(57)【要約】飲料のカルシウム強化法、装置および組成物を提供する。この方法は水中でカルシウム供給源、好ましくは水酸化カルシウムおよび酸の供給源を、可溶性カルシウム塩は生成するが沈殿が最少となるために十分な時間、連続的にブレンドすることを含んでなる。酸の供給源は好ましくはクエン酸である。カルシウム塩溶液はインラインの保持反応管に有意な沈殿を生じることなくカルシウム塩を溶液中に生成するために必要な期間留まり、そして次にオレンジ果汁のような非乳製品に連続的に、かつ直ちに加えられて飲料をカルシウム強化する。カルシウム塩溶液のｐＨは可溶性塩の量を至適化し、そして沈殿の量を最少にするために監視することができる。
2004530424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウム強化飲料の製造法であって：
ａ．カルシウムを含有する塩基および酸の水溶液をブレンドしてブレンドされた酸／塩基溶液を形成し；
ｂ．カルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために制御された十分な時間、ブレンドされた酸／塩基溶液をインライン反応管に保持し；そして
ｃ．インライン反応管からカルシウム塩溶液を飲料に連続的に加え、これによりカルシウム強化飲料を製造する、
ことを含んでなる上記方法。
【請求項２】
飲料がフルーツドリンク飲料である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
飲料が果汁である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
飲料がオレンジ果汁である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
カルシウムを含有する塩基が水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、グルコン酸カルシウム、アスコルビン酸カルシウムおよびアスパラギン酸カルシウムまたはそれらの組み合わせから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
カルシウムを含有する塩基が約１〜２０重量／重量％溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
カルシウムを含有する塩基が約５〜１５重量／重量％溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
カルシウムを含有する塩基が約１０重量／重量％溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
カルシウムを含有する塩基が水酸化カルシウムである請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
酸がクエン酸、フマル酸、リンゴ酸、リン酸、アジピン酸、乳酸、酒石酸およびグルコン酸またはそれらの組み合わせから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
酸が約１〜５０重量／重量％溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
酸が約１０〜３０重量／重量％溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
酸が約１５重量／重量％溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
酸がクエン酸である請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
カルシウムを含有する塩基が約１０重量／重量％の水酸化カルシウム溶液であり、そして酸が約１５重量／重量％のクエン酸溶液である請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ブレンドされた溶液を保存する工程が約１０〜３００秒間続く請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ブレンドされた溶液を保存する工程が約２０〜２４０秒間続く請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ブレンドされた溶液を保存する工程が約３０〜１２０秒間続く請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
ブレンドされた溶液を保存する工程が約４０〜６０秒間続く請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
