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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024013726
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】製造ライン、製造方法、および製造ラインの製造方法
(51)【国際特許分類】
B67C 3/00 20060101AFI20240125BHJP
A23L 2/00 20060101ALI20240125BHJP
B01F 23/236 20220101ALI20240125BHJP
【ＦＩ】
B67C3/00 A
A23L2/00 T
B01F23/236
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022116043
(22)【出願日】2022-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】309036221
【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】岡田 健太
【テーマコード（参考）】
3E079
4B117
4G035
【Ｆターム（参考）】
3E079AA02
3E079AB01
3E079EE01
3E079EE13
3E079GG10
4B117LC14
4B117LK04
4B117LT01
4G035AA05
4G035AB04
4G035AE08
4G035AE13
4G035AE15
(57)【要約】
【課題】充填機の停止によって廃棄に至る製品液の量を削減すること。
【解決手段】製造ラインは、原料液を冷却する冷却器を含み、冷却器により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置と、カーボネーション装置から供給される製品液を充填する充填機と、カーボネーション装置から充填機に供給される製品液が流れる送液経路と、送液経路に設けられて製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器を含み、製品液から洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置と、を備える。熱交換器は、製品液の冷却および洗浄液の加熱に使用可能に構成される。
【選択図】図１
【解決手段】製造ラインは、原料液を冷却する冷却器を含み、冷却器により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置と、カーボネーション装置から供給される製品液を充填する充填機と、カーボネーション装置から充填機に供給される製品液が流れる送液経路と、送液経路に設けられて製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器を含み、製品液から洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置と、を備える。熱交換器は、製品液の冷却および洗浄液の加熱に使用可能に構成される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
製造ラインであって、
原料液を冷却する冷却器を含み、前記冷却器により冷却された前記原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置と、
前記カーボネーション装置から供給される前記製品液を充填する充填機と、
前記カーボネーション装置から前記充填機に供給される前記製品液が流れる送液経路と、
前記送液経路に設けられて前記製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、
前記製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器を含み、前記製品液から前記洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置と、を備え、
前記熱交換器は、前記製品液の冷却および前記洗浄液の加熱に使用可能に構成される、
製造ライン。
原料液を冷却する冷却器を含み、前記冷却器により冷却された前記原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置と、
前記カーボネーション装置から供給される前記製品液を充填する充填機と、
前記カーボネーション装置から前記充填機に供給される前記製品液が流れる送液経路と、
前記送液経路に設けられて前記製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、
前記製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器を含み、前記製品液から前記洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置と、を備え、
前記熱交換器は、前記製品液の冷却および前記洗浄液の加熱に使用可能に構成される、
製造ライン。
【請求項2】
前記送液経路は、前記熱交換器を通過した液の全量を前記充填機に供給可能に構成され、
前記充填機の停止後の再起動に伴い、前記カーボネーション装置から前記充填機への送液が開始されると、前記充填機が停止している間に滞留していた前記製品液が前記熱交換器により冷却される、
請求項１に記載の製造ライン。
前記充填機の停止後の再起動に伴い、前記カーボネーション装置から前記充填機への送液が開始されると、前記充填機が停止している間に滞留していた前記製品液が前記熱交換器により冷却される、
請求項１に記載の製造ライン。
【請求項3】
前記熱交換器は、前記送液経路における下流側に設けられている、
請求項２に記載の製造ライン。
請求項２に記載の製造ライン。
【請求項4】
前記熱交換器を通過した前記製品液を、前記カーボネーション装置に含まれる製品液タンクに戻すことが可能に構成されている戻り経路を備え、
前記充填機の停止後の再起動に先立ち、前記製品液タンク、前記熱交換器、および前記戻り経路に前記製品液が循環する、
請求項１に記載の製造ライン。
前記充填機の停止後の再起動に先立ち、前記製品液タンク、前記熱交換器、および前記戻り経路に前記製品液が循環する、
請求項１に記載の製造ライン。
【請求項5】
製造ラインによる生産工程および内部洗浄工程を備える製造方法であって、
前記生産工程は、
原料液を冷却器により冷却するステップと、
前記冷却器により冷却された前記原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得るステップと、
前記炭酸ガスが溶解されて充填機に送られる前記製品液を前記冷却器よりも下流で熱交換器により再冷却するステップと、
前記充填機により前記製品液を充填するステップと、を含み、
前記内部洗浄工程は、
前記製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱器により加熱するステップと、
前記製品液と置換させた前記洗浄液を前記加熱器よりも下流で前記熱交換器により再加熱するステップと、を含む、製造方法。
前記生産工程は、
原料液を冷却器により冷却するステップと、
前記冷却器により冷却された前記原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得るステップと、
前記炭酸ガスが溶解されて充填機に送られる前記製品液を前記冷却器よりも下流で熱交換器により再冷却するステップと、
前記充填機により前記製品液を充填するステップと、を含み、
前記内部洗浄工程は、
前記製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱器により加熱するステップと、
前記製品液と置換させた前記洗浄液を前記加熱器よりも下流で前記熱交換器により再加熱するステップと、を含む、製造方法。
【請求項6】
前記生産工程における前記充填機の停止に伴い前記充填機への送液を停止した後、前記充填機の再起動に伴い前記充填機への送液を開始すると、前記充填機が停止している間に滞留していた前記製品液を前記熱交換器により冷却する、
請求項５に記載の製造方法。
請求項５に記載の製造方法。
【請求項7】
