特許 7577036 炭酸飲料の製造設備および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-24

(45)【発行日】2024-11-01

(54)【発明の名称】炭酸飲料の製造設備および製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01F 23/236 20220101AFI20241025BHJP

   A23L 2/00 20060101ALI20241025BHJP

   B01F 21/00 20220101ALI20241025BHJP

   B67D 1/04 20060101ALN20241025BHJP

【ＦＩ】

B01F23/236

A23L2/00 T

B01F21/00

B67D1/04 D

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021127446

(22)【出願日】2021-08-03

(65)【公開番号】P2023022528

(43)【公開日】2023-02-15

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【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】110004347

【氏名又は名称】弁理士法人大場国際特許事務所

(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】中原 一暢

(72)【発明者】

【氏名】徳永 慎一

【審査官】瀧澤 佳世

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１４１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－３０７５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２９２８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４７１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８８７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４１４４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２３／２３６

Ｂ０１Ｆ ２１／００

Ａ２３Ｌ ２／００

Ｂ６７Ｄ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料水と原料シロップとの混合液を生成するとともに、生成される前記混合液を蓄える混合液タンクを備えるブレンダと、
前記混合液タンクから供給される前記混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液を生成するとともに、生成される前記製品液を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクを備えるカーボネータと、
前記カーボネータの運転時において前記製品液タンクから排出される前記炭酸ガスを常に前記混合液タンクに向けて供給するガス送給路と、を備え、
前記ブレンダは、
シロップ供給源から供給される前記原料シロップを蓄えるシロップタンクと、
原料水供給源から供給される前記原料水を蓄える水タンクと、
前記シロップタンクからの前記原料シロップおよび前記水タンクからの前記原料水を前記混合液タンクに供給する液配管と、を備え、
前記ガス送給路は、
前記シロップタンクと前記水タンクのそれぞれに前記炭酸ガスを供給する、
炭酸飲料の製造設備。

【請求項2】

前記ガス送給路は、
前記シロップタンクと前記水タンクのそれぞれに供給された前記炭酸ガスが前記シロップタンクと前記水タンクを経由して前記混合液タンクに至る、
請求項１に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項3】

前記ガス送給路は、
前記シロップタンクおよび前記水タンクよりも上流側に、前記製品液タンクから排出される前記炭酸ガスの圧力を低減する圧力調整機を備える、
請求項２に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項4】

前記圧力調整機は、
単一種または複数種のレギュレータを含む、
請求項３に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項5】

前記圧力調整機は、
圧力調整弁および圧力センサを含む、
請求項３に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項6】

前記ブレンダは、
前記混合液タンクに接続され、前記混合液タンクの内部の前記炭酸ガスを常に排出する第１ガス排出路を備える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項7】

前記カーボネータは、
前記製品液タンクに接続され、前記製品液タンクの内部の前記炭酸ガスをその濃度に応じて排出する第２ガス排出路を備える、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項8】

前記ガス送給路は、
前記第２ガス排出路で排出される前記炭酸ガスを除いて、
前記製品液タンクから排出される前記炭酸ガスの全てを前記混合液タンクに向けて供給する、
請求項７に記載の炭酸飲料の製造設備。

【請求項9】

原料水と原料シロップを混合して生成される混合液を混合液タンクに蓄える第１ステップと、
前記混合液に炭酸ガスを溶解させて生成される製品液を、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクに蓄える第２ステップと、を備え、
前記第２ステップにおいて前記製品液タンクから排出される前記炭酸ガスを常にシロップ供給源から供給される原料シロップを蓄えるシロップタンクと、原料水供給源から供給される原料水を蓄える水タンクに供給し、かつ、
前記シロップタンクと前記水タンクのそれぞれに供給された前記炭酸ガスが前記シロップタンクと前記水タンクを経由して前記混合液タンクに至る、
炭酸飲料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、原料である水とシロップとの混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液である炭酸飲料を製造する設備に関する。

【背景技術】

【0002】

水とシロップを原料とする飲料の一例である炭酸飲料は、通常、水とシロップを混合し、さらに炭酸ガスを溶解させることによって製造される。
炭酸飲料の製造設備は、水とシロップを所定の混合比で混合するブレンダと、ブレンダにより得られた混合液に所定量の炭酸ガスを溶解させて製品液を得るカーボネータと、炭酸ガスが溶解された製品液を容器に充填するフィラと、を少なくとも備えている。炭酸飲料の製造設備は、水とシロップを混合してから、容器に製品液を充填する工程が連続的に行われる。なお、本開示において、ブレンダにより水とシロップが混合された液を混合液といい、混合液に炭酸ガスを溶解させた液を製品液ということにする。炭酸ガスの化学名は二酸化炭素（ＣＯ_２）である。

【0003】

炭酸飲料の製造設備において、シロップの濃度および炭酸の濃度をモニタリングすることが行われている。特許文献１は、モニタリングの結果、シロップの濃度が規定範囲から外れた製品液を再利用することを提案する。特許文献１によれば、シロップの濃度が規定範囲から外れた製品液を廃棄しないで製品に再利用することができるので、飲料製造のコストを低減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１４１４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