ブレンドされた溶液の保持工程がさらに、カルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために十分な時間を決定するために、ブレンドされた溶液のｐＨを監視することを含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
十分な時間のｐＨ表示が３．５〜５．３である請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
十分な時間のｐＨ表示が約４．３である請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
方法が飲料の個別のバッチを製造するために１回行なわれる請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
方法が飲料のバッチを製造するために連続的に行われる請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
保持工程が静止ミキサー中で行われる請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
より早い段階でカルシウムを含む塩基と水流と混合することをさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
より早い段階で酸と水流と混合することをさらに含んでなる請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
酸がカルシウムを含有する塩基の水溶液に直接加えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
カルシウム強化飲料を製造するための装置てあって：
ａ．カルシウムを含有する塩基と水を混合するための水性塩基の混合容器；
ｂ．酸／塩基水溶液を形成するために、酸と塩基水溶液を混合する水性塩基の混合容器と下流で流体連絡する酸混合容器；
ｃ．カルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために制御された十分な時間、酸／塩基水溶液を保持するために酸混合容器と下流で流体連絡するインライン反応管；および
ｄ．カルシウム塩溶液と飲料を合わせるために、インライン反応管と下流で流体連絡する飲料分配器、
を含んでなる上記装置。
【請求項３０】
カルシウム塩溶液および分配器からの飲料を連続的にブレンドするために、飲料分配器と下流で液体連絡する静止ミキサーをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
酸混合容器と下流で連絡する酸／塩基水溶液置換ポンプをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
水性塩基の混合容器と下流で連絡する塩基水溶液置換ポンプをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】
必要な流速で水を計るために、塩基混合容器と上流で連絡するフローメーターをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項３４】
塩基混合容器と下流で連絡するポンプ、バルブおよびフローメーターを順次にさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項３５】
水性塩基の混合容器がインラインの静止ミキサー、タンク、液化装置または高剪断ミキサーである請求項２９に記載の装置。
【請求項３６】
酸混合容器がインラインの静止ミキサー、タンク、液化装置または高剪断ミキサーである請求項２９に記載の装置。
【請求項３７】
酸／塩基水溶液を形成するために、酸混合容器に導入する前に酸と水を混合するための酸混合容器と上流で液体連絡する水性の酸混合容器をさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項３８】
水性の酸混合容器と下流で連絡する酸水溶液置換ポンプをさらに含んでなる請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
酸混合容器と下流で連絡する弁およびフローメーターを順次にさらに含んでなる請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
カルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために十分な時間を制御する反応管の流れ制御器に操作可能に連結した反応管と下流で連絡するｐＨセンサーをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項４１】
沈殿したカルシウム塩を他にそらすために反応管に切換え弁をさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項４２】
水性塩基の混合容器と下流で連絡するフィルターをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【請求項４３】
