(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に密封される飲料の製造装置、二酸化炭素を含む排出物を放出する燃焼エンジン型発電機、二酸化炭素を含む排出物を放出する燃焼によって動力を得る水ボイラー、該燃焼エンジン型発電機および該ボイラーに連結され、該燃焼エンジン型発電機および該ボイラーからの排出物を受取り該排出物から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収ユニット、および該二酸化炭素回収ユニットから回収された二酸化炭素を受取り、回収された二酸化炭素を液化する圧縮機を含む飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステムにおいて、
該ボイラーによってつくられる水蒸気により動力を供給される蒸気タービン型発電機、および
燃焼エンジン型発電機および蒸気タービン型発電機の少なくとも一つにより動力を供給される冷却システムを含み、該冷却システムは二酸化炭素回収ユニットおよび該圧縮機によって液化された二酸化炭素を冷却し、また飲料製造充填施設で使用する冷却剤を供給するようになっており、
また該飲料製造充填施設は燃焼エンジン型発電機および蒸気タービン型発電機の少なくとも一つにより動力を供給されるようになっていることを特徴とする飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２】
燃焼エンジン型発電機は第１の燃焼源により動力を供給され、該ボイラーは第２の燃焼源により動力を供給されることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項３】
回収した二酸化炭素を飲料製造充填施設へ移送するようになっている二酸化炭素移送システムをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項４】
冷却システムは該燃焼エンジン型発電機および該蒸気タービン型発電機によって動力を供給されることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項５】
該燃焼エンジン型発電機は該二酸化炭素圧縮機に動力を供給するようになっていることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項６】
該冷却システムは空調システムを含んでいることを特徴とする請求項３記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項７】
該排出物から二酸化炭素が抜き取られた後該二酸化炭素回収ユニットからの排出物を受取り、該排出物から窒素および酸化窒素を回収する窒素回収システムをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項８】
該冷却システムは熱ポンプを具備し、該燃焼エンジン型発電機は該燃焼エンジンとの間に作動するように配置された機械的連結を介して該熱ポンプに動力を与えることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項９】
該冷却システムの水を冷却するようになっていることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項１０】
該燃焼エンジン型発電機、蒸気タービン型発電機、燃焼によって動力を得る水ボイラー、二酸化炭素回収ユニット、冷却システムおよび圧縮機は、多数の分離したモジュールにして輸送され、輸送後組み立ててコゼネレーションシステムにし得るようになっていることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項１１】
該燃焼エンジン型発電機は輸送の際該多数の分離したモジュールの中の第１のモジュールとなり、燃焼によって動力を与えられる水ボイラーは輸送の際該多数の分離したモジュールの中第２のモジュールとなり、該二酸化炭素回収ユニットおよび圧縮機は輸送の際該多数の分離したモジュールの中の第３のモジュールとなり、該冷却システムは輸送の際該多数の分離したモジュールの中の第４のモジュールとなることを特徴とする請求項１０記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項１２】
該燃焼エンジン型発電機は該二酸化炭素圧縮機に動力を供給するようになっていることを特徴とする請求項１０記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項１３】