製品液の再利用に限らず、飲料製造のコスト低減は、特に近時において強く要求されることである。
そこで、本開示は、炭酸ガスの使用量を低減することを通じ、炭酸飲料の製造コストを低減できるとともに環境負荷を低減できる炭酸飲料の製造設備および製造方法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】

【0006】

本開示に係る炭酸飲料の製造設備は、原料水と原料シロップとの混合液を生成するとともに、生成される混合液を蓄える混合液タンクを備えるブレンダと、混合液タンクから供給される混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液を生成するとともに、生成される製品液を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクを備えるカーボネータと、カーボネータの運転時において製品液タンクから排出される炭酸ガスを常に混合液タンクに向けて供給するガス送給路と、を備える。

【0007】

本開示に係る炭酸飲料の製造方法は、原料水と原料シロップとの混合液を生成するとともに、生成される混合液を混合液タンクに蓄える第１ステップと、混合液タンクから供給される混合液に炭酸ガスを溶解させて製品液を生成するとともに、生成される製品液を、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンクに蓄える第２ステップと、を備え、第２ステップにおいて製品液タンクから排出される炭酸ガスを常に混合液タンクに供給する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、炭酸ガスの使用量を低減することを通じ、炭酸飲料の製造コストを低減できるとともに環境負荷を低減できる炭酸飲料の製造設備および製造方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の概略構成を示すブロック図である。

【図2】定常製造モードを行っている図１の製造設備を示す図である。

【図3】ガスパージモードを行っている図１の製造設備を示す図である。

【図4】定置洗浄モードを行っている図１の製造設備を示す図である。

【図5】本開示の他の実施形態に係る炭酸飲料の製造設備の概略構成を示すブロック図である。

【図6】定置洗浄を行っている図５の製造設備を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す炭酸飲料の製造設備１は、炭酸ガス（ＣＯ_２）を含有する炭酸飲料、例えば、炭酸水や、サイダー、コーラ等を製造するラインを構成している。このラインは製造設備１の上流側および下流側に種々の設備が設けられる。
以下では、水およびシロップを原料に用いて、炭酸ガスが溶解された炭酸飲料を製造するための製造設備１を説明する。製造設備１は、炭酸飲料を製造するにあたって炭酸ガスの使用量を低く抑えることができる。

【0011】

〔炭酸飲料の製造設備１：図１〕
炭酸飲料の製造設備１は、図１に示すように、原料の一方である水（原料水）と原料の他方であるシロップ（原料シロップ）とを混ぜて混合液を生成するブレンダ（blender）１０、ブレンダ１０で生成される混合液に炭酸ガスを圧入して溶解させるカーボネータ（carbonator）２０と、カーボネータ２０で生成される製品液としての炭酸飲料を容器に充填するフィラ３０（filler）と、を備える。また、製造設備１は、ブレンダ１０、カーボネータ２０およびフィラ３０の動作を制御するコントローラ５０を備える。なお、図１は製造設備１の説明に必要な最小限の要素のみを示しており、現実の製造設備１には図１に記載されていない種々のバルブ、圧力計や流量計等を備えることができる。以下、ブレンダ１０、カーボネータ２０およびフィラ３０の順にその構成を説明する。コントローラ５０については、ブレンダ１０～フィラ３０の説明の過程で、本実施形態に特徴的な制御について言及する。

【0012】

［ブレンダ１０：図１］
ブレンダ１０は、図１に示すように、調合された原料シロップＲＳを蓄えるシロップ供給源１１と、精製処理された原料水ＲＷを蓄える原料水供給源１３と、を備える。シロップ供給源１１は液配管ＬＴ１でシロップタンク１２と接続され、原料シロップＲＳはシロップ供給源１１から液配管ＬＴ１を介してシロップタンク１２に供給され、シロップタンク１２に蓄えられる。原料水供給源１３は液配管ＬＴ２で水タンク１４と接続され、原料水ＲＷは原料水供給源１３から液配管ＬＴ２を介して水タンク１４に供給され、水タンク１４に蓄えられる。
なお、原料水供給源１３と水タンク１４の間に液配管ＬＴ２において、原料水ＲＷから脱気するためのデェアレータ（deaerator）を設けることができる。デェアレータは、原料水ＲＷに溶解している酸素ガスや窒素ガス等を取り除く。デェアレータは、脱気用の炭酸ガスを使用して、ヘンリーの法則より分圧と溶解度に基づいて、原料水ＲＷに溶解している酸素ガスなどを離脱させる。

【0013】

本実施形態において、原料シロップ、原料水などが流れる向きに基づいて上流および下流が特定される。例えば、シロップ供給源１１はシロップタンク１２の上流に位置し、水タンク１４は原料水供給源１３の下流に位置する。なお、上流および下流は相対的に特定される。

