(57)【要約】【課題】炭酸を極少量だけ含有させた微炭酸飲料やゼリーの炭酸含有量を重量比で管理可能な炭酸ガス量計測装置を提供する。【解決手段】炭酸ガス量計測装置は試料ホッパー１１と、第一のシリンダー１２と、第二のシリンダー１３と、加熱手段１２ａと、冷却手段１３ａと、炭酸ガス濃度計測手段１４と、３つの切り替えバルブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、体積計測手段１６と、演算手段１７と、を備えている。試料ホッパー１１は、計測対象物（例えば、炭酸飲料）１１ａを第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに投入するものである。第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに投入された炭酸飲料１１ａは加熱手段１２ａで加熱され、溶解していた炭酸ガスを含む混合ガスが取り出される。取り出された混合ガスは、第二のシリンダー１３に移動され、第二のシリンダー１３に備えられた冷却手段１３ａによって冷却される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物の炭酸ガス含有量を重量比で計測する炭酸ガス量計測装置であって、
試料ホッパーと、第一のシリンダーと、第二のシリンダーと、加熱手段と、冷却手段と、炭酸ガス濃度計測手段と、３つの切り替えバルブと、体積計測手段と、演算手段と、を備え、
試料ホッパーは、計測対象物を投入するものであり、
試料ホッパーと第一のシリンダーとの間に第一の切り替えバルブが配置されており、この第一の切り替えバルブの切り替えに応じて試料ホッパーから第一のシリンダーに計測対象物が投入されるように構成されており、
第一のシリンダーには加熱手段が設けられており、この加熱手段は投入された計測対象物を加熱して炭酸ガスを発生させるものであり、
第一のシリンダーと第二のシリンダーとの間に第二の切り替えバルブが配置されており、この第二の切り替えバルブの切り替えに応じて第一のシリンダーから第二のシリンダーに炭酸ガスを含む混合ガスを移動させるように構成されており、
第二のシリンダーには冷却手段と体積計測手段が設けられており、冷却手段は第二のシリンダー内部の混合ガスを冷却するものであり、また、体積計測手段は冷却された混合ガスの体積を計測する手段であり、
第二のシリンダーと炭酸ガス濃度計測手段との間に第三の切り替えバルブが配置されており、この第三の切り替えバルブの切り替えに応じて炭酸ガス濃度計測手段は冷却された混合ガスの炭酸ガス濃度を測定するものであり、
演算手段は、混合ガスの炭酸ガス濃度と体積から炭酸ガス含有量を重量比で算出する手段であることを特徴とする炭酸ガス量計測装置。
【請求項２】
前記計測対象物は第一のシリンダーに備えられた加熱する手段によって７０°Ｃ以上に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の炭酸ガス量計測装置。
【請求項３】
前記第二のシリンダーに移動された炭酸ガスは、前記冷却手段で常温まで冷却されることを特徴とする請求項１または２に記載の炭酸ガス量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸入り飲料やゼリーに溶解している炭酸ガス量を容易かつ確実に計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸入り飲料の充填ラインにおいて、一定量の飲料に溶け込んでいる炭酸ガスの量（ガスボリューム）は、重要な品質要素であり、これを正確に計測し炭酸ガス溶解タンクにおける炭酸ガスの圧力を適切に制御する必要がある。従来の炭酸水の気体含有率計測方法としては、例えば図１に示すようなものがある。すなわち、工場での生産時に炭酸水を入れた密封の製品である充填容器１に対してその蓋２の部分から圧力計３の検出針４を突き刺して充填容器１内の空間部１Ｂにおける炭酸ガスの圧力を測ることによって、充填容器１内の炭酸水１Ａの炭酸ガス含有率を計測している。これは、空間部１Ｂの容積とその圧力との関係から、間接的に炭酸水１Ａの炭酸ガス含有率が分かるからである。例えば、２０°Ｃで３．５ｋｇ／ｃｍ2あれば、良好とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９５７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の炭酸水の気体含有率計測方法では、炭酸ガス圧力によって含有率を計っているから、結果として炭酸ガスの封入圧力で炭酸ガス量を管理していることになる。
