WO2014083954A1 - 連続無菌混合システム - Google Patents

Abstract

　密閉容器詰め飲料を製造するに際して、設備容積を抑えて省スペース化を図るとともに、ユーティリティの必要量を抑えて省エネルギー化を図り、全体としてコスト低減を図るため、飲料原料液を濃縮液のまま調合する調合タンク４と、この調合タンク４から供給される飲料原料液を加熱滅菌する滅菌機６とを含み、無菌状態の飲料原料液を供給する無菌飲料原料液供給ライン２と、希釈水を濾過除菌により無菌化して無菌希釈水として供給する無菌希釈水供給ライン３と、無菌飲料原料液供給ライン２から供給された無菌状態の飲料原料液と、無菌希釈水供給ライン３から供給された無菌希釈水とを連続的に混合する無菌ブレンダー１２と、この無菌ブレンダー１２による混合により得られた飲料を無菌環境下で密閉容器に充填する無菌充填機１４とを備える。

Description

連続無菌混合システム

　本発明は、飲料原料液を希釈水により希釈して密閉容器詰め飲料を製造する連続無菌混合システムに関するものである。

　従来、コーヒー、紅茶、緑茶、果汁等の密閉容器詰め飲料を製造するには、主に、１）調合タンク方式、２）前ブレンダー方式のいずれかの方式が採用されている。

　調合タンク方式の飲料製造システム５０は、図３に示されるように、調合タンク５１にて主原料及び副原料により飲料原料液（濃縮液）を調合するとともに、この調合タンク５１に純水を導入して飲料原料液を所定濃度（例えば１０％）に希釈して製品と同じ組成液を作成し、この組成液を滅菌機５２にて加熱滅菌した後、無菌タンク５３に一旦貯留しながら、無菌充填機５４により缶やＰＥＴボトルに充填するようにしたものである。

　一方、前ブレンダー方式の飲料製造システム６０は、図４に示されるように、調合タンク６１にて飲料原料液の濃縮調合を行った後、ブレンダー（前ブレンダー）６２にて純水で希釈して製品と同じ組成液を作成し、この組成液を滅菌機６３にて加熱滅菌した後、無菌タンク６４に一旦貯留しながら、無菌充填機６５により缶やＰＥＴボトルに充填するようにしたものである。

　しかしながら、図３に示される従来の調合タンク方式においては、調合タンク５１に希釈水を導入して製品と同じ組成液を作成するようにしているために、調合タンク５１として大容量のものが必要であり、また以降の滅菌機５２及び無菌タンク５３としても大容量のものを用意する必要があって、システム全体として、設備にかかるイニシャルコストがかかるとともに、製品滅菌に際して加熱用蒸気や冷却用水等のユーティリティが多量に必要となり、また、設備が大掛かりになるという問題点がある。

　一方、図４に示される前ブレンダー方式においては、ブレンダー（前ブレンダー６２）に希釈水を導入するようにしているために、調合タンク６１の容量を濃縮倍率に応じてサイズダウンすることが可能であり、その分の設備費用及び設備サイズを低減させることができる。しかし、滅菌機６３及び無菌タンク６４としては調合タンク方式のものと同容量のものが必要であり、加えて調合タンク方式では必要のなかった前ブレンダー６２が新たに追加になるために、設備の小型化及びコストダウン効果がそれほど望めないという問題点がある。

　なお、本願発明に関連する他の先行技術として、特許文献１に開示されたものがある。この文献に開示されたものは、コーヒー飲料成分（抽出液）を加熱殺菌処理するとともに、これとは別に香料成分を濾過により除菌処理し、これら両成分を無菌タンク内で調合するようにしたコーヒー飲料の製造方法である。

　しかしながら、この先行技術は、飲料成分とは別に香料成分を濾過により除菌処理するようにした点で、本発明と類似する構成を有しているが、この構成を採用するための目的が、コーヒー飲料としてコーヒー本来の味と香りを損なうのを防止する点にあり、設備の省スペース化、省エネルギー化及びコスト低減についての認識や示唆は全くなく、ましてこれらに対する解決策についての開示も一切なされていない。

特開２００１－５４３７４号公報

　本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、密閉容器詰め飲料を製造するに際して、設備容積を抑えて省スペース化を図るとともに、ユーティリティの必要量を抑えて省エネルギー化を図り、全体としてコスト低減を図ることのできる連続無菌混合システムを提供することを目的とするものである。

