JPS6058114B2 - 非発泡性飲料の充填方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非発泡性飲料の充填方法の創案に係り、ジュー
ス、コーヒ、ココア、日本酒などのような非発泡性飲料
の金属罐内への有利な充填方法を提供し、殊に従来二酸
化炭素ガスを相当多量に溶存させた発泡性飲料用の金属
罐として汎用されている、例えば厚みが０．１３〜０．
１５Ｔｍ前後のアルミニウム罐又はそれに相当したブリ
キやスチールなどの金属による軟質罐の仕様を何等変更
することなしに上記したような非発泡性飲料の罐として
利用することができるようにすると共にその充填操作を
容易にし、エネルギーロスの少い有利な充填を図り、し
かも罐内圧力偏差の殆んどない状態を的確に形成し得る
ようにしたものである。

近時における交通機関の発達普及および自動販 −
ｅ■Ｉ 、ＬＪ、１゛、゛ Ｉ、 ゛、゛−＾、サチ
ール、ブリキなどによる金属罐が飲料用容器として大量
に使用されつつあり、これら飲料の中、特にコーラ、ビ
ール、サイダーなどのような二酸化炭素ガス（以下Ｃｏ
、ガスという）の相当量を溶存せしめた発泡性飲料の罐
としては比較的肉厚の薄い、例えばアルミニウム罐、ブ
リキ罐の場合において０．１３〜０．１５７Ｑ程度の肉
厚の罐（これらを一般的に軟質罐と称しており、本発明
においてもこの程度の罐を軟質罐という）が用いられて
いる。