【0014】

ブレンダ１０は、図１に示すように、シロップタンク１２から供給される原料シロップＲＳと水タンク１４から供給される原料水ＲＷとを混合する混合液タンク１６を備える。シロップタンク１２の下方に接続される液配管ＬＴ３と水タンク１４の下方に接続される液配管ＬＴ４とが合流する液配管ＬＴ５が混合液タンク１６に接続されることにより、原料シロップＲＳと原料水ＲＷが混合液タンク１６の内部で混合されることで混合液ＭＬが生成され、混合液タンク１６の内部に蓄えられる。液配管ＬＴ３には絞り弁１７が設けられ、また、液配管ＬＴ４には絞り弁１８が設けられる。絞り弁１７および絞り弁１８の絞りの程度を調整することにより、液配管ＬＴ３を流れる原料シロップＲＳの流量および液配管ＬＴ４を流れる原料水ＲＷの流量を調整し、混合液ＭＬにおける原料シロップＲＳと原料水ＲＷの混合比率が特定される。絞り弁１７および絞り弁１８の絞りの程度は、コントローラ５０からの指令に基づく。

【0015】

ブレンダ１０は、一例としてＧ.Ｏ.Ｂ(Gravity Orifice Blender)が採用され、原料シロップＲＳのシロップタンク１２の内部の液位と原料水ＲＷの水タンク１４の内部の液位とがそれぞれ一定に制御される。シロップタンク１２から絞り弁１７を通じて所定の流量だけ払い出される原料シロップＲＳと水タンク１４から絞り弁１８を通じて所定の流量だけ払い出される原料水ＲＷが混合液タンク１６の内部で混合される。ただし、本開示においては、公知の他のブレンダを採用することを排除しない。

【0016】

図１に示すように、混合液ＭＬをカーボネータ２０に向けて供給する液配管ＬＴ６の一方端が、混合液タンク１６の下方から引き出されている。液配管ＬＴ６の他方端はカーボネータ２０の製品液タンク２５の下方に接続されている。液配管ＬＴ６にはポンプＰ１が介在されており、混合液タンク１６に蓄えられる混合液ＭＬを吸引するとともに製品液タンク２５に向けて送給する。ポンプＰ１の動作は、コントローラ５０からの指令に基づく。

【0017】

ブレンダ１０には、炭酸ガスの供給および排出に係る配管が配置されるが、カーボネータ２０に配置されるガス配管ＧＴ１などとの関連が強いため、カーボネータ２０の説明において言及する。なお、後に言及する図２～図４において、液体（Liquid）が流れる配管には「ＬＴ」が表記され、ガス（gas）が流れる配管には「ＧＴ」が表記される。
［カーボネータ２０：図１］
次に、カーボネータ２０について、図１を参照して説明する。
カーボネータ２０は、炭酸ガス供給源２１と、液配管ＬＴ６を介して混合液タンク１６から供給される混合液ＭＬに炭酸ガスを圧入、溶解して製品液ＰＬを生成するカーボネートノズル２３と、を備える。また、カーボネータ２０は、カーボネートノズル２３において生成される製品液ＰＬが供給、貯留される製品液タンク２５を備える。

【0018】

炭酸ガス供給源２１は製品液タンク２５とガス配管ＧＴ１で接続されており、一例として０．６～０．９ＭＰａの範囲から選択される一定の圧力の炭酸ガスが供給される製品液タンク２５の内部は炭酸ガス雰囲気とされる。ガス配管ＧＴ１には、炭酸ガス供給源２１と製品液タンク２５の間には圧力調整弁Ｖ１が設けられており、炭酸ガス供給源２１から供給される炭酸ガスは圧力調整弁Ｖ１において、例えば０．２～０．５ＭＰａの範囲から選択される一定の圧力に減圧されて製品液タンク２５に供給される。これにより、製品液タンク２５の内部に貯留される製品液ＰＬは当該一定の圧力の炭酸ガスで加圧される。圧力調整弁Ｖ１は、コントローラ５０により炭酸ガスを減圧する程度が制御される。

【0019】

製品液タンク２５とカーボネートノズル２３はガス配管ＧＴ２で接続されており、ガス配管ＧＴ１を介して製品液タンク２５に供給される炭酸ガスの一部は、ガス配管ＧＴ２を通ってカーボネートノズル２３に供給され、カーボネートノズル２３において混合液ＭＬに溶解され、製品液ＰＬが生成される。生成された製品液ＰＬは液配管ＬＴ６を通って製品液タンク２５に供給される。
ルシャトリエの原理より、温度が低いほど混合液ＭＬに炭酸ガスが溶解し易い。そのため、混合液ＭＬへの炭酸ガスの注入に際して、図示を省略する冷却機により混合液ＭＬを冷却してもよい。また、混合液ＭＬを例えば加熱により殺菌する殺菌器を冷却機の前に設けてもよい。この冷却器、殺菌器はカーボネートノズル２３よりも上流の液配管ＬＴ６に設けられる。

【0020】

カーボネートノズル２３は、一例として、複数のノズルにそれぞれ流入した混合液ＭＬに、炭酸ガス供給源２１から各ノズルの内部に炭酸ガスを送り込んで圧入し、混合液ＭＬに炭酸ガスを溶解させる。

【0021】

カーボネータ２０は、製品液タンク２５とフィラ３０を接続する液配管ＬＴ７を備えている。液配管ＬＴ７には、上流側からポンプＰ２および流量調整弁Ｖ２が設けられており、コントローラ５０からの指示にしたがって、製品液タンク２５からフィラ３０への製品液ＰＬの供給量が調整される。