前記製造ラインは、前記熱交換器を通過した前記製品液を製品液タンクに戻すことが可能に構成されている戻り経路を備え、
前記充填機の停止後の再起動に先立ち、前記製品液タンク、前記熱交換器、および前記戻り経路に前記製品液を循環させる、
請求項５に記載の製造方法。
前記充填機の停止後の再起動に先立ち、前記製品液タンク、前記熱交換器、および前記戻り経路に前記製品液を循環させる、
請求項５に記載の製造方法。
【請求項8】
請求項１から４のいずれか一項に記載の製造ラインを製造する方法であって、
既設の製造ラインの前記送液経路には、前記製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器を設けるとともに、
前記熱交換器には、前記製品液の冷却に用いられる前記熱媒体の回路と、前記製品液と置換させた前記洗浄液の加熱に用いられる前記熱媒体の回路とのいずれをも接続可能とする、
製造ラインの製造方法。
既設の製造ラインの前記送液経路には、前記製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器を設けるとともに、
前記熱交換器には、前記製品液の冷却に用いられる前記熱媒体の回路と、前記製品液と置換させた前記洗浄液の加熱に用いられる前記熱媒体の回路とのいずれをも接続可能とする、
製造ラインの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば飲料製品等の製品を製造するラインと方法、および製造ラインの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
炭酸飲料の製造ラインは、原料液を冷却して炭酸ガスを液に溶解させるカーボネーション装置と、炭酸ガスを含む製品液を容器に充填する充填機とを備えている。製品液を低温に維持して充填時の泡立ちを防ぎ、ガスボリュームを安定させるため、液温は管理されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020-066460号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
充填機の稼働中は、カーボネーション装置により液を冷却して炭酸ガスを溶解させ、製品液タンクに貯めるとともに、製品液タンクから配管を通じて充填機に製品液を送る。充填機が停止すると、製品液タンクから充填機への送液を止める。このとき、製品液タンクから充填機までの間の配管に留まっている製品液の温度が時間経過に伴い上昇する。製品液の温度が上昇すると、充填時の泡立ち、ガスボリュームの低下が懸念される。
そのため、充填機の長時間の停止が発生すると、充填機の再起動後、充填機に供給される製品液の温度が規定の温度に下がるまでの間は、充填機に供給される製品液を廃棄する。
そのため、充填機の長時間の停止が発生すると、充填機の再起動後、充填機に供給される製品液の温度が規定の温度に下がるまでの間は、充填機に供給される製品液を廃棄する。
【0005】
従来、充填機停止中にカーボネーション装置から充填機までの間に留まる製品液の温度上昇を防ぐ手立てがないため、充填機が長時間に亘り停止した場合の製品液の廃棄は避けられない。
そこで、本開示は、充填機の停止によって廃棄に至る製品液の量を削減することを目的とする。
そこで、本開示は、充填機の停止によって廃棄に至る製品液の量を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る製造ラインは、原料液を冷却する冷却器を含み、冷却器により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置と、カーボネーション装置から供給される製品液を充填する充填機と、カーボネーション装置から充填機に供給される製品液が流れる送液経路と、送液経路に設けられて製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器と、製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器を含み、製品液から洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置と、を備える。熱交換器は、製品液の冷却および洗浄液の加熱に使用可能に構成される。
【0007】
また、本開示は、製造ラインによる生産工程および内部洗浄工程を備える製造方法であって、生産工程は、原料液を冷却器により冷却するステップと、冷却器により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得るステップと、炭酸ガスが溶解されて充填機に送られる製品液を冷却器よりも下流で熱交換器により再冷却するステップと、充填機により製品液を充填するステップと、を含み、内部洗浄工程は、製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱器により加熱するステップと、製品液と置換させた洗浄液を加熱器よりも下流で熱交換器により再加熱するステップと、を含む。
【0008】
さらに、本開示は、上述の製造ラインを製造する方法であって、既設の製造ラインの送液経路には、製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器を設けるとともに、熱交換器には、製品液の冷却に用いられる熱媒体の回路と、製品液と置換させた洗浄液の加熱に用いられる熱媒体の回路とのいずれをも接続可能とする。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、生産運転の定常時においては、製品液を冷却する冷却器よりも下流の熱交換器によっても製品液が冷却されることにより、製品液の温度を規定の温度に安定させることができる。充填時の液温が安定することで、製品液を安定して充填することが可能となる。
【0010】
充填機の長時間の停止により、送液経路に滞留した製品液の温度が規定温度を逸脱したとしても、充填機の再起動に伴い充填機への送液が開始されると、滞留していた製品液が熱交換器により冷却されるとともに、冷却器の下流の熱交換器による再冷却の作用により、製品液の温度低下が促進される。そのため、製品液を規定温度に早期に至らしめて製品液の廃棄量を削減することが可能となる。
【0011】
加えて、製品液の冷却に必要な熱交換量を冷却器と熱交換器とに按分することができるので、熱交換器が設けられていない場合と比べて冷却器を小型化することが可能となる。
【0012】
さらに、内部洗浄運転時には、加熱器よりも下流の熱交換器により、加熱器を通過した後の放熱によって温度が低下した洗浄液を再加熱することができる。そうすると、洗浄液が規定の温度に早期に到達するので、内部洗浄工程に要する時間を短縮して生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照しながら、一実施形態について説明する。
［第１実施形態］
〔全体構成〕
図１に構成の一例を示す製造ライン１は、常温に対して冷却されている製品液が図示しないボトル等の容器に充填されてなるボトル詰め製品を製造可能に構成されている。製造可能な製品の製品液としては、炭酸ガスを含有する炭酸飲料が含まれる。炭酸飲料は、例えば、炭酸水やサイダー、コーラ、チューハイ飲料等に相当する。なお、図１には、製造ライン１の構成の一部のみが示されている。
［第１実施形態］
〔全体構成〕
図１に構成の一例を示す製造ライン１は、常温に対して冷却されている製品液が図示しないボトル等の容器に充填されてなるボトル詰め製品を製造可能に構成されている。製造可能な製品の製品液としては、炭酸ガスを含有する炭酸飲料が含まれる。炭酸飲料は、例えば、炭酸水やサイダー、コーラ、チューハイ飲料等に相当する。なお、図１には、製造ライン１の構成の一部のみが示されている。
【0015】
製造ライン１は、カーボネーション装置１０と、カーボネーション装置１０から供給される製品液をボトルに充填する充填機２０を含む充填装置２と、カーボネーション装置１０および充填機２０の間に設けられる熱交換器４と、製造ライン１の内部洗浄が可能に構成されている内部洗浄装置３０と、製造ライン１に備わる各装置を制御可能に構成されている制御装置５とを備えている。
また、製造ライン１は、液が流れる経路として、第１送液経路Ｒ１と、第２送液経路Ｒ２と、第３送液経路Ｒ３とを備えている。
