(57)【要約】  殺菌された液体製品を生成するシステム、方法、およびコンピュータ可読媒体。システムは、水分含有量が所望の液体製品よりも少ない濃縮液を含む第１供給部と、水および／または砂糖液の第２供給部と、第２供給部に連結され、水または砂糖液中の微生物の数を低減するために水または砂糖液を所定温度まで加熱するように構成された第１熱処理装置と、第１供給部と熱処理装置とを連結し、加熱された水または砂糖液と濃縮液とを統合して液体製品を形成するように構成された少なくとも１つのコンバイナと、を含み、水または砂糖液の所定温度が、加熱された水および／または砂糖液の熱エネルギーによって液体製品の微生物の数を低減するように設定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理された液体製品を提供するシステム（３０，４０，５０，６０，７０，８０）であって、
水分含有量が所望の液体製品よりも少ない濃縮液を含む第１供給部（１１，１１Ｂ）と、
水および／または砂糖液の第２供給部（１２）と、
前記第２供給部（１２）に連結され、前記水または砂糖液中の微生物の数を低減するために前記水または砂糖液を所定温度まで加熱するように構成された第１熱処理装置（１３，１３Ｂ）と、
前記第１供給部（１１）と前記熱処理装置（１３）とを連結し、加熱された水または砂糖液と前記濃縮液とを統合して液体製品を形成するように構成された少なくとも１つのコンバイナ（１５）と、を含み、
前記水または砂糖液の前記所定温度が、加熱された水および／または砂糖液の熱エネルギーによって前記液体製品の微生物の数を低減するように設定される、システム。
【請求項２】
前記システムが保持セル（１５，１４）をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記所定温度が９５から９８℃の範囲内である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コンバイナにおける熱処理の間の前記液体製品の統合温度が８５から８７℃の範囲内である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記濃縮液と水または砂糖液との間の前記液体製品の統合比率が、１０から３０％の濃縮液および７０から９０％の水および／または砂糖液の範囲内である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
砂糖液を含む第３供給部（１６）をさらに含み、前記第２供給部（１２）が水を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記砂糖液を熱処理するために前記第３供給部（１６）に連結された第２熱処理装置（１３Ｂ）をさらに含み、加熱処理された砂糖液が前記コンバイナ（１５、１５１、１５２）に連結されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
統合された水および砂糖液を熱処理するために、任意でコンバイナ（１５１）を介して、砂糖液の前記第３供給部（１６）が前記第１熱処理装置（１３）に連結されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンバイナ（１５）に連結された少なくとも１つの追加の濃縮液供給部（１１Ｂ）をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
統合された水および砂糖液を熱処理するために、砂糖液の前記第３供給部（１６）が前記第１熱処理装置（１３）に接続されている、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
熱処理された液体製品を受け取るように配置され、熱処理された液体製品から熱を抽出するように構成された熱交換器（１４）をさらに含み、水または砂糖液の熱処理に使用するために、抽出された熱が前記第１熱処理装置（１３）に戻される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
熱処理された液体製品を提供する方法（９０）であって、
水分含有量が前記液体製品よりも少ない濃縮液の流れを提供するステップ（９１）と、
前記濃縮液の流れとは分離されている水の流れを提供するステップ（９２）と、
前記水の流れを所定温度まで加熱するステップ（９３）と、
液体製品を形成するために前記濃縮液の流れと加熱された水の流れを統合するステップ（９４）と、
