特表 2023-508747 密度計を使用した飲料バッチ製造のリアルタイム品質監視

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-03

(54)【発明の名称】密度計を使用した飲料バッチ製造のリアルタイム品質監視

(51)【国際特許分類】

   G06Q 50/04 20120101AFI20230224BHJP

   G01N 9/00 20060101ALI20230224BHJP

   A23L 2/52 20060101ALI20230224BHJP

   B01F 35/213 20220101ALI20230224BHJP

   B01F 35/221 20220101ALI20230224BHJP

   B01F 35/214 20220101ALI20230224BHJP

   G05D 21/00 20060101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

G06Q50/04

G01N9/00 D

A23L2/52

B01F35/213

B01F35/221

B01F35/214

G05D21/00 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022549046

(86)(22)【出願日】2021-02-12

(85)【翻訳文提出日】2022-09-15

(86)【国際出願番号】 US2021017891

(87)【国際公開番号】W WO2021163514

(87)【国際公開日】2021-08-19

(31)【優先権主張番号】16/791,852

(32)【優先日】2020-02-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591235706

【氏名又は名称】ペプシコ・インク

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】チュバク，サマン

(72)【発明者】

【氏名】アハチ－アリ，バドレッディン

【テーマコード（参考）】

4B117

4G037

5H309

5L049

【Ｆターム（参考）】

4B117LK11

4B117LL01

4B117LL09

4B117LP03

4B117LP11

4B117LP20

4G037EA10

5H309AA01

5H309BB01

5H309CC06

5H309CC20

5H309DD13

5H309EE04

5H309GG03

5H309JJ06

5L049CC04

(57)【要約】

本開示の態様は、バッチプロセスに従ってバッチを製造するための方法を含み、本方法は、原料を水に添加して、バッチを形成することと、バッチを混合することと、インライン密度デバイスを使用してリアルタイムでバッチのドライブゲインを測定することと、ドライブゲインの振幅変動を監視することと、ドライブゲインの振幅変動を所定の閾値と比較することと、ドライブゲインの振幅変動に基づいて、バッチが均質に分散又は完全に溶解している指標を提供することと、を含む。本開示の他の態様は、混合物の均質性を検出するための方法、及びバッチの混合の程度を判定する方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッチプロセスに従って飲料を製造する方法であって、
第１の原料を水に添加して、バッチを形成する第１の添加工程と、
前記バッチを混合する混合工程と、
インライン密度デバイスを使用して前記バッチのドライブゲインを測定する測定工程と、
前記ドライブゲインの振幅変動を監視する監視工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動を所定の閾値と比較する比較工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動と前記所定の閾値との前記比較に基づいて、前記バッチが均質に分散されているか、又は完全に溶解しているかのいずれかを示す指標を提供する提供工程と、を含み、
前記混合が、前記指標が提供されるまで継続される、方法。

【請求項2】

第２の原料を前記バッチに添加する第２の添加工程と、
第３の原料を前記バッチに添加する第３の添加工程と、
前記第２及び第３の原料の各々の添加後に、前記混合工程、前記測定工程、前記監視工程、前記比較工程、及び前記提供工程を繰り返すことと、を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記比較工程が、
前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値よりも大きいか、又は小さいかどうかを判定することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記指標が、前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値未満である場合に提供される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値未満であるかどうかを判定することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記指標が、前記バッチが完全に溶解していることを示し、前記方法が、
前記指標が提供された後に、第２の原料を前記バッチに添加することを更に含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記ドライブゲインの前記振幅変動が、連続的に測定される、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記測定工程、前記監視工程、及び前記比較工程が、前記インライン密度デバイスと通信するソフトウェアによって実施される、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記比較工程が、前記ドライブゲインの前記振幅変動が前記所定の閾値未満であると判定する場合、前記ソフトウェアが自動アラートを提供する、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ソフトウェアが前記自動アラートを提供した後に、第２の原料を前記バッチに添加することと、
前記混合工程を繰り返すことと、を更に含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記所定の閾値が、ドライブゲイン振幅における目標変動の１０％以内である、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記ドライブゲインがリアルタイムで測定される、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

混合物の原料の均質性又は溶解を検出するための方法であって、
インライン密度デバイスを使用して混合物のドライブゲインの振幅を測定することであって、前記混合物が、液体及び少なくとも１つの追加の原料を含む、前記測定する測定工程と、
前記ドライブゲインの振幅変動を監視する監視工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動を所定の閾値と比較する比較工程と、
前記ドライブゲインの前記振幅変動と前記所定の閾値との前記比較に基づいて、前記混合物が完全に溶解しているか、又は均質に分散しているかどうかを判定する判定工程と、を含む、方法。

【請求項14】

前記少なくとも１つの追加の原料が、少なくとも２つの追加の原料を含み、
前記方法が、前記ドライブゲインの振幅を測定しながら、前記少なくとも２つの追加の原料を含む前記混合物を混合することを更に含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記判定工程の後に少なくとも１つの第２の追加の原料を添加することと、
前記少なくとも１つの第２の追加の原料を添加した後に、前記測定工程、前記監視工程、前記比較工程、及び前記判定工程を繰り返すことと、を更に含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記測定が、連続的に実施される、請求項１３に記載の方法。

【請求項17】

前記判定工程が、前記混合物が完全に溶解していると判定する場合、指標を提供することを更に含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項18】

前記指標が前記混合物が完全に溶解したことを示すまで、前記混合物を連続的に混合することを更に含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

混合物の溶解の程度を検出する方法であって、
第１の原料を水に添加して、バッチを形成する添加工程と、
前記バッチを混合する混合工程と、
インライン密度デバイスを使用して、前記バッチのドライブゲインの振幅をリアルタイムで測定する測定工程と、
前記ドライブゲインの振幅変動を監視する監視工程と、
前記振幅変動を第１の基準参照及び第２の基準参照と比較する比較工程であって、前記第１の基準参照が、均質に分散した混合物に対応しており、前記第２の基準参照が、完全に溶解した混合物に対応している、前記比較する比較工程と、
前記比較工程に基づいて、前記混合の程度の指標を提供する提供工程と、を含む、方法。

【請求項20】

前記振幅変動が前記第１の基準参照の１０％以内である場合、前記指標が提供される、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記振幅変動が前記第２の基準参照の１０％以内である場合、前記混合の程度の第２の指標を提供することを更に含む、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記指標が前記バッチが完全に溶解していることを示す場合、第２の原料を前記バッチに添加することを更に含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項23】

前記第２の原料が添加された後に、前記混合工程、前記測定工程、前記監視工程、及び前記比較工程、並びに前記提供工程を繰り返すことを更に含む、請求項２２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

