液体混合物を連続的に製造するための設備および方法
本発明は、圧送可能な少なくとも二種類の液状の成分（ｋ１，ｋ２）から成る液体製品（Ｐ）を連続的に製造するための設備（３０）であって、該設備（３０）が、各成分（ｋ１，ｋ２）に対する２つの貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と、両貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）に対する、成分（ｋ１，ｋ２）の目標質量流量を調整するための２つの質量流量調整回路（２ａ，１ｂ）と、液体製品（Ｐ）の成分（ｋ１，ｋ２）が供給される第１の管路（９ａ）と、二酸化炭素を供給するための第２の管路（９ｂ）と、充填タンク（１ｃ）とを備えており、第１の管路（９ａ）が、二酸化炭素と混合された液体製品（Ｐ）を充填タンク（１ｃ）内に供給するようになっている設備に関する。本発明によれば、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）とが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）との間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路（１）によって互いに接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧送可能な少なくとも一種類、特に少なくとも二種類の液状の成分から成る液体製品を連続的に製造するための設備であって、該設備が、各前記成分に対する第１の貯蔵タンクおよび第２の貯蔵タンクと、それぞれ第１の貯蔵タンクおよび第２の貯蔵タンクに対応配置された、前記成分の目標質量流量を調整するための第１の質量流量調整回路もしくは第２の質量流量調整回路とを備えており、前記成分を各貯蔵タンクから各質量流量調整回路に第１の圧送装置および第２の圧送装置が圧送するようになっており、前記成分の圧送方向に連続して、前記成分の実際質量流量を測定するための第１の流量計もしくは第２の流量計と、実際質量流量を調整するための第１の調整弁もしくは第２の調整弁とが接続されており、各質量流量調整回路に対して、第１の切換アッセンブリもしくは第２の切換アッセンブリが設けられており、該第１の切換アッセンブリもしくは該第２の切換アッセンブリが、１つには、各目標質量流量からの実際質量流量の逸脱時に前記成分を各貯蔵タンク内に返送するようになっていて、もう１つには、実際質量流量と各目標質量流量との合致時に前記成分を第１の管路内にその第１の端部において供給するようになっており、第１の管路が、二酸化炭素を供給するための第２の管路に接続されていて、第２の端部において充填タンクに接続されており、第１の管路が、二酸化炭素と混合された液体製品を充填タンク内に供給するようになっており、該充填タンクから断続的に液体製品の量が、充填管路を介して取り出されるようになっている設備に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、上述した設備を使用して、少なくとも二種類の成分と二酸化炭素とから成る液体製品を連続的に製造するための方法に関する。
【０００３】
背景技術
液体製品の製造において、多種の成分から成る液体製品を製造するための解決手段を提供する装置および方法が公知である。このような設備もしくは方法の役割には、多種の成分の準備、これらの成分の混合および後続処理設備への混合された液体製品の供給が含まれている。典型的には、後続処理ステップは、設けられた容器内への液体製品の充填である。たとえば、食品産業では、このような設備によって、種々異なる清涼飲料、乳含有の製品等が混合される。
【０００４】
たとえばシロップ濃縮物と水とから成る飲料の準備に対して付加的に、多くの例では、たとえばコカコーラ（登録商標）、ペプシコーラ（登録商標）等のように、飲料を付加的に二酸化炭素と混合することが１つの要求を成している。更なる要求は、種々異なる液体製品を同一の設備内で同時に製造する可能性である。
【０００５】
これらの要求を満たすためには、液体製品を製造するための設備が可能な限り適応性を備えて構想されていなければならない。
【０００６】
国際公開第９９／４８３８７号に基づき、少なくとも二種類の混合成分から食品混合物を製造することが公知である。複数の食品混合物に使用されるこのような混合成分は、ただ１つの設備部分に貯蔵され、この設備部分から、所望の食品混合物の製造のために提供される。複数の生産ラインへの共通の成分の供給によって、貯蔵タンク、測定・調整装置および管路の節約が達成される。
【０００７】
欧州特許出願公開第０３３４２１３号明細書には、流動性の混合物を連続的に製造するための方法が開示されている。この方法の場合、製造したい混合物の成分は、それぞれ各成分の目標質量流量が達成され、次いで、混合物の調整回路の安定化工程を待つ必要なしに、成分が混合されるまで、閉じられた回路において貯蔵タンク内に返送される。この解決手段の利点は、混合物が廃棄されなければならない安定化工程を実行する別の設備と異なり、混合物が、返送運転から混合運転への切換後すぐに規定の品質を有していて、ひいては、安定化工程が不要となるということにある。
【０００８】
二酸化炭素の添加時には、たとえば上述した方法により製造された混合物が中間タンク内に集められ、引き続き案内され、二酸化炭素と混合される。その後、完成した液体製品が充填タンク内に導入される。この充填タンクから、液体製品が充填のために取り出され、充填装置に引き続き案内される。
【０００９】
充填装置は、ストップ・ゴー原理にさらされている。すなわち、それぞれ異なる量の液体製品が断続的に取り出される。ストップ・ゴー運転は、製造ラインの別の設備部分、たとえばフィラ、ラベル貼り機等の誤り挙動に基づき生じる。したがって、液体製品を提供するための設備は、二酸化炭素と混合された混合物を、任意の取り出したい液体量で任意の期間にわたって提供することができなければならない。
【００１０】
発明の開示
本発明の課題は、混合物の調整回路のより安定した調整を達成することができ、二酸化炭素の添加下での液体成分の混合時にコストを削減することができ、また、保守が簡単であるような設備を提供することである。さらに、本発明の課題は、このような設備を運転するための方法を提供することである。
【００１１】
この課題を解決するために本発明に係る設備によれば、貯蔵タンクと充填タンクとが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンクと充填タンクとの間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路によって互いに接続されていて、該圧力補償管路と共に圧力補償システムを形成している。
【００１２】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、所定の量の液体製品を充填タンクから導出するための流出管路が、第１の管路の第１の端部を充填タンク、特に充填タンクの底範囲に接続しており、第１の管路と流出管路とが、液体製品の循環回路を形成している。
【００１３】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、第２の管路に二酸化炭素リザーバが接続されており、第２の管路が、第３の流量計と、第１の管路内に供給される二酸化炭素通流量を制御するための第３の調整弁とを有している。
【００１４】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、循環回路に第３の圧送装置が配置されており、該第３の圧送装置が、循環回路に位置する液体製品を混合エレメント、特に静的な混合エレメントに案内し、更には、圧送方向で見て混合エレメントの後方に配置された第１の切換弁の開放位置において充填タンクに案内するようになっている。
【００１５】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、循環回路に、第１の管路に接続された、特に第３の圧送装置と混合エレメントとの間に接続された、液体製品を冷却するための冷却エレメントが設けられている。
【００１６】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、第２の管路が、第３の圧送装置と冷却エレメントとの間で第１の管路に接続されている。
【００１７】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、二酸化炭素リザーバ（１ｄ）が、圧力補償システムに、第３の切換弁を備えた第４の管路によって接続されており、該第４の管路が、第３の切換弁の開放状態で二酸化炭素を圧力補償システムに案内するように形成されている。
【００１８】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、圧力補償システムにガスタンクが、第２の切換弁を備えた第３の管路によって接続されており、該第３の管路が、第２の切換弁の開放状態で、ガスタンク内に位置するガスを圧力補償システムに案内するように形成されている。
【００１９】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、充填タンクが、その内部における減圧のための第４の切換弁、特に正圧弁を有している。
