(57)【要約】【課題】冷却コストを抑えつつ、炭酸ガスの消費量を抑えることが可能な炭酸飲料の製造設備および製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の炭酸飲料製造設備１０は、炭酸飲料の原料液から炭酸ガスを用いて脱気するデェアレータ１１と、原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得るカーボネータ１５と、製品液を貯留し、内部に導入される炭酸ガスにより加圧される貯液タンク１６と、貯液タンクの内部から外部に排出された炭酸ガスの少なくとも一部をデェアレータ１１へと供給する排出炭酸ガス利用経路１７とを備える。デェアレータ１１は、原料液に溶解しているガスを、排出炭酸ガス利用経路１７により供給された炭酸ガスを用いて脱気する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸飲料の原料液から炭酸ガスを用いて脱気する脱気装置と、
前記原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得る炭酸ガス溶解装置と、
前記製品液を貯留し、内部に炭酸ガスが導入されることで加圧される貯液タンクと、
前記貯液タンクの内部から外部に排出された炭酸ガスの少なくとも一部を前記脱気装置へと供給する排出炭酸ガス利用経路と、を備え、
前記脱気装置は、
前記原料液に溶解しているガスを、前記排出炭酸ガス利用経路により供給された炭酸ガスを用いて脱気する、
ことを特徴とする炭酸飲料製造設備。
【請求項２】
脱気された前記原料液を冷却する冷却機をさらに備え、
前記炭酸ガス溶解装置は、冷却された前記原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得る、
請求項１に記載の炭酸飲料製造設備。
【請求項３】
前記貯液タンクから、前記炭酸飲料製造設備の外部へと排出されずに前記排出炭酸ガス利用経路へと流入する炭酸ガスの流量を調整可能な弁を備える、
請求項１または２に記載の炭酸飲料製造設備。
【請求項４】
前記排出炭酸ガス利用経路には、
前記貯液タンクの外部に排出された炭酸ガスを受け入れて蓄圧可能な蓄圧器が備えられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の炭酸飲料製造設備。
【請求項５】
前記排出炭酸ガス利用経路には、
炭酸ガスから液を分離させるセパレータが備えられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の炭酸飲料製造設備。
【請求項６】
前記脱気装置により脱気された前記原料液と、前記炭酸飲料を製造するために必要な他の原料液とを混合するブレンダをさらに備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の炭酸飲料製造設備。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の炭酸飲料製造設備と、
前記貯液タンクから移送された前記製品液を容器に充填する充填機と、を備える、
ことを特徴とする炭酸飲料製造ライン。
【請求項８】
炭酸飲料を製造する方法であって、
前記炭酸飲料の原料液から炭酸ガスを用いて脱気する脱気ステップと、
前記原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得る炭酸ガス溶解ステップと、
炭酸ガスの導入により加圧されているタンクの内部に前記製品液を貯留する貯留ステップと、を含み、
前記脱気ステップでは、
前記タンクの内部から外部に排出された炭酸ガスの少なくとも一部を利用して、前記原料液に溶解しているガスを脱気する、
ことを特徴とする炭酸飲料製造方法。
【請求項９】
脱気された前記原料液を冷却する冷却ステップをさらに含み、
炭酸ガス溶解ステップでは、冷却された前記原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得る、