即ちこれらの軟質罐は外力に対して比較的弱く、単なる
大気圧条件下での取扱いに当つては、所謂ペコペコの状
態となつて変形し易い欠点を有し、このような罐が変形
すると単に商品としての外観、体裁を損うばかりでなく
、罐内面に施された被膜層が破壊されて金属イオンの溶
出や罐体腐食の大きな原因となり、充填飲料自体も品質
低下を来すこととなる。然しながら、斯様な軟質罐であ
つても充填飲料が上述のようなＣ０２ガスの相当量を含
む発泡性飲料であれば、その多量に溶存したｊＣＯ、ガ
スの蒸気分圧のため罐内圧力が大気圧よりかなり高くな
つているから、斯かる高い罐内圧力で外力による変形に
対抗し、それらの不利、欠点を略完全に阻止し得る。と
ころが上記したようなジュース、コーヒ、日本酒などの
非発泡性飲料の；場合には、そのような罐内圧力を高く
保つ蒸気分圧が存しないので変形抵抗作用を求め得ず、
殊に常法に従い飲用時の温度以上で充填密封してから、
飲用に当つてそれに適した温度まで冷却するならば、罐
内圧力は明かに大気圧以下となつて上記したような変形
、それに伴う品質低下等の著しい原因を避け得ないこと
になる。従つてこのような非発泡性飲料用の罐としては
前記のような軟質罐を採用することができず、そのよう
な変形に耐えるだけの強度をもたせた比較的肉厚の大き
い、例えばアルミニウム罐又はブリキ罐の場合において
０．３順前後又はそれ以上の所謂硬質罐を採用すべきも
のとされている。然しこのような硬質罐は固より高価で
あり、その使用量が厖大化している今田こおいては資源
的損失も大きい。なおこのような不利を被けるために窒
素ガスを充填することも考えられるが、窒素ガスはＢＵ
ＮＳＥＮ吸収係数が非常に低く液体に吸収され難いため
液体飲料を０〜２℃のように冷却して加圧状態で充填す
る必要があり、一方このような飲料は充填後の殺菌工程
で例えば６５℃以上で３紛以上程度の加熱を必要とし、
特にミルク分を含有したものにおいては１２５℃で３紛
以上のレトルト殺菌することが普通であるから冷却およ
び加熱殺菌の何れにおいても相当のエネルギーロスを伴
うことにならざるを得ない。又炭酸ガスを用いることも
考え得ることは当然であるがこの場合においては酸性化
その他により風味を阻害することになると共に実地の充
填操作上にも問題が残る。然して前記した窒素ガス充填
法に代え液体窒素を添加することも知られているが、こ
の液体窒素を添加するに当つては液体窒素が気化して約
７０＠の容積に増大することから好ましい封入が図られ
るとしても添加した液体窒素量の若干の変動によつて罐
内圧が大幅に変動することは不可避的であつて相当の制
御調整を行つてもその偏差範囲が±０．７ｋ９／Ｃｌｔ
程度に達．することが一般的であることは周知の通りで
あるから目的とする罐内圧（取扱荷役中の変形に生じな
い内圧）値がそのマイナス側となつても確保されるため
には標準設定圧自体を高める（例えば目的罐内圧を０．
８ｋ９／Ｃｆｌｌとすると−０．７ｋ９／Ｃｒｉの偏差
があつてもこの０．８ｋ９／Ｃｌｉを得るように標準設
定圧を１．５ｋ９／Ｃｉとする）ことが必要で、斯うし
て標準設定圧を高めると具体的な罐内圧としてはそれよ
りプラス側に偏差した（１．５＋０．７＝２．２ｋｇ／
ＣｉＧ）場合も発生し、そのように高い内圧に耐えるに
は罐体肉厚が当然に大とならざるを得ず、しかも前記の
ようなレトルト殺菌処理を受けた場合に罐体の爆発や著
しい変形などの危険性が高い。勿論上記のような液体窒
素は極低温条件下で充填処理されなければならないので
特別且つ高価な超断熱設備を必要とし、同時に添加され
る液体窒素量の微少変動や罐体空間の変動などに関して
頗る厳密なコントロールを必要とし、設備および操業的
に相当のコストアップや困難性を避け得ない。本発明は
前記したような実情に鑑み、研究を重ねて創案されたも
のであつて、上記したような発泡性飲料の軟質罐ををそ
のまま非発泡性飲料用の罐として利用し、又通常の方法
と殆んど異ることのない簡易な操作で充填することを可
能にすると共に罐内圧の変動範囲が僅少で、レトルト殺
菌製品などに適用しても爆発などの危険性がなく、勿論
その変形、変質を有効に防止することに成功した。即ち
この本発明について説明すると、本発明においては夫々
の調整法によつて調整された上記のような非発泡性飲料
を適当な加圧容器内において窒素ガス（Ｎ２ガスという
）とＣＯ２ガスの混合ガスと加圧下で混合し、該ガスを
飲料に溶存させるものであり、このように処理された飲
料を軟質罐に充填した後、速かに巻締機において蓋を施
し、施封するものであり、このようにすることによつて
飲用に適した温度まで冷却された場合においても充分に
外力に耐え得るものとすることができる。

なおこのような操作に当つては、空気中の酸素による飲
料の劣化を避けるため、上記混合ガスと接触せしめる以
前に該飲料の脱気を行い、又蓋を巻締めるに当つてもＮ
２ガス、ＣＯ２ガス又は両者の混合ガスを吹きつけて飲
料上部の空気を追出すことが望ましい。上記のような本
発明方法において使用するＮ２ガスおよびＣＯ，ガスの
混合割合並びにその圧力は飲料の種類、充填時における
飲料温度、操業条件などによつて適宜に決定されるが、
一般的に混合割合（容量）はＣＯ２ガス１に対してＮ２
ガスが３〜５であり、又圧力はゲージ圧で１．２〜２．
０ｋ９／ＣＦｌ！である。

このような本発明方法の技術的理由について更に説明す
ると、一般に飲料を充填した罐内圧は罐の空隙部に頭初
から存する気体の圧力（ＰＡｌ例えばＮ２ガスを吹付け
て充填した場合、充填時の温度で１気圧）と、水蒸気圧
（Ｐｗｌ５〜１０℃で略０．０１気圧）及び何等かの蒸
気分圧（Ｐのから成つている。