【００２０】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、充填タンクが、液体製品の密度および／または温度および／または二酸化炭素含量を測定するためのコントロール回路を有している。
【００２１】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、充填タンクおよび／または第１の貯蔵タンクおよび／または第２の貯蔵タンクが、液面レベル測定機器を有している。
【００２２】
さらに、前述した課題を解決するために本発明に係る方法によれば、設備の運転中に、貯蔵タンクと充填タンクとの間の連続的な圧力補償を圧力補償管路によって行う。
【００２３】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、液体製品が、二酸化炭素目標値を維持するように、第３の調整弁によって、循環回路への二酸化炭素の通流量を調整する。
【００２４】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、貯蔵タンク内の液面レベルと充填タンク内の液面レベルとをほぼコンスタントに保つ。
【００２５】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、圧力補償システム内のガス圧を第３の切換弁の開放によって増加させる。
【００２６】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、循環回路での液体製品の循環を第３の圧送装置によってコンスタントに保つ。
【００２７】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、液体製品を冷却エレメントによって目標温度に保つ。
【００２８】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、液体製品を混合エレメントによって十分に混合する。
【００２９】
前述した課題は、冒頭で述べた設備において、貯蔵タンクと充填タンクとが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンクと充填タンクとの間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路によって互いに接続されていることによって解決される。貯蔵タンクと充填タンクとは圧力補償管路と共に圧力補償システムを形成している。
【００３０】
さらに、本発明に係る設備を使用して、少なくとも二種類の成分と二酸化炭素とから成る液体製品を連続的に製造するための方法が請求される。設備の運転中には、圧力補償管路によって貯蔵タンクと充填タンクとの間での連続的な圧力補償が行われる。
【００３１】
すなわち、本発明によれば、貯蔵タンクと充填タンクとの間の圧力補償機能を伴った設備および方法が提供される。これによって、大気圧下にある貯蔵・中間タンクと、増加させられた圧力下にある充填タンクとの使用に基づく、中間タンクと充填タンクとの間に高い圧力差が生じる従来の解決手段が排除される。たとえば、公知の解決手段では、中間タンクと充填タンクとの間の圧力差が最大７ｂａｒに設定されている。本発明の解決手段では、貯蔵タンクと充填タンクとの間のほぼ等しい圧力に基づき、液体量の調整がより簡単となる。特に充填装置のストップ・ゴー運転に基づき生じる、充填タンクと、液体を供給する管路／範囲との間の大きな圧力変動が、本発明に係る設備によって、本発明に係る方法での運転時にほぼ取り除かれる。
【００３２】
本発明のさらに有利な態様は、従属請求項および図面につき以下に説明する実施の形態から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】付属の構成要素とその接続部とを備えた本発明に係る設備の回路図である。
【００３４】
発明を実施するための形態
図１には、付属の構成部材とその接続部とを備えた本発明に係る設備３０の有利な実施の形態の回路図が示してある。二種類の液体成分ｋ１，ｋ２が第１の供給管路２６ａおよび第２の供給管路２６ｂを介して、それぞれ貯蔵タンク１ａ，１ｂ内に供給される。成分は、たとえば６０％の砂糖と４０％の果汁とから成るシロップおよび水であってよい。混合物は、たとえば２０％のシロップと８０％の水とから成っている。成分の量は、貯蔵タンク１ａ，１ｂ内の液面レベルに関連して、それぞれ１つの第１の供給切換弁２７ａおよび第２の供給切換弁２７ｂによって調整される。液面レベルは、それぞれ１つの液面レベル測定機器２１によって検出される。
【００３５】
第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２との混合物から成る液体製品Ｐを二酸化炭素と混合するためには、二酸化炭素リザーバ１ｄが働く。二酸化炭素と混合された液体製品Ｐは充填タンク１ｃ内に貯蔵される。この充填タンク１ｃも液面レベル測定機器２１を備えている。選択的には、組み合わされた充填・貯蔵タンクしか液面レベル測定機器２１を備えていないかまたは単にただ１つのタンクしか液面レベル測定機器２１を備えていない。
【００３６】
貯蔵タンク１ａ，１ｂは充填タンク１ｃに圧力補償管路１を介して接続されている。有利には、この圧力補償管路１は全てのタンク内の圧力を等しくするために働く。この圧力は１〜１０ｂａｒに設定されていて、典型的には６ｂａｒである。したがって、貯蔵タンク１ａ，１ｂと、充填タンク１ｃと、圧力補償管路１とが、圧力補償システムを成している。圧力補償工程を最小限に抑えるためには、貯蔵タンク１ａ，１ｂ内の液面レベルと充填タンク１ｃ内の液面レベルとが、ほぼコンスタントに保たれる。たとえば、供給管路２６ａを介して成分ｋ１を補充することなく、多くの量の成分ｋ１が第１の貯蔵タンク１ａから取り出されると、ガススペースの増加および液体高さの変化の結果、貯蔵タンク１ａ内にアンバランス、たとえば圧力補償管路を介して補償されなければならない負圧が生じてしまう。その結果、第２の貯蔵タンク１ｂ内の圧力と充填タンク１ｃ内の圧力とが減少してしまう。液体製品Ｐは二酸化炭素と混合されているので、充填タンク１ｃ内のより低い圧力によって二酸化炭素が液体製品Ｐから充填タンク１ｃの周辺に逃げ出し、これによって、液体製品Ｐが、要求された品質をもはや有していない危険がある。したがって、貯蔵タンク１ａ，１ｂおよび／または充填タンク１ｃからの液体取出しに伴う圧力変動が、圧力補償工程によって、ほぼ多くとも±０．２ｂａｒに制限される。すなわち、全てのタンク内のほぼコンスタントな液面レベルによって、減圧もしくは増圧が最小限に抑えられ、液体製品Ｐの高い品質に対する貢献が果たされる。
【００３７】
減圧を回避するための更なる可能性は、本発明に係る設備３０の有利な実施の形態によって提供される。この有利な実施の形態では、二酸化炭素リザーバ１ｄが、第３の切換弁２０を備えた第４の管路９ｅによって圧力補償システムに接続されている。第４の管路９ｅは、第３の切換弁２０の開放状態で二酸化炭素を圧力補償システムに案内するように形成されている。
【００３８】
本発明に係る設備３０の別の有利な実施の形態では、第２の切換弁１９を備えた第３の管路９ｃによって圧力補償システムに接続された付加的なガスタンク１８から圧力補償システムへのガスの供給によって減圧が阻止される。ガスは、第２の切換弁１９が開放状態にある場合に第３の管路９ｃを通して供給される。この変化形態は、空気のような別の、たとえばより安価なガスによる廉価な圧力調整を提供する。
【００３９】
逆の事例、すなわち、圧力補償システムにおける増圧時には、充填タンク１ｃに対応配置された第４の切換弁１２、特に正圧弁が、圧力補償システムの内部における減圧のために働く。本発明に係る設備３０の有利な実施の形態では、第４の切換弁１２が、１つには、圧力補償システムの減圧のために働き、もう１つには、圧力補償システムの空気抜きのために働くように形成されている。
【００４０】
圧力データが圧力センサ１３によって収集される。この圧力センサ１３は圧力補償システムに配置されていて、有利には充填タンク１ｃに対応配置されていて、圧力補償システムの内部に生じたガス圧を測定する。
【００４１】
以下に、すでに説明した圧力前提条件下での液体製品Ｐの製造を説明する。
【００４２】
各貯蔵タンク１ａ，１ｂが、特に欧州特許出願公開第０３３４２１３号明細書に詳しく開示された形式により第１の量調整回路２ａもしくは第２の量調整回路２ｂに接続されている。両量調整回路２ａ，２ｂは、図１に点線によって示してある。両量調整回路２ａ，２ｂは第１の圧送装置３ａおよび第２の圧送装置３ｂ、有利には液体ポンプを有している。両圧送装置３ａ，３ｂは第１の成分ｋ１もしくは第２の成分ｋ２を各貯蔵タンク１ａ，１ｂから各量調整回路２ａ，２ｂに圧送する。さらに、この量調整回路２ａ，２ｂは、成分ｋ１，ｋ２の圧送方向Ｆに連続して、成分ｋ１，ｋ２の実際質量流量を測定するための第１の流量計４ａもしくは第２の流量計４ｂと、実際質量流量を調整するための第１の調整弁５ａもしくは第２の調整弁５ｂとを有している。さらに、各質量流量調整回路２ａ，２ｂに対して、第１の切換アッセンブリ１４ａもしくは第２の切換アッセンブリ１４ｂが設けられている。この切換アッセンブリ１４ａ，１４ｂは、１つには、各目標質量流量からの実際質量流量の逸脱時に成分ｋ１，ｋ２を各貯蔵タンク１ａ，１ｂ内に返送し、もう１つには、実際質量流量と各目標質量流量との合致時に成分ｋ１，ｋ２を第１の管路９ａ内にその第１の端部２４ａにおいて供給する。本実施の形態では、第１の管路９ａの第１の端部２４ａが、第１の管路９ａへの第２の量調整回路２ｂの接続点２８ｂに合致している。第１の量調整回路２ａは、第１の管路９ａにおける箇所２８ａに接続される。図示していない実施の形態では、両量調整回路２ａ，２ｂの接続部２８ａ，２８ｂが第１の管路９ａの第１の端部２４ａに合致している。