請求項８に記載の炭酸飲料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガスが溶解した炭酸飲料を製造する設備および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸飲料の製造設備は、例えば特許文献１に記載されているように、水から脱気するデェアレータと、脱気された水とシロップとを混合するブレンダと、水とシロップの混合液に炭酸ガス（ＣＯ２）を溶解させるカーボネータとを備えている。
脱気は、製品の品質保持のため、原料の液体から溶存空気を離脱させるものであり、効率が高い脱気方法としては、水に溶解している酸素ガスや窒素ガスを、炭酸ガスを用いて脱気するガス置換法が広く用いられている（特許文献２）。
【０００３】
炭酸飲料の製造工程において、温度が低い方が炭酸ガスを溶解させ易いため、炭酸ガスの溶解にあたり、原料液を冷却している。
また、溶解させた炭酸ガスが液から抜けてしまわないように、炭酸ガスが溶解した液を貯留するタンクの内部に炭酸ガスを送り込み、タンクの内部を温度と溶解度により決まる炭酸ガスの飽和圧力以上で加圧している。
ここで、タンク内の液面の上昇によりタンク内の気相が圧縮されるため、タンク内に導入された炭酸ガスの一部を系外へと排出することで、タンク内部が過大な圧力となるのを避け、タンク内を一定の圧力に保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４３９３１号公報
【特許文献２】特公昭６０−２００５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
炭酸飲料を低コストで製造する場合は、炭酸ガスを溶解させる液の温度が高いとしても液を冷却する冷却能力をある程度下げて、あるいは、液の冷却を省くことで、原料液の冷却に要するコストを削減することができる。
しかしながら、炭酸ガスの溶解時の温度が高くなると、炭酸ガスが溶解した液を貯留するタンク内部の温度も高くなり、それに伴い炭酸ガスの飽和圧力も高くなって、より高い圧力でタンク内部を加圧し続ける必要がある。タンクの圧力が高くなると、運転中の液面上昇によりタンク内部から系外へと排出される炭酸ガスの量が増加してしまう。
つまり、より多くの炭酸ガスがタンクに導入され、タンクからより多くの炭酸ガスが排出されるので、炭酸ガスの消費量が増え、冷却コストは下がっても炭酸ガスのコストは上がってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、冷却コストを削減しつつ、炭酸ガスの消費量を抑えることが可能な炭酸飲料の製造設備および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の炭酸飲料の製造設備は、炭酸飲料の原料液から炭酸ガスを用いて脱気する脱気装置と、原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得る炭酸ガス溶解装置と、製品液を貯留し、内部に炭酸ガスが導入されることで加圧される貯液タンクと、貯液タンクの内部から外部に排出された炭酸ガスの少なくとも一部を脱気装置へと供給する排出炭酸ガス利用経路と、を備え、脱気装置は、原料液に溶解しているガスを、排出炭酸ガス利用経路により供給された炭酸ガスを用いて脱気することを特徴とする。「脱気」は、液体からガスを離脱させることを意味するものとする。
【０００８】
本発明の炭酸飲料の製造設備は、脱気された原料液を冷却する冷却機をさらに備え、炭酸ガス溶解装置は、冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得ることが好ましい。
【０００９】
本発明の炭酸飲料製造設備は、貯液タンクから、炭酸飲料製造設備の外部（系外）へと排出されずに排出炭酸ガス利用経路へと流入する炭酸ガスの流量を調整可能な弁を備えることが好ましい。
【００１０】
本発明の炭酸飲料製造設備において、排出炭酸ガス利用経路には、貯液タンクの外部に排出された炭酸ガスを受け入れて蓄圧可能な蓄圧器が備えられていることが好ましい。
【００１１】
本発明の炭酸飲料製造設備において、排出炭酸ガス利用経路には、炭酸ガスから液を分離させるセパレータが備えられていることが好ましい。
【００１２】
本発明の炭酸飲料製造設備は、脱気装置により脱気された原料液と、炭酸飲料を製造するために必要な他の原料液とを混合するブレンダをさらに備えることが好ましい。