酸混合容器と下流で連絡し、そしてインライン反応管と上流で連絡する静止ミキサーをさらに含んでなる請求項２９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は栄養補助剤を用いて飲料を強化するための方法、装置および組成物を対象とする。加えて本発明は飲料中のカルシウム沈殿が最少な高レベルのカルシウムを有する果汁飲料を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
飲料の製造はますます複雑になった。今日の消費者は様々な風味および組成の広範囲の飲料を飲んでいる。このような消費者の多くは味および栄養的な理由から果汁（ｆｒｕｉｔ  ｊｕｉｃｅ）およびフルーツドリンク（ｆｒｕｉｔ  ｄｒｉｎｋ）を購入している。
【０００３】
カルシウムは強い歯および骨を形成し、そして骨粗鬆症のような疾患を防ぐために役立つので子供だけでなく成人にとっても大変重要であると認識されている。またカルシウムは体内でプロトロンビンをトロンビンに転換する触媒として血液凝固のために、細胞の透過性を上げるために、そして神経伝達および筋肉を収縮し易くするためにも使用される。さらにカルシウムはヒトおよび他の生きている生物中で補酵素として機能して様々な生物学的反応を促進する。
【０００４】
ミルクのような乳製品は食用カルシウムの最も普通の供給源である。しかし多くの人が食品医薬品局（ＦＤＡ）により提示されるカルシウムの１日所要量（ＲＤＡ）を提供するために十分な量の乳製品を消費していない。この不足を導く因子には味の好み、ラクトース不耐性および乳製品の腐敗し易さを含む。したがってこの要求に合うように非乳飲料の様々なカルシウム強化法が開発されてきた。
【０００５】
ほとんどのカルシウム塩は高度に水溶性ではないので、当該技術分野では果汁およびフルーツドリンク製品のようなカルシウム強化飲料の開発における問題がある。高原子価のクエン酸カルシウムのようなある種のカルシウム塩の低い溶解性により、果汁またはフルーツドリンクに沢山入れ過ぎるとカルシウム塩が飲料中に沈殿する。沈殿は通常、多くの消費者には望ましくない魅力のない白色粒子の状態をとる。加えてこの過剰なカルシウムは飲料に白墨様（ｃｈａｌｋ−ｌｉｋｅ）の味を生じる。
【０００６】
カルシウムを用いて飲料を強化する通常の方法には、最初に可溶性カルシウム塩バッチを生産し、そして飲料に可溶性カルシウム塩バッチを加えることを含む２段階工程が必要である。可溶性カルシウム補助剤の「連続的生産」について幾つか言及された場合でさえも、その工程には最初に酸溶液およびカルシウム塩基溶液の連続流をプレミックスバッチに調製し、そして次にプレミックス溶液のバッチを飲料と合わせる２段階法が必要である。従来技術では望ましい原子価のカルシウム塩を生成し、そして飲料と直ちに混合してカルシウム強化飲料を提供するための真に連続的な系を提供しない。従来技術の２段階工程は時間および労働力を大変要する。さらに滞留混合時間（ｒｅｓｉｄｅｎｔ  ｍｉｘｉｎｇ  ｔｉｍｅ）は、従来の２段階工程で回避することは大変難しいカルシウム沈殿を防止するために十分に制御されていない。
【０００７】
したがって果汁およびフルーツドリンクのような飲料中のカルシウムレベルを増すために改善された方法、装置および組成物の必要性が存在する。従来技術の飲料に付随する過剰なカルシウム沈殿無しで高レベルのカルシウムを有する飲料に関する必要性も存在する。
【発明の開示】
【０００８】
発明の要約
したがって本発明の目的は、飲料を強化するために使用するカルシウム化合物を生成するための方法および装置を提供することである。
【０００９】
本発明の目的は、果汁およびフルーツドリンク飲料を強化するために使用するカルシウム化合物を生成するための方法および装置を提供することである。
【００１０】
本発明の目的は、飲料を強化するために使用するカルシウム含有組成物を提供することである。
【００１１】
また本発明の目的は、カルシウムで飲料を強化するための方法および装置を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、カルシウムで果汁およびフルーツドリンク飲料を強化するための方法および装置を提供することである。
【００１３】
さらに本発明の別の目的は、カルシウム沈殿の形成が最少のカルシウムで果汁またはフルーツドリンク飲料を強化するための方法および装置を提供することである。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、カルシウム強化および最少のカルシウム沈殿を有する飲料組成物を提供することである。
【００１５】
本発明は飲料を強化するために可溶性カルシウム塩を含む組成物を生成するための方法を提供することにより上記の目的を達成する。また本発明は該方法により作られたカルシウム塩を含む組成物を飲料に加えることにより、カルシウム強化飲料の製造法も提供する。本発明は上記方法を達成するためのシステムおよび装置も提供する。また本発明は飲料中に高レベルのカルシウムを有し、そしてカルシウム沈殿が最少の果汁飲料を提供する。