【００４３】
本発明に係る設備３０の有利な実施の形態では、両量調整回路２ａ，２ｂの切換アッセンブリ１４ａ，１４ｂが、それぞれ１つの第１の返送切換弁６ａおよび第２の返送切換弁６ｂと、それぞれ１つの第１の供給切換弁７ａおよび第２の供給切換弁７ｂとを有している。切換アッセンブリ１４ａ，１４ｂの機能形式を第１の切換アッセンブリ１４ａに基づき説明する。第１の成分ｋ１の実際質量流量が目標質量流量から逸脱している場合には、第１の供給切換弁７ａが閉鎖され、第１の返送切換弁６ａが開放される。これによって、成分ｋ１が第１の量調整回路２ａに返送され、更には、第１の貯蔵タンク１ａ内に返送される。第１の成分ｋ１の実際質量流量が目標質量流量に合致している場合には、第１の供給切換弁７ａが開放され、第１の返送切換弁６ａが閉鎖される。これによって、第１の成分ｋ１が第１の管路９ａ内に案内されるものの、第２の成分ｋ２の実際質量流量も第２の成分ｋ２の目標質量流量に合致した場合に初めて案内される。言い換えると、全ての成分ｋ１，ｋ２は、各成分ｋ１，ｋ２がその目標質量流量に達した場合に初めて第１の管路９ａに供給される。有利には、このような供給の形態は、混合運転が開始されるやいなや、液体製品Ｐに含まれる成分ｋ１，ｋ２の要求濃度への即座の到達を招く。これによって、混合された液体製品Ｐの安定化が不要となる。これに対して、公知の解決手段では、混合物が安定化に至るまで廃棄されなければならない。図面には、符号Ｐで示した矢印によって、第１の管路９ａが液体製品Ｐを含んでいることが明示してある。
【００４４】
第１の管路９ａはその第１の端部２４ａにおいて、所定の量の液体製品Ｐを充填タンク１ｃから導出するための流出管路９ｄに接続されている。この流出管路９ｄそれ自体は充填タンク１ｃに、特に充填タンク１ｃの底範囲に接続されている。第１の管路９ａと流出管路９ｄとは、液体製品Ｐの循環回路８を成している。
【００４５】
さらに、第１の管路９ａは、二酸化炭素を供給するための第２の管路９ｂに接続されていて、第２の端部２４ｂにおいて充填タンク１ｃに接続されている。二酸化炭素リザーバ１ｄは第２の管路９ｂに接続されている。この第２の管路９ｂは、第３の流量計４ｃと、第１の管路９ａ内に供給される二酸化炭素通流量を調整するための第３の調整弁５ｃとを有している。特にこの第３の調整弁５ｃによって、循環回路８への二酸化炭素の通流量が調整されて、液体製品Ｐが二酸化炭素目標値を維持するようになっている。たとえば、典型的な清涼飲料では、液体混合物１リットルあたり約４リットルの二酸化炭素が混加される。
【００４６】
第１の管路９ａは、二酸化炭素と混合された液体製品Ｐを充填タンク１ｃ内に供給する。この充填タンク１ｃから断続的にかつコンスタントでない量の液体製品Ｐが充填管路２２を介して取り出され、導出切換弁２３を介して、冒頭で説明した充填装置２５内に導入される。第１の管路９ａを通した液体製品Ｐの圧送は、有利には液体ポンプとして形成された第３の圧送装置１７によって行われる。この第３の圧送装置１７は循環回路８に配置されていて、この循環回路８に位置する液体製品Ｐを混合エレメント１６内に案内し、更には、圧送方向Ｆで見てこの混合エレメント１６の後方（下流側）に配置された第１の切換弁１０の開放位置において充填タンク１ｃに案内するように形成されている。第１の切換弁１０は、付加的には、本発明に係る設備３０のスイッチオフ時に循環回路８を閉鎖する役割を有している。
【００４７】
有利には静的な混合エレメント、つまり、スタティックミキサとして形成された混合エレメント１６は、すでに第１の管路９ａ内で行われた、第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２との混合を均質性に関して改善する。有利には、混合エレメント１６は可能な限り第１の管路９ａの第２の端部２４ｂの近くに配置されており、これによって、良好に混合された液体製品Ｐが充填タンク１ｃ内に供給される。しかし、混合エレメント１６を第１の管路９ａに任意の箇所で接続することが可能である。
【００４８】
さらに、循環回路８は、第１の管路９ａに接続された、特に第３の圧送装置１７と混合エレメント１６との間に接続された、液体製品Ｐを冷却するための冷却エレメント１５を有している。この冷却エレメント１５によって、液体製品Ｐが目標温度にもたらされ、この目標温度に保たれる。この目標温度の維持は、製造ラインのストップ・ゴー運転に左右されずに保証されている。有利には、圧送方向Ｆで見て混合エレメント１６の上流側に冷却エレメント１５が位置決めされていると、液体製品Ｐがその温度と局所的な乱流とに関連して二酸化炭素を取り込むことが達成される。これによって、混合エレメント１６のパラメータを液体製品Ｐの最適な混合に調整することができる。しかし、たとえばプレート型熱交換器として形成された冷却エレメント１５は、第１の管路９ａに別の箇所で接続されてよい。さらに、規定の使用環境では、冷却エレメント１５を省略することができる。
【００４９】
本発明に係る設備３０の有利な実施の形態では、第２の管路９ｂが、第３の圧送装置１７と冷却エレメント１５との間で第１の管路９ａに接続されている。これによって、有利には、液体製品Ｐが、要求された全ての添加物を含んでおり、液体製品Ｐの特性の後続の変化を甘受する必要なく、冷却と混合とを最終製品に調整することができることが確保される。しかし、第１の管路９ａへの第２の管路９ｂの接続は、循環回路８の別の箇所で実現されてよい。
【００５０】
冷却および混合のあと、充填準備された液体製品Ｐが、循環切換弁１０の開放位置において充填タンク１ｃ内に案内される。
【００５１】
この充填タンク１ｃは、液体製品Ｐの密度および／または温度および／または二酸化炭素含量を測定するためのコントロール回路１１を有している。液体製品Ｐの密度の測定によって、液体製品Ｐの成分の濃度を推測することができる。特に密度は液体製品Ｐ内の砂糖濃度によって著しく変化する。密度の偏差が確認されると、濃度の即座の補正の形式の対応措置を即座に開始することができる。偏差は、第１の成分ｋ１の濃度および／または第２の成分ｋ２の濃度および／または二酸化炭素の濃度の変更によって補正される。液体製品Ｐは、充填タンク１ｃ内の該当成分および／または二酸化炭素の目標値が達成されるまで、循環回路８内で案内される。
【００５２】
たとえば、一方の液状の成分ｋ１の量が過度に少ない場合には、この成分ｋ１の第１の量調整回路２ａの切換アッセンブリ１４ａが、第１の管路９ａ内への供給に切り換えられ、ひいては、成分ｋ１の濃度が即座に高められる。
【００５３】
過度の量の成分ｋ１が確認されると、残りの成分、この場合には、第２の成分ｋ２が第１の管路９ａ内に供給される。必要に応じて、二酸化炭素濃度が付加的に変更されてよい。
【００５４】
過度に低い二酸化炭素濃度が確認されると、第３の調整弁５ｃが後調整され、これによって、多くの二酸化炭素が第１の管路９ａ内に供給される。
【００５５】
二酸化炭素濃度が過度に高い場合には、１つには、第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２とが互いに適正な比で第１の管路９ａ内に供給されることによって、この第１の管路９ａ内の液体割合を高める可能性が存在し、もう１つには、充填タンク１ｃ内の二酸化炭素のガス圧を第４の切換弁１２によって減少させ、これによって、二酸化炭素が、充填タンク内に位置する液体製品Ｐから充填タンク１ｃの周辺に逃げ出すことができる可能性が存在する。
【００５６】
液体製品Ｐの実際温度が目標温度に相当していない場合には、実際温度が冷却エレメント１５を介して後調整される。
【００５７】
充填装置２５の能動的な段階では、すなわち、充填装置２５が所定の量の液体製品Ｐを充填タンク１ｃから取り出す場合には、第１の管路９ａを介して、主として、等しい量の液体製品Ｐが補給される。この時点では、第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２とが第１の管路９ａ内に供給され、各貯蔵タンク１ａ，１ｂが第１の供給管路２６ａもしくは第２の供給管路２６ｂを介して補充される。
【００５８】
たとえば製造ラインの別の構成要素の障害が原因で生じることがある充填装置２５の受動的な段階では、循環回路８内での、充填タンク１ｃ内にかつ第１の管路９ａ内に位置する液体製品Ｐの循環が、第３の圧送装置１７によってコンスタントに保たれる。これによって、１つには、冷却エレメント１５の繰返しの通過により、液体製品が引き続き目標温度に保たれることが確保され、もう１つには、たとえば充填タンク１ｃ内での運動させられない貯蔵時に充填タンク１ｃの底への果汁成分の堆積によって著しく悪化することがある液体製品Ｐの混合品質が、混合エレメント１６の通過によって維持されることが確保される。
【００５９】
本発明の有利な実施の形態を図説したにもかかわらず、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の構成の範囲において別の多様な形式で実施されてよく、また、使用されてよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 圧力補償管路
１ａ 第１の貯蔵タンク