【0022】

製品液タンク２５には、製品液タンク２５に供給された炭酸ガスを排出させるガス配管ＧＴ３が接続されている。ガス配管ＧＴ３から分岐するガス配管ＧＴ４には安全弁Ｖ３が設けられている。ガス配管ＧＴ３とガス配管ＧＴ４は、本開示における第２ガス排出路の一例である。製品液タンク２５の内部の炭酸ガスの圧力が予め定められた設定値以上になると、炭酸ガスの圧力を下げるために安全弁Ｖ３が開かれることで、製品液タンク２５の内部の炭酸ガスを排出させて、製品液タンク２５の内部の圧力を設定値未満に下げる。つまり、定常時には安全弁Ｖ３は閉じられ、ガス配管ＧＴ３，ＧＴ４を介した炭酸ガスの排出は行われない。なお、この炭酸ガスの排出のことをパージと称することがある。

【0023】

［カーボネータ２０とブレンダ１０の間の炭酸ガスの供給経路：図１］
次に、図１を参照して、カーボネータ２０とブレンダ１０の間の炭酸ガスの供給経路について説明する。
カーボネータ２０とブレンダ１０は、ガス配管ＧＴ３から分岐するガス配管ＧＴ５で接続されている。具体的には、ガス配管ＧＴ５は、一方端がガス配管ＧＴ３を介して製品液タンク２５に接続されており、他方端がガス配管ＧＴ６とガス配管ＧＴ７に分岐しており、ガス配管ＧＴ６がシロップタンク１２に接続され、ガス配管ＧＴ７が水タンク１４に接続されている。これにより、シロップタンク１２と水タンク１４の内部は、所定圧力の炭酸ガスにより加圧される。
ここでは、ガス配管ＧＴ３からガス配管ＧＴ４とガス配管ＧＴ５が分岐することにしているが、ガス配管ＧＴ３を設けることなく、ガス配管ＧＴ４とガス配管ＧＴ５をそれぞれ独立して製品液タンク２５に接続することもできる。

【0024】

ガス配管ＧＴ５には、ガス配管ＧＴ５を流れる炭酸ガスの圧力を低減する圧力調整機であるレギュレータ４０が設けられる。レギュレータ４０に向けてガス配管ＧＴ５を流れる炭酸ガスの圧力は前述したように０．２～０．５ＭＰａの範囲から選択されるが、圧力制御を高い精度で行うことができるレギュレータ４０において、例えば０．０５ＭＰａの一定圧に減圧されてから、シロップタンク１２および水タンク１４に供給される。この程度の減圧ができる限りレギュレータ４０の形式は問われず、単一種の機器で必要な減圧を行うこともできるし、複数種の機器で必要な減圧を行うこともできる。二種類の機器を用いる場合、一例として、相対的に圧力設定範囲の大きい電空レギュレータを上流側に設け、相対的に圧力設定範囲の小さい手動による精密レギュレータを下流側に設けることができる。

【0025】

ブレンダ１０のシロップタンク１２と水タンク１４にはそれぞれ、内部の炭酸ガスを排出させるガス配管ＧＴ８およびガス配管ＧＴ９の一方端が接続され、ガス配管ＧＴ８およびガス配管ＧＴ９の他方端はガス配管ＧＴ１０の一方端に集約される。ガス配管ＧＴ１０の他方端は混合液タンク１６に接続されるので、シロップタンク１２と水タンク１４における炭酸ガスは混合液タンク１６に供給される。
ここまで説明したガス配管ＧＴ３～ガス配管ＧＴ１０は、本開示におけるガス送給路の一例に該当する。

【0026】

また、混合液タンク１６にはガス配管ＧＴ１１が接続されている。ガス配管ＧＴ１１は、本開示における第１ガス排出路の一例に該当する。シロップタンク１２および水タンク１４の内部の炭酸ガスの圧力を一定に保つために、ブレンダ１０が運転されている間は原則として常に、混合液タンク１６、ガス配管ＧＴ６～ガス配管ＧＴ１１を介して、シロップタンク１２および水タンク１４の内部の炭酸ガスをパージする。ここで、シロップタンク１２、水タンク１４および混合液タンク１６に供給される炭酸ガスは、製品液タンク２５に接続されるガス配管ＧＴ３から排出されるものである。したがって、シロップタンク１２および水タンク１４の内部の炭酸ガスのパージは、製品液タンク２５からの炭酸ガスのパージと等価である。

【0027】

［フィラ３０：図１］
フィラ３０は、カーボネータ２０にて炭酸ガスが溶解された製品液ＰＬを、ペットボトルなどの容器に充填する。フィラ３０としては、一次的にタンクに貯えられた製品液を、連続的に供給される容器に充填する回転式の充填機を用いることができる。

【0028】

［製造設備１の運転：図２，図３，図４］
次に、炭酸飲料の製造設備１の運転手順を説明する。
製造設備１は、定常製造モード（図２）、製品液タンク２５からのガスパージを伴うガスパージ製造モード（図３）およびＣＩＰを行う定置洗浄モード（図４）の三つの運転モードを行うことができる。定常製造モードおよびガスパージ製造モードは、炭酸飲料の製造を担う。
定常製造モードは、製品液タンク２５における炭酸ガスの圧力が設定値未満の場合に実行されるものである。
ガスパージ製造モードは、製品液タンク２５における炭酸ガスの圧力が設定値以上になった時に実行されるものである。
洗浄運転モードは、定常またはガスパージのいずれかに関わらず、例えば所定時間の製造運転を経過した後に、製造設備１を洗浄するために行われる。

