JPH08276121A - 液体中の溶解したガスの量を調節する方法と装置、ならびに気／液接触体モジュールとその利用法 - Google Patents

液体中の溶解したガスの量を調節する方法と装置、ならびに気／液接触体モジュールとその利用法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルコール性飲料を含む液体、例えば水、ソ
ーダ水、ワインなどのガスを溶解させ、例えばビールに
最大限の頭部圧力を供給し、また適正な分圧の二酸化炭
素を供給、またビール中に適正な分圧の窒素を供給して
愛飲家に高品位の表象と印象づけることである。 【解決手段】 本発明は中空繊維膜を備えた気／液制流
子モジュールと、液体、例えば水、ビールなどの中に溶
解されたガスを、前記液体を前記制流子モジュールのシ
ェル側面に通して、前記膜を通して前記中空繊維内腔に
もしくは内腔からの前記ガスの拡散により溶解したガス
の添加もしくは除去させて調節する方法を提供する。本
方法は二酸化炭素と窒素のような溶解したガスの量を調
節させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルコール性飲料、
特にビールを含む液体中の溶解したガスの調節に関す
る。調節される最も通常のガスは二酸化炭素と窒素であ
る。ガスの濃度を上昇させたり、あるいは低下させるこ
とは中空繊維膜の入った接触体モジュールで行われ、前
記モジュールのシェル側を通って流れ、ガスを前記中空
繊維中の分圧調整により調節することを特徴とするもの
である。
【０００２】
【従来の技術】液体の炭酸ガス飽和は、特にアルコール
性飲料に対して長年の間行われてきたことであった。液
体中の二酸化炭素ならびに他のガスの溶解度の調節は莫
大な量の実験に繋がった。若干の場合、窒素をビールな
らびに他のアルコール性飲料の生産と包装に用い、主と
して酸素を供給水から除去し、また最終醸造もしくは壜
詰製品と接触させないためである。そのうえ、窒素をア
ルコール性飲料、特にビールに溶解した状態で、ビール
をコップあるいはジョッキに小出しした時に、ビールの
表象に影響を与えるような使用が好ましいことがわかっ
た。
【０００３】ビールの種類によって前記炭酸ガス飽和が
変化する。例えばラガービールでは通常、炭酸ガス飽和
レベルが液体の容積当り約２．５容積の二酸化炭素であ
り、また黒いスタウトビールでは約１．０容積である。
多くの需要家は特にヨーロッパでは、小出しビールで間
隙なく長く消えない泡に対する好みを表明している。ビ
ールには分子が界面活性剤の特性をもつ様々な長鎖分子
があるにもかかわらず、隙間のない長く消えない泡の好
ましい表象は単に溶解状態になった二酸化炭素だけで達
成できない。これは二酸化炭素が小出しビールの表面に
最初に形成された気泡の薄い壁を通して急速に透過で
き、従って低濃度の二酸化炭素を含む大気に消滅してゆ
くので正しいことと言える。
【０００４】二酸化炭素がビールに過飽和しているの
で、消滅したガスを入替える追加の二酸化炭素の潜在保
有力を利用できるようになると考えられる。しかし、こ
れは通常にはあてはまらない。というのは、ビールが冷
たいということと、最新のコップの洗浄方法が表面に掻
ききずをつくらないか乃至はビールがコップに入って静
止するようになった後、二酸化炭素を溶液から凝集させ
る付着物を残さないからである。
【０００５】若干量の弱可溶性ガス、通常は窒素をビー
ルに溶解させてから小出しすると、高品質の表象を安定
した白色の泡の形にして提供する。その低溶解度のた
め、ビールの中で、高圧で前溶解された窒素ガスはビー
ル飲物が小出しコックを通って流れる時、溶液から極め
て急速に沈殿することになる。この沈殿物はビールを小
出しにする時に大気圧でその新しいより低い平衡濃度に
近づく極めて細かい小気泡が拡散した形になっている。
【０００６】これらの初期に形成された窒素の気泡が極
めて小さいため、ビールの表面に緩やかに浮上して、溶
解した二酸化炭素ガスの若干の凝集沈殿物をそれに入っ
てそれを大きくして、より速く浮上させる。表面で集ま
る前記の小さい気泡はこのようにして窒素と、二酸化炭
素と窒素ガスの混合物を含む。窒素は二酸化炭素と比較
すれば、前記気泡壁を通る透過力は少いので、これらの
気泡は、大気に行き渡ることによって二酸化炭素を消失
するが、相対的に安定している。この消失はさらなる二
酸化炭素がコップの中になる大量のビールから発生する
ことで補給されるのが常である。それ故に、窒素ガスを
加えたビールの「泡」はより一層長もちして、大抵の愛
飲家にさらにうけることになる。
【０００７】醸造所またはパブあるいはレストランで
は、大抵のビールを通常大桶または樽で高圧の二酸化炭
素を発生させた二酸化炭素により供給された圧力により
輸送する。ビールを前記大桶から瓶詰ラインもしくは樽
またはあるいはコックに輸送する。高い二酸化炭素の圧
力を使うビールの速い輸送はビールが炭酸ガスの過飽和
という危険を与える。炭酸ガスの過飽和は、樽からコッ
クへの小出し時に、送出用配管内に著しい圧力降下があ
る場合、小出しコックの上流の配管内の二酸化炭素の吹
出しに繋がり得る。これは「フォッビング」、すなわち
小出しに先立ち、またコックで過剰の気泡ができること
でビールの損失に繋がる。炭酸ガスの過飽和を避ける試
みで、窒素と二酸化炭素ガスの混合物を用いて樽詰めビ
ールの小出しに加圧に供した。この方法は炭酸ガスの過
飽和と可能性を少くするのに役立つが、精密な量の炭酸
ガス飽和の調節はこの手段によっては実行できるもので
はない。
【０００８】窒素を生産中に使用することと、混合ガス
を小出し作業で使用することとの間には因果関係がある
はずだと言われてきた。その理由づけは、ビールに最初
に窒素ガスを加えた場合、その窒素ガスを添加して所望
の表象効果を達成させるために、混合ガスで小出した方
がよいとすることである。しかし、前記混合ガス小出し
原理で別々に達成できない３つの言外に示された要求条
件がある。これらの要求条件は：（１）速い小出し流量
達成のため樽の上部にかかる最大全圧；（２）炭酸ガス
の過飽和を避けるための二酸化炭素の適正な分圧；なら
びに（３）窒素ガス添加のため適正な分圧である。有意
の量の窒素ガスの樽詰のビールへの添加は輸送用に使用
される混合ガス圧からは行われないであろう。それはい
くらよくても、分圧の平衡だけが確立され、溶解したガ
スの分散易動度が、よどんだ液体層では極めて低いから
である。しかし、窒素は最初に窒素ガスを添加されたビ
ールから上部空隙に消滅されうる。市場の問屋は実際問
題として２つの最も重要な要求条件が樽の上部にかかる
最大全圧と二酸化炭素の適当な分圧であるといばって話
している。その結果、混合ガスでの小出しを常にビール
の炭酸ガス飽和の維持と表象に気に入るよう適正な窒素
含量の維持に対抗する小出し速度を最大限にするよう調
整することである。
【０００９】ビールの窒素ガス添加乃至ビールの炭酸ガ
ス飽和を行ういくつかの試みがなされてきた。フランス
国特許出願第２，６８４，０８８号では、二酸化炭素と
窒素の混合物を液体発泡ガスとして用いビールを樽から
コックに輸送する。前記液体発泡ガスの圧力を酒蔵で保
たれている温度で変化させて、ビール中に含まれる二酸
化炭素を一定にさせる。この方法をビール中の二酸化炭
素の最適量を保持し、樽からコックまでの輸送中に起る
ちょっとした脱着も防ぐことができると言われている。
しかし、この特許は炭酸ガスの過飽和あるいは窒素ガス
添加についての扱いを見落している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第５，０６
２，４５８号は小出し作業中、窒素を小出しの時点で接
触体を介してビールに導入することを試みている。ガス
の小出し時点での射出を必要とするすべての方法もビー
ルの所望の風味成分を飛ばしてしまう潜在的欠点をも
ち、味とうけを減らすことになる。また、ビールに露出
させた小さいオリフィスに細菌発生の危険があり、これ
らのオリフィスの効果的洗浄は困難である。もちろん、
これはビール中に溶解してもしなくても窒素の量の測定
可能な調節を可能にするものでもないし、また小出しさ
れたビールの表象に影響を与えるため必要とされる窒素
ガスの極めて小さい気泡を供給するものでもない。
【００１１】米国特許第５，０２９，７３３号も小出し
時点での窒素の導入を試みている。この場合、アルコー
ル飲料を軟質バッグに貯蔵して、その後、その飲料をパ
イプを通して引抜いて所望する種類のガスを固定オリフ
ィス制流子と逆止め弁によって前記アルコール飲料に導
入する。前記導入されるガスの圧力は調節できる；しか
しながら、窒素の溶解の調整が精密でないことが容易に
わかる。そのうえ、前記方法は緩やかで不便である。
【００１２】米国特許第４，６１０，８８８号では、均
質で安定した気泡を窒素含有ガス、なるべくなら空気を
十分に混合し、ビールのコックに取付けたノズル内の圧
力差効果によりビール内に形成させる。ここでも、若干
の窒素を導入できるが、量的調節はできないし、また前
記窒素を溶解させる時間が十分でなく、形成された気泡
も大き過ぎて表象に訴えることはできない。
【００１３】米国特許第４，３６４，４９３号はアルコ
ール飲料を空気と二酸化炭素とのガス混合物により小出
しするアルコール飲料小出し装置を提供する。この装置
はダイアフラムを用いて容器に空気と一緒に二酸化炭素
が入るのを調節する。しかしながら、この方法は窒素が
ビール中で溶解すること、あるいは二酸化炭素もしくは
窒素いずれかの含有量の正確な調節は保証しない。
【００１４】イギリス国特許出願公開第ＧＢ２，４７
２，２２５Ａ号はガスの透過性膜が要求される泡立ちア
ルコール性飲料の小出し方法と装置を提供する。この公
報は前記アルコール飲料が二酸化炭素を溶融状態で含む
ビールであって差支えなく、また前記膜が二酸化炭素に
対し可透性である場合、加圧ガスを二酸化炭素と窒素と
の混合物にした方がよいが、しかし、膜が二酸化炭素に
対し不透性の場合、窒素単独で使用できることも述べて
いる。
【００１５】本発明はアルコール性飲料を含む液体、例
えば水、ソーダ水、ワインその他同種類のものにガスを
溶解させる方法ならびに装置を提供することを目的とす
るものである。ビールに関しては、本発明は：（１）酒
蔵中のビールに最大限の頭部圧力を供給して速い輸送流
量を達成することと；（２）適正な分圧の二酸化炭素を
供給して炭酸ガス飽和が高すぎたり低すぎたりしてはな
らないことと；そして（３）ビール中に適正な分圧の窒
素を供給して愛飲家に高品質の表象を印象づけることで
ある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は液体中の溶解し