該冷却システムは空調システムを含んでいることを特徴とする請求項１０記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項１４】
該排出物から二酸化炭素が抜き取られた後該二酸化炭素回収ユニットからの排出物を受取り、該排出物から窒素および酸化窒素を回収する窒素回収システムをさらに含んでいることを特徴とする請求項１０記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項１５】
操作時に二酸化炭素を含む排出物を放出する燃焼エンジン型発電機；
操作時に際二酸化炭素を含む排出物を放出する燃焼によって動力を得る水ボイラー；
該燃焼エンジン型発電機および該ボイラーに連結され、該燃焼エンジン型発電機および該ボイラーからの排出物を受取り該排出物から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収ユニット；
該二酸化炭素回収ユニットから回収された二酸化炭素を受取り、回収された二酸化炭素を液化する圧縮機；
該ボイラーによってつくられた水蒸気によって動力を得る蒸気タービン型発電機；
該燃焼エンジン型発電機および該蒸気タービン型発電機の少なくとも一つにより動力を供給され、二酸化炭素回収ユニットと該圧縮機によって液化された二酸化炭素とを冷却し、また飲料製造充填施設に冷却剤を供給するようになっている冷却システム；および
回収した二酸化炭素を飲料製造充填施設に送る二酸化炭素移送システムを含むコゼネレーションシステム・アセンブリーを、第１の場所から該第１の場所に対して遠い所にある第２の場所へと多数の分離したモジュールにして輸送し；
該第２の場所において多数の分離したモジュールを組み立ててコゼネレーションシステムにすることを特徴とする遠隔地において飲料製造充填施設のためのコゼネレーションを実施する方法。
【請求項１６】
第２の場所は炭酸飲料の製造充填施設の近所にあることを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項１７】
改良点として、第２の場所において多数の分離したモジュールを分解し、この分離したモジュールを第３の場所に輸送し、第３の場所において多数の分離したモジュールを組み立ててコゼネレーションシステムにする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項１８】
分離したモジュールの大きさを標準的な大きさの輸送用容器に合わせることを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項１９】
燃焼エンジン型発電機を該多数の分離したモジュールの第１のモジュールとして輸送し、燃焼によって動力を得る水ボイラーを該多数の分離したモジュールの第２のモジュールとして輸送し、二酸化炭素回収ユニットおよび圧縮機を該多数の分離したモジュールの第３のモジュールとして輸送し、冷却システムを該多数の分離したモジュールの第４のモジュールとして輸送し、蒸気タービン型発電機を該多数の分離したモジュールの第５のモジュールとして輸送することを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項２０】
該燃焼エンジン型発電機は該二酸化炭素圧縮機に動力を供給するようになっていることを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項２１】
該冷却システムは空調システムを含んでいることを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項２２】
該冷却システムは熱ポンプを含み、燃焼エンジン型発電機は、コゼネレーションシステムが組み立てられた場合、機械的連結を介して熱ポンプに動力を供給するようになっていることを特徴とする請求項１５記載のコゼネレーション実施方法。
【請求項２３】
該ボイラーは該飲料製造充填施設へ熱を供給し、
二酸化炭素移送システムが回収した二酸化炭素を飲料製造充填施設へ送るようになっていることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２４】
該飲料製造充填施設は外部からの電力の供給なしで操作し得ることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２５】
該飲料製造充填施設は炭酸飲料を製造することを特徴とする請求項２３記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２６】
該飲料製造充填施設は炭酸飲料および非炭酸飲料を製造することを特徴とする請求項２３記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２７】