また、製造ライン１は、液が流れる経路として、第１送液経路Ｒ１と、第２送液経路Ｒ２と、第３送液経路Ｒ３とを備えている。
【0016】
充填装置２は、例えば回転式の充填機であって、容器を回転体の円周方向に搬送しつつ製品液を充填する充填機２０と、充填済の容器を蓋の装着により密封する密封機（図示しない）とを備えている。充填装置２よりも下流側のラインは、図示されていない。充填装置２から下流へ排出される容器は、図示しない集積コンベヤおよび単列コンベヤ等を経て箱詰め装置へと供給される。
【0017】
製造ライン１による生産工程が行われていない非生産時間において、原料液・製品液の流路等（タンクやバルブを含む）の洗浄や殺菌、および環境の洗浄や殺菌が行われる。流路等の洗浄、殺菌は、制御装置５により洗浄液の濃度および温度を管理しつつ、内部洗浄装置３０により洗浄用の液体である洗浄液を流路等に供給することで行うことができる。
【0018】
〔カーボネーション装置〕
カーボネーション装置１０は、原料液に炭酸ガス（ＣＯ２）を溶解させて製品液を得る。液温が低いほど、炭酸ガスが溶解し易い。そのため、カーボネーション装置１０は、炭酸ガスを原料液に溶解させる前に原料液を冷却する。また、充填時に製品液の泡立ちを抑えるためにも、原料液が冷却される。
かかるカーボネーション装置１０は、図１に構成の一例を示すように、原料液タンク１１と、第１ポンプＰ１と、冷却器１２と、カーボネータ１３と、製品液タンク１４と、炭酸ガス供給源１５と、第２ポンプＰ２とを備えている。
カーボネーション装置１０は、原料液に炭酸ガス（ＣＯ２）を溶解させて製品液を得る。液温が低いほど、炭酸ガスが溶解し易い。そのため、カーボネーション装置１０は、炭酸ガスを原料液に溶解させる前に原料液を冷却する。また、充填時に製品液の泡立ちを抑えるためにも、原料液が冷却される。
かかるカーボネーション装置１０は、図１に構成の一例を示すように、原料液タンク１１と、第１ポンプＰ１と、冷却器１２と、カーボネータ１３と、製品液タンク１４と、炭酸ガス供給源１５と、第２ポンプＰ２とを備えている。
【0019】
カーボネーション装置１０には、製品液に含まれる炭酸ガスの濃度を計測する図示しないガスボリューム計が設けられていることが好ましい。ガスボリュームは、一例として、１気圧で１５．６℃の条件下、製品液に溶解している炭酸ガスの体積を液の体積で割った値として求められる。
【0020】
製造ライン１により炭酸ガスを含有しない製品を製造する場合は、制御装置５により図示しないバルブが操作されることで、冷却器１２を通過した原料液はカーボネータ１３にて炭酸ガスを溶解させずに、製品液として製品液タンク１４に貯留することも使用可能である。
【0021】
原料液タンク１１の出口から製品液タンク１４の入口までの第１送液経路Ｒ１には、冷却器１２と、カーボネータ１３とが設けられている。第１ポンプＰ１は、原料液タンク１１から製品液タンク１４まで液（原料液、製品液）を所定の流量Ｆ１で圧送する。第１ポンプＰ１は、第１送液経路Ｒ１における適宜な位置に設けることができる。
【0022】
バルブＶ１１を通じて原料液タンク１１に原料液を供給する供給源の図示は省略されている。かかる供給源は、例えば、原料液から気体を離脱させて除去する脱気装置（Deaerator）、複数の原料液を一定比率で混合する混合装置（Blender）を備えている。カーボネーション装置１０は、脱気装置や混合装置等と共に一つの装置として統合されていてもよい。また、原料液の供給源には、原料液を殺菌する殺菌装置が含まれていてもよい。殺菌装置は、例えば、原料液を加熱殺菌する熱交換器と、殺菌後の原料液を冷却する熱交換器とを備えている。
【0023】
冷却器１２は、プレート式熱交換器またはチューブ式熱交換器であり、製品液と第１熱媒体Ｈ１とを間接的に接触させて熱交換させることで、原料液を冷却する。
第１熱媒体Ｈ１は、例えば、冷水、あるいは、プロピレングリコール等を含有する冷媒に相当する。一部のみを図示する第１熱媒体回路Ｃ１から、原料液よりも低温の第１熱媒体Ｈ１が冷却器１２に供給され、冷却器１２から第１熱媒体回路Ｃ１へと回収される。冷却器１２よりも下流の第１送液経路Ｒ１と、第２送液経路Ｒ２とのそれぞれの配管には、断熱材が設けられることが好ましい。
第１熱媒体Ｈ１は、例えば、冷水、あるいは、プロピレングリコール等を含有する冷媒に相当する。一部のみを図示する第１熱媒体回路Ｃ１から、原料液よりも低温の第１熱媒体Ｈ１が冷却器１２に供給され、冷却器１２から第１熱媒体回路Ｃ１へと回収される。冷却器１２よりも下流の第１送液経路Ｒ１と、第２送液経路Ｒ２とのそれぞれの配管には、断熱材が設けられることが好ましい。
【0024】
冷却器１２の出口側の原料液の温度は、例えば温度センサ１０２による計測値に基づき第１熱媒体Ｈ１の流量を調整することで、所定の温度に制御されることが好ましい。
なお、図１には、温度センサ１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，３０３が図示されているが、これらは必要に応じて製造ライン１に設けられていればよい。
なお、図１には、温度センサ１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，３０３が図示されているが、これらは必要に応じて製造ライン１に設けられていればよい。
【0025】
カーボネータ１３は、炭酸ガス供給源１５から供給される炭酸ガスを例えばノズルの内側に吹き込むことで原料液に圧入して溶解させる。
カーボネータ１３からガス付け処理がなされた製品液は、製品液タンク１４に貯留される。製品液タンク１４の内部は、炭酸ガス供給源１５から炭酸ガスが導入されることで所定の圧力に加圧されている。製品液タンク１４の内部圧力と、必要に応じて設けられる第２ポンプＰ２の吐出圧力とにより、製品液タンク１４から充填機２０の図示しないタンクへと製品液が第２送液経路Ｒ２を通じて所定の供給流量Ｆ２で供給される。また、製品液タンク１４の内部の加圧された雰囲気により、製品液からの炭酸ガス離脱が抑制される。
カーボネータ１３からガス付け処理がなされた製品液は、製品液タンク１４に貯留される。製品液タンク１４の内部は、炭酸ガス供給源１５から炭酸ガスが導入されることで所定の圧力に加圧されている。製品液タンク１４の内部圧力と、必要に応じて設けられる第２ポンプＰ２の吐出圧力とにより、製品液タンク１４から充填機２０の図示しないタンクへと製品液が第２送液経路Ｒ２を通じて所定の供給流量Ｆ２で供給される。また、製品液タンク１４の内部の加圧された雰囲気により、製品液からの炭酸ガス離脱が抑制される。
【0026】
第２ポンプＰ２及び、第２送液経路Ｒ２に設けられる図示しない流量調整弁により、充填機２０に供給される製品液の供給流量Ｆ２が調整される。充填機２０を止めずに安定して稼働させるため、第１送液経路Ｒ１の流量Ｆ１は、供給流量Ｆ２に対して若干大きく設定されている。
【0027】
〔第２送液経路および熱交換器〕
製品液タンク１４から充填機２０まで製品液が流れる第２経路Ｒ２には、熱交換器４と、送液バルブＶ２とが設けられている。
本実施形態の第２送液経路Ｒ２は、熱交換器４を通過した製品液の全量を充填機２０に供給する。
製品液タンク１４から充填機２０まで製品液が流れる第２経路Ｒ２には、熱交換器４と、送液バルブＶ２とが設けられている。
本実施形態の第２送液経路Ｒ２は、熱交換器４を通過した製品液の全量を充填機２０に供給する。
【0028】
熱交換器４は、プレート式熱交換器またはチューブ式熱交換器であって、冷却と加熱とに使用可能に構成されている。生産工程において、熱交換器４は、冷却器１２と同様、第１熱媒体回路Ｃ１から供給される冷水、冷媒等である第１熱媒体Ｈ１と製品液とを間接的に接触させて熱交換させることで、製品液を冷却する。熱交換器４の出口側の製品液の温度は、制御装置５により、例えば、温度センサ２０２による計測値に基づき第１熱媒体Ｈ１の流量を調整することで所定の温度に制御されていてもよい。
【0029】
熱交換器４は、内部洗浄装置３０により行われる内部洗浄工程においては、第２熱媒体回路Ｃ２から供給される蒸気、熱水等に相当する第２熱媒体Ｈ２と洗浄液とを熱交換させることで、洗浄液を加熱する。
第１熱媒体回路Ｃ１および第２熱媒体回路Ｃ２には、熱交換器４に供給される熱媒体を切り替えるためのバルブ４１１，４１２，４２１，４２２が設けられている。
