(57)【要約】      （修正有）【課題】容器詰め飲料のフレーバーの劣化を生じることなく充填時の飲料の泡立ちや搬送工程でのこぼれが防止でき、かつ経時とともに液面が上昇して開封時に消費者が満足できる容器詰め飲料およびその製造方法を提供する。【解決手段】脱気装置３で飲料に不活性ガスを加圧下で混合することにより、脱酸素処理を施し、脱酸素処理を施した飲料を第１熱交換器５に送り、沸点未満の温度に加熱する。加熱された飲料を脱気機構部６で飲料中の溶存不活性ガスを脱気し、脱気した飲料を第２熱交換器７で高温短時間殺菌し、その後第３熱交換器８で常温程度の充填温度に冷却し、冷却した飲料を充填装置１０で容器に無菌充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料に不活性ガスを混合する脱酸素処理工程と、脱酸素処理を施した飲料を沸点未満の温度に加熱する工程と、該飲料中の溶存不活性ガスを脱気する工程と、脱気した飲料を高温短時間殺菌後冷却する工程と、該冷却した飲料を容器に無菌充填する工程とを備えることを特徴とする容器詰め飲料の製造方法。
【請求項２】
前記加熱を６５℃以上８５℃以下で行うことを特徴とする請求項１記載の容器詰め飲料の製造方法。
【請求項３】
前記不活性ガスの脱気は、飲料が実質的に滞留しない構造をもつ脱気機構部において行うことを特徴とする請求項１または２記載の容器詰め飲料の製造方法。
【請求項４】
前記脱気機構部は、脱気された気体中に含まれるフレーバー成分を回収し、飲料中に戻す機構を有することを特徴とする請求項３記載の容器詰め飲料の製造方法。
【請求項５】
前記無菌充填において、容器のヘッドスペースを不活性ガスで置換することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の容器詰め飲料の製造方法。
【請求項６】
前記不活性ガスが窒素ガスおよび／または炭酸ガスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の容器詰め飲料の製造方法。
【請求項７】
飲料中の不活性ガス量を、ヘッドスペースガス分圧に対応する飽和溶存量よりも低くして無菌充填したことを特徴とする容器詰め飲料。
【請求項８】
前記ヘッドスペースガス分圧は、常温大気圧下で飲料中に溶解可能なガス分圧となるように不活性ガスで置換したことを特徴とする請求項７記載の容器詰め飲料。
【請求項９】
前記不活性ガスが、窒素ガスおよび／または炭酸ガスであることを特徴とする請求項７または８記載の容器詰め飲料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器詰め飲料および容器詰め飲料の製造方法に関し、特に加熱による飲料のフレーバーの劣化を生じることなく、充填時の飲料の泡立ちや搬送工程でのこぼれが防止でき、かつ経時とともに液面（入れ目線）が上昇する容器詰め飲料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴボトル入り飲料においては、容器が透明であるため、消費者の視点からは内容量が多く見えることから、開封前は飲料の液面（入れ目線）が高いことが望ましい。また開封と同時に液面（入れ目線）が下がることが、消費者としてそれまでに開栓されていなかったことが確認できることから望ましい。
【０００３】
一般にホットパックされたＰＥＴボトル入り飲料においては、充填時にヘッドスペース部が蒸気で満たされるため、キャップにより密封した冷却後の製品では蒸気の凝縮によりヘッドスペースが少なくなり、かつボトルが減圧変形するため、液面が上昇する。開封時には減圧変形が開放されるため液面が下がり、上記要望が満たされている。
【０００４】
一方、常温近傍の充填温度で無菌充填されたＰＥＴボトル入り飲料においては、ヘッドスペース部の蒸気がほとんどないため、キャップで密封した後の液面変化はほとんどない。飲料が酸化劣化しやすい場合には、経時とともにヘッドスペース中の酸素が消費され、その分ヘッドスペースが少なくなり、液面は上昇するが、その変化は僅かである。また、酸化劣化し難い飲料の場合は液面の変化は緩やかで数ヶ月を要する場合がある。また液面の変化が少ない分減圧分も僅かであり、このため開封時の液面の低下も少なく、上記要望は満たされない。
【０００５】
