(57)【要約】【課題】容器入り炭酸飲料の標準温度（２０℃）におけるガスボリュームを容易に求めることができる容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法及び算出装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法は、容器入り炭酸飲料のガス圧と温度を測定する工程と、測定したガス圧とガス温度から計算式を用いて２０℃におけるガスボリュームを算出する工程と、を備え、計算式は、下記式１とした。  Gv(p,t)=(1＋9.866p)×(171300−7129t＋437.8t2-46.85t3＋3.187t4-0.1042t5＋0.001286t6)×10-5    （式１）  Gv：ガスボリューム（vol．[２０℃]）  ｐ：圧力（Mpa）  ｔ：温度（℃）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器入り炭酸飲料のガス圧と温度を測定する工程と、
測定したガス圧とガス温度から計算式を用いて２０℃におけるガスボリュームを算出する工程と、を備え、
計算式は、各ガス圧とガス温度とガスボリュームとの関係をマトリックスで示したガスボリューム表に基づく計算式であって、
ガスボリューム表の圧力、温度及びそれらの乗数の組み合わせで構成されるガスボリュームを説明変数とし、２０℃でのガス圧を目的変数とする重回帰分析により得られた式を計算式としたことを特徴とする容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法。
【請求項２】
前記計算式は、下記式１であることを特徴とする請求項１に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法。
【数１】
2018179915.tif 000007
【請求項３】
請求項２に記載の式１を格納した演算部と、
測定した圧力ｐと温度ｔとを入力する入力部と、
演算部で演算した結果を表示する表示部とを備え、
演算部は入力部で入力された圧力ｐと温度ｔの入力値に基づいて式１を演算し、演算で得られたガスボリュームGvを表示部に表示することを特徴とする容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム計算器と、
容器入り炭酸飲料を配置する配置部と、
配置部に配置された容器入り炭酸飲料のガス圧を測定するガス圧測定部と、
配置部に配置された容器入り炭酸飲料の飲料温度を測定する温度測定部と、を備え、
前記入力部には、ガス圧測定部で測定した圧力値信号と、温度測定部で測定した温度値信号とが入力されることを特徴とする容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置。
【請求項５】
任意の範囲のガスボリュームGvrを入力する範囲設定部と、
演算部で演算されたガスボリュームGvと、範囲設定部で入力されたガスボリュームGvrとを比較する比較部と、
演算部で演算されたガスボリュームGvが範囲設定部で入力されたガスボリュームGvrの範囲外であるときには、警報を発する警報部とを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置。
【請求項６】
容器入り炭酸飲料は、瓶、缶、樹脂製ボトルのいずれかの容器に収納された炭酸飲料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法。
【請求項７】
容器入り炭酸飲料は、瓶、缶、樹脂製ボトルのいずれかの容器に収納された炭酸飲料であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法及び算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、容器入り炭酸飲料の製造や管理において、ガスボリュームを測定し、測定したガスボリュームが所定の範囲内にあることを確認又は検査している。  
かかるガスボリュームは、容器入り炭酸飲料（資料）の温度と圧力を測定し、非特許文献に掲載の表（図５及び図６）から標準温度２０℃におけるガスボリュームを算出している。図５及び図６に示す表は、縦軸に温度（℃）、横軸に圧力（ＭＰａ）を示し、図５は圧力が０〜０．２５ＭＰａの範囲、図６は圧力が０．２６〜０．５０ＭＰａの範囲である。尚、これらの表の表記においてガスボリューム（vol）は、倍率を示し、例えば１．０（vol）は資料となる容量の１．０倍である。  
【０００３】
図５及び図６に示す表を用いたガスボリュームの求め方は、例えば、資料の液温が１０℃で圧力が０．３０ＭＰａの場合には、縦の０．３０ＭＰａの線と横の１０℃の線の交点から、４．７２９の値が得られる。これを標準温度２０℃の横線で、４．７２９に最も近い値を探し、４．６９１と４．７７８の中間に位置する値とする。この中間に位置する値の縦線から求めた内圧は０．４４５ＭＰａとなる。  