【００１３】
本発明の炭酸飲料の製造ラインは、上述の炭酸飲料製造設備と、貯液タンクから移送された製品液を容器に充填する充填機と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、炭酸飲料を製造する方法であって、炭酸飲料の原料液から炭酸ガスを用いて脱気する脱気ステップと、原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得る炭酸ガス溶解ステップと、炭酸ガスの導入により加圧されているタンクの内部に製品液を貯留する貯留ステップと、を含み、脱気ステップでは、タンクの内部から外部に排出された炭酸ガスの少なくとも一部を利用して、原料液に溶解しているガスを脱気することを特徴とする。タンクの内部から外部に排出された炭酸ガスの少なくとも一部を利用して、原料液に溶解しているガスを脱気するからこそ、効率的な脱気が可能となる。
本発明の炭酸飲料製造方法は、脱気された原料液を冷却する冷却ステップをさらに含み、炭酸ガス溶解ステップでは、冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得ることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷却コストを削減した場合に炭酸ガスの溶解時の温度が高いことに起因して、貯液タンクの内部から外部へと炭酸ガスが排出される量が増えたとしても、その炭酸ガスの少なくとも一部が、系外へ排出されることなく、排出炭酸ガス利用経路を通じて脱気装置に供給される。脱気装置に供給された炭酸ガスは、原料液の溶存酸素ガスや溶存窒素ガスの脱気のために利用されることとなる。
したがって、本発明によれば、冷却コストを削減しつつ、炭酸ガスの総排出量（消費量）を抑えて、製造コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る炭酸飲料製造設備を模式的に示す図である。
【図２】本発明の変形例に係る炭酸飲料製造設備を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示す炭酸飲料製造設備１０は、炭酸ガス（ＣＯ２）を含有する炭酸飲料、例えば、炭酸水や、サイダー、コーラ等を製造するラインを構成している。
以下では、水およびシロップを原料に用いて、炭酸ガスが注入された炭酸飲料を製造するための炭酸飲料製造設備１０および炭酸飲料製造方法を説明する。
【００１８】
製品液における溶存酸素ガスの濃度を低減して製品の品質を保持するため、そして、製品液の容器への充填等の処理を安定して行うため、炭酸飲料製造設備１０は、原料の水から溶存気体を離脱させる脱気処理を行う。
この脱気処理を効率よく行うため、炭酸飲料製造設備１０は、原料の水に溶解している酸素ガスや窒素ガスを、これらのガスよりも水に溶解し易い炭酸ガスを用いるガス置換法を採用する。
したがって、炭酸飲料製造設備１０は、水およびシロップの混合液に注入される原料として炭酸ガスを用いるとともに、脱気処理にも炭酸ガスを使用する。
【００１９】
〔炭酸飲料製造設備〕
本実施形態の炭酸飲料製造設備１０（図１）は、デェアレータ１１（脱気装置）と、ブレンダ１２と、液殺菌機１３と、冷却機１４と、カーボネータ１５（炭酸ガス溶解装置）と、貯液タンク１６と、排出炭酸ガス利用経路１７とを備えている。
その他、炭酸飲料製造設備１０は、液を搬送するためのポンプや、種々のバルブ、圧力計や流量計等を備えている。これらの図示は省略する。
【００２０】
製造する製品によっては、ブレンダ１２は必要ない。例えば、炭酸水を製造する場合など、水にシロップを混合しない場合は、炭酸飲料製造設備１０がブレンダ１２を備えていなくてもよい。また、液殺菌機１３も、液の殺菌が必要な場合にのみ備えていれば足りる。
さらには、カーボネータ１５を使用しないことにより、炭酸ガスを含まない飲料の製造も可能である。炭酸ガスを含まない飲料を製造するときのために、炭酸飲料製造設備１０が、窒素ガスをタンク等に注入するための装置を備えていてもよい。
【００２１】