該飲料製造充填施設は容器洗浄器、飲料に甘味剤を溶解するための混合機および加熱器、および容器に飲料を充填し充填した容器を密封するための容器充填器および密封器を含み、該コゼネレーションシステムは容器洗浄器および飲料の混合機および加熱器に熱を供給するようになっていることを特徴とする請求項２３記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２８】
該飲料製造充填施設は、飲料を加熱した後飲料を冷却するための冷却器をさらに含み、該冷却システムは該冷却器に冷却剤を供給するようになっていることを特徴とする請求項２７記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項２９】
該飲料製造充填施設は飲料を冷却した後に飲料を炭酸化する炭酸化ユニットをさらに含み、二酸化炭素移送システムが回収された二酸化炭素を飲料製造充填施設へ送るようになっており、該二酸化炭素移送システムは該炭酸化ユニットに二酸化炭素を供給するようになっていることを特徴とする請求項２８記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項３０】
該冷却システムは製造および充填工程中飲料を冷却するために処理装置によって使用される冷却剤を供給するようになっていることを特徴とする請求項１記載の飲料製造充填施設のための集積コゼネレーションシステム。
【請求項３１】
飲料製造充填施設において密封した容器の中に入った飲料をつくり；
該飲料製造充填施設の近所にあるコゼネレーションシステムを用いて該飲料製造充填施設に電力、熱および二酸化炭素を供給する容器中に密封された飲料の製造法において、
該コゼネレーションシステムは
二酸化炭素を含む排出物を放出し、飲料製造充填施設に電力を供給する燃焼エンジン型発電機；
二酸化炭素を含む排出物を放出し、飲料製造充填施設に熱を供給する燃焼によって動力を得る水ボイラー；
該燃焼エンジン型発電機および該ボイラーに連結され、該燃焼エンジン型発電機およびボイラーからの排出物を受取り該排出物から二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収ユニット；
該二酸化炭素回収ユニットから回収された二酸化炭素を受取り、回収された二酸化炭素を液化する圧縮機；
回収した二酸化炭素を飲料製造充填施設へ移送する二酸化炭素移送システム；および
該燃焼エンジン型発電機によって動力を供給される冷却システムを含み、コゼネレーションシステムを用いて飲料製造充填施設に冷却剤を供給することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術的分野】
本発明は電力、水蒸気または高温水の形の熱、冷却剤、二酸化炭素および他の生成物のコゼネレーションに関する。特に本発明は飲料の製造に製造するためのこのような生成物のコゼネレーション（併給）に関する。
【０００２】
【発明の背景】
炭酸飲料を製造するための炭酸飲料充填工場を含む飲料製造工場は、該工場を稼働させてこのような飲料を製造する際に、二酸化炭素、電力、水、熱、および他の資源を大量に消費する。二酸化炭素、通常は液体の二酸化炭素は飲料に炭酸を加えるのに使用される。炭酸飲料製造工場では大量の二酸化炭素が必要である。電気モーターを動かし加熱および冷却を行なう工程を含む多くの飲料充填工程を作動させるには電力が使用される。熱は水蒸気または高温水または両方の形で甘味剤を溶解したり瓶を洗浄する工程で炭酸飲料の製造に使用される。きれいな水は炭酸飲料自身の一部をなしている。また飲料は製造工程中冷水によって冷却される。
【０００３】
工業先進国においては、炭酸飲料充填工場を支えるための上記生産資源は飲料の製造需要に合った十分な量で国外の資源から確保できることが多い。しかし大量の二酸化炭素がなお必要であり、現存のシステムおよびエネルギーの形の資源はコスト高であり、しばしば非効率なシステムによって生産されている。国の発展に伴い、工業先進国から遠い地域においてさえも、炭酸飲料充填工場を支えるために必要な上記の生産資源を、信頼できる資源から或いは適切な価格で、容易に得ることはできなくなっている。特に多くの発展途上国においてまた先進国の遠隔地域においては、電力および液体二酸化炭素の信頼できる資源を得ることは困難である。さらに発展途上国においては、電力、液体二酸化炭素、熱、冷却媒体、および飲料充填工場で使用される他の生産資源をつくるための種々の装置およびエネルギーは容易には得られない。
【０００４】