【００１６】
本発明はカルシウムを含有する塩基と酸とをブレンドし、そして混合物を制御された適当な滞留時間反応させて、溶液中に沈殿が最少のカルシウム塩を生成することによりカルシウムの溶解性の問題を克服する。本発明の非乳飲料はより高い量のカルシウム強化を有するが、通常、このようなより高いカルシウムレベルに付随する飲料中の有意なクエン酸カルシウム沈殿は無い。多くは、より高いカルシウムレベルが果汁またはドリンク飲料に加えられた時、低い溶解性によりクエン酸カルシウムの沈殿が生じて飲料中に白色粒子を形成する。これらの粒子は飲料の消費者には視覚的な魅力を失う。したがってより高い量のカルシウム強化を有するが、クエン酸カルシウム沈殿が無い飲料を提供することにより、本発明は消費者により一層魅力がある製品を提供する。
【００１７】
より具体的には、本発明は一−、二−および三−価のクエン酸カルシウムの相対的比率を制御する方法およびシステムを提供する。低−原子価のクエン酸カルシウム（一−および二−クエン酸カルシウム）から、最も安定な状態の高原子価のクエン酸カルシウム（三−クエン酸カルシウム）への自然な変換の傾向がある。しかしクエン酸カルシウムの原子価が上がると溶解性は下がる。したがって本発明は三−価のクエン酸カルシウムの生成を回避して、沈殿する塩の存在を効率的に下げる。
【００１８】
また本発明は、本発明の飲料を製造するシステム、装置および組成物を含む。これらのカルシウムを強化した飲料は、連続的な飲料強化製造システムにおいて適切な時間経過の長さまたはｐＨレベルにより可溶性カルシウム塩の生成をモニタリングすることにより作成される。この方法は飲料の全体的なカルシウム溶解性を上げるために役立つ同時に、飲料の所望の味および口当たりを消費者に許容され得るように維持するように選択される。
【００１９】
発明の詳細な説明
本発明はカルシウムが強化され、そしてそれに伴うカルシウム沈殿が少ない飲料の製造法を対象とする。本発明はこの方法を行うための装置およびシステム、可溶性カルシウム塩を含有する組成物およびそれらにより製造されるカルシウム強化飲料を対象とする。
【００２０】
より詳細には本発明は果汁またはフルーツドリンク飲料のような非乳飲料がカルシウム強化されることを提供する。本発明で飲料として使用し得る果汁には限定するわけではないがオレンジ果汁、グレープフルーツ果汁、レモン果汁、ライム果汁、タンジェリン果汁、リンゴ果汁、ナシ果汁、ブドウ果汁、サクランボ果汁、ベリー果汁、パイナップル果汁、モモ果汁、アンズ果汁、プラム果汁、プルーン果汁、パッションフルーツ果汁、クランベリー果汁またはそれらの混合物を含む。典型的には果汁は少なくとも１００％の本物の果汁を含む。フルーツドリンク飲料は１００％未満、しかし０％より多くの本物の果汁を含むものである。果汁またはフルーツドリンク飲料のバランスは、例えば水、甘味料、ガム、香味料、油、果肉、酸味料（ａｃｉｄｕｌａｎｔ）、着色剤、クラウド（ｃｌｏｕｄｓ）、乳化剤、安定化剤または他の栄養素のような非果汁材料を含んでなることができる。
【００２１】
本発明の果汁およびフルーツドリンク飲料中のカルシウムは、飲料中に可溶性のままであることを意図する。ほとんどのカルシウム塩は典型的にはそれほど水溶性ではない。果汁飲料のカルシウム強化は周知であり、そしてオレンジ果汁のような多くの果汁が８オンス（２３７ｍｌ）の包装（ｓｅｒｖｉｎｇ）あたりカルシウムのＲＤＡの３５〜４０％も有することができる。この量は通常、８オンスの包装あたりカルシウムのＲＤＡの約３０％を有するミルクよりも多い。果汁は果汁中のカルシウムの可溶性によりこの程度まで強化することができる。典型的にはオレンジ果汁のような果汁は汁中により高い酸性度を有し、これが果汁中で可溶化され得るカルシウムの量を上げる。フルーツドリンク飲料のカルシウム強化は典型的にはＲＤＡの約１０％に限定される。８オンスの包装あたり１０％のＲＤＡは１００ｍｌの飲料あたり約４２ｍｇのカルシウムに等しい。本発明はフルーツドリンク飲料をオレンジ果汁と同様のレベルに強化できる。
【００２２】
本発明は、飲料調製操作を簡略とし、そして改善するために飲料に混合するカルシウム化合物、好ましくはクエン酸カルシウムの生成法およびシステムを提供する。本発明はブレンドされた酸／塩基溶液を形成するためにカルシウムを含有する塩基および酸の水溶液の中間バッチまたは連続ブレンドを含んでなる。本発明はさらにブレンドされた酸塩基溶液をインライン反応保持管または静止ミキサーに、カルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために十分な制御された時間、保持することを含んでなる。その後、本発明は可溶性のカルシウム塩を含有する溶液を飲料に連続的に加えることを提供し、これによりカルシウム強化飲料を製造する。
【００２３】