【0029】

［定常製造モード：図２］
まず、図２を参照して定常製造モードにおける液体および気体の流れについて説明する。なお、図２において、液体または気体が流れている配管を実線で示し、そうでない配管を破線で示している。また、図２において、液体が流れる向きを実線矢印で示し、気体が流れる向きを破線矢印で示す。次のガスパージ製造モードについても同様である。ここでいう液体とは原料シロップＲＳ、原料水ＲＷ、混合液ＭＬおよび製品液ＰＬが該当し、気体とは炭酸ガスが該当する。

【0030】

［液体の流れ］
シロップ供給源１１から供給されシロップタンク１２に蓄えられている原料シロップＲＳが液配管ＬＴ３を通って混合液タンク１６に、また、原料水供給源１３から供給され水タンク１４に蓄えられている原料水ＲＷが液配管ＬＴ４を通って混合液タンク１６に供給される。
混合液タンク１６において、原料シロップＲＳと原料水ＲＷが混合され、混合液ＭＬが生成される。混合液ＭＬは、絞り弁１７で制御される原料シロップＲＳの流量および絞り弁１８で制御される原料水ＲＷの量に応じる、原料シロップＲＳと原料水ＲＷの比率で生成される。混合液タンク１６とポンプＰ１の間の液配管ＬＴ６に設けられる例えばブリックス計（図示省略）により計測される濃度を継続的に取得することにより、混合液ＭＬのシロップ濃度を規定範囲に管理することができる。

【0031】

ブレンダ１０において、シロップタンク１２にはガス配管ＧＴ６および水タンク１４にはガス配管ＧＴ７を介して炭酸ガスが供給され、内部が例えば０．０５ＭＰａの圧力の炭酸ガスが充填される。これにより、原料シロップＲＳおよび原料水ＲＷがいずれ溶解される炭酸ガス以外の酸素、窒素などのガスとの接触が制限される。ガス配管ＧＴ１０を介して炭酸ガスが供給される混合液タンク１６も同様である。

【0032】

混合液ＭＬは、ポンプＰ１の動力により液配管ＬＴ６を介して混合液タンク１６から製品液タンク２５に向けて送られる。その過程で、カーボネートノズル２３において、ガス配管ＧＴ２から供給される炭酸ガスが混合液ＭＬに溶解されることで生成される製品液ＰＬが製品液タンク２５に供給される。製品液タンク２５に供給された製品液ＰＬは、ポンプＰ２の動作により液配管ＬＴ７を介してフィラ３０に供給され、図示を省略する容器への充填などの処理が行われる。

【0033】

［気体の流れ］
次に、炭酸ガス供給源２１から製品液タンク２５に供給された炭酸ガスの一部は製品液タンク２５から排出され、ガス配管ＧＴ２を通ってカーボネートノズル２３に供給される。これにより、カーボネートノズル２３において混合液ＭＬから製品液ＰＬが生成される。
炭酸ガス供給源２１から製品液タンク２５に供給された炭酸ガスの他の一部はガス配管ＧＴ３およびガス配管ＧＴ５を介してブレンダ１０に向けて供給される。この過程で、レギュレータ４０を通過することで、炭酸ガスの圧力は下げられる。定常製造モードにおいて、安全弁Ｖ３が閉じられているため、炭酸ガスはガス配管ＧＴ４には流れない。図１において安全弁Ｖ３が閉じられていることを黒塗りで示されている。なお、安全弁Ｖ３が閉いているときには白抜きで示される。

【0034】

レギュレータ４０を通過した炭酸ガスは、ガス配管ＧＴ５、ガス配管ＧＴ６およびガス配管ＧＴ７を介して、シロップタンク１２および水タンク１４に供給される。シロップタンク１２および水タンク１４に供給された炭酸ガスは、ガス配管ＧＴ８、ガス配管ＧＴ９およびガス配管ＧＴ１０を介して混合液タンク１６に供給される。混合液タンク１６に供給された炭酸ガスの一部は、ガス配管ＧＴ１１を介してパージされる。この混合液タンク１６における炭酸ガスのパージは、製品液ＰＬの製造中、常に行われる。

【0035】

炭酸ガスの圧力についてこれまで例示をしてきたが、以下にまとめて記載しておく。
炭酸ガス供給源２１：０．６～０．９ＭＰａ
製品液タンク２５：０．２～０．５ＭＰａ
ガス配管ＧＴ５（レギュレータ４０以前）：０．２～０．５ＭＰａ
ガス配管ＧＴ５（レギュレータ４０以後）,シロップタンク１２，水タンク１４，
混合液タンク１６，ガス配管ＧＴ１１：０．０５ＭＰａ