たガスの量を所定のレベルに、気／液接触体モジュール
においてガスを無気泡で移動させて調節する方法と装置
を提供する。前記液体を所定の圧力にかけて、中空繊維
膜の入った接触体モジュールのシェル側に輸送する。前
記中空繊維の内腔は液体に可溶性で所定の圧力のかかっ
たガスを入れる。前記液体に溶解したガスの量を上げる
ことが好ましい場合は、前記繊維の内腔にあるガスの分
圧を、前記モジュールのシェル側面にある前記液体中の
ガスの平衡分圧より高く維持することである。これに反
して、液体中に溶解したガスのレベルを低めることが好
ましい場合は、前記繊維の内腔にあるガスの分圧を前記
モジュールのシェル側面にある液体中のガスの平衡分圧
より低く維持することである。
【００１７】本発明の接触体モジュールに用いられる可
透性中空繊維は内腔圧とシェル圧の点で作業を高度の融
通性をもって行わせる一方、ガスの無気泡輸送を可能に
する。このようにして、ガスの高速物質移動を前記シェ
ル側面にかかる液体変動に関係なく達成できる。前記液
圧だけが前記液体中に溶解できるガスの極限平衡レベル
を限定する。
【００１８】例えば、ビールに圧力を加えて窒素ガスを
添加するため、ビールを加圧して中空繊維を入れた接触
体モジュールのシェル側面に移動させる。前記繊維の内
腔には窒素に前記膜を通してビールに入る物質移動を起
こさせるに足る十分な圧力を加えた窒素が入っていて、
それにより前記ビールに所定のレベルに窒素ガスを添加
する。最も一般的に言えば、ビールに重量部で約１５乃
至約８０ｐｐｍの溶解した窒素の窒素ガスを添加する。
ビールをその後、加圧のまま小出し地点もしくは酒蔵に
輸送する。空気を用いて窒素と同一の物理的効果を与え
ることができる。それは酸素が同様可溶性であるからで
ある。これは達成できるとしても、酸素がビールと接触
するとビールを酸化させてその香味を損なうからであ
る。図７の接触体を小出しコックの直ぐ上流で用いて、
酸化ビールの損傷物／廃物を最小限に止めることができ
る。
【００１９】本発明はさらにビールの二酸化炭素を増減
させる方法も提供する。ビールの容易の加圧のため、二
酸化炭素ガスを用いてビールを加圧の状態におくと、前
記二酸化炭素含量が漸増し；従ってビールの炭酸ガスの
飽和度を下げてから小出しすることが極めて好ましいこ
とであるかも知れない。ビールの炭酸ガス飽和度を下げ
る方法がビールを加圧して、中空繊維部材を備える接触
体モジュールを通して輸送することからなる。前記ビー
ルを前記接触体モジュールのシェル側に輸送し、過剰二
酸化炭素を前記膜を通し中空繊維の気孔に除去し、その
後、前記接触体モジュールから除去する。この方法は炭
酸ガス飽和を所望のどのようなレベルにも下げること
も、あるいはいくつかの事例では上げる調節ができる。
【００２０】ビールの炭酸ガス飽和度を調整後、窒素レ
ベルを、加圧したビールのもう１つ別の接触体モジュー
ルへの輸送して上述のように窒素をビールに溶解させる
ことによるか、あるいは加圧したビールを前記モジュー
ルに保持して前記繊維内腔にある窒素の圧力を、ビール
中の所望の量の窒素を溶解させるに足る十分に増加させ
ることにより調整できる。また別の方法として、ビール
中の窒素レベルを調整して、その後炭酸ガス飽和を調整
できる。この場合窒素レベルの調整後、ビールが前記モ
ジュール内で静止の状態に止め、そして小出しの時点で
前記炭酸ガス飽和レベルをビールが小出しされるに従っ
て、前記接触体モジュールで調整することが好ましい。
これらの２つの工程を単一のモジュールで、あるいは所
望に応じて２つ以上のモジュールで行う。
【００２１】本発明の方法を連続流れ様式例えばソーダ
水またはビールの壜詰作業、あるいは間欠流様式、例え
ばパブにある樽から１つ以上のコックに、あるいはソー
ダ水容器などのコックへの流れに適用できる。
【００２２】本発明の装置は前記方法の作業条件下では
非溢水性（non-floodable ）膜である中空繊維膜を備え
る少くとも１つの制流子からなる。非溢水性膜は、前記
繊維の外部を作業圧力のかかった液体で囲まれると一滴
の液体も前記膜を透過しない膜である。前記中空繊維膜
はクヌーセンの流動方程式（気孔の大きさを算出する一
方法が１９９２年刊“ジャーナル、オブ、メンブレン、
サイエンス−Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｍｂｒａｎｅ
Ｓｃｉｅｎｃｅ”第７３巻第４７〜５３頁のウチャイ
ティル（Ｕｃｈｙｔｉｌ）、Ｐほかによる“キャラクタ
ライゼーション、オブ、メンブレン、スキン、ディフェ
クツ、バイ、ギャス、パーミエーション、メソッヅ−Ｃ
ｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｍｂｒａ
ｎｅ Ｓｋｉｎ Ｄｅｆｅｃｔｓ ｂｙ Ｇａｓ Ｐｅ
ｒｍｅａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｅ”と題する論文に示
されている）により推算された約５００オングストロー
ム以下、好ましくは２００オングストローム以下、そし
て膜表面が孔の０．１％以下、また二酸化炭素のＰ／Ｉ
が約５０×１０−６乃至約５，０００×１０−６ｃｍ３
／ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇより大きい平均気孔の大きさを
さらに有している。前記中空繊維膜は前記接触体モジュ
ールに、１分間約２リットルの液体流量に対し、液体容
積の１ミリリットル当り、少くとも約２５平方ｃｍの膜
表面積の量で共存する。
【００２３】前記装置は前記モジュールのシェル側面を
通る液体の圧力と流量を調節する手段からさらになる。
連続様式では流量を、事実上定常の圧力に流量を提供す
る従来型の圧力ならびに流量調整器により調整する。間
欠様式では、液体管路内の圧力は事実上定常で、液体流
れの開始と停止を前記接触体モジュールの上流にある逆
止め弁で調節する。従来、ビールを樽からコックまで輸
送する時、樽からの出口を逆止め弁で調節するものであ
る。樽の逆止め弁が適切に作動している場合、前記逆止
め弁を前記接触体モジュールの上流、入口近くに設ける
必要はない。従来型の管路と小出し装置はアルコール性
飲料の接触体からコックまでの輸送に適している。
【００２４】前記接触体モジュールにある中空繊維の気
孔のガスの圧力を補助型圧力調整器により調整する。連
続様式の場合、内腔内のガスの流量を調整して内腔内の
ガスの所望の分圧を提供し、従ってガスの液体中での溶
解を調節する。小出し方式では、内腔内のガスの圧力を
調節して前記繊維の内腔内のガスの所望の分圧を提供
し、従って液体内の溶解したガスの所望の平衡分圧も提
供することになる。
【００２５】本発明はさらに、水、特にソーダ水小出し
装置に適した無気泡炭酸ガス飽和の方法も提供する。前
記方法は水を逆止め弁を通して上述の接触体モジュール
のシェル側に少くとも２０ｐｓｉｇの圧力で輸送するこ
とからなる。同時に二酸化炭素を加圧して、圧力が上記
水の所望の炭酸ガス飽和を与えるだけの十分である前記
中空繊維の内腔を通して輸送する。水の炭酸ガス飽和は
二酸化炭素の容積の水に容積に対する比が約１：１乃至
１０：１の範囲にある。前記水に炭酸ガスを飽和させた
後、前記水をソーダ水小出しステーションもしくは壜詰
作業などに輸送する。前記炭酸ガスを飽和させた水の小
出しもしくは壜詰の時点まで、溶解した二酸化炭素は無
気相の形でそのまま残る。
【００２６】前記供給水を接触体に対し排気することが
好ましいである。それは溶解した空気ガスが前記接触体
モジュール内の溶液から出てきて、二酸化炭素の有効な
分在を低下させ水を炭酸ガスで飽和させる作用をさせ
る。前記供給水を排気する度合いは供給水中の溶解した
空気の量によるが、前記溶解した空気は１５ｐｓｉの圧
力を上回ることがしばしばである。
【００２７】本発明はさらにソーダ水小出しステーショ
ンで用いられる水の炭酸ガス飽和に適した炭酸ガス飽和
装置も提供する。前記装置は上述の中空繊維膜の入った
接触体と、モジュールに対するシェル側供給用に接続さ
れた加圧水源と、前記水供給入口に配置され、水が前記
モジュールのシェル側面に入る時の水の最後の調節装置
としての逆止め弁と、そして本装置にあって生成炭酸ガ
ス飽和水を小出しするまで水の温度を調節する温度調節
装置からなる。
【００２８】本発明に適当な気／液接触体モジュールは
ソフトドリンク用のソーダ水をつくるソーダ水小出しス
テーションの間欠乃至不規則作業を必要とする用途に理
想的に適している。前記気／液接触体モジュールを備え
る上述の装置は炭酸ガス飽和タンク、液面調整装置、高
圧水供給ポンプおよび関連電線と継電器の必要性を排除
する。前記接触体モジュールはそれが既存の氷貯蔵所で
の浸漬による既存の酒類販売装置内に嵌込み、所望に応
じて比較的大型の液体冷却コイルの設置に十分なスペー
スを残すだけ十分に小型化したものである。標準的なコ
ック水圧は一般に水の炭酸ガスを飽和させ、かつ前記炭
酸ガス飽和水の小出しに十分で、その結果ポンプを一切
必要としない。
【００２９】水は二酸化炭素と接触体モジュール内の中
空繊維膜の外面で接触するのに対し、前記二酸化炭素を
前記中空繊維膜の内腔に送り、それを無気泡様式で前記
モジュールのシェル側面の水の中に輸送する。所定の作
業温度と、定常水／ソーダ水流量で、生成された炭酸ガ
ス飽和のレベルは前記モジュールにある繊維の内腔側面
に加えられた二酸化炭素供給ガスの圧力関数である。こ
れはこの差圧は二酸化炭素の気泡を液体側につくるには
十分でないことを条件とする。前記炭酸ガス飽和水は、
それを小出しステーションで小出しするまで気泡を含ま
ないので、従って水の炭酸ガス飽和装置から出て行っ
た。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の方法の概略図であ
る。加圧された二酸化炭素１２の原料を管路１４により
管路１８を通ってビール２２の入った樽２２の上部空間
に入る二酸化炭素の圧力と潜入を調節する制御弁１６に
通す。前記二酸化炭素の圧力はビール２２を管路２４を
通して管路２８を通って接触体モジュール３０に入る流
れを調節する逆止め弁２６への流れを起こさせるに十分
である。適当なモジュールを図４に表す。ビールは前記
モジュールのシェル側面を通って出口に出て管路４０に
入る。ビールが前記モジュール３０にある間、窒素原料
３２からの窒素を管路３４により制御弁３６に通す。前
記制御弁は管路３８を通って前記制流子モジュールの中
空繊維の内腔側に入る窒素の圧力を維持する一方、ビー
ル２２は前記接触体モジュール３０に滞留している。前
記窒素を前記弁３６により調節される窒素分圧の量によ
