(57)【要約】【課題】ヘッドスペースが安定した微陽圧である陽圧ペットボトル詰め飲料を好適に製造する。【解決手段】熱殺菌した飲料Ｄを、フィルタ２を通過した窒素ガスＮ２が充填された窒素ガス溶解装置３を薄膜流下させることにより、飲料Ｄに窒素ガスＮ２が飽和溶解度以上に過溶解した窒素過溶解飲料ＤＮを生成し、その窒素過溶解飲料ＤＮをフィラー４によってペットボトルＰＢに充填し、キャッパー５によってキャップＣでペットボトル詰め飲料を密封して陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢとする。その後、陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢをレトルト加圧パストライザー６によってペットボトルの内部と外部との間に圧力差が生じないように強制加圧しながら加熱殺菌する。【選択図】図１
2007084112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法であって、充填する飲料に不活性ガスを飽和溶解度以上に過溶解させる過溶解工程と、前記不活性ガスが過溶解した不活性ガス過溶解飲料を常温以下でプラスチックボトルに充填する充填工程と、前記不活性ガス過溶解飲料が充填された陽圧プラスチックボトル詰め飲料を内部と外部との圧力差が最小となるように加圧しながら加熱する殺菌工程とを具備することを特徴とする陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法。
【請求項２】
前記不活性ガスは窒素ガスである請求項１に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法。
【請求項３】
前記殺菌工程では、空気又は不活性ガスにより強制加圧し且つ加熱媒体である加熱水をシャワー状に散水しながら前記陽圧プラスチックボトル詰め飲料を加熱殺菌する請求項１又は２に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法。
【請求項４】
陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムであって、充填する飲料に不活性ガスを過溶解させる不活性ガス過溶解装置と、前記不活性ガスが過溶解した不活性ガス過溶解飲料をプラスチックボトルに充填する充填装置と、前記不活性ガス過溶解飲料が充填された陽圧プラスチックボトル詰め飲料を加圧しながら加熱する殺菌装置とを具備することを特徴とする陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システム。
【請求項５】
前記不活性ガスは、窒素ガスである請求項４に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システム。
【請求項６】
前記殺菌装置は、高圧の空気又は不活性ガスを供給する加圧手段と、前記陽圧プラスチックボトル詰め飲料に対する加熱媒体となる加熱水を生成する加熱水生成手段と、該加熱水をシャワー状に散水する散水手段とを備える請求項４又は５に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法及びその製造システム、特に、プラスチックボトルの薄肉軽量化を可能にすると共に該陽圧プラスチックボトル詰め飲料のヘッドスペースに気泡および空気を残留させない陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法及びその製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチックボトルに対しその内容物である飲料を充填する製造方法として、ホットパック充填法とアセプティック充填法が広く知られている。ホットパック充填方法では、飲料が充填されたプラスチックボトル（以下、「プラスチックボトル詰め飲料」という。）は冷却すると、内部のヘッドスペースが大気圧に対して陰圧となり、プラスチックボトル詰め飲料の内部と外部との間に圧力差が生じてプラスチックボトルは圧縮荷重を受けることになる。そのため、プラスチックボトルはその圧縮荷重に降伏しない強度を有する板厚を確保しなければならなくなる。従って、プラスチックボトル詰め飲料の製造方法としてホットパック充填方法を適用する場合、プラスチックボトルの薄肉軽量化に対しある程度の限界が存在した。
他方、アセプティック充填法では、飲料はプラスチックボトルに常温充填されるため、ホットパック充填に見られるプラスチックボトル詰め飲料が圧縮荷重を受けることはない。従って、後述するプラスチックボトル詰め飲料の縦圧縮強度およびベンダー強度が確保される範囲内でのプラスチックボトルの薄肉軽量化が可能である。