【0036】

［ガスパージ製造モード：図３］
次に、図３を参照して、ガスパージ製造モードについて説明する。ただし、この説明は図２で示した定常製造モードとの相違点に絞って説明する。
ガスパージ製造モードにおいて、製品液タンク２５の内部の炭酸ガスの圧力が予め定められる設定値に達すると、製品液タンク２５の内部の圧力を低減するために、安全弁Ｖ３を開く。そうすると、ガス配管ＧＴ３を通ってガス配管ＧＴ５だけを流れていた炭酸ガスが、ガス配管ＧＴ４にも流れ込む。安全弁Ｖ３が開かれているので、ガス配管ＧＴ４を流れてきた炭酸ガスは外気に放出され、製品液タンク２５の内部の圧力を低減する。

【0037】

［定置洗浄モード：図４］
次に、図４を参照して、洗浄運転モードについて説明する。
製品液ＰＬを無菌状態で充填する設備は、例えば容器に充填する飲料の種類を切り替えるか又は定期的に、設備内の飲料、炭酸ガスが流れる経路を構成する配管類、タンク類を洗浄して、付着した汚れを除去する。したがって、このモードにおいては、炭酸飲料の製造は停止されている。この洗浄は、ＣＩＰ（cleaning in place：定置洗浄）と称され、配管系内に洗浄液を循環させることにより行われる。製造設備１は、レギュレータ４０を避けて定置洗浄を行う。具体的には、ブレンダ１０の側から洗浄液ＣＬを供給してカーボネータ２０、フィラ３０には洗浄液ＣＬを行きわたるようにするが、レギュレータ４０への洗浄液ＣＬの供給は行わない。また、ブレンダ１０に属するガス配管ＧＴ５などは、洗浄エアＣＡで洗浄される。以下、より具体的に洗浄運転モードにおける洗浄液ＣＬおよび洗浄エアＣＡの流れを、図４を参照して説明する。

【0038】

［洗浄液ＣＬ］
はじめに、洗浄液ＣＬについて説明する。なお、洗浄液ＣＬは、ブレンダ１０、カーボネータ２０およびフィラ３０の順番で流れる。また、図４において、洗浄液ＣＬは破線矢印の向きで流れる。
ブレンダ１０において、シロップ供給源１１について原料シロップＲＳに替えて洗浄液ＣＬが充填され、原料水供給源１３に原料水ＲＷに替えて洗浄液ＣＬが充填される。シロップ供給源１１に充填された洗浄液ＣＬは液配管ＬＴ１を通ってシロップタンク１２に供給され、原料水供給源１３に充填された洗浄液ＣＬは液配管ＬＴ２を通って水タンク１４に供給される。ここまでで、シロップ供給源１１、シロップタンク１２、原料水供給源１３、水タンク１４、液配管ＬＴ１および液配管ＬＴ２が定置洗浄される。

【0039】

次に、シロップタンク１２に充填された洗浄液ＣＬは液配管ＬＴ３および液配管ＬＴ５を通って混合液タンク１６に供給される。また、水タンク１４に充填された洗浄液ＣＬは液配管ＬＴ４および液配管ＬＴ５を通って混合液タンク１６に供給される。
混合液タンク１６に充填された洗浄液ＣＬは、ポンプＰ１の動作により、ポンプＰ１およびカーボネートノズル２３を含めた液配管ＬＴ６を通って製品液タンク２５に向けて供給される。ここまでで、混合液タンク１６、ポンプＰ１、カーボネートノズル２３および液配管ＬＴ６が定置洗浄される。

【0040】

製品液タンク２５に供給された洗浄液ＣＬは、三つの経路に向けて流れる。
一つ目の経路は、ガス配管ＧＴ２に供給された洗浄液ＣＬはカーボネートノズル２３を通って製品液タンク２５に戻る循環経路である。二つ目の経路は、ガス配管ＧＴ３およびガス配管ＧＴ４を通って経路外に洗浄液ＣＬが排出されるのに加えて、ガス配管ＧＴ３およびガス配管ＧＴ５を通って経路外に排出される経路である。三つ目の経路は、流量調整弁Ｖ２を含む液配管ＬＴ７を通ってフィラ３０に洗浄液ＣＬが供給される経路である。フィラ３０に供給された洗浄液ＣＬは系外に排出される。
ここまでで、製品液タンク２５、ポンプＰ２、流量調整弁Ｖ２、フィラ３０、ガス配管ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４，ＧＴ５および液配管ＬＴ７の洗浄が行われる。

【0041】

［洗浄エアＣＡ］
次に、洗浄エアＣＡの流れについて図４を参照して説明する。洗浄エアＣＡはブレンダ１０だけを洗浄対象としており、図４において実線の矢印で示されている。
洗浄エアＣＡは、レギュレータ４０よりも下流においてガス配管ＧＴ５に供給される。供給された洗浄エアＣＡは、ガス配管ＧＴ６を通ってシロップタンク１２に供給されるとともに、ガス配管ＧＴ７を通って水タンク１４に供給される。シロップタンク１２および水タンク１４に供給された洗浄エアＣＡは、ガス配管ＧＴ８、ガス配管ＧＴ９およびガス配管ＧＴ１０を通って混合液タンク１６に供給され、ガス配管ＧＴ１１から系外に排出される。
以上の通りであり、洗浄エアＣＡによって、ガス配管ＧＴ５，ＧＴ６，ＧＴ７，ＧＴ８，ＧＴ９，ＧＴ１０，ＧＴ１１が洗浄エアＣＡにより洗浄される。