り調節される所望の度合いに溶解する。ビールをコップ
４６に入れた時は、小出し弁４２を開放してビールを管
路４４を通して前記コップに小出しする。前記小出し弁
４２が開放すると同時に、前記逆止め弁が開放してビー
ルがさらに接触体モジュールに流入して追加のビールに
窒素ガスを添加し、また要求あり次第、管路４０を通し
て小出しされる。
【００３１】図２はビールを処理するもう１つ別の方法
５０を表す概略図である。二酸化炭素の原料５２が加圧
されて管路５４を経て制御弁５６に流入する。前記制御
弁５６は管路５８を通り樽６０に流入する二酸化炭素の
圧力を調節する。前記二酸化炭素の圧力はビール６２を
管路６４を通して逆止め弁６５に送出し、ここから管路
６７を通って接触体モジュール６６に送出するに十分で
あり、ここでこれが結果として樽にあるビールの炭酸ガ
スが過飽和になると考えられる。前記接触体モジュール
６６を図５でさらに詳しく表す。ここで図２に戻って、
ビールの二酸化炭素の含量を前記モジュール６６におい
て二酸化炭素が前記接触体モジュールの中空繊維を透過
して前記繊維の内腔に入る液体ビールから出て行かせる
ことにより減少させ、それで過剰二酸化炭素が管路６８
を通って制御弁７０にでる。前記制御弁はビールの二酸
化炭素含量を、前記モジュール６６にあるビールの二酸
化炭素含量が高すぎる時に、弁の開放と二酸化炭素の解
放とにより調節する。
【００３２】二酸化炭素含量を調整もしくは減少させた
ビールがその後、前記モジュール６６から出口を通って
管路７２に入る。前記管路７２はビールを接触体モジュ
ール８０に輸送する。ビールは前記制流子８０のシェル
側面に流入して窒素を受入れ、窒素の所定の部分をビー
ルの中に溶解させる。前記窒素を加圧した原料６２によ
り管路８４を通して制御弁８６に供給する。前記制御弁
８６は窒素の分圧を維持して管路８８を通り接触体モジ
ュール８０に入り、そこで窒素が前記中空繊維の内腔側
面に送り込まれ、その結果前記窒素が前記中空繊維壁を
通って物質移動させられ、前記接触体モジュール８０に
入っているビールに溶解される。前記ビールは前記モジ
ュール８０を出て管路９０を通って小出し弁９２に入
る。
【００３３】前記小出し弁を開放すると、ビールは管路
９４を通ってコップ９６に流入し、同時に前記逆止め弁
６５が開放することで、前記モジュール８０を前記モジ
ュール６６から管路７２を通って再充填する一方、前記
モジュールを前記管路６７を通って再充填する。このよ
うにして本手段５０から小出しされたビールは所望の二
酸化炭素含量と所望の窒素含量の双方を備え、前記樽に
ある圧力が所望の高さであるので、コックに急速に輸送
される。
【００３４】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は連続流れ方
式で利用される方法構成を表す概略図である。図３
（ａ）では手段１００がビールの二酸化炭素含量を連続
流れ方式で減少させる。ビールは圧力計１０４で監視さ
れた管路１０２を通って接触体モジュール１０５に入
る。その圧力は事実上定常である。同時に原料１０６に
より供給された窒素は加圧された管路１０８により、圧
力調節弁１１０に通り、その後、圧力計１１４により監
視された管路を通り、前記接触体モジュールにある繊維
の内腔に入る。前記管路１１２中の窒素の圧力を前記計
器に応じて前記弁１１０により調節する。窒素は前記中
空繊維の内腔を通って、流量調節器１１８により監視さ
れた管路１１６に流れる前記モジュール１０５にあるビ
ールの流れに向流に流れる。前記窒素ガス流れの流量
は、ビールの出口流れ管路１２０にある二酸化炭素の分
圧を読取る監視器１２２に反応する。従って前記モジュ
ール１０５を前記管路１１６を通って出る窒素の流量
を、本手段を離れるビール中の二酸化炭素の分圧維持の
ため必要に応じて前記調節器１１８により上下して調整
する。前記向流窒素は掃除ガスとして作用して、ビール
からの若干の二酸化炭素を前記繊維を通って前記接触体
モジュール１０５にある中空繊維の内腔に、従って出口
管路１１６を通って除去する。前記接触体モジュール１
０５を図６で詳細に示す。
【００３５】図３（ｂ）はビールの二酸化炭素含量を調
節する手段１３０を図示し、その場合のビールの温度と
炭酸ガス飽和のレベルがビール中の二酸化炭素の平衡分
圧を部分真空で、また窒素の供給が利用できない時に固
定する。真空を用いて中空繊維の内腔の圧力をビール中
の二酸化炭素の平衡分圧を所望のレベルに引下げるに足
りるほどに降下させるのに用いる。前記手段１３０は加
圧され管路１３２を通って接触体モジュール１３４に流
入するビールから過剰二酸化炭素を除去する（図５参
照）。前記過剰二酸化炭素を前記モジュール１３４から
管路１３６を通し前記モジュール１３４にある中空繊維
膜の内腔から真空ポンプ１４０により除去する。圧力調
節器１３８は定常圧力を管路１３６に保持する。ビール
は管路１４２を通り加圧されたモジュールを出る。
【００３６】図３（ｃ）はビールの二酸化炭素含量を調
節する手段１５０を表し、その場合、ビールの所望の平
衡分圧は大気圧より高いが、前記目標に達するよう低下
させる必要がある。ビールは加圧されて管路１５２を通
り接触体モジュール１５４（図５参照）に入る。モジュ
ール１５４では過剰二酸化炭素が前記中空繊維膜を透過
して膜の内腔に入り、そして管路１５６を通り、調節計
１５８により調節される制御弁１６０を通って前記方法
を出る。部分脱炭酸ガス飽和を施したビールは管路１６
２を通って本手段を出る。
【００３７】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれは
連続流れ様式に利用された手段を関連している。
【００３８】図４は接触体モジュール２００の側面図で
ある。前記モジュール２００はビールを前記モジュール
のシェル側面の入口２０２を通って受入れる。ビールは
繊維２０６を囲んだ前記モジュールの外から側面２１２
全体を循環する。前記繊維２０６は非溢水性繊維で、わ
ずかな量のビールも外部から透過させないが、窒素を入
口２０４を通って加圧され、前記繊維の内腔に供給させ
る中空繊維である。チューブシート２０８は前記モジュ
ールの端を封止するが、前記中空繊維２０６は前記チュ
ーブシートを貫通して開口し、窒素を前記入口２０４を
通して受入れる。前記モジュールの他端で、前記中空繊
維２０６を前記繊維２１０の両端で、例えばホットナイ
フカットで封止締めする。前記入口２０２でシェル側面
に入るビールは加圧され、出口２１４で前記モジュール
を離れる。
【００３９】図５は液体、例えばビール中の溶解したガ
スの含量の減量が好ましい時の使用に適したモジュール
を図示する。接触体モジュール２２０はビールが加圧さ
れて入る入口２２２を備える。ビールは前記繊維２２８
のシェル側面２２６の上に残り、二酸化炭素を前記繊維
２２８に前記繊維の内腔に物質移動を介して通し、そこ
で過剰二酸化炭素が出口２２４を通って前記モジュール
２２０を出る。前記繊維２２８を他端２３４で、例えば
熱線カットにより封止する。二酸化炭素量を減らしたビ
ールは出口２３２で前記モジュールを出る。
【００４０】図６は掃除ガス、例えば窒素でそれが前記
中空繊維２５２の内腔を通して通り出口２４６を通って
出るガス用の入口２４４を備える接触体モジュール２４
０を表す。アルコール飲料、例えばビールは前記中空繊
維２５２のシェル側面２５４にある入口２４２を所定の
圧力を加えられて通って入る。ビールは掃除ガス、例え
ば窒素を用いる除去を必要とする過剰二酸化炭素を含
む。前記モジュール２４０は２つのチューブシート２５
０を備え、前記モジュールの両端を封止するが、前記中
空繊維がチューブシート２５０の各々を通って伸びてい
るためガスが前記中空繊維２５２の内腔を通して通過で
きる。ビールは前記繊維のシェル側面２５４上を通り、
出口２４８を通って流出する。前記モジュール２４０は
連続流れ様式での使用に特に適している。
【００４１】本発明の融通性はビールの処理が容易にも
経済的にもいずれかあるいは双方同時に行えることであ
る。一般に、二酸化炭素を圧力手段として用いてビール
を通常のバーもしくはレストランの樽からコックに輸送
する時、ビールの連続炭酸ガス飽和が行われ、前記炭酸
ガス飽和を好ましくない状態にまでしばしば上げる。本
発明はそんなビールの処理をして炭酸ガス飽和度を所定
の好ましい状態にまで減らすことができる。２日以内の
店ざらしのビールは、それを約３４ｐｓｉの二酸化炭素
の圧力にかかったままにした時、ビールの１容積当り
３．５容積の二酸化炭素の量に極めて容易に達する。特
定のエールがビールの１容積当りわずか１．２乃至１．
５容積の溶解した二酸化炭素をもつことが好ましい。他
の通常のビールではビール１容積当り約２．２乃至２．
５容積の二酸化炭素を必要とする。ビールを図５に示さ
れた中空繊維モジュールに通す単純な手順は二酸化炭素
含量を所定の選択値まで下げさせる。前記モジュールは
極めて簡単に作動して、二酸化炭素含量の調節を容易に
達成させる。しかしながらビールラインの各二酸化炭素
含量の調節用モジュールを備えることが、所望の二酸化
炭素含量がビールごとに異なるため必要である。
【００４２】ビールの窒素ガス添加を図４に図示説明さ
れたモジュールを用いて達成する。ビールは前記モジュ
ールにある中空繊維のシェル側面に流入し、前記中空繊
維膜面を通ってビールに拡散流入する加圧窒素を受入れ
る。前記窒素をビールに溶解させるので、ビールが前記
モジュールに、あるいは小出し前のラインにある間気泡
を生じさせない。
【００４３】特に好ましい方法２６０を図７に図示す
る。この場合は単一接触体モジュール２９８を用いる。
前記モジュール２６０は図４に図示されたものと事実上
同一である。ビール２６４の樽２６２を冷却し、ガス原
料２６６から管路２６８を通して制御弁２７０に、それ
からもう１つ別の管路２７２を通って前記樽２６２の上
部空隙に供給されるガス（二酸化炭素もしくは窒素のい
ずれか、あるいはその混合物）の圧力をかけて維持す
る。前記ガス圧力を前記ビール２６４の適当な流れを管
路２８０を通して供給するに十分な所定のレベルで維持
する。前記ビール２６４は前記管２８０から逆止め弁２
８２を通り、またもう１つ別の管路２８４を通ってフロ
ースイッチ２９０に流れる。前記フロースイッチ２９０
は制御弁と連動して、小出し装置３０６を作動させる
と、前記フロースイッチ２９０がビールを接触体モジュ
ール２９８に管路２９２を通ってシェル入口２９４に流
入させることになる。前記接触体モジュール２９８にあ
る繊維２９６のシェル側面は、小出し装置がビールを汲
出しても、あるいはビールがモジュール内で静止してい
るかどうかに関係なくいつも圧力のかかったビールが一