１ｂ 第２の貯蔵タンク
１ｃ 充填タンク
１ｄ 二酸化炭素リザーバ
２ａ 第１の質量流量調整回路
２ｂ 第２の質量流量調整回路
３ａ 第１の圧送装置
３ｂ 第２の圧送装置
４ａ 第１の流量計
４ｂ 第２の流量計
４ｃ 第３の流量計
５ａ 第１の調整弁
５ｂ 第２の調整弁
５ｃ 第３の調整弁
６ａ 第１の返送切換弁
６ｂ 第２の返送切換弁
７ａ 第１の供給切換弁
７ｂ 第２の供給切換弁
８ 循環回路
９ａ 第１の管路
９ｂ 第２の管路
９ｃ 第３の管路
９ｄ 流出管路
９ｅ 第４の管路
１０ 循環切換弁
１１ コントロール回路
１２ 第４の切換弁
１３ 圧力センサ
１４ａ 第１の切換アッセンブリ
１４ｂ 第２の切換アッセンブリ
１５ 冷却エレメント
１６ 混合エレメント
１７ 第３の圧送装置
１８ ガスタンク
１９ 第２の切換弁
２０ 第３の切換弁
２１ 液面レベル測定機器
２２ 充填管路
２３ 充填切換弁
２４ａ 第１の管路の第１の端部
２４ｂ 第１の管路の第２の端部
２５ 充填装置
２６ａ 第１の供給管路
２６ｂ 第２の供給管路
２７ａ 第１の供給切換弁
２７ｂ 第２の供給切換弁
２８ａ 第１の量調整回路の接続の箇所
２８ｂ 第２の量調整回路の接続点
Ｆ 圧送方向
Ｐ 液体製品
３０ 設備
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧送可能な少なくとも一種類、特に少なくとも二種類の液状の成分から成る液体製品を連続的に製造するための設備であって、該設備が、各前記成分に対する第１の貯蔵タンクおよび第２の貯蔵タンクと、それぞれ第１の貯蔵タンクおよび第２の貯蔵タンクに対応配置された、前記成分の目標質量流量を調整するための第１の質量流量調整回路もしくは第２の質量流量調整回路とを備えており、前記成分を各貯蔵タンクから各質量流量調整回路に第１の圧送装置および第２の圧送装置が圧送するようになっており、前記成分の圧送方向に連続して、前記成分の実際質量流量を測定するための第１の流量計もしくは第２の流量計と、実際質量流量を調整するための第１の調整弁もしくは第２の調整弁とが接続されており、各質量流量調整回路に対して、第１の切換アッセンブリもしくは第２の切換アッセンブリが設けられており、該第１の切換アッセンブリもしくは該第２の切換アッセンブリが、１つには、各目標質量流量からの実際質量流量の逸脱時に前記成分を各貯蔵タンク内に返送するようになっていて、もう１つには、実際質量流量と各目標質量流量との合致時に前記成分を第１の管路内にその第１の端部において供給するようになっており、第１の管路が、二酸化炭素を供給するための第２の管路に接続されていて、第２の端部において充填タンクに接続されており、第１の管路が、二酸化炭素と混合された液体製品を充填タンク内に供給するようになっており、該充填タンクから断続的に液体製品の量が、充填管路を介して取り出されるようになっている設備に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、上述した設備を使用して、少なくとも二種類の成分と二酸化炭素とから成る液体製品を連続的に製造するための方法に関する。
【０００３】
背景技術
液体製品の製造において、多種の成分から成る液体製品を製造するための解決手段を提供する装置および方法が公知である。このような設備もしくは方法の役割には、多種の成分の準備、これらの成分の混合および後続処理設備への混合された液体製品の供給が含まれている。典型的には、後続処理ステップは、設けられた容器内への液体製品の充填である。たとえば、食品産業では、このような設備によって、種々異なる清涼飲料、乳含有の製品等が混合される。
【０００４】
たとえばシロップ濃縮物と水とから成る飲料の準備に対して付加的に、多くの例では、たとえばコカコーラ（登録商標）、ペプシコーラ（登録商標）等のように、飲料を付加的に二酸化炭素と混合することが１つの要求を成している。更なる要求は、種々異なる液体製品を同一の設備内で同時に製造する可能性である。
【０００５】
これらの要求を満たすためには、液体製品を製造するための設備が可能な限り適応性を備えて構想されていなければならない。
【０００６】
国際公開第９９／４８３８７号に基づき、少なくとも二種類の混合成分から食品混合物を製造することが公知である。複数の食品混合物に使用されるこのような混合成分は、ただ１つの設備部分に貯蔵され、この設備部分から、所望の食品混合物の製造のために提供される。複数の生産ラインへの共通の成分の供給によって、貯蔵タンク、測定・調整装置および管路の節約が達成される。
【０００７】
欧州特許出願公開第０３３４２１３号明細書には、流動性の混合物を連続的に製造するための方法が開示されている。この方法の場合、製造したい混合物の成分は、それぞれ各成分の目標質量流量が達成され、次いで、混合物の調整回路の安定化工程を待つ必要なしに、成分が混合されるまで、閉じられた回路において貯蔵タンク内に返送される。この解決手段の利点は、混合物が廃棄されなければならない安定化工程を実行する別の設備と異なり、混合物が、返送運転から混合運転への切換後すぐに規定の品質を有していて、ひいては、安定化工程が不要となるということにある。
【０００８】
二酸化炭素の添加時には、たとえば上述した方法により製造された混合物が中間タンク内に集められ、引き続き案内され、二酸化炭素と混合される。その後、完成した液体製品が充填タンク内に導入される。この充填タンクから、液体製品が充填のために取り出され、充填装置に引き続き案内される。
【０００９】
充填装置は、ストップ・ゴー原理にさらされている。すなわち、それぞれ異なる量の液体製品が断続的に取り出される。ストップ・ゴー運転は、製造ラインの別の設備部分、たとえばフィラ、ラベル貼り機等の誤り挙動に基づき生じる。したがって、液体製品を提供するための設備は、二酸化炭素と混合された混合物を、任意の取り出したい液体量で任意の期間にわたって提供することができなければならない。
【００１０】
発明の開示
本発明の課題は、混合物の調整回路のより安定した調整を達成することができ、二酸化炭素の添加下での液体成分の混合時にコストを削減することができ、また、保守が簡単であるような設備を提供することである。さらに、本発明の課題は、このような設備を運転するための方法を提供することである。
【００１１】
この課題を解決するために本発明に係る設備によれば、貯蔵タンクと充填タンクとが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンクと充填タンクとの間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路によって互いに接続されていて、該圧力補償管路と共に圧力補償システムを形成している。
【００１２】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、所定の量の液体製品を充填タンクから導出するための流出管路が、第１の管路の第１の端部を充填タンク、特に充填タンクの底範囲に接続しており、第１の管路と流出管路とが、液体製品の循環回路を形成している。
【００１３】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、第２の管路に二酸化炭素リザーバが接続されており、第２の管路が、第３の流量計と、第１の管路内に供給される二酸化炭素通流量を制御するための第３の調整弁とを有している。
【００１４】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、循環回路に第３の圧送装置が配置されており、該第３の圧送装置が、循環回路に位置する液体製品を混合エレメント、特に静的な混合エレメントに案内し、更には、圧送方向で見て混合エレメントの後方に配置された第１の切換弁の開放位置において充填タンクに案内するようになっている。
【００１５】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、循環回路に、第１の管路に接続された、特に第３の圧送装置と混合エレメントとの間に接続された、液体製品を冷却するための冷却エレメントが設けられている。
【００１６】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、第２の管路が、第３の圧送装置と冷却エレメントとの間で第１の管路に接続されている。
【００１７】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、二酸化炭素リザーバ（１ｄ）が、圧力補償システムに、第３の切換弁を備えた第４の管路によって接続されており、該第４の管路が、第３の切換弁の開放状態で二酸化炭素を圧力補償システムに案内するように形成されている。
【００１８】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、圧力補償システムにガスタンクが、第２の切換弁を備えた第３の管路によって接続されており、該第３の管路が、第２の切換弁の開放状態で、ガスタンク内に位置するガスを圧力補償システムに案内するように形成されている。
【００１９】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、充填タンクが、その内部における減圧のための第４の切換弁、特に正圧弁を有している。
【００２０】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、充填タンクが、液体製品の密度および／または温度および／または二酸化炭素含量を測定するためのコントロール回路を有している。
