(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビール、清涼飲料等の飲料の製造に使用する処理水の脱気装置において、処理水供給配管を流れる処理水に炭酸ガスまたは窒素ガスを微細気泡状態になるように吹き込むガス吹込み装置と、前記処理水供給配管からタンク上部内へ供給された微細気泡を含む処理水をタンク内下部に向かい流下させるとともにタンク内下部に設けた多孔質中空糸状膜ユニットを通過させてその間に製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と余分の炭酸ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプにより処理水中から脱気させる真空タンクと、同真空タンクの下部から脱気処理水を取り出して次工程へ送る処理水送出配管とを具えていることを特徴とした脱気装置。
【請求項２】
前記処理水供給配管からタンク上部内へ供給された処理水を旋回させながらタンク内下部に向かい流下させる螺旋状水路を前記真空タンクの上部内壁面に設けた請求項１記載の脱気装置。
【請求項３】
前記処理水供給配管からタンク上部内へ供給された処理水を多数の孔を通してタンク内下部に向かい流下させる多孔板を前記真空タンクの上部内壁面に設けた請求項１記載の脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビール、清涼飲料等の飲料の製造に使用する処理水の脱気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の脱気装置を図３により説明すると、３０が膜式脱酸素装置、３１が中空糸状気体透過膜等を用いた膜式脱酸素装置３０の脱酸素膜部で、同脱酸素膜部３１は、透過膜の外周部を水封式真空ポンプ３４により真空状態にして、同透過膜中を流れる原水（食品加工水）の溶存酸素を除去するようにしている。３５は減圧弁、３６は定流量弁、３７、３８は電磁弁である。
【０００３】
３９がフロースイッチで、同フロースイッチ３９は、その出力信号により、上記水封式真空ポンプ３４の稼働及び上記電磁弁３７、３８の開閉を制御する。即ち、上記脱酸素膜部３１内を原水が流れると、フロースイッチ３９が作動して、水封式真空ポンプ３４がＯＮになるとともに、電磁弁３７、３８が開になる。
３２が任意の食品加工装置、３３が置換ガス内封型貯水タンクで、例えばＮ2 等の不活性ガスを同置換ガス内封型貯水タンク３３内に充満させ、外部（雰囲気）からの酸素Ｏ2 の混入を防止して、原水の溶存酸素濃度を３ｐｐｍ以下に調整した後、原水を食品加工装置３２へ供給する。
【０００４】
この場合の溶存酸素濃度の調整は、脱酸素膜部３１を通る原水の流量を調節したり、水封式真空ポンプ３４の排気量を制御することによっても行うことができる。
また図４は、脱気装置の他の従来例を示しており、３０が脱酸素性能の異なる複数台の膜式脱酸素装置で、これらの膜式脱酸素装置３０を切換バルブ４０により切り換えるようにしている。
【０００５】
以上の脱気装置は、各種農産物、畜産物、水産物の浸漬や水煮に適用されている。また野菜、豆類、穀類の浸漬や煮炊き、海草類や乾燥物の水戻し、鰹節等によるダシの製造にも適用されている。さらに各種飲料水（コーヒー、紅茶、ウーロン茶、緑茶等）の抽出や希釈、薬草からの薬効成分の抽出、汁物の調理、醤油や酒類（日本酒、ワイン等）の製造などにも適用されている。
【０００６】
これら液状食品材料の加工に際しては、前工程で加工した液状食品材料を膜式酸素装置３０へ導入し、脱酸素膜部３１により真空脱気して、溶存酸素を３ｐｐｍ以下に調整した後、次工程の食品加工装置３２へ供給する。このときの供給量は、実用上、単位時間当たり４００〜１００００リットルの範囲になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記図３、図４に示す従来の脱気装置は、炭酸ガス等を水中に注入して、水中の空気と置換するものであり、この種の脱気装置では、脱気処理水に高濃度の炭酸ガスが溶存するために、炭酸ガス濃度の低い炭酸飲料の製造には、使用できない。
【０００８】
また脱酸素膜部３１で脱酸素膜として使用している中空糸状気体透過膜は、耐圧性が低いため、処理水の圧力と脱気部との圧力差を大きくして、処理水の溶存酸素やその他の製品液の品質に悪い影響を与える気体を効率よく脱気させるのが困難である。