また伝統的な飲料製造充填工場は製造システムを建設するのに大量の資材を必要とする。従って発展途上国、他の遠隔地域、および工業国でおいてさえ、種々の種類の炭酸飲料および非炭酸飲料を充填するために必要な電力、液体二酸化炭素、および他のエネルギーおよび生産資源は、瓶詰め工場の所在地で生産することが必要とされている。従って炭酸飲料充填システムに使用されるエネルギーおよび他の生成物をその場所で生産し得るエネルギー効率の良いシステムが必要である。また色々な場所で建設し得る飲料製造工場に対するコゼネレーションシステムも必要とされている。また迅速かつ廉価に建設して生産に組み込み得る飲料製造工場も要求されている。
【０００５】
Ｂｏｙｄの米国特許４，８９９，５４４号には、炭化水素燃料によって動力が供給され、それによって発電機を駆動するエンジンを含むＣＯ2製造装置と組み合わされたコゼレネーション施設が記載されている（同特許第４欄第５行以降）。Ｂｏｙｄは、水蒸気をつくるのに、また二酸化炭素分離工程により蒸気タービンを駆動するのにこのエンジンの熱を利用し、ＣＯ2の回収にこのエンジンの排ガスを利用している（第４欄、第５〜１５行）。
【０００６】
Ｍａｒｋｂｒｅｉｔｅｒ等の米国特許４，９４２，７３４号には、ガスタービンおよび蒸気タービンに動力を供給するためにメタンに富んだガス用いる燃焼源を含んだコゼレネーションシステムが記載されている（同特許第２欄第５０行以降）。各タービンは発電機を駆動するものとして記載されている。Ｍａｒｋｂｒｅｉｔｅｒはこの燃焼源から二酸化炭素を回収することを記載している。
【０００７】
【発明の概要】
本発明においては、電力、高温水、水蒸気および冷水、液体二酸化炭素、および飲料を製造し充填するにに必要な他の生産資源を含む必要なエネルギーを飲料製造施設の所在地で供給することにより上記の要求が満足される。本発明によれば、充填を行なう場所においてこのようなエネルギーおよび生産資源を生産するシステムが提供される。本発明の集積コゼネレーションシステムは実質的に任意の場所に輸送でき、その場所で装着することができる。部分的にはその一体化された設計のために、飲料製造施設に組み込んだ場合、本発明の集積コゼネレーションシステムは効率的でありコストを低減することができる。
【０００８】
特に本発明によれば、燃焼エンジン型発電機、燃焼によって動力を得る水ボイラー、該燃焼エンジン型発電機およびボイラーに連結され二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収ユニット、および該二酸化炭素回収ユニットから回収された二酸化炭素を受取り回収された二酸化炭素を液化する圧縮機を具備することを特徴とする集積コゼネレーションシステムが提供される。また本発明には遠隔地においてコゼネレーションを実施し得る移動式集積コゼネレーションシステムおよびその方法が含まれる。本発明の他の態様に従えば、上記コゼネレーションシステムを含む炭酸飲料充填システムが提供される。しかし本発明のコゼネレーションシステムは非炭酸飲料の製造システムおよび炭酸飲料および非炭酸飲料の両方を製造するシステムに対しても有用であることを了解されたい。
【０００９】
本発明のコゼネレーションシステムでは、炭酸飲料の製造に望ましい二酸化炭素が比較的大量に生産される。本発明のコゼネレーションシステムでは、燃焼エンジン型発電機および燃焼によって動力を得る水ボイラーのいずれか一つ、好ましくはその両方から二酸化炭素を回収することによってこのような大量の二酸化炭素が製造される。二酸化炭素回収ユニットでは、二酸化炭素の回収の際に、燃焼エンジン型発電機および水ボイラーのいずれか一つ、好ましくはその両方から得られる電力および熱が使用される。さらに、コゼネレーションシステムが飲料製造工場の所在地にある場合には、コゼネレーションシステムは二酸化炭素の他に、動力システムに対して電力および熱を供給し、また飲料を製造するために熱を供給する。熱は、水蒸気、高温水、または両方の形で、飲料の製造中に甘味剤を溶解するのに特に有用である。
【００１０】
本発明の集積コゼネレーションシステムはさらにボイラーによってつくられる水蒸気によって動力を供給される水蒸気発電機を含み、コゼネレーションシステムおよび飲料充填施設の種々の構成機素によって使用される電力をさらに供給することが望ましい。
【００１１】