記載される実施形態は、概して、バッチプロセスの特性をリアルタイムで測定することを含む、飲料を製造するためのバッチプロセスに関する。

【発明の概要】

【0002】

本開示の態様は、バッチプロセスに従って製造される飲料の品質を追跡するための方法を含む。バッチプロセスは、原料を水に添加して、バッチを形成することを含み得る。第１の原料を添加し得、次いで、第１の原料が完全に混合されるまで、バッチを混合し得、次いで、第２の原料を添加し得、第２の原料が完全に混合されるまで、バッチを混合し得る。加えて、本方法は、インライン密度デバイスを使用して、バッチの密度をリアルタイムで測定することと、バッチの密度の変化を監視することと、密度の変化に基づいて、バッチプロセスから偏差を検出することと、バッチプロセスから検出されたあらゆる偏差をリアルタイムで修正することと、を含み得る。本方法はまた、密度測定値を基準飲料レシピと比較することと、密度測定値を基準飲料レシピに一致させることと、を含み得る。

【0003】

本開示の他の態様では、飲料を製造するためのバッチプロセスにおける不均質性を検出する方法は、原料を混合して、バッチを形成することと、バッチのドライブゲインをリアルタイムで測定することと、ドライブゲインの変化を監視することと、ドライブゲインの変化に基づいて、バッチにおける不均質性を検出することと、バッチプロセスから検出されたあらゆる不均質性をリアルタイムで修正することと、を含み得る。

【0004】

本開示の他の態様では、バッチプロセスにおいて飲料を製造するための原料の添加を追跡する方法は、レシピに従って原料を水に順次添加して、バッチを形成することと、インライン密度デバイスを使用して、バッチの密度をリアルタイムで測定することと、各原料がバッチに添加された後に、バッチの密度の変化を監視することと、基準レシピからの偏差を検出することと、バッチプロセスから検出されたあらゆる偏差をリアルタイムで修正することと、を含み得る。

【0005】

本開示の他の態様では、バッチプロセスを使用してバッチを製造する方法は、第１の原料を水に添加してバッチを形成することと、バッチを混合することと、インライン密度デバイスを使用してバッチのドライブゲイン振幅を測定することと、ドライブゲイン振幅変動を監視することと、ドライブゲイン振幅変動を所定の閾値と比較することと、ドライブゲイン振幅における変動に基づいて、バッチが均質に分散されているか、又は完全に溶解されているかの指標を提供すること、指標が提供されるまでバッチを混合することと、を含み得る。

【0006】

本開示の他の態様では、混合物の均質性を検出するための方法は、原料を水に添加して、混合物を形成することと、インライン密度デバイスを使用して混合物のドライブゲイン振幅を測定することと、ドライブゲイン振幅の変動を監視することと、ドライブゲイン振幅の変動を所定の閾値と比較することと、比較工程に基づいて、混合物が完全に溶解されているか、又は均質に溶解されているかどうかを判定することと、を含み得る。

【0007】

本開示の他の態様では、バッチの混合の程度を判定する方法は、第１の原料を水に添加して、バッチを形成することと、第２の原料をバッチに添加することと、バッチを混合することと、インライン密度デバイスを使用してバッチのドライブゲイン振幅をリアルタイムで測定することと、ドライブゲイン振幅における変動を監視することと、均質に溶解した混合物に対応する第１の基準参照、及び完全に溶解した混合物に対応する第２の基準参照への変動を比較することと、比較工程に基づいて、混合の程度の指標を提供することと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】再循環ループに取り付けられたインライン密度デバイスを有する例示的な飲料生成バッチプロセスシステムを示す。

【図2A】例示的なインライン密度デバイスを示す。

【図2B】図２Ａのインライン密度デバイスの底面図を示す。

【図2C】デバイスを通って流れる流体によって振動する図２Ａのインライン密度デバイスの底面図を示す。

【図3】インライン密度デバイスからの読み取り値に基づいて作製された例示的なグラフを示す。

【図4A】管を通って流れる単一相の流体を有する管の断面を示す。

【図4B】管を通って流れる２つの相を有する管の断面を示す。

【図5】例示的なバッチの分離比対密度比のグラフを示す。

【図6】別の例示的なバッチに関する経時的な密度及びドライブゲインの測定値を示す。

【図7】別の例示的なバッチに関する経時的な密度及びドライブゲインの測定値を示す。

【図8】図７に示されるバッチの別の特定の時間範囲に関するより詳細な密度及びドライブゲイン測定値を示す。

【図9】図６に示されるバッチの密度と図７に示されるバッチの密度との並列比較を示す。

【図10】インライン密度デバイスによって完成した密度測定値とオフライン密度デバイスとの比較を示す。

【図11】インライン密度デバイスとオフライン密度デバイスとの間の測定値の差を表すデータ点を示す。

【図12】様々なサンプルに対するドライブゲイン振幅変動に関するデータの信頼区間を表すデータ点を示す。

【図13】様々なサンプルのドライブゲインに関するデータを有するボックスプロットを示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

多くの予め包装された飲料は、複雑なレシピに従うバッチプロセスを使用して工業的に製造される。例えば、レシピは、大量の水に様々な量の複数の原料を次々に添加し、各原料が完全に混合されるか、又は別の原料を添加する前に十分な時間が経過したことを確実にするようにという指示を提供し得る。これらのレシピは、多くの場合、異なる粘度又は固体（例えば、粉末）を有する液体を含む多数の原料を必要とし、これらの原料の各々は、異なる速度で溶解し得る。多くの場合、これらの原料は、原料が完全に混合されているかどうかを目視で判定する操作者によって手動で添加される。多くの場合、飲料配合又はレシピは非常に複雑であり、難溶解性固体を含む。これにより、製品品質をインラインで監視することが特に困難になる。

【0010】

原料の手動での添加、及び混合物の目視での検査に頼ることによって、バッチプロセスに潜在的な誤りが起こる可能性が残る。例えば、操作者は、少量の原料を添加し、原料をバッチから完全に除去するか、又は原料が完全に混合される前にバッチ上で時期尚早に移動するか、又はバッチを完成させ得る。原料が混合されている間、添加される原料の量及び混合の質を追跡及び定量化することは困難である。原料が溶解していないか、均質に分散しているか、又は完全に溶解しているかどうかを判定することも困難である。したがって、バッチの分析は、基準を満たすことを確実にするために、多くの場合、プロセスの完了後に必要である。