無菌充填法により充填された飲料の内、酸素劣化しやすい茶飲料等においては、膜分離法、多孔膜濾過法、ガス置換法、加熱法、減圧法、超音波法等の中のいずれかの方法により飲料中の脱酸素が行われている。加熱法による脱酸素処理を行う例として特許文献１及び特許文献２が挙げられる。これらの脱酸素法の中でも、窒素ガス等の不活性ガスを用いるガス置換法は簡便であるため、茶飲料やコーヒー飲料等多くの飲料で利用されている。
【０００６】
飲料中の溶存ガスの内、酸素は上記のように飲料の劣化要因となり、また過飽和状態の溶存酸素及び溶存不活性ガスは充填時に泡の発生原因となるので、ともに飲料充填プラントにおける高温短時間殺菌前や無菌充填前に除去しておくことが望ましい。
【０００７】
特に、充填時に発生する泡は溶存ガスが過飽和であるほど多くなり、ボトルのノズル部や搬送ラインを汚すため、ボトルの液面（入れ目線）を開封時に消費者が満足するような高さに設定すると、密封後に洗浄工程を設けたとしても、ボトルのノズル部とキャップのネジ部に形成される僅かな空隙に内容物が残る危険性があり、カビたりするなど非衛生的となる問題がある。また、充填装置についても無菌性を維持するためには洗浄工程等複雑な工程を追加しなければならない課題が生じる。製品の衛生性の確保とこのような追加的な工程を省くため、ボトルの液面は上記消費者が満足する面よりも下げなければならない。このため、消費者から見た場合、製品の内容量が少なく見えるという不利益が生じる。
【０００８】
一般に、溶存ガスの低減は、デアレーターのように減圧によって行われるが、その場合飲料のフレーバーの劣化を生じることがある。特に茶飲料のように酸化劣化防止とともにフレーバー低下の防止が重要視される飲料の場合には、酸素ガスを除去するためにガス置換脱気方式が適用され、酸素ガスの除去が行われている（特許文献３）。しかし、この場合、窒素ガスが過飽和状態に溶存し、上記のように充填時に泡の発生の問題が生じる。
【０００９】
上記特許文献１記載の加熱法による脱酸素法は、飲料を沸点近傍の温度まで予備加熱し、この飲料を一時貯留槽内に数秒〜十数秒間常圧下で保持し、一時貯留槽のヘッドスペースガスを脱気し、脱気された飲料を高温短時間殺菌処理後冷却した後無菌充填し、密封して製品とするものである。この方法によれば、飲料の保存中に溶存酸素が少ないため酸化劣化の少ない容器詰め飲料を製造することができる。
【００１０】
この方法においては、予備加熱工程における加熱温度は沸点近傍であり、茶飲料の場合は９５℃程度まで加熱することが好適である（特許文献１）。しかし、出願人による実験の結果、この方法のように酸素を除去しない状態で緑茶飲料について高温短時間殺菌前にプレート式熱交換器により９５℃までの予備加熱を行ったところ、飲料が褐変するとともにフレーバーが劣る結果を生じることが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−１５０８９６号公報
【特許文献２】特開平２００５−４７５０９号公報
【特許文献３】特開２００７−６８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記各従来技術の問題点にかんがみなされたものであって、容器詰め飲料のフレーバーの劣化や褐変を生じることなく充填時の飲料の泡立ちや搬送工程でのこぼれが防止でき、かつ経時とともに液面（入れ目線）が上昇して開封時に消費者が満足できる容器詰め飲料およびその製造方法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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明者等は鋭意研究と実験を重ねた結果、飲料中に溶存する酸素および不活性ガスを脱気するために、従来技術のように両ガスを同時に除去する工程によらず、酸素および不活性ガスを相互に別個の工程で除去することにより本発明の目的を達成することができることを見出し、本発明に到達した。
【００１４】