特に本発明のコゼネレーションシステムは燃焼エンジン型発電機によって動力を供給される冷却システムを含んでいる。この冷却システムは比較的エネルギーバランスが良く効率的なコゼネレーションシステムを与える。この比較的エネルギーバランスが良く効率的なコゼネレーションシステムは、燃焼エンジン型発電機および燃焼により動力を得る水ボイラーによってつくられる過剰のエネルギーを使用し、飲料充填施設およびコゼネレーションシステムの他の構成機素によるエネルギーの要求が少ないか誤っている場合でも、燃焼エンジン型発電機および燃焼により動力を得る水ボイラーを高度で効率的なレベルで作動させる冷却システムを含んでいる。このコゼネレーションシステムは燃焼エンジン型発電機および燃焼により動力を得る水ボイラーを好ましくは最適値に近いレベルで作動させて運転することができる。冷却システム、特に飲料充填施設で使用されるような冷却システムは大量のエネルギーを消費する。冷却システムはコゼネレーションシステムによってつくられる過剰のエネルギーを水またはグリコールのような冷却された液体の形で貯蔵し、冷却システムが熱ポンプを含む場合には、過剰のエネルギーを高温水または水蒸気のような加熱された液体の形で貯蔵することができる。従ってコゼネレーションシステムは、炭酸飲料を大量に製造する場合、処理中に飲料を冷却するために使用される冷たい水の形で冷却剤を供給する。飲料を加熱して甘味剤を溶解した後飲料を炭酸化して充填する前において、飲料製造工程中に飲料を冷却するためにこの冷たい水は特に有用である。
【００１２】
さらに特に好ましくは本発明の冷却システムは、例えば二酸化炭素圧縮機のようなコゼネレーションシステムの種々の構成機素、および飲料充填施設の建物の空調を行なうような飲料充填施設の種々の構成機素を冷却するようにされている。また燃焼エンジン型発電機および随時燃焼により動力を得る水ボイラーは、二酸化炭素圧縮機のようなコゼネレーションシステムの種々の構成機素および飲料充填施設の種々の構成機素に動力を供給するようにすることができる。
【００１３】
本発明の一具体化例に従えば、本発明のコゼネレーションシステムは、廃水を瓶詰された炭酸飲料の製造に有用なきれいな水に変える廃水処理システムを含んでいる。コゼネレーションシステムの冷却システムは、廃水処理法を稼働するのに必要な冷却を行なうようにすることができる。
【００１４】
さらに好ましくは本発明の集積コゼネレーションシステムは、排出物から二酸化炭素が抜き取られた後二酸化炭素回収システムからの排出物を受取るようにし得る窒素回収システムをさらに含んでいる。この窒素は非炭酸飲料を製造する際包装品の頂部の空間を充填するのに特に有用である。このような非炭酸飲料は本発明のコゼネレーションシステムを使用して飲料製造施設で製造することができる。
【００１５】
上記のように、本発明はまた移動式集積コゼネレーションシステムを包含している。この移動式システムはモジュール型のコゼネレーションシステム・アセンブリーであり、燃焼エンジン型発電機、燃焼により動力を得る水ボイラー、二酸化炭素回収ユニットおよび圧縮機が、輸送を行なうために多数の分離したモジュールに分解され、輸送後は組み立てて集積コゼネレーションシステムにし得るようになっている。このアセンブリーは多数の分離したモジュールにして、例えばこのような構成機素が入手できる第１の場所から、例えば発展途上国におけるような第１の場所から遠く離れた第２の場所に輸送し、しかる後その遠く離れた場所において組み立てられる。
【００１６】
このようなコゼネレーションシステムは安全な場所において組み立てて操作を行なうために設置し、試験し、装着することができ、また任意の場所で使用することができる。またこのようなコゼネレーションシステムは分解してさらに第３の場所に輸送し、再び組み立てた後、さらに他の場所に運ぶ等のことを行なうことができる。本発明の特定の具体化例に従えば、燃焼エンジン型発電機を該多数の分離したモジュールの第１のモジュールとして輸送し、燃焼により動力を得る水ボイラーを多数の分離したモジュールの第２のモジュールとして輸送し、二酸化炭素回収ユニットおよび圧縮機を多数の分離したモジュールの第３のモジュールとして輸送する。コゼネレーションシステム・アセンブリーの構成機素は種々のモジュールの配置で輸送することができる。モジュールは標準的な大きさの輸送容器で輸送できることが特に望ましい。このようなモジュール形式で輸送できるコゼネレーションシステムは、飲料の製造を支えている従来の供給資源と比較した場合、遠隔地域を含む任意の場所に輸送して使用する上で経済的であり、飲料製造のコストを節約することができる。
【００１７】
従って本発明の目的は、改良された炭酸飲料製造システムを含む改良された飲料製造システムを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、改良されたコゼネレーションシステムを提供することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、電力、水蒸気または高温水の形の熱、冷水および二酸化炭素の形を含む冷却剤を含んだ生産資源のコゼネレーションシステムを行なう効率的なシステムを提供することである。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、炭酸飲料充填施設を支えるエネルギーおよび生産資源を供給する効率的なコゼネレーションシステムを提供することである。