また中空糸状気体透過膜を破損させない限界値で脱気を行うためには、圧力制御を高精度で行う必要があって、製作コスト及びランニングコストを嵩ませるという問題があった。
【０００９】
本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、▲１▼処理水の溶存酸素やその他の製品液の品質に悪い影響を与える気体を処理水中から効率よく脱気させることができ、▲２▼製作コスト及びランニングコストを低減でき、▲３▼炭酸ガス濃度の低い炭酸飲料の製造に使用できる脱気装置を提供しようとする点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、ビール、清涼飲料等の飲料の製造に使用する処理水の脱気装置において、処理水供給配管を流れる処理水に炭酸ガスまたは窒素ガスを微細気泡状態になるように吹き込むガス吹込み装置と、前記処理水供給配管からタンク上部内へ供給された微細気泡を含む処理水をタンク内下部に向かい流下させるとともにタンク内下部に設けた多孔質中空糸状膜ユニットを通過させてその間に製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と余分の炭酸ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプにより処理水中から脱気させる真空タンクと、同真空タンクの下部から脱気処理水を取り出して次工程へ送る処理水送出配管とを具えている（請求項１）。
【００１１】
前記請求項１記載の脱気装置において、処理水供給配管からタンク上部内へ供給された処理水を旋回させながらタンク内下部に向かい流下させる螺旋状水路を真空タンクの上部内壁面に設けてもよい（請求項２）。
前記請求項１記載の脱気装置において、処理水供給配管からタンク上部内へ供給された処理水を多数の孔を通してタンク内下部に向かい流下させる多孔板を真空タンクの上部内壁面に設けてもよい（請求項３）。
【００１２】
【作用】
本発明の脱気装置は前記のように構成されており、処理水を処理水供給配管→ガス吹込み装置→真空タンクへ送る一方、製品液の品質に悪影響を与えない炭酸ガスまたは窒素ガスをガス吹込み装置により上記処理水供給配管を流れる処理水へ吹き込んで、処理水を炭酸ガスまたは窒素ガスの微細気泡を多数含んだ処理水（気泡液）にし、次いで処理水（気泡液）を真空タンク内上部へ供給して、真空タンク内下部に向かい流下させることにより（螺旋状水路により旋回させながら真空タンク内下部に向かい流下させるか、多孔板の各孔を通して真空タンク内下部に向かい流下させることにより）、気泡液接触時間を長く保ちながら、多孔質中空糸状膜ユニット上方の処理水滞留スペースへ流入させ、この間、製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と、余分な炭酸ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプにより処理水中から脱気し、次いで上記処理水滞留スペースに滞留した処理水を真空タンク内下部に設けた多孔質中空糸状膜ユニットを通過させることにより、気泡液接触時間を長く保ちながら、真空タンク内最下部へ流入させ、この間、上記処理水滞留スペースまでの脱気行程で脱気されなかった上記気体を真空ポンプにより処理水中から脱気する。そして真空タンク内最下部へ流入した脱気処理水を処理水送出配管により真空タンクの下部から取り出して次工程へ送る。  上記のように炭酸ガスまたは窒素ガスを処理水供給配管を流れる処理水へ吹き込んで、微細気泡にするのは、炭酸ガス等の混入を促進するためであり、これにより、酸素を効率よく脱気させるとともに、その後の液に含まれている炭酸ガス等を脱気により取り除き易くして、その濃度を低くするためである。なお無炭酸飲料であって炭酸ガスが混入してはいけない場合には、窒素ガスを使用することになる。
【００１３】
【実施例】
（第１実施例）
次に本発明の脱気装置を図１に示す第１実施例により説明すると、１が真空タンクで、同真空タンク１は、ベース（図示せず）に固定され、同真空タンク１の内壁面中段部には、螺旋状水路（螺旋状凹型水路）２が設けられ、同真空タンク１の下部内には、多孔質中空糸状膜ユニット３が配設され、同多孔質中空糸状膜ユニット３の上下に多孔のフランジ４、４が固定され、同各フランジ４が真空タンク１の内壁面に固定され、同上下フランジ４、４の外周面と同真空タンク１の内壁面との間が気密的にシールされて、同上下フランジ４、４間に密閉空間部１ａが形成されている。