【０００５】
しかし上記炭酸入り飲料のように比較的高い封入圧力ではなく、炭酸を極少量だけ含有させた微炭酸飲料やゼリーの場合には、封入圧力ではなく炭酸ガス量を重量比で管理することの方が、炭酸ガス含有量を正確に管理することが出来る。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて炭酸を極少量だけ含有させた微炭酸飲料やゼリーの炭酸含有量を重量比で管理可能な炭酸ガス量計測装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明の請求項１に記載の発明は、
計測対象物の炭酸ガス含有量を重量比で計測する炭酸ガス量計測装置であって、
試料ホッパーと、第一のシリンダーと、第二のシリンダーと、加熱手段と、冷却手段と、炭酸ガス濃度計測手段と、３つの切り替えバルブと、体積計測手段と、演算手段と、を備え、
試料ホッパーは、計測対象物を投入するものであり、
試料ホッパーと第一のシリンダーとの間に第一の切り替えバルブが配置されており、この第一の切り替えバルブの切り替えに応じて試料ホッパーから第一のシリンダーに計測対象物が投入されるように構成されており、
第一のシリンダーには加熱手段が設けられており、この加熱手段は投入された計測対象物を加熱して炭酸ガスを発生させるものであり、
第一のシリンダーと第二のシリンダーとの間に第二の切り替えバルブが配置されており、この第二の切り替えバルブの切り替えに応じて第一のシリンダーから第二のシリンダーに炭酸ガスを含む混合ガスを移動させるように構成されており、
第二のシリンダーには冷却手段と体積計測手段が設けられており、冷却手段は第二のシ
リンダー内部の混合ガスを冷却するものであり、また、体積計測手段は冷却された混合ガスの体積を計測する手段であり、
第二のシリンダーと炭酸ガス濃度計測手段との間に第三の切り替えバルブが配置されており、この第三の切り替えバルブの切り替えに応じて炭酸ガス濃度計測手段は冷却された混合ガスの炭酸ガス濃度を計測するものであり、
演算手段は、混合ガスの炭酸ガス濃度と体積から炭酸ガス含有量を重量比で算出する手段であることを特徴とする炭酸ガス量計測装置である。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、
前記計測対象物は第一のシリンダーに備えられた加熱する手段によって７０°Ｃ以上に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の炭酸ガス量計測装置である。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、
前記第二のシリンダーに移動された炭酸ガスは、前記冷却手段で常温まで冷却されることを特徴とする請求項１または２に記載の炭酸ガス量計測装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の炭酸ガス量計測装置によれば、炭酸を極少量だけ含有させた微炭酸飲料やゼリーの炭酸ガス量を重量比で管理することが出来、従来の封入圧力管理に較べ精度の高い炭酸ガス量の管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の炭酸水の気体含有率計測方法を示す図。
【図２】本発明による炭酸ガス量計測装置の概略構成を示す図。
【図３】本発明による炭酸ガス量計測装置の計測フロー図。
【図４】本発明に係る試料ホッパー１１から第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに一定量の炭酸飲料１１ｂを投入する状態を示す図。
