JP2000281187A - 無菌充填用の液化ガス流下装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気により内部を殺菌するようにした無菌充
填用の液化ガス流下装置について、殺菌後の装置本体内
に殺菌用蒸気のドレインが残るような虞をなくすこと
で、常に内圧の安定した缶詰を提供できるようにする。 【解決手段】 液化ガスの供給源から液化ガス供給用の
配管を通して装置本体１内に供給されてくる液化ガス
を、飲料等を充填してから缶蓋で覆うまでの間の各缶の
ヘッドスペースに所定量ずつ流下させるために、クリー
ンエアーによる略無菌状態の雰囲気内に装置本体１が配
置されていると共に、装置本体１に接続される液化ガス
供給用の配管２２に対して、殺菌用の蒸気を供給するた
めの配管が接続されているような無菌充填用の液化ガス
流下装置において、装置本体４の液化ガスの通路２０
ａ，２０ｂを、全て液化ガスの流れる方向に沿って下方
に傾斜させ、装置本体１の液化ガス室１２の下端に設け
られるノズル部分１３を、液化ガス室１２の底板との間
で任意に隙間を開けられるように、液化ガス室１２の底
板から離れて下方に移動可能なように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料等を充填して
から缶蓋で覆うまでの間の各缶のヘッドスペースに不活
性の低温液化ガスを所定量ずつ流下させるための液化ガ
ス流下装置であって、クリーンエアーによる略無菌状態
の雰囲気内に装置本体が配置されている無菌充填用の液
化ガス流下装置に関し、特に、液化ガス供給用の配管に
接続された蒸気供給用の配管から供給される殺菌用の蒸
気によって各配管と装置本体内の殺菌が可能なように構
成された無菌充填用の液化ガス流下装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コーヒー，紅茶，緑茶，ウーロン茶，お
よび果汁等の非炭酸飲料を缶詰にする場合、ＤＩ（絞り
しごき）缶のような薄肉の胴壁を持つ缶体に飲料を充填
して密封するのに際して、飲料を充填した缶内の液面上
に、液体窒素のような不活性ガスの低温液化ガスを少量
添加してから、缶の開口部に缶蓋を巻締めして密封する
ということが従来から行なわれている。

【０００３】そのように液化ガスを少量添加することに
よって、密封された缶の内圧が添加された液化ガスの気
化によって大気圧よりも高くなり、少しばかりの外圧が
加わっても薄肉の胴壁が変形しないようになると共に、
飲料上への添加時に液化ガスの一部が瞬時に気化してヘ
ッドスペースの空気を缶外へ追い出すことで、ヘッドス
ペースの残存酸素量を減少させることができて、密封さ
れた缶内での飲料の酸化による劣化を減少させることが
できる。

【０００４】一方、上記のような非炭酸飲料の缶詰で
は、レトルト殺菌法や熱間充填法（ホットパック）とい
った従来から一般的に行われている殺菌処理方法では、
中身の飲料が比較的長時間にわたって高温状態に維持さ
れることで、飲料本来（例えば、果汁飲料ならば搾りた
てのもの、コーヒー，紅茶，緑茶，ウーロン茶等ならば
作りたてのもの）の味や香りが落ちたり色が変わったり
するという問題を生じることから、所謂無菌充填法とい
うものが従来から種々研究されている。

【０００５】すなわち、無菌充填法では、缶詰の製造時
にできるだけ飲料の熱履歴を少なくして、飲料本来の味
や香りや色をできるだけ保ったままの飲料缶詰を製造す
るために、高温で短時間に殺菌して急速に冷却した殺菌
済みの飲料を、クリーンエアーによる略無菌状態の雰囲
気（クラス１０〜１００程度の高レベルのクリーンエア
ーの領域）内で、殺菌済みの空缶に充填して、殺菌済み
の缶蓋で密封するようにしている。

【０００６】そのような無菌充填法による飲料缶詰の製
造において、ＤＩ缶のような薄肉の胴壁を持つ缶体を使
用して、缶を密封する前に各缶のヘッドスペースに除菌
済みの液化ガスを添加するような場合、液化ガス流下装
置の装置本体を、クリーンエアーによる略無菌状態（ク
ラス１０〜１００）のクリーンブース内で、飲料充填機
から缶蓋巻締機への搬送路の近傍に配置しておくと共
に、その使用開始に先立って、液化ガスの流下を行うた
めの装置本体の内部（装置本体内の貯留タンクを経てノ
ズル部分に至る液化ガスの通路全体）および各配管内を
予め無菌状態となるように殺菌しておくことが必要とな
る。