そして非発泡性飲料の場合、充填時より低い温度（例え
ば１０℃）になれば、内圧ＰＡ＋Ｐｗは１気圧より低く
なることが明かであり、発泡性飲料の場合のように溶存
しているＣＯ２ガスによるＰｖで罐内圧を常に１気圧以
上に保持する要因はない。このようなＰｖを与えるよう
に食品衛生法で認められているガスを溶存させるわけで
あるが、この場合においてＣＯ２ガスは液体に対する溶
解量が大きく、高いＰｖを得ることができるとしても、
上記したようなジュースやコーヒなどの場合、このＣＯ
２ガスを或る量以上含有させると前記のように風味を害
することになる。そこで斯かるＣＯ２ガスの限界量につ
いて本発明者等が仔細な実地的検討を加えた結果によれ
ば、飲料の種類によつても若干異るが一般にこの限界量
は０．６〜０．８（６０′Ｆ即ち１５．５６℃の水に対
する１気圧のＣＯ２ガスの飽和溶解量を１としたときの
相対値であり、以下この値を比容という）であつて、そ
れ以下の量であれば開罐時等において発泡するようなこ
とが全くなく、又多くの官能検査結果によつても味覚に
対して全く影響を与えることがないことを確認した。し
かして例えば比容０．５のＣＯ２ガスを溶存した液体の
ＣＯ２ガス分圧は０〜１０℃において０．３〜０．４気
圧であるから上記したようなＰｖとして充分な値となる
。ところが常温の液体に対し、この比容０．５のＣＯ２
ガスを飽和せしめるための平衡ＣＯ２ガス圧は０．６〜
０．７気圧であつて、充填後蓋を巻締めるまての時間内
に放散するＣＯ２ガス量が考慮して若干余分に溶解させ
るとしても、必要なＣＯ２ガス圧は１気圧以下になり、
このように大気圧以下の圧力て一定の雰囲気を保ちつつ
操業することは実地的に著しく困難であり、又飲料の充
填自体も困難となつて空気巻込みの恐れも大きいことと
ならざるを得ない。然しこのような技術的困難さは本発
明においてＮ２ガスを併用し雰囲気の全圧が１気圧以上
になるように混合することによつて解決される。蓋しこ
のＮ２ガスの液体に対する溶解量自体は、この種罐の小
さな空隙容積（通常１０〜２０ｍ１に比べてもなお低く
、充分なＰｖを与えるためには相当の高圧下で溶解せし
めなければならないので、やはり操業を甚だしく困難と
するわけであるけれども、このＮ２ガスも食品衛生法上
認められたガスであることは勿論であり、上記のように
Ｃｑガスを非発泡性飲料の味覚を害しない限度内におい
て溶存せしめる場合において生ずる技術的問題点を解消
し、雰囲気全圧を１気圧以上にするために適当に混合せ
しめるならば、上記したような何れの側の困難さも全く
存しない有利な操業をなさしめ得る。即ち軟質罐を採用
するに当つて罐体を変形せしめないために必要な量のＣ
Ｏ２ガスを溶解せしめ、しかも発泡を生じないと共に非
発泡性飲料の味覚を損うことの全くないように溶解せし
めるためのＣＯ２ガス分圧と、充填操作をも含めて飲料
の取扱いを容易化すべく雰囲気全圧を１気圧以上に保持
するためのＣＯ２ガス分圧との混合ガス雰囲気を採用す
ることにより安定且つ容易な操法、処理で前記したよう
な本発明の目的を有効に達することができる。前記した
ように味覚を損うことのない二酸化炭素ガス分圧の範囲
については適用される夫々の飲料によりそれなりに異る
ことは明かで、コーヒーやココアの場合は０．４ｋ９／
Ｃ７ｌ！Ｇ以上となると乳類や脂肪分が固化して味覚に
影響するので、この限度以下とすべきである。