【００２１】
本発明に係る設備の有利な態様によれば、充填タンクおよび／または第１の貯蔵タンクおよび／または第２の貯蔵タンクが、液面レベル測定機器を有している。
【００２２】
さらに、前述した課題を解決するために本発明に係る方法によれば、設備の運転中に、貯蔵タンクと充填タンクとの間の連続的な圧力補償を圧力補償管路によって行う。
【００２３】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、液体製品が、二酸化炭素目標値を維持するように、第３の調整弁によって、循環回路への二酸化炭素の通流量を調整する。
【００２４】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、貯蔵タンク内の液面レベルと充填タンク内の液面レベルとをほぼコンスタントに保つ。
【００２５】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、圧力補償システム内のガス圧を第３の切換弁の開放によって増加させる。
【００２６】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、循環回路での液体製品の循環を第３の圧送装置によってコンスタントに保つ。
【００２７】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、液体製品を冷却エレメントによって目標温度に保つ。
【００２８】
本発明に係る方法の有利な態様によれば、液体製品を混合エレメントによって十分に混合する。
【００２９】
前述した課題は、冒頭で述べた設備において、貯蔵タンクと充填タンクとが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンクと充填タンクとの間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路によって互いに接続されていることによって解決される。貯蔵タンクと充填タンクとは圧力補償管路と共に圧力補償システムを形成している。
【００３０】
さらに、本発明に係る設備を使用して、少なくとも二種類の成分と二酸化炭素とから成る液体製品を連続的に製造するための方法が請求される。設備の運転中には、圧力補償管路によって貯蔵タンクと充填タンクとの間での連続的な圧力補償が行われる。
【００３１】
すなわち、本発明によれば、貯蔵タンクと充填タンクとの間の圧力補償機能を伴った設備および方法が提供される。これによって、大気圧下にある貯蔵・中間タンクと、増加させられた圧力下にある充填タンクとの使用に基づく、中間タンクと充填タンクとの間に高い圧力差が生じる従来の解決手段が排除される。たとえば、公知の解決手段では、中間タンクと充填タンクとの間の圧力差が最大７ｂａｒに設定されている。本発明の解決手段では、貯蔵タンクと充填タンクとの間のほぼ等しい圧力に基づき、液体量の調整がより簡単となる。特に充填装置のストップ・ゴー運転に基づき生じる、充填タンクと、液体を供給する管路／範囲との間の大きな圧力変動が、本発明に係る設備によって、本発明に係る方法での運転時にほぼ取り除かれる。
【００３２】
本発明のさらに有利な態様は、従属請求項および図面につき以下に説明する実施の形態から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】付属の構成要素とその接続部とを備えた本発明に係る設備の回路図である。
【００３４】
発明を実施するための形態
図１には、付属の構成部材とその接続部とを備えた本発明に係る設備３０の有利な実施の形態の回路図が示してある。二種類の液体成分ｋ１，ｋ２が第１の供給管路２６ａおよび第２の供給管路２６ｂを介して、それぞれ貯蔵タンク１ａ，１ｂ内に供給される。成分は、たとえば６０％の砂糖と４０％の果汁とから成るシロップおよび水であってよい。混合物は、たとえば２０％のシロップと８０％の水とから成っている。成分の量は、貯蔵タンク１ａ，１ｂ内の液面レベルに関連して、それぞれ１つの第１の供給切換弁２７ａおよび第２の供給切換弁２７ｂによって調整される。液面レベルは、それぞれ１つの液面レベル測定機器２１によって検出される。
【００３５】
第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２との混合物から成る液体製品Ｐを二酸化炭素と混合するためには、二酸化炭素リザーバ１ｄが働く。二酸化炭素と混合された液体製品Ｐは充填タンク１ｃ内に貯蔵される。この充填タンク１ｃも液面レベル測定機器２１を備えている。選択的には、組み合わされた充填・貯蔵タンクしか液面レベル測定機器２１を備えていないかまたは単にただ１つのタンクしか液面レベル測定機器２１を備えていない。
【００３６】
貯蔵タンク１ａ，１ｂは充填タンク１ｃに圧力補償管路１を介して接続されている。有利には、この圧力補償管路１は全てのタンク内の圧力を等しくするために働く。この圧力は１〜１０ｂａｒに設定されていて、典型的には６ｂａｒである。したがって、貯蔵タンク１ａ，１ｂと、充填タンク１ｃと、圧力補償管路１とが、圧力補償システムを成している。圧力補償工程を最小限に抑えるためには、貯蔵タンク１ａ，１ｂ内の液面レベルと充填タンク１ｃ内の液面レベルとが、ほぼコンスタントに保たれる。たとえば、供給管路２６ａを介して成分ｋ１を補充することなく、多くの量の成分ｋ１が第１の貯蔵タンク１ａから取り出されると、ガススペースの増加および液体高さの変化の結果、貯蔵タンク１ａ内にアンバランス、たとえば圧力補償管路を介して補償されなければならない負圧が生じてしまう。その結果、第２の貯蔵タンク１ｂ内の圧力と充填タンク１ｃ内の圧力とが減少してしまう。液体製品Ｐは二酸化炭素と混合されているので、充填タンク１ｃ内のより低い圧力によって二酸化炭素が液体製品Ｐから充填タンク１ｃの周辺に逃げ出し、これによって、液体製品Ｐが、要求された品質をもはや有していない危険がある。したがって、貯蔵タンク１ａ，１ｂおよび／または充填タンク１ｃからの液体取出しに伴う圧力変動が、圧力補償工程によって、ほぼ多くとも±０．２ｂａｒに制限される。すなわち、全てのタンク内のほぼコンスタントな液面レベルによって、減圧もしくは増圧が最小限に抑えられ、液体製品Ｐの高い品質に対する貢献が果たされる。
【００３７】
減圧を回避するための更なる可能性は、本発明に係る設備３０の有利な実施の形態によって提供される。この有利な実施の形態では、二酸化炭素リザーバ１ｄが、第３の切換弁２０を備えた第４の管路９ｅによって圧力補償システムに接続されている。第４の管路９ｅは、第３の切換弁２０の開放状態で二酸化炭素を圧力補償システムに案内するように形成されている。
【００３８】
本発明に係る設備３０の別の有利な実施の形態では、第２の切換弁１９を備えた第３の管路９ｃによって圧力補償システムに接続された付加的なガスタンク１８から圧力補償システムへのガスの供給によって減圧が阻止される。ガスは、第２の切換弁１９が開放状態にある場合に第３の管路９ｃを通して供給される。この変化形態は、空気のような別の、たとえばより安価なガスによる廉価な圧力調整を提供する。
【００３９】
逆の事例、すなわち、圧力補償システムにおける増圧時には、充填タンク１ｃに対応配置された第４の切換弁１２、特に正圧弁が、圧力補償システムの内部における減圧のために働く。本発明に係る設備３０の有利な実施の形態では、第４の切換弁１２が、１つには、圧力補償システムの減圧のために働き、もう１つには、圧力補償システムの空気抜きのために働くように形成されている。
【００４０】
圧力データが圧力センサ１３によって収集される。この圧力センサ１３は圧力補償システムに配置されていて、有利には充填タンク１ｃに対応配置されていて、圧力補償システムの内部に生じたガス圧を測定する。
【００４１】
以下に、すでに説明した圧力前提条件下での液体製品Ｐの製造を説明する。
【００４２】
各貯蔵タンク１ａ，１ｂが、特に欧州特許出願公開第０３３４２１３号明細書に詳しく開示された形式により第１の量調整回路２ａもしくは第２の量調整回路２ｂに接続されている。両量調整回路２ａ，２ｂは、図１に点線によって示してある。両量調整回路２ａ，２ｂは第１の圧送装置３ａおよび第２の圧送装置３ｂ、有利には液体ポンプを有している。両圧送装置３ａ，３ｂは第１の成分ｋ１もしくは第２の成分ｋ２を各貯蔵タンク１ａ，１ｂから各量調整回路２ａ，２ｂに圧送する。さらに、この量調整回路２ａ，２ｂは、成分ｋ１，ｋ２の圧送方向Ｆに連続して、成分ｋ１，ｋ２の実際質量流量を測定するための第１の流量計４ａもしくは第２の流量計４ｂと、実際質量流量を調整するための第１の調整弁５ａもしくは第２の調整弁５ｂとを有している。さらに、各質量流量調整回路２ａ，２ｂに対して、第１の切換アッセンブリ１４ａもしくは第２の切換アッセンブリ１４ｂが設けられている。この切換アッセンブリ１４ａ，１４ｂは、１つには、各目標質量流量からの実際質量流量の逸脱時に成分ｋ１，ｋ２を各貯蔵タンク１ａ，１ｂ内に返送し、もう１つには、実際質量流量と各目標質量流量との合致時に成分ｋ１，ｋ２を第１の管路９ａ内にその第１の端部２４ａにおいて供給する。本実施の形態では、第１の管路９ａの第１の端部２４ａが、第１の管路９ａへの第２の量調整回路２ｂの接続点２８ｂに合致している。第１の量調整回路２ａは、第１の管路９ａにおける箇所２８ａに接続される。図示していない実施の形態では、両量調整回路２ａ，２ｂの接続部２８ａ，２８ｂが第１の管路９ａの第１の端部２４ａに合致している。