杯になったままである。
【００４４】モジュール２９８内の中空繊維２９６はチ
ューブシート３００を貫通して前記モジュール２９８の
蓋端３０８を通って入口３１０に入り、圧力のかかった
ガスは中空繊維の内腔側面を離れるか、あるいは前記繊
維の内腔側面に供給されるかする。ガス供給管路３１２
を３口制御弁３１４に接続する。前記弁３１４は３つの
口１、２と３を備える。前記口３は窒素を受入れ、口３
と口２の間の接続は制御ユニット３３６に応じて開閉さ
れる。窒素を加圧して前記口３に供給する管路３１８の
中で窒素を前記制御弁３１６により調節された定常の所
定の圧力をかけた状態にしておく。窒素を窒素の原料３
２２から前記制御弁３１６に管路３２０を通って供給す
る。中空繊維内腔と前記口２の間の接続をいつも開放し
てあって前記口３からの接続から、あるいは前記口１か
らの接続から、あるいは管路３１２を通って中空繊維内
腔から、ガスを前記繊維の内腔側面から本明細書のあと
で説明されるように排出される時、ガスを受入れる。
【００４５】第２の３口制御弁３２４は口４、５と６を
備える。前記弁３２４の前記口５を管路により前記弁３
１４の口１に接続する。二酸化炭素を原料３３２から加
圧して管路３３０を通して、管路３２６に対し補助タイ
プの圧力調節弁３２８に供給する。二酸化炭素を前記圧
力調節弁３２８により調節される管路３２６に定常の所
定の圧力で維持する。前記フロースイッチ２９０を閉鎖
すると、前記接触体モジュール２９８内のビールは静止
したまま残り、弁３１４の口２と３への接続が開放して
窒素を中空繊維の内腔を通し加圧された窒素を供給し、
ここまで論じてきた方法でビールに窒素ガスを添加させ
る。小出し装置が作動して前記フロースイッチ２９０が
開口し、ビール前記接触体モジュール２９８から出口３
０２と管路３０４を通って小出し装置３０６に流出する
と、弁３１４の口３への接続は閉鎖し、前記口１への接
続が前記口５と６への接続の開放と同時に開放して過剰
窒素圧力が繊維内腔から流出させる。前記内腔圧を事実
上大気圧に下げるに要する時間は弁３１４の内部通路の
大きさで決まる。調節装置３３６を事前設定して弁３２
４の作動が始まる前に圧力を下げさせる。これは一般に
２秒以下の時間を要する。次に、口６への接続が閉鎖
し、口４への接続が開いて口１から口２への接続への二
酸化炭素の流れが前記モジュール２９８に入る。管路３
２６からの二酸化炭素の流れを完了させるため、前記弁
３２４の口４と５への接続が開く一方、弁３１４の口１
と２への接続も開く。ビールの二酸化炭素のレベルを、
今までに論じてきたように調節する。
【００４６】小出し装置が作動しておらず、またフロー
スイッチ２９０が閉鎖していると、前記弁３２４の口４
への接続が閉鎖し、前記弁３２４の口６への接続が開い
て過剰二酸化炭素が接触体モジュール２９８にある中空
繊維の内腔から流出させる。圧力を所定のレベルに下げ
た後、口１への接続が閉鎖し、前記弁３１４の口３への
接続が開いて前記接触体モジュール２９８にある静止ビ
ールに再び窒素ガスを添加する。このようにして、ビー
ルを、それが接触体モジュール内で静止状態にある時に
窒素ガスを添加して、ビールを小出しにしている間に所
望の炭酸ガス飽和がいかようにも行われる。前記中空繊
維内腔から僅かな量の残留二酸化炭素もしくは窒素も小
出し時点でのビールの流れの停止と開始の間の輸送の適
当な時点で排気することで、これらのガスの分圧の勾配
の前記繊維の長さに沿う展開を最小限に止めるか、防ぐ
ことができる。本方法の電力を電源３３４によって調節
装置３３６と本手段２２６にある電力を必要とする他の
どこにでも供給できる。
【００４７】前記接触体モジュール２９８に達するビー
ルの二酸化炭素含量が高すぎると、調節弁３２８も作動
してこのような炭酸ガス過飽和を調整する。二酸化炭素
はビール中の溶液から中空繊維の壁を通って内腔の容積
に透過してこの過剰二酸化炭素を、それが前記モジュー
ル２９８内で選択内腔圧を維持している時に前記補助調
節弁３２８で排気を行う。
【００４８】ビールを樽から小出ししている間に、上部
空隙にあるガスの液体に対する比が変る。このようにし
て、樽内のビールの液面が下がると同じようにビールの
検量液面も下がる。本発明の実施において、ビールの溶
解した二酸化炭素含量は、最初に樽から汲出されたビー
ルと最後のコップは事実上同一の度合いに炭酸ガスを飽
和させるようなレベルのまま残る。窒素ガスを図７の数
字２６６で用いて、炭酸ガス飽和ビールを樽から汲出し
た場合、前記樽の上部空隙にある二酸化炭素の量はその
内容物の小出し中に変わることになる。このようにし
て、ビールの炭酸ガス飽和レベルも、特に小出しパタン
が樽をゆっくりと空にさせる場合に下げられる。これを
図８でグラフにして示し、５０リットル樽のビールを図
７の図式により６日間に亘り窒素を樽上部圧力ガスとし
て用いてむらなく小出しした。
【００４９】ビールの窒素ガス添加とビールの炭酸ガス
飽和の調節とが事実上瞬間的に起こる。前記接触体モジ
ュールは理想的には１つの典型的ビール小出しの容積の
約２５％最高約７５％以上を保持する必要がある。この
方法で、窒素ガス添加ビールを前記モジュールから各小
出し掃き出して、それにより窒素勾配が中空繊維の全長
に亘って発展しないようにする。
【００５０】窒素が二酸化炭素に比べ約６０倍も可溶性
が少いため、所定の種類のビールの中の前溶解ずみ窒素
のレベルが炭酸ガス飽和のレベルの重大性と比べ、高品
位の小出し表象の重大性は低い。例えば、前記窒素ガス
添加レベルは２倍やそこらだけ、例えば重量パーセント
で約３０ｐｐｍ乃至約６０ｐｐｍだけ小出しビールの表
象を損うことなく変化することがある。しかしながら、
炭酸ガス飽和レベルは標準的レベルの約０．２容量内に
維持する必要がある。ビールの種類によって、この標準
的レベルをビールの容積当り約１．０乃至約２．５の二
酸化炭素容量で設定することになる。本発明における炭
酸ガス飽和の調節は、（１）ゼロから出発して必要量の
炭酸ガスを加えて目一杯の飽和をさせること、もしくは
（２）必要とされる標準レベル達成のため漸増減させて
調整することのいずれかを意味する。注目すべきこと
は、小出しの前後ずっと、前記溶解したガス、窒素およ
び二酸化炭素は無気泡の形になっていて、所定のレベル
のままであることである。小出しで直ちに二酸化炭素気
泡と窒素気泡がビールに泡を与えるようになる。
【００５１】ビール飲料における高品位の表象は飲料を
小出しすると、その表面に紛れもない白色の泡を形成す
ることと、この泡が可能な限り長く接続する必要がある
ことを意味する。この泡をつくる気泡が小さい場合、そ
れがコップの側面に、飲料を飲んでいる間、興趣をそえ
るように付着する。これを称して「レースをつける」と
いう。
【００５２】ビール小出しするに従い、溶解度が低くま
た高温でビールに前溶解してしまった窒素ガスは小気泡
の極めて細かい拡散になった溶液から極めて急速に沈殿
する。より大きい二酸化炭素の気泡も同時に沈殿させ
る。前記極めて小さい窒素の気泡は、より大きい二酸化
炭素の気泡よりビールの表面により緩やかに浮上する。
若干の窒素気泡も、それに入って大きくさせ、より速く
浮上させる溶解した二酸化炭素の沈殿を凝集させる。表
面に集まる前記小気泡は窒素と、二酸化炭素および窒素
ガスとの混合物を含んでいる。窒素がその低い可溶性の
ため気泡の壁を通る透過力が少いため、これらの気泡は
相対的に安定している。気泡は大気への透過によって二
酸化炭素を失っているけれども、この損失はコップに入
った大量のビールから送られてくるさらなる二酸化炭素
により補給されるものである。
【００５３】終始不変の小出し品位を達成させるほか
に、窒素の必要量をビールに溶解する量に限定すること
である。例えば、バーやラウンジが窒素の量を５０ｐｐ
ｍとしてビールを１０，０００ガロン小出ししたと仮定
すると、本発明を利用する窒素の年間使用量は２ｍ２以
下となるであろう。それは窒素と二酸化窒素の５０／５
０の混合物を４０ｐｓｉｇの圧力で小出しして用いて同
一の量を販売した場合、窒素の量が６５ｍ２を上回るこ
とと比較できる。このようにして本発明は愛飲家の目に
今以上に満足できる製品を提供するだけでなく窒素の節
約にもなる。
【００５４】窒素を樽や大桶の頭部圧力として用いて、
最初は気の抜けたビールを接触体モジュールに輸送して
ビールの窒素ガス添加／炭酸ガス飽和を行うことが望ま
しい。一般に、窒素は二酸化炭素より安価で、醸造家は
気の抜けたビールが十分炭酸ガスを飽和させたビールよ
り取扱いが容易であることがわかる。ビールを休ませて
いる間、典型的例としては樽で窒素の圧力をかけて３日
間は、窒素はほとんどもしくは全くビールには溶解しな
い。窒素をビールに入れて有効な溶解を行わせるには、
接触界面積を大きくする必要があり、また、前記ガスの
分圧を液体にすでに溶解した同一のガスの分圧に関し増
やす必要がある。
【００５５】混合窒素／二酸化炭素ガスの頭部圧力を別
の例として桶詰ビールの小出しに使用できる。二酸化炭
素の分圧を所定のレベルに設定し、窒素がビールの輸送
に必要な残りの圧力を補給する。この方法ではビールの
炭酸ガス飽和のレベルに事実上正味の変化はない。しか
しながら、窒素がビールに目立って溶け込むということ
はあり得ないので、ビールが醸造所ですでに窒素ガス添
加をしていない限り、本発明の使用はビールの満足すべ
き表象のため所望の窒素ガス添加のレベルを達成する必
要がある。そのうえ、樽に入っているビールを小出しす
るに従って、ビールの炭酸ガス飽和のレベルが減って樽
の中の上部空隙の二酸化炭素レベルと平衡になる。しか
しながら、本発明を用いると、ビールの炭酸ガス飽和レ
ベルは事実上むらがない（図８参照）。
【００５６】何人かの醸造家は今、そのビール製品の若
干量の窒素ガス添加をしている。これらを非常に一般的
ではあるが樽頭部圧力として窒素／二酸化炭素混合ガス
で小出しさせる。しかし、それでも窒素の二酸化炭素ガ
スに対する比と使用される圧力を算出し適正な二酸化炭
素「平衡」圧力をつくっているので、このように、本発
明なくしては、この装置は目標となる重量パーセントで
１５乃至６０ｐｐｍの溶解した窒素濃度に相当する目標
窒素「平衡」圧力を提供する自由の資格をもたない。溶
解した窒素の役割はすでに説明してきように、小出しで
より目の詰んだ、かつより安定した泡をつくることであ
る。
【００５７】図９は本発明の水を炭酸ガスで飽和させる
方法の一実施例を概略図で示す。小出し装置４１０は給
水４１２を設ける。水に最低２０ｐｓｉの圧力をかけ
て、送水管路４１４を通して逆止め弁４１６に輸送す
る。前記逆止め弁４１６の炭酸ガス飽和水がこの装置に
必要となるまで閉鎖する。前記水は、前記逆止め弁４１