上記目的を達成する本発明の第１の構成に係る容器詰め飲料の製造方法は、飲料に不活性ガスを混合する脱酸素処理工程と、脱酸素処理を施した飲料を沸点未満の温度に加熱する工程と、該飲料中の溶存不活性ガスを脱気する工程と、脱気した飲料を高温短時間殺菌後冷却する工程と、該冷却した飲料を容器に無菌充填する工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の構成に係る容器詰め飲料の製造方法は、第１の構成に加え、前記加熱を６５℃以上８５℃以下で行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の構成に係る容器詰め飲料の製造方法は、第１または第２の構成に加え、前記不活性ガスの脱気は、飲料が実質的に滞留しない構造をもつ脱気機構部において行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第４の構成に係る容器詰め飲料の製造方法は、第３の構成に加え、前記脱気機構部は、脱気された気体中に含まれるフレーバー成分を回収し、飲料中に戻す機構を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第５の構成に係る容器詰め飲料の製造方法は、第１〜第４の構成のいずれかに加え、前記無菌充填において、容器のヘッドスペースを不活性ガスで置換することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第６の構成に係る容器詰め飲料の製造方法は、第１〜第５の構成のいずれかに加え、前記不活性ガスが窒素ガスおよび／または炭酸ガスであることを特徴とする。
【００２０】
また上記目的を達成する本発明の第７の構成に係る容器詰め飲料は、飲料中の不活性ガス量を、ヘッドスペースガス分圧に対応する飽和溶存量よりも低くして無菌充填したことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第８の構成に係る容器詰め飲料は、第７の構成に加え、前記ヘッドスペースガス分圧は、常温大気圧下で飲料中に溶解可能なガス分圧となるように不活性ガスで置換したことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第９の構成に係る容器詰め飲料は、第７または第８の構成に加え、前記不活性ガスが、窒素ガスおよび／または炭酸ガスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の構成によれば、飲料に不活性ガスを混合する脱酸素処理工程と、脱酸素処理を施した飲料を沸点未満の温度に加熱する工程と、該飲料中の溶存不活性ガスを脱気する工程と、脱気した飲料を高温短時間殺菌後冷却する工程と、該冷却した飲料を容器に無菌充填する工程を備えることにより、被処理飲料はまず飲料に不活性ガスを混合する脱酸素処理工程により酸素が除去され、次いで脱酸素された飲料を沸点未満の比較的低い加熱温度に加熱することにより溶存不活性ガスを脱気することが可能となり、飲料は高温短時間殺菌処理前に酸素を多く含む状態で沸点近傍の高温に曝されることがないので、飲料のフレーバーが劣化することなく、容器に無菌充填される前に酸素、不活性ガスの双方の溶存ガスが除去された状態となり、したがって、充填時の飲料の泡立ちや搬送工程でのこぼれが防止でき、かつ密封後経時とともにヘッドスペース中のガスが飲料中に溶解することに伴い容器が減圧変形し、液面（入れ目線）が上昇して開封時に消費者が満足できる容器詰め飲料を提供することができる。
【００２４】
本発明の第２の構成によれば、加熱を６５℃以上８５℃以下で行うことにより、飲料のフレーバー劣化防止を完全に行うことができる。
【００２５】
本発明の第３の構成によれば、不活性ガスの脱気を、飲料が実質的に滞留しない構造をもつ脱気機構部において行うことにより、加熱後の温度の高い飲料が脱気装置内に比較的に長い時間滞留することにより生じるフレーバーの劣化を防止することができる。
【００２６】
本発明の第４の構成によれば、脱気機構部は、脱気された気体中に含まれるフレーバー成分を回収し、飲料中に戻す機構を有することにより、飲料中のフレーバー成分が脱気に伴って外部に放散され消失することを防止することができ、飲料が本来有するフレーバーを保持することができる。
【００２７】
本発明の第５の構成によれば、無菌充填において容器のヘッドスペースを不活性ガスで置換することにより、密封後経時とともに飲料中に溶解するガス量が増大し、その分液面の上昇が増大する。
【００２８】
本発明の第６の構成によれば、不活性ガスは窒素ガスおよび／または炭酸ガスであるので、飲料の溶存不活性ガスの中で通常最も量の多いこれらのガスを除去することができる。またヘッドスペースのガス置換を行う場合には、もっとも安価で置換も容易なこれらのガスで行うことができる。
【００２９】