したがって本発明は飲料中および処理装置でのカルシウム塩の沈殿の存在を回避する。さらに本発明は連続的なストリームブレンディング（ｓｔｒｅａｍ  ｂｌｅｎｄｉｎｇ）および生産物の特性（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に関するより良い管理を通して工程の自動化を提供する。
【００２４】
本発明はカルシウムを含有する塩基が例えば水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、グルコン酸カルシウム、アスコルビン酸カルシウムおよびアスパラギン酸カルシウムまたはそれらの混合物から選択されることを提供する。好適な態様では、カルシウムを含有する塩基は水酸化カルシウムである。本発明は酸が好ましくはクエン酸であることを提供する。さらに本発明は例えばフマル酸、リンゴ酸、リン酸、アジピン酸、乳酸、酒石酸およびグルコン酸またはそれらの混合物から選択される他の酸を使用することができる。
【００２５】
特に本発明はカルシウム含有する塩基が約１〜２０％溶液であり、より好ましくは５〜１５％溶液であり、そしてより好ましくは塩基の１０重量／重量％溶液であることを提供する。特に本発明は酸が約１〜５０％溶液、より好ましくは１０〜３０％溶液、そしてより好ましくは１５重量／重量％の酸溶液であることを提供する。
【００２６】
本発明は、連続的なカルシウム塩溶液の生成および飲料強化システムが幾つかの方法で達成できることを提供する。１つの態様では、連続的システムには準備段階が含まれ、ここで塩基溶液および／または酸溶液を個別の混合容器中で調製し、そして次にブレンドマニフォールドに正確に計り入れた後、制御された時間、塩を作成するために保持反応または保持管に連続流を導入し、そして次いで可溶性塩をインラインの飲料に連続的に運ぶ。
【００２７】
塩基および酸溶液は、保持反応管（ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｔｕｂｅ）に導入し、そして飲料へのインラインの連続的な制御された放出を行う前に、別の混合タンクを必要とせずにトリブレンダー（Ｔｒｉｂｌｅｎｄｅｒ）のような高剪断ミキサーを使用して乾燥粉末および水から直接調製することができる。例えばロードセルを使用した粉末送達システムは、粉末化塩基または酸を水流に正確に計り入れるために使用することができる。水流は製造速度と適合性のある速度で供給され、そして酸および塩基が対応する速度で加えられる。これは処理される汁の流速に依存して加えるカルシウムの量がインラインのブレンドシステムの設計の限度内で変動できることを意味する。これは本連続的ブレンドシステムの別の利点である。
【００２８】
したがって本発明は方法の各段階を制御された別個の操作で行って完成した飲料を製造できることを提供する。あるいはこの方法は各段階を連続的に行って飲料のバッチを製造するように適合させる。通常の撹拌および静止ミキサーを備えたホモジナイザー、精製機およびサージタンクシステムのような多種の材料流を一緒に均一に混合するための適当な方法を使用することができる。適当な静止ミキサーには市販されているＫｏｍａｘユニットを含む。−５から＋５℃の間の温度で保存すべき汁ベース（ｊｕｉｃｅ  ｂａｓｅ）を除き、飲料のすべての他の成分は１゜から３０℃の間の温度で維持すべきである。
【００２９】
本発明ではブレンドされた酸／塩基溶液は飲料にインラインで移す前に、カルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために、制御された十分な時間、保持反応管に内に保存される。特定の態様では十分な時間は約１０から３００秒続く。好適な態様では、ブレンドされた溶液は反応槽に約２０〜２４０秒間保持する。より好ましくは反応時間は約３０〜１２０秒続く。より好ましくは反応時間は約５０＋／−１０秒続く。保持反応管の長さは、所望する流速および必要な滞留時間に依存して、そしてこれらは次に保存溶液の濃度および温度に依存して変動可能であり、本開示の観点から当業者により決定され得る。
【００３０】
本発明は保持反応管中の溶液の滞留時間が例えば背圧弁を使用して、および容量形ポンプを使用した溶液流のポンプ送液により、または遠心ポンプおよび制御弁を使用して制御できることを提供する。保持管（ｈｏｌｄｉｎｇ  ｔｕｂｅ）または保持反応管の直径および長さは、酸および塩基溶液の流速に依存して変動し、これは最終産物の所望する製造速度により決定することができる。実際には可溶性カルシウム塩の生成を至適化し、そして塩の沈殿を最少にする流速に調整することが望ましい。保持管中の典型的な流速は約２から３０ガロン／分の間である。保持管の直径は所望する流速に依存して好ましくは約０．５インチから３．０インチの間であり、そして対応する保持管の長さは好ましくは約５フィートから３５０フィートの間、そしてより好ましくは５から１００フィートである。そのようなインライン保持管は配管から容易に作成されるか、または食品加工装置の供給元から市販されている。保持管はそれらの長さに沿って多数の遮断および／または切換え弁を有することができる。カルシウム塩溶液の流れを飲料の連続流に連続的に導入するための構成では、保持管の好適な直径は約２〜１５インチであり、一方カルシウム塩溶液の流れを飲料のバッチに連続的に導入するための構成では、保持管の好適な直径は約１５〜３０インチである。