【００２１】
本発明のさらに他の目的は、発展途上国および他の遠隔地域を含む場所において炭酸飲料充填施設を支えるのに使用される効率的で比較的バランスのとれたコゼネレーションシステムを提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的、特徴および利点は具体化例の下記の詳細な説明、添付図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００２３】
図面の詳細な説明
上記に概説したように、本発明は集積コゼネレーションシステム、飲料を製造する場所においてコゼネレーションを行なう方法、および飲料生産システムにおけるこのようなコゼネレーションシステムの使用に関する。本発明の一具体化例に従ってつくられた集積コゼネレーションシステムを含む飲料製造システムを下記に詳細に説明する。
【００２４】
図１を参照すれば、本発明の一具体化例に従ってつくられた飲料製造システム１０が例示されており、このシステムは隣接したコゼネレーションシステム１４に直接支えられた炭酸飲料製造充填施設１２（以後飲料充填施設という）を含んでいる。コゼネレーションシステム１４は充填施設１２によって使用される種々の生産資源を供給する。
【００２５】
炭酸飲料充填施設および他のタイプの飲料製造施設は公知である。炭酸飲料充填施設１２の構成機素を図２に示す。この飲料充填施設１２は炭酸飲料製造用の典型的な充填施設である。しかしここで充填施設１２は炭酸飲料充填施設として示されているが、コゼネレーションシステム１４は非炭酸飲料充填施設、および炭酸飲料および非炭酸飲料の両方を製造する施設に使用することができる。例えばコゼネレーションシステム１４はソフトドリンク、コーヒー、お茶、果物および野菜ジュースの濃縮物および／または飲料、等張性飲料および非等張性飲料の製造施設に供給を行なうのに使用することができる。
【００２６】
図２に例示した充填施設１２はガラス瓶またはＰＥＴボトルのような瓶に炭酸飲料を充填するのに特に適しているが、他の使用できる容器としてはアルミニウム、鋼または他の適当な金属からつくられた缶、袋、ボール紙製容器および包装品、箱入りの袋型の容器、無菌または無菌に近い処置をした包装品、ドラム缶、茶筒、手提げ袋、大型容器および他の飲料用の容器および包装品が含まれる。
【００２７】
一般的に云えば、充填装置１２は、充填されていない瓶を充填するために輸送装置から降ろす装置１６および瓶をケースから取り出す装置１８、高温の水で瓶を洗浄するための瓶洗浄器２０、ライン２３を通じて供給される味のついた濃縮物、水および甘味剤を混合し飲料を加熱して甘味剤を溶解する飲料混合ステーション２２、加熱した飲料を冷却する飲料冷却器２４、冷却した飲料に炭酸化処理を行なう炭酸化ユニット２６、飲料を瓶に詰めて密封する瓶詰め着栓装置３０、および充填し密封した瓶を梱包する落下式梱包機３２および輸送機３４を含んでいる。充填施設１２はまた、充填し密封した瓶を再びケースの中に詰める前に瓶のケースを洗浄するケース洗浄機３６、および品質管理を行なうための多数の検査ステーション３８を含んでいる。これらの機能をもったユニットは加熱し空調された一つの建物（図示せず）の中に収納されていることが望ましい。下記に説明するように、コゼネレーションシステム１４は充填施設の種々の構成機素を運転するための電力、瓶およびケースを洗浄するための高温の水、飲料混合物を加熱し甘味剤を溶解する水蒸気、および炭酸化を行なう前に飲料を冷却する冷却水を供給する。
【００２８】
コゼネレーションシステム１４は集積化されたモジュラー・システムになっており、標準的な大きさの輸送容器で輸送でき、輸送した後に組み立ててコゼネレーションシステムをつくることができる。従ってコゼネレーションシステム１４の構成要素は多数の分離したモジュールにして輸送し、第１の場所から離れた第２の場所に輸送した後、システムの試験または構築に実質的なまたは長い時間をかける必要なく組み立てができるように、或る一つの場所で製造し、試験し、集積しておくことができる。例えばコゼネレーションシステム１４の構成要素を一つの場所で製造するかまたはそこに集めておき、分離したモジュールにして第２の場所に輸送し、この離れた場所で組み立てて飲料の製造充填施設と組み合わされた機能性の高いコゼネレーションシステムにすることができる。さらにこのコゼネレーションシステム１４は第２の場所においてその後分解し、第３の場所に輸送してそこで組み立てることができる。このような分解と再組み立ての工程は必要に応じ継続することができる。例えばコゼネレーションシステム１４は一つの充填施設から他の充填施設へと、或いは世界の非常に異なった場所にある充填施設の間で移動させ、世界の異なった場所の異なった季節の利点を得ることができる。