　前記目的を達成するために、本発明による連続無菌混合システムは、飲料原料液を希釈水により希釈して密閉容器詰め飲料を製造する連続無菌混合システムであって、飲料原料液を濃縮液のまま調合する調合タンクと、この調合タンクから供給される飲料原料液を加熱滅菌する滅菌装置とを含み、無菌状態の飲料原料液を供給する無菌飲料原料液供給ラインと、希釈水を濾過除菌により無菌化して無菌希釈水として供給する無菌希釈水供給ラインと、無菌飲料原料液供給ラインから供給された無菌状態の飲料原料液と、無菌希釈水供給ラインから供給された無菌希釈水とを連続的に混合する無菌混合装置と、この無菌混合装置による混合により得られた飲料を無菌環境下で密閉容器に充填する無菌充填装置とを備えることを特徴とするものである。

　本発明において、無菌飲料原料液供給ラインにおける滅菌装置により滅菌された飲料原料液を、無菌混合装置に供給される前に一旦無菌タンクに貯留されるようにしたり、無菌混合装置において無菌状態の飲料原料液と無菌希釈水とを混合した飲料を、無菌充填装置に供給される前に一旦無菌タンクに貯留されるようにすることが好ましい。

　本発明によれば、調合タンクにおいては濃縮液のまま調合され、この濃縮液を加熱滅菌した後に、濾過による除菌で無菌化された無菌希釈水と混合されるので、加熱用蒸気、冷却水用水、電気等のユーティリティ必要量を従来と比べて大幅に抑えることができ、設備のランニングコストを大幅に削減することができる。また、無菌飲料原料液供給ラインにおける調合タンク、滅菌装置等のサイズダウンを図ることができ、さらに連続無菌混合方式が採用されているので、バッチ希釈に比べて設備容積を大幅に削減することができて、省スペース化が可能となる。

　本発明において、滅菌装置により滅菌された飲料原料液や無菌混合装置により混合された飲料を一旦貯留する無菌タンクを設けるようにすれば、この無菌タンクがバッファの役目をし、無菌状態の飲料原料液と無菌希釈水との連続無菌混合や無菌充填装置による充填作業をよりスムーズに行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る連続無菌混合システムのブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る連続無菌混合システムのブロック図である。 従来の調合タンク方式による飲料製造システムのブロック図である。 従来の前ブレンダー方式による飲料製造システムのブロック図である。

　次に、本発明による連続無菌混合システムの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
　以下、図１に示される本発明の第１の実施形態に係る連続無菌混合システム１について、缶コーヒーの製造システムを例にとって説明する。

　本実施形態の連続無菌混合システム１においては、無菌状態の飲料原料液を供給する無菌飲料原料液供給ライン２と、希釈水を無菌化して供給する無菌希釈水供給ライン３の２系統の供給ラインが設けられている。

　無菌飲料原料液供給ライン２においては、まず、調合タンク４にて、主原料であるコーヒー抽出液と、副原料である砂糖、ミルク等とが濃縮液（例えば５０％）のまま調合される。調合された調合液（飲料原料液）はライン５を介して滅菌機（滅菌装置）６に導入され、この滅菌機６において加熱滅菌される。次いで、滅菌機６にて滅菌後の飲料原料液はライン７を介してバッファ用の無菌タンク８に導入されて一旦貯留される。
　これにより、無菌タンク８にバッファの役目をさせて、無菌状態の飲料原料液と無菌希釈水との連続無菌混合や後述の無菌充填機（無菌充填装置）１４による充填作業をスムーズに行うようにすることができる。

　一方、無菌希釈水供給ライン３は、無菌飲料原料液供給ライン２における飲料原料液を希釈するための無菌希釈水（純水）を供給するラインである。希釈水はアブソリュートフィルター９を通過させることにより濾過除菌されて無菌化される。ここで、アブソリュートフィルター９は希釈水を無菌状態に保持するために設けられ、０．１μセラミックフィルターが用いられる。なお、フィルターの破損を考慮し、プレフィルター（０．２μ）とファイナルフィルター（０．１μ）の２段階構成として確実性を確保するのがより望ましい。

　無菌飲料原料液供給ライン２の無菌タンク８の吐出口に接続されるライン１０は無菌ブレンダー（無菌混合装置）１２に接続される一方、アブソリュートフィルター９を通過した希釈水が導出されるライン１１は同じく無菌ブレンダー１２に接続される。こうして、無菌飲料原料液供給ライン２から供給される無菌飲料原料液と、無菌希釈水供給ライン３から供給される無菌化された希釈水とは、無菌ブレンダー１２にてインラインで連続的に無菌混合され、ライン１３を通して無菌充填機１４に供給されて無菌状態で容器（缶）に充填される。

