炭酸水の製造方法
【課題】炭酸飲料水を作成する際、効率よくガスを封入するためには、飲料水を低温に保持し、高圧下で二酸化炭素を封入しなければならず、冷却および加圧に多大な費用がかかっていた。
【解決手段】 水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する工程と、前記混合水を、該混合水の供給方向に直交する断面における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状の空隙に通過させる工程によって炭酸水を生成する。このように混合水を狭いスリットを透過させることにより二酸化炭素の溶解を促進し、常温常圧下で十分な炭酸濃度をもつ炭酸水を生成できる。
【解決手段】 水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する工程と、前記混合水を、該混合水の供給方向に直交する断面における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状の空隙に通過させる工程によって炭酸水を生成する。このように混合水を狭いスリットを透過させることにより二酸化炭素の溶解を促進し、常温常圧下で十分な炭酸濃度をもつ炭酸水を生成できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭酸水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の気体を液体に溶存させ、飲料水に清涼感を付与することは古くからビールやコーラなどでもちいられている技術である（特許文献１）。効率よく炭酸ガスを液体中に封入するため、ガス封入時の液体はガス溶解度を高める為冷却された上、圧力容器内で高圧に保たれガスが封入されるのが一般的な製造工程である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１００７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上の技術によれば、飲料水を冷却する過程、および二酸化炭素を高圧に保持する際に使われるエネルギーは莫大である。そこで、この発明は、かかるエネルギーを抑制し、飲料水に効果的に二酸化炭素を飲料用液体に封入する製造方法を提供することを課題とする。かかる課題は、飲料水に限らず炭酸水一般に共通の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、
本発明は、水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水の製造方法であって、
水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する工程と、
前記混合水を、該混合水の供給方向に直交する断面における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状の空隙に通過させる工程とを備える。
本発明によれば、微細化した気泡を飲料水と混合した上で、狭い空隙を通過させることにより飲料水への二酸化炭素溶解能を上げることができ、従来必要であった液体を低温環境下、二酸化炭素を高圧環境下に置くために用いられる莫大なエネルギーを節約することができる。
本発明は、飲料水に限らず水一般に適用可能であるが、特に飲料水に限定して用いることも可能である。
空隙は、種々の形状をとり得る。円形、矩形、多角形などの孔状の空隙としてもよいし、平板を極小の間隔で配置したスリット状としてもよい。
【０００６】
本発明において、前記空隙は、硬質プラスチック又は金属上に複数並列に配置してもよい。
こうすることで流量を確保でき、効率的な生産が可能となる。
【０００７】
また、前記空隙は、前記内接円の直径が５μｍ乃至４００μｍとすることが好ましい。
５μｍも小さい場合は流量が著しく遅くなり炭酸飲料水を短時間で得ることが出来ず、また十分に高い二酸化炭素溶解能を得るためには４００μｍ以下が好ましいことが実験的に確認されたからである。
【０００８】
前記空隙を通過させる工程を、複数回実行するようにしてもよいし、
さらに、前記空隙に対し前記混合水の流速を加速して供給する工程を備えてもよい。
上記方法の一方または双方を採用することにより、更に生産効率を向上させることができる。
【０００９】
本発明は、炭酸水の製造方法の他、製造装置として構成することもできる。
即ち、水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水製造装置であって、
前記水を供給するための水導入管と、
前記二酸化炭素を供給するためのガス導入管と、
前記水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する混合室と、
該混合水の供給方向に直交する断面内における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状に形成された、該混合水の流路としての空隙を提供する空隙流路部とを備える炭酸水製造装置である。