ところで、プラスチックボトル詰め飲料は、通常、直立姿勢で箱詰めされ、その箱は数段にわたり積載されて保管または輸送されることになる。従って、プラスチックボトル詰め飲料に対しては自重の数倍の静荷重に屈しない強度、いわゆる縦圧縮強度が要求される。その一方で、プラスチックボトル詰め飲料は、自動販売機においては、選択されると、寝た姿勢で取出口の床まで落下することになる。従って、プラスチックボトル詰め飲料に対しては取出口の床から受ける衝撃力という動荷重を受けても屈しない強度、いわゆるベンダー強度も要求されることになる。その縦圧縮強度およびベンダー強度を確保するため、プラスチックボトル詰め飲料のヘッドスペースに液体窒素を充填することによりヘッドスペースを陽圧状態にし、結果として、これらの強度を確保したプラスチックボトル詰め飲料を製造するという充填密封方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照。）。これらの充填密封法は何れも常温充填法やホットパック充填法やアセプティック充填法によるプラスチックボトル詰め飲料を対象とするものであり、レトルトによる後殺菌を必要とするプラスチックボトル詰め飲料に対しては適用することが出来なかった。
一方、炭酸水やアルコール等の低沸点成分が配合された飲料が充填されたプラスチックボトル詰め飲料を圧力容器内で高温殺菌する方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。この方法は、プラスチックボトル詰め飲料を加熱殺菌する際に、プラスチックボトル詰め飲料の外部を圧力容器内で加圧することにより、プラスチックボトル詰め飲料の内部と外部との圧力差をなくし、炭酸水やアルコール等の低沸点成分が配合された飲料が充填されたプラスチックボトル詰め飲料であっても高温殺菌することを可能にしたものである。
他方、従来から内容物の酸化やフレーバ等の品質低下を防ぐ為に、ヘッドスペースの酸素（空気）を窒素ガス等の不活性ガスによって置換し密封することが広く行われている。その方法として、ヘッドスペース内に窒素ガスを直接吹き込む方法が用いられている。しかしながら、その方法ではヘッドスペース内のガスを完全に置換することは不可能であり、その外にも種々の方法が提案されているが、いずれの方法も満足の行く置換効率を得る域までには達していないのが現状である。
特に、プラスチックボトルに飲料を充填する際に発生する気泡の残留は大きな課題となっている。ヘッドスペース内に残留した気泡は、酸素を含むため、内容物を変質、変色あるいは風味劣化という品質低下をもたらすことになる。そのため、この気泡を除去する手段として、液化不活性ガスの周囲を不活性ガスで包み込む形態で不活性ガスをヘッドスペースに噴射することにより、ヘッドスペースに残留した気泡を不活性ガスで置換するという不活性ガス置換液体製造方法が知られている（例えば、特許文献４を参照。）。
【特許文献１】特公昭４２−２３４７６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１０１０号公報
【特許文献３】特開平１１−２２１０６２号公報
【特許文献４】特公平７−２３１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したように、ホットパック充填法では、プラスチックボトル詰め飲料のヘッドスペースは冷却後大気圧に対し陰圧となり、プラスチックボトル詰め飲料は圧縮荷重に降伏しない強度を確保しなければならないため、プラスチックボトルの薄肉軽量化が難しい問題がある。さらに、ホットパック充填法では、プラスチックボトルのヘッドスペースに液体窒素を滴下して高温の飲料を密封すると、高温飲料の熱により液体窒素の気化が促進されて、内圧が急激に上昇し熱により軟化したプラスチックボトル詰め飲料が風船のように変形するという問題がある。
対するアセプティック充填法では、常温充填のため、上記問題は発生することはないが、清浄度規格を満足したクリーンルームおよびクリーンブースという設備が必要となり、設備コストが増大する問題がある。
また、ヘッドスペースに対し液化不活性ガスを不活性ガスによって包み込みながら噴射することによりヘッドスペースの気泡および空気を不活性ガスで置換するという不活性ガス置換液体製造方法では、プラスチックボトルの口部は胴部に比べ絞られ気泡および空気が流出しにくい形状になっていることに加え、液化不活性ガス等の噴射方向は気泡等の流出方向に対して反対方向であるため、気泡等の流出に対し抵抗となる結果、プラスチックボトルの内部の気泡および空気が完全に除去されずにヘッドスペースに依然として残留する問題がある。