【0011】

しかしながら、バッチが完了すると、任意のエラーを修正することが、費用がかかり、時には不可能であり得、いくつかの場合では、バッチ全体を廃棄しなければならない。これは、無駄な時間、金銭、及び材料をもたらす。これらの潜在的な操作者誤差に加えて、各々の個々の飲料製造施設は、異なる供給元から供給される様々な品質の異なる機器及び入力を使用して、変動するバッチ品質、又は施設特定品質制御手段の必要性を潜在的にもたらし得る。したがって、バッチのインライン分析は、バッチプロセス中に添加される原料を測定及び追跡し、様々な製造施設間で一貫したバッチ品質を促進するのに有用であり得る。インライン分析はまた、バッチの原料が溶解していないか、均質に分散しているか、又は完全に溶解しているかどうかを判定するのにも有用になり得る。

【0012】

インライン密度デバイスは、リアルタイムでバッチ特性を監視するために使用され得、その結果、リアルタイムで誤差を修正するか、又は完全に回避することができる。流量計及び密度計などの構成要素を含み得るインライン密度デバイスを使用して、バッチ内の原料濃度を推定するために密度、流量、及び他の特性を連続的に測定することができる。バッチのオフライン分析を使用する既存の分析方法とは異なり、インライン密度デバイスを使用して、原料が添加される際にバッチを連続的に監視及び定量化し得る。デバイス及び方法はまた、各飲料レシピに固有の特定の基準を判定するために使用することができるバッチ特性を識別するために使用され得る。バッチの特性を連続的に測定することにより、インライン密度デバイスは、理想的な「至適基準」バッチ（例えば、目標レシピ）特性に対してバッチを評価し、不完全な混合、一貫性のないバッチ品質、及びその他の問題などの問題を回避するためにリアルタイムで調整を行うことを補助することができる。

【0013】

図１は、飲料を製造するための例示的なバッチシステム５０を示す。バッチシステム５０は、混合タンク５５、原料入口６０、出口７０、バッチ８０、及び再循環ループ９０を含み得る。原料は、原料入口６０を通って、矢印６５の方向に混合タンク５５内に流入する。混合タンク５５内に入ると、原料は混合されて、バッチ８０を形成し、バッチ８０は再循環ループ９０を通って連続的に流れる。バッチ８０が再循環ループ９０を通って流れるとき、インライン密度デバイス１００は、バッチ８０の密度及び質量流量を測定する。バッチ８０が完了すると、バッチ８０は、矢印７５の方向に出口７０を通って混合タンク５５から流出して、更に処理され（例えば、ボトル又は他の容器内に包装され）得る。

【0014】

原料は、原料入口６０Ａを通して混合タンク５５に手動で添加され得、又は混合タンク５５の上部にわたって（例えば、矢印６０Ｂの方向に）注ぐことによって、手動で添加され得る。既存の方法は、バッチが混合タンク５５内で混合され、出口７０を通って出た後にバッチ品質を監視する。これらの方法は、実験室機器を用いたオフライン試験を使用する。これらの方法は、バッチ生成プロセス中にバッチ品質をリアルタイムで又は連続的に測定することができない。対照的に、再循環ループ９０及びインライン密度デバイス１００を使用して、バッチ８０の密度をリアルタイムで測定し得る。バッチ８０が処理されているとき、インライン密度デバイス１００は、バッチ８０の密度を連続的に測定し得、戻した測定値を使用して、バッチ８０が基準レシピに適合するかどうか、及び原料がバッチ８０内に完全に混合されているかどうかを含むバッチ８０の品質を判定することができる。インライン密度デバイス１００は、オフライン密度デバイスとして又は小さい誤差の範囲内で、密度測定値を提供し得る。いくつかの実施形態では、インライン密度デバイスは、０．００１％、０．００５％、０．０１％、０．０２％、０．０５％、０．１％、０．５％、１％、又は５％の誤差の範囲内にある測定値を提供する。

【0015】

図２Ａ～２Ｃは、例示的なインライン密度デバイス１００を示す。いくつかの実施形態では、インライン密度デバイス１００は、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ密度計である。図２Ｂ及び２Ｃは、図２Ａのインライン密度デバイス１００の底面図を示す。インライン密度デバイス１００は、管１１０（例えば、再循環ループ９０の一部）、第１の流管１２０、及び第２の流管１３０を含む。インライン密度デバイス１００を使用して、密度及び質量流量を測定するために、バッチは、第１の流管１２０及び第２の流管１３０に入る。流管１２０及び１３０の各々は、磁石及びコイルアセンブリ１１５を有し得、バッチが流管１２０及び１３０を通過するときに、Ｃｏｒｉｏｌｉｓは誘導され得、これにより、流管１２０及び１３０を互いに対向して捻れさせる。Ｃｏｒｉｏｌｉｓ密度計には、流管１２０及び１３０の捻れを測定し、かつ密度及び質量流量を直接的に測定することができるセンサを備えている。

【0016】

図２Ａ及び２Ｂは、インライン密度デバイス１００を通って流れる任意の流体なしの流管１２０及び１３０の位置を示す。図２Ｃは、インライン密度デバイス１００を通って流れる流体を有する流管１２０及び１３０の例示的な位置を示す。流体は、インライン密度デバイス１００を通って矢印１０５の方向に流れる。流管１２０及び１３０は両方とも、流体が管を通って流れるときに振動し、質量が管を通って流れる速度は、管の振動に影響を及ぼす。磁石及びコイルアセンブリは、流体が管１２０及び１３０を通って流れる際に正弦波の形態の電圧を生成する。加えて、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ密度計などの密度計は、気泡及び非分散粉末がシステム内に存在するときに密度の急上昇を記録する。これは、「ドライブゲイン」としても知られる、管内の流体の重心の位置の変化に起因する。ドライブゲインは、システム内に存在する２つの相（例えば、固体及び液体）が存在するとき、小さいが検出可能な急上昇を示す。

【0017】

ドライブゲインの応答は、液体からの固体の分離に依存する。この現象は、混合物の不均質性、又は、粘度若しくは製品微細構造の変化の別の指標として使用されることができる。

【0018】

加えて、流動中の気泡及び粒子の存在は、分離又は多相誤差と称される測定誤差を引き起こすことが知られている。分離は、バルク流体の流れの方向に垂直である、管振動の方向の異なる密度の２つの原料間の相対運動を指す。

【0019】

図３は、インライン密度デバイス１００による測定値の例示的な出力を示す。線３００は、経時的なバッチの密度を示し、線４００は、経時的なバッチのドライブゲインを示す。図３に示すように、ピーク３０１、３０２、及び３０３によって示される密度の急上昇は、原料が添加される度により高くなって安定する。同様に、ドライブゲインの急上昇は、原料が添加される度にピーク４０１、４０２、及び４０３によって示される。急上昇に続いて、線４００は、原料が添加される前の値に戻るドライブゲインの減少を示す。この下限値への復帰は、バッチ８０が均質になるように、添加された原料がバッチ８０に十分に混合されていることを示す。