【００２９】
コゼネレーションシステム１４は集積性をもちモジュールで構成されているから、実質的に任意の場所にある飲料製造施設１２へと容易に輸送してそこで組み立てることができ、飲料製造施設の中に組み込んだ場合には高い効率が得られ、コストを低下させることができる。
【００３０】
一般にコゼネレーションシステム１４は燃焼エンジン型発電モジュール４６、水ボイラー・モジュール４８、二酸化炭素回収および貯蔵モジュール５０、冷却モジュール５２、廃水処理モジュール５４、および窒素回収モジュール５６を含んでいる。しかしコゼネレーションシステム１４の構成機素は種々のモジュールの形態によって配置することができると了解されたい。コゼネレーションシステム１４のモジュールの構成は、構成機素を遠隔地へと輸送しその遠隔地でコゼネレーションシステムを組み立て得るように設計される。モジュールの配置および大きさは、標準的な輸送容器で輸送でき、最低限度の装備または構成で組み立てができるような配置および大きさであることが望ましい。例えば各構成機素は１枚のコンクリートの板の上に載せることができる。
【００３１】
コゼネレーションシステム１４は電力、水蒸気または高温の水の形の熱、二酸化炭素、冷水および冷却用の空気を含む冷却剤、廃水から得られるきれいな水、および時には窒素を同時に生産する。このような生産資源はすべて炭酸飲料充填施設において有用である。このようなコゼネレーションシステムは、信頼すべき発電システムまたは液体二酸化炭素の十分な供給施設をもたない発展途上国では特に有用である。
【００３２】
コゼネレーションシステム１４の燃焼エンジン型発電モジュール４６は、飲料製造施設１２の電力の主要供給源としての役目をする１個またはそれ以上の燃焼エンジン型発電機を含んでいる。ディーゼルエンジンによる発電機が望ましいが、燃料油、ガソリン、天然ガス、および他の化石燃料による他の燃焼エンジン型発電機も適している。燃焼エンジン型発電モジュール４６によって得られる電力はライン５８を通じて直接飲料製造施設へ供給され、上記のような充填施設の内部にある機能ユニットを作動させ、また充填施設の加熱および空調システムに送られる。さらに燃焼エンジン型発電モジュール４６は、ライン６０を介して冷却モジュールへ、ライン６２を介して二酸化炭素回収および貯蔵モジュールへ、また電力を必要とする充填システム１０の他の工程および装置に電力を供給する。適当な大きさをもっていれば、燃焼エンジン型発電モジュール４６は地方の発電施設のような外部からの電力の供給を受けずに操作することができ、或る環境下では過剰の電力を地方の商用電力供給網へ供給することができる。
【００３３】
水ボイラー・モジュール４８は、それぞれライン６３および６４を介して飲料製造施設１２および必要に応じ他のコゼネレーションシステムに高温の水または水蒸気を供給する、燃焼により水を沸騰させるボイラーを含んでいる。例えばこのボイラー・モジュール４８はライン６３を介して瓶洗浄機２０およびケース洗浄機３６へ高温の水を、ライン６４を介して混合加熱ユニット２２へ水蒸気を、またライン６５を通じて二酸化炭素回収モジュール５０へ高温の水または水蒸気或いはその両方を供給する。このボイラーは燃料油、天然ガス、ケロセン、ディーゼル油、石炭等を含む種々の化石燃料を燃料として使用することができる。
【００３４】
またこのボイラー・モジュール４８はライン６６を通じ蒸気タービン型発電機６８に水蒸気を供給する。この発電機６８はライン７０を通じて飲料製造施設１２へ、またライン７２を通じて冷却モジュール５２へ、必要に応じ炭酸飲料瓶詰めシステム１０の他の構成機素へさらに電力を供給している。
【００３５】
燃焼エンジン型発電モジュール４６および水ボイラー・モジュール４８は二酸化炭素を含む廃ガスをそれぞれライン７４および７６から二酸化炭素回収貯蔵モジュール５０へ供給する。図３に示される二酸化炭素回収貯蔵モジュール５０は、廃ガスから二酸化炭素を回収するための二酸化炭素洗浄塔７８、二酸化炭素抜き取り塔８０および凝縮器８２を含んでいる。このような二酸化炭素システムは当業界に公知である。典型的な回収システムはアミン溶液システムである。洗浄塔７８の中のアミン溶液が廃ガスから二酸化炭素を吸収する。二酸化炭素を含んだアミン溶液はライン８４を通って抜取り塔８０へ向い、ここで熱により二酸化炭素がアミン溶液から抜取られ、ライン８６を通って凝縮器８２へ向う。凝縮器８２により回収された二酸化炭素から水蒸気が除去される。回収された乾燥二酸化炭素は次いで活性炭フィルターのような濾過器８８を通った後、圧縮器９０で液化されて貯蔵される。回収された液化二酸化炭素は必要に応じライン９２を通じ充填施設１２の炭酸化ユニット２６へ供給される。
【００３６】