そこで、本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、設備コストを低減すると共にプラスチックボトルの薄肉軽量化を可能にし、且つヘッドスペースに気泡および空気を残留させない陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法及びその製造システム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】
【０００４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法は、陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法であって、充填する飲料に不活性ガスを飽和溶解度以上に過溶解させる過溶解工程と、前記不活性ガスが過溶解した不活性ガス過溶解飲料を常温以下でプラスチックボトルに充填する充填工程と、前記不活性ガス過溶解飲料が充填された陽圧プラスチックボトル詰め飲料を内部と外部との圧力差が最小となるように加圧しながら加熱する殺菌工程とを具備することを特徴とする。ここで、内部とは、飲料容器の内部を意味し、外部とは殺菌装置の内部を意味する。
上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法では、不活性ガスが過度に溶解した飲料を常温以下で充填するため、飲料に過溶解した不活性ガスの一部は、ヘッドスペースからプラスチックボトルの口部へという経路でプラスチックボトル詰め飲料の外部へ流出して行くことになり、その不活性ガスの流れ方向と残留気泡および空気の逃気方向が一致し、ヘッドスペースの気泡等は好適にプラスチックボトルの外部に追い出されることになる。これにより、ヘッドスペース内の気泡および酸素の残留濃度が極めて低いプラスチックボトル詰め飲料を得ることができる。また、飲料が充填されたプラスチックボトル詰め飲料を加熱殺菌している間は、内容物に過溶解した不活性ガスがヘッドスペース内に気化し加熱による温度膨張と共働してヘッドスペース内の圧力が増大するが、プラスチックボトルの外部を強制加圧することにより、プラスチックボトル詰め飲料の外部と内部との間に圧力差を生じさせないため、その圧力差に起因する負荷を好適に軽減する。これにより、陽圧プラスチックボトル詰め飲料に対して好適にレトルトによる後殺菌することが可能となり、縦圧縮強度およびベンダー強度の範囲内でプラスチックボトルの薄肉軽量化が可能となる。
【０００５】
請求項２に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法では、前記不活性ガスは窒素ガスであることとした。
上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法では、窒素は水に対する溶解度が小さく安定なため、ヘッドスペースを安定した微陽圧にすることが可能となる。また、窒素は、不活性ガスの中では安価で且つ入手性に優れるため、ヘッドスペースが微陽圧に維持された陽圧プラスチックボトル詰め飲料の量産に適する。
【０００６】
請求項３に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法では、前記殺菌工程では、空気又は不活性ガスにより強制加圧し且つ加熱媒体である加熱水をシャワー状に散水しながら前記陽圧プラスチックボトル詰め飲料を加熱殺菌することとした。
上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法では、加熱水をシャワー状にプラスチックボトルに対し散水することにより、プラスチックボトルの外周面にわたり熱を効率よく伝達することが可能となる。更に、プラスチックボトルの外周面を強制加圧しながら加熱することにより、ヘッドスペースの内圧上昇に伴う負荷を好適に軽減することができるため、陽圧−薄肉プラスチックボトル詰め飲料であっても飲料の属性に関わらず高温殺菌することが可能となる。
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項４に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムは、陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムであって、充填する飲料に不活性ガスを過溶解させる不活性ガス過溶解装置と、前記不活性ガスが過溶解した不活性ガス過溶解飲料をプラスチックボトルに充填する充填装置と、前記不活性ガス過溶解飲料が充填された陽圧プラスチックボトル詰め飲料を加圧しながら加熱する殺菌装置とを具備することを特徴とする。
上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムでは、上記請求項１に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法を好適に実施することが出来る。
【０００８】