【0020】

図４Ａは、第１の流管１２０を通って流れる第１の相１４０の単一相を示す。図４Ｂは、第１の流管１２０を通って流れる第１の相１４０及び第２の相１４２の２つの相を示す。第１の相１４０は、液体（例えば、バッチ８０の均質部分）であり得、第２の相１４２は、固体（例えば、バッチ８０内でまだ十分に混合されていない新たに導入された原料）であり得る。２つ以上の相が可能であり、同様の流れが第２の流管１３０内で発生することを理解されたい。図４Ａのように、１つの相が存在するとき、円１４４によって示される重心は、第１の流管１２０の中心にある。図４Ｂに示されるように、円１４４によって示される重心は、第１の流管１２０の中心にもはや存在せず、これによって流体の質量が実際よりも明るく見えることがある。粒子振動の振幅（Ａ_ｐ）と流体振動の振幅（Ａ_ｆ）との比であるＡ_ｐ／Ａ_ｆの比は、分離比である。線１５２はＡ_ｆを表し、線１５４はＡ_ｐを表す。

【0021】

図５は、様々な固体の分離結果を示す。ｙ軸は分離比（Ａ_ｐ／Ａ_ｆ）であり、ｘ軸は密度比（流体密度／粒子密度）である。分離比１は、流体の重心及び管の重心が同期して移動していることを示す。上記及び下記の分離比１は、質量中心を歪めている粒子が存在することを示す。密度測定値の誤差は、分離比が１に近づくにつれて最小化される。

【0022】

バッチ品質
上述のものなどのインライン密度デバイスを使用して、バッチプロセスの特定の特性を測定及び追跡することが可能であり、これによりバッチの品質の容易な判定を可能にすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、「理想的な」バッチは、バッチプロセス（すなわち、「目標レシピ」、「基準化プロセス」、「基準飲料レシピ」、又は「至適基準」）で製造することができる。「理想的な」バッチの製造中、インライン密度デバイスは、リアルタイムでバッチの密度及びドライブゲインを連続的に追跡及び監視することができる。バッチプロセス中、又はバッチの完了後に、インライン密度デバイスは、図６～図１０に示されるような目標レシピデータを提供することができる。この目標レシピデータは、同じ「理想的な」バッチを再現するための基準化された参照を提供することができる。

【0023】

この基準化されたプロセスを使用して、バッチ内の誤差に対する特定のパラメータ又は許容誤差（例えば、合格／不合格基準）を設定することが可能である。インライン密度デバイスがパラメータ又は許容誤差内の密度レベルを検出する場合、バッチは「合格する」。インライン密度デバイスがパラメータ又は許容誤差の外側の密度レベルを検出する場合、バッチは「不合格」となり、インライン密度デバイスは、バッチが基準化されたプロセスから偏差したというアラート又は通知を提供し得る。例えば、いくつかの実施形態では、インライン密度デバイスが、予想値から１％を超えて偏差する密度レベルを検出する場合、デバイスはアラートを提供し得る。いくつかの実施形態では、インライン密度デバイスが１％、５％、１０％、又は１５％を超えて偏差する密度レベルを検出した場合、デバイスはアラートを提供することになる。

【0024】

加えて、インライン密度デバイス１００は、ドライブゲインを測定し、密度を測定し、リアルタイムでバッチの密度の変化を監視し、かつ目標レシピからの密度の偏差を検出する、ソフトウェアと通信し得る。ソフトウェアはまた、上述の許容誤差に基づいてアラートを提供し得る。ソフトウェアは、目標レシピからの偏差が検出された場合に自動的にアラートを提供し得る。例えば、ソフトウェアは、ソフトウェアが目標レシピから少なくとも１％の偏差を検出した場合にアラートを提供し得る。ソフトウェアはまた、ドライブゲインが増加し、バッチにおける不均質性を示すとき、又はドライブゲインが定常状態又は予想値に戻るときに、自動アラートを提供し得る。ソフトウェアはまた、ドライブゲインの増加が検出された場合にバッチ８０を自動的に混合するために、混合タンク５５のミキサーと通信し得る。

【0025】

バッチプロセスは、混合タンク５５に水を添加して開始する。水は、バッチ８０中の第１の原料と見なされ得る。混合タンク５５は、例えば、５ガロン超（工業用飲料製造に使用され得るように、例えば、３０、９０、又は５００ガロン超）の容量を有し得る。水が添加された後、水は、再循環ループ９０及びインライン密度デバイス１００（密度計など）を通って流れ、水の密度を測定する。いくつかの実施形態では、インライン密度デバイス１００は、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ密度計である。水の密度の測定に続いて、原料をバッチ８０に添加し得る。原料は、液体、固体、又は気体であり得る。バッチ８０は、再循環ループ９０を通して連続的に流れ得、インライン密度デバイス１００は、バッチ８０の密度を連続的に測定し得る。いくつかの実施形態では、原料は連続的に添加され、密度は連続的に測定される。インライン密度計は、密度を瞬時に読み取る。原料添加中の密度測定値は、グラフィック表示を通してリアルタイムで監視される。後続の原料は、前の添加プラトーから一定の密度値への密度変動後に添加され得る。密度は、１秒未満、少なくとも１秒、少なくとも３０秒、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも３分、少なくとも４分、又は少なくとも５分の間測定され得る。インライン密度デバイス１００からの出力読み取り値が、バッチ８０が目標レシピデータと十分に一致することを示すまで、又はドライブゲイン読み取り値が、バッチ８０が十分に混合されていることを示すまで、密度はまた測定され得る。加えて、測定された密度は、目標レシピデータの密度と連続的に比較することができ、任意の偏差は、上述のようにアラート又は通知を引き起こす。

【0026】

目標レシピデータからの偏差はまた、リアルタイムで修正することができる。例えば、密度測定値が、原料が不正確な量で失われているか、又は存在していることを示す場合、より多くの原料を添加することができ、バッチを希釈することができ、又は原料の他の組み合わせを添加して、バッチを許容可能な仕様内に戻すことができる。例えば、偏差が原料が少なすぎることを示す場合、密度が目標レシピデータを満たすまで追加量の原料を添加し得る。また、例えば、偏差が原料が多すぎることを示す場合、追加の水をバッチに添加し得、密度が目標レシピデータを満たすまで、任意の他の原料量を増加させ得る。ドライブゲインは、リアルタイムかつ連続的に測定され得、プロセスは、不均質性を示す任意のドライブゲイン読み取り値にアラート又は通知を提供し得る。