６を通ってから送水管路４１８を通って、水の周囲温度
を約０℃乃至約１０℃、好ましくは約０℃乃至４℃の範
囲の温度に下げる前冷却器４２０に通した。前記前冷却
器４２０からの水はその後、前記モジュール４２４のシ
ェル側面に入り、そこで水は二酸化炭素供給器４２６か
ら二酸化炭素を受入れる。前記二酸化炭素はその原料４
２６から一次圧力調節器４２８を通り、その後管路４３
０を通って前記モジュール４２４にある中空繊維の内腔
側面に流れる。二酸化炭素の圧力が事実上定常のままに
なっていることが好ましい。前記炭酸ガス飽和水をその
後、管路４４８を通してソーダ水小出し弁４５０を通し
て輸送することが好ましい。前記ソーダ水小出し弁４５
０はシロップ小出し弁４６８と提携して作動し、ソーダ
水とシロップをソーダ水／シロップ混合室４５２に排出
しそこでソーダ水とシロップを混合してから飲料コップ
４７０に移す。
【００５８】コントロール・ボックス４６４は各弁に限
らず温度調節器も操作する。例えば、前記コントロール
・ボックス４６４はシロップ小出し調節器４４４に、シ
ロップの原料４５４Ａ、４５４Ｂと４５４Ｃからシロッ
プを小出しする時に送信する。シロップはそこで前冷却
器４５６Ａ、４５６Ｂと４５６Ｃから前記シロップ小出
し弁４６８に送出する。シロップと炭酸ガス飽和器装置
を飲料選択パネル４６６からの要求で作動させるこの装
置では、冷却が一部氷水４３８で充満する氷貯蔵所４３
６で行われる。シロップとソーダ水ライン４４８と４５
６、ならびに前冷却器４２０と４４６を前記氷水４３８
に前記モジュール４２４と共に浸漬する。冷凍ユニット
４６０が前記氷貯蔵所の温度を調節して、前記氷貯蔵所
を冷凍コイル４５８によって冷却する。前記氷貯蔵所４
３６に入っている氷と水を氷貯蔵撹拌器４６２により攪
拌する。
【００５９】図１０は、連続流れ方式で達成される炭酸
ガス飽和と、装置を小出し方式で行って達成される炭酸
ガス飽和との間を比較してでる意外な相違を表す。
【００６０】本発明の小出し方式は小出し弁を、水が炭
酸ガス胞和モジュールに入る流れを始動ならびに停止さ
せる逆止め弁と提携して開閉させて制御される。図１０
は炭酸ガスを飽和させたソーダ水を連続流にのせる時、
前記モジュールで達成される炭酸ガス飽和レベルを表
し、またさらに前記装置を１８０ミリリットル量の炭酸
ガス飽和水を毎分６回小出しする間欠小出し方式にする
時に達成される炭酸ガス飽和も示す。前記炭酸ガス飽和
水の流量は毎分２．５リットルで、温度を１℃にする。
図１０からは、水の炭酸ガス飽和を炭酸ガス供給圧力に
より調節する。例えば、炭酸ガス飽和供給圧力を５０ｐ
ｓｉｇの圧力にすると、連続流れ方式での炭酸ガス飽和
は水の１容積につき４．０容積の炭酸ガス飽和をつく
る。小出し方式の時は、５０ｐｓｉｇの二酸化炭素圧力
で約４．８５容積の炭酸ガス飽和をつくる。
【００６１】必要量の飲料を小出しして、ソーダ水の流
れを逆止め弁で停止させると、液体の運動量の急速な破
壊が圧力パルスと前記モジュールの容積を前記逆止め弁
に関する限り前記ソーダ水ラインを通ってはね返ってこ
させる。前記逆止め弁がほとど瞬間的に閉鎖して、液体
の下流容積を供給給水から隔離させる。この瞬間、この
隔離された下流容積中の水圧（ここでは「スナップ」圧
と呼ばれる）は、二酸化炭素の気泡がこの容積内には含
まれていないことを条件に、小出し流れ中よりも極めて
大きい。
【００６２】図１１は遮断の瞬間と前記スナップ圧力の
発生に続いて、前記モジュール内の氷の炭酸ガス飽和が
続いて起り、シェル圧力のさらなる増加は、より多量の
二酸化炭素が水によって吸収されるに従って起るソーダ
水の膨脹に帰因する。このようにして生成された炭酸ガ
ス飽和のレベルが、二酸化炭素／水系について公表され
た平衡データに示されたように、加えられた内腔圧力の
予測されたレベルより著しく大きいことはまことに意外
である。図１２は、前記「逆止め弁」構成で管理される
すべてのモジュールに観察されるこの現象を示す。炭酸
ガス飽和を増大させることは図１０に示された典型的の
間欠型小出し炭酸ガス飽和を連続流れ炭酸ガス飽和方法
によるよりも高いレベルで行われる結果に対し直接の原
因となっている。
【００６３】図１１は、小出し処置の終結につづいて炭
酸ガス飽和を続けて行った結果として起る前記「スナッ
プ」効果に続くシェル圧力の急速な増加を示す。生成さ
れた炭酸ガス飽和のレベルは二酸化炭素の対応する加え
られた内腔圧次第である。しかしながら、図１１の著し
く増加したシェル圧がほぼ４０ｐｓｉｇの二酸化炭素圧
力で起っていることは意外である。これは図１２で示さ
れた４０ｐｓｉｇの圧力で、またそれを上回る圧力で測
定された炭酸ガス飽和の劇的な増加と一致する。前記ス
ナップ圧力効果を結果として起る炭酸ガス飽和の増大は
前記逆止め弁の作動のためである。従って、この構成は
前記モジュールの連続流れ作業のデータから予測される
ものより一層小型でかさ張らないモジュールの使用を可
能にする。
【００６４】図１３はソーダ水の炭酸ガス飽和とポスト
ミックス飲料のそれを比較する。２つの曲線の相違は前
記ソーダ水が最後の小出し弁を通ってコップに流入する
に従ってガスが失われる結果である。この図１３は満足
できる飲料の炭酸ガス飽和レベルが水の１容積につき二
酸化炭素の５容積以下のソーダ水炭酸ガス飽和レベルを
発生させるモジュールを用いて達成できる。従来型の炭
酸ガス飽和器をより高いソーダ水炭酸ガス飽和レベルを
発生させる設計にする。
【００６５】本発明に用いられるモジュールが比較的低
い二酸化炭素圧力と比較的低いソーダ水炭酸ガス飽和レ
ベルで満足して操作できる結果として、前記前記モジュ
ールはポストミックスアコルール飲料の小出し用の二酸
化炭素使用量でかなりの節約を果せる。
【００６６】ポストミックス飲料の小出しに適用するモ
ジュールからの目標炭酸ガス飽和は１℃の温度で６ｖ／
ｖ以上にする必要はない。前記モジュールへの接続と、
その調節は実際問題として極めて簡単である。シェル容
積は２つの口を備え、その１つは水用の入口、他の１つ
はソーダ水用の出口であり、前記モジュールの各端に１
つづつを備えて、すべての活性繊維面を液流に露出させ
る。繊維内腔は第３の端口と連絡し、これを二酸化炭素
ガスが供給される圧力調節器に接続する。
【００６７】前記モジュールに使用される繊維は無気泡
物質移動中の二酸化炭素の透過性が適度の度合いを特徴
とする。中空繊維膜はクヌーセンの流動方程式により算
出した約５００オングストローム以下の平均気孔大きさ
と、表面が気孔の０．１％以下である。膜は非溢水性
で、二酸化炭素に対するＰ／Ｉが約５０×１０−６乃至
約５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇ
以上を有し、そして、モジュールは毎分２リットルの液
体流量に対し、液体容量の１ミリリットル当り少くとも
約２５平方ｃｍの膜面積を有する。
【００６８】所定の内腔圧力と液体流量ならびに温度で
連続液体流れ作業を行うと、二酸化炭素の繊維から液体
への物質移動がその後、各繊維を囲む飽和に近い液体境
界線層を通る溶解した二酸化炭素の拡散に対する耐性に
よるばかりでなく、繊維壁それ自体にある耐性によって
も有効に限定される。中空繊維の束に関してシェル側面
口の配置が露出した繊維表面を通る不十分もしくはよど
んだ液体の流れのある領域が事実上ないことの保証にと
って重要である。意外にも、前記モジュールを流出する
前記ソーダ水に生成された炭酸ガス飽和のレベルで明示
された所定のモジュールの性能を逆止め弁を前記ポスト
ミックス小出し装置の作業方式の特徴である間欠入／断
操作で用いて実際に増大できることがわかった。図１０
は間欠小出し方式操作と連続流れ方式操作の間の典型的
差異を表す。
【００６９】間欠入／断操作における強化された性能の
部分は過渡的ではあるが、しかし、圧縮できない液体の
前記モジュールを通る流れが小出し作業の初めで極めて
急速にゼロから目一杯に始動する時、中空繊維に囲まれ
た液体境界面層の厚さを反復して減らせるためであると
理論づけされている。小出し作業のはじめで、またその
間でも、水と二酸化炭素の両方が前記モジュールに入
る。ソーダ水の飲物小出し中に流れている合計時間は通
常４乃至５秒を超えない。実際には、前記の４乃至５秒
でさえもしばしばゆっくりと中断されるものである。小
出し作業の終りで、加えられた内腔圧に予期された飽和
レベルより大きい平衡に対しその濃度が濃厚になる各繊
維の回りの境界面液体層を通して若干の継続する炭酸ガ
ス飽和がある。次の小出し作業で前記境界面層を有効に
洗浄してこの方法が繰返す。これは他のアルコール性飲
料例えばビールやワインにも事実上当て嵌まる。
【００７０】炭酸ガス飽和中、間違いなく炭酸ガス飽和
勾配がシェルにどの所定の繊維からも半径方向に、また
モジュールに沿って、縦方向の両方向にあるが、全シェ
ル容積はほとんど均一の圧力がかかっている。シェルの
どの局部領域における炭酸ガス飽和が対応する二酸化炭
素圧力がシェルの実際水圧を上回る場合には、その領域
が過飽和して、遊離ガス気泡を形成する傾向を示しそう
である。これは流れのない状態、すなわち小出し作業の
間の状態には当て嵌まらない。というのは、その後シェ
ル容積が固定され気泡の形成の可能性がないからであ
る。
【００７１】所定の送水圧力の拡大する差圧、従ってよ
り高い炭酸ガス飽和値が液体境界面層を通る物質移動耐
性を減少させることで達成できる。これは所定のソーダ
水流量のより高い長さ／直径のアスペクト比を用いて平
均流体速度を増大させることで達成できる。別の例とし
て、異なる繊維の配置を用いること、例えば繊維をつる
巻きにすることで同一の改善が達成されて、前記シェル
容積内でのクロスフローの固有の性質を強めることがで
きる。
【００７２】インラインの膜モジュール炭酸ガス飽和器
を用いる時に達成されるもう１つ別の長所は、所定の送
水圧力に対し、それが二酸化炭素気泡発生限度に達する
前の、より高い加圧炭酸ガスの圧力に施工できる。これ
は潜在的に低給水圧力で給水ポンプの必要もなく作業を
可能にする。一般に、逆止め弁を液体流れのラインに用
いると、一次的な影響が上流の流れに観察される。今の
事例では、最も好ましくまた有効と考えられた影響は液
体の下流の流れで現れた。最小限の水圧に達せたことを
確める逆止め弁の上流の水圧を調節することが望ましい
ようだ。通常、コック水路の圧力は十分であるが、炭酸
ガス飽和装置を接続する場所に繋がる管の道筋と管の種
類によっては、特別の圧力を利用できるようにすること
が必要になる。この圧力は水ポンプにより供給できる。
【００７３】先に述べたように、従来型炭酸ガス飽和器
は高圧水ポンプを用いる。前記水ポンプの高圧性能は、
細かく分散され、ソーダ水の生産で、二酸化炭素と密接