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】第９５２頁〜第９５５頁「最新・ソフトドリンクス」監修  社団法人全国清涼飲料工業会、財団法人日本炭酸飲料検査協会  編集  最新・ソフトドリンクス編集委員  委員長  三浦  洋  平成１５年９月３０日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の標準温度（２０℃）におけるガスボリュームの算出は、上記のように、資料となる容器入り炭酸飲料の温度と圧力から表を辿って求めるため、手間がかかるという問題があった。  
【０００６】
そこで、本発明は、容器入り炭酸飲料の標準温度（２０℃）におけるガスボリュームを容易に求めることができる容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法及び算出装置の提供を目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、容器入り炭酸飲料のガス圧と温度を測定する工程と、
測定したガス圧とガス温度から計算式を用いて２０℃におけるガスボリュームを算出する工程と、を備え、計算式は、各ガス圧とガス温度とガスボリュームとの関係をマトリックスで示したガスボリューム表に基づく計算式であって、ガスボリューム表の圧力、温度及びそれらの乗数の組み合わせで構成されるガスボリュームを説明変数とし、２０℃でのガス圧を目的変数とする重回帰分析により得られた式を計算式としたことを特徴とする容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法である。  
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記計算式は、下記式１であることを特徴とする請求項１に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出方法である。
尚、下記のガスボリューム（vol．[２０℃]）は、２０℃におけるガスボリューム（vol）であることを意味する。  
【０００９】
【数１】
2018179915.tif 000003
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の式１を格納した演算部と、測定した圧力ｐと温度ｔとを入力する入力部と、演算部で演算した結果を表示する表示部とを備え、演算部は入力部で入力された圧力ｐと温度ｔの入力値に基づいて演算し、演算で得られたガスボリュームGvを表示部に表示することを特徴とする容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置である。  
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の容器入り炭酸飲料のガスボリューム計算器と、容器入り炭酸飲料を配置する配置部と、配置部に配置された容器入り炭酸飲料のガス圧を測定するガス圧測定部と、配置部に配置された容器入り炭酸飲料の温度を測定する温度測定部と、を備え、前記入力部には、ガス圧測定部で測定した圧力値信号と、温度測定部で測定した温度値信号とが入力されることを特徴とする容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置である。  
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、任意の範囲のガスボリュームを入力する範囲設定部と、演算部で演算されたガスボリュームGvと、範囲設定部で入力されたガスボリュームGvrとを比較する比較部と、演算部で演算されたガスボリュームGvが範囲設定部で入力されたガスボリュームGvrの範囲外であるときには、警報を発する警報部とを備えることを特徴とする。  
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、容器入り炭酸飲料は、瓶、缶、樹脂製ボトルのいずれかの容器に収納された炭酸飲料であることを特徴とする。  
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の発明において、  容器入り炭酸飲料は、瓶、缶、樹脂製ボトルのいずれかの容器に収納された炭酸飲料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、測定した容器入り炭酸飲料の飲料温度と圧力とから、計算式に基づいて算出するので、標準温度（２０℃）のガスボリュームを容易に求めることができる。  
計算式は、ガスボリューム表の各ガスボリュームを目的変数とし、各ガスボリュームの２０℃の温度でのガス圧を目的変数とする重回帰分析により得られた式とすることにより、精度の高い近似値を得ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、検証の結果、高い精度で標準温度（２０℃）のガスボリュームを求めることができた。  