例えば、熱交換器４に用いられる熱媒体が、冷却用の熱媒体としての冷媒から加熱用の熱媒体としての蒸気に切り替えられる際には、圧縮空気を熱交換器４に導入して熱交換器４の熱媒体流路から冷媒を排出させた後、加熱用熱媒体としての蒸気を熱交換器４の熱媒体流路に導入するとよい。
第１熱媒体回路Ｃ１および第２熱媒体回路Ｃ２には、熱交換器４に供給される熱媒体を切り替えるためのバルブ４１１，４１２，４２１，４２２が設けられている。
例えば、熱交換器４に用いられる熱媒体が、冷却用の熱媒体としての冷媒から加熱用の熱媒体としての蒸気に切り替えられる際には、圧縮空気を熱交換器４に導入して熱交換器４の熱媒体流路から冷媒を排出させた後、加熱用熱媒体としての蒸気を熱交換器４の熱媒体流路に導入するとよい。
【0030】
第２ポンプＰ２の稼働および送液バルブＶ２の開閉動作により、充填機２０への送液開始と送液停止とが切り替えられる。充填機２０による製品液の充填が行われる生産運転の定常時は、第２ポンプＰ２が稼働し、送液バルブＶ２は開いており、充填機２０のタンクには、所定の温度で所定のガスボリュームの製品液が所定流量で送られる。
【0031】
充填機２０が停止すると、第２ポンプＰ２の稼働が停止するとともに送液バルブＶ２が閉じられるので充填機２０への送液は停止される。
充填機２０の停止後、製品液タンク１４内の保有量が一定以上に到達するまでカーボネーション装置１０は継続して稼働する。
充填機２０の停止後、製品液タンク１４内の保有量が一定以上に到達するまでカーボネーション装置１０は継続して稼働する。
【0032】
熱交換器４は、充填機２０の再起動後、第２送液経路Ｒ２において熱交換器４よりも上流に滞留した製品液を冷却する。第２送液経路Ｒ２に滞留した製品液のより多くが熱交換器４により冷却されるように、熱交換器４は、第２送液経路Ｒ２における下流側、つまり第２送液経路Ｒ２の経路長の半分の位置よりも充填機２０に近い側に設けられることが好ましい。より好ましくは、熱交換器４は、充填機２０の最寄りの位置に設けられる。
【0033】
〔内部洗浄装置〕
内部洗浄装置３０は、図示しない洗浄液供給源から供給される洗浄液を製品液の流路、例えば、送液経路Ｒ１，Ｒ２や充填機２０の流路に供給することで、製品液を洗浄液に置換させて内部洗浄を行う。
内部洗浄装置３０は、定置洗浄（CIP; Clean In Place）および定置殺菌（SIP；Sterilization in Place）のうち少なくとも定置洗浄を実施可能に構成されている。
本開示の内部洗浄装置３０により行われる「内部洗浄」は、定置洗浄および定置殺菌を包含する。そうした内部洗浄に用いられる液体を「洗浄液」と称する。
内部洗浄装置３０は、図示しない洗浄液供給源から供給される洗浄液を製品液の流路、例えば、送液経路Ｒ１，Ｒ２や充填機２０の流路に供給することで、製品液を洗浄液に置換させて内部洗浄を行う。
内部洗浄装置３０は、定置洗浄（CIP; Clean In Place）および定置殺菌（SIP；Sterilization in Place）のうち少なくとも定置洗浄を実施可能に構成されている。
本開示の内部洗浄装置３０により行われる「内部洗浄」は、定置洗浄および定置殺菌を包含する。そうした内部洗浄に用いられる液体を「洗浄液」と称する。
【0034】
洗浄液を貯留する洗浄液タンク３１からカーボネーション装置１０の原料液タンク１１まで洗浄液が流れる第３送液経路Ｒ３には、洗浄液を貯留する洗浄液タンク３１と、洗浄液タンク３１から原料液タンク１１まで洗浄液を圧送する第３ポンプＰ３と、加熱器３２とが設けられている。第３送液経路Ｒ３からバルブＶ１０を通じて送液経路Ｒ１，Ｒ２に流入し、充填機２０の充填ノズルまで供給される洗浄液は、洗浄液戻り経路Ｒ４を流れて内部洗浄装置３０へと戻される。
【0035】
洗浄液は、例えば、酸洗剤、苛性洗剤を含有する薬液、あるいは水等に相当する。洗浄効果を高めるため、洗浄液は加熱器３２により加熱される。
内部洗浄は、制御装置５により洗浄液の濃度、温度、および流量を管理しつつ、所定時間に亘り行われる。
内部洗浄は、制御装置５により洗浄液の濃度、温度、および流量を管理しつつ、所定時間に亘り行われる。
【0036】
加熱器３２は、洗浄液と、蒸気や熱水等に相当する第２熱媒体Ｈ２との熱交換により洗浄液を加熱する。
一部のみを図示する第２熱媒体回路Ｃ２から、洗浄液よりも高温の第２熱媒体Ｈ２が加熱器３２に供給され、加熱器３２から例えば凝縮水として排出される。加熱器３２よりも下流の第３送液経路Ｒ３の配管には、保温のための断熱材が設けられることが好ましい。
一部のみを図示する第２熱媒体回路Ｃ２から、洗浄液よりも高温の第２熱媒体Ｈ２が加熱器３２に供給され、加熱器３２から例えば凝縮水として排出される。加熱器３２よりも下流の第３送液経路Ｒ３の配管には、保温のための断熱材が設けられることが好ましい。
【0037】
〔生産運転〕
図２を参照し、製造ライン１の生産運転例を説明する。内部洗浄装置３０は、生産運転により生産工程が行われる間に亘り、稼働していない。
生産運転時における３つの熱交換器の使用状態は次の通りである。
冷却器１２：冷却のために使用
熱交換器４：冷却のために使用
加熱器３２：不使用
図２を参照し、製造ライン１の生産運転例を説明する。内部洗浄装置３０は、生産運転により生産工程が行われる間に亘り、稼働していない。
生産運転時における３つの熱交換器の使用状態は次の通りである。
冷却器１２：冷却のために使用
熱交換器４：冷却のために使用
加熱器３２：不使用
【0038】
図２は、生産運転の定常時における製品液の流れを示している。図２には、製品液の流れる経路が太線で示されている。定常時には、充填機２０により製品液を容器に充填する処理が連続的に行われる。
定常時の生産工程は、冷却器１２により原料液を冷却するステップＳ０１と、冷却された原料液にカーボネータ１３により炭酸ガスを溶解させるステップＳ０２と、炭酸ガスが溶解した製品液を製品液タンク１４に貯留するステップＳ０３と、製品液タンク１４から充填機２０へと送られる製品液を熱交換器４により再冷却するステップＳ０４と、充填機２０が製品液を充填するステップＳ０５とを備えている。
冷却ステップＳ０１、炭酸ガス溶解ステップＳ０２、および貯留ステップＳ０３は、充填機２０の停止中も所定時間継続して行われる。
定常時の生産工程は、冷却器１２により原料液を冷却するステップＳ０１と、冷却された原料液にカーボネータ１３により炭酸ガスを溶解させるステップＳ０２と、炭酸ガスが溶解した製品液を製品液タンク１４に貯留するステップＳ０３と、製品液タンク１４から充填機２０へと送られる製品液を熱交換器４により再冷却するステップＳ０４と、充填機２０が製品液を充填するステップＳ０５とを備えている。
冷却ステップＳ０１、炭酸ガス溶解ステップＳ０２、および貯留ステップＳ０３は、充填機２０の停止中も所定時間継続して行われる。
【0039】
生産運転の定常時において、製品液は、冷却器１２に加え、冷却器１２よりも下流で熱交換器４によっても冷却される。そうすると、製品液の温度が、熱交換器４により規定温度Ｔ２にまで安定して低下する。製品液の温度が安定していると、充填時の泡立ちを抑えることができるとともに、ガスボリュームを安定させることができる。
【0040】
充填機２０は、充填機２０よりも下流の装置の停止等に伴い停止したり、あるいは充填機２０の部材の故障等により異常停止したりする可能性がある。
図３は、生産工程における充填機２０の停止から、充填機２０の再起動を経て、容器への充填が再開されるまでの間の非定常処理や事象に相当するＳ１１～Ｓ１３を時系列で示している。制御装置５は、充填機２０の停止（Ｓ１１）に伴い、第２ポンプＰ２を停止させ、送液バルブＶ２を閉じることで、充填機２０への送液を停止する。このとき充填機２０への容器の供給も停止され、充填機２０は既に供給された容器を充填して払い出す。
図３は、生産工程における充填機２０の停止から、充填機２０の再起動を経て、容器への充填が再開されるまでの間の非定常処理や事象に相当するＳ１１～Ｓ１３を時系列で示している。制御装置５は、充填機２０の停止（Ｓ１１）に伴い、第２ポンプＰ２を停止させ、送液バルブＶ２を閉じることで、充填機２０への送液を停止する。このとき充填機２０への容器の供給も停止され、充填機２０は既に供給された容器を充填して払い出す。
【0041】
充填機２０の停止中（ｔ１－２）も、カーボネーション装置１０は所定時間稼働継続しており、冷却および炭酸ガス圧入の処理が行われている一方で、カーボネーション装置１０と充填機２０との間の第２送液経路Ｒ２には製品液が滞留している。そのため、充填機２０の停止から時間の経過に従い、第２送液経路Ｒ２における製品液は、周囲の大気から吸熱して温度が上昇する。