に接触する表面積を供給する噴霧をつくるために必要と
される。
【００７４】膜用炭酸ガス飽和器の場合、この接触面積
が自然に、また電力の消費もなく前記膜それにより供給
される。従って高圧水ポンプをこの目的のために必要と
しないし、また局部供給圧力が、目標炭酸ガス飽和レベ
ルに必要とされる二酸化炭素供給圧力での発生を防ぐに
不十分である場合にのみ必要とされる。
【００７５】味つけ炭酸ガス飽和アルコール性飲料のポ
ストミックス小出しには、ソーダ水の流量を、飲物中の
シロップのソーダ水に対する必要とされる比率を維持す
るため固定することが重要である。従来型炭酸ガス飽和
の場合、炭酸ガス飽和タンクからのソーダ水の水圧供給
圧は二酸化炭素の加えられた圧力に等しい。ソーダ水小
出し弁は通常、ばねで調節できる。可変面積オリフィス
に基づく流量調節機構を組込んでいる。これらも、モジ
ュールにおけるソーダ水の水圧供給圧（すなわち、モジ
ュールに加えられる送水圧力にほとんど等しい）が小出
し弁流量調節機構の調節範囲内であることを条件として
膜モジュール炭酸ガス飽和器と共に用いることができ
る。この条件が適合しない、例えば送水圧力が変動する
場合、ソーダ水の流量を調節する別の手段は調節器を用
いてモジュールに加えられる送水の圧力を設定し、また
ソーダ水小出し弁にあるただ１つの固定オリフィスを用
いることである。アルコール性飲料小出し装置が１つ以
上のコックに供給する単一の炭酸ガス飽和器を備える場
合、これらのコックをソーダ水マニホールドを経由して
接続する。
【００７６】逆止め弁を、それがモジュールのシェル側
面に入る前に給水装置を備えさせる特定の利点は、二酸
化炭素のより高い内腔圧力が吹出しなしに使用できるこ
とである。例えば、シェル圧が４秒の小出し時間中３８
ｐｓｉｇである場合、最大内腔圧力を逆止め弁との共存
で７５ｐｓｉｇに上げることができる。これは逆止め弁
を備えていない装置における５３ｐｓｉｇの圧力と比較
できる。これは逆止め弁がその下流の装置の調節ができ
ることを実証している。
【００７７】モジュールを加えられた内腔圧力で操作す
ることが一般に好ましいが、その圧力は小出し流れが流
れる間のシェル圧の内腔圧力よりも大きい圧力である
（しかし、ガスの吹出しが起きる限度を上回らない）。
小出ししない時間中逆止め弁の存在がシェル圧力すなわ
ち、先に述べた通り内腔圧力よりも高い前記「スナッ
プ」圧力を起こすことになる。しかしながら、液体を繊
維壁にある極めて小さい気孔に充満させ、また保留させ
る作用をする細管圧力はモジュールの内腔をシェル操作
圧力に比較して大きい。従って液体の繊維の内腔に入る
繊維の仕様に示唆された値内の移動がないことをわかっ
た。
【００７８】モジュールの内腔プレナムをそのシェル容
積から分離させる封止装置になにか欠陥が存在すること
は水が内腔プレナムに入り、その後繊維内腔に浸透して
溢水させる可能性のある経路となる。本発明のさらなる
好ましい実施例は、シェル圧力が二酸化炭素供給ガスの
それを上回わらないようにする圧力平衡弁を備える。こ
のような弁はリリーフ弁として役立って、シェルの過加
圧を防ぎ、さらに二酸化炭素供給のリリーフ弁を備える
ことができるよう適応させる。
【００７９】注目すべきことは、実際には、この弁の作
用が先に論ぜられた強化された炭酸ガス飽和効果をうむ
モジュールの能力に影響を与えないことである（図１２
に示されたデータを適処に置いたこの弁で測定する）。
これは、作業内腔圧力、従ってシェル「スナップ」圧力
を一般に４０ｐｓｉｇを上回る圧力に設定するためであ
る。
【００８０】前記逆止め弁の下流のソーダ水容積が事実
上理解できないので、弁が極めて少量の液体排液だけを
各小出しの終りで押出す。前記弁を氷貯蔵庫の水面より
上に配置できる。
【００８１】本発明の全方法は液体を小出しし終るま
で、ずっと無気泡である。これは本発明の方法を用い、
また接触体モジュールにあって特定の特徴をもつ中空繊
維を利用するこで達成できる。前記膜は使用の圧力条件
の下で非溢水性の必要がある。液体が膜の片側にガスが
他方の側にあるので、液体が繊維の内腔を溢水させない
ことが必要である。さらに膜がここまで論じてきた特徴
を備え、また炭化水素と窒素の各々に対し満足できる透
過度を備えて、ガスから液体への物質移動の有用な速度
を可能にさせる。
【００８２】所定のガスの透過度は、表面積の１平方セ
ンチメートル当り、毎秒当り膜を通過する標準温度と、
厚さの単位当りの前記膜を横切る水銀柱の１センチメー
トル（ｃｍＨｇ）の分圧降下に対する標準圧力でＰ／Ｉ
＝ｃｍ３／ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇで示される標準圧力で
のガスの容積である。本発明で使用される膜の乾状態に
あって２０℃の温度での二酸化炭素のＰ／Ｉの示唆され
た範囲が約５０×１０−６乃至５，０００×１０−６ｃ
ｍ３／ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇである。好ましい範囲は約
１５０×１０−６乃至約３，０００×１０−６ｃｍ３／
ｃｍ２秒・ｃｍＨｇであって、最も好ましい範囲は約３
００×１０−６乃至約１，０００×１０−６ｃｍ３／ｃ
ｍ２・秒・ｃｍＨｇである。そのうえ、中空繊維膜は平
均気孔大きさが５００オングストーム以下、表面が孔の
０．１％以下であって、前記膜が非溢水性であり、二酸
化炭素のＰ／Ｉが約５０×１０−６乃至約５，０００×
１０−６ｃｍ３／ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇ以上ある。これ
らの繊維は窒素の透過も可能にしまた本発明での使用に
も満足できる。
【００８３】繊維を疎水性重合体でつくることを示唆す
る。高分子膜材料は置換もしくは未置換の次のものから
選ばれる：ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニト
リル−スチレン共重合体、スチレン・ブタジェン共重合
体、スチレン−ビニルベンジルハリド共重合体、ポリカ
ルボネート、醋酸セルロース、プロピオン酸セルロー
ス、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセル
ロース、ポリアミド、ポリイミド、アリールポリアミ
ド、アリールポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテル
イミド、酸化ポリアリレン、酸化ポニフェリレン、酸化
ポリキシレン、ポリエステルアミド・ジイソシアネー
ト、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアリレート、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリアルキルメタクリレー
ト、ポリアルキルアクリレート、ポリフェニレンテレフ
タレート、多硫化物、ポリシロキサン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペ
ンテン−１、ポリ塩化ビニル、ポリ弗化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、ポリ弗化ビニリデン、ポリビニルアルコ
ール、ポリ醋酸ビニル、ポリプロピオン酸ビニル、ポリ
ビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエ
ーテル、ポリビニルケトン、ポリビニルアルデヒド、ポ
リビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリビニ
ルアミン、ポリビニルホスフェート、ポリビニルスルフ
ェート、ポリアセタール、ポリアリル、ポリベンゾベン
ジミダゾール、ポリヒドラジド、ポリオキサジアゾー
ル、ポリトリアゾール、ポリベンゾイミダゾール、ポリ
カルボジイミド、ポリホスファジン、酸化ポリプロピレ
ンおよび共重合体、ブロック共重合体、コポリマー、ブ
ロックコポリマー、先述のグラフトならびにブレンドさ
らに他の適当な材料。
【００８４】
【実施例】実施例１： 図２に示された方法を用い、初期炭酸ガス飽
和レベルがビールの１容積当り１．０の二酸化炭素容積
のエールタイプのビールを含むビルの樽を２８ｐｓｉｇ
の圧力の二酸化炭素上部圧力ガス原料に接続した。１２
℃の温度で４８時間後、炭酸ガス飽和レベルは２．９ｖ
／ｖに上昇した。試料飲料で、各容積が約０．５リット
ルのものを一列にして清浄コップに１分間２リットルの
流量で小出しにする。両接触体モジュールにはこれまで
述べてきたポリスルホン膜が入っていて、それを循環す
る約４℃の温度の冷水の入った外部締り嵌めコイルによ
り冷却する。炭酸ガスリリーフ弁（図２の数字７０）の
圧力設定を５ｐｓｉｇにし、その結果、ビール製品の二
酸化炭素含量が約１．４ｖ／ｖになった。第２のモジュ
ール（図２の数字８６）の窒素供給圧力を３５ｐｓｉｇ
に設定、その結果ビールの溶解した窒素含量が約４０ｐ
ｐｍとなる。
【００８５】飲料試料をコックの上流の送出管路に気泡
の吹出しもなく、またコップの中に過剰の泡立ちもなく
小出しする。小出し時に、流量計を前記リリーフ弁（図
２の数字７０）の出口に取付け、小出しコックを開ける
とすぐ二酸化炭素ガスの流れを記録させ、また流量は前
記小出しコックの閉鎖で急速にゼロとなって、前記エー
ルからの二酸化炭素の除去を明瞭に知らせる。前記小出
しビールの試料の泡は小さい気泡でできた厚さがほぼ
０．５インチ（約０．１９７ｃｍ）のしっかりした白色
の泡で、厚さがぎりぎりのところまで薄くなって１２０
分間安定して残っている。
【００８６】実施例２：実施例１に述べられたのと同一
のビールを用いて、それを２８ｐｓｉｇの二酸化炭素圧
と１２℃の温度で４８時間そのまま放置の上、炭酸ガス
飽和させた後、試料を前記膜接触体モジュールを迂回し
て前記小出しコックに直接接続した管を介して小出しす
る。前記０．５リットルの試料をコップ内の過剰泡立ち
によるかなりの量の廃物を出すことなく小出しすること
は不可能である。前記試料の泡は外見が実施例１のもの
よりも白さに欠け、大きさが広範に亘り、おおむね実施
例１で観察されるものよりずっと大きい個々の気泡から
なる。初期の厚さが実施例１のものと同等の泡がさらに
放置しておくと急速に壊れてゆくことがわかる。小出し
ビールの液体層を８分たって初めて捨てる。
【００８７】実施例３：樽上部圧力が３２ｐｓｉｇにし
た、初期炭酸ガス飽和が２．４ｖ／ｖのラガービールを
実施例１のと同一の接触体モジュールに４８時間接続し
てからコックにより飲料を小出しした。リリーフ弁の圧
力を１５ｐｓｉｇに設定、窒素圧を３０ｐｓｉｇに設定