請求項５に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムでは、前記不活性ガスは、窒素ガスであることとした。
上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムでは、上記請求項２に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法を好適に実施することが出来る。
【０００９】
請求項６に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムでは、前記殺菌装置は、高圧の空気又は不活性ガスを供給する加圧手段と、前記陽圧プラスチックボトル詰め飲料に対する加熱媒体となる加熱水を生成する加熱水生成手段と、該加熱水をシャワー状に散水する散水手段とを備えることとした。
上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムでは、上記請求項３に記載の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法を好適に実施することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法によれば、不活性ガスが過溶解した飲料を常温以下でプラスチックボトルに充填するため、加熱殺菌して冷却後もヘッドスペースが陰圧になることはなく陽圧を保持する。これにより、ヘッドスペースの内圧が安定した陽圧となり、縦圧縮強度およびベンダー強度の範囲内でプラスチックボトルの薄肉軽量化が可能となる。その上、本発明は不活性ガスを飲料に過溶解させるものであるため、過溶解量を適切に制御することにより、ヘッドスペース内の圧力制御が容易となる。その結果、従来の液体窒素充填密封法等ではヘッドスペース内を微陽圧にすることは困難であったが、本発明によれば、微陽圧プラスチックボトル詰め飲料を容易に得ることができる。一方で、飲料に過溶解した不活性ガスの一部は、密封前にヘッドスペースからプラスチックボトルの口部へという経路でプラスチックボトル詰め飲料の外部へ流出して行くことになり、その不活性ガスの流れ方向と残留気泡の逃気方向が一致し、ヘッドスペースの気泡は好適にプラスチックボトルの外部に追い出されることになる。これにより、プラスチックボトル詰め飲料のヘッドスペースに気泡および空気を残存させないでプラスチックボトルに内容物を充填することが可能になる。また、飲料が充填されたプラスチックボトル詰め飲料を加熱殺菌している間は、プラスチックボトルの外部を強制加圧することにより、プラスチックボトル詰め飲料の外部と内部との間に圧力差を生じさせないため、その圧力差に起因する負荷を好適に軽減する。これにより、薄肉軽量のプラスチックボトル詰め飲料に対して好適にレトルトによる後殺菌することが可能となる。その結果、高ガスボリュームの飲料が充填されたプラスチックボトル詰め飲料に対しても高温殺菌することが可能となる。更に、飲料をプラスチックボトルに充填した後に殺菌するという後殺菌工程を採用するため、一般室での飲料の充填が可能となり、設備コストを大幅に低減することが可能となる。
他方、本発明の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造システムによれば、好適に上記陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法を実施することが出来る。また、ガス過溶解装置は、炭酸ガスに対しても適用することが出来るため、炭酸飲料をプラスチックボトルに充填するということも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明に係る陽圧ペットボトル詰め飲料の製造システム１００を示す構成説明図である。
この陽圧ペットボトル詰め飲料の製造システム１００は、飲料Ｄを殺菌する飲料殺菌装置１と、殺菌された飲料Ｄに、フィルタ２を通過した窒素ガスＮ２を飽和溶解度以上に過溶解させて窒素過溶解飲料ＤＮを製造する窒素ガス溶解装置３と、デパレタイザー（図示せず）から搬送されるペットボトルＰＢに窒素過溶解飲料ＤＮを充填するフィラー４と、窒素過溶解飲料ＤＮが充填されたペットボトルをキャップＣで密封するキャッパー５と、窒素過溶解飲料ＤＮが充填密封されたペットボトル詰め飲料（以下、「陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢ」という。）を殺菌するレトルト加圧パストライザー６とを具備して構成されている。
【００１３】
飲料Ｄとしては、例えば、果汁入り低アルコール飲料、果汁入り炭酸飲料、果汁清涼飲料、乳酸飲料、スポーツドリンク飲料等の酸性飲料、またはコーヒー・お茶飲料、スープ飲料等の低酸性飲料である。