本発明の第７の構成によれば、容器詰め飲料は、飲料中の不活性ガス量を、ヘッドスペースガス分圧に対応する飽和溶存量よりも低くして無菌充填したものであるので、密封後ヘッドスペースのガスが飲料中に溶け込み、容器の減圧変形により液面が上昇した容器詰め飲料を提供することができる。
【００３０】
本発明の第８の構成によれば、容器詰め飲料は、ヘッドスペースガス分圧は、常温大気圧下で飲料中に溶解可能なガス分圧となるように不活性ガスで置換してあるので、密封後経時とともに飲料中に溶解するガス量が増大し、その分液面の上昇が増大する。
【００３１】
本発明の第９の構成によれば、容器詰め飲料は、溶存している酸素ガスおよび不活性ガスが常圧下での飽和量よりも低減されているので、窒素ガスおよび／または炭酸ガスでヘッドスペースのガス置換を行うことにより、ヘッドスペース中の酸素を原因とする経時中の酸化劣化を防止することができるとともに、不活性ガスが経時とともに液面が上昇して開封時に消費者が満足できる容器詰め飲料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の方法を実施するための装置の１例を示す概略図である。
【図２】静置加熱と動的加熱による脱気効果を示すグラフである。
【図３】脱気機構部の１例を示す概略断面図である。
【図４】脱気機構部の他の例を示す概略断面図である。
【図５】還流冷却機構の１例を示す概略断面図である。
【図６】実施例と比較例で用いたＰＥＴボトルのヘッドスペース量と液面高さの関係を示すグラフである。
【図７】実施例１，実施例３および比較例２、比較例３の液面高さの経時変化を示すグラフである。
【図８】実施例１，実施例３および比較例２、比較例３のヘッドスペースの経時変化を示すグラフである。
【図９】実施例１におけるヘッドスペースの中のガス量および溶存ガス量の経時変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の適用に好適なＰＥＴボトルの形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。  
本発明は無菌充填法による充填が可能な飲料、たとえば茶飲料（緑茶、ウーロン茶、紅茶等）、コーヒー飲料（ミルク入り、ブラック）、麦茶、各種混合茶、ココア飲料、果実飲料、スポーツ飲料等に適用することができるが、特に加熱によるフレーバー劣化、褐変が激しい茶飲料に好適に適用することができる。
【００３４】
本発明が適用される容器はＰＥＴボトルのほか、密封後ヘッドスペースガスの飲料中への溶解により減圧変形し、液面（入れ目線）が上昇するポリエステル容器等のプラスチック容器である。本発明が適用されるために好適なＰＥＴボトルの１例を図１０に示す。図１０のＰＥＴボトルでは側面が減圧変形するようなパネル形状を形成している。
【００３５】
図１は本発明の方法を実施するための装置の１例を示す概略図である。
【００３６】
図１の装置１において、２は調合タンク、３は脱気装置、４は貯液タンク、５は飲料の加熱脱気を行うための第１熱交換器、６は脱気機構部、７は高温短時間殺菌を行うための第２熱交換器、７は冷却部を構成する第３熱交換器、９は充填すべき飲料を貯える無菌タンク、１０は充填装置である。ＣＴは各工程間で飲料の供給量を調節するために飲料を一次保持するクッションタンク、Ｐは飲料を流す送液ポンプを示す。なお、図１ではクッションタンクを３基設けているが、適宜、必要に応じて設ければよい。また、各タンクのヘッドスペースは酸化劣化を防止する上で、窒素ガスなどの不活性ガスでパージするのが望ましい。特に、本発明の効果を高めるために、アセプタンクはヘリウムガス、アルゴンガスなど、窒素ガス以外のガスでパージすることができる。
【００３７】
以下本発明の各工程について、図１の装置１を参照して説明する。
【００３８】
被処理飲料はまず調合タンク２において、必要な添加剤等を投与された後脱気装置３においてガス置換方式により不活性ガス（たとえば窒素ガス）を加圧下で混合することにより脱酸素処理を施す。
【００３９】
この脱酸素処理としては公知のガス置換脱気方式を使用することができ、不活性ガスを加圧下で飲料中に混合して脱酸素処理を施す。
【００４０】
次に、脱酸素処理を施した飲料を貯液タンク４を介してプレート式熱交換器等からなる第１熱交換器に送り、脱酸素処理を施した飲料から溶存不活性ガスを加熱脱気するための加熱を行う。
【００４１】