する。試料は過剰の泡立ちもなく容易に小出しされる。
約０．５リットルづつとった小出し試料の泡は外見が当
初は実施例１でつくられたものと同様である。泡は少く
とも３５分間は安定している。
【００８８】実施例４：実施例３で用いられたラガービ
ールを膜接触体モジュールを迂回させて直接小出しす
る。試料を実施例よりもコップに一層泡立ちさせて小出
しすると、泡は外見では白さに欠け、急速に壊わしう
る。液表面を５分間たらずで捨てる。
【００８９】容易にはっきりと理解できることは、本発
明のビール処理の方法が、（１）急速な小出し流量を付
与するための樽の上の最大全頭部圧力と；（２）炭酸ガ
スの過飽和を防ぐためのビール中の二酸化炭素の適正分
圧と；（３）窒素ガス、従って、ビールの安定した泡を
付与するためのビール中の適正窒素分圧を達成すること
である。
【００９０】実施例５：図７の方法を実施する時、窒素
ガスを約２０乃至約４０ｐｓｉの圧力で調節する。窒素
分圧がビール中に溶解された窒素の最終的な濃度を決め
る。窒素の操作は約１７もしくは１８秒で約５０％完了
し、また約４０秒で約８０％完了する。
【００９１】登録商標のエールタイプのビールの樽を１
２．５℃の温度に冷却して、標準３５ｐｓｉｇ窒素上部
圧力を供給した。ビールをその後、図７に示された装置
に輸送して、上述の手順によりこの装置を用いて処理す
る。弁３１６は３５ｐｓｉｇの窒素の圧力を供給し、ま
た弁３２８は６ｐｓｉｇの二酸化炭素を供給する。ビー
ルを約１．４ｖ／ｖのレベルまで炭酸ガス飽和させる。
図８では、ビールを６日間、樽が事実上空になるまで引
出した結果を示す。本発明がビールを事実上樽を空にす
る全時間の間その固有の炭酸ガス飽和を保持させること
は明白である。グラフの点線は同じ時間、すなわち空に
するに要する約６日間に亘るビールの炭酸ガス飽和の通
常の勾配を示す。
【００９２】実施例６：図４により、これまでに論じて
きた特徴を備え、また二酸化炭素のＰ／Ｉが、二酸化炭
素に対し少くとも１５０×１０−６ｃｍ３／ｃｍ２・秒
・ｃｍＨｇのポリスルホン中空繊維の入ったモジュール
を合成する。水を前記膜のシェル側面に、二酸化炭素を
膜の内腔に下記する表１に示す圧力で入れる。水を１乃
至３℃の温度で維持する。前記モジュールの各々は約１
５平方フィート（約１．３９平方メートル）の活性膜面
が入っている。ソーダ水の流量は飲料を小出しする時
は、毎分２リットルである。約２００ミリリットルのソ
ーダ水とシロップを混合して含む飲料は１分間当り最高
約１０回小出しできるが、通常の商業的習慣では１分間
当り平均約３回をそんなに上回ることはないようだ。こ
れらの試料で、飲物を約２０秒毎に小出しした。試験は
１分間当り１０回も飲料を小出ししたが小出しされるソ
ーダ水の二酸化炭素含量を減少させない。
【００９３】
【表１】
【００９４】
【発明の効果】以上述べた通り本発明は愛飲家の目に今
以上に満足できる製品を提供するだけでなく窒素の節約
にもなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の概略図である。
【図２】本発明の他の実施例の概略図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例を示す図で、（ａ）
〜（ｃ）はそれぞれの実施例の概略図である。
【図４】本発明の一実施例に適する制流子モジュールを
示す部分切欠部をつくった側面図である。
【図５】本発明のもう１つの実施例に用いられたモジュ
ールを示す部分破断した側面図である。
【図６】本発明のさらなる実施例に用いられたもう１つ
別のモジュールを示す部分破断した側面図である。
【図７】本発明のさらにもう１つ別の実施例の概略図で
ある。
【図８】樽が空になるに従ってビールの炭酸ガス飽和レ
ベルを示すグラフである。
【図９】本発明の方法の１つの実施例の概略図である。
【図１０】ソーダ水小出しステーションへの間欠小出し
流れと比較して連続流れのモジュールの炭酸ガス飽和デ
ータを示すグラフである。
【図１１】本発明の２つの実施例における二酸化炭素の
異なる内腔圧力を用いて達するシェル圧力の比較を示す
図である。
【図１２】炭酸ガス飽和の理論的数値と比較した水の炭
酸ガス飽和を示すグラフである。
【図１３】本発明の１つの実施例を利用するソーダ水と
して、また飲料に入れて用いる水の炭酸ガス飽和を示す
図である。
【符号の説明】
１０ 手段 １２ 二酸化炭素 １４ 管路（逆止め弁へ） １６ 制御弁 １８ 管路 ２０ 樽 ２２ ビール ２４ 管路 ２６ 逆止め弁 ２８ 管路 ３０ 制流止めモジュール ３２ 窒素原料 ３４ 管路 ３６ 制御管 ３８ 管路 ４０ 管路 ４２ 小出し弁 ４４ 管路 ４６ コップ ５０〜６４ 手段 ６６ 制流子モジュール ６７ 管路 ６８ 管路 ７０ 制御弁 ８０ 制流子モジュール ８２ 原料 ８４ 管路 ８６ 制御弁 ８８〜９４ 管路 ９６ コップ １００ 手段 １０２ 管路 １０４ 圧力計 １０６ 原料 １０８ 管路 １１０ 圧力調節弁 １１２ 管路 １１４ 圧力計 １１６ 管路 １１８ 流量調節計 １２０ 出口流れ管路 １２２ 監視器 １３０ 手段 １３２ 管路 １３４ 接触体モジュール １３６ 管路 １３８ 圧力調節器 １４０ 真空ポンプ １４２ 管路 １５０ 手段 １５２ 管路 １５８ 調節計 １６０ 制御弁 １６２ 管路 ２００ 接触体モジュール ２０２ 入口 ２０４ 入口 ２０６ 繊維 ２０８ チューブシート ２１０ 繊維 ２１２ シェル側面 ２１４ 出口 ２２０ 接触体入口 ２２２ 入口 ２２４ 出口 ２２６ シェル側面 ２２８ 繊維 ２３０ チューブシート ２６０ 手段 ２６２ 樽 ２６４ ビール ２６６ ガス原料 ２６８ 管路 ２７０ 制御弁 ２７２ 別の管路 ２８０ 管路 ２８４ 管路 ２９０ 流量スイッチ ２９２ 管路 ２９４ 入口 ２９６ 繊維 ２９８ 接触体モジュール ３００ チューブシート ３０２ 出口 ３０４ 管路 ３０６ 小出し装置 ３１０ 入口 ３１２ ガス供給管路 ３１４ ３口制御弁 ３１６ 制御弁 ３１８ 管路 ３２２ 窒素原料 ３２４ ３口制御弁 ３２６ 管路 ３２８ 圧力調節器 ３３０ 管路 ３３２ 二酸化炭素原料 ３３４ 電源 ３３６ 制御装置 ４１０ 小出し装置 ４１２ 給水 ４１４ 給水管 ４１６ 逆止め弁 ４１８ 給水管 ４２０ 前冷却器 ４２４ モジュール ４２６ 二酸化炭素原料 ４２８ 一次圧力調節器 ４３０ 管路 ４３６ 氷貯蔵所 ４３８ 氷水 ４４８ シロップ／ソーダ水管路 ４５４Ａ シロップ原料 ４５４Ｂ シロップ原料 ４５４Ｃ シロップ原料 ４５６ 管路 ４５６Ａ 前冷却器 ４５６Ｂ 前冷却器 ４５６Ｃ 前冷却器 ４５８ 冷凍コイル ４６０ 冷凍ユニット ４６２ 氷貯蔵所攪拌機 ４６６ 飲料選択パネル ４６８ シロップ小出し弁 １〜６ 入口

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体中の溶解した体の量の調節に適する
    気／液接触体モジュールであって、複数の中空繊維が入
    って、該繊維の外部を取囲み、前記モジュールの内部に
    液体を入れて充満させるシェル側面と、ガスを入れた前
    記中空繊維の内腔にある空隙からなる内腔側面を備える
    モジュールからなり；前記中空繊維膜が５００オングス
    トローム以下の平均気孔大きさと、気孔の０．１％以下
    の表面を有することと；前記膜が非溢水性であって、約
    ５０×１０−６乃至約５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃ
    ｍ２・秒・ｃｍ／Ｈｇより大きい二酸化炭素のＰ／Ｉを
    有することと；前記モジュールが毎分約２リットルの液
    体流量に対し、液体容積の１ミリリットル当り少くとも
    約２５平方ｃｍの膜面を有することを特徴とする気／液
    接触体モジュール。
  2. 【請求項２】 前記二酸化炭素のＰ／Ｉが約１００×１
    ０−６乃至約５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃｍ２・秒
    ・ｃｍＨｇより大きいことを特徴とする請求項１のモジ
    ュール。
  3. 【請求項３】 液体中の溶解した体の量を所定のレベル
    に調節する方法であって、 ・液体を所定の圧力をかける工程と； ・前記加圧液体を中空繊維膜の入った気／液接触体モジ
    ュールのシェル側面に輸送する工程と； ・前記液体中の溶解したガスの量を前記中空繊維の内腔
    にあるガスの圧力を前記溶解したガスの所定のレベルを
    達成する適当量だけ増圧もしくは減圧することで増量も
    しくは減量する工程と；からなり、 ・前記モジュールが前記繊維の外部を取囲み、また前記
    モジュールの内部一杯に拡がる空隙からなるシェル側面
    と、前記中空繊維の内腔にある前記空隙からなる内腔側
    面を備えることと； ・前記中空繊維膜が５００オングストローム以下の平均
    気孔大きさと、孔の０．１％以下の膜表面を備えること
    と； ・前記膜が非溢水性であって、約５０×１０−６乃至
    ５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇ以
    上の二酸化炭素に対するＰ／Ｉを有することと； ・前記モジュールが毎分約２リットルの液体流量に対し
    て液体容積の１ミリリットル当り少くとも約２５平方ｃ
    ｍの膜表面を有することと；を特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 前記液体がアルコール性飲料であること
    を特徴とする請求項３の方法。
  5. 【請求項５】 前記アルコール飲料がビールであり、ま
    た前記溶解したガスが二酸化炭素であることを特徴とす
    る請求項４の方法。
  6. 【請求項６】 前記アルコール性飲料がビールであり、
    また前記溶解したガスが窒素であることを特徴とする請
    求項４の方法。
  7. 【請求項７】 前記アルコール性飲料がビールであり、
    また前記溶解したガスが二酸化炭素と窒素からなること
    を特徴とする請求項４の方法。
  8. 【請求項８】 前記液体が水であり、前記溶解したガス
    が二酸化炭素であることを特徴とする請求項３の方法。
  9. 【請求項９】 前記加圧液体はビールであって、それを
    第１の気／液接触体モジュールに通すことと、前記溶解
    した二酸化炭素を所定のレベルに減少させたうえで、前
    記加圧アルコール性飲料を前記第１接触体モジュールか