【００４３】
本発明に係る設備３０の有利な実施の形態では、両量調整回路２ａ，２ｂの切換アッセンブリ１４ａ，１４ｂが、それぞれ１つの第１の返送切換弁６ａおよび第２の返送切換弁６ｂと、それぞれ１つの第１の供給切換弁７ａおよび第２の供給切換弁７ｂとを有している。切換アッセンブリ１４ａ，１４ｂの機能形式を第１の切換アッセンブリ１４ａに基づき説明する。第１の成分ｋ１の実際質量流量が目標質量流量から逸脱している場合には、第１の供給切換弁７ａが閉鎖され、第１の返送切換弁６ａが開放される。これによって、成分ｋ１が第１の量調整回路２ａに返送され、更には、第１の貯蔵タンク１ａ内に返送される。第１の成分ｋ１の実際質量流量が目標質量流量に合致している場合には、第１の供給切換弁７ａが開放され、第１の返送切換弁６ａが閉鎖される。これによって、第１の成分ｋ１が第１の管路９ａ内に案内されるものの、第２の成分ｋ２の実際質量流量も第２の成分ｋ２の目標質量流量に合致した場合に初めて案内される。言い換えると、全ての成分ｋ１，ｋ２は、各成分ｋ１，ｋ２がその目標質量流量に達した場合に初めて第１の管路９ａに供給される。有利には、このような供給の形態は、混合運転が開始されるやいなや、液体製品Ｐに含まれる成分ｋ１，ｋ２の要求濃度への即座の到達を招く。これによって、混合された液体製品Ｐの安定化が不要となる。これに対して、公知の解決手段では、混合物が安定化に至るまで廃棄されなければならない。図面には、符号Ｐで示した矢印によって、第１の管路９ａが液体製品Ｐを含んでいることが明示してある。
【００４４】
第１の管路９ａはその第１の端部２４ａにおいて、所定の量の液体製品Ｐを充填タンク１ｃから導出するための流出管路９ｄに接続されている。この流出管路９ｄそれ自体は充填タンク１ｃに、特に充填タンク１ｃの底範囲に接続されている。第１の管路９ａと流出管路９ｄとは、液体製品Ｐの循環回路８を成している。
【００４５】
さらに、第１の管路９ａは、二酸化炭素を供給するための第２の管路９ｂに接続されていて、第２の端部２４ｂにおいて充填タンク１ｃに接続されている。二酸化炭素リザーバ１ｄは第２の管路９ｂに接続されている。この第２の管路９ｂは、第３の流量計４ｃと、第１の管路９ａ内に供給される二酸化炭素通流量を調整するための第３の調整弁５ｃとを有している。特にこの第３の調整弁５ｃによって、循環回路８への二酸化炭素の通流量が調整されて、液体製品Ｐが二酸化炭素目標値を維持するようになっている。たとえば、典型的な清涼飲料では、液体混合物１リットルあたり約４リットルの二酸化炭素が混加される。
【００４６】
第１の管路９ａは、二酸化炭素と混合された液体製品Ｐを充填タンク１ｃ内に供給する。この充填タンク１ｃから断続的にかつコンスタントでない量の液体製品Ｐが充填管路２２を介して取り出され、導出切換弁２３を介して、冒頭で説明した充填装置２５内に導入される。第１の管路９ａを通した液体製品Ｐの圧送は、有利には液体ポンプとして形成された第３の圧送装置１７によって行われる。この第３の圧送装置１７は循環回路８に配置されていて、この循環回路８に位置する液体製品Ｐを混合エレメント１６内に案内し、更には、圧送方向Ｆで見てこの混合エレメント１６の後方（下流側）に配置された第１の切換弁１０の開放位置において充填タンク１ｃに案内するように形成されている。第１の切換弁１０は、付加的には、本発明に係る設備３０のスイッチオフ時に循環回路８を閉鎖する役割を有している。
【００４７】
有利には静的な混合エレメント、つまり、スタティックミキサとして形成された混合エレメント１６は、すでに第１の管路９ａ内で行われた、第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２との混合を均質性に関して改善する。有利には、混合エレメント１６は可能な限り第１の管路９ａの第２の端部２４ｂの近くに配置されており、これによって、良好に混合された液体製品Ｐが充填タンク１ｃ内に供給される。しかし、混合エレメント１６を第１の管路９ａに任意の箇所で接続することが可能である。
【００４８】
さらに、循環回路８は、第１の管路９ａに接続された、特に第３の圧送装置１７と混合エレメント１６との間に接続された、液体製品Ｐを冷却するための冷却エレメント１５を有している。この冷却エレメント１５によって、液体製品Ｐが目標温度にもたらされ、この目標温度に保たれる。この目標温度の維持は、製造ラインのストップ・ゴー運転に左右されずに保証されている。有利には、圧送方向Ｆで見て混合エレメント１６の上流側に冷却エレメント１５が位置決めされていると、液体製品Ｐがその温度と局所的な乱流とに関連して二酸化炭素を取り込むことが達成される。これによって、混合エレメント１６のパラメータを液体製品Ｐの最適な混合に調整することができる。しかし、たとえばプレート型熱交換器として形成された冷却エレメント１５は、第１の管路９ａに別の箇所で接続されてよい。さらに、規定の使用環境では、冷却エレメント１５を省略することができる。
【００４９】
本発明に係る設備３０の有利な実施の形態では、第２の管路９ｂが、第３の圧送装置１７と冷却エレメント１５との間で第１の管路９ａに接続されている。これによって、有利には、液体製品Ｐが、要求された全ての添加物を含んでおり、液体製品Ｐの特性の後続の変化を甘受する必要なく、冷却と混合とを最終製品に調整することができることが確保される。しかし、第１の管路９ａへの第２の管路９ｂの接続は、循環回路８の別の箇所で実現されてよい。
【００５０】
冷却および混合のあと、充填準備された液体製品Ｐが、循環切換弁１０の開放位置において充填タンク１ｃ内に案内される。
【００５１】
この充填タンク１ｃは、液体製品Ｐの密度および／または温度および／または二酸化炭素含量を測定するためのコントロール回路１１を有している。液体製品Ｐの密度の測定によって、液体製品Ｐの成分の濃度を推測することができる。特に密度は液体製品Ｐ内の砂糖濃度によって著しく変化する。密度の偏差が確認されると、濃度の即座の補正の形式の対応措置を即座に開始することができる。偏差は、第１の成分ｋ１の濃度および／または第２の成分ｋ２の濃度および／または二酸化炭素の濃度の変更によって補正される。液体製品Ｐは、充填タンク１ｃ内の該当成分および／または二酸化炭素の目標値が達成されるまで、循環回路８内で案内される。
【００５２】
たとえば、一方の液状の成分ｋ１の量が過度に少ない場合には、この成分ｋ１の第１の量調整回路２ａの切換アッセンブリ１４ａが、第１の管路９ａ内への供給に切り換えられ、ひいては、成分ｋ１の濃度が即座に高められる。
【００５３】
過度の量の成分ｋ１が確認されると、残りの成分、この場合には、第２の成分ｋ２が第１の管路９ａ内に供給される。必要に応じて、二酸化炭素濃度が付加的に変更されてよい。
【００５４】
過度に低い二酸化炭素濃度が確認されると、第３の調整弁５ｃが後調整され、これによって、多くの二酸化炭素が第１の管路９ａ内に供給される。
【００５５】
二酸化炭素濃度が過度に高い場合には、１つには、第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２とが互いに適正な比で第１の管路９ａ内に供給されることによって、この第１の管路９ａ内の液体割合を高める可能性が存在し、もう１つには、充填タンク１ｃ内の二酸化炭素のガス圧を第４の切換弁１２によって減少させ、これによって、二酸化炭素が、充填タンク内に位置する液体製品Ｐから充填タンク１ｃの周辺に逃げ出すことができる可能性が存在する。
【００５６】
液体製品Ｐの実際温度が目標温度に相当していない場合には、実際温度が冷却エレメント１５を介して後調整される。
【００５７】
充填装置２５の能動的な段階では、すなわち、充填装置２５が所定の量の液体製品Ｐを充填タンク１ｃから取り出す場合には、第１の管路９ａを介して、主として、等しい量の液体製品Ｐが補給される。この時点では、第１の成分ｋ１と第２の成分ｋ２とが第１の管路９ａ内に供給され、各貯蔵タンク１ａ，１ｂが第１の供給管路２６ａもしくは第２の供給管路２６ｂを介して補充される。
【００５８】
たとえば製造ラインの別の構成要素の障害が原因で生じることがある充填装置２５の受動的な段階では、循環回路８内での、充填タンク１ｃ内にかつ第１の管路９ａ内に位置する液体製品Ｐの循環が、第３の圧送装置１７によってコンスタントに保たれる。これによって、１つには、冷却エレメント１５の繰返しの通過により、液体製品が引き続き目標温度に保たれることが確保され、もう１つには、たとえば充填タンク１ｃ内での運動させられない貯蔵時に充填タンク１ｃの底への果汁成分の堆積によって著しく悪化することがある液体製品Ｐの混合品質が、混合エレメント１６の通過によって維持されることが確保される。
【００５９】
本発明の有利な実施の形態を図説したにもかかわらず、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の構成の範囲において別の多様な形式で実施されてよく、また、使用されてよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 圧力補償管路
１ａ 第１の貯蔵タンク
１ｂ 第２の貯蔵タンク
１ｃ 充填タンク
１ｄ 二酸化炭素リザーバ
２ａ 第１の質量流量調整回路
２ｂ 第２の質量流量調整回路
３ａ 第１の圧送装置
３ｂ 第２の圧送装置
４ａ 第１の流量計
４ｂ 第２の流量計
４ｃ 第３の流量計
５ａ 第１の調整弁
５ｂ 第２の調整弁
５ｃ 第３の調整弁