一般に、飽和溶存ガス量は液体の温度の上昇とともに低減することが知られている。また一般に気液界面を有する液体中の溶存ガスは隣接する気体相と平衡状態となろうとする。したがって、被処理飲料中の溶存ガスを低減するためには、常圧下で飲料の温度を上げればよいことが容易に推察できる。しかし、実験の結果、過飽和状態に溶存した気体を飽和状態にするには、極めて長時間を必要とし、単純に加温しただけでは満足な結果が得られないことが判った。一方、熱交換器等を用いてある程度常圧下で、かつ飲料がせん断、攪拌される状態で昇温すると、緑茶飲料について実験した結果を示す図２に示すように、溶存ガスを効率的に気液分離でき、取り除くことができることが明らかになった。また、この方法によれば、起泡した泡が結合し一つになり易いため、泡の発生数が極めて少なく、かつ発生しても容易に消泡することが明らかとなった。
【００４２】
このため、加熱による昇温時から次段のガス分離機構である脱気機構部までは装置の圧力は飲料の昇温温度によっても異なるが、沸騰しない圧力から常圧程度（絶対圧で０．６〜１．２aｔｍ）の負荷圧であることが必要である。したがって、この目的で使用する第１熱交換器はＵＨＴ殺菌機のように加圧を必要とするものではなく、常圧下で加熱が可能なものでよい。加圧下で加熱しても溶存不活性ガスは分離できないからである。ただし、熱交換器内に気相部が滞留すると熱交換器内壁面の気相部と液相部との間が焦げ易くなるなどの原因となるので、望ましくは脱気機構部の直前までは気泡を発生しない圧力とし、脱気機構部では沸騰しない圧力から常圧程度となるようにするのがよい。
【００４３】
この加熱工程における加熱温度は沸点未満である。沸点未満において好適な加熱温度は、飲料の種類や許容される開封時の液面（入れ目線）のレベル等の条件により異なるが、茶飲料の場合は、６０℃以上９０℃以下の範囲内の適当な温度まで加熱することが好ましく、脱気を行う次工程での脱気効率を高めるとともに、フレーバー劣化および褐変を完全に防止するために特に好ましい加熱温度は６５℃以上８５℃以下である。
【００４４】
加熱を終了した飲料は次に飲料中の不活性ガスを脱気するための脱気工程を行う脱気機構部に送られる。図３は脱気機構部６の１例を示す概略断面図であり、図４は脱気機構部６の他の例を示す概略断面図である。
【００４５】
大気に開放下で分離した不活性ガスを取り除いた場合には酸素による飲料の劣化を生じるので、加熱された飲料は分離された不活性ガスを除去する密閉構造の脱気機構部６に送って分離されたガスを取り除く必要がある。
【００４６】
脱気工程において、図３に示す脱気機構部６においては、スタテイックミキサー（図示せず）による攪拌、または脱気機構部６のヘッドスペース部１２から循環されるガスによるバブリング、あるいはこれらの双方により、効率的に溶存ガスが泡となって飲料から分離される。これらの双方を併用する場合には、攪拌部の前にバブリングガスが導入されるように位置させることが、双方の効果を高める上で望ましい。このようにして、流入口Ａから流入する飲料から分離された泡状の主として不活性ガスからなるガスは飲料の上面から上のヘッドスペース部１２に溜まる。ヘッドスペース部１２は飲料が沸騰しない一定の圧力に調整され、その調整機構によりヘッドスペース部１２に溜まって増加するガスは徐々に外部に排出される。またヘッドスペース部１２は、図示のように、必要によりバッフアータンク状に大径の管部とされている。前記したように、ヘッドスペース部１２の圧力を一定に保つために、ヘッドスペース部１２内のガスの一部は脱気機構部６外に排出されるが、一部はバブリングのためにヘッドスペース部１２に戻される。これにより、フレッシュな不活性ガスを導入してバブリングする従来の方式（特許文献１）に比較して、ガスの使用量が低減されるとともに、フレーバー成分の損失量を低減することができる。
【００４７】
図３の脱気機構部６は、不活性ガス供給・排出部１３から不活性ガス循環用管１４を介して不活性ガスの一部が垂直管部１１ａに還流するように構成されており、この還流された不活性ガスの泡は垂直管部１１ａ内を流れる飲料を攪拌することにより飲料中の不活性ガスの分離を促進する。
【００４８】