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を奏する容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置を提供できる。  
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、容器入り炭酸飲料のガス圧と飲料温度の測定値を入力信号として入力部に直接入力するので、自動計測により、標準温度（２０℃）のガスボリュームを求めることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、測定したガスボリュームが所定範囲外になっているときには、警報を発することで、注意を喚起できる。  
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。  
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３〜５のいずれか一項に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。  
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる計算式（式１）と比較例の式とから求めたガスボリュームについて、非特許文献１から求めたガスボリュームに対する温度別合致率を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態にかかる計算式（式１）と比較例の式とから求めたガスボリュームについて、非特許文献１から求めたガスボリュームに対する圧力別合致率を示すグラフである。
【図５】非特許文献１の炭酸ガス吸収係数表（ガスボリューム表）であり、温度及び圧力（０〜０．２５ＭＰａ）とガスボリュームとの関係を示す図である。
【図６】非特許文献１の炭酸ガス吸収係数表（ガスボリューム表）であり、温度及び圧力（０．２６〜０．５０ＭＰａ）とガスボリュームとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、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。  
図１に示すように、本実施の形態にかかる容器入り炭酸飲料のガスボリューム算出装置１（以下単に「ガスボリューム算出装置」という）は、温度入力部３と、圧力入力部５と、演算部７と、比較部９と、範囲設定部１１と、表示部１３と、警報部１４とを備えている。  
容器入り炭酸飲料は、炭酸水、サイダー、果汁入り炭酸飲料等であり、容器は瓶、缶、樹脂製ボトルのいずれかが用いられる。また、容器の容量は、３５０ｍＬ（ミリリットル）、５００ｍＬ、１Ｌ（リットル）等である。  
【００２４】
温度入力部３は、資料となる容器入り炭酸飲料の測定温度ｔが入力されるものであり、図２に示すように、温度入力キー１５を押圧した後、テンキー１７により測定した数値を入力する。  
圧力入力部５は、温度入力部３と同様に、資料となる容器入り炭酸飲料の測定圧力ｐが入力されるものであり、図２に示す圧力入力キー１９を押圧した後、テンキー１７により測定した数値を入力する。  
演算部７は、入力された温度ｔと圧力ｐとの計算式からガスボリュームGv(p,t)を算出する。この演算部７には、下記の（式１）が格納されている。  
【００２５】
本実施の形態では、ガスボリュームの計算式は、図５及び図６に示す非特許文献に掲載の炭酸ガス吸収係数表（以下、単に「ガスボリューム表」という）の圧力と温度とガスボリュームとの関係から求めた計算式であって、ガスボリューム表の圧力、温度及びそれらの乗数の組み合わせで構成されるガスボリュームを説明変数とし、２０℃でのガス圧を目的変数とする重回帰分析により得られた式を計算式とした。尚、実数は４桁とした。  
計算式は、具体的には下記（式１）である。  
【００２６】
【数２】
2018179915.tif 000004
【００２７】
比較部９では、演算部７で演算して得たガスボリュームGvが、範囲設定部１１で設定された範囲の値内であるか否かを比較する。  
範囲設定部１１では、適正範囲内のガスボリュームGvが設定されている。炭酸ガス飲料製品として任意に決められた範囲であり、上限値と下限値とが設定されている。  
範囲設定部１１で設定される値は、例えば、図２に示すように、上限キー２１を押圧後、テンキー１７で入力し、下限キー２３を押圧後、テンキー１７で入力し、入力の完了はＥｎｔｅｒキー２５を押圧する。尚、各入力された値はそのつど表示部１３に表示される。  
また、表示部１３では、温度ｔと圧力ｐが入力されると、演算部７で演算されたガスボリュームGvの値が表示される。  