【0042】
充填機２０の停止後、必要に応じて復旧作業が行われ、停止の要因がなくなると、充填機２０は再起動される（Ｓ１２）。それに伴い送液バルブＶ２が開き、第２ポンプＰ２が動作することで、充填機２０への送液が開始されると、第２送液経路Ｒ２に滞留していた製品液が充填機２０に向けて流れるとともに、製品液タンク１４から第２送液経路Ｒ２に製品液が流入する。充填機２０の停止中も冷却器１２による冷却は行われているから、第２送液経路Ｒ２には、滞留していた製品液の温度よりも低い温度の製品液が流入する。第２送液経路Ｒ２に流入した製品液は、熱交換器４により冷却されて充填機２０へと供給される。
【0043】
充填機２０の再起動後、製品液が規定温度Ｔ２に到達するまでの間は（ｔ２－３）、充填機２０に容器は供給されず、充填機２０の図示しない充填ノズルから製品液が排出される。充填ノズルから排出された製品液は、回収されて廃棄される。充填機２０の停止時間が短いために、充填機２０の再起動時に製品液が規定温度Ｔ２に保たれている場合を除いて、製品液の廃棄が発生する。
【0044】
本実施形態のように第２送液経路Ｒ２に熱交換器４が設けられていると、第２送液経路Ｒ２に熱交換器４が設けられていない場合（以下、比較例）と比べて、充填機２０の再起動（Ｓ１２）の後、製品液の温度を規定温度Ｔ２にまで早期に下げることができる。そのため、比較例と比べて、充填機２０の再起動後、早期に製品液の廃棄を停止して容器への充填処理を再開することができる。本実施形態における再起動から充填再開までの所要時間ｔ２－３は、比較例における再起動から充填再開までの所要時間ｔＡよりも短いので、製品液の廃棄量は比較例と比べて少ない。
【0045】
ここで、充填機２０の停止中に、熱交換器４に第１熱媒体Ｈ１が供給されていると、停止中における熱交換器４のチューブ等の部材の温度上昇を避けて、充填機２０の再起動後に直ちに製品液の冷却を開始することができる。そのため、充填機２０の停止中に熱交換器４に第１熱媒体Ｈ１の供給が停止されていた場合と比べて、再起動から充填再開までの所要時間ｔ２－３がより短く、それに伴い製品液の廃棄量がより少ない。
【0046】
制御装置５は、例えば温度センサ１０２により検知される製品液の温度に基づいて、あるいは、充填機２０の停止時間および充填機２０の再起動からの経過時間に基づいて、製品液が規定温度Ｔ２以下に到達しているか否かを判定することができる。停止時間および再起動からの経過時間はそれぞれ、図示しないタイマーにより検知可能である。
制御装置５は、製品液が規定温度Ｔ２以下に到達したと判定したのならば（Ｓ１３）、送液バルブＶ２を開き、第２ポンプＰ２を稼働させて充填機２０への送液を開始するとともに、充填機２０の図示しない容器供給機構や充填バルブに指令を送ることで、充填ノズルから容器への製品液の充填を再開させる。
以上より、製造ライン１は、充填機２０の停止および再起動を経て、定常の生産運転に復帰する。
制御装置５は、製品液が規定温度Ｔ２以下に到達したと判定したのならば（Ｓ１３）、送液バルブＶ２を開き、第２ポンプＰ２を稼働させて充填機２０への送液を開始するとともに、充填機２０の図示しない容器供給機構や充填バルブに指令を送ることで、充填ノズルから容器への製品液の充填を再開させる。
以上より、製造ライン１は、充填機２０の停止および再起動を経て、定常の生産運転に復帰する。
【0047】
以下、表１を参照し、本実施形態の生産運転時の作用を比較例と比べて説明する。なお、比較例は、第２送液経路Ｒ２に熱交換器４が設けられていないことを除いて、本実施形態と同様である。これは、後述する表２および表３についても同様である。
【0048】
表１に記載の温度の値は、温度センサ１０１，１０２，２０１，２０２によりそれぞれ検知される温度のあくまで一例である。
温度センサ１０１は、冷却器１２の入口側の液温度を検知し、温度センサ１０２は、冷却器１２の出口側の液温度を検知する。また、温度センサ２０１は、熱交換器４の入口側の液温度を検知し、温度センサ２０２は、熱交換器４の出口側の液温度を検知する。
温度センサ１０１は、冷却器１２の入口側の液温度を検知し、温度センサ１０２は、冷却器１２の出口側の液温度を検知する。また、温度センサ２０１は、熱交換器４の入口側の液温度を検知し、温度センサ２０２は、熱交換器４の出口側の液温度を検知する。
【0049】
【表1】
【0050】
表１の定常時を示す（１）と（３）とを比較する。比較例（１）においては、冷却器１２のみによって製品液を規定温度Ｔ２（温度センサ２０２が示す温度）にまで冷却する必要がある。これに対し、本実施形態（３）においては、冷却器１２による冷却に続いて、熱交換器４による冷却が行われることによって製品液が規定温度Ｔ２に到達すれば足りる。そのため、冷却前の原料液の温度から規定温度Ｔ２にまで、つまり温度センサ１０１が示す温度から温度センサ２０２が示す温度にまで液温を下げるために必要な熱交換量を冷却器１２と熱交換器４とに按分することができる。
【0051】
カーボネータ１３による炭酸ガスの圧入前には、規定温度Ｔ２ほど低くなくとも、液温を十分に下げておく必要があるので、熱交換器４と比べて冷却器１２により多くの熱交換量を与えることが好ましい。その場合でも、比較例と比べると冷却器１２に要求される熱交換量は小さいので、比較例に対して冷却器１２の小型化を実現可能である。
熱交換器４には、充填機２０の停止中における製品液の温度上昇分の冷却に十分な熱交換量が与えられることが好ましい。一例として、熱交換器４には、冷却器１２の熱交換量の１／３の熱交換量を与えることができる。
熱交換器４には、充填機２０の停止中における製品液の温度上昇分の冷却に十分な熱交換量が与えられることが好ましい。一例として、熱交換器４には、冷却器１２の熱交換量の１／３の熱交換量を与えることができる。
【0052】
本実施形態においては、例えば（３）に示すように、冷却器１２により原料液の温度を例えば３０℃から１０℃まで低下させ、炭酸ガスの圧入後は、熱交換器４により５℃まで低下させるとよい。このように冷却器１２による冷却後に、熱交換器４により再冷却することにより、充填機２０に供給される製品液の温度を規定温度Ｔ２（例えば、５℃）に安定させることができる。この点、比較例（１）では、冷却器１２により規定温度Ｔ２まで液温を下げたとしても、その後の液温は成り行き（表１に左向きの矢印で示す）であるから、外乱等により、充填機２０に供給される製品液の温度が規定温度Ｔ２からシフトする可能性がある。
【0053】
次に、上記表１の非定常時を示す（２）と（４）とを比較する。ここで言う非定常時は、充填機２０の停止から、充填機２０の再起動を経て、容器への充填が再開されるまでを指している。
充填機２０が長時間に亘り停止している間に、第２送液経路Ｒ２に滞留している製品液の温度が例えば１５℃まで上昇したとする。その場合、比較例（２）は、第２送液経路Ｒ２に滞留した製品液を冷却する手段を持たないので、充填機２０の停止中に第２送液経路Ｒ２に滞留していた製品液の全量が充填機２０に供給され、充填ノズルから排出されるまでの間は、充填機２０に供給される製品液の温度が滞留温度（１５℃）に依存する。この場合、少なくとも、第２送液経路Ｒ２に滞留していた製品液の全量が廃棄されてしまう。
充填機２０が長時間に亘り停止している間に、第２送液経路Ｒ２に滞留している製品液の温度が例えば１５℃まで上昇したとする。その場合、比較例（２）は、第２送液経路Ｒ２に滞留した製品液を冷却する手段を持たないので、充填機２０の停止中に第２送液経路Ｒ２に滞留していた製品液の全量が充填機２０に供給され、充填ノズルから排出されるまでの間は、充填機２０に供給される製品液の温度が滞留温度（１５℃）に依存する。この場合、少なくとも、第２送液経路Ｒ２に滞留していた製品液の全量が廃棄されてしまう。
【0054】
それに対し、本実施形態は、例えば表１の（４）に示すように、第２送液経路Ｒ２における熱交換器４よりも上流側に滞留していた製品液の温度を熱交換器４により低下させることができる（温度センサ２０２が示す温度を参照）。このことと、冷却器１２と熱交換器４との冷却作用により製品液の温度低下が進展する結果、充填機２０に供給される製品液の温度を早期に規定温度Ｔ２に到達させて製品液の廃棄量を削減することが可能となる。
【0055】
〔内部洗浄運転〕
図４を参照し、製造ライン１の内部洗浄の運転例を説明する。内部洗浄運転時における３つの熱交換器の使用状態は次の通りである。