加熱された水の熱エネルギーによって前記液体製品の微生物の数を低減するステップ（９５）と、
を含む方法（９０）。
【請求項１３】
砂糖液の流れを提供するステップ（９２Ａ）と、
前記砂糖液の流れを熱処理するステップと、
を含み、
前記濃縮液の流れと前記水の流れを統合するステップが前記砂糖液の流れと統合するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法（９０）。
【請求項１４】
前記水の流れを熱処理するステップおよび／または前記砂糖液の流れを熱処理するステップを、熱交換器による加熱または蒸気噴射によって実施する、請求項１２または１３に記載の方法（９０）。
【請求項１５】
プロセッサによって処理するコンピュータプログラムが統合されたコンピュータ可読媒体（１００）であって、前記コンピュータプログラムが、コンピュータ処理性能を有する装置によって実行されると、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法の全てのステップを実施するように構成されたコードセグメントを含む、コンピュータ可読媒体（１００）。
【請求項１６】
請求項１２から１６のいずれか一項に記載の方法によって製造された液体製品。
【請求項１７】
濃縮液を受け取る第１入口と、
所定温度に加熱された水および／または砂糖液を受け取る第２入口と、
前記濃縮液と加熱された水および／または砂糖液を液体製品へと統合する統合チャンバと、
熱処理された液体製品を排出する出口と、
を備え、
前記水または砂糖液の前記所定温度が、加熱された水および／または砂糖液の熱エネルギーを使用して前記液体製品の微生物の数を少なくとも低減することができるように設定されている、コンバイナ（１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理された液体製品を提供する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の液体処理システムにおいて、熱処理は多くの場合、後続の処理および貯蔵の間に最終製品を安定にするために望ましい。熱処理は通常、液体製品中での少なくとも微生物の成長を防ぐのに十分な温度である高温に液体製品を加熱し、液体製品を冷却する前に特定温度で特定の期間液体製品を保持することによって実施される。
【０００３】
慣習的に、液体製品は、原料および水を混合およびブレンドすることによって作製され、その後の熱処理の間にブレンドされた製品は殺菌および／または滅菌される。
【０００４】
液体製品に必要な熱処理は、エネルギーコストに関連する。さらに、熱交換器などの熱処理に関わる装置は、処理される特定の液体製品と適合性を有さなければならない。流体粘度などのパラメータは、使用される熱交換器の設計に影響を及ぼす。したがって、現在処理されている液体製品の種類に応じて、別の熱交換器を使用しなければならない。
【０００５】
故に、液体製品を熱処理する向上した方法およびシステムが有利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、上述の課題を克服または軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基本的な考えは、水および／または砂糖液が、交換機などのまたは蒸気噴射を介した熱処理装置を使用することによって別個に加熱または殺菌される熱処理方法であって、原料を統合するために加熱され殺菌された水および／または砂糖液をしようして液体製品を形成することによって、原料中に存在する微生物の数を減少させるために液体製品を熱処理する、熱処理方法を提供することにある。したがって、一般的に使用されている手法と異なり、液体製品は、加熱または殺菌された水および／または砂糖液によって統合の間に熱処理される。そのため、殺菌または滅菌のために熱交換器またはその他の熱処理装置を統合された液体製品に供給する必要がない。代わりに、熱処理された液体製品は、統合の後に必要であれば充填温度まで冷却して直接充填に進めることができる。
【０００８】
本発明の第１の態様によると、熱処理された液体製品を提供するシステムが提供される。システムは、水分含有量が所望の液体製品よりも少ない濃縮液を含む第１供給部と、水および／または砂糖液の第２供給部と、第２供給部に連結され、水または砂糖液中の微生物の数を低減するために、水または砂糖液を所定温度まで加熱するように構成された第１熱処理装置と、第１供給部を熱処理装置と連結し、加熱された水または砂糖液を濃縮液と統合して液体製品を形成するように構成された少なくとも１つのコンバイナと、を含み、水または砂糖液の所定温度は、加熱された水および／または砂糖液の熱エネルギーによって液体製品の微生物の数を低減するように設定される。