更に、比較部９では、（式１）により演算されたガスボリュームGvの値が範囲設定部１１で設定された範囲内か否かを比較して、設定範囲から外れている場合には、警報部２５により表示部１３で表示されているガスボリュームGvの値に赤色等により着色したり、又はブザーにより警報を発する。  
【００２８】
次に、試料となる容器入り炭酸飲料の圧力及び温度の測定について説明する。  
測定前に試料となる容器入り炭酸飲料を振とうし、試料液中の炭酸ガス圧が気液平衡になった時点の容器内の圧力と容器内の飲料温度を測定する。測定は、ガス内圧計及び温度計による手動測定であるが、自動測定装置で測定しても良い。自動測定装置としては、例えば、京都電子工業株式会社製のＧＶＡ−７００（商品名）を用いることができる。  
【００２９】
本発明の（式１）により算出したガスボリュームGvの値と、下記の比較例の式を用いて算出したガスボリュームGvの値とを比較したのでその結果を説明する。  
比較例の各式は、試料となる容器入り炭酸飲料の圧力ｐ及び温度ｔから、２０℃におけるガスボリュームGvを求める式であり、従来から使用されている式である。  
【００３０】
【数３】
2018179915.tif 000005
【００３１】
各比較例１〜３式と本発明の（式１）について、ガスボリューム表に示す各圧力ｐ及び各温度ｔを入力して得られたガスボリュームGvの値と、ガスボリューム表から得られる２０℃におけるガスボリュームGvの値とを比較した。その結果を下記表１に示す。  
【００３２】
【表１】
2018179915.tif 000006
【００３３】
表１は、各比較例の式と本発明の（式１）について、図５及び図６に示すガスボリューム表から得られる２０℃におけるガスボリュームGvの値との誤差の最大値と最小値を示すと共に、各式において、ｔが２０℃でｐが０、２５ＭＰａとしたときの誤差を示している。  
本発明及び各比較例の式では、ｔが２０℃でｐが０、２５ＭＰａとしたときの誤差はほとんどなかった。しかし、温度ｔが２０℃で圧力ｐが０、２５ＭＰａ以外の範囲では、ガスボリューム表から得た値との誤差では、本発明の誤差の範囲は最小〜最大が、−０．０２〜０．０１であるのに対して、比較例１式では−１．２９〜０．０１と最小の誤差が大きく、比較例２式では−０．０１〜０．０６と最大の誤差が大きく、比較例３式では−０．０２〜０．０４と本発明よりも最大の誤差が大きかった。  
この表１から、本発明の（式１）は、比較例１〜３式よりも、ガスボリューム表に対する誤差が小さいことが明らかである。  
【００３４】
次に、本発明の（式１）と比較例１〜３式について、各温度ｔと圧力ｐについて、ガスボリューム表から得られる２０℃におけるガスボリュームGvに対して、温度と圧力別の合致率を検証したので、その結果を図３及び図４を参照して説明する。  
図３は温度別の合致率を示したものであり、各温度ｔのときの圧力０〜０．５０ＭＰａにおける合致率を算出し、その平均値を取ったものである。横軸は温度℃であり、縦軸は合致率％である。図４は、圧力別の合致率を示したものであり、各圧力ｐのときの温度０〜２５℃における合致率を算出し、その平均を取ったものである。尚、比較例１式では合致率は最大８３％と低く、このグラフの範囲外となったので、図４に示されていない。  
【００３５】
図３のグラフから明らかなように、温度が０℃〜２５℃の範囲において、２０℃近辺では各比較例１〜３式及び本発明の（式１）では合致率が１００％に近いが、比較例２式では２０℃よりも低い温度及び高い温度で、ガスボリューム表で得た値よりも高い値となり、合致率が１００％よりも高い値を示している。比較例１式では、１５℃以下ではガスボリューム表で得た値よりも低い値となり、合致率は１００％よりも大きく下回っていた。
また、本発明の（式１）及び比較例３式では、全体的に合致率が１００％に近い値であった。  
しかし、図４から明らかなように、圧力別では本発明の（式１）が比較例３式よりも合致率が１００％に近かった。また、比較例２式では常時合致率が１００％から上方に外れていた。  
図３及び図４のグラフから明らかなように、比較例１〜３式との比較では、本発明の（式１）が最も合致率が高いことが明らかである。  
即ち、本発明の（式１）によれば、各温度及び圧力について、ガスボリューム表の値に最も近似できる式であることが明らかである。  
【００３６】
本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。  
例えば、ガスボリューム算出装置１は、資料の温度及び圧力を自動計測する装置に組み込まれるものであっても良い。  
【符号の説明】
【００３７】
１    ガスボリューム算出装置
３    温度入力部
５    圧力入力部
７    演算部
９    比較部
１１  範囲設定部
１３  表示部
【図１】
2018179915.tif 000008
【図２】
2018179915.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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