炭酸飲料製造設備１０と、それよりも下流の充填設備２０とを含んで、炭酸飲料の製造ライン１が構成されている。製造ライン１全体として炭酸飲料を効率よく製造するため、炭酸飲料製造設備１０と、充填設備２０とが個別に制御可能となっている。
充填設備２０は、充填機２１と、図示しない検査装置等を含んでいる。充填機２１は、炭酸飲料製造設備１０により製造された製品液をボトルや缶等の容器に充填し、容器を密閉する。容器内に充填された液のフォーミング（泡立ち）を抑えるため、液を加圧した状態のまま充填ノズルから容器に充填した後、容器の内圧を漸次大気圧まで下げるスニフト処理を行うことが好ましい。
【００２２】
〔デェアレータ〕
デェアレータ１１（deaerator）は、水供給源１８から供給される原料の水から脱気する（脱気ステップ）。水供給源１８は、上水道の水栓や、清水を貯留するタンクである。水供給源１８から供給される原料液としての水には酸素ガスや窒素ガス等が溶解している。デェアレータ１１は、脱気用の炭酸ガスを使用して、ヘンリーの法則より分圧と溶解度に基づいて、水に溶解していた酸素ガスや窒素ガスを水から離脱させることが可能である。
【００２３】
本実施形態のデェアレータ１１は、原料の水および炭酸ガスをデェアレータ１１のタンク１１０に噴射ノズル１１Ｂを通じて導入する導入部１１Ａと、真空ポンプ１１Ｃと、真空ポンプ１１Ｃにより減圧されるタンク１１０とを備えている。
デェアレータ１１は、導入部１１Ａによりタンク１１０の内部に炭酸ガスを導入しつつ、真空ポンプ１１Ｃによりタンク１１０の内部を吸引する。
なお、タンク１１０の内圧が過大になるのを避けるため、タンク１１０は図示しないポートにより大気に開放されている。
【００２４】
ヘンリーの法則より、気体の溶解度は圧力に比例するため、真空ポンプ１１Ｃにより減圧したタンク１１０内で溶解度を下げて水から溶存気体を離脱させることができる。
導入部１１Ａは、排出炭酸ガス利用経路１７により供給される炭酸ガスと、水供給源１８により供給される水とを噴射ノズル１１Ｂへと送る。排出炭酸ガス利用経路１７は、デェアレータ１１の炭酸ガス入口１１２に接続されている。導入部１１Ａは、炭酸ガス入口１１２から流入した炭酸ガスを水へ注入する。
導入部１１Ａにより噴射ノズル１１Ｂまで送られた炭酸ガスおよび水は、減圧されたタンク１１０の内部へと噴射ノズル１１Ｂから噴射される。
デェアレータ１１は、ガスストリッピングの手法が採用されていることが好ましい。ガスストリッピングは、配管中の水に炭酸ガスを吹き込んで注入し、水中にＣＯ２の気泡を発生させる。そうすると、ＣＯ２の気泡の中に、水に溶解していた酸素ガスおよび窒素ガスが取り込まれる。その気泡がタンク１１０に入り、真空ポンプ１１Ｃによりタンク１１０の外へ排出されることで、水が脱気される。
【００２５】
タンク１１０の内部では、導入された炭酸ガスと、水に溶解していた酸素ガスや窒素ガス等の他のガスがそれぞれ、ヘンリーの法則により、分圧に従う量だけ水に溶解する。水から離脱したガス（酸素ガス、窒素ガス、および炭酸ガス等）は、真空ポンプ１１Ｃによりタンク１１０の外部へと排出される。
図示を省略するが、タンク１１０内に溜まる水の一部をタンク１１０の外部に取り出し、タンク１１０内にノズルを通じて戻す循環経路を構成するとよい。その循環経路を通じて水を循環させながら、タンク１１０内部の減圧下において、ノズル１１Ｂから噴射された水滴に溶解しているガスの離脱を進行させる。
【００２６】
〔ブレンダ〕
ブレンダ１２（blender）は、デェアレータ１１のタンク１１０から図示しないポンプにより移送される脱気済みの水と、シロップ供給源１２１から供給されるシロップ（原料液）とを所定の比率で混合する（混合ステップ）。ここではシロップの脱気は必要ないが、必要に応じて、シロップから上述のデェアレータ１１と同様の装置により脱気することができる。その場合、水とシロップとを混合した後、混合液から脱気することも許容される。
【００２７】
本実施形態のブレンダ１２は、G.O.ブレンダ(Gravity Orifice Blender)であり、シロップのタンク内の液位と水のタンク内の液位とをそれぞれ一定に制御し、それぞれのタンクから弁を通じて所定の流量だけ払い出された液体を混合タンク内で混合する。ブレンダ１２の各タンクや弁の図示は省略する。
その他、ブレンダ１２として、公知の適宜なブレンダを採用することができる。