【0027】

各原料の添加後、ドライブゲインも測定され（例えば、密度と同時に）、バッチ８０が単相又は多相であるかどうかを判定する。ドライブゲインは、不均質性が存在する（例えば、バッチ８０が多相である）ことを示す場合、これは、そのような不均質性をリアルタイムで修正する機会を提供する。例えば、ドライブゲインが未溶解固体、凝集、粘度の変化、又は気体が存在することを示す場合、バッチ８０は、ドライブゲインが均質又は十分に混合された混合物を示す値に戻るまで更に混合され得る。ドライブゲイン測定値はまた、例えば、更なる原料の添加によってリアルタイムで修正され得る、粘度又は製品微細構造の変化を検出するために使用され得る。

【0028】

このプロセスは、ドライブゲインの変化に対する特定の許容誤差を提供し得、ドライブゲインの変化がそれらの許容誤差を超える場合にアラート又は通知を提供し得、その結果、修正措置を保証したものと解釈することができる。いくつかの実施形態では、プロセスは、ドライブゲインが１％、２％、５％、又は１０％を超えて変化する場合にアラートを提供することになる。このようなアラートに続いて、システムは、ドライブゲインが均質又は十分に混合された混合物を示すレベルまで低減されるまで、バッチを自動的に混合し得る。例えば、システムは、任意の原料が添加される前に、ベースラインとしてのみ水のドライブゲインを測定し得、次いで、各原料が添加された後に、それは、ドライブゲインが水のみのベースラインドライブゲインの±１％以内に低減されるまでバッチを混合し得る。

【0029】

いくつかの実施形態では、バッチプロセスの密度及びドライブゲインを測定するためのプロセスを使用して、異なる供給元から供給される様々な品質の異なる機器及び入力を使用する様々な製造施設を整列させ得、その結果、様々な原料、機器、及びプロセスに起因するバッチ特性を変動させる可能性がもたらし得る。バッチ特性をリアルタイムで測定することができる客観的定量的基準を提供することによって、このような異種の施設は、一貫した製品をより容易に出力することができる。いくつかの実施形態では、プロセスは、施設特定品質制御手段に使用され得る。上述のように基準化されたレシピ又はバッチを生成することによって、様々な施設は、このプロセスを使用して、後続のバッチが品質基準を満たすかどうかを容易に判定することができる。

【0030】

均質性又は溶解の程度
原料の添加を追跡すること、及びバッチ品質を監視することに加えて、システムはまた、原料がバッチ若しくは混合物に分散又は溶解しているかどうかを判定するため、かつ、バッチ若しくは混合物の原料が分散されているか、又は溶解されている程度を判定するために使用されることができる。上述のように、原料（例えば、液体又は粉末）が混合タンク５５に添加された後、インライン密度デバイス１００は、原料の添加を示す密度及びドライブゲインの急上昇を記録する。密度とドライブゲインが定常状態（例えば、図３のピーク３０１と３０２の間、又はピーク４０１と４０２の間の時間）に達すると、混合物は十分に混合されたと見なされることができる。しかしながら、混合物が十分に混合されていると判定することは、混合物内に完全に溶解したか、又は混合物全体に均質に分散した原料を必ずしも区別しない。いくつかの例では、最適なバッチ品質のために、バッチ形成プロセスに進む前に、原料が完全に溶解されているか、又は均質に分散されているかどうかが問題になり得る。

【0031】

したがって、原料がバッチ内で十分に混合されていると判定することの先に、バッチ内の原料が完全に溶解しているか、又は均質に分散されているかどうかを判定する利点が更に存在する。バッチが均質又は十分に混合されているかどうかを判定することに加えて、システムは、原料が、完全に溶解していないか、均質に分散しているか、又は完全に溶解されているかどうかをより大きな粒度で判定することができる。

【0032】

完全に溶解した原料と均質に分散された原料との間の区別は、バッチプロセスの生産性及び効率を更に改善することができる。いくつかの実施形態では、このことは、必要な混合時間のより正確な判定を可能にすることによって、バッチサイクルタイムの短縮を可能にする。例えば、システムが、バッチが均質に分散されていることを示す直後に追加の原料が添加されることができ、様々な原料の添加間の不必要な遅延を回避する。更に、この方法は、新しい原料の時期尚早な添加を回避することにより、品質を向上させることができる。いくつかの実施形態では、新しい原料は、先の原料がバッチ全体に均質に分散された後にのみ添加され得る。いくつかの実施形態では、新しい原料は、先の原料がバッチ内で完全に溶解したことをシステムが示した後にのみ添加され得る。更に、本明細書で開示される方法は、データ駆動型のトラブルシューティングを可能にすることができ、これは、操作者の観察及び判断に頼るよりも、バッチ処理の問題のより優れた、より迅速な、より一貫性のあるトラブルシューティング及び修正を提供することができる。いくつかの実施形態では、バッチ処理の問題のトラブルシューティング及び修正は、バッチ処理中にリアルタイムで行われる。

【0033】

上述のように、バッチは、各原料が添加された後にドライブゲインが低下してバッチが完全に混合されたことを示すレベルに達するまで混合され得る。ドライブゲインは、次いで、任意選択で更に監視され、バッチが完全に溶解されているか、又はバッチが均質に分散されているかどうかを判定することができる。例えば、ドライブゲインの振幅の変動が監視され、バッチが完全に溶解されているか、又は均質に分散されているかを示すことができる。いくつかの実施形態では、バッチが完全に溶解されると、ドライブゲインの振幅変動及び周波数範囲は、バッチが均質に分散されているときよりも小さくなる。

【0034】

上述したように、また図７及び図８に示されるように、より高いドライブゲインは、一般に、バッチ又は混合物における増加した不均質性に対応する。システムに２つの相（固体と液体など）が存在するときに、ドライブゲインは急上昇する。ドライブゲイン振幅変動を測定することにより、不均質性を検出できるだけでなく、バッチ若しくは混合物が均質に分散されているか、又は完全に溶解されているかどうかも検出することもできる。

【0035】

いくつかの実施形態では、本方法は、第１の原料（例えば、液体又は固体）を水又は他の液体に添加してバッチを形成することによってバッチを製造することを含む。第１の原料は、任意の飲料原料（例えば、本開示を通じて議論されるいずれかの原料）であってもよい。いくつかの実施形態では、バッチを形成するために第１の原料が水に添加される。いくつかの実施形態では、第１の原料が他の原料を含む混合物に添加される。いくつかの実施形態では、追加の原料が添加されてもよい。例えば、第２の原料、第３の原料、第４の原料、又は第５の原料が添加されてもよい。いくつかの実施形態では、バッチが混合されてドライブゲインが測定される前に、１つ以上の原料が添加される。いくつかの実施形態では、原料が順次添加され、バッチが混合され、各原料が添加された後にドライブゲインが測定される。