脱気機構部６は流入する温度の高い飲料が脱気機構部の一部に滞留して偏在することによってこの部分の飲料のフレーバーが劣化しないように、飲料が実質的に滞留しない構造を有している。このため、図３に示すように、脱気機構部６を流入口Ａを有し上下方向に延長する第１垂直管部１１ａと、これに連続して水平方向に延長する水平管部と１１ｂ、この水平管部１１ｂに連続して上下方向に延長し、下部に飲料の流出口Ｂを有する第２垂直管部１１ｃからなる全体として逆Ｕ字形の管１１によって構成することによって、飲料は流入口Ａから入って管内を滞留することなく流れ流出口Ｂから排出される。この間に不活性ガスは飲料から分離して水平管部１１ｂの液面上方のヘッドスペース部１２に溜まり、ヘッドスペース部１２の圧力が所定圧力を超えると不活性ガス供給・排出部１３を介して徐々に外部に放出される。脱気機構部６のこの構造により飲料は実質的に滞留を起こすことなく管１１内を所定の速度で流れて流出口Ｂから次の高温短時間殺菌後冷却する工程へと排出される。
【００４９】
また脱気機構部６には、水平管部１１ｂを流れる飲料の液面を所定のレベルに維持するために、液面計および液面計から送られる信号に応じて液面を制御する制御装置からなる液面調整機構（図示せず）が設けられている。水平管部１１ｂを流れる飲料の液面は液面計によって監視され、制御装置からの信号によって第２熱交換器７の前の送液ポンプによる送液調整により一定の液面になるように調整される。液面計としては、フロート式、圧力式、静電容量式、マイクロウェーブ式、超音波式など、公知のものを適宜用いることができる。
【００５０】
またこの脱気機構部６はヘッドスペース部１２と不活性ガス供給・排出部１３の間に還流冷却機構１５を備えている。図３の脱気機構部６における還流冷却機構１５は図５に概略を示すように、冷却液収容部２８とその中を貫通するコイル状管部２９を備えている。冷却液収容部２８内を冷却液が矢印方向に流れ、コイル状管部２９内をヘッドスペース部１２で分離した不活性ガスが流れる。この冷却液の温度は不活性ガス中に含有される水蒸気が凝縮して液化されるために充分な温度である。
【００５１】
還流冷却機構１５を通過する不活性ガスは不活性ガス中に含有されるフレーバー成分が冷却されることにより、脱気された不活性ガス中に含有されるフレーバー成分は蒸気とともに凝縮し液化され回収されて管１１に流下し、壁面を伝って管１１中の飲料中に戻される。
【００５２】
不活性ガス供給・排出部１３は、ヘッドスペース部１２からの不活性ガスを排出するばかりでなく、除菌フイルター等によって無菌化されたバブリング用の不活性ガスを外部から供給され、不活性ガス循環用管１４に送り込んで飲料のバブリングを行うことができるように構成されている。このため不活性ガス供給部と不活性ガス排出部を共通の管によって構成し、弁操作により不活性ガスの供給と排出をコントロールするようにしてもよいが、別々の管で構成した方が好ましい。排気不活性ガスは無菌でなくてもよいが、外部から供給されるバブリング用不活性ガスは無菌化されていることが望ましいからである。
【００５３】
図４に示す脱気機構部６は上下方向に延長する円筒部２０と、その上方の小径の円筒部２１と、小径円筒部２１の下端部に設けられたスプレーノズル２２と、不活性ガスを外部に排気しかつ外部からのバブリング用不活性ガスを供給する排気・供給管２３と、排気・供給管２３の先端の不活性ガス供給・排出部２４と、排気・供給管２３において不活性ガス供給・排出部２４の上流側に設けられた還流冷却機構２５を備えている。
【００５４】
小径円筒部２１の上端部の流入口Ａから流入した飲料はスプレーノズル２２からミスト状または粒子状に円筒部２０内のヘッドスペース部２６に散布され、円筒部２０の下部の液相部２７に短時間保持された後下端部の流出口Ｂから流出する。円筒部２０の液面の上方の部分はヘッドスペース部２６を構成し、ヘッドスペース部２６は排気・供給管２３と連通している。還流冷却機構２５および不活性ガス供給・排出部２４の構成および作用は図３の還流冷却機構１５および不活性ガス供給・排出部１３と同様である。なお、図３および図４の還流冷却機構１５は図５に示す構造に限らず、公知の冷却プレート等不活性ガスを冷却してそれに含まれる水蒸気と同時にフレーバー成分を液化して回収できる構造のものであればどのような構造のものでもよい。
【００５５】
また図４の脱気機構部６も図５の脱気機構部６と同様の構成の液面調整機構を備えている。
【００５６】
こうして不活性ガスが加熱脱気された飲料は、その後、プレート式熱交換器等からなるＵＨＴ殺菌機である第２熱交換器７に送られて高温短時間殺菌が施された後冷却部を構成する第３熱交換器７において常温程度の充填温度に冷却される。
【００５７】