【０００９】
システムは、保持セルをさらに含み得、所定温度は、９５から９８℃の範囲内であり得る。その結果、コンバイナにおける熱処理の間の液体製品の統合温度は、８５から８７℃の範囲内であり得る。
【００１０】
濃縮液と水または砂糖液との間の液体製品の統合比率は、１０から３０％の濃縮液および７０から９０％の水および／または砂糖液の範囲内であり得る。
【００１１】
システムは、砂糖液を含む第２供給部をさらに含み得、その場合第２供給部は水を含む。
【００１２】
システムは、砂糖液を熱処理するために第３供給部に連結された第２熱処理装置をさらに含み得、加熱処理された砂糖液がコンバイナに連結される。
【００１３】
砂糖液の第３供給部は、統合された水および砂糖液を熱処理するために、任意でコンバイナを介して第１熱処理装置に連結され得る。
【００１４】
システムは、コンバイナに連結された少なくとも１つの追加の濃縮液供給部をさらに含み得る。
【００１５】
統合された水および砂糖液を熱処理するために、砂糖液の第３供給部は、第１熱処理装置に連結され得る。
【００１６】
システムは、熱処理された液体製品を受け取るように配置され、熱処理された液体製品から熱を抽出するように構成された熱交換器をさらに含み得、水または砂糖液の熱処理に使用するために、抽出された熱は第１熱処理装置に戻される。
【００１７】
第２の態様によると、熱処理された液体製品を提供する方法が提供される。方法は、水分管有料が液体製品よりも少ない濃縮液の流れを提供するステップと、濃縮液の流れとは分離されている水の流れを提供するステップと、水の流れを所定温度まで加熱するステップと、液体製品を形成するために濃縮液の流れと加熱された水の流れを統合するステップと、加熱された水の熱エネルギーによって液体製品の微生物の数を低減するステップと、を含む。
【００１８】
方法は、砂糖液の流れを提供するステップと、砂糖液の流れを熱処理するステップとをさらに含み得、前記濃縮液の流れと前記水の流れを統合するステップは、前記砂糖液の流れを統合するステップをさらに含む。
【００１９】
水の流れを熱処理するステップおよび／または砂糖液の流れを熱処理するステップは、蒸気噴射または熱交換器による加熱によって実施され得る。
【００２０】
第３の態様によると、プロセッサによって処理するコンピュータプログラムが統合されたコンピュータ可読媒体が提供される。コンピュータプログラムは、コンピュータ処理性能を有する装置によって実行されると、第２の態様による方法の全てのステップを実施するように構成されたコードセグメントを含む。
【００２１】
第４の態様によると、液体製品が提供される。液体製品、好ましくは低酸性飲料などの液体食品は、第２の態様による方法によって製造される。
【００２２】
第５の態様によると、コンバイナが提供される。コンバイナは、濃縮液を受け取る第１入口と、所定温度に加熱された水および／または砂糖液を受け取る第２入口と、濃縮液と加熱された水および／または砂糖液を液体製品へと統合する統合チャンバと、熱処理された液体製品を排出する出口と、を備え、水または砂糖液の所定温度は、加熱された水および／または砂糖液の熱エネルギーを使用して液体製品の微生物の数を少なくとも低減することができるように設定される。
【００２３】
上記のならびに追加の本発明の目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照した以下の例示的かつ非限定的な本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を通してより深く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液体製品を熱処理または殺菌するための従来のシステムの概略図である。
【図２】液体製品を熱処理または殺菌するための別の従来のシステムの概略図である。