炭酸水製造装置においても、製造方法において説明した種々の特徴を反映させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
常温、常圧下で飲料水で清涼感を得るに十分な二酸化炭素を溶存することができ、製造工程での飲料水母体の冷却および加圧、高圧状態保持に要するエネルギーを節約することができる実施例を説明する。以下の実施例は、飲料水に適用した場合を例示するが、本発明は、水一般に適用可能である。
【実施例１】
【００１２】
図１は飲料水に二酸化炭素を封入する装置の模式図を示している。流路に沿った断面図を模試的に示したものである。流路に交差する（紙面に直交する）横断面の形状は円形、矩形など任意の形状をとることができる。
【００１３】
二酸化炭素ガスはガス導入管１を通り飲料水導入管２から流れてくる飲料水と混合される。この例では、図中の左端の流速加速装置が設けられている部分が、飲料水と二酸化炭素とを混合する混合室として機能する。流速加速装置とは別に混合室を設けても良い。
二酸化炭素と飲料水とを混合した混合水は、空隙通過速度を調整する為の流速加速装置３により空隙のある硬質プラスチック４上に送り込まれる。
硬質プラスチック４は平板状の部材であり、流路方向に貫通する上述の空隙が多数形成されており、空隙流路部として機能する。空隙の形状は、円形、矩形、六角形など任意の形状をとることができるが、流路方向に直交する最大幅は１ｍｍ以下に抑えられている。硬質プラスチック４としては、種々の樹脂材料を用いることができる。硬質とは、混合水の圧力によって破損、変形しない程度の強度を有することを意味する。
なお、硬質プラスチック４に変えて、同様の部材を金属製としてもよいし、樹脂を金属で挟んだ構造としてもよい。
混合水は、硬質プラスチック４の空隙を通過し、炭酸飲料水として排出される。混合室の横断面に比較して十分に狭い空隙を通過することで、二酸化炭素溶解能が高まり、飲料水に比較的容易に溶解するからである。二酸化炭素溶解能は、空隙の寸法、形状によって変動するが、空隙を通過させることにより、従来の方法ほど飲料水の冷却や二酸化炭素を高圧化が抑制でき、これらに要するエネルギーを節約することができる。
【００１４】
実施例では、流速加速装置３と硬質プラスチック４とを直線状に配置する例を示した。流速加速装置３と硬質プラスチック４は種々の配置が可能である。例えば、混合水を半径方向に加速、排出する流速加速装置３を設け、その外周を取り囲むように硬質プラスチック４を配置してもよい。このように構成された流速加速装置３と硬質プラスチック４とを、軸方向に多段に設けるようにしてもよい。
【００１５】
図１の実施形態では、空隙のある硬質プラスチックは長方形であり、流速加速装置と直列にならんでいるが、空隙のある硬質プラスチックの形状は自由であり、飲料水導入管もその形に制限はない。
空隙の幅は、４００μｍ以下とすることがより好ましい。実験の結果、こうすることにより、非常に高い二酸化炭素溶解能を実現することができることが見いだされた。
また、空隙の幅は、５μｍ以上とすることが好ましい。空隙の幅を極端に小さくすると、混合水の流量を確保できず生産効率が悪化するからである。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は、炭酸水を製造する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１ ガス導入管 ２ 飲料水導入管 ３ 流速加速機
４ 空隙のある硬質プラスチック
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炭酸水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の気体を液体に溶存させ、飲料水に清涼感を付与することは古くからビールやコーラなどでもちいられている技術である（特許文献１）。効率よく炭酸ガスを液体中に封入するため、ガス封入時の液体はガス溶解度を高める為冷却された上、圧力容器内で高圧に保たれガスが封入されるのが一般的な製造工程である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１００７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上の技術によれば、飲料水を冷却する過程、および二酸化炭素を高圧に保持する際に使われるエネルギーは莫大である。そこで、この発明は、かかるエネルギーを抑制し、飲料水に効果的に二酸化炭素を飲料用液体に封入する製造方法を提供することを課題とする。かかる課題は、飲料水に限らず炭酸水一般に共通の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、
本発明は、水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水の製造方法であって、