冷却器１２：不使用
熱交換器４：加熱のために使用
加熱器３２：加熱のために使用
図４を参照し、製造ライン１の内部洗浄の運転例を説明する。内部洗浄運転時における３つの熱交換器の使用状態は次の通りである。
冷却器１２：不使用
熱交換器４：加熱のために使用
加熱器３２：加熱のために使用
【0056】
図４は、内部洗浄運転時における洗浄液の流れを示している。図４には、洗浄液が網掛けパターンで示されている。
製造ライン１による内部洗浄工程は、洗浄液を加熱器３２により加熱する加熱ステップＳ０７と、送液経路Ｒ１，Ｒ２において製品液と置換させた洗浄液を熱交換器４により再加熱する再加熱ステップＳ０８とを備えている。
内部洗浄工程においては、カーボネーション装置１０は稼働していない。冷却器１２に第１熱媒体Ｈ１を導入する開閉バルブ１２１は閉じられている。
製造ライン１による内部洗浄工程は、洗浄液を加熱器３２により加熱する加熱ステップＳ０７と、送液経路Ｒ１，Ｒ２において製品液と置換させた洗浄液を熱交換器４により再加熱する再加熱ステップＳ０８とを備えている。
内部洗浄工程においては、カーボネーション装置１０は稼働していない。冷却器１２に第１熱媒体Ｈ１を導入する開閉バルブ１２１は閉じられている。
【0057】
加熱器３２により加熱された洗浄液は、原料液タンク１１や製品液タンク１４を満たしつつ送液経路Ｒ１，Ｒ２を流れ、充填機２０にも供給される。洗浄液は、充填機２０のタンクも満たしつつ充填ノズルに供給されると、洗浄液戻り経路Ｒ４を通じて内部洗浄装置３０へと戻される。戻された洗浄液は、バルブＶ３１を通じて排出されるか、または、バルブＶ３２を通じて洗浄液タンク３１へと戻される。
【0058】
制御装置５は、生産工程から内部洗浄工程へと移行させるため、内部洗浄装置３０の第３ポンプＰ３を稼働させ、バルブＶ１０を開き、加熱器３２には第２熱媒体Ｈ２として例えば蒸気を供給し、熱交換器４にもバルブ４１１，４１２，４２１，４２２を切り替えることにより第２熱媒体Ｈ２として例えば蒸気を供給する。内部洗浄工程の開始後、洗浄液は加熱器３２による加熱と、熱交換器４による加熱とによって次第に昇温する。これと並行して、製品液の流路等における製品液から洗浄液への置換が進行する。製品液から洗浄液への置換が終了した状態で洗浄液が所定の洗浄温度ＴＣに達すると、昇温状態から定常状態に移行する。
制御装置５は、例えば温度センサ３０３による検知温度と、洗浄液の濃度とを監視しながら、洗浄液の温度を所定時間に亘り洗浄温度ＴＣ以上に管理することで、洗浄液による洗浄効果を担保する。
制御装置５は、例えば温度センサ３０３による検知温度と、洗浄液の濃度とを監視しながら、洗浄液の温度を所定時間に亘り洗浄温度ＴＣ以上に管理することで、洗浄液による洗浄効果を担保する。
【0059】
送液経路Ｒ１，Ｒ２の配管やタンク１１，１４は、生産工程において低温の原料液・製品液に接触しているため、内部洗浄工程の開始時には、液温と同等の温度に冷却されている。そのため、加熱器３２によってのみ洗浄液が加熱され、送液経路Ｒ１，Ｒ２を流れる洗浄液を加熱する手段を持たない場合（比較例）は、内部洗浄工程に移行してからしばらくの間は、加熱器３２により昇温させた洗浄液から配管やタンクへの放熱量が多いために、昇温速度が遅い。
それに対して、本実施形態によれば、加熱器３２により昇温させた洗浄液から送液経路Ｒ１，Ｒ２の配管やタンク１１，１４への放熱量が多いとしても熱交換器４により洗浄液が再加熱されるため、比較例と比べて、内部洗浄工程の開始後、洗浄液の温度を所定の温度にまで早期に到達させることができる。その分、非生産時間としての内部洗浄工程に費やす時間を短縮することができるので、生産性が向上する。
それに対して、本実施形態によれば、加熱器３２により昇温させた洗浄液から送液経路Ｒ１，Ｒ２の配管やタンク１１，１４への放熱量が多いとしても熱交換器４により洗浄液が再加熱されるため、比較例と比べて、内部洗浄工程の開始後、洗浄液の温度を所定の温度にまで早期に到達させることができる。その分、非生産時間としての内部洗浄工程に費やす時間を短縮することができるので、生産性が向上する。
【0060】
洗浄液が流れる経路長等によっては、冷却器１２に蒸気等の第２熱媒体Ｈ２を供給することで、冷却器１２を加熱器として利用することも可能である。この場合は、洗浄液の経路に分布した３つの熱交換器３２，１２，４により洗浄液が加熱されることで洗浄液の温度分布が平準化されるので、内部洗浄に要する時間の短縮に寄与できる。
【0061】
次に、表２を参照し、本実施形態の内部洗浄運転時の作用を比較例と比べて説明する。
表２中の温度の値は、温度センサ１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，３０３によりそれぞれ検知される温度のあくまで一例である。
温度センサ３０１は、加熱器３２の入口側の液温度を検知し、温度センサ３０２は、加熱器３２の出口側の液温度を検知する。また、温度センサ３０３は、洗浄液戻り経路Ｒ４の終端の液温度を検知する。
表２中の温度の値は、温度センサ１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，３０３によりそれぞれ検知される温度のあくまで一例である。
温度センサ３０１は、加熱器３２の入口側の液温度を検知し、温度センサ３０２は、加熱器３２の出口側の液温度を検知する。また、温度センサ３０３は、洗浄液戻り経路Ｒ４の終端の液温度を検知する。
【0062】
【表2】
【0063】
上記表２の昇温時を示す比較例（１）は、温度センサ３０３による洗浄液の検知温度が所定の洗浄温度ＴＣ（例えば８０℃）に上昇するまでの途中経過を示している。このとき加熱器３２の作用により、例えば、温度センサ３０１が示す温度から温度センサ３０２が示す温度まで洗浄液の温度が上昇する。しかし、その後に製品液が流れる送液経路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４には洗浄液を加熱する手段が設けられていない。そのため、表２に示す温度センサ１０１，２０１，３０３のそれぞれの検知温度からわかるように、洗浄液の温度は、洗浄液からタンクや配管への放熱により次第に低下する。
【0064】
それに対し、本実施形態（３）は、加熱器３２よりも下流で洗浄液を加熱する手段としての熱交換器４を備えているから、加熱器３２により昇温された洗浄液の温度が一旦は低下したとしても、熱交換器４により再び昇温する（温度センサ２０２が示す温度を参照）。そのため、比較例と比べて、内部洗浄運転の開始後、洗浄液の温度を洗浄温度ＴＣにまで早期に到達させることができるので、内部洗浄工程に要する時間を短縮して早期に生産工程を再開することが可能である。
【0065】
表２に示す運転例では、洗浄液の昇温時にのみ熱交換器４を使用する。洗浄液の温度が洗浄温度ＴＣに達すると、制御装置５は、バルブ４１２を閉めて熱交換器４への第２熱媒体Ｈ２の供給を停止する。その後は、表２の定常時の（２）と（４）における温度センサ３０１，３０２の検知温度が示すように、洗浄液は、加熱器３２により加熱されることで昇温し、放熱により次第に温度が低下しつつも、洗浄液戻り経路Ｒ４の終端において洗浄温度ＴＣ以上に保たれる。
表２の例に限らず、昇温後の定常時においても、加熱器３２と熱交換器４とを併用して洗浄液の加熱を促進させることができる。
表２の例に限らず、昇温後の定常時においても、加熱器３２と熱交換器４とを併用して洗浄液の加熱を促進させることができる。
【0066】
〔本実施形態による効果〕
以上で説明したように、カーボネーション装置１０と充填機２０との間の第２送液経路Ｒ２に、製品液の冷却と洗浄液の加熱とに兼用される熱交換器４が設けられることによれば、主に、以下に列挙する効果を奏する。
以上で説明したように、カーボネーション装置１０と充填機２０との間の第２送液経路Ｒ２に、製品液の冷却と洗浄液の加熱とに兼用される熱交換器４が設けられることによれば、主に、以下に列挙する効果を奏する。
【0067】
生産運転の定常時においては、炭酸ガスを製品液に圧入する前に製品液を冷却する冷却器１２よりも下流で、熱交換器４によっても製品液が冷却されることにより、製品液の温度を規定温度Ｔ２に安定させることができる。そのため、充填時の泡立ちを抑えつつ、ガスボリュームの安定した製品液を安定して充填することができる。
【0068】