【図５】投入された一定量の炭酸飲料１１ｂを第一のシリンダー１２に備えられた加熱手段１２ａによって加熱する状態を示す図。
【図６】発生された混合ガス１１ｃの全量を第二のシリンダー１３に移動する状態を示す図。
【図７】冷却された第二のシリンダーの炭酸ガス１１ｄの体積を体積計測手段１６によって計測し、炭酸ガス濃度計測手段１４によって炭酸ガス濃度を計測する状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明による炭酸ガス量計測装置を実施するための形態を説明する。
【００１３】
図２は本発明による炭酸ガス量計測装置の概略構成を示す図である。本発明による炭酸ガス量計測装置は試料ホッパー１１と、第一のシリンダー１２と、第二のシリンダー１３と、加熱手段１２ａと、冷却手段１３ａと、炭酸ガス濃度計測手段１４と、３つの切り替えバルブ１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、体積計測手段１６と、演算手段１７と、を備えている。
【００１４】
試料ホッパー１１は、計測対象物（例えば、炭酸飲料）１１ａを第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに投入するものである。
【００１５】
試料ホッパー１１と第一のシリンダー１２との間に第一の切り替えバルブ１５ａが配置されており、この第一の切り替えバルブ１５ａの切り替えに応じて試料ホッパー１１から第一のシリンダー１２に計測対象物１２ｂが投入される。
【００１６】
第一のシリンダー１２には加熱手段１２ａが設けられており、この加熱手段１２ａは投入された計測対象物１２ｂを加熱して炭酸ガスを含む混合ガスを発生させる。加熱手段１２ａには第一のシリンダー１２の側面に設けられた加熱ヒーターを用いることが出来るが、これに限定されるものではない。
【００１７】
第一のシリンダー１２と第二のシリンダー１３との間に第二の切り替えバルブ１５ｂが配置されており、この第二の切り替えバルブ１５ｂの切り替えに応じて第一のシリンダー１２から第二のシリンダー１３に混合ガスを移動させるように構成されている。
【００１８】
第二のシリンダー１３には冷却手段１３ａと体積計測手段１６が設けられており、冷却手段１３ａは第二のシリンダー１３内部の混合ガスを冷却するものであり、体積計測手段１６は冷却された混合ガスの体積を計測する。冷却手段１３ａには第二のシリンダー１３の側面に設けられた配管に冷却水を流して冷却する方法を用いることが出来るが、これに限定されるものではない。体積計測手段１６には、例えば第二のシリンダー１３の先端部１３ｂの位置を読み取ることによって体積を求めるものであっても良いがこれに限定されるものではない。
【００１９】
第二のシリンダー１３と炭酸ガス濃度計測手段１４との間に第三の切り替えバルブ１５ｃが配置されており、この第三の切り替えバルブ１５ｃの切り替えに応じて炭酸ガス濃度計測手段１４が冷却された混合ガスの炭酸ガス濃度を計測する。炭酸ガス濃度計測手段１４には一般的な炭酸ガス濃度計を用いることが出来る。
【００２０】
演算手段１７は、混合ガスの炭酸ガス濃度と体積から炭酸ガス含有量を重量比で算出する。演算手段１７にはパソコンを利用することが出来るが、これに限定されるものではない。
【００２１】
３つの切り替えバルブ１５ａ、１５ｂ、及び１５ｃは開と閉が切り替えられる物であれば良い。
【００２２】
本発明による炭酸ガス量計測装置の計測フローを図３に示す。また、図４〜図７に計測過程における炭酸ガス量計測装置の状態を第一のシリンダー１２と、第二のシリンダー１３を中心に示す。
【００２３】
（ステップＳ１）図４
先ず、試料ホッパー１１から第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに一定量の炭酸飲料１１ｂを投入する。この場合、第一の切り替えバルブ１５ａを開き（この時、第二の切り替えバルブ１５ｂは閉じておく）、第一のシリンダー１２の駆動シリンダー１２ｃを駆動してピストン１２ｄを後退させる。
【００２４】
（ステップＳ２）図５