【００３１】
本発明はカルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために十分な時間が、酸／塩基溶液のｐＨを測定するｐＨメーターの補助によっても監視できることを提供する。好ましくはｐＨメーターは保持反応管の下流末端または下に配置される。ｐＨは好適なカルシウム塩（すなわち一−および二−クエン酸カルシウム）の形成を至適化するために測定される。好適なカルシウム塩の状態に最適なｐＨ範囲は約３．５〜５．３の間、より好ましくは約４．０〜５．０の間であり、そしてさらにより好適なｐＨ値は約４．３である。ｐＨメーターは不安定および不溶性のカルシウム塩溶液の進路を適切にそらすための電気的なフィードバックメカニズムに接続することができる。プロセス制御器はｐＨの読み取りにおけるいかなるずれについても適当に作動することができる。この方法により飲料中のカルシウム塩の沈殿を最少にすることを確実とするために、反応時間の自動化された調整が可能となる。
【００３２】
述べたように反応時間は酸および塩基溶液のポンプ／流速を調整することにより制御することができる。あるいは反応時間は保持管の放出弁により制御することができる。本発明は実質的にカルシウム塩の沈殿が無いカルシウム強化飲料を提供する。カルシウム塩の沈殿が「実質的に無い」とは、カルシウム塩の沈殿の含量が１０重量／重量％以下、好ましくは５重量／重量％未満、そして好ましくは１重量／重量％未満であることを意味する。
【００３３】
さらに本発明は、カルシウム塩溶液が実質的に沈殿無しで至適に製造された時、飲料にインラインで連続的様式で加えられ、これによりカルシウム強化飲料を製造することを提供する。酸がクエン酸である好適な態様では、塩はクエン酸カルシウムである。可溶性のカルシウム塩はブレンドタンク中の飲料に、またはパイプを通って流れている連続的な飲料流のいずれかに連続的に加えることができる。カルシウム塩溶液および飲料の連続的なブレンドには、個々の材料の流速を調整することにより容易に制御できる正しい比率の混合が必要である。オレンジ果汁には典型的には３５％ＲＤＩ（８-ｏｚ包装あたり３５０ｍｇ）のカルシウムを完成した製品に包含させる。
【００３４】
したがって本発明はカルシウム強化飲料を製造するための装置およびシステムを提供する。この装置の１つの態様を図１に示す。装置はカルシウムを含有する塩基と水とを混合するためのインラインの静止ミキサー１０、および酸と塩基水溶液を混合するために第１のインライン静止ミキサー１０の下流で流体連絡した第２のインライン静止ミキサー２０を含んでなる。乾燥材料（塩基および酸）は自動化された減量粉末供給システム１３０および１４０から水流に導入することができる。本発明はカルシウム塩溶液を生成し、そしてカルシウム塩の沈殿を回避するために制御された十分な時間、酸／塩基水溶液を保持する第２のインライン静止ミキサー２０に下流で流体連絡したインラインの保持反応（保持）管３０を提供する。上で検討した別の態様では、塩基および酸はタンク、ミキサーまたは任意の適当な容器のような別の容器内で適当な濃度で混合され、そして次に保持反応管３０に行く前にインラインのミキサーを使用して計算された比率で連続的に一緒に混合される。
【００３５】
装置はさらにカルシウム塩溶液を飲料と連続的に合わせるために管３０と下流で流体連絡する飲料分配器４０を含んでなり、これによりカルシウム強化飲料が製造される。上で検討したように、制御された方法により生成されたカルシウム溶液は飲料分配器４０に直接加えることができ、あるいはカルシウム溶液は置換ポンプ１１０により飲料分配器４０から流れる飲料の連続流と合わせることができる。両選択とも図１に示す。カルシウム塩溶液が飲料分配器に直接加えられる態様では、塩溶液は好ましくは一般により高い流速で生成され、そして次に少なくとも幾らかの汁を中にすでに含有する飲料分配器に加えられる。
【００３６】
図１に示す装置はさらに塩基溶液をブレンドするために塩基水溶液置換ポンプ６０を含んでなることができる。本発明はさらに酸水溶液置換ポンプ５０を含んでなることができる。装置は流入する水の流速を監視するために、フローメーター７０を塩基溶液ミキサーの上流に含んでなることができる。流入する水の流速は必要に応じて弁またはポンプのいずれかを使用してフィードバックメカニズムにより制御する（示さず）。さらに装置は飲料流を監視するために、フローメーター８０を飲料ポンプ１１０の下流に含んでなることができる。装置は任意の段階に１以上のフィルター９０を含んでなることができる。別のフィルターの組（示さず）を大きな不溶性粒子を除去するために、塩基溶液ミキサー１０の下流およびポンプ５０の上流に使用することができる。