充填機２０の長時間の停止により第２送液経路Ｒ２に滞留した製品液の温度が規定温度Ｔ２を逸脱したとしても、充填機２０の再起動に伴い充填機２０への送液が開始されると、滞留していた製品液が熱交換器４により冷却されるとともに、冷却器１２の下流の熱交換器４による再冷却の作用により、製品液の温度低下が促進される。そのため、製品液を規定温度Ｔ２に早期に至らしめて製品液の廃棄量を削減することが可能となる。
【0069】
加えて、製品液の冷却に必要な熱交換量を冷却器１２と熱交換器４とに按分することができるので、熱交換器４が設けられていない場合と比べて冷却器１２のサイズを抑えることが可能となり、カーボネーション装置１０の小型化が実現する。
【0070】
さらに、内部洗浄運転時には、加熱器３２から下流に離れている熱交換器４により、加熱器３２を通過した後の放熱によって温度が低下した洗浄液を再加熱することができる。そうすると、洗浄液が所定の洗浄温度ＴＣに早期に到達するので、洗浄液が洗浄温度ＴＣに到達した状態で所定時間に亘り行われる内部洗浄工程に要する時間を短縮することができる。
【0071】
［第２実施形態］
次に、図５および図６を参照し、本開示の第２実施形態を説明する。以下、第１実施形態と相違する事項を中心に説明する。第１実施形態と同様の要素には同じ符号を付している。
図５に示す第２実施形態の製造ライン１Ａは、第１実施形態の製造ライン１に備わる全構成要素に加えて、熱交換器４を通過した製品液を製品液タンク１４に戻すことが可能に構成されている製品液戻り経路Ｒ５を備えている。
次に、図５および図６を参照し、本開示の第２実施形態を説明する。以下、第１実施形態と相違する事項を中心に説明する。第１実施形態と同様の要素には同じ符号を付している。
図５に示す第２実施形態の製造ライン１Ａは、第１実施形態の製造ライン１に備わる全構成要素に加えて、熱交換器４を通過した製品液を製品液タンク１４に戻すことが可能に構成されている製品液戻り経路Ｒ５を備えている。
【0072】
製品液戻り経路Ｒ５は、熱交換器４と充填機２０との間の位置と、製品液タンク１４とを繋いでいる。製品液戻り経路Ｒ５の始端の近傍には、開閉バルブＶ５が設けられている。開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じると、戻り経路Ｒ５を含んで製品液が循環する経路ＣＰが形成される。つまり、製品液は、製品液タンク１４と、熱交換器４と、戻り経路Ｒ５とを循環する。製品液は、循環経路ＣＰを流れながら、熱交換器４により冷却される。
【0073】
製品液戻り経路Ｒ５は、製造ライン１Ａの生産運転の定常時には使用されない。生産運転の定常時には、開閉バルブＶ５が閉じられ、送液バルブＶ２が開かれている。制御装置５は、充填機２０が停止した後、充填機２０の再起動に先行して開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じることで、送液バルブＶ２よりも上流に循環経路ＣＰを与え、製品液を循環させる。
制御装置５は、例えば、充填機２０の停止時間が閾値を超える、あるいは、第２送液経路Ｒ２に滞留した製品液の温度が閾値を超えると、開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じる。
また、制御装置５は、充填機２０が停止したならば直ちに開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じることで、製品液の循環を開始するようにしてもよい。
制御装置５は、例えば、充填機２０の停止時間が閾値を超える、あるいは、第２送液経路Ｒ２に滞留した製品液の温度が閾値を超えると、開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じる。
また、制御装置５は、充填機２０が停止したならば直ちに開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じることで、製品液の循環を開始するようにしてもよい。
【0074】
充填機２０の再起動に先行して熱交換器４により製品液を冷却することを目的として、制御装置５には、製品液循環モードが用意されていてもよい。その場合、制御装置５は、充填機２０の停止時に製品液循環モードが選択されると開閉バルブＶ５を開き、送液バルブＶ２を閉じる。
【0075】
以下に示す表３を参照し、第２実施形態の生産運転の非定常時の作用を比較例と比べて説明する。
【0076】
【表3】
【0077】
比較例は、製品液戻り経路Ｒ５を備えていない。そうすると、充填機２０の停止に伴い、第２ポンプＰ２を停止させ、送液バルブＶ２を閉じて充填機２０への送液を停止すると、第１実施形態と同様、第２送液経路Ｒ２に製品液が滞留する。そのため、充填機２０の停止時からの時間経過に従い、第２送液経路Ｒ２において製品液の温度が上昇する（温度センサ２０１が示す温度を参照）。充填機２０の再起動により充填機２０への送液が開始されるまでは、第２送液経路Ｒ２に製品液が滞留することとなる。
【0078】
一方、第２実施形態においては、充填機２０の停止中でも、製品液戻り経路Ｒ５を用いて循環させる製品液が熱交換器４により冷却されるので、表３の（２）に示すように、第２送液経路Ｒ２における製品液の温度上昇を抑制することができる。表３に示す例では、充填機２０の停止時からの時間経過により例えば１５℃にまで温度上昇した製品液が、熱交換器４により規定温度Ｔ２（ここでは５℃）にまで冷却される。
【0079】
この場合は、充填機２０が停止する前の第２送液経路Ｒ２における製品液の温度と変わらないので、充填機２０の再起動に伴い、充填機２０への送液が開始されると、開閉バルブＶ５よりも下流に滞留していた液を充填ノズルから排出させた後、充填ノズルの位置に容器を供給して生産を開始することができる。この場合、製品液の廃棄量を最小限に抑えることができる。
【0080】
第２実施形態によれば、充填機２０の停止中に製品液を循環させながら熱交換器４により製品液を冷却することで、充填機２０の停止中に上昇した製品液の温度を規定温度Ｔ２に近づけることができる。そのため、充填機２０の再起動時から短時間のうちに製品液を規定温度Ｔ２まで低下させて充填処理を再開することが可能である。第２実施形態によれば、第１実施形態と比べて、充填機２０の停止に伴う製品液の廃棄量をより一層削減して生産性を向上させることができる。
【0081】
〔既設の製造ラインの改修〕
第１実施形態の製造ライン１および第２実施形態の製造ライン１Ａのいずれも、既設の製造ラインの改修により製造することが可能である。
改修により製造ライン１（図１）を製造するために、既設の製造ラインの第２送液経路Ｒ２に熱交換器４を設ける必要がある。熱交換器４には、製品液の冷却に用いられる第１熱媒体Ｈ１の回路Ｃ１と、洗浄液の加熱に用いられる第２熱媒体Ｈ２の回路Ｃ２とのいずれをも接続する。
第１実施形態の製造ライン１および第２実施形態の製造ライン１Ａのいずれも、既設の製造ラインの改修により製造することが可能である。
改修により製造ライン１（図１）を製造するために、既設の製造ラインの第２送液経路Ｒ２に熱交換器４を設ける必要がある。熱交換器４には、製品液の冷却に用いられる第１熱媒体Ｈ１の回路Ｃ１と、洗浄液の加熱に用いられる第２熱媒体Ｈ２の回路Ｃ２とのいずれをも接続する。
【0082】
改修により製造ライン１Ａ（図５）を製造する場合は、既設の製造ラインの第２送液経路Ｒ２への熱交換器４の設置と、熱交換器４への第１熱媒体回路Ｃ１および第２熱媒体回路Ｃ２の接続に加えて、既設ラインに製品液戻り経路Ｒ５および開閉バルブＶ５を設置すると良い。
【0083】
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【0084】
［付記］
以上の開示によれば、以下に示す構成が把握される。
〔１〕製造ライン（１，１Ａ）であって、
原料液を冷却する冷却器（１２）を含み、冷却器（１２）により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置（１０）と、
カーボネーション装置（１０）から供給される製品液を充填する充填機（２０）と、
カーボネーション装置（１０）から充填機（２０）に供給される製品液が流れる送液経路（Ｒ２）と、
送液経路（Ｒ２）に設けられて製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器（４）と、