【００１４】
２０ａが同密閉空間部１ａに開口した真空タンク１の脱気排出口、２０ｂが真空タンク１の頂部に開口した脱気排出口、５が上記脱気排出口２０ａ、２０ｂに配管を介して連絡した真空ポンプ、６ａが脱気排出口２０ａ側の配管に設けられた逆止弁、６ｂが脱気排出口２０ｂ側の配管に設けられた逆止弁で、これら逆止弁６ａ、６ｂには、流量調整弁（図示せず）が設けられている。同各流量調整弁は、真空タンク１内が一定の真空度になるように自動的に調節する役目を持っている。
【００１５】
２２が処理水供給配管で、同処理水供給配管２２が上記螺旋状水路２の入口ソケット（図示せず）に連絡し、同処理水供給配管２２には、コントロール弁７とガス吹込み装置（エゼクター）９とが設けられ、上記コントロール弁７が真空タンク１内に設けたフロートバルブ８に連結され、同ガス吹込み装置９側の配管には、減圧弁１０と手動式ストップ弁１１とガス量等を確認するフローメータ１２とガス供給量を制御する電磁弁１３とが設けられている。
【００１６】
２３が上記真空タンク１の下部内に連絡した処理水送出配管で、同処理水送出配管２３には、送水ポンプ１４と流量計１５と自動弁１７とが設けられ、送水ポンプ１４と流量計１５とが電気配線を介して流量コントローラ１６に接続されている。
次に前記図１に示す脱気装置の作用を具体的に説明する。
【００１７】
真空タンク１内の定められた水位がフロートバルブ８により検出され、同フロートバルブ８により得られた検出信号（電気信号）がコントロール弁７へ送られ、同コントロール弁７が作動して、処理水が処理水供給配管２２→ガス吹込み装置（エゼクター）９→真空タンク１へ送られる。
一方、製品液の品質に悪影響を与えない炭酸ガスまたは窒素ガスが減圧弁１０→手動式ストップ弁１１→フローメータ１２→電磁弁１３を経てガス吹込み装置（エゼクター）９へ送られる。なお炭酸ガスまたは窒素ガスは、減圧弁１０により減圧され、フローメータ１２により注入量が確認される。
【００１８】
ガス吹込み装置（エゼクター）９では、上記炭酸ガスまたは窒素ガスが処理水供給配管２２を流れる処理水へ吹き込まれて、処理水が炭酸ガスまたは窒素ガスの微細気泡を多数含んだ処理水（気泡液）にされる。
次いで処理水（気泡液）が真空タンク１内上部へ供給され、螺旋状水路２を通って、旋回させられることにより、気泡液接触時間が長く保たれながら、真空タンク１内下部に向かい流下して、真空タンク１内下部に設けられた多孔質中空糸状膜ユニット３の上方の処理水滞留スペースへ流入する。この処理水滞留スペースに滞留した処理水の水位は、フロートバルブ８とコントロール弁７とによりコントロールされる。
【００１９】
この間、製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と余分の炭酸ガスまたは窒素ガスとが脱気排出口２０ｂ→逆止弁６ｂを経て真空ポンプ５により処理水中から脱気される。
次いで上記処理水滞留スペースに滞留した処理水が真空タンク１内下部に設けられた多孔質中空糸状膜ユニット３を通過することにより、気泡液接触時間が長く保たれながら、真空タンク１内最下部へ流入する。
【００２０】
この間、上記処理水滞留スペースまでの脱気行程で脱気されなかった気体、即ち、製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と余分の炭酸ガスまたは窒素ガスとが上下フランジ４、４間の密閉空間部１ａ→脱気排出口２０ａ→逆止弁６ａを経て真空ポンプ５により処理水中から脱気される。
そして真空タンク１内最下部へ流入した脱気処理水が処理水送出配管２３→送水ポンプ１４→流量計１５→自動弁１７を経て次工程へ送られる。その際、流量計１５により検出された流量値が流量コントローラ１６へ送られる一方、同流量コントローラ１６により送水ポンプ１４が制御される。次行程で異常が発生したときには、自動弁１７が作動して、真空ポンプ５が停止する。なお真空ポンプ５の吸引圧は、調整機構（図示せず）により調整される。
【００２１】
（第２実施例）