【0042】

洗浄液ＣＬによる洗浄および洗浄エアＣＡによる洗浄は同時並行的に行うこともできるし、洗浄液ＣＬによる洗浄と洗浄エアＣＡによる洗浄とを時間をずらして個別に行うこともできる。
また、定置洗浄が終わった後に、当該供給経路について、ＳＩＰ（Sterilization in Place：定置殺菌）を行うこともできる。

【0043】

［製造設備１の効果］
以上説明した製造設備１によれば、以下の効果を奏する。
製造設備１によれば、炭酸ガス供給源２１から製品液タンク２５に供給される炭酸ガスの一部が、製品液タンク２５からブレンダ１０のシロップタンク１２に供給されることにより、以下説明するように、炭酸ガスの使用量を低減できる。
製品液タンク２５における炭酸ガスは、カーボネートノズル２３において混合液ＭＬに溶解され製品液ＰＬを生成するのに用いられるとともに、生成された製品液ＰＬに圧力を加えることから、その濃度が一定であることが要求される。しかし、種々の要因により、炭酸ガスの濃度が変動することがあるため、炭酸ガスの濃度を一定に保つために、新たな炭酸ガスを炭酸ガス供給源２１から補給するとともに製品液タンク２５の内部の炭酸ガスをパージする。このパージは、カーボネータ２０が運転されている期間にわたって常に行われることが好ましく、製品液タンク２５からパージされる炭酸ガスの量は決して少なくない。

【0044】

そこで、製造設備１は、製品液タンク２５からパージされる炭酸ガスを、ブレンダ１０において利用し、シロップタンク１２、水タンク１４および混合液タンク１６に炭酸ガス雰囲気を形成する。シロップタンク１２、水タンク１４および混合液タンク１６に炭酸ガス雰囲気を形成するのは、ブレンダ１０を稼働している期間にわたって、シロップタンク１２、水タンク１４および混合液タンク１６に炭酸ガス雰囲気を形成する必要があるので、必要な炭酸ガスの量は決して少なくない。しかし、製造設備１によれば、炭酸ガスの濃度を一定に保つために製品液タンク２５からパージされる炭酸ガスを、ブレンダ１０に必要な炭酸ガス雰囲気の形成に用いるので、炭酸ガス雰囲気を形成するために新たな炭酸ガスを導入する必要がない。よって、製造設備１によれば、炭酸ガスの使用量を低減できる。これにより、製品コストを低減できるとともに環境負荷を低減できる。

【0045】

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る炭酸飲料の製造設備３について、図５を参照して説明する。
第２実施形態に係る製造設備３は、カーボネータ２０とブレンダ１０を接続するガス配管ＧＴ５に設けられる圧力調整機を、第１実施形態のレギュレータ４０とは異なり、ガス流量調整弁Ｖ４で構成する。つまり、図５に示すように、ガス流量調整弁Ｖ４をガス配管ＧＴ５に設けるとともに、ガス流量調整弁Ｖ４よりも下流側に圧力センサ４３を設ける。圧力センサ４３はガス配管ＧＴ５を流れる炭酸ガスの圧力を検出し、検出される圧力に基づいてガス流量調整弁Ｖ４の開度を調整することにより、シロップタンク１２および水タンク１４に供給される炭酸ガスの圧力を例えば０．０５ＭＰａに制御する。

【0046】

ガス流量調整弁Ｖ４および圧力センサ４３は、洗浄液ＣＬで洗浄できる。したがって、図６に示すように、第１実施形態では洗浄されなかったレギュレータ４０およびガス配管ＧＴ５の一部、さらには、洗浄エアＣＡによる洗浄の対象であった部分が、洗浄液ＣＬによる洗浄の対象となる。なお、第１実施形態においては、レギュレータ４０の定置洗浄は避けられている。

【0047】

［製造設備３が奏する効果］
製造設備３のガス流量調整弁Ｖ４および圧力センサ４３は、洗浄液ＣＬによる洗浄が可能である。したがって、製造設備３は、その全体を洗浄液ＣＬにより洗浄できるので、より洗浄の完全性を担保できる。また、製造設備３によれば、洗浄エアＣＡの供給に必要な要素を備える必要がなく、洗浄液ＣＬによる洗浄に必要な要素を備えれば足りるので、洗浄に要する構造を簡素化できる。

【0048】

［付記］
本開示の第１形態に係る炭酸飲料の製造設備は、原料水（ＲＷ）と原料シロップ（ＲＳ）との混合液を生成するとともに、生成される混合液（ＭＬ）を蓄える混合液タンク（１６）を備えるブレンダ（１０）と、混合液タンクから供給される混合液（ＭＬ）に炭酸ガスを溶解させて製品液（ＰＬ）を生成するとともに、生成される製品液を蓄える、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンク（２５）を備えるカーボネータ（２０）と、カーボネータ（２０）の運転時において製品液タンク（２５）から排出される炭酸ガスを常に混合液タンク（１６）に向けて供給するガス送給路（ＧＴ３～ＧＴ１０）と、を備える。
第１形態に係る製造設備によれば、炭酸ガスの使用量を低減することを通じ、炭酸飲料の製造コストを低減できる。