【図３】液体製品を殺菌するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図４】液体製品を殺菌するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図５】液体製品を殺菌するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図６】液体製品を殺菌するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図７】液体製品を殺菌するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図８】液体製品を殺菌するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図９】実施形態による液体製品の殺菌方法のフローチャートである。
【図１０】実施形態によるコンピュータ可読媒体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１および２は、液体製品を殺菌するための２つの一般的に知られているシステム１０を示す。図１では、液体製品は、液体製品タンクまたは導管などの液体製品供給部１１−１２によって提供される。次いで、液体製品は、そこで液体製品が殺菌および／または滅菌される熱交換器１３へと送られる。殺菌された液体製品は次いで、任意でさらなる処理装置１４を含むプロセスラインに沿ってさらに移動する。
【００２６】
図２では、液体製品は、ミキサ装置１５において混合およびブレンドされる。この場合、例えば濃縮液を含む第１供給部１１と、水を含む第２供給部１２とが設けられ得る。混合された液体製品は次いで、図１と同様に液体製品を殺菌するために熱交換器において熱処理される。
【００２７】
本明細書を通して「熱処理」または「熱処理された」または「熱処理する」との用語は、組成物中の微生物の数または量を低減するために組成物に熱を供給するプロセスとして理解すべきである。したがって、熱処理の一形態は、組成物が殺菌の後に特定量以上の微生物を含まない殺菌であり得る。さらに、熱処理の別の形態は、組成物が滅菌の後に微生物を基本的に含まない滅菌であり得る。
【００２８】
したがって、熱処理された液体製品との用語および殺菌された液体製品との用語は、熱を供給することによって少なくともある数または量の微生物が低減した液体製品として理解すべきである。
【００２９】
図３による実施形態では、熱処理された液体製品を提供するためのシステム３０が提供される。システム３０は、所望の熱処理された液体製品よりも水分含有量が少ない濃縮液を含む第１供給部１１を含む。一般的に、ジュースおよび非発泡飲料では、液体製品は、約１０から３０％の濃縮液、７０から９０％の水、および／または砂糖液を含む。第１供給部１１は、例えばバッチタンク、または例えば濃縮液の流れを供給することができる上流液体製品処理設備であり得る。第１供給部１１の内容物は、システムの第１流れにおいて流れる。システム３０はさらに、水および／または砂糖液の第２供給部１２を含む。第２供給部の内容物は、システムの第２流れにおいて流れる。第２供給部は、熱処理装置１３に接続される。熱処理装置１３は、例えば熱交換器または蒸気噴射装置を含み得る。しかしながら、熱処理装置はまた、オーム加熱器またはマイクロ波加熱器または高速応答を有するその他の加熱装置などの任意のその他の適切な加熱装置であり得る。熱処理装置１３は、水などの第２供給部の内容物を、内容物が殺菌または滅菌される９５から９８℃などの所望の温度に加熱するように構成される。熱処理された水は次いで、第１供給部１１からの濃縮液と混ぜ合わされて熱処理された液体製品を形成するコンバイナ１５へと送り出される。コンバイナ１５は、保持セルを備え得るかまたは任意で保持セルはさらに下流に配置されたさらなる処理装置１４に包含され得る。
【００３０】
実施形態では、コンバイナは、コンバイナに連結された流れの内容物を混合およびブレンドして熱処理された液体製品を形成するように構成されたミキサであり得る。
【００３１】
コンバイナはまた、コンバイナに供給される流れの内容物を統合するためのベンチュリ効果技術に基づくものであり得る。
【００３２】
いくつかの応用では、コンバイナにおいて統合される液体製品を適切に殺菌するために、コンバイナおよび／または保持セルにおいて８５から８７℃の混合または統合温度を有することが望ましい。
【００３３】
その他の応用において、延長された貯蔵寿命の牛乳などに対しては、液体製品を適切に滅菌するために、１２０から１４０℃の温度での混合または統合が望ましい場合もある。
【００３４】
一般的には、目的は、エネルギーを節約し、一方で液体製品に適切な熱処理を提供するために可能な限り低い混合温度を維持することにある。一方で、一般的には多くの化合物は高温で混合する傾向がある。
