JPH082415B2 - 炭酸飲料製造装置 - Google Patents

炭酸飲料製造装置

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JPH082415B2
JPH082415B2 JP63192078A JP19207888A JPH082415B2 JP H082415 B2 JPH082415 B2 JP H082415B2 JP 63192078 A JP63192078 A JP 63192078A JP 19207888 A JP19207888 A JP 19207888A JP H082415 B2 JPH082415 B2 JP H082415B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は炭酸飲料製造装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来連続的に炭酸飲料を製造する場合、所定圧の炭酸
ガス雰囲気を持つたタンクに飲料液を供給して炭酸ガス
を吸収させ、又、炭酸ガスの吸収効率を上げるため補助
的にタンクへの供給配管途中に炭酸ガス注入装置を設け
配管中に炭酸ガスを注入混合して所要の炭酸ガス含有量
の炭酸飲料を得る方法がとられている。
第2図は従来の炭酸飲料製造装置の一例の系統図であ
る。1は飲料液供給配管で、図示されていない脱気装
置、混合装置などの前工程処理装置に接続されている。
2は炭酸ガス注入装置である。炭酸ガス注入装置2へ
は、炭酸ガス供給弁3、減圧弁4、炭酸ガス流量計5、
炭酸ガス流量異常警報器6、圧力計7、炭酸ガス流量調
節弁8を介して、炭酸ガスが供給されるようになつてい
る。9は熱交換器、10は冷媒の供給口、11は冷媒の出
口、12は逆止弁、13は後述のタンク18への飲料液供給
口、14は配液ノズル、15はカーボネーシヨン板、16は炭
酸ガス供給自動制御弁、17はタンク内圧力自動調節計、
18は炭酸ガス吸収タンク、19は保温カバー、20は連続ガ
スパージ装置、21は製品液温度検出器、22は製品液出
口、23はタンク圧力計である。
次に作用を説明する。飲料液供給配管1より所定流量
の飲料液を供給する一方、炭酸ガス供給弁3より十分な
圧力で炭酸ガスを供給し、減圧弁4にて所定圧力に調整
する。この圧力は圧力計7で確認をする。炭酸ガス流量
調節弁8の弁開度を、炭酸ガス流量計5にて確認して必
要な流量に設定する。炭酸ガス流量異常警報器6は、設
定した炭酸ガス流量が異常(過多又は過少)になつたと
き警報を出すようになつている。炭酸ガス注入装置2
は、飲料液の供給口1より供給されてくる所定流量の飲
料液に、前述した必要な流量に設定された炭酸ガスを注
入するものである。炭酸ガス注入装置2にて必要な炭酸
ガス量を注入された飲料液は熱交換器9にて所定の温度
に冷却又は調温され逆止弁12を経て炭酸ガス吸収タンク
18への飲料液供給口13に供給される。タンク18は炭酸ガ
ス吸収を行なうもので、内部は炭酸ガス供給自動弁16及
びタンク内圧力自動調節計17とによつて一定圧力の炭酸
ガス雰囲気に保たれる。配液ノズル14はカーボネーシヨ
ン板15にほぼ均一に液を配液して、飲料液を薄い流下膜
状にする。この流下する膜状の飲料液が最終的に必要な
炭酸ガスの吸収を行なう。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の装置では所要の炭酸ガス含有量の炭酸飲料を得
るには、炭酸ガス注入量、製品冷却温度、タンク圧力等
を設定することにより行なうが、炭酸ガス吸収効率が製
品液種、製品流量、温度、装置の構造等により異なるた
めに、それぞれの設定値を求めることは容易ではなかつ
た。またタンク出口に炭酸ガス含有量測定装置を設け、
製品の炭酸ガス含有量を測定し、その測定結果をもとに
炭酸ガスの注入量又はタンク圧力を自動的にフイードバ
ツク制御しようとしてもタンクという大きな遅れ要素を
持つためにこのようなフイードバツク制御を行うことは
技術的に困難であつた。
本考案は、上述の欠点を解消して、容易にかつ安定し
て所要の炭酸ガス含有量の炭酸飲料を得ることのできる
炭酸飲料製造装置を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本考案は前記課題を解決したものであつて、飲料液に
炭酸ガスを吸収させて所定の炭酸ガス含有量の炭酸飲料
を連続的に得るための炭酸飲料製造装置において、飲料
液の流量を所定の流量制御目標値に制御する飲料液流量
制御装置、飲料液が流れる配管上に設けられた炭酸ガス
注入装置、飲料液が流れる配管上の前記炭酸ガス注入装
置より下流に設けられた炭酸ガス含有量測定装置、同測
定装置で測定された炭酸ガス含有量と所要の炭酸ガス含
有量との差と前記飲料液流量制御目標値とから炭酸ガス
注入量の制御目標値を算出する演算装置、および同制御
