碳酸飲料的制造方法

專利名稱：碳酸飲料的制造方法
技術領域：
本發明涉及碳酸水、罐裝含有碳酸蒸餾酒(日文KanChu-hi )等所代表的所謂的碳酸飲料及其制造方法。更加詳細地說，涉及具有碳酸感長久持續、飲用時感覺氣泡的大小細小且柔和的品質的碳酸飲料及其制造方法。
背景技術：
容器裝碳酸飲料的工業制造方法,在如Tuchenhagen公司的Carbonator (碳酸化器)所代表的配管中將飲料和二氧化碳用特殊攪拌器混合從而制造碳酸飲料的方法是近來使用的主要方法(例如專利文獻I)。此外，也有在充滿二氧化碳的罐中將飲料噴霧，使飲料涂布在罐內設置的復數隔板上，在隔板上形成飲料薄膜，因此可使飲料高效吸收二氧化碳的方法(專利文獻2)。雖然以往這些制造方法是主要方法，但存在著以下問題，用這些方法得到的碳酸飲料其碳酸氣泡大、碳酸感過強，而使口中、喉嚨略感疼痛，且碳酸容易逃逸。 另一方面，在歐洲從古至今一直保留著選取自然涌出的水即礦泉水，將其裝入容器內作為飲料飲用的習慣。因為這是從地層深處涌出的水，所以含有來自天然的二氧化碳，具有口感柔和等特有的品質，品質的范圍實際上也是各種各樣。此外，法國的香檳酒、西班牙的卡瓦酒所代表的發泡性葡萄酒，通過將瓶內二次發酵所產生的二氧化碳封存在瓶內而制造，有對于其碳酸品質，特別是對于氣泡的細小度、碳酸保持時間的長度的定評。這樣，希望開發出可工業化制造氣泡細小、口感柔和、碳酸保持時間長的碳酸飲料的方法。本申請人對這種方法深入研究的結果，已經開發出使用在壓力容器中產生二氧化碳的微細氣泡的方法，從而向飲料用液體中供給二氧化碳的方法(專利文獻3)。用該方法制造的碳酸飲料與以往使用碳酸化器制造的碳酸飲料相比，具有氣泡細小、碳酸氣保持性良好且感覺有適度碳酸感的優異的效果。但是，專利文獻3的方法具有要在飲料用液體中賦予高濃度碳酸氣時需要略花一些時間的趨勢。現有技術文獻專利文獻專利文獻I日本特表平7-509181號公報專利文獻2日本特公平8-2415號公報專利文獻3日本特開2009 - 100705號公報

發明內容
因此，本發明的目的在于開發可在較短時間內制造出與以往通過碳酸化器等制造的碳酸飲料相比，具有溶解的二氧化碳不易逃逸、飲用時感覺氣泡細小且可自由控制碳酸感的全新品質的碳酸飲料的新型方法。本發明者進行深入研究，結果是基于與以往方法完全不同的設想，開發出了可制造具有微細氣泡的碳酸飲料的新方法，從而完成了本發明。具體地說，通過使預先含有碳酸氣的飲料或者天然含有碳酸氣的飲料中在加壓條件下產生空化，從而將飲料中溶解的碳酸氣微細化。即本發明包括以下方案。I. 一種碳酸飲料的制造方法，其特征在于，包括使在加壓條件下的含有碳酸氣的液體通過可產生空化的裝置，并在該液體中產生空化。2.根據上述I中所述的方法，其特征在于，可產生空化的裝置為微納米氣泡發生
>J-U ρ α裝直。3.根據上述I或2中所述的方法，其特征在于，通過空化產生的氣泡直徑小于Imm04.根據上述2或3中所述的方法，其特征在于，所述微納米氣泡發生裝置具有如下臺階部，在經過加壓的液體流動的流路上，向下游側方向的直徑不連續地增大的至少I個以上的臺階部。5.根據上述2 4中任一項所述的方法，其特征在于，所述微納米氣泡發生裝置如下配置，具有經過加壓的液體流動的復數流路，在各流路的下游側出口，至少2個以上的流路連結成共通的空間。6.根據上述2 5中任一項所述的方法，其特征在于，所述微納米氣泡發生裝置具有如下錐形，在經過加壓的液體流動的流路內壁上，隆起的位置向下游側偏斜的錐形。7.根據上述I 6中任一項所述的方法，其特征在于，碳酸飲料中溶解的二氧化碳量為 200 12000PPm。通過本發明，可在較短時間內制造出具有二氧化碳的保持能力強且氣泡的大小細小、與以往使用碳酸化器等制造的碳酸飲料完全不同的品質的碳酸飲料。


