力調整弁40の設定圧力を、表1に示すように設定して処理を行い、実施例1-1-1~1-1-9の各試料を調製した。処理は恒温室で行い、液状体1の温度は恒温室の温度を制御することで10℃に調整した。
圧力調整弁40の設定圧力を、表2に示すように設定して処理を行い、実施例1-2-1~1-2-9の各試料を調製した。処理は恒温室で行い、液状体1の温度は恒温室の温度を制御することで20℃に調整した。
圧力調整弁40の設定圧力を、表3に示すように設定して処理を行い、実施例1-3-1~1-3-9の各試料を調製した。処理は恒温室で行い、液状体1の温度は恒温室の温度を制御することで30℃に調整した。
圧力調整弁40の設定圧力を、表4に示すように設定して処理を行い、実施例1-4-1~1-4-9の各試料を調製した。処理は恒温室で行い、液状体1の温度は恒温室の温度を制御することで40℃に調整した。
圧力調整弁40の設定圧力を、表5に示すように設定して処理を行い、実施例1-5-1~1-5-9の各試料を調製した。処理は恒温室で行い、液状体1の温度は恒温室の温度を制御することで50℃に調整した。
市販のペットボトル入りミネラルウォーターそのものを比較例1-1~1-5の試料とした。
評価は、処理の翌日に3名の官能評価により行った。評価は、評価者が試料を口に含んだときの「口当たりのなめらかさ」、すなわち口腔内の物理的感覚について行った。
結果は、3名の評価結果の算術平均値として求めた。
上記実施例において優れた効果が認められた実施例1-2-4と同じ温度、圧力、加圧保持時間(20℃、4.0MPa、15秒)にて、下記方法で静水圧処理を行った。
実施例1で用いたものと同じ市販のペットボトル入りのミネラルウォーターを、容積100mLのポリエチレンテレフタレート製のボトルに充填した。
その際、ボトルの上部に空間(ヘッドスペース)が生じないように注意して、ミネラルウォーターをボトルに充填した。
(実施例2-1)
処理器30として用いたステンレスチューブについて、両端が閉じていると仮定したときの容積は3mlであった。送液ポンプ20から圧力調整弁40まで連通する内部空間Sの容積は、ステンレスチューブの容積と同じ3mLとして以下の検討を行った。
送液ポンプ20による送液速度を30mL/分(所要時間6.0秒)としたこと以外は、実施例2-1と同様にして、実施例2-2の試料を得た。
送液ポンプ20による送液速度を60mL/分(所要時間3.0秒)としたこと以外は、実施例2-1と同様にして、実施例2-3の試料を得た。
市販のペットボトル入りミネラルウォーターそのものを比較例2-1の試料とした。
実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を下記表6に示す。
(実施例3-1~3-6)
処理器30として用いたステンレスチューブについて、両端が閉じていると仮定したときの容積は15mlであった。送液ポンプ20から圧力調整弁40まで連通する内部空間Sの容積は、ステンレスチューブの容積と同じ15mLとして以下の検討を行った。
市販の牛乳そのものを比較例3-1の試料とした。
実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を下記表7に示す。
(実施例4-1~4-5)
市販のペットボトル入り緑茶飲料を液状体1として用い、恒温室の温度を30℃に制御したこと以外は、実施例3と同様にして試料を得た。その際、圧力調整弁40の設定圧力を、表8に示すように設定して処理を行い、実施例4-1~4-5の各試料を調製した。
市販のペットボトル入り緑茶飲料そのものを比較例4-1の試料とした。
実施例1と同様にして試料の口当たりの評価を行った。
評価は、処理の翌日に3名の官能評価により行った。評価は、評価者が試料を口に含んだときに感じる「渋み」について行った。
結果は、3名の評価結果の算術平均値として求めた。
(実施例5-1)
処理器30として用いたステンレスチューブについて、両端が閉じていると仮定したときの容積は15mlであった。送液ポンプ20から圧力調整弁40まで連通する内部空間Sの容積は、ステンレスチューブの容積と同じ15mLとして以下の検討を行った。
液状体1として4体積%エタノール水溶液を用いたこと以外は、実施例5-1と同様にして実施例5-2の試料を得た。
液状体1として6体積%エタノール水溶液を用いたこと以外は、実施例5-1と同様にして実施例5-3の試料を得た。
2体積%エタノール水溶液を連続圧力処理することなく、比較例5-1の試料とした。
4体積%エタノール水溶液を連続圧力処理することなく、比較例5-2の試料とした。
6体積%エタノール水溶液を連続圧力処理することなく、比較例5-3の試料とした。
試料4mlを、容積12mlのヘッドスペース分析用容器(内径14mm、深さ80mm)に採取し、テフロン(登録商標)製セプタム付のスクリューキャップで密閉した。密封した容器を、30℃の恒温槽で10分間保持し、気液平衡を達成させた。