【００１４】
飲料殺菌装置１は、例えばＵＨＴ（超高温）殺菌装置である。また、伝熱方式としては、高温媒体と飲料Ｄがプレートまたはパイプを介して熱交換を行う間接伝熱方式である。なお、図示されてはいないが、飲料Ｄを加熱した後、４０℃以下に冷却することが可能なクーラーを有している。
【００１５】
窒素ガス溶解装置３は、フィルタ２によって濾過された窒素ガスＮ２と、飲料殺菌処理装置１によって殺菌処理された飲料Ｄとを、常温以下の陽圧下で接触させることにより、飲料Ｄに窒素ガスＮ２を飽和溶解度以上に過溶解させて窒素過溶解飲料ＤＮを次工程のフィラー４に連続供給する装置である。なお、常温以下の温度とは、好ましくは１℃から４０℃の範囲の温度である。
【００１６】
また、窒素ガス溶解装置３としては、飲料Ｄを薄膜化し窒素ガスが充填された圧力タンクを流下させるように構成された装置である。また、圧力タンク内は常温以下に維持されている。その他に、公知のカーボネータや、配管中で窒素ガスを微細気泡化して飲料中に注入するマイクロバブルや、配管中に設けられたオリフィスやベンチュリーを通して注入する窒素ガスと飲料とを攪拌混合するスタティックミキサー等を使用することも可能である。
【００１７】
フィラー４は、デパレタイザー（図示せず）から搬送されたペットボトルＰＢに対し窒素ガス溶解装置３から供給される窒素過溶解飲料ＤＮを充填する装置である。この時の充填温度は、１℃から４０℃の所定の温度に維持されている。また、窒素過溶解飲料ＤＮがペットボトルＰＢに充填されると同時に気化した窒素ガスは、ヘッドスペースに滞留する気泡や空気を追い出し、窒素ガスがヘッドスペースを占めるようになる。なお、ここでの充填方式はグラビティー充填が好ましい。
【００１８】
キャッパー５は、窒素過溶解飲料ＤＮが充填されたペットボトルにキャップＣを被せ、所定のトルクでキャップＣを締めて密封する装置である。なお、キャッパー５によって密封される直前において、ヘッドスペースの大部分及びキャップ内側は窒素ガスで占められた脱酸素状態になっている。また、密封後のヘッドスペースの圧力は、縦圧縮強度およびベンダー強度を確保するため、１０２から３０１［ＫＰａ］（ゲージ圧）の範囲内にあることが好ましい。
【００１９】
レトルト加圧パストライザー（レトルト殺菌装置）６は、窒素過溶解飲料ＤＮが充填された陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢを加熱殺菌する装置である。なお、詳細については、図２を参照しながら後述することにする。また、レトルト加圧パストライザー６によって加熱殺菌された陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢは、次工程として、ラベル貼り、印字、検査、梱包された後バルク状態にされて出荷される。
【００２０】
なお、飲料Ｄに過溶解するガスとして窒素ガスＮ２を使用したが、それ他にヘリウム等の不活性ガスを使用することも可能である。
【００２１】
また、窒素ガスＮ２に代えて、炭酸ガスを使用することにより、高ガスボリュームの炭酸飲料を製造することも可能である。つまり、上記製造システム１００は、高炭酸飲料のペットボトルに対する充填に対しても適用することができる。
【００２２】
図２は、レトルト加圧パストライザー６を示す要部説明図である。
このレトルト加圧パストライザー６は、窒素過溶解飲料ＤＮが充填されたペットボトル陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢを収容すると共に底部に排水孔を有するバスケット９１と、そのバスケット９１を支持するバスケット支持台９２と、バスケット９１およびバスケット支持台９２を収容するレトルト釜９３と、レトルト釜９３の内部に水を導入する水導入ライン９４及びその流量調整弁９５と、レトルト釜９３の内部に蒸気を導入する蒸気導入ライン９６と、水と蒸気が混合することにより生じた加熱水を循環する加熱水循環ライン９７,９８および循環ポンプ９９と、加熱水を陽圧ペットボトル詰め飲料に散水するシャワーパン１００と、加熱水の流量を調整する流量調整弁１０１と、レトルト釜９３の内部に高圧ガスを導入するガス導入ライン１０２及びその調圧弁１０３と、加熱水を排水するドレインライン１０４とを具備して構成されている。尚、蒸気は加熱水循環ライン９８に直接導入することも可能である。
【００２３】
続いて、このレトルト加圧パストライザー６の動作について説明する。