    ら第２の気／液接触体モジュールに通すことと、溶解し
    た窒素を増加して所定のレベルの窒素を前記溶解した二
    酸化炭素のレベルを事実上変えることを特徴とする請求
    項３の方法。
  10. 【請求項１０】 前記ビールの処理後、前記接触体モジ
    ュールから加圧して除去しコックで小出しすることを特
    徴とする請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】 前記溶解した窒素が約１５乃至約８０
    ｐｐｍの量で共存することを特徴とする請求項１０の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記圧力のかかったビールが少くとも
    １分間当り約２リットルの流量を供給するに足る圧力で
    あることを特徴とする請求項１１の方法。
  13. 【請求項１３】 ビールの中の溶解した二酸化炭素と溶
    解した窒素の量を所定のレベルに調節する方法であっ
    て、 ・前記ビールを所定の圧力をかける工程と； ・前記加圧ビールを中空繊維膜の入った制流子モジュー
    ルのシェル側面に輸送する工程と； ・前記ビールの二酸化炭素の含量を前記中空繊維の内腔
    にある二酸化炭素の圧力を適量だけ増圧もしくは減圧す
    ることで増量もしくは減量する工程と； ・前記ビールの窒素含量を前記中空繊維の内腔にある窒
    素の圧力を適量だけ増圧することで引続き増量する工程
    と；からなり、 ・前記モジュールが前記膜の外部を取囲み、前記モジュ
    ールの内部一杯に拡がる空隙からなるシェルと、前記中
    空繊維の内腔にある前記空隙からなる内腔側面を備える
    ことと； ・前記中空繊維膜が約５００オングストローム以下の平
    均気孔大きさと、孔の０．１％以下の表面をもつこと
    と； ・前記膜が非溢水性であり、二酸化炭素に対するＰ／Ｉ
    が約５０×１０−６乃至５，０００×１０−６ｃｍ３／
    ｃｍ２・秒・ｃｍＨｇ以上であることと； ・前記モジュールが毎分約２ｌの液体流量に対し、液体
    容積の１ミリリットル当り少くとも約２５平方ｃｍの膜
    表面を有することと：を特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 前記方法が壜詰作業の供給系を提供す
    る連続方式であることを特徴とする請求項９の方法。
  15. 【請求項１５】 前記加圧液体がビールであり、第１の
    気／液接触体モジュールに通すことと；前記溶解した素
    を、前記加圧アルコール性飲料を所定のレベルに増圧
    し、そのうえで前記加圧アルコール性飲料を前記第１の
    接触体モジュールから第２の気／液接触体モジュールに
    通すことと；溶解した二酸化炭素を増量もしくは減量し
    て二酸化炭素の所定のレベルを、溶解した窒素のレベル
    を事実上変えることなく達成することと；を特徴とする
    請求項３の方法。
  16. 【請求項１６】 前記方法が壜詰作業の供給系を提供す
    る連続方式であることを特徴とする請求項１５の方法。
  17. 【請求項１７】 前記ビールを処理の後、前記接触体モ
    ジュールから加圧して除去して、コックで小出しするこ
    とを特徴とする請求項１５の方法。
  18. 【請求項１８】 前記溶解した窒素が約１５乃至約８０
    ｐｐｍの量で共存していることを特徴とする請求項１７
    の方法。
  19. 【請求項１９】 前記圧力のかかったビールの毎分少く
    とも約２リットルの流量を供給するに足りる圧力である
    ことを特徴とする請求項１８の方法。
  20. 【請求項２０】 アルコール性飲料中の溶解ガスの調節
    装置であって、 ・非溢水性中空繊維膜の入った接触体モジュールと； ・前記アルコール性飲料を予め決めた圧力に加圧する手
    段と； ・前記加圧アルコール性飲料の流れを前記接触体モジュ
    ールのシェル側面に流す調節をする手段と； ・前記中空繊維の内腔内の溶解したガスの圧力を調節す
    る手段と；からなり、 ・前記モジュールが前記繊維の外部を取囲み、前記モジ
    ュールの内部一杯に拡がる空隙からなるシェル側面と、
    前記中空繊維の内腔にある空隙からなる内腔側面を備え
    ることと； ・前記中空繊維膜が約５００オングストローム以下の平
    均気孔の大きさと、孔の０．１％以下の表面をもつこと
    と； ・前記膜が非溢水性で、二酸化炭素に対するＰ／Ｉが約
    ５０×１０−６乃至５０００×１０−６ｃｍ３／ｃｍ２
    ・秒・ｃｍＨｇ以上であることと； ・前記モジュールが毎分約２ｌの液体流量に対し、液体
    容積の１ミリリットル当り少くとも約２５平方ｃｍの膜
    表面を備えることと：を特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 前記加圧アルコール性飲料の流れを前
    記接触体モジュールに流す調節する手段が逆止め弁であ
    ることを特徴とする請求項２０の装置。
  22. 【請求項２２】 単一接触体モジュールを用い、溶解し
    た窒素と溶解した二酸化炭素の各々の所定の量をもつア
    ルコール性飲料の調製の方法であって、 ・前記アルコール飲料を予め決めた圧力にかける工程
    と； ・前記加圧アルコール飲料を中空繊維膜の入った前記接
    触体モジュールのシェル側面に輸送する工程と； ・前記アルコール飲料中の前記溶解した窒素の量を、前
    記アルコール飲料中の溶解した窒素を無気泡の形で所定
    のレベルを達成させる適量だけ前記中空繊維の内腔にあ
    る窒素の圧力を増圧させる一方、前記アルコール性飲料
    の圧力を継続的に維持させて増量させる工程と； ・前記窒素を前記中空繊維の内腔から事実上除去する工
    程と； ・前記アルコール性飲料中の溶解した二酸化炭素の量を
    前記中空繊維の内腔にある前記二酸化炭素の圧力を、前
    記アルコール性飲料中の溶解した窒素を無気泡の形にし
    て所定の量を達成する一方、前記アルコール性飲料の圧
    力を継続的に維持させる適量だけ増圧させることで増量
    させる工程と；からなり、 ・前記モジュールが前記繊維の外部を取囲み、前記モジ
    ュールの内部一杯に拡がる空隙からなるシェル側面と、
    前記中空繊維の内腔にある前記空隙からなる内腔側面を
    備えることと； ・前記中空繊維膜が約５００オングストローム以下の平
    均気孔大きさと、孔の０．１％以下の表面をもつこと
    と； ・前記膜が非溢水性で、二酸化炭素に対するＰ／Ｉが約
    ５０×１０−６乃至約５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃ
    ｍ２・秒・ｃｍＨｇ以上で、また毎分約２リットルの液
    体流量に対する液体容積の１ミリリットル当り少くとも
    約２５平方ｃｍの膜面積を有することと；を特徴とする
    方法。
  23. 【請求項２３】 ソーダ水小出し装置の水の炭酸ガス飽
    和の方法であって：前記繊維の外部を取囲み、液体の入
    った前記モジュールの内部一杯に拡がる前記空隙からな
    るシェル側面と、ガスの入っている前記中空繊維の内腔
    にある前記空隙からなる内腔側面を備える複数の中空繊
    維膜の入った接触体モジュールのシェル側面に加圧水を
    逆止め弁を通して輸送する工程と； ・前記接触体の水圧を少くとも約２０ｐｓｉｇの圧力で
    維持する工程と； ・圧力のかかった二酸化炭素を水の所望の炭酸ガス飽和
    を無気泡の形で供給するに足りる圧力で前記膜の内腔を
    同時に通す工程と； ・前記水圧と前記二酸化炭素圧の各々を前記接触体モジ
    ュールのシェル側で液体だけを入れ、圧力のかかった無
    気泡炭酸ガス飽和をソーダ水小出しステーションに通す
    工程と；からなり、 ・前記中空繊維膜が約５００オングストローム以下の平
    均気孔大きさと、孔の０．１％以下の膜表面を有するこ
    とと； ・前記膜が非溢水性で、二酸化炭素のＰ／Ｉが約５０×
    １０−６乃至約５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃｍ２・
    秒・ｃｍ／Ｈｇ以上であることと； ・前記膜が毎分約２リットルの液体流量に対し液体容積
    の１ミリリットル当り少くとも約２５平方ｃｍの膜面積
    を有することと：を特徴とする方法。
  24. 【請求項２４】 水の炭酸ガス飽和に適し、その炭酸ガ
    ス飽和水をソーダ水小出しステーションに用いる炭酸ガ
    ス飽和装置であって、 ・前記繊維の外部を取囲み、液体の入った前記モジュー
    ルの内部一杯に拡がる空隙からなるシェル側面と、ガス
    の入った前記中空繊維の内腔にある前記空隙からなる内
    腔側面とを備える複数の中空繊維膜の入った気／液接触
    体モジュールと； ・圧力がかかり、シェル側面供給用に前記モジュールに
    接続される水の供給源と； ・圧力がかかり、繊維内腔供給用に前記モジュールに接
    続される二酸化炭素の原料と； ・二酸化炭素の圧力を水の圧力と関係なく、それと関連
    して僅かな量のガスも前記接触体モジュールのシェル側
    面に形成させないよう調節する調節装置と； ・給水入口に、水が前記モジュールのシェル側面に入る
    に従って水の最後の調節装置として配置された逆止め弁
    と； ・水が前記モジュール内にあって、結果として炭酸ガス
    飽和された水を小出しするまで、水の温度を調節する温
    度調節装置と；からなり、 ・前記中空繊維膜が約５００オングストローム以下の平
    均気孔大きさと、孔の０．１％以下の表面を有すること
    と； ・前記膜が非溢水性で、二酸化炭素に対するＰ／Ｉが約
    ５０×１０−６乃至約５，０００×１０−６ｃｍ３／ｃ
    ｍ２・ｃｍＨｇ以上であることと； ・前記モジュールが毎分少くとも約２リットルの液体流
    量に対し、液体容積の１ミリリットル当り少くとも約２
    ５平方ｃｍの膜表面を備えることと；を特徴とする炭酸
    ガス飽和装置。
  25. 【請求項２５】 前記逆止め弁の上流に水の流量調節器
    を備える請求項２４の装置。
  26. 【請求項２６】 前記中空繊維の内腔を大気圧に排気す
    る手段を備えることを特徴とする請求項２３の装置。
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