冷却モジュール５２は加熱および冷却を行なう熱ポンプを含んでいることが望ましい。しかし冷凍圧縮器のような他の冷却装置を使用することもできる。冷却モジュール５２の熱ポンプまたは他の冷却装置は、燃焼エンジン型発電モジュール４６および蒸気タービン型発電機６８から得られる電力を動力にしている。冷却モジュール５２はそれぞれライン９４および９６を介して充填施設１２および廃水モジュール５４を冷却する。冷却モジュール５２は瓶詰め施設１２の工程、例えば飲料冷却ステーション２４の所における飲料の冷却工程で冷却を行ない、また瓶詰め施設を収納する建物の空調を行なう。ジュース濃縮液および飲料の製造では、冷却モジュール５２は濃縮液または飲料を冷却することができる。
【００３７】
冷却モジュール５２の熱ポンプ５２は瓶詰め施設１２またはコゼネレーションシステム１４の他のモジュールに使用し得る熱を生成する。冷却モジュール５２は、回収された二酸化炭素が圧縮器９０によって液化されると、ライン９８を通じてこれを冷却する。二酸化炭素を圧縮すると熱が生じるが、この熱は冷却モジュール５２から冷却して除去される。
【００３８】
排水処理モジュール５４は、廃水を浄化しライン１００を介して瓶詰め施設１２にきれいになった水を供給する排水処理システムを含むことが望ましい。廃水は廃水処理モジュール５４で処理を行ない精製を行なうために瓶詰め施設１０１から戻される。一つの処理法は廃水を氷で処理する方法であり、これは冷凍／解凍廃水処理法としても知られている。従って氷による廃水処理法の詳細はここでは説明しない。しかし一般に氷による廃水処理法では、約７０％の水が凍結するまで廃水を凍結させる。残りの液を捨て、氷を融解させて高度に純粋な水を得る。このコゼネレーションシステムに他の公知の廃水処理法を使用することができる。
【００３９】
窒素回収モジュール５６は二酸化炭素回収貯蔵モジュール５０からライン１０２を介して二酸化炭素から抜取られた廃ガスを受取る。二酸化炭素を抜き取られた廃ガスは大部分の窒素と酸化窒素を含み、これは例えば瓶詰めされた非炭酸飲料の上方の空間を充填するのに使用することができる。窒素回収モジュール５６は瓶詰めされた炭酸飲料および非炭酸飲料を製造する充填施設と組み合わせて使用される。図１においてはライン１０４により窒素回収モジュールから瓶詰め施設へ窒素が供給される。
【００４０】
冷却モジュール５２の熱ポンプは燃焼エンジン型発電モジュール４６および蒸気タービン型発電機６８により供給される電力で動作させるのが望ましいが、燃焼エンジン型発電モジュールの燃焼エンジン型発電機の間で直接機械的な連結を行なうことにより熱ポンプに動力を供給することもできる。これを行なうためには、燃焼エンジン型発電機からの駆動シャフトを直接熱ポンプの駆動シャフトに連結する。
【００４１】
コゼネレーションシステム１４はエネルギー効率が良い。何故ならば燃焼エンジン型発電機４６および燃焼によって動力を得る水ボイラー４８の両方から二酸化炭素を受取り、また冷却モジュール５２の大きな熱要求量のために、燃焼エンジン型発電モジュールおよびボイラーは最適レベルに近いレベルで操作できるからである。冷却モジュール５２は燃焼エンジン型発電モジュール４６または水ボイラー・モジュール４８によって生じる過剰のエネルギーを使用する。例えば瓶詰め施設１２が高温の水、水蒸気または電力を少量しか使用しない場合、燃焼エンジン型発電モジュール４６および水ボイラー・モジュール４８は、冷却モジュール５２に電力を供給しながら最適に近いレベルで動作し続けることができる。コゼネレーションシステム１４は、異なったモジュールを集積化しているので、比較的エネルギー・バランスがとれたシステムである。
【００４２】
さらに、コゼネレーションシステム１４を使用して炭酸飲料と非炭酸飲料とを交互に製造する充填施設に供給を行なう場合、非炭酸飲料を製造している時には生成した二酸化炭素を貯蔵し、炭酸飲料を製造する際にはこれを使用することができる。これによって二酸化炭素回収システムを連続的に効率よく動作させることができる。
【００４３】
上記説明は本発明の特定の具体化例に関連したものであり、特許請求の範囲に定義された本発明の範囲を逸脱することなく多くの変形を行なうことができることを了解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一具体化例に従ってつくられた集積化されたコゼネレーションシステムを含む飲料製造装置の模式図。
【図２】  図１に示したシステムの一部を構成する飲料製造充填システム望の模式図。
【図３】  図１に示したシステムの一部を構成する二酸化炭素回収ユニットの模式図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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