又果汁の場合においては前記コーヒー、ココアの場合の
上限を超えても味覚に影響することがないが、１．０ｋ
９／ＣｒｉＧ以上の二酸化炭素ガス分圧となるとやはり
味覚に影響を与えることとなる。更に日本酒その他の酒
類の場合においてはより高い二酸化炭素ガス分圧として
・も味覚に影響しないもので、１．５ｋ９／ｃ！ＩＧ程
度まで影響することがない。従つて本発明においては上
記したように適用されるべき飲料の種類、性状に応じて
、一般的には１．５ｋｇ／ＣｌｉＧ以下の二酸化炭素ガ
ス分圧を採用するものである。なお上記したような本発
明によるものは処理作業上において殊更に温度条件を選
ぶものでなく、特別に低温としないで比較的広い温度範
囲で作業することができる。

然し一般的に飲料温度が高いと罐体に変形が生じなくて
も、それなりに変質やＬ風味低下の恐れが高くなり、又
ＰＡの低下が大であつて、混合ガス圧を高くすることが
必要となるから、好ましくは１０〜３（代）程度の温度
条件で処理することが実用的である。又斯かる本発明に
よれば発泡性飲料の軟質罐と同質、同仕様の軟質罐がそ
のまま非発泡性飲料用の罐として使用できるわけである
から非発泡性飲料の罐入り製品を得るために特別な機械
、装置や方法を採用する必要がなく、発泡性飲料の場合
と同じ設備で適宜に実施することが可能である。しかも
このようにして得られれた罐入り非発泡性飲料は相当時
日の経過後においても味覚的又は性状的変質、色調の変
化、コゲ臭、テレペン臭などを帯びることの全くない良
好な品質を維持する。本発明によるものの具体的な実施
例を示すと以下の通りである。

実施例１ ９３例Ｃで高温殺菌したオレンジジュースを１５℃まで
冷却し、次いで真空装置を用いて脱気した後、カーボネ
ータに入れて無菌状態でＮ２ガス４容と、ＣＯ２ガス１
容の全圧２．５ｋｇ／ＣＩｌＧの混合ガス雰囲気中で２
紛間攪拌した。

このジュースは次いで同一雰囲気の充填機に移され、容
量２５０ｍ１のアルミニウム深絞り罐（肉厚０．１５Ｔ
！Ｆｌｌ）に定量注入し、速かに巻締機を用いＮ２ガス
を吹きつけながら蓋を施して巻締施封した。このものの
罐内圧は２０００喝について０．７ｋ９／ＤＧを標準と
して±０．２ｋｇ／ＣｌｉＧの範囲内のものであつて、
そのＣＯ２ガス分圧は０．５ｋ９／ＣＦｌｌＧであつた
。上記のようにして得られたものを５℃に冷却して指頭
によつて罐体を圧迫し試験したが、通常の押圧力では何
等変形することがなく、又約３力月後に開封して飲用し
たが注出されたジュースには全く刺戟味が認められず、
封入以前と同じであつて品質的に良好なものであること
が確認された。

実施例２調整されたココアを２５℃まで冷却し、実施例
１におけると同様に脱気した後、カーボネータにおいて
Ｎ２ガス３容とＣＯ２ガス１容より成る全圧が２．０ｋ
９／ＣＩｔＧの混合ガス雰囲気中で２紛間攪拌溶存せし
めた。