圖I表示產生空化的方法的一例。圖2表示產生空化的噴嘴內壁形狀的一例。圖3是本發明的碳酸飲料制造工藝的示意圖。圖4是表示通過本發明的方法得到的碳酸飲料與對比例中得到的碳酸飲料中碳酸氣殘留率的變化圖。
具體實施例方式本發明中，通過使含有碳酸氣的液體中在加壓條件下產生空化，從而將飲料中溶解的碳酸氣微細化。本發明中，碳酸飲料或含有碳酸氣的飲料或含有碳酸氣的液體是指通過發酵等而原本即含有二氧化碳的飲料(啤酒等)、在其制造工序中的任一階段使其強制性含有二氧化碳的飲料(碳酸水、含有二氧化碳的清涼飲料及酒精性飲料等)。本發明的碳酸飲料中的碳酸氣(即二氧化碳)濃度無特別限定，通常為作為碳酸飲料飲用的飲料濃度即可，典型的 為200 12000ppm左右，更優選為2500 7500ppm左右。作為制造強制性含有碳酸氣的液體的方法，可使用本領域技術人員通常使用的方法，例如不限定于此，可以在加壓下使二氧化碳溶解于液體中，也可以使用Tuchenhagen公司的碳酸化器等的攪拌器在配管中混合液體和二氧化碳，此外，也可以通過在充滿二氧化碳的罐中將液體噴霧而使液體吸收二氧化碳，還可以將飲料用液體和碳酸水混合而作為碳酸飲料。作為含有碳酸氣的液體，只要是適合飲料用的液體，無特別限制，例如可使用水、含有甜味劑、酸味劑、香料、酒精等材料的水等。此外，也可使用威士忌、燒酒、烈性酒類、葡萄酒及啤酒等的酒類及其中間原料液。本發明中，首先將原本含有碳酸氣的液體或強制性含有碳酸氣的液體置于加壓條件下。加壓條件只要是在液體中溶解的碳酸氣不逃逸程度的壓力即可，無特別限定。例如，可使用碳酸飲料儲存中通常使用的壓力，可為O. I O. 5MPa左右，更優選為O. I O. 4MPa
左右 而后，使加壓下的液體通過可產生空化的裝置。空化是指在流動中的液體中，由于各部分流速不同等而出現局部壓力低的部分，在該壓力降低部分溶解的氣體作為微細氣泡而瞬間析出的現象。本發明中，使含有碳酸氣的液體中產生空化，從而使碳酸氣作為微細氣泡暫時析出。該暫時析出的微細氣泡的碳酸氣被液體渦流剪切而進一步微細化。而后在加壓下的液體中再次溶解。通過重復該操作，使液體中溶解的二氧化碳微細化，從而細小均勻地分散在液體中。作為可產生空化的裝置可無特別限制地使用例如日本特開2008-161829號公報、日本特開2007-301561號公報及日本特開2005-204951號公報等中所記載的使用含有氣體的液體而可使氣泡微細化的微納米氣泡發生裝置、通過空化的原理發生微氣泡、納米氣泡的氣泡粉碎噴嘴。例如，不限定于此，使用日本特開2007-301561號公報中記載的氣泡粉碎噴嘴，可在含有碳酸氣的液體中產生空化。日本特開2007-301561號公報中記載的噴嘴具有如下形態，隨著液體向下游流動，液體通過的流路直徑不連續地增大。這樣，使用直徑不連續地增大的噴嘴時產生空化的狀態如圖I (a)及(b)概略表示。圖I (a)及(b)中斜線部為噴嘴壁，空白部為流路。流路具有直徑不連續地增大的形狀(臺階)。液體向箭頭方向流動。流路中的擴大部(臺階)可相對于如圖I (a)所示的流動方向垂直設置，也可如圖I (b)所示具有傾斜地設置。液體通過直徑不連續地增大的流路時，會在流動的垂直方向上產生速度分布，因亂流而引起剝離現象。