冷却された飲料は無菌タンク９に貯えられ、充填装置１０によりＰＥＴボトル等の容器に無菌充填された後常法により密封され製品とされる。充填装置１０には容器のヘッドスペースを不活性ガスにより置換する周知の装置が設けられており、必要に応じて容器のヘッドスペースを不活性ガスにより置換することができる。
【００５８】
以下緑茶飲料を例にとり、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００５９】
評価
（１）液面高さ
緑茶飲料をＰＥＴボトルに充填後、２３℃の室温下に保存して充填直後及び２週間経過後のそれぞれの液面高さをデジタル式ハイトゲージを用いて測定した。尚、前記液面高さは、２週間経過後はほぼ一定となり、その後は飽和状態となるため、２週間経過後の値を評価した。
【００６０】
（２）開封時の液面変化
２週間経過後の各茶飲料を充填したＰＥＴボトルの液面高さと、開封後の液面高さの差を開封時の液面変化量とした。
【００６１】
（３）ヘッドスペース量
ＰＥＴボトル内のヘッドスペースガスを２３℃に調整した飽和食塩水を用いて水中捕集し、捕集瓶の目盛りを用いて測定した。
【００６２】
（４）ヘッドスペースガス組成
水中捕集したヘッドスペースガスの組成を、ガスクロマトグラフィーで測定した。測定の結果、二酸化炭素と水素はほとんど検出されなかったため、窒素と酸素について評価した。
【００６３】
（５）溶存ガス量（酸素／窒素）
緑茶飲料をＰＥＴボトルに充填した直後、及び２週間後の溶存ガス量を、溶存酸素センサーおよび溶存窒素センサーを用いて測定した。
【００６４】
なお、本評価では溶存炭酸ガスについては評価を行っていないが、溶存炭酸ガスセンサーを用いて同様に評価できる。ただし、炭酸ガスを評価する場合、気体分子としての溶存量と炭酸イオンとしての溶存量の両者をそれぞれ評価する必要がある。
【００６５】
（６）フレーバー官能評価
５人のパネラーにより、実施例、比較例で製造したＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を試飲し、緑茶飲料の味覚（◎：優、○：良、△：やや良、×：不可）を評価した。
【実施例１】
【００６６】
デアレーター（バキューム式脱気装置）を用いて脱気したイオン交換水９０ｋｇをニーダー（混合機）に投入し、５０℃に加温した後、緑茶用茶葉を５ｋｇ添加し８分間抽出した。この抽出液を濾過後、プレート式熱交換機を用いて２５℃に冷却し、窒素パージした調合タンクに投入した。更に、抽出液を攪拌しながらアスコルビン酸ナトリウムを３００ｐｐｍ、重炭酸ナトリウムを３．１ｐｐｍ添加してｐＨ６．１の茶飲料を調合タンクで調合した。次に、ガス置換方式により窒素ガスを加圧下で混合して脱酸素処理を施し、窒素パージした貯液タンクに投入した。この緑茶飲料を第１プレート式熱交換器を用いて大気圧（１ａｔｍ）下で８５℃に加熱し、図３に示す脱気機構部６で溶存ガスを取り除いて加熱脱気を行った。その後、第２プレート式熱交換機にて４ａｔｍの圧力下にて、１３８℃−３０秒の加熱加圧殺菌を施し、第３プレート式熱交換機で２５℃に冷却した。最後に、冷却後の緑茶飲料を窒素パージした無菌タンク内に溜めた後、５００ｍｌ用ＰＥＴボトルに充填した。
【実施例２】
【００６７】
緑茶飲料の第１プレート式熱交換器による加熱温度を９５℃にした以外は、実施例１と同様にＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【実施例３】
【００６８】
緑茶飲料の第１プレート式熱交換器による加熱温度を６５℃にした以外は、実施例１と同様にＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【実施例４】
【００６９】
冷却後の緑茶飲料をＰＥＴボトルに充填した際に、充填後のヘッドスペースを窒素ガスで置換した以外は、実施例１と同様にしてＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【００７０】
なお、ヘッドスペースのガス置換率は９０％であった。
【実施例５】
【００７１】
冷却後の緑茶飲料をＰＥＴボトルに充填した際に、充填後のヘッドスペースを窒素ガス７０％、炭酸ガス３０％からなる混合ガスで置換した以外は、実施例３と同様にＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【実施例６】
【００７２】