水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する工程と、
前記混合水を、該混合水の供給方向に直交する断面における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状の空隙に通過させる工程とを備える。
本発明によれば、微細化した気泡を飲料水と混合した上で、狭い空隙を通過させることにより飲料水への二酸化炭素溶解能を上げることができ、従来必要であった液体を低温環境下、二酸化炭素を高圧環境下に置くために用いられる莫大なエネルギーを節約することができる。
本発明は、飲料水に限らず水一般に適用可能であるが、特に飲料水に限定して用いることも可能である。
空隙は、種々の形状をとり得る。円形、矩形、多角形などの孔状の空隙としてもよいし、平板を極小の間隔で配置したスリット状としてもよい。
【０００６】
本発明において、前記空隙は、硬質プラスチック又は金属上に複数並列に配置してもよい。
こうすることで流量を確保でき、効率的な生産が可能となる。
【０００７】
また、前記空隙は、前記内接円の直径が５μｍ乃至４００μｍとすることが好ましい。
５μｍも小さい場合は流量が著しく遅くなり炭酸飲料水を短時間で得ることが出来ず、また十分に高い二酸化炭素溶解能を得るためには４００μｍ以下が好ましいことが実験的に確認されたからである。
【０００８】
前記空隙を通過させる工程を、複数回実行するようにしてもよいし、
さらに、前記空隙に対し前記混合水の流速を加速して供給する工程を備えてもよい。
上記方法の一方または双方を採用することにより、更に生産効率を向上させることができる。
【０００９】
本発明は、炭酸水の製造方法の他、製造装置として構成することもできる。
即ち、水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水製造装置であって、
前記水を供給するための水導入管と、
前記二酸化炭素を供給するためのガス導入管と、
前記水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する混合室と、
該混合水の供給方向に直交する断面内における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状に形成された、該混合水の流路としての空隙を提供する空隙流路部とを備える炭酸水製造装置である。
炭酸水製造装置においても、製造方法において説明した種々の特徴を反映させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の一実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
常温、常圧下で飲料水で清涼感を得るに十分な二酸化炭素を溶存することができ、製造工程での飲料水母体の冷却および加圧、高圧状態保持に要するエネルギーを節約することができる実施例を説明する。以下の実施例は、飲料水に適用した場合を例示するが、本発明は、水一般に適用可能である。
【実施例１】
【００１２】
図１は飲料水に二酸化炭素を封入する装置の模式図を示している。流路に沿った断面図を模試的に示したものである。流路に交差する（紙面に直交する）横断面の形状は円形、矩形など任意の形状をとることができる。
【００１３】
二酸化炭素ガスはガス導入管１を通り飲料水導入管２から流れてくる飲料水と混合される。この例では、図中の左端の流速加速装置が設けられている部分が、飲料水と二酸化炭素とを混合する混合室として機能する。流速加速装置とは別に混合室を設けても良い。
二酸化炭素と飲料水とを混合した混合水は、空隙通過速度を調整する為の流速加速装置３により空隙のある硬質プラスチック４上に送り込まれる。
硬質プラスチック４は平板状の部材であり、流路方向に貫通する上述の空隙が多数形成されており、空隙流路部として機能する。空隙の形状は、円形、矩形、六角形など任意の形状をとることができるが、流路方向に直交する最大幅は１ｍｍ以下に抑えられている。硬質プラスチック４としては、種々の樹脂材料を用いることができる。硬質とは、混合水の圧力によって破損、変形しない程度の強度を有することを意味する。
なお、硬質プラスチック４に変えて、同様の部材を金属製としてもよいし、樹脂を金属で挟んだ構造としてもよい。
混合水は、硬質プラスチック４の空隙を通過し、炭酸飲料水として排出される。混合室の横断面に比較して十分に狭い空隙を通過することで、二酸化炭素溶解能が高まり、飲料水に比較的容易に溶解するからである。二酸化炭素溶解能は、空隙の寸法、形状によって変動するが、空隙を通過させることにより、従来の方法ほど飲料水の冷却や二酸化炭素を高圧化が抑制でき、これらに要するエネルギーを節約することができる。
【００１４】
実施例では、流速加速装置３と硬質プラスチック４とを直線状に配置する例を示した。流速加速装置３と硬質プラスチック４は種々の配置が可能である。例えば、混合水を半径方向に加速、排出する流速加速装置３を設け、その外周を取り囲むように硬質プラスチック４を配置してもよい。このように構成された流速加速装置３と硬質プラスチック４とを、軸方向に多段に設けるようにしてもよい。