【0036】

いくつかの実施形態では、バッチはインライン密度計（例えば、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ密度計）を通って流れ、バッチのドライブゲインを測定することができる。いくつかの実施形態では、インライン密度デバイス１００は、バッチのドライブゲインを測定する。いくつかの実施形態では、ドライブゲインはリアルタイムで測定される。いくつかの実施形態では、ドライブゲイン測定値が、バッチのドライブゲインの振幅変動を監視するために使用され得る。ドライブゲインの振幅変動は、バッチプロセス全体で連続的又は断続的に監視され得る。いくつかの実施形態では、ドライブゲインの振幅変動が連続的に測定される。いくつかの実施形態では、ドライブゲインの振幅変動がリアルタイムで測定される。いくつかの実施形態では、バッチの全ての原料が添加された後（例えば、事前に組み合わせられたか、又は事前に混合されたバッチ）、ドライブゲインの振幅変動が測定されて、バッチが完全に溶解されたか、又はバッチが追加の混合を必要とするかどうかを判定する。

【0037】

いくつかの実施形態では、ドライブゲインの振幅変動が監視されると、振幅変動が基準値と比較され得る。基準値は、例えば、所定の閾値又は基準参照値であってもよい。基準値は、バッチ原料が溶解していないことを示す値、バッチ原料が均質に分散していることを示す値、又はバッチ原料が完全に溶解していることを示す値に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、完全に溶解したバッチに対応する１つの基準値が、目標とされることができる。いくつかの実施形態では、２つの基準値が目標とされることができ、１つは完全に溶解したバッチに対応し、１つは均質に分散したバッチに対応する。いくつかの実施形態では、３つ以上の基準値が目標とされることができる。いくつかの実施形態では、これらの基準値が、参照点として使用されることができる。いくつかの実施形態では、本方法は、ドライブゲインの振幅変動が基準値より大きいか、又は小さいかどうかを判定することを含むことができる。例えば、振幅変動が基準値より大きい場合は、バッチ原料が均質に分散していることを示すことができ、振幅変動が基準値より小さい場合は、バッチ原料が完全に溶解していることを示すことができる。別の例として、２つの基準値が使用される場合、第１の基準値より大きい振幅変動は、バッチ原料が溶解していないことを示し得、第１の基準値より小さいが、第２の基準値より大きい振幅変動は、バッチ原料が均質に分散していることを示し得、第２の基準値未満の振幅変動は、バッチ原料が完全に溶解していることを示し得る。基準値は、同じレシピの異なるバッチでも同じであり得る。基準値は、異なるレシピに対して異なり得る。

【0038】

いくつかの実施形態では、本方法は、１つ以上の指標（例えば、信号又はアラート）を提供することを含む。指標は、不均質性の程度に対応し得る。ドライブゲインの振幅変動が基準値の１５％以内（例えば、１０％以内、５％以内、２％以内、又は１％以内）である場合、指標が提供され得る。例えば、１つの指標は、溶解していない原料を有するバッチに対応し得、別の指標は、均質に分散された原料を有するバッチに対応し得、更に別の指標は、完全に溶解した原料を有するバッチに対応し得る。いくつかの実施形態では、バッチ原料が完全に溶解している場合に指標が提供される。いくつかの実施形態では、バッチ原料が均質に分散している場合に指標が提供され、バッチ原料が完全に溶解している場合には別の指標が提供される。

【0039】

いくつかの実施形態では、原料が均質に分散されていることを指標が示した後にのみ追加の原料が添加される。いくつかの実施形態では、原料が完全に溶解したことを指標が示した後にのみ追加の原料が添加される。いくつかの実施形態では、原料が均質に分散していること、又は原料が完全に溶解していることを指標が示した後、追加の原料を添加するかどうかは、先の原料の特性に依存し、かつ、バッチレシピが前の原料が、均質に分散されることを必要とするか、又は次の原料を添加する前に完全に溶解されることを必要とするかどうかに依存する。

【0040】

いくつかの実施形態では、インライン密度デバイスと通信するソフトウェアは、ドライブゲインの振幅変動を監視することができ、ドライブゲインの振幅変動を比較することができ、振幅変動に基づいて指標を提供することができる。

【0041】

また、インライン密度デバイスを機器に後付けすることによって、既存の機器でこれらのプロセスを使用することも可能である。例えば、インライン密度デバイスは、著しい修正又は機器ダウン時間を必要とせずに、既存の製造プロセスに追加することができる。飲料を製造するための既存のバッチプロセス又は機器は、密度を測定するためのインライン密度デバイスを有する再循環ループを追加することによって、及び既存のバッチプロセスに変更することができる。図１は、後付け及び既存のシステムに追加され得る再循環ループ９０及びインライン密度デバイス１００を備えた例示的なシステム５０を示す。以下の実施例は、この方法をどのように使用して、飲料を作製するためのバッチプロセスにおける密度及び均質性を測定することができるかを示す。実施例は、測定がどのように行われるか、測定値を基準レシピ又は同じ飲料を製造する他のプロセスのどちらかと比較することができるかを示す。加えて、実施例は、この方法が、バッチ品質に影響を及ぼし得る密度又は均質性のわずかな変化を検出することができることを示す。これらの実施例は、この方法が、より複雑なオフライン密度測定装置及び方法とほぼ同じ精度で測定結果をもたらすことができることを更に示す。

【0042】

実施例１：
１つの実験は、約４０ガロンの水で開始した、シロップの２つの異なるバッチ（「バッチ１」及び「バッチ２」）の製造を試験した。原料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、及びＩを順に添加した。表１は、バッチ１及びバッチ２に添加された原料の配列及び質量を示す。したがって、例えば、原料Ａを２６６グラムの合計量で異なる２回バッチに添加し、バッチごとに１４４グラムの合計量で、原料Ｇをバッチ１に１回添加し、バッチ２に２回添加した。図６は、経時的なバッチ１の密度及びドライブゲインを示す。左のｙ軸は密度（ｇ／ｃｍ^３）を示し、右のｙ軸はドライブゲインを示し、ｘ軸は時間（秒）を示す。線３００は、経時的なバッチの密度を表し、線４００は、経時的なドライブゲインを表す。