第１プレート式熱交換器の圧力を大気圧（１ａｔｍ）とし、脱気機構部を図４に示す脱気機構部とした以外は、実施例１と同様にＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【００７３】
なお、図４の脱気機構部内の圧力は０．７ａｔｍと大気圧（１ａｔｍ）より減圧した。
【比較例１】
【００７４】
調合液のガス置換方式による脱酸素処理を施さなかった以外は、実施例２と同様にＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【比較例２】
【００７５】
脱気機構部を設けず、溶存ガスを取り除かなかった以外は、実施例１と同様にＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【比較例３】
【００７６】
ガス置換方式により窒素ガスを加圧下で混合して脱酸素処理を施すに際し、圧力を下げて溶存窒素量を減少させ、また、脱気機構部を設けず、溶存ガスを取り除かなかった以外は、実施例１と同様にしてＰＥＴボトル詰め緑茶飲料を作成した。
【００７７】
上記各実施例および比較例で用いたＰＥＴボトルのヘッドスペース量と液面高さの関係を図６に示し、実施例１、実施例３および比較例２，比較例３の液面高さの経時変化を図７に示し、実施例１、実施例３および比較例２、比較例３のヘッドスペースの経時変化を図８に示し、実施例１におけるヘッドスペース中のガス量および溶存ガス量の経時変化を図９に示す。また、各実施例および比較例の作成条件、充填直後および２週間後の溶存ガス量と液面高さ、充填２週間以降に開封したときの液面低下量、緑茶飲料のフレーバーについての評価結果を表１に示す。
【００７８】
表１から明らかなように、実施例及び比較例２、比較例３においては、いずれも緑茶飲料中にヘッドスペース中の酸素が溶解し、その分液面が上昇するが、本発明に関わる実施例では、緑茶飲料中の窒素を前述した加熱脱気により低減させるために緑茶飲料中の窒素量が飽和量とならず、ヘッドスペースに残存する、或いは存在する窒素が緑茶飲料中に溶解してその液面が確実に大きく上昇し、開封した際の液面変化も容易に判別できるレベルとなる。
【００７９】
一方、比較例１では、実施例２と同レベルの液面上昇と開封時の液面低下を示したものの、前述したように、調合液のガス置換方式による脱酸素処理を施さなかったため、加熱脱気において緑茶飲料が酸化劣化し、褐変するとともにフレーバーが劣る結果となった。
【００８０】
また、比較例２では、前述したように、緑茶飲料中の溶存ガスを取り除いていないため、充填直後の溶存窒素量が飽和量、或いは飽和量よりも多くなり、液面の変化が少なく、本発明の目的とは逆に液面が下がりヘッドスペースが増加したものと考えられる。
【００８１】
さらに、比較例３では、ガス置換方式により窒素ガスを加圧下で混合して脱酸素処理を施すに際に圧力を下げて溶存窒素量を減少させているため、液面は上昇するものの、その液面上昇は主にヘッドスペース中の酸素が茶飲料中に溶解したためと考えられ、液面変化量も実施例に比較して少なく、開封した際の液面変化も容易に判別できるレベルとはならない。
【００８２】
なお、実施例２では、実施例１と同様に、窒素が茶飲料中に溶解してその液面が確実に大きく上昇し、開封した際の液面変化も容易に判別できるレベルとなるが、前述した加熱温度が９５℃と高いため、比較例１より優れるものの、茶飲料のフレーバーが僅かに劣る結果となった。
【００８３】
従って、液面（入れ目線）上昇およびフレーバーの観点から、前述加熱脱気工程における茶飲料の加熱温度は６０乃至９０℃が好ましい。
【００８４】
実施例５ではヘッドスペースを窒素ガスと炭酸ガスの混合ガスでガス置換を行ったので、経時とともに炭酸ガスがほぼ全量溶解するため、ヘッドスペースを窒素ガスで置換した実施例４よりも効果的に液面を高くすることができた。なお、炭酸ガスはｐＨ調整に用いた重炭酸ナトリウム由来の量に比較して微量のため、内容物のｐＨやフレーバーに影響することはなかった。
【００８５】
実施例６では脱気機構部内の圧力を０．７ａｔｍと大気圧（１ａｔｍ）より減圧したので、加熱脱気の効果が高まり、同じ８５℃で加熱脱気した実施例１よりも効果的に液面を高くすることができた。
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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