【００２８】
〔液殺菌機〕
ブレンダ１２から、水とシロップとが混合された液（原料液）が液殺菌機１３に送られる。液殺菌機１３は、水とシロップとの混合液を加熱することで殺菌する（加熱殺菌ステップ）。
【００２９】
〔冷却機〕
ルシャトリエの原理より、温度が低いほど、液体に気体が溶解し易い。そのため、原料液への炭酸ガスの注入に際して、冷却機１４により液を冷却している。
冷却機１４は、プロピレングリコール水溶液等の適宜な冷媒を使用して原料液を冷却する（液冷却ステップ）。冷媒と原料液とを熱交換させる熱交換器において、原料液から冷媒へ放熱されることにより、原料液が冷却される。
【００３０】
本実施形態では、炭酸飲料製品を低コストで製造する。通常は、環境の温度変化も考慮し、冷却機１４に十分な冷却能力を与えるところ、炭酸ガスの溶解処理に実質的に影響のない限度で冷却能力を低くして冷却に要するコストを抑えることにより、製造コストの低減を図ることができる。
具体的には、例えば、冷却機１４の圧縮機や熱交換器の容量を小さくして装置コストを抑えたり、圧縮機の回転数を減少させて、冷却機１４に投入される電力コストを抑えたりすることが挙げられる。
【００３１】
〔カーボネータ〕
カーボネータ１５（炭酸ガス溶解装置）は、冷却機１４により冷却された原料液に、炭酸ガス供給源１９から供給される炭酸ガスを注入して、所定のガスボリュームに相当する量の炭酸ガスを溶解させる（炭酸ガス溶解ステップ）。
本実施形態のカーボネータ１５は、複数のノズルにそれぞれ流入した原料液に、炭酸ガス供給源１９から各ノズルの内部に炭酸ガスを送り込んで圧入し、原料液に炭酸ガスを十分に溶解させる。
その他、カーボネータ１５として、公知の適宜なカーボネータを採用することができる。
【００３２】
なお、カーボネータ１５は、冷却機１４を兼ねるように構成されていてもよい。例えば、カーボネータ１５に備わるプレート等の部材の内部に、冷媒の流路が形成されており、そのプレートを伝って流れる水が冷媒により冷却されつつ、その水に炭酸ガスが接触して溶解するように構成されていてもよい。この場合、原料液の冷却と、原料液への炭酸ガスの溶解とが並行して行われる。
【００３３】
〔貯液タンク〕
カーボネータ１５による溶解処理後の液（製品液）は、加圧されている貯液タンク１６の内部に貯留される（貯留ステップ）。
貯液タンク１６の内部は、炭酸ガスが製品液から抜けてしまわないように、炭酸ガス供給源１９から炭酸ガスを導入することにより、温度と溶解度とに対応する炭酸ガスの飽和圧力以上で継続的に加圧されている。
【００３４】
貯液タンク１６の内部の製品液は、下流の充填設備２０の運転状況に応じて充填機２１へと供給される。
典型的には、上流から貯液タンク１６へ送られる液の流量の方が、貯液タンク１６から下流の充填機２１へ送られる液の流量よりも大きいため、炭酸飲料製造設備１０による製品液の製造中は、貯液タンク１６の液面１６１が上昇する。また、製品液の製造中に充填設備２０の運転を停止させると、貯液タンク１６内の液面が急激に上昇する。液面の上昇に伴い、液面１６１よりも上方の炭酸ガスが圧縮される。
そのため、ガス出口１６２から炭酸ガスを貯液タンク１６の外部へと排出することにより、貯液タンク１６の内部を炭酸ガスの飽和圧力以上で加圧しつつも、貯液タンク１６の内部の圧力が限度を超えないようにしている。
【００３５】
上述のように、冷却コストの節減により炭酸ガス溶解時の液温が高くなり、貯液タンク１６内部の炭酸ガス飽和圧力が上がると、液面上昇に伴い貯液タンク１６のガス出口１６２から炭酸ガスが排出される量が増加する。
具体的には、液体の体積とタンク内部の圧力（絶対圧力）とを乗じた分の炭酸ガスが貯液タンク１６から排出される。
【００３６】
〔排出炭酸ガス利用経路〕
貯液タンク１６のガス出口１６２は、排出炭酸ガス利用経路１７により、デェアレータ１１の炭酸ガス入口１１２と接続されている。本実施形態は、排出炭酸ガス利用経路１７を通じて、貯液タンク１６から排出される炭酸ガスの少なくとも一部がデェアレータ１１に供給されることを主要な特徴としている。
【００３７】