【0043】

【表1】

【0044】

この実験では、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ密度計（density meter）（密度計（densitometer））を再循環ループモードに組み込んで、バッチプロセス中の原料の添加及び密度の変化を正確に追跡した。水を最初に混合タンクに添加し、密度計は水密度を測定した。各原料を固体粉末の形態で添加した。各原料が混合物中に添加されると、各原料は計量器を通過し、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ効果に起因して、図６の線３００によって示されるバッチの密度において急上昇を引き起こした。密度の各急上昇又は急激な増加は、混合物への原料の添加に対応する。各急上昇は、急上昇を引き起こした原料に対応する文字で標識される。十分に分散した混合物が存在すると、密度読み取りレベルは定常状態に安定する（図６の各急上昇間のプラトー領域によって示される）。また、各原料の濃度は、密度測定値に基づいて計算された。

【0045】

加えて、密度計はバッチのドライブゲインを測定した。図６の線４００によって示されるドライブゲインは、バッチ中の複数の相の存在を示す。図６に示すように、各原料がバッチに添加された時点で急上昇したドライブゲインは、次いで、元の値に又はその近くに減少した。急上昇後のドライブゲインの減少は、固体粉末が液体中に完全に溶解していることを示す。

【0046】

図６に示すように、ドライブゲインは、原料Ｇの添加に続いて増加し、次いで元よりも高くなってドライブゲイン値に安定した。これは、原料Ｇが空気を閉じ込められたことに起因し、そのため、密度読み取り値に影響を及ぼした。バッチが完全に混合された後であっても、ドライブゲインは、原料Ｇの添加後わずかに上昇したレベルのままであった。上昇したドライブゲインにもかかわらず、原料Ｈ及びＩを添加した後、ドライブゲインの変化を検出することが依然として可能であった。

【0047】

バッチ２中に原料Ｄを添加しなかった場合、原料Ｃを３回添加し（バッチ１における２回と比較して）、原料Ｇ及びＩを各２回添加した（バッチ１における各１回と比較して）。図７は、バッチ２の経時的な密度及びドライブゲインを示す。左のｙ軸は密度（ｇ／ｃｍ^３）を示し、右のｙ軸はドライブゲインを示し、ｘ軸は時間（秒）を示す。線３００は、経時的なバッチの密度を表し、線４００は、経時的なドライブゲインを示す。

【0048】

図３は、線３００が密度（ｇ／ｃｍ^３）を表し、線４００がドライブゲインを表す、原料Ｃがバッチ２中に添加された時点の図７の拡大図を示す。図３に示すように、線３００は３つの急上昇を示し、各々が原料Ｃの添加に対応する。同様に、ドライブゲインは、それらの時点の各々で急上昇する。原料Ｃの各添加の初期の急上昇の後、線３００は、増加した密度で定常状態に達した。線４００は、原料Ｃの添加後の増加したドライブゲイン、続いて原料Ｃが添加される前からの元々のドライブゲインへの低下を示す。この示した原料Ｃは、最初にバッチ中に未溶解で、短時間後に液体中に完全に溶解した。実施例１に関して論じたように、図７は、原料Ｇの添加後のバッチ２中のドライブゲインの同様の増加を示す。

【0049】

原料Ａ～Ｉに加えて、原料Ｉをバッチ２に添加した後、ガスをバッチに添加して、密度及びドライブゲイン測定値を試験した。ガス（図７で「Ｊ」と標識される）の添加は、ドライブゲインの顕著な急上昇及び密度の急激な減少を引き起こした。

【0050】

図８は、線３００が密度（ｇ／ｃｍ^３）を表す、原料Ｂが添加された時点の図７の拡大図を示す。原料Ｂは０．０２％未満のバッチの総質量を構成するが、図８は、非常に小さな質量の原料を添加することによって生じる密度のわずかな変化を検出することが可能であることを示す。図８は、バッチへの原料Ｂの添加の２段階に対応する「Ｂ」と標識された２つのピークを示す。

【0051】

バッチ１及びバッチ２の測定結果を使用して、密度計をどのように使用して、目標レシピデータを表す基準化された密度グラフを確立し、後続のバッチの品質を確保することができる。図９は、バッチ１及びバッチ２の密度の比較を示す。ｙ軸は密度（ｇ／ｃｍ^３）を示す。各バーは、原料が添加された後のバッチの密度を表す。例えば、バッチ１では、原料Ｃを２段階で添加したため、バー６及び７は各々、原料Ｃの添加に対応する。

【0052】

図９は、バッチ１の原料添加配列がバッチ２と一致する点で同じ密度を示すが、バッチ１とバッチ２との間の添加配列が異なるときの密度の偏差を示す。例えば、同じ量の原料Ｃをバッチ１及びバッチ２の両方に添加したが、原料Ｃをバッチ１の２段階及びバッチ２の３段階で添加した。添加配列の差のために、全ての原料Ｃがバッチ２に添加された訳ではないため、７における密度はバッチ１よりもバッチ２の方が低い。バッチ１とバッチ２とを比較すると、バッチ間の差を容易に判定することができる。したがって、バッチ１が基準化されたレシピである場合、図９を見ると、バッチ２が基準からいつ及びどのくらい偏差するかによって、容易に判定することができる。

【0053】

実施例２：
別の実験では、オフライン密度測定機器を使用してオフライン密度測定をバッチ２で行い、オフライン密度測定値の結果をインライン密度測定値と比較した。

【0054】

バッチ１及びバッチ２の密度を測定するために使用されるインライン密度デバイスは、±０．１ｋｇ／ｍ^３（±０．０００１ｇ／ｃｍ^３）の密度精度、及び±０．０２ｋｇ／ｍ^３（±０．００００２ｇ／ｃｍ^３）の密度再現性を有した。オフライン密度測定では、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＤＭＡ ５０００Ｍを使用した。デバイスは、±０．００５ｋｇ／ｍ^３（±０．０００００５ｇ／ｃｍ^３）の密度精度、±０．００１ｋｇ／ｍ^３（０．０００００１ｇ／ｃｍ^３）の密度再現性を有した。

【0055】

図１０は、インライン密度測定値とオフライン密度測定値との比較をグラフに示す。図１０は、ｙ軸上の濃度（質量％の原料）及びｘ軸上の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示す。図１０に示すように、インライン密度測定値は、オフライン密度測定値と同様であり、オフライン密度測定値とほぼ同一であり、インライン密度測定方法が、オフライン密度方法として少なくとも有効であることを示す。図１１は、バッチ２のインライン密度測定値とオフライン密度測定値との間の差を示す。図１１に示すように、ｙ軸は密度（ｇ／ｃｍ^３）を示し、ｘ軸は質量濃度を示す。図１１に示すデータ点は、インライン密度デバイスの測定値とオフライン密度デバイスとの間の差を表す。図１１は、インライン密度デバイスの測定値が非常にわずかな誤差を有することを示す。