６ａ 第１の返送切換弁
６ｂ 第２の返送切換弁
７ａ 第１の供給切換弁
７ｂ 第２の供給切換弁
８ 循環回路
９ａ 第１の管路
９ｂ 第２の管路
９ｃ 第３の管路
９ｄ 流出管路
９ｅ 第４の管路
１０ 循環切換弁
１１ コントロール回路
１２ 第４の切換弁
１３ 圧力センサ
１４ａ 第１の切換アッセンブリ
１４ｂ 第２の切換アッセンブリ
１５ 冷却エレメント
１６ 混合エレメント
１７ 第３の圧送装置
１８ ガスタンク
１９ 第２の切換弁
２０ 第３の切換弁
２１ 液面レベル測定機器
２２ 充填管路
２３ 充填切換弁
２４ａ 第１の管路の第１の端部
２４ｂ 第１の管路の第２の端部
２５ 充填装置
２６ａ 第１の供給管路
２６ｂ 第２の供給管路
２７ａ 第１の供給切換弁
２７ｂ 第２の供給切換弁
２８ａ 第１の量調整回路の接続の箇所
２８ｂ 第２の量調整回路の接続点
Ｆ 圧送方向
Ｐ 液体製品
３０ 設備
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧送可能な少なくとも二種類の液状の成分（ｋ１，ｋ２）から成る液体製品（Ｐ）を連続的に製造するための設備（３０）であって、該設備（３０）が、各前記成分（ｋ１，ｋ２）に対する第１の貯蔵タンク（１ａ）および第２の貯蔵タンク（１ｂ）と、それぞれ第１の貯蔵タンク（１ａ）および第２の貯蔵タンク（１ｂ）に対応配置された、前記成分（ｋ１，ｋ２）の目標質量流量を調整するための第１の質量流量調整回路（２ａ）もしくは第２の質量流量調整回路（２ｂ）とを備えており、前記成分（ｋ１，ｋ２）を各貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）から各質量流量調整回路（２ａ，２ｂ）に第１の圧送装置（３ａ）および第２の圧送装置（３ｂ）が圧送するようになっており、前記成分（ｋ１，ｋ２）の圧送方向（Ｆ）に連続して、前記成分（ｋ１，ｋ２）の実際質量流量を測定するための第１の流量計（４ａ）もしくは第２の流量計（４ｂ）と、実際質量流量を調整するための第１の調整弁（５ａ）もしくは第２の調整弁（５ｂ）とが接続されており、各質量流量調整回路（２ａ，２ｂ）に対して、第１の切換アッセンブリ（１４ａ）もしくは第２の切換アッセンブリ（１４ｂ）が設けられており、該第１の切換アッセンブリ（１４ａ）もしくは該第２の切換アッセンブリ（１４ｂ）が、１つには、各目標質量流量からの実際質量流量の逸脱時に前記成分（ｋ１，ｋ２）を各貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）内に返送するようになっていて、もう１つには、実際質量流量と各目標質量流量との合致時に前記成分（ｋ１，ｋ２）を第１の管路（９ａ）内にその第１の端部（２４ａ）において供給するようになっており、第１の管路（９ａ）が、二酸化炭素を供給するための第２の管路（９ｂ）に接続されていて、第２の端部（２４ｂ）において充填タンク（１ｃ）に接続されており、第１の管路（９ａ）が、二酸化炭素と混合された液体製品（Ｐ）を充填タンク（１ｃ）内に供給するようになっており、該充填タンク（１ｃ）から断続的に液体製品（Ｐ）の量が、充填管路（２２）を介して取り出されるようになっている設備において、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）とが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）との間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路（１）によって互いに接続されていて、該圧力補償管路（１）と共に圧力補償システムを形成していることを特徴とする、液体製品を連続的に製造するための設備。
【請求項２】
所定の量の液体製品（Ｐ）を充填タンク（１ｃ）から導出するための流出管路（９ｄ）が、第１の管路（９ａ）の第１の端部（２４ａ）を充填タンク（１ｃ）、特に充填タンク（１ｃ）の底範囲に接続しており、第１の管路（９ａ）と流出管路（９ｄ）とが、液体製品（Ｐ）の循環回路（８）を形成している、請求項１記載の設備。
【請求項３】
第２の管路（９ｂ）に二酸化炭素リザーバ（１ｄ）が接続されており、第２の管路（９ｂ）が、第３の流量計（４ｃ）と、第１の管路（９ａ）内に供給される二酸化炭素通流量を制御するための第３の調整弁（５ｃ）とを有している、請求項１または２記載の設備。
【請求項４】
循環回路（８）に第３の圧送装置（１７）が配置されており、該第３の圧送装置（１７）が、循環回路（８）に位置する液体製品（Ｐ）を混合エレメント（１６）、特に静的な混合エレメントに案内し、更には、圧送方向（Ｆ）で見て混合エレメント（１６）の後方に配置された第１の切換弁（１０）の開放位置において充填タンク（１ｃ）に案内するようになっている、請求項２または３記載の設備。
【請求項５】
循環回路（８）に、第１の管路（９ａ）に接続された、特に第３の圧送装置（１７）と混合エレメント（１６）との間に接続された、液体製品（Ｐ）を冷却するための冷却エレメント（１５）が設けられている、請求項４記載の設備。
【請求項６】
第２の管路（９ｂ）が、第３の圧送装置（１７）と冷却エレメント（１５）との間で第１の管路（９ａ）に接続されている、請求項５記載の設備。
【請求項７】
二酸化炭素リザーバ（１ｄ）が、圧力補償システムに、第３の切換弁（２０）を備えた第４の管路（９ｅ）によって接続されており、該第４の管路（９ｅ）が、第３の切換弁（２０）の開放状態で二酸化炭素を圧力補償システムに案内するように形成されている、請求項３記載の設備。
【請求項８】
圧力補償システムにガスタンク（１８）が、第２の切換弁（１９）を備えた第３の管路（９ｃ）によって接続されており、該第３の管路（９ｃ）が、第２の切換弁（１９）の開放状態で、ガスタンク（１８）内に位置するガスを圧力補償システムに案内するように形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の設備。
【請求項９】
充填タンク（１ｃ）が、その内部における減圧のための第４の切換弁（１２）、特に正圧弁を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の設備。
【請求項１０】
充填タンク（１ｃ）が、液体製品（Ｐ）の密度および／または温度および／または二酸化炭素含量を測定するためのコントロール回路（１１）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の設備。
【請求項１１】
充填タンク（１ｃ）および／または第１の貯蔵タンク（１ａ）および／または第２の貯蔵タンク（１ｂ）が、液面レベル測定機器（２１）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の設備。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の設備（３０）を使用して、少なくとも二種類の成分（ｋ１，ｋ２）と二酸化炭素とから成る液体製品（Ｐ）を連続的に製造するための方法において、設備（３０）の運転中に、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）との間の連続的な圧力補償を圧力補償管路（１）によって行うことを特徴とする、液体製品を連続的に製造するための方法。
【請求項１３】
液体製品（Ｐ）が、二酸化炭素目標値を維持するように、第３の調整弁（５ｃ）によって、循環回路（８）への二酸化炭素の通流量を調整する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）内の液面レベルと充填タンク（１ｃ）内の液面レベルとをほぼコンスタントに保つ、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
圧力補償システム内のガス圧を第３の切換弁（２０）の開放によって増加させる、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
循環回路（８）での液体製品（Ｐ）の循環を第３の圧送装置（１７）によってコンスタントに保つ、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
液体製品（Ｐ）を冷却エレメント（１５）によって目標温度に保つ、請求項１２から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
液体製品（Ｐ）を混合エレメント（１６）によって十分に混合する、請求項１２から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１】