【0049】

本開示の第２形態に係るブレンダ（１０）は、好ましくは、シロップ供給源（１１）から供給される原料シロップ（ＲＳ）を蓄えるシロップタンク（１２）と、原料水供給源（１３）から供給される原料水（ＲＷ）を蓄える水タンク（１４）と、シロップタンク（１２）からの原料シロップ（ＲＳ）および水タンク（１４）からの原料水（ＲＷ）を混合液タンク（１６）に供給する液配管（ＬＴ３～ＬＴ５）と、を備え、ガス送給路（ＧＴ３～ＧＴ１０）は、シロップタンク（１２）と水タンク（１４）を経由して混合液タンク（１６）に至る。
第２形態に係る製造設備によれば、混合液タンク（１６）のみならず、シロップタンク（１２）および水タンク（１４）にも炭酸ガスを供給できるので、炭酸ガスの使用量低減をさらに図ることができる。

【0050】

本開示の第３形態に係るガス送給路（ＧＴ５～ＧＴ１０）は、好ましくは、シロップタンク（１２）および水タンク（１４）よりも上流側に、製品液タンク（２５）から排出される炭酸ガスの圧力を低減する圧力調整機（４０，Ｖ４）を備える。
第３形態に係る製造設備によれば、混合液タンク（１６）、さらにはシロップタンク（１２）および水タンク（１４）に適切な圧力で炭酸ガスを供給できる。

【0051】

本開示の第４形態に係る圧力調整機（４０，Ｖ４）は、好ましくは、単一種または複数種のレギュレータ（４０）を含む。
第４形態に係る製造設備によれば、混合液タンク（１６）、さらにはシロップタンク（１２）および水タンク（１４）に供給される炭酸ガスの圧力を精度よく制御できる。

【0052】

本開示の第５形態に係る圧力調整機（４０，Ｖ４）は、好ましくは、圧力調整弁（Ｖ４）および圧力センサ（４３）を含む。
第５形態に係る製造設備によれば、圧力調整弁（Ｖ４）および圧力センサ（４３）についても定置洗浄の対象にできる。

【0053】

本開示の第６形態に係るブレンダ（１０）は、好ましくは、混合液タンク（１６）に接続され、混合液タンク（１６）の内部の炭酸ガスを常に排出する第１ガス排出路（ＧＴ１１）を備える。
第６形態に係る製造設備によれば、混合液タンク（１６）、さらにはシロップタンク（１２）および水タンク（１４）における炭酸ガスの圧力を維持できる。

【0054】

本開示の第７形態に係るカーボネータ（２０）は、好ましくは、記製品液タンク（２５）に接続され、製品液タンク（２５）の内部の炭酸ガスをその濃度に応じて排出する第２ガス排出路（ＧＴ３，４）を備える。
第７形態に係る製造設備によれば、製品液タンク（２５）において、異常な炭酸ガスの圧力が生ずるのを避けることができる。

【0055】

本開示の第８形態に係るガス送給路（ＧＴ３～ＧＴ１０）は、ガス排出路（ＧＴ３，４）で排出される炭酸ガスを除いて、製品液タンク（２５）から排出される炭酸ガスの全てを混合液タンク（１６）に向けて供給する。
第８形態に係る製造設備によれば、廃棄する炭酸ガスの量を制限することによって、炭酸飲料の製造コストを低減できる。

【0056】

本開示の第９形態に係る炭酸飲料の製造方法は、原料水（ＲＷ）と原料シロップ（ＲＳ）を混合して生成される混合液（ＭＬ）を混合液タンク（１６）に蓄える第１ステップと、混合液（ＭＬ）に炭酸ガスを溶解させて生成される製品液（ＰＬ）を、炭酸ガス雰囲気とされる製品液タンク（２５）に蓄える第２ステップと、第２ステップにおいて製品液タンク（２５）から排出される炭酸ガスを常に混合液タンク（１６）に供給する。
第９形態に係る製造方法によれば、炭酸ガスの使用量を低減することを通じ、炭酸飲料の製造コストを低減できる。

【0057】

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。

【符号の説明】

【0058】

１，３ 製造設備
１０ ブレンダ
１１ シロップ供給源
１２ シロップタンク
１３ 原料水供給源
１４ 水タンク
１６ 混合液タンク
１７，１８ 絞り弁
２０ カーボネータ
２１ 炭酸ガス供給源
２３ カーボネートノズル
２５ 製品液タンク
３０ フィラ
４０ レギュレータ
５０ コントローラ
Ｖ１，Ｖ４ 圧力調整弁
Ｖ２ 流量調整弁
Ｖ３ 安全弁
Ｐ１，Ｐ２ ポンプ
ＧＴ１，ＧＴ２，ＧＴ３，ＧＴ４，ＧＴ５，ＧＴ６ ガス配管
ＧＴ７，ＧＴ８，ＧＴ９，ＧＴ１０，ＧＴ１１ ガス配管
ＬＴ１，ＬＴ２，ＬＴ３，ＬＴ４，ＬＴ５，ＬＴ６，ＬＴ７ 液配管
ＲＳ 原料シロップ
ＲＷ 原料水
ＭＬ 混合液
ＰＬ 製品液
ＣＡ 洗浄エア
ＣＬ 洗浄液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】