【００３５】
液体製品のいくらかまたはいくつかの部分はまた、より低い温度で事前混合され得る。
【００３６】
必要とされる混合または統合温度は、処理される液体製品の種類、コンバイナに入るときの液体製品の内容物の温度および容量、ならびに所望の熱処理の程度に依存する。
【００３７】
第１供給部からの水または砂糖液がコンバイナ１５に入るときに８５から８７℃をかなり上回る温度、例えば上述のように９５から９８℃を有するため、コンバイナにおける液体製品の殺菌が達成可能である。水または砂糖液および濃縮液の混合およびブレンドの間、温度は約８５から８７℃に降下する。濃縮液と水および／または砂糖液との間の混合比率は、コンバイナにおける温度降下に影響を及ぼす。したがって、濃縮液の比率が高いほどコンバイナにおける温度降下が大きく、逆もまた同様である。
【００３８】
実施形態では、第２の流れの温度は、所望の混合温度および混合比率に基づいて決定され得る。
【００３９】
さらなる処理装置１４は、例えば殺菌された液体製品を充填溶液に充填する充填機を含み得る。例えば、高温充填用途では、殺菌された液体製品は殺菌の直後にプラスチックまたはガラス容器に充填され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態において、いわゆる周囲充填（ＡＭＢＩＥＮＴ  ＦＩＬＬ）に適したジュースなどのいくつかの液体製品では、必要とされる充填温度は約２５℃である。そのような応用では、さらなる処理装置は、殺菌された液体製品を８５から８７℃の間から２５℃まで冷却するための熱交換器、およびさらなる熱交換器の下流に配置された充填機をさらに含み得る。
【００４１】
さらなる熱交換器は、第２流れの殺菌において再利用するために、液体製品から抽出された熱を熱交換器１３へと運ぶように構成され得る。そのような解決策は、システムにおけるエネルギーの保存を向上させる。
【００４２】
図４は、図１のシステムに基づく第２の実施形態によるシステム４０を図示する。ここで、第２供給部１２は水の供給である。さらに、砂糖液を含む第３供給部１６が提供される。砂糖液は、システムの第３流れを流れる。第３流れには、熱交換器などの別の熱処理装置１３Ｂが提供される。したがって、別の熱処理装置１３Ｂは、砂糖液を殺菌および／または滅菌するために砂糖液を別に加熱するように構成される。別の熱処理装置の後の砂糖液の温度は、好ましくはコンバイナに入るときの第１流れと同一、すなわち約９５から９８℃である。一般的に、砂糖液の量が少ないほど向上した殺菌を提供する。
【００４３】
第１流れ、第２流れ、および第３流れは、濃縮液、水、および砂糖液が混合およびブレンドされて液体製品を形成するコンバイナ１５へと全て連結される。比較的高温の水および砂糖液は、約８５から８７℃の混合温度での液体製品の熱処理、例えば殺菌を可能にする。図３によるシステムと同様に、図４によるシステムは、コンバイナの下流に配置されたさらなる処理装置１４を備え得る。
【００４４】
図５は、図４を参照して説明した実施形態の代替の実施形態によるシステム５０を図示する。この実施形態では、システムに２つの別々のコンバイナ１５１，１５２が配置される。第１コンバイナ１５１は、第２流れからの水を第３流れからの砂糖液と混合するように構成される。得られる水および砂糖液の混合物は次いで、第１流れの濃縮液と混合およびブレンドされる第２コンバイナ１５２へと押出される。
【００４５】
図６は、図４を参照して説明した実施形態の代替の実施形態によるシステム６０を図示する。システム６０では、熱処理装置１３は、水および砂糖液の両方を熱処理するように構成される。したがって、この実施形態では、図４と比較して、第３流れに配置された別の熱交換器を必要としない。代わりに、第２供給部１２からの水および第３供給部１６からの砂糖液が、コンバイナ１５を介してなど、熱処理装置１３の前に１つの流れに合流する。システム６０の利点は、１つの熱処理装置のみを使用して水および砂糖液の混合物を殺菌する点にある。さらに、これにより、熱処理装置１３から出る水および砂糖液の混合物の温度を制御するためにより単純なシステムが可能となる。
【００４６】
前述の実施形態の各々では、１つの濃縮液の流れのみが示されている。実際には、２つまたはそれ以上の濃縮液を使用していくつかの液体製品が調製される。本発明の範囲は、１つの濃縮液の流れのみに限定されない。本発明の範囲から逸脱することなくあらゆる数の濃縮液供給部および／または濃縮液流れが実現され得る。
【００４７】