目標値によつて前記炭酸ガス注入装置における炭酸ガス
流量を制御する炭酸ガス注入量制御装置を備えたことを
特徴とする炭酸飲料製造装置に関するものである。
〔作用〕
本発明においては、従来用いられていた大きな遅れ要
素である炭酸ガス吸収用タンクの使用を廃し、飲料液が
流れる配管上に炭酸ガス注入部を設け、その下流部で測
定した炭酸ガス含有量にもとづいて炭酸ガス流入量の制
御目標値を演算・更新して制御するようにしたので、安
定した炭酸ガス含有量を有する炭酸飲料を得ることがで
きる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例の系統図である。51は飲料
液供給配管で、図示されていない脱気装置、混合装置な
どの前工程処理装置に接続されている。52は液流量計、
53は液流量調節弁、54は炭酸ガス注入装置である。炭酸
ガス注入装置54へは炭酸ガス供給弁55、減圧弁56、炭酸
ガス流量計57、炭酸ガス流量調節弁58を介して、炭酸ガ
スが供給されるようになつている。ここに52及び57の流
量計は流量に比例した電気信号を発することができるも
のである。また53と58の調節弁は遠隔操作信号(電流又
はエア圧力)により信号に比例して開度を変えることが
できるものである。59は熱交換器、60は冷媒の供給口、
61は冷媒の出口、62は炭酸ガス含有量に比例した電気信
号を発することができる炭酸ガス含有量測定装置で、飲
料液の流れる配管上で、前記炭酸ガス注入装置54の流、
後述の貯液タンク67の上流に設けられている。63は逆止
弁、64は後述の貯液タンク67への液導入管である。65は
タンク67内の圧力を調節するための炭酸ガス供給自動制
御弁、66はタンク内圧力自動調節計、67は貯液タンク、
68は貯液タンク保温カバー、69は連続ガスパージ装置、
70は製品液温度検出器、71は製品液出口、72はタンク圧
力計である。また、74は液流量を調節する液流量調節計
であり、その主設定値は液流量設定器77より遠隔設定さ
れる。液流量計52、液流量調節弁53、および液流量調節
計74が飲料液流量制御装置を構成している。75は炭酸ガ
ス注入量を調節する炭酸ガス流量調節計であり、その主
設定値は、炭酸ガス含有量調節計76の制御出力により設
定される。炭酸ガス流量計57、炭酸ガス流量調節弁58、
および炭酸ガス流量調節計75が炭酸ガス注入量制御装置
を構成している。炭酸ガス含有量調節計76は、演算可能
な調節計で、炭酸ガス含有量設定器78よりの入力を主設
定とし、炭酸ガス含有量測定装置62で測定した値を測定
入力、前述の液流量設定器77で設定した値を補助入力と
して内部で演算をし、演算結果を炭酸ガス流量調節計75
の主設定値として出力する。
次に作用を説明する。飲料液は、図示されていない前
工程のポンプ等により供給配管51に供給され、液流量計
52で流量測定し、液流量調節計74及び液流量調節弁53に
よつて、液流量設定器77で設定した流量にPID制御さ
れ、一定流量となつて炭酸ガス注入装置54に流入する。
一方炭酸ガスは炭酸ガス供給弁55に供給され、減圧弁56
により一定の圧力に減圧された後、炭酸ガス流量計57で
流量測定し、炭酸ガス流量調節計75及び炭酸ガス流量調
節弁58とによつて所定流量にPID制御され、一定流量と
なつて炭酸ガス注入装置54から液配管中に注入混合され
る。このときの炭酸ガス流量調節計75の主設定は前述の
ごとく炭酸ガス含有量調節計76の制御出力を入力してい
る。炭酸ガス注入装置54で所定炭酸ガス量を注入混合さ
れた飲料液は、熱交換器59にて必要な温度に冷却又は調
温され炭酸ガス含有量測定装置62に到達する。炭酸ガス
含有量測定装置62は配管中の飲料に含まれる炭酸ガス量
を連続して測定し、炭酸ガス含有量に比例した電気信号
を炭酸ガス含有量調節計76に発する。炭酸ガス含有量調
節計76はこの信号を測定入力GV(pv)とし、炭酸ガス含
有量設定器78で設定した炭酸ガス含有量設定値GV(sv)
との差を求めるとともに、液流量設定器77で設定した液
流量設定値FL(sv)及びあらかじめ設定した炭酸ガス吸
収効率βとの積を求め、それを補正炭酸ガス注入量 とし、それまでの炭酸ガス流量調節計77への制御出力 に加算しこれを新たな制御出力とする。但し制御出力は
あらかじめ設定した時間(炭酸ガス注入から含有量測定
までのむだ時間より長い時間)その値を保持し、その時
間が経過したとき、また前述の場合と同様に補正炭酸ガ
ス注入量 を発する。そしてこれを繰り返す。尚運転開始時は測定
入力GV(pv)の代わりにあらかじめ設定しておいた供給
液炭酸ガス含有量GV0を用い、また別の吸収効率αを用
いる。以上を式で表わすと ここに、 FL(sv);液流量設定値 GV(sv);炭酸ガス含有量設定値 GV(pv)i;i回目の炭酸ガス含有量測定値 GV0;本炭酸ガス製造装置に供給される液がもつ炭酸ガス
含有量 α,β;炭酸ガス吸収効率(α,β=0〜1.0) i;制御をくり返し回数 以上により所要の炭酸ガス含有量となつた飲料液は、