剝離區域局部為低壓，溶解氣體會暫時析出(產生空化)。析出的氣體因流路變化所產生的渦流而被微細化。此外，因這樣的噴嘴可具有復數流路，這些復數的流路配置成在流路的下游側出口連結成共通的空間時會促進氣體的微細化，所以優選。此種流路的例子如圖2 (a)及(b)所示。圖2 Ca)為從上游側觀察流路的圖，圖2 (b)為從下游側觀察流路的圖。圖2 (a)中9個小圓表示的9條流路在下游側(圖2 (b))中連結成3個空間(中間的3個圓)。3個空間(中間的圓)中，分別為3條流路(小圓)連結。此外，將圖2 (b)中的噴嘴從A-B面切割時的縱剖面圖為圖I。而且可在本發明中使用的噴嘴也可在流路內壁上具有隆起的位置向下游側偏斜的錐形。此種錐形的例子如圖2 (C)所示。在圖2 (C)中，箭頭表示液體流動的方向。通過此種錐形，促進氣體的微細化。且圖I及圖2為可在本發明中使用的氣泡粉碎噴嘴(微納米氣泡發生裝置)的一例，流路的形狀、條數、配置、錐形的形狀、數量等可根據需要適當改變。
只要使用如上所述的微納米氣泡發生裝置或氣泡粉碎噴嘴可在含有碳酸氣的液體中產生空化即可，作為通過空化在液體中產生的氣泡，優選具有小于1_的直徑。本發明的碳酸飲料制造工藝的概略如圖3所示。首先，關閉閥門I及閥門2，將含有碳酸氣的液體使用公知方法(未圖示)填充到加壓罐中。將加壓罐的壓力調整為碳酸飲料儲存中通常使用的程度的壓力，例如為O. I O. 5MPa左右，更優選為O. I O. 4MPa左右。打開閥門1，使回轉泵運轉，將含有碳酸氣的液體從加壓罐循環至微納米氣泡(MNB)發生裝置。在MNB發生裝置中，液體中溶解的碳酸氣通過空化現象作為微細氣泡暫時析出，析出的氣泡通過液體的渦流被進一步微細化，且在加壓下再次溶解在液體中。通過MNB發生裝置的液體返回到加壓罐中。通過反復重復該加壓罐一MNB發生裝置一加壓罐的循環，可使液體中溶解的碳酸氣微細化。碳酸氣的微細化結束后，關閉閥門I，打開閥門2，將碳酸飲料從 加壓罐送至儲存容器(未圖示)。循環的含有碳酸氣的液體的流量或流速可根據控制目標碳酸飲料的種類、氣體的溶解量、所使用的MNB裝置的種類、循環次數所形成的碳酸感等適當設定。流量或流速可通過在循環通路中設置流量計測定。用于調節加壓罐中含有碳酸氣的液體溫度的方法，例如，也可設置冷卻套管、熱交換器等。圖3表示將加壓罐外周通過冷水冷卻的例子。含有碳酸氣的液體溫度可適當設定，但因液體溫度越低碳酸氣的溶解度越高，所以，通常優選在本發明的方法的全部工序中提前冷卻到I 5 °C左右，優選為I 2°C左右。圖3為用于實施本發明的制造方法的裝置的一例，本發明的方法的實施不限于該裝置。此外，圖3中所示的壓力計、流量計、閥門、回轉泵等的數量及位置也為一例，可根據需要適當改變。通過本發明的方法制造的碳酸飲料可以填充到鋁罐、鋼罐、PET瓶、玻璃瓶等作為碳酸飲料用容器而通常使用的容器中作為容器裝飲料，也可使用家庭用或業務用的飲料機提供給消費者。通過本發明的方法得到的碳酸飲料具有氣泡非常細小、口感柔和的性質。本發明的碳酸飲料中氣泡的大小例如剛打開鋁罐等容器注入玻璃杯后所看見的氣泡的大小，優選為1_以下，更優選為500 μ m以下。該氣泡的大小例如可通過高速照相機測定。且本發明的碳酸飲料具有如下特征，即使在注入玻璃杯中數秒后也容易維持微細氣泡。例如，即使在注入玻璃杯中后的開放狀態下，經過15秒后，也能維持優選的大多數氣泡為Imm以下程度的大小。