圧送可能な少なくとも二種類の液状の成分（ｋ１，ｋ２）から成る液体製品（Ｐ）を連続的に製造するための設備（３０）であって、該設備（３０）が、各前記成分（ｋ１，ｋ２）に対する第１の貯蔵タンク（１ａ）および第２の貯蔵タンク（１ｂ）と、それぞれ第１の貯蔵タンク（１ａ）および第２の貯蔵タンク（１ｂ）に対応配置された、前記成分（ｋ１，ｋ２）の目標質量流量を調整するための第１の質量流量調整回路（２ａ）もしくは第２の質量流量調整回路（２ｂ）とを備えており、前記成分（ｋ１，ｋ２）を各貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）から各質量流量調整回路（２ａ，２ｂ）に第１の圧送装置（３ａ）および第２の圧送装置（３ｂ）が圧送するようになっており、前記成分（ｋ１，ｋ２）の圧送方向（Ｆ）に連続して、前記成分（ｋ１，ｋ２）の実際質量流量を測定するための第１の流量計（４ａ）もしくは第２の流量計（４ｂ）と、実際質量流量を調整するための第１の調整弁（５ａ）もしくは第２の調整弁（５ｂ）とが接続されており、各質量流量調整回路（２ａ，２ｂ）に対して、第１の切換アッセンブリ（１４ａ）もしくは第２の切換アッセンブリ（１４ｂ）が設けられており、該第１の切換アッセンブリ（１４ａ）もしくは該第２の切換アッセンブリ（１４ｂ）が、１つには、各目標質量流量からの実際質量流量の逸脱時に前記成分（ｋ１，ｋ２）を各貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）内に返送するようになっていて、もう１つには、実際質量流量と各目標質量流量との合致時に前記成分（ｋ１，ｋ２）を第１の管路（９ａ）内にその第１の端部（２４ａ）において供給するようになっており、第１の管路（９ａ）が、二酸化炭素を供給するための第２の管路（９ｂ）に接続されていて、第２の端部（２４ｂ）において充填タンク（１ｃ）に接続されており、第１の管路（９ａ）が、二酸化炭素と混合された液体製品（Ｐ）を充填タンク（１ｃ）内に供給するようになっており、該充填タンク（１ｃ）から断続的に液体製品（Ｐ）の量が、充填管路（２２）を介して取り出されるようになっている設備において、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）とが、圧力タンクとして形成されていて、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）との間で圧力補償を行うための少なくとも１つの圧力補償管路（１）によって互いに接続されていて、該圧力補償管路（１）と共に圧力補償システムを形成していることを特徴とする、液体製品を連続的に製造するための設備。
【請求項２】
所定の量の液体製品（Ｐ）を充填タンク（１ｃ）から導出するための流出管路（９ｄ）が、第１の管路（９ａ）の第１の端部（２４ａ）を充填タンク（１ｃ）、特に充填タンク（１ｃ）の底範囲に接続しており、第１の管路（９ａ）と流出管路（９ｄ）とが、液体製品（Ｐ）の循環回路（８）を形成している、請求項１記載の設備。
【請求項３】
第２の管路（９ｂ）に二酸化炭素リザーバ（１ｄ）が接続されており、第２の管路（９ｂ）が、第３の流量計（４ｃ）と、第１の管路（９ａ）内に供給される二酸化炭素通流量を制御するための第３の調整弁（５ｃ）とを有している、請求項１または２記載の設備。
【請求項４】
循環回路（８）に第３の圧送装置（１７）が配置されており、該第３の圧送装置（１７）が、循環回路（８）に位置する液体製品（Ｐ）を混合エレメント（１６）、特に静的な混合エレメントに案内し、更には、圧送方向（Ｆ）で見て混合エレメント（１６）の後方に配置された第１の切換弁（１０）の開放位置において充填タンク（１ｃ）に案内するようになっている、請求項２または３記載の設備。
【請求項５】
循環回路（８）に、第１の管路（９ａ）に接続された、特に第３の圧送装置（１７）と混合エレメント（１６）との間に接続された、液体製品（Ｐ）を冷却するための冷却エレメント（１５）が設けられている、請求項４記載の設備。
【請求項６】
第２の管路（９ｂ）が、第３の圧送装置（１７）と冷却エレメント（１５）との間で第１の管路（９ａ）に接続されている、請求項５記載の設備。
【請求項７】
二酸化炭素リザーバ（１ｄ）が、圧力補償システムに、第３の切換弁（２０）を備えた第４の管路（９ｅ）によって接続されており、該第４の管路（９ｅ）が、第３の切換弁（２０）の開放状態で二酸化炭素を圧力補償システムに案内するように形成されている、請求項３記載の設備。
【請求項８】
圧力補償システムにガスタンク（１８）が、第２の切換弁（１９）を備えた第３の管路（９ｃ）によって接続されており、該第３の管路（９ｃ）が、第２の切換弁（１９）の開放状態で、ガスタンク（１８）内に位置するガスを圧力補償システムに案内するように形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の設備。
【請求項９】
充填タンク（１ｃ）が、その内部における減圧のための第４の切換弁（１２）、特に正圧弁を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の設備。
【請求項１０】
充填タンク（１ｃ）が、液体製品（Ｐ）の密度および／または温度および／または二酸化炭素含量を測定するためのコントロール回路（１１）を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の設備。
【請求項１１】
充填タンク（１ｃ）および／または第１の貯蔵タンク（１ａ）および／または第２の貯蔵タンク（１ｂ）が、液面レベル測定機器（２１）を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の設備。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の設備（３０）を使用して、少なくとも二種類の成分（ｋ１，ｋ２）と二酸化炭素とから成る液体製品（Ｐ）を連続的に製造するための方法において、設備（３０）の運転中に、貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）と充填タンク（１ｃ）との間の連続的な圧力補償を圧力補償管路（１）によって行うことを特徴とする、液体製品を連続的に製造するための方法。
【請求項１３】
液体製品（Ｐ）が、二酸化炭素目標値を維持するように、第３の調整弁（５ｃ）によって、循環回路（８）への二酸化炭素の通流量を調整する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
貯蔵タンク（１ａ，１ｂ）内の液面レベルと充填タンク（１ｃ）内の液面レベルとをほぼコンスタントに保つ、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
圧力補償システム内のガス圧を第３の切換弁（２０）の開放によって増加させる、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
循環回路（８）での液体製品（Ｐ）の循環を第３の圧送装置（１７）によってコンスタントに保つ、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
液体製品（Ｐ）を冷却エレメント（１５）によって目標温度に保つ、請求項１２から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
液体製品（Ｐ）を混合エレメント（１６）によって十分に混合する、請求項１２から１７までのいずれか１項記載の方法。
【公表番号】特表２０１２−５３０５９５（Ｐ２０１２−５３０５９５Ａ）
【公表日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１６４５９（Ｐ２０１２−５１６４５９）
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＨ２００９／０００２１７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４８５２１
【国際公開日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（５１１３１４１４２）ミテコ アクチエンゲゼルシャフト (1)
【氏名又は名称原語表記】Ｍｉｔｅｃｏ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒｉｋａｒｔｓｔｒａｓｓｅ ５， ＣＨ−４８００ Ｚｏｆｉｎｇｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【出願人】（５１１３１４１５３）
【氏名又は名称原語表記】Ａｎｇｅｌｏ Ｃａｄｅｏ
【住所又は居所原語表記】Ｈｏｔｔｉｇｅｒｇａｓｓｅ ２０， ＣＨ−４６６５ Ｏｆｔｒｉｎｇｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２４日（２００９．６．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＨ２００９／０００２１７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１４８５２１
【国際公開日】平成２２年１２月２９日（２０１０．１２．２９）
【出願人】（５１１３１４１４２）ミテコ アクチエンゲゼルシャフト (1)
【氏名又は名称原語表記】Ｍｉｔｅｃｏ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒｉｋａｒｔｓｔｒａｓｓｅ ５， ＣＨ−４８００ Ｚｏｆｉｎｇｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【出願人】（５１１３１４１５３）
【氏名又は名称原語表記】Ａｎｇｅｌｏ Ｃａｄｅｏ
【住所又は居所原語表記】Ｈｏｔｔｉｇｅｒｇａｓｓｅ ２０， ＣＨ−４６６５ Ｏｆｔｒｉｎｇｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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