逆止弁63及び液導入管64を経て貯液タンク67へ流入す
る。貯液タンク67は炭酸ガス供給自動制御弁65及びタン
ク内圧力自動調設計66とによつて一定圧力に保たれる
が、貯液タンク67は単なる貯液のみを目的とし、ここで
の炭酸ガス吸収を極力少なくするため、その設定圧力は
その製品温度における飽和圧力以上のできる限り低い圧
力とする。またタンク内への液導入についても液導入時
の気液接触を少なくするために、導入管64の出口をタン
ク底近くに設ける。タンク67に貯液された製品液は充填
機(図示されない)の運転に応じてタンク圧力又はポン
プ(図示されない)によつて充填機に圧送される。
本発明では容易にかつ安定して所要の炭酸ガス含有量
の炭酸飲料を得るために従来用いられていた炭酸ガス吸
収タンクを炭酸ガス吸収の目的には使用しないで単なる
貯液タンクとして使用し、炭酸ガス吸収をすべてタンク
への配管途中で行なうことにより、飲料の炭酸ガス含有
量の調整手段を炭酸ガス注入量の制御のみとするととも
に、炭酸ガス含有量の測定を貯液タンク入口配管で行な
えるようにした。このようにしたことにより制御上タン
クという大きな遅れ要素を制御系からとり除くことがで
き、貯液タンク入口の配管上に炭酸ガス含有量測定器を
設置して炭酸ガス含有量の自動制御を行なえるようにし
た。しかしまだ炭酸ガス注入から含有量測定までのむだ
時間が大きいため炭酸ガス注入量の制御を連続的なフイ
ードバツク制御とするのではなく一定時間毎に必要とす
る炭酸ガス含有量と測定した含有量との差を求めその差
に応じた補正炭酸ガス注入量をそれまでの炭酸ガス注入
量制御目標値に加え、それを新たな目標値として炭酸ガ
ス注入量を制御することにより安定した炭酸ガス含有量
制御を行うことができるようにした。
〔発明の効果〕
本発明においては飲料液の流れる配管上で炭酸ガス含
有量を制御するようにしたので、運転開始又は運転途中
において製造しようとする炭酸飲料の炭酸ガス含有量を
容易に設定又は設定変更することが可能でかつ安定した
運転を行なうことができる。また、運転開始時の調整作
業に要する時間が短縮でき、かつ調整人員を削減するこ
とができる。さらに、製品の品質管理が容易で製品不良
の発生を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の系統図、第2図は従来技術
の系統図である。 1……飲料液供給配管、2……炭酸ガス注入装置、3…
…炭酸ガス供給弁、4……減圧弁、5……炭酸ガス流量
計、6……炭酸ガス流量異常警報器、7……圧力計、8
……炭酸ガス流量調節弁、9……熱交換器、10……冷媒
供給口、11……冷媒の出口、12……逆止弁、13……飲料
液供給口、14……配液ノズル、15……カーボネーシヨン
板、16……炭酸ガス供給自動制御弁、17……タンク内圧
力自動調節計、18……タンク、19……保温カバー、20…
…連続ガスパージ装置、21……製品液温度検出器、22…
…製品注出口、23……タンク圧力計、51……飲料液供給
配管、52……液流量計、53……液流量調節弁、54……炭
酸ガス注入装置、55……炭酸ガス供給弁、56……減圧
弁、57……炭酸ガス流量計、58……炭酸ガス流量調節
弁、59……熱交換器、60……冷媒供給口、61……冷媒の
出口、62……炭酸ガス含有量測定装置、63……逆止弁、
64……液導入管、65……炭酸ガス供給自動制御弁、66…
…タンク内圧力自動調節計、67……貯液タンク、68……
保温カバー、69……連続ガスパージ装置、70……製品液
温度検出器、71……製品液出口、72……タンク圧力計、
74……液流量調節計、75……炭酸ガス流量調節計、76…
…炭酸ガス含有量調節計、77……液流量設定器、78……
炭酸ガス含有量設定器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】飲料液に炭酸ガスを吸収させて所定の炭酸
    ガス含有量の炭酸飲料を連続的に得るための炭酸飲料製
    造装置において、飲料液の流量を所定の流量制御目標値
    に制御する飲料液流量制御装置、飲料液が流れる配管上
    に設けられた炭酸ガス注入装置、飲料液が流れる配管上
    の前記炭酸ガス注入装置より下流に設けられた炭酸ガス
    含有量測定装置、同測定装置で測定された炭酸ガス含有
    量と所要の炭酸ガス含有量との差と前記飲料液流量制御
    目標値とから炭酸ガス注入量の制御目標値を算出する演
    算装置、および同制御目標値によつて前記炭酸ガス注入
    装置における炭酸ガス流量を制御する炭酸ガス注入量制
    御装置を備えたことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
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