此外，通過本發明的方法制造的碳酸飲料具有如下特征，靜置在開放系統中時，飲料中碳酸氣的損失量與以往通過碳酸化器等制造的碳酸飲料中碳酸氣的損失量相比要小。例如，在通過溶解的二氧化碳量為3600ppm的本發明的方法制造的碳酸飲料的情況下，20°C靜置30分鐘后溶解的二氧化碳的殘留率優選為O. 55以上。且殘留率可根據以下實施例(溶解的二氧化碳經時變化的測定)中所記載的方法求出。而且，本發明的方法因為是預先準備含有碳酸氣的液體，使該液體中的碳酸氣微細化的方法，所以，與使二氧化碳微細化的同時向液體中噴吹的專利文獻3的方法相比，具有可在更短時間內制造出氣泡細小的碳酸飲料的優點。這一點特別是對制造碳酸氣濃度高的碳酸飲料的情況更有利。此外，本發明的方法也可應用于原本含有碳酸氣的液體(啤酒等)的氣泡的微細化。而且，本發明的方法通過改變在產生空化的裝置中循環的次數，從而可控制氣泡的細小程度，可控制飲料的碳酸感。實施例以下舉出實施例更加具體地說明本發明，但本發明不限于這些實施例。[實施例I]使用圖3所示的裝置制造碳酸飲料。( i )含有碳酸氣的液體的準備向具備3根串聯的靜態混合器(Static-Mixer)(日本株式會社則武(N0RITAKECO.，LIMITED)制)的裝置中供給離子交換水及二氧化碳(離子交換水流量8L/分鐘、二氧化 碳流量20L/分鐘)，制造IOL含有碳酸氣的液體(碳酸水)。所得到的碳酸水的氣體壓力為O. 2MPa(碳酸氣濃度為3600ppm，20°C產品溫度)。(ii) 二氧化碳的微細化而后，將含有碳酸氣的液體IOL填充到具有冷卻套管的圓筒形加壓罐(內容量為20L，高度為42cm，直徑為24cm，加壓壓力為O. IMPa (液溫為2°C時))中，使冷卻水在冷卻套管中循環，將液體冷卻到2°C以下的溫度。冷卻后，使回轉泵運轉，將含有碳酸氣的液體從加壓罐循環至微納米氣泡發生裝置(流量18L/分鐘)，使液體中含有的碳酸氣微細化。作為微納米氣泡發生裝置，使用如日本特開2007 - 301561號公報中所記載的如下噴嘴，配置成復數的流路在下游側出口連結成共通的空間，各流路具有直徑不連續地增大的臺階，且在流路內壁上具有隆起的位置向下游側偏斜的錐形(株式會社AURA TEC制)。循環40分鐘后，停止回轉泵的運轉。將所得到的碳酸水保持加壓狀態裝入200mL玻璃制瓶內密封。[實施例2]除了將循環時間從40分鐘變更為10分鐘以外，其他與實施例I相同。[對比例I]根據通常的碳酸飲料的制造方法(不將二氧化碳微細化的方法)制造碳酸飲料。向具備3根串聯的靜態混合器(日本株式會社則武(N0RITAKE CO.，UMITED)制)的裝置中供給離子交換水及二氧化碳(離子交換水流量8L/分鐘、二氧化碳流量20L/分鐘)，制造IOL含有碳酸氣的液體(碳酸水)。所得到的碳酸水的氣體壓力為O. 2MPa (二氧化碳濃度為3600ppm，20°C產品溫度)。將所得到的碳酸水保持加壓狀態裝入200mL玻璃制瓶內密封。[評價]( I)溶解的二氧化碳量經時變化的測定將實施例I、實施例2及對比例I中制造的裝入碳酸水的玻璃制瓶在20°C恒溫槽內浸潰I小時，使碳酸水的溫度達到20°C后，將各玻璃制瓶開封，并將碳酸水50mL輕輕地加入塑料制杯(圓筒形、口徑50mm)中。加入杯中時(O分鐘)以及在經過2分鐘、4分鐘、8分鐘、16分鐘、30分鐘時，用移液管從杯中吸取碳酸水2. 8mL,再輕輕地加入裝有O. 2mL的25M氫氧化鈉水溶液(用12g氫氧化鈉和50mL超純水制備)的Falcon管內，然后將管輕輕地振蕩2次。