このココアは次いで同じ雰囲気の充填機に移され、容量
２５０ｍＬのアルミニウム深絞り罐（肉厚０．１５ｍ）
に定量注入し、ＣＯ２ガスを吹きつけながら蓋を施し巻
締機を用いて施封した。このものの罐内圧は標準０．７
ｋ９／Ｃ７ｌｌＧであつて、そのＣＯ２ガス分圧は０．
３ｋ９／Ｃ７ｌｆＧであり、約２００００罐についての
罐内圧を測定した結果は±０．１８ｋｇ／ＣＦｌ！Ｇで
あり、これらの罐を１２５℃×３０分のレトルト殺菌を
なして製品とした。これに対し従来の液体窒素を用いた
場合には罐内圧のばらつき範囲が一般的に±０．７ｋ９
／Ｃ７ｌｌＧであるから標準罐内圧としては上記本発明
における保証内圧０．５ｋ９／ＣＩｌＧを確保するため
に１．２ｋ９／ＡｌｌＧとすることが必要で、斯うして
１．２ｋ９／ＣＦｌｌＧを標準罐内圧とするとプラス側
に偏差した場合には１．９ｋ９／ＣＩｌＧのものも存す
ることになる。

然してこの罐内圧が１．５ｋｇ／ＣＦｌｌＧ以上のよう
な罐体が１２５℃で３紛以上のレトルト殺菌を受けた場
合には８ｋ９／ＣｌｔＧ以上にも達することは実験的に
容易に確認でき、斯様に高圧化した場合には前記した肉
厚０．１５ｍのような罐体では爆発の危険性が大で、少
くとも変形の可能性が充分である。即ち罐体肉厚を倍増
してコストアップを来すか、爆発などの危険なレトルト
殺菌処理とならざるを得ないものである。然して上記の
ような本発明実施例による罐を５℃に冷却し、指頭押圧
による圧迫試験をなした結果は実施例１の場合と同じで
あつて通常の押圧力では全く変形することがなく、又こ
の封入後１力月半を経てから開封して封入されたココア
を注出し、飲用したが溶出イオン等による刺戟味その他
の変質を全く認め得ず、良好な品質のものであることが
確認された。

なお上記したよう各実施例のものにおける溶存ガス量は
何れも比容０．６Ｊ）．下であつて、発泡性飲料におけ
るる溶存ガス量が一般に比容１．８〜４．０（例えばビ
ールが２．飄サイダーが３．５〜４であつて、コーラは
２．２〜２．＆果汁入り炭酸飲料で２．０〜゛２．２）
であることに比すれば甚だ低い量であり、開封時等にお
いて発泡するようなことは全くないものであつた。

以上説明したような本発明によるならば、非発泡性飲料
の金属罐内への充填に当つて、該飲料を二酸化炭素ガス
および窒素ガスによる混合ガスと加圧下で接触せしめて
該混合ガスを溶存せしめることにより、軟質罐を用いて
も取扱い操作や飲用時における冷却によつて変形発生を
見ることがなく、従つて又内容物に変質を来すようなこ
とのな・い有効な製品とすることができるものであり、
しかもその充填ないし巻締め操作上においても特別に飲
料を冷却したり、或いは雰囲気を１気圧以上として作業
するような必要がなく、更には特殊且つ高価な液体窒素
添加設備およびその困難な制御操作を必要としないでば
らつき範囲の少い罐内圧を的確に得しめ、レトルト殺菌
処理の如きを受けても爆発や変形を見ることのない肉厚
が小さい軟質罐に対する適切な罐内圧附与を工業的、実
地的に何等の困難性を有しない雰囲気および温度条件と
操業条件で適切に実施せしめ、エネルギー的にもロスの
少い作業を行わしめて簡易に非発泡性飲料の経済的およ
び資材的に有利な罐入り製品を提供し得るものであるか
ら、この種飲料工業上その効果の大きい発明というべき
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非発泡性飲料を軟質罐へ充填するに際し、該飲料を
   発泡を生じないと共に味覚を損うことのないように溶存
   せしめる二酸化炭素ガスとＮ＿２ガスによる混合ガスと
   接触加圧させ、該混合ガスを溶存せしめたものを軟質罐
   に充填し罐内圧を１．５ｋｇ／ｃｍ＾２以下のＣＯ＿２
   ガス分圧とＮ＿２ガス分圧で大気圧より高め罐体変形を
   保護することを特徴とする非発泡性飲料の充填方法。