ここで、貯液タンク１６は加圧され、デェアレータ１１のタンク１１０は減圧されるため、ガス出口１６２から排出される炭酸ガスの圧力は、炭酸ガス入口１１２へと流入する炭酸ガスの圧力よりも低い。こうした炭酸ガスの圧力差に基づいて、貯液タンク１６から排出された炭酸ガスを排出炭酸ガス利用経路１７を通じてデェアレータ１１に向けて送ることができる。
【００３８】
排出炭酸ガス利用経路１７を通じて、貯液タンク１６から排出された炭酸ガスの必ずしも全部をデェアレータ１１に供給する必要はなく、一部で足りる。
本実施形態では、ガス出口１６２から貯液タンク１６の外部に排出された炭酸ガスの一部が排出炭酸ガス利用経路１７に流入し、残りの炭酸ガスは、系外排出経路１６４から炭酸飲料製造設備１０の外部（炭酸飲料製造設備１０の系外）へと排出されるようにしている。
【００３９】
製品液の流量に対して、排出炭酸ガス利用経路１７に流入する炭酸ガスの流量を適切に設定するため、排出炭酸ガス利用経路１７に流入する炭酸ガスの流量を調整可能な流量調整弁１７１が設けられていることが好ましい。
本実施形態では、貯液タンク１６のガス出口１６２に接続された出口経路１６３から、排出炭酸ガス利用経路１７と、系外に開放された系外排出経路１６４とに分岐するように炭酸ガスの排出経路が構成されており、排出炭酸ガス利用経路１７に流量調整弁１７１が備えられている。
なお、流量調整弁１７１を系外排出経路１６４に備えることによっても、流量調整弁１７１により排出炭酸ガス利用経路１７に流入する炭酸ガスの流量を調整することができる。
流量調整弁１７１が設けられていると、系外排出経路１６４と排出炭酸ガス利用経路１７とのそれぞれの配管の径を適切に設定する手間が掛からない。
【００４０】
排出炭酸ガス利用経路１７により貯液タンク１６のガス出口１６２とデェアレータ１１の炭酸ガス入口１１２とが接続されているため、貯液タンク１６から排出炭酸ガス利用経路１７を通じてデェアレータ１１に向けて炭酸ガスが排出されると、貯液タンク１６の内部に上流から液が流入して貯液タンク１６内の液面が上昇する。
これが連続的に起こるのは、デェアレータ１１が動作し、脱気された水が下流に供給されるためと言え、炭酸飲料製造設備１０が運転されている間に亘り、貯液タンク１６から排出炭酸ガス利用経路１７を通じてデェアレータ１１まで、常に炭酸ガスが供給されていることも言える。
【００４１】
デェアレータ１１は、原料の水に溶解しているガスを、排出炭酸ガス利用経路１７により供給された炭酸ガスを用いて脱気する。
つまり、脱気ステップでは、原料液に溶解しているガスを脱気するために、貯液タンク１６の内部から外部に排出された炭酸ガスを利用している。
【００４２】
ここで、貯液タンク１６から排出される炭酸ガスの流量は、脱気に使用される流量よりも多い。
炭酸飲料製造設備１０の運転中は、デェアレータ１１やブレンダ１２等の各装置が連続して動作し、排出炭酸ガス利用経路１７を炭酸ガスが連続して流れている。
一例として、貯液タンク１６に流入する製品液の流量が300Ｌ/minであり、貯液タンク１６内部の圧力が0.4MPaであり、貯液タンク１６での液面上昇が15Ｌ/min（製品液流量の5％）であるとすると、貯液タンク１６から排出される炭酸ガスの流量は、約75NL/ minである。
一方、デェアレータ１１では、導入する炭酸ガスの流量を増やしても、脱気効率が、典型的には製品液の流量の10％程度で横ばいとなるため、デェアレータ１１に導入する炭酸ガスの流量は最大でも約30NL/minとなる。
したがって、貯液タンク１６から排出される炭酸ガスにより、デェアレータ１１で使用する炭酸ガスの量を十分にまかなうことができる。
【００４３】
〔本実施形態による効果〕
以上より、本実施形態の炭酸飲料製造設備１０および炭酸飲料製造方法によれば、冷却コストの節減により炭酸ガス溶解時の液温が高くなり、貯液タンク１６内部の炭酸ガス飽和圧力が上がることによって、液面上昇に伴い貯液タンク１６から排出される炭酸ガスの量が増えたとしても、貯液タンク１６から排出された炭酸ガスの少なくとも一部を系外へと捨ててしまうことなく脱気に再利用している。
そのため、冷却コストを抑えつつ、炭酸ガス供給源１９から炭酸飲料製造設備１０に供給された炭酸ガスの総排出量（消費量）を抑えて、製造コストの低減を実現することができる。
【００４４】