通過該操作,將碳酸水中溶解的二氧化碳轉化為Na2CO3以及NaHC03。而后，將得到的溶液的10μ L導入下述條件下的高效液相色譜儀中，使Na2CO3以及NaHCO3轉化為H2CO3,測定H2CO3量。<高效液相色譜儀的條件>使用器材日本Shimadzu公司制、有機酸分析系統使用色譜柱日本Shimadzu公司制、產品名SPR-H色譜柱溫度40°C分析時間18分鐘流動相4mM對甲苯磺酸水溶液緩沖液4mM對甲苯磺酸水溶液和含有100 μ M EDTA的16mM Bis-Tris水溶液的 混合溶液流動相流速0· 8mL/分鐘
緩沖液流速0. 8mL/分鐘檢測器電導檢測器由此可間接地對碳酸水中溶解的二氧化碳量進行定量。使用0PPm、1000PPm、2000PPm、4000PPm、6000PPm以及8000PPm的碳酸氫鈉水溶液預先制作校正曲線，利用該校正曲線進行定量。對各樣品進行3次測定，計算平均值。然后將實施例I實施例2及對比例I的各水平中的加入杯中時(O分鐘)溶解的二氧化碳作為1，計算出2分鐘、4分鐘、8分鐘、16分鐘、30分鐘時的二氧化碳殘留率。結果如圖4所示。從圖4可知，使用本發明的方法制造的碳酸飲料(實施例1，2)與以往用攪拌器制造的碳酸飲料(比較例I)相比，即使經過一定時間后，仍含有更多的二氧化碳。即通過本發明的方法制造的碳酸飲料與以往使用攪拌器制造的碳酸飲料相比，二氧化碳不易逃逸，二氧化碳的保持能力優異。且用本發明的方法(實施例1，2)，可在較短時間內制造出具有微細氣泡的碳酸飲料。(2)感官評價對于實施例I以及對比例I中制造的碳酸水進行感官評價。結果如表I所示。通過本發明的制造方法，可制造氣泡細小、碳酸感長久保持的碳酸飲料。表I
權利要求
1.一種碳酸飲料的制造方法，其特征在于，包括使在加壓條件下的含有碳酸氣的液體通過可產生空化的裝置，并在該液體中產生空化。
2.根據權利要求I中所述的方法，其特征在于，可產生空化的裝置為微納米氣泡發生裝置。
3.根據權利要求I或2中所述的方法，其特征在于，通過空化產生的氣泡直徑小于1mm。
4.根據權利要求2或3中所述的方法，其特征在于，所述微納米氣泡發生裝置具有如下臺階部，在經過加壓的液體流動的流路上，向下游側方向的直徑不連續地増大的至少I個以上的臺階部。
5.根據權利要求2 4中任一項所述的方法，其特征在于，所述微納米氣泡發生裝置如下配置，具有經過加壓的液體流動的復數流路，在各流路的下游側出口，至少2個以上的流路連結成共通的空間。
6.根據權利要求2 5中任一項所述的方法，其特征在于，所述微納米氣泡發生裝置具有如下錐形，在經過加壓的液體流動的流路內壁上，隆起的位置向下游側偏斜的錐形。
7.根據權利要求I 6中任一項所述的方法，其特征在于，碳酸飲料中溶解的ニ氧化碳量為 200 12000PPm。
全文摘要
本發明提供具有溶解的二氧化碳不易逃逸、飲用時感覺氣泡細小且可自由控制碳酸感的新品質的碳酸飲料、以及該碳酸飲料的制造方法。使含有碳酸氣的液體通過可在加壓條件下產生空化的裝置，通過在液體中產生空化，可將溶解的碳酸氣微細化。
文檔編號C12G3/00GK102639014SQ20108005214
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月10日 優先權日2009年11月18日
發明者佐藤元, 安東范之, 松岡裕紀, 松原仁志, 橋本卓哉, 江口俊彥 申請人:三得利控股株式會社, 奧拉技術株式會社