製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器（３２）を含み、製品液から洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置（３０）と、を備え、
熱交換器（４）は、製品液の冷却および洗浄液の加熱に使用可能に構成される、
製造ライン。
以上の開示によれば、以下に示す構成が把握される。
〔１〕製造ライン（１，１Ａ）であって、
原料液を冷却する冷却器（１２）を含み、冷却器（１２）により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させた製品液を供給するカーボネーション装置（１０）と、
カーボネーション装置（１０）から供給される製品液を充填する充填機（２０）と、
カーボネーション装置（１０）から充填機（２０）に供給される製品液が流れる送液経路（Ｒ２）と、
送液経路（Ｒ２）に設けられて製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器（４）と、
製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱する加熱器（３２）を含み、製品液から洗浄液に置換させて内部洗浄を行う内部洗浄装置（３０）と、を備え、
熱交換器（４）は、製品液の冷却および洗浄液の加熱に使用可能に構成される、
製造ライン。
【0085】
〔２〕送液経路（Ｒ２）は、熱交換器（４）を通過した液の全量を充填機（２０）に供給可能に構成され、充填機（２０）の停止後の再起動に伴い、カーボネーション装置（１０）から充填機（２０）への送液が開始されると、充填機（２０）が停止している間に滞留していた製品液が熱交換器（４）により冷却される、
〔１〕項に記載の製造ライン。
〔１〕項に記載の製造ライン。
【0086】
〔３〕熱交換器（４）は、送液経路（Ｒ２）における下流側に設けられている、
〔２〕項に記載の製造ライン。
〔２〕項に記載の製造ライン。
【0087】
〔４〕熱交換器（４）を通過した製品液を、カーボネーション装置（１０）に含まれる製品液タンク（１４）に戻すことが可能に構成されている戻り経路（Ｒ５）を備え、
充填機（２０）の停止後の再起動に先立ち、製品液タンク（１４）、熱交換器（４）、および戻り経路（Ｒ５）に製品液が循環する、
〔１〕項に記載の製造ライン。
充填機（２０）の停止後の再起動に先立ち、製品液タンク（１４）、熱交換器（４）、および戻り経路（Ｒ５）に製品液が循環する、
〔１〕項に記載の製造ライン。
【0088】
〔５〕製造ライン（１，１Ａ）による生産工程および内部洗浄工程を備える製造方法であって、
生産工程は、
原料液を冷却器（１２）により冷却するステップ（Ｓ０１）と、
冷却器（１２）により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得るステップ（Ｓ０２）と、 炭酸ガスが溶解されて充填機（２０）に送られる製品液を冷却器（１２）よりも下流で熱交換器（４）により再冷却するステップ（Ｓ０４）と、
充填機（２０）により製品液を充填するステップ（Ｓ０５）と、を含み、
内部洗浄工程は、
製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱器（３２）により加熱するステップ（Ｓ０７）と、
製品液と置換させた洗浄液を加熱器（３２）よりも下流で熱交換器（４）により再加熱するステップ（Ｓ０８）と、を含む、製造方法。
生産工程は、
原料液を冷却器（１２）により冷却するステップ（Ｓ０１）と、
冷却器（１２）により冷却された原料液に炭酸ガスを溶解させて製品液を得るステップ（Ｓ０２）と、 炭酸ガスが溶解されて充填機（２０）に送られる製品液を冷却器（１２）よりも下流で熱交換器（４）により再冷却するステップ（Ｓ０４）と、
充填機（２０）により製品液を充填するステップ（Ｓ０５）と、を含み、
内部洗浄工程は、
製造ラインの内部洗浄に用いられる洗浄液を加熱器（３２）により加熱するステップ（Ｓ０７）と、
製品液と置換させた洗浄液を加熱器（３２）よりも下流で熱交換器（４）により再加熱するステップ（Ｓ０８）と、を含む、製造方法。
【0089】
〔６〕生産工程における充填機（２０）の停止に伴い充填機（２０）への送液を停止した後、充填機（２０）の再起動に伴い充填機（２０）への送液を開始すると、充填機（２０）が停止している間に滞留していた製品液を熱交換器（４）により冷却する、
〔５〕項に記載の製造方法。
〔５〕項に記載の製造方法。
【0090】
〔７〕製造ラインは、熱交換器（４）を通過した製品液を製品液タンク（１４）に戻すことが可能に構成されている戻り経路（Ｒ５）を備え、
充填機（２０）の停止後の再起動に先立ち、製品液タンク（１４）、熱交換器（４）、および戻り経路（Ｒ５）に製品液を循環させる、
〔５〕項に記載の製造方法。
充填機（２０）の停止後の再起動に先立ち、製品液タンク（１４）、熱交換器（４）、および戻り経路（Ｒ５）に製品液を循環させる、
〔５〕項に記載の製造方法。
【0091】
〔８〕上記〔１〕から〔４〕のいずれか一項に記載の製造ラインを製造する方法であって、
既設の製造ラインの送液経路（Ｒ２）には、製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器（４）を設けるとともに、
熱交換器（４）には、製品液の冷却に用いられる熱媒体の回路（Ｃ１）と、製品液と置換させた洗浄液の加熱に用いられる熱媒体の回路（Ｃ２）とのいずれをも接続可能とする、
製造ラインの製造方法。
既設の製造ラインの送液経路（Ｒ２）には、製品液と熱媒体とを熱交換させる熱交換器（４）を設けるとともに、
熱交換器（４）には、製品液の冷却に用いられる熱媒体の回路（Ｃ１）と、製品液と置換させた洗浄液の加熱に用いられる熱媒体の回路（Ｃ２）とのいずれをも接続可能とする、
製造ラインの製造方法。
【符号の説明】
【0092】
１，１Ａ 製造ライン
２ 充填装置
４ 熱交換器
５ 制御装置
１０ カーボネーション装置
１１ 原料液タンク
１２ 冷却器
１３ カーボネータ
１４ 製品液タンク
１５ 炭酸ガス供給源
２０ 充填機
３０ 内部洗浄装置
３１ 洗浄液タンク
３２ 加熱器
１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，３０３ 温度センサ
１２１ 開閉バルブ
４１１，４１２，４２１，４２２ バルブ
Ｃ１ 第１熱媒体回路
Ｃ２ 第２熱媒体回路
ＣＰ 循環経路
Ｆ１ 流量
Ｆ２ 供給流量
Ｈ１ 第１熱媒体
Ｈ２ 第２熱媒体
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Ｐ３ 第３ポンプ
Ｒ１ 第１送液経路
Ｒ２ 第２送液経路
Ｒ３ 第３送液経路
Ｒ４ 洗浄液戻り経路
Ｒ５ 製品液戻り経路（戻り経路）
Ｓ０１ 冷却ステップ
Ｓ０２ 炭酸ガス溶解ステップ
Ｓ０３ 貯留ステップ
Ｓ０４ 再冷却ステップ
Ｓ０５ 充填ステップ
Ｓ０７ 加熱ステップ
Ｓ０８ 再加熱ステップ
Ｔ２ 規定温度
ｔＡ 所要時間
ｔＢ 所要時間
ＴＣ 洗浄温度
Ｖ１０ バルブ
Ｖ１１ バルブ
Ｖ２ 送液バルブ
Ｖ３１，Ｖ３２ バルブ
Ｖ５ 開閉バルブ
２ 充填装置
４ 熱交換器
５ 制御装置
１０ カーボネーション装置
１１ 原料液タンク
１２ 冷却器
１３ カーボネータ
１４ 製品液タンク
１５ 炭酸ガス供給源
２０ 充填機
３０ 内部洗浄装置
３１ 洗浄液タンク
３２ 加熱器
１０１，１０２，２０１，２０２，３０１，３０２，３０３ 温度センサ
１２１ 開閉バルブ
４１１，４１２，４２１，４２２ バルブ
Ｃ１ 第１熱媒体回路
Ｃ２ 第２熱媒体回路
ＣＰ 循環経路
Ｆ１ 流量
Ｆ２ 供給流量
Ｈ１ 第１熱媒体
Ｈ２ 第２熱媒体
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Ｐ３ 第３ポンプ
Ｒ１ 第１送液経路
Ｒ２ 第２送液経路
Ｒ３ 第３送液経路
Ｒ４ 洗浄液戻り経路
Ｒ５ 製品液戻り経路（戻り経路）
Ｓ０１ 冷却ステップ
Ｓ０２ 炭酸ガス溶解ステップ
Ｓ０３ 貯留ステップ
Ｓ０４ 再冷却ステップ
Ｓ０５ 充填ステップ
Ｓ０７ 加熱ステップ
Ｓ０８ 再加熱ステップ
Ｔ２ 規定温度
ｔＡ 所要時間
ｔＢ 所要時間
ＴＣ 洗浄温度
Ｖ１０ バルブ
Ｖ１１ バルブ
Ｖ２ 送液バルブ
Ｖ３１，Ｖ３２ バルブ
Ｖ５ 開閉バルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】