　本実施形態の連続無菌混合システム１においては、調合タンク４においては主原料と副原料とが濃縮液のまま調合され、この濃縮液は、滅菌機６による加熱滅菌後に、アブソリュートフィルター９による濾過除菌で無菌化された希釈水と混合されるように構成されているので、調合タンク４のみならず、滅菌機６及び無菌タンク８のサイズダウンを図ることができ、これによって加熱用蒸気、冷却水用水、電気等のユーティリティ必要量を従来と比べて大幅に抑えることができて、設備のランニングコストを大幅に削減することができるとともに、設備容積を大幅に削減することができる。さらに、無菌ブレンダー１２による原料液と希釈水との連続無菌混合方式が採用されているので、これによっても設備容積を大幅に削減することができる。

　ところで、上記連続無菌混合システム１においては、滅菌機６にて滅菌後の飲料原料液はライン７を介してバッファ用の無菌タンク８に導入されて一旦貯留されるようにしたが、図２に示される本発明の第２の実施形態に係る連続無菌混合システム１に示すように、バッファ用の無菌タンク８を、無菌ブレンダー（無菌混合装置）１２の後段に配設するようにすることにより、無菌ブレンダー１２において無菌状態の飲料原料液と無菌希釈水とを混合した飲料を、ライン１３ｂを通して無菌充填機（無菌充填装置）１４に供給される前に、ライン１３ａを通して無菌タンク８に一旦貯留するようにすることができる。
　これにより、無菌タンク８にバッファの役目をさせて、無菌状態の飲料原料液と無菌希釈水との連続無菌混合や無菌充填機１４による充填作業をスムーズに行うようにすることができる。

　図１に示される本発明の連続無菌混合システム１（実施例）と、図３に示される従来の調合タンク方式による飲料製造システム（比較例１）及び図４に示される従来の前ブレンダー方式による飲料製造システム（比較例２）のそれぞれの設備能力について比較を行った。表１にその比較結果を示す。

　表１に示すように、比較例１の調合タンク容量を３６ｍ^３とした場合、この比較例１では、滅菌機能力が３６ｍ^３／Ｈ、無菌タンク容量が３６ｍ^３となり、無菌充填機能力が３６ｍ^３／Ｈとなる。これに対して、比較例２では、比較例１と同じ無菌充填機能力として３６ｍ^３／Ｈのものを得ようとした場合、滅菌機能力が３６ｍ^３／Ｈ、無菌タンク容量が３６ｍ^３となり、比較例１と同じであるが、調合タンク容量が８ｍ^３となる。ただし、この場合、比較例１には必要なかった前ブレンダー６２（図４参照）が必要となる。

　このような比較例１及び２に対して、本発明の実施例では、比較例１，２と同じ無菌充填機能力として３６ｍ^３／Ｈのものを得ようとした場合、無菌ブレンダー１２（図１参照）が必要となるが、調合タンク容量が８ｍ^３、滅菌機能力が８ｍ^３／Ｈ、無菌タンク容量が８ｍ^３となり、設備能力を１／３～１／６にサイズダウンすることができ、このサイズダウンに伴い、設備費用の低減と、製品滅菌に要する水、蒸気、電気等のユーティリティの低減を実現することができる。

　本発明の連続無菌混合システムによれば、ユーティリティ必要量を従来と比べて大幅に抑えることができるとともに、設備のサイズダウンを図ることができるので、産業上の実施効果が大である。

　１　　連続無菌混合システム
　２　　無菌飲料原料液供給ライン
　３　　無菌希釈水供給ライン
　４　　調合タンク
　６　　滅菌機（滅菌装置）
　８　　無菌タンク
　９　　アブソリュートフィルター
　１２　無菌ブレンダー（無菌混合装置）
　１４　無菌充填機（無菌充填装置）

Claims (3)

1. 　飲料原料液を希釈水により希釈して密閉容器詰め飲料を製造する連続無菌混合システムであって、
   　飲料原料液を濃縮液のまま調合する調合タンクと、この調合タンクから供給される飲料原料液を加熱滅菌する滅菌装置とを含み、無菌状態の飲料原料液を供給する無菌飲料原料液供給ラインと、
   　希釈水を濾過除菌により無菌化して無菌希釈水として供給する無菌希釈水供給ラインと、
   　無菌飲料原料液供給ラインから供給された無菌状態の飲料原料液と、無菌希釈水供給ラインから供給された無菌希釈水とを連続的に混合する無菌混合装置と、
   　この無菌混合装置による混合により得られた飲料を無菌環境下で密閉容器に充填する無菌充填装置と
   を備えることを特徴とする連続無菌混合システム。
2. 　無菌飲料原料液供給ラインにおける滅菌装置により滅菌された飲料原料液は、無菌混合装置に供給される前に一旦無菌タンクに貯留されることを特徴とする請求項１に記載の連続無菌混合システム。
3. 　無菌混合装置において無菌状態の飲料原料液と無菌希釈水とを混合した飲料は、無菌充填装置に供給される前に一旦無菌タンクに貯留されることを特徴とする請求項１に記載の連続無菌混合システム。

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