図７は、図３と同様であるが、第２濃縮液供給部１１Ｂが設けられたシステム７０を図示する。第２濃縮液供給部は、第２濃縮液流れを通ってコンバイナ１５に流れ得、そこで濃縮液の第１流れ、第２の加熱および殺菌された水の流れ、濃縮液の第２流れが混合およびブレンドされて液体製品を形成する。再度、加熱された水の流れからの余熱により、コンバイナの下流にさらなる熱処理装置を配置する必要なく、液体製品の殺菌が可能となる。
【００４８】
図８は、図４と同様であるが、第２濃縮液供給部１１Ｂが設けられたシステム８０を図示する。第２濃縮液供給部は、第２濃縮液流れを通ってコンバイナ１５に流れ得、そこで濃縮液の第１流れ、第２の加熱および殺菌された水の流れ、砂糖液の第３流れ、濃縮液の第２流れが混合およびブレンドされて液体製品が形成される。再度、加熱された水の流れからの余熱により、コンバイナの下流にさらなる熱処理装置を配置する必要なく、液体製品の殺菌が可能となる。
【００４９】
本明細書に記載された任意の実施形態に、少なくとも１つまたは複数の濃縮液流れを配置することができることを理解すべきである。
【００５０】
当然ながら、コンバイナ１５、１５１、１５２に入る前に熱処理される１つまたは複数の流れを、本明細書に記載された任意の実施形態に配置することができる。
【００５１】
実施形態において、例えば実質的な保持時間または熱処理温度を必要とする粒子の流れなどのいくつかの流れは、その他の流れと組み合わせられる前に熱処理することができる。
【００５２】
実施形態において、殺菌された液体製品を提供する方法９０が提供される。該方法は、図９に示されており、液体製品よりも水分含有量が少ない濃縮液の流れを提供するステップ９１を含む。さらに、該方法は、前記濃縮液の流れと分離されている水の流れを提供するステップ９２を含む。さらに、該方法は、水を殺菌するために前記水の流れを加熱するステップ９３を含む。該方法はさらに、液体製品を形成するために前記濃縮液の流れを前記加熱された水の流れと混合するステップ９４を含む。さらに、該方法は、加熱されて殺菌された水の熱エネルギーを使用して液体製品を殺菌するステップ９５を含む。
【００５３】
実施形態において、該方法は、砂糖液の流れを提供するステップ（９２Ｂ）をさらに含む。該方法はさらに、砂糖液の流れを殺菌するステップを含み、前記濃縮液の流れを前記水の流れと混合するステップは、前記砂糖液の流れと混合するステップをさらに含む。
【００５４】
実施形態において、前述の実施形態のいずれか１つによるシステムの機能性を実施するステップを含む方法が提供される。
【００５５】
実施形態において、プロセッサによって処理するためのコンピュータプログラムが統合されたコンピュータ可読媒体が提供される。コンピュータ処理性能を有する装置によって実行されたときに、前述の実施形態による方法の全てのステップを実施するように、コードセグメントを含むコンピュータプログラムが構成される。
【００５６】
さらなる実施形態によると、上述のシステムおよび／または方法は、低酸性飲料などの液体食品の製造に使用され得る。
【００５７】
先の説明は大部分が液体食品処理システムに関してなされたものであるが、混合の一般的原則は多様な別の液体処理システムに適用可能であることが容易に理解できる。さらに、本発明は、いくつかの実施形態を参照して主に説明されている。しかしながら、当業者に容易に理解されるように、上述の実施形態以外の他の実施形態も、添付の特許請求の範囲に特定されているものと、本発明の範囲内で同等に可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１１  第１供給部
１２  第２供給部
１３  熱処理装置
１４  保持セル
１５  コンバイナ
１６  第３供給部
【図１】
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【図２】
2016527072.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016527072.tif 000007
【図６】
2016527072.tif 000008
【図７】
2016527072.tif 000009
【図８】
2016527072.tif 000010
【図９】
2016527072.tif 000011
【図１０】
2016527072.tif 000012
【国際調査報告】
2016527072.tif 000013
2016527072.tif 000014
2016527072.tif 000015