本実施形態の炭酸飲料製造装置および炭酸飲料製造方法によれば、排出炭酸ガス利用経路１７を通じて、炭酸ガスの消費量を増やすことなく、デェアレータ１１により多くの炭酸ガスを供給することができる。そのため、デェアレータ１１により、炭酸ガスを用いて、原料の水に溶存している酸素ガスや窒素ガスの原料の水からの離脱をより確実に図ることができる。
そのため、以下に説明するように、冷却コストを抑えた場合に充填時に発生し易くなる過度なフォーミングを避けることができる。
【００４５】
フォーミングは、基本的に、充填時、液に溶解していた炭酸ガスが容器内へと開放されることで生じる。充填時の液の減圧に伴い、液中の溶解度の低い気体（窒素、酸素等）の液からの離脱により生じた気泡を核として、大量の炭酸ガスが発泡する過度なフォーミングが起こるのを避ける必要がある。
【００４６】
フォーミングを抑えるため、液が充填された容器の内圧を大気圧まで下げるスニフト処理を行ってはいても、充填の際にフォーミングが発生すること自体は避けられない。フォーミングは、液の温度がより高く、より圧力が高いため減圧させる圧力の幅が大きいほど発生し易くなる。
したがって、冷却コストを抑えるため、より高い温度で炭酸ガスを溶解させる場合は、貯液タンク１６内の飽和圧力の上昇に伴い、より高い圧力による加圧が必要となるため、フォーミングが起こり易い条件に合致してしまうが、本実施形態によれば、貯液タンク１６から排出された炭酸ガスの使用により、原料の水から、炭酸ガスの大量発生の要因を作る溶存酸素ガスや溶存窒素ガスを十分に除去することができる。
したがって、本実施形態によれば、冷却コストを抑えていながらも、充填時の過度なフォーミングの発生を避けることができる。
【００４７】
〔本発明の変形例〕
図２は、本発明の変形例に係る炭酸飲料製造設備３０を示している。炭酸飲料製造設備３０は、排出炭酸ガス利用経路１７に、貯液タンク１６から炭酸ガスを受け入れて蓄圧可能なアキュムレータ３１（蓄圧器）を備えている。排出炭酸ガス利用経路１７の配管長が長いため圧力損失が大きい場合であっても、このアキュムレータ３１に蓄えられる圧力により、排出炭酸ガス利用経路１７を通じて炭酸ガスをデェアレータ１１まで供給可能な十分な圧力差を確保することができる。
【００４８】
図２に示す排出炭酸ガス利用経路１７には、炭酸ガスから液を分離させるセパレータ３２も備えられている。セパレータ３２により炭酸ガスから液を分離して除去することで、排出炭酸ガス利用経路１７により炭酸ガスをデェアレータ１１に安定して供給することができる。
セパレータ３２は、図１に示す炭酸飲料製造設備１０の排出炭酸ガス利用経路１７にも必要に応じて備えることができる。
その他、図示を省略するが、必要に応じて、異物を除去するフィルタ等も排出炭酸ガス利用経路１７に備えることができる。
【００４９】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本発明の炭酸飲料製造設備は、冷却機１４を備えていなくてもよい。その場合は、脱気された原料液を冷却する冷却ステップが省かれ、例えば２０℃前後の常温において原料液に炭酸ガスを溶解させるステップが行われるため、冷却コストを掛けずに、炭酸ガスの消費量を抑えて製造コストをより一層低減することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１        炭酸飲料製造ライン
１０，３０      炭酸飲料製造設備
１１      デェアレータ（脱気装置）
１１Ａ    導入部
１１Ｂ    噴射ノズル
１１Ｃ    真空ポンプ
１２      ブレンダ
１３      液殺菌機
１４      冷却機
１５      カーボネータ（炭酸ガス溶解装置）
１６      貯液タンク
１７      排出炭酸ガス利用経路
１８      水供給源
１９      炭酸ガス供給源
２０      充填設備
２１      充填機
３１      アキュムレータ（蓄圧器）
３２      セパレータ
１１０    デェアレータタンク
１１２    炭酸ガス入口
１２１    シロップ供給源
１６１    液面
１６２    ガス出口
１６３    出口経路
１６４    系外排出経路
１７１    流量調整弁（弁）
【図１】
2019141771.tif 000003
【図２】
2019141771.tif 000004