【0056】

実施例３：
別の実験では、インライン密度デバイスが使用してバッチプロセスの密度及びドライブゲインを測定した。ドライブゲイン測定値を使用して、ドライブゲインの振幅変動が測定された。ドライブゲインの振幅変動は、測定されたドライブゲインに基づいて判定された。次いで、ドライブゲインの振幅変動が統計的に分析され、ドライブゲイン振幅変動を測定して、完全に溶解した混合物と均質に分散した混合物とを区別することができることを示した。図１２は、様々なサンプルについてのドライブゲイン振幅の統計分析の結果を示す。表２は、インライン密度デバイスを通過した各サンプルの組成を示す。

【0057】

【表2】

【0058】

サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦの各々について、密度計を使用してドライブゲイン振幅変動を測定した。測定データの各セットの信頼区間が図１２に示されている。サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦの信頼区間が、それぞれ線５００、線５０１、線５０２、線５０３、線５０４、及び線５０５によって図１２に示されている。

【0059】

更に、図１３は、サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦの各々のドライブゲインを示すボックスプロットを示す。サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦのボックスプロットが、それぞれ６００、６０１、６０２、６０３、６０４、及び６０５で図１２に示されている。ｘ軸は、ドライブゲインの値を示す。各ボックスは、各サンプルのドライブゲインのデータ点の中央５０％を示している。幅広いボックス（サンプルＣなど）は、ドライブゲインのデータ点が他のグループよりも広く分散していることを示す。ドライブゲインの広がりが大きいほど、より高いドライブゲイン振幅変動に対応する。

【0060】

図１２に示す信頼区間が重複しない場合、ドライブゲイン振幅変動は互いに大幅に異なる。例えば、サンプルＢ及びＦの信頼区間は重複するが、他の全てのサンプルは互いに大幅に異なっている。全体的なｐ値は、５％未満であるルビーン検定に基づいて、０に近い。この統計分析は、ドライブゲイン振幅変動が、バッチ又は混合物の状態の変動を検出するために使用され得ることを示す。

【0061】

更に、図１３に見られるように、最低ドライブゲイン振幅変動は、１つの構成要素（例えば、サンプルＡ（６００））のみで起こる。対照的に、最高ドライブゲイン振幅変動は、分散されるが溶解されない水に添加された微粉末を含むサンプルＣ（６０２）と共に存在する。ドライブゲイン振幅変動は、水に溶解した液体（例えば、サンプルＢ（６０１））と水に溶解した粉末（例えば、サンプルＦ（６０５））との両方について同様である。これは、原料が液体又は固体であるかどうかに関係なく、原料が完全に溶解すると、システムの挙動が同様であることを示す。

【0062】

ボックス６０３と比較して比較的小さいボックス６０４によって示されるように、システム摂動のない十分に混合され、均質に溶解されたサンプル（例えば、サンプルＥ（６０４））は、システム摂動がある同じサンプル（例えば、サンプルＤ（６０３））よりも少ないドライブゲイン振幅変動を有する。外部摂動は、例えば、圧力変化、気泡、ポンプ速度の変動、システム振動、流量変化などを含み得る。理論に拘束されるものではないが、サンプルＥは変動が少ないことを示しており、これは、均質な溶解により、サンプルＡにより類似するドライブゲイン振幅変動を伴う疑似単相混合物が作成されるためである。サンプルＥ（摂動がない）とサンプルＤ（摂動がある）を比較することによって示されるように、外部システム摂動は、ドライブゲイン振幅変動の増加を引き起こすことがある。

【0063】

したがって、実施例３に示すように、ドライブゲインの振幅変動が、均質に分散した混合物（例えば、サンプルＣ）と完全に溶解した混合物（例えば、サンプルＢ、Ｄ、Ｅ、及びＦ）とを区別するために使用され得る。

【0064】

本明細書で使用される場合、「完全に混合される」又は「十分に混合される」という用語は、原料がバッチ中に溶解又は混合されて、これによって混合物中の全ての原料が完全に分散されるように、バッチが混合されていることを意味する。例えば、固体粉末がバッチに添加される場合、バッチ内でもはや可視ではないとき、バッチは「完全に混合される」又は「十分に混合される」ことになる。加えて、密度の変動（例えば、密度計によって測定される場合）が±５％以下である場合、バッチは「完全に混合され」得るか、又は「十分に混合され」得る。

【0065】

例えば、原料の追跡、バッチ品質の監視、及び均質性又は溶解度の判定に関する本開示の原理は、飲料製造を越えた用途に適用することができる。例えば、これらの原理は、医薬品、家庭及びパーソナルケア、化学物質、及び油及びガスを含む他の産業における用途に使用され得る。

【0066】

本明細書で使用される場合、「均質に分散された」という用語は、混合物を構成する組成物が、混合物全体で均質に分散されているが、完全に溶解していてもよく、又は完全に溶解しなくてもよいことを意味する。

【0067】

本明細書で使用される場合、「完全に溶解された」又は「均質に溶解された」という用語は、バッチ内の全ての原料（例えば、固体、液体、又は気体）がバッチ内で溶解していることを意味する。

【0068】

「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項は、特許請求の範囲を解釈するために使用されることが意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者によって考えられるように、本発明の１つ以上であるが全てではない例示的な実施形態を示し得るが、決して本発明及び添付の特許請求の範囲を限定するものではない。

【0069】

特定の機能の実施及びそれらの関係を例示する機能的ビルディングブロックの助けにより、本発明を上で説明してきた。これらの機能的ビルディングブロックの境界は、説明の便宜上、本明細書において任意に定義されている。特定の機能及びこれらの関係が適切に行われる限り、代替の境界を定義することができる。

【0070】

特定の実施形態の前述の説明は、当業者が知識を適用することにより、他の人にも可能である、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に変更及び／又は適合させ、過度の実験をすることなく、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、本発明の一般的な性質を完全に明らかにするであろう。したがって、そのような適合及び修正は、本明細書で提示した教示及び指導に基づいて、開示された実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図される。本明細書の表現法又は用語法は、説明を目的とするものであって、限定するものではないことを理解されたく、その結果、本明細書の用語法又は表現法は、教示及び指導の観点から当業者によって解釈されるべきである。

【0071】

本発明の広がり及び範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、特許請求の範囲及びそれらの等価物に従ってのみ定義されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】