先ず、水が水導入ライン９４を介してレトルト釜９３の内部に導入される。なお、レトルト釜９３の内周面は、導入された水が陽圧ペットボトル詰め飲料にかかることなくレトルト釜９３の内周面に沿って流下し底部に溜まるように構成されている。更に、底部に溜まった水または加熱水の水位は、制御装置（図示せず）によってバスケット支持台９２の高さ未満となるように制御されている。仮に、水位がバスケット支持台９２の高さ以上になると、水または加熱水がドレインライン１０４より排水されることになる。水が導入されるのと同時に又は遅れて、高温の蒸気が蒸気導入ライン９６又は加熱水循環ライン９８より導入され、レトルト釜９３の底部に溜まった水と混合する。このように、高温の蒸気と低温の水とが混合することにより、高温の蒸気と低温の水との間で熱交換が行われ、６５℃以上１３５℃以下の加熱水が生成されることとなる。そして、その加熱水は循環ポンプ９９によって加熱水循環ライン９７,９８を介してシャワーパン１００に供せられる。その加熱水はシャワーパン１００によってバスケット９１に収容されている陽圧ペットボトル詰め飲料に散水される。そして、散水された加熱水は陽圧ペットボトル詰め飲料の外周面に沿って流下しながら陽圧ペットボトル詰め飲料との間で１０分から３０分間（レトルト殺菌の場合は２０分から６０分間）熱交換を行い、陽圧ペットボトル詰め飲料は加熱水から熱を受けて昇温することになる。また、加熱水の循環流量は、流量調整弁１０１によって行われ、加熱水の流量が増えると、陽圧ペットボトル詰め飲料の昇温速度が急になり、逆に加熱水の流量が減ると、陽圧ペットボトル詰め飲料の昇温速度が緩やかになる。
【００２４】
一方、陽圧ペットボトル詰め飲料に熱を与えた加熱水は、レトルト釜９３の底部に再び貯留し、蒸気ライン９６から供給された高温の蒸気から熱を授与される。そして、熱を授与された加熱水は、循環ライン９７,９８を介して循環ポンプ９９によって再びシャワーパン１００に供せられ、その加熱水はシャワーパン１００によってバスケット９１に収容されている陽圧ペットボトル詰め飲料に散水される。そして、散水された加熱水は陽圧ペットボトル詰め飲料の外周面に沿って流下し、陽圧ペットボトル詰め飲料は加熱水から熱を受けることになる。このように、上記加熱水の循環加熱は、陽圧ペットボトル詰め飲料の温度が所定の温度に達するまで繰り返されることになる。
【００２５】
なお、上記加熱水の循環の過程で、陽圧ペットボトル詰め飲料のヘッドスペースの圧力がさらに上昇して、ヘッドスペースの外部と内部との間で圧力差が生じると、ペットボトルを外側に変形させる差圧荷重がペットボトルに作用して、その差圧荷重がペットボトルの強度を越えると、そのペットボトルは膨張して終いには破裂することとなる。よって、ヘッドスペースの外部と内部との間で圧力差が生じないように、加熱水が循環している間は、ガス導入ライン１０２から高圧ガス、例えば空気または窒素等の不活性ガスをレトルト釜９３に供給して、ヘッドスペースの外部と内部との間で圧力差が生じないようにしている。また、レトルト釜９３の内圧は、調圧弁１０３によって調圧されている。
【００２６】
また、加熱水が循環している間は、レトルト釜９３の内部は加圧状態にあるため、加熱水は１００℃以上の温度になり、陽圧ペットボトル詰め飲料を好適に高温殺菌することが可能となる。
【００２７】
陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢが所定の温度および所定の時間で加熱された後、レトルト加圧パストライザー６は、冷却工程に移行する。なお、冷却工程は、加熱水を循環させながら、同時に、水導入ライン９４から水を導入しながら加熱水の温度を下げ、更に導入した水と同量の加熱水をドレインライン１０４から排出することにより行われる。そして、陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢが常温まで冷却されると、レトルト釜９３より取り出され、次工程に移行される。
【実施例１】
【００２８】
再び、図１に戻り、上記製造システム１００を使用して窒素ガスを飲料Ｄに過溶解させた実施例について説明する。
ペットボトルＰＢとしてガス型ボトル（平均肉厚０.２ｍｍ、満注内容量５２０ｍｌ）を使用すると共に、飲料Ｄとして水を使用し、更にフィルタ２として、材質がＰＴＦＥで且つ濾過サイズが０.２μｍのスチーム滅菌処理されたメンブレンフィルタを使用した。また、飲料殺菌装置１として、ＵＨＴ殺菌装置を使用した。更に窒素ガス溶解装置３として、タンク内圧が下記の所定圧[KPa]に調圧された窒素ガスタンクの内部を下記の所定流量［L/min]の飲料Ｄを薄膜流下させることによって、飲料Ｄに窒素ガスＮ２を吸収させる薄膜流下方式のガス溶解装置を使用した。そして、ＵＨＴ殺菌装置によって予熱として８０℃、本殺菌として１３５℃で各３０秒間保持することによって殺菌処理し、常温まで冷却した水を、窒素ガス溶解装置３によって窒素ガスＮ２を吸収させ窒素過溶解飲料ＤＮを作製した。その後、フィラー４によってペットボトルＰＢに窒素過溶解飲料ＤＮを充填し、３０秒以内にキャッパー５によって密封した。そして、陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢに対し、レトルト加圧パストライザー６にて、殺菌時の差圧が＋４０［KPa］となるように加圧しながら、７５℃、３０分間の加熱殺菌処理を行い、その後常温まで冷却し、陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢのヘッドスペースの内圧を測定した（ｎ＝５）ところ、下記表１の結果が得られた。