【００１５】
図１の実施形態では、空隙のある硬質プラスチックは長方形であり、流速加速装置と直列にならんでいるが、空隙のある硬質プラスチックの形状は自由であり、飲料水導入管もその形に制限はない。
空隙の幅は、４００μｍ以下とすることがより好ましい。実験の結果、こうすることにより、非常に高い二酸化炭素溶解能を実現することができることが見いだされた。
また、空隙の幅は、５μｍ以上とすることが好ましい。空隙の幅を極端に小さくすると、混合水の流量を確保できず生産効率が悪化するからである。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は、炭酸水を製造する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１ ガス導入管 ２ 飲料水導入管 ３ 流速加速機
４ 空隙のある硬質プラスチック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水の製造方法であって、
水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する工程と、
前記混合水を、該混合水の供給方向に直交する断面における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状の空隙に通過させる工程とを備える炭酸水の製造方法。
【請求項２】
前記空隙は、硬質プラスチック又は金属上に複数並列に配置されている請求項１記載の炭酸水の製造方法。
【請求項３】
前記空隙は、前記内接円の直径が５μｍ乃至４００μｍとなる形状である請求項１または２記載の炭酸水の製造方法。
【請求項４】
前記空隙を通過させる工程を、複数回実行する請求項１〜３いずれか記載の炭酸水の製造方法。
【請求項５】
さらに、前記空隙に対して、前記混合水の流速を加速して供給する工程を備える
請求項１〜４いずれか記載の炭酸水の製造方法。
【請求項６】
水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水製造装置であって、
前記水を供給するための水導入管と、
前記二酸化炭素を供給するためのガス導入管と、
前記水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する混合室と、
該混合水の供給方向に直交する断面内における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状に形成された、該混合水の流路としての空隙を提供する空隙流路部とを備える炭酸水製造装置。
【請求項１】
水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水の製造方法であって、
水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する工程と、
前記混合水を、該混合水の供給方向に直交する断面における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状の空隙に通過させる工程とを備える炭酸水の製造方法。
【請求項２】
前記空隙は、硬質プラスチック又は金属上に複数並列に配置されている請求項１記載の炭酸水の製造方法。
【請求項３】
前記空隙は、前記内接円の直径が５μｍ乃至４００μｍとなる形状である請求項１または２記載の炭酸水の製造方法。
【請求項４】
前記空隙を通過させる工程を、複数回実行する請求項１〜３いずれか記載の炭酸水の製造方法。
【請求項５】
さらに、前記空隙に対して、前記混合水の流速を加速して供給する工程を備える
請求項１〜４いずれか記載の炭酸水の製造方法。
【請求項６】
水に二酸化炭素を溶解させる炭酸水製造装置であって、
前記水を供給するための水導入管と、
前記二酸化炭素を供給するためのガス導入管と、
前記水と二酸化炭素とを混合した混合水を生成する混合室と、
該混合水の供給方向に直交する断面内における内接円の直径が１ｍｍ以下となる形状に形成された、該混合水の流路としての空隙を提供する空隙流路部とを備える炭酸水製造装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−１３８５９（Ｐ２０１３−１３８５９Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８７３１（Ｐ２０１１−１４８７３１）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（５１０２１２５７９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（５１０２１２５７９）
【Ｆターム（参考）】
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