図２は、第２実施例を示している。この実施例が前記第１実施例と異なるのは、同真空タンク１の内壁面中段部に螺旋状水路（螺旋状凹型水路）２を設ける代わりに、多孔質中空糸状膜ユニット３と真空タンク１頂部との間に多数の孔２１ａを有する多孔板２１を設け、炭酸ガスまたは窒素ガスの微細気泡を多数含んだ処理水（気泡液）をこの多孔板２１内へ導入して、多数の孔２１ａから落下させ、その途中に、製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と余分の炭酸ガスまたは窒素ガスとを逆止弁６ｂを経て真空ポンプ５により処理水中から脱気させるようにした点である。その他の作用は、第１実施例と同じである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の脱気装置は前記のように処理水を処理水供給配管→ガス吹込み装置→真空タンクへ送る一方、製品液の品質に悪影響を与えない炭酸ガスまたは窒素ガスをガス吹込み装置により上記処理水供給配管を流れる処理水へ吹き込んで、処理水を炭酸ガスまたは窒素ガスの微細気泡を多数含んだ処理水（気泡液）にし、次いで処理水（気泡液）を真空タンク内上部へ供給して、真空タンク内下部に向かい流下させることにより（螺旋状水路により旋回させながら真空タンク内下部に向かい流下させるか、多孔板の各孔を通して真空タンク内下部に向かい流下させることにより）、気泡液接触時間を長く保ちながら、多孔質中空糸状膜ユニット上方の処理水滞留スペースへ流入させ、この間、製品液の品質に悪影響を与える空気・酸素気泡及び気体と、余分な炭酸ガスまたは窒素ガスとを真空ポンプにより処理水中から脱気し、次いで上記処理水滞留スペースに滞留した処理水を真空タンク内下部に設けた多孔質中空糸状膜ユニットを通過させることにより、気泡液接触時間を長く保ちながら、真空タンク内最下部へ流入させ、この間、上記処理水滞留スペースまでの脱気行程で脱気されなかった上記気体を真空ポンプにより処理水中から脱気する。そして真空タンク内最下部へ流入した脱気処理水を処理水送出配管により真空タンクの下部から取り出して次工程へ送るので、処理水の溶存酸素やその他の製品液の品質に悪い影響を与える気体を処理水中から効率よく脱気させることができる。
【００２３】
また本発明の脱気装置では前記のように処理水の脱気に多孔質中空糸状膜ユニットを使用している。その場合、一番問題になる強度に対して真空ポンプの負圧をあまり大きくする必要がなく、その分、圧力調整にあまり気を使う必要がなく、真空ポンプに真空度の低いものを使用できて、脱気装置の製作コスト及びランニングコストを低減できる。
【００２４】
また本発明の脱気装置では前記のように炭酸ガス等処理水供給配管を流れる処理水へ吹き込んで、微細気泡にしている。これは、炭酸ガス等の混入を促進するためであり、これにより、酸素を効率よく脱気させるとともに、その後の液に含まれている炭酸ガス等を脱気により取り除き易くして、その濃度を低くするためであり、炭酸ガス濃度の低い炭酸飲料の製造に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の脱気装置の第１実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の脱気装置の第２実施例を示す斜視図である。
【図３】従来の脱気装置の一例を示す系統図である。
【図４】従来の脱気装置の他の例を示す系統図である。
【符号の説明】
１      真空タンク
１ａ    密閉空間部
２      螺旋状水路（螺旋状凹型水路）
３      多孔質中空糸状膜ユニット
４      多孔のフランジ
５      真空ポンプ
６ａ    逆止弁
６ｂ      〃
７      コントロール弁
８      フロートバルブ
９      ガス吹込み装置（エゼクター）
１０    減圧弁
１１    手動式ストップ弁
１２    フローメータ
１３    電磁弁
１４    送水ポンプ
１５    流量計
１６    流量コントローラ
１７    自動弁
２０ａ  脱気排出口
２０ｂ    〃
２２    処理水供給配管
２３    処理水送出配管
【図１】
0003546094.tif 000002
【図２】
0003546094.tif 000003
【図３】
0003546094.tif 000004
【図４】
0003546094.tif 000005