【表１】
2007084112.tif 000003
【００２９】
また、上記実施例１で得られた陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢに対し微生物検査を行った。微生物検査は、３０℃の温度下で２週間保存した陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢの微生物変敗状態を微生物検査方法（内容物をメンブレンフィルタ（材質がセルロース混合エステル、孔径が０.４５μｍ）によって全量濾過後、標準寒天培地上に３０℃の温度下で１週間保存し、コロニー数を計数する方法）により測定したところ、検出コロニー数は０[CFU/ボトル]であり、陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢは無菌状態であった。
【００３０】
また、上記実施例１で得られた陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢの横圧縮強度を測定したところ、下記表２の結果が得られた。なお、測定は、直立した陽圧ペットボトル詰め飲料（満注内容量５２０ｍｌ、平均肉厚０.２ｍｍ、ヘッドスペース１２.３ｍｌ）を横方向に圧縮し、３ｍｍ圧縮変形した時の圧縮荷重［Ｎ］を測定することにより行われた。この結果から、ヘッドスペースを微陽圧することで、横圧縮強度は約３９.５[％]増加したことになる。従って、従来通りの強度を確保するためには、ペットボトル側でその強度増分に対応する強度を低下させること、つまり薄肉軽量化することが可能となる。詳細については、省略するがペットボトルの肉厚を０.２ｍｍから０.１５ｍｍまで薄肉軽量化することが可能となる。
【表２】
2007084112.tif 000004
【００３１】
以上の通り、上記製造方法によれば、ヘッドスペースが安定した陽圧に維持された陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢを製造することができる。その結果、ペットボトルを薄肉軽量化すると共に、ヘッドスペースに気泡および空気を残存させないため、内容物である飲料Ｄの品質が好適に保持される。また、飲料Ｄが充填された陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢを加熱殺菌している間は、ペットボトルの外部を強制加圧することにより、陽圧ペットボトル詰め飲料ＹＰＢの外部と内部との間に圧力差を生じさせないため、その圧力差に起因する負荷を好適に軽減する。これにより、高ガスボリュームの飲料が充填されたペットボトル詰め飲料に対しても高温殺菌することが可能となる。更に、飲料をペットボトルに充填した後に殺菌するという後殺菌工程を採用するため、一般室での飲料の充填が可能となり、設備コストを大幅に低減することが可能となる。
他方、上記陽圧ペットボトル詰め飲料の製造システム１００によれば、好適に上記陽圧ペットボトル詰め飲料の製造方法を実施することが出来る。また、窒素ガス過溶解装置３は、炭酸ガスに対しても適用することが出来るため、炭酸飲料をペットボトルに充填するということも可能となる。
なお、以上の実施例ではペットボトルに対し本発明を適用した場合であるが、ペットボトルに限らず、ポリエステルボトルやポリエチレンボトル等をはじめ種々のプラスチックボトルに対しても本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の陽圧プラスチックボトル詰め飲料の製造方法及びその製造システムは、ヘッドスペースが陽圧になる陽圧プラスチックボトル詰め飲料だけでなく陽圧金属缶飲料の製造に対しても好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る陽圧ペットボトル詰め飲料の製造システムを示す構成説明図である。
【図２】レトルト加圧パストライザーを示す要部説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      飲料殺菌装置
２      フィルタ
３      窒素ガス溶解装置
４      フィラー
５      キャッパー
６      レトルト加圧パストライザー
１００  陽圧ペットボトル詰め飲料の製造システム
【図１】
2007084112.tif 000005
【図２】
2007084112.tif 000006