第一の切り替えバルブ１５ａを閉め、更に前記第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに投入された一定量の炭酸飲料１１ｂを第一のシリンダー１２に備えられた加熱手段１２ａによって加熱する。加熱することによって前記炭酸飲料１１ｂに溶解している混合ガス１１ｃを取り出すことが出来る。この場合炭酸飲料１１ｂを炭酸ガスが液中で溶解できない温度である７０°Ｃ以上に加熱するものとする。尚、図中の炭酸飲料１１ｂと加熱によって発生した混合ガス１１ｃは模式的に示したものである。
【００２５】
（ステップＳ３）図６
次に第二の切り替えバルブ１５ｂを開け、前記第一のシリンダー１２内に発生した混合
ガス１１ｃの全量を第二のシリンダー１３に移動する。この場合第一のシリンダー１２の駆動シリンダー１２ｃを駆動してピストン１２ｄを前進させる。第二のシリンダー１３の駆動シリンダー１３ｃはフリーとしておく。これは第二のシリンダー１３に移動された混合ガス１１ｃを常圧で移動するためである。
【００２６】
（ステップＳ４）図６
更に第二の切り替えバルブ１５ｂを閉め、第二のシリンダー１３に移動された混合ガス１１ｃを第二のシリンダー１３に備えられた冷却手段１３ａで常温に冷却する。
【００２７】
（ステップＳ５）図７
更に冷却された第二のシリンダーの炭酸ガス１１ｄの体積を体積計測手段１６によって計測し、その後第三の切り替えバルブ１５ｃを開け、炭酸ガス濃度計測手段１４によって混合ガス１１ｃの炭酸ガス濃度を計測する。
【００２８】
（ステップＳ６）図７
次に前記計測された炭酸ガスの濃度と炭酸ガスの体積から炭酸ガス含有量を演算手段１７で演算して重量比（重量パーセント）で求める。
【００２９】
演算手段１７で演算される炭酸ガス含有量は次のように演算される。即ち、炭酸ガスは常温、常圧の場合には２２．４Ｌで４４ｇであるから、試料ホッパー１１から第一のシリンダー１２の先端部１２ｂに投入された一定量の炭酸飲料１１ｂが１００ｍＬ（ミリリットル）とし、計測された常温、常圧の炭酸ガス濃度が５０％、体積が１Ｌ（リットル）の時には、炭酸ガス重量は０．５＊４４／２２．４＝０．９８（ｇ）となり、この重量を炭酸飲料１１ｂの重量（例えば上記１００ｍＬ＝１００ｇとする）で除することによって重量パーセントは、０．９８／１００＝０．９８（％）として求められる。
【００３０】
尚、上記説明では第二のシリンダー１３に移動された混合ガス１１ｃを冷却手段１３ａで冷却して常温としたが、冷却手段１３ａによって冷却する代わりに、冷却せずに混合ガス１１ｃの温度を計測し、また体積計測手段１６によって体積を計測して、計測温度と計測体積から常温、常圧状態の混合ガス１１ｃの体積を算出しても良い。
【００３１】
計測終了後には例えば切り替えバルブ１５ｄを開いて第一のシリンダー１２内の炭酸飲料１１ｂを排水して、次の計測の準備をすれば良い。
【００３２】
このように本発明の炭酸ガス量計測装置によれば、炭酸ガス含有量を重量比で計測することが出来、炭酸を極少量だけ含有させた微炭酸飲料やゼリーの炭酸ガス量を重量比で管理することが出来、従来の封入圧力管理に較べ精度の高い炭酸ガス量の管理が可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・充填容器
２・・・蓋
３・・・圧力計
４・・・検出針
１Ａ・・・炭酸水
１Ｂ・・・空間部
１１・・・試料ホッパー
１１ａ・・・計測対象物（炭酸飲料）
１１ｂ・・・一定量の炭酸飲料
１１ｃ・・・混合ガス
１２・・・第一のシリンダー
１２ａ・・・加熱手段
１２ｂ・・・第一のシリンダー１２の先端部
１２ｃ・・・第一のシリンダー１２の駆動シリンダー
１２ｄ・・・ピストン
１３・・・第二のシリンダー
１３ａ・・・冷却手段
１３ｂ・・・第二のシリンダー１３の先端部
１３ｃ・・・第二のシリンダー１３の駆動シリンダー
１４・・・炭酸ガス濃度計測手段
１５ａ・・・第一の切り替えバルブ
１５ｂ・・・第二の切り替えバルブ
１５ｃ・・・第三の切り替えバルブ
１５ｄ・・・切り替えバルブ
１６・・・体積計測手段
１７・・・演算手段
【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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