(実施例6-1)
処理器30として用いたステンレスチューブについて、両端が閉じていると仮定したときの容積は15mlであった。送液ポンプ20から圧力調整弁40まで連通する内部空間Sの容積は、ステンレスチューブの容積と同じ15mLとして以下の検討を行った。
連続的圧力処理を行う前の精製水そのものを比較例6-1の試料とした。
本実施例では、各試料について、Wilhelmy法(プレート法)により表面張力の精密測定を行った。実施例6-1の試料については、試料の調製後すぐに表面張力の測定を行った。
(測定条件)
白金プレート:協和界面科学株式会社製、24mm×10mm×厚さ0.1mm
電子天秤:OHAUS社製、PA114JPモデル
恒温プレート:AS ONE社製、COOL PLATE
試料温度:25±0.2℃
その後、最初の表面張力の測定から0.5、1.0、2.0、3.0時間経過したときに、それぞれ表面張力を測定した。表面張力の測定は、それぞれ5回行い、各測定値の算術平均値を、求める表面張力として採用した。
本測定方法によると、標準偏差0.1mN/m以下の精度で表面張力を測定することができた。
また、各試料について、示差走査熱量計(X-DSC7000、株式会社日立ハイテクサイエンス製)を用いて比熱を測定した。実施例6-1の試料の比熱は、予め比熱を測定した比較例6-1の試料を基準物質とし、銀製セルを用いて測定した。測定時の昇温速度は、2℃/分であった。
また、実施例6-1の試料の比熱は、比較例6-1の試料に比べて2.2~2.7%小さくなった。
(実施例7-1~7-3)
市販のペットボトル入りのミネラルウォーターを液状体1として用い、処理圧力と、液状体1が送液ポンプ20により内部空間Sに流入してから圧力調整弁40を介して排出されるまでの所要時間と、を変更して処理を行った。
市販のペットボトル入りミネラルウォーターそのものを比較例7の試料とした。
実施例1と同様にして評価を行った。処理圧力毎に口当たりが最もなめらかになる処理条件を下記表12に示す。
(実施例8-1~8-3)
実施例7-1~7-3の処理で得られた試料、及び比較例7の試料を、大気開放した状態にて25℃で4日以上保管し、試料に空気を飽和溶解させることで、それぞれ実施例8-1~8-3、比較例8の試料を得た。
10mLポリエチレン製シリンジを用い、シリンジ内に気泡が入らないように注意しながら、各試料を10mL吸い上げた。シリンジ周りの水滴を完全にふき取った後、試料が入ったシリンジの質量を精秤した。秤量した質量をW1とする。
Q=(W1-W2)×1000÷10 …(2)
Claims (9)
- 液密に設けられた筒状の処理器と、
前記処理器の一端側に接続され、前記処理器の内部に液状体を流入させる送液ポンプと、
前記処理器の他端側に接続され、前記処理器の内部で流動する前記液状体の圧力を1MPa以上、12MPa以下に制御する圧力制御機構と、を有し、
前記送液ポンプから前記圧力制御機構まで連通する内部空間の容積に基づいて、前記液状体が前記内部空間に流入してから前記圧力制御機構を介して吐出されるまでの所要時間が3秒以上となるように、前記送液ポンプの運転条件を制御する液状製品の製造装置。 - 前記運転条件を制御する制御部を有する請求項1に記載の液状製品の製造装置。
- 前記送液ポンプは、アキュムレータを有さない請求項1または2に記載の液状製品の製造装置。
- 前記圧力制御機構は、背圧弁である請求項1から3のいずれか1項に記載の液状製品の製造装置。
- 前記圧力制御機構は、均質バルブである請求項1から3のいずれか1項に記載の液状製品の製造装置。
- 前記送液ポンプに接続され、前記液状体を貯留する貯留部をさらに有し、
前記貯留部は、前記液状体の温度を調整する温度調整機構を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の液状製品の製造装置。 - 前記処理器に対し前記送液ポンプよりも上流側の経路内に、前記液状体を加熱する加熱機構を有し、
前記加熱機構と前記送液ポンプとの間の経路内に、加熱された前記液状体を冷却する冷却機構を有する請求項1から6のいずれか1項に記載の液状製品の製造装置。 - 前記処理器の内部を洗浄する定置洗浄装置をさらに有する請求項1から7のいずれか1項に記載の液状製品の製造装置。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の液状製品の製造装置を用いた液状製品の製造方法であって、
前記内部空間に連続的に前記液状体を流入させるとともに、前記圧力制御機構を介して前記内部空間から連続的に前記液状体を吐出させ、前記液状製品を得る工程を有する液状製品の製造方法。
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