【００３７】
本発明はカルシウム塩反応の進行について情報を提供するために、インライン反応槽３０の下流に配置されたｐＨセンサー１００を提供する。ｐＨセンサー１００とポンプ５０との間の情報フィードバックメカニズムは、可溶性カルシウム塩の生成を至適化し、そして沈殿の生成を最少とするために流速の調節を可能とする。ｐＨを監視することにより測定されるカルシウム沈殿の反応（ｅｖｅｎｔ）では、不溶性カルシウム塩溶液を飲料分配器または飲料流からそらすことができる（示さず）。
【００３８】
いったんカルシウム強化飲料が製造されれば、これをさらなる処理工程に供することができる。これらの工程は限定するわけではないが静止ミキサーを用いたさらなるブレンドおよび直ちに包装するか、または飲料を濃縮し、あるいは飲料を熱処理し、そして無菌的にドリンクボックスに充填し、パウチに加熱充填（ｈｏｔ−ｆｉｌｌｉｎｇ）するか、またはボトルに冷却充填（ｃｏｌｄ  ｆｉｌｌｉｎｇ）する。
【００３９】
本発明はさらに以下の実施例で具体的に説明するが、これらの実施例が本発明の範囲を限定すると解釈されない。それどころか本明細書の記載を読んだ後に様々な他の態様、修飾および均等物に対する手段を有することができるということは、当業者に対しそれらが本発明の精神および／または添付する特許請求の範囲から逸脱していないことを示唆していることは明らかに理解できるだろう。
実施例
【実施例１】
【００４０】
この実施例では、カルシウム強化オレンジ果汁の工業的な製造システムおよび製造法の説明を与える。
【００４１】
１００ガロン／分（ｇｐｍ）のカルシウム強化飲料の連続的製造は、以下のように本発明に従い製造される。粉末化した水酸化カルシウムの１組の量を約６ｇｐｍで流れている水流に自動的に供給して、５％の水酸化カルシウム溶液を生成する。塩基容器を完全に混合し、そして１または２回フィルターを通してポンプ送液し、粉末化されたクエン酸をそれと混合して最終溶液に７．５％濃度を得た。この点でのｐＨ範囲は約３．５〜４である。塩基／酸混合物は静止ミキサーを通って行った後に３０〜１２０秒、または好ましくは５０＋／−１０秒の最少滞留時間で保持反応管を通して流して、可溶性クエン酸カルシウムの正しい状態を生成する。
【００４２】
保持反応管は直径が約１〜２インチ、そして約１００フィートの長さである。生成した溶液のｐＨは連続的に監視され、そして工程はプログラム可能な論理的制御器により完全に制御される。望ましい可溶性のクエン酸カルシウム生成に関する至適ｐＨレベルはプログラム可能な論理的制御器により完全に制御され、そして約３．５〜５．３、または約４．３のｐＨに維持することが好ましい。このように生成されたクエン酸カルシウム溶液は、約１００ｇｐｍの速度で流れているオレンジ果汁と即座に、そして連続してブレンドされる。汁のサンプルはオレンジ果汁が静止ミキサー中で混合された後に集められる。生成されたカルシウム強化オレンジ果汁は８ｏｚの包装あたり少なくともＲＤＩの３５％のカルシウムを実質的に含み、飲料中にカルシウム沈殿は実質的に無い。
【実施例２】
【００４３】
この実施例では、パイロットプラント試験を行ってインラインのカルシウム塩の生成およびオレンジ果汁を用いた強化システムを評価した。
【００４４】
この準備では、２つの混合タンク（１つは塩基流用、そしてもう１つは酸流用）、正確に流れを制御するための２つの遠心ポンプおよび制御弁、２つのフローメーター、静止ミキサー、可変長の保持反応管、インラインｐＨメーターおよび背圧弁を使用した。１００ガロンの１０％水酸化カルシウムおよび１００ガロンの１５％クエン酸を混合タンク中に調製した。２つの流れの比率は、１：１に固定した。これら２つの連続流をブレンドマニホールド中で混合した後、混合物を保持反応管中に時間を変動させて置くことが可能であった。約１インチおよび２インチの直径ならびに約５フィートから約１００フィートの長さの保持反応管を使用した。両方の流れの流速は２ｇｐｍから４ｇｐｍの間で変動させて１０秒から１２０秒の範囲の保持時間を得た。保持反応管の末端でｐＨセンサーを使用して最終生成物のｐＨを測定した。３．５〜５．３の至適ｐＨ範囲で生成した透明なクエン酸カルシウム溶液を、必要なレベルでオレンジ果汁と混合した。次いで汁のサンプルをカルシウム含量について分析した。直ちにカルシウム沈殿が見えない、８−ｏｚの包装あたりＲＤＩの３５％以上を含有するカルシウム強化オレンジ果汁のサンプルを製造した。最適な結果は約３０から１２０秒の間、そして特に約４０から６０秒の間の滞留時間で得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の１つのシステムの該略図を示す。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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