【０００７】しかしながら、液化ガス流下装置の装置本
体を略無菌状態（クラス１０〜１００）のクリーンブー
ス内に設置した場合、装置本体の外面側だけでなく、そ
の内部全体をも殺菌する必要があり、その作業によって
該装置本体の周りの高レベルの空気清浄度を低下させて
しまうこととなるため、無菌充填法においては、液化ガ
ス流下装置による除菌済みの液化ガスの添加を実施する
のが困難なものとなっていた。

【０００８】これに対して、高レベルの空気清浄度に維
持されたクリーンブース内に装置本体が設置される液化
ガス流下装置について、クリーンブース内の装置本体に
クリーンブース外から液化ガスを供給するための配管に
対し、殺菌用の蒸気を供給するための配管を接続して、
各配管に設けられている各開閉制御弁を作動させるだけ
で装置本体内や配管内を簡単に殺菌できるようにすると
いうことが、この出願に先立つ本出願人の出願により既
に公知となっている（特開平１１−４３１１１号公報参
照）。

【０００９】そのような本出願人による無菌充填用の液
化ガス流下装置によれば、装置本体に接続されている各
配管の開閉制御弁を制御するだけで、高レベルの無菌雰
囲気内（クリーンブース内）に配置されている装置本体
の周りの空気清浄度を低下させることはなく、装置本体
（およびそれに接続されている各配管）の使用前の殺菌
から使用後の後処理に至るまでの各操作を連続して自動
的に行うことができ、無菌充填法における除菌済みの液
化ガス（液体窒素）の添加を効果的に実施することがで
きる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な無菌充填用の液化ガス流下装置では、特開平１１−４
３１１１号公報中にも記載されているように、液化ガス
供給用の配管に対して、更に、加熱された気体（窒素ガ
ス）を供給するための配管を接続させることにより、殺
菌後の装置本体内や配管内を加熱気体により冷却乾燥す
るようにしていることから、通常は、殺菌用蒸気のドレ
イン（蒸気が冷却して凝縮した水滴）が装置本体内や配
管内に残らないようにしている。

【００１１】しかしながら、殺菌用蒸気や加熱気体の供
給部および蒸気ドレインの排出部から離れた装置本体内
では、蒸気のドレインが排出され難いことから、加熱気
体の供給が不充分であったりすると、装置本体内の内壁
や底部などにドレインが残る可能性があり、殺菌後の装
置本体内にドレインが残ると、次いで液化ガスを装置本
体内に導入した時点で、超低温の液化ガスにより残った
ドレインが氷結して氷粒となってしまう。

【００１２】そして、ドレインの氷粒が装置本体の内壁
から分離すると、液化ガス（液体窒素）よりも比重が大
きいために、ノズル部分に向かって沈降して行き、この
氷粒が流下ノズルの孔に詰まったりすることで液化ガス
の流下量が変動して、その結果、内圧の安定した飲料缶
詰等（飲料やその他の液体を内容物として多く含むよう
な缶詰）を提供することができないというような問題を
生じる虞がある。

【００１３】本発明は、上記のような問題の解消を課題
とするもので、蒸気により内部を殺菌するようにした無
菌充填用の液化ガス流下装置について、殺菌後の装置本
体内に殺菌用蒸気のドレインが残るような虞をなくすこ
とで、常に内圧の安定した缶詰を提供できるようにする
ことを課題とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するために、液化ガスの供給源から液化ガス
供給用の配管を通して装置本体内に供給されてくる液化
ガスを、飲料等を充填してから缶蓋で覆うまでの間の各
缶のヘッドスペースに所定量ずつ流下させるために、ク
リーンエアーによる略無菌状態の雰囲気内に装置本体が
配置されていると共に、装置本体に接続される液化ガス
供給用の配管に対して、殺菌用の蒸気を供給するための
配管が接続されているような無菌充填用の液化ガス流下
装置において、装置本体の液化ガスの通路を、全て液化
ガスの流れる方向に沿って下方に傾斜させ、装置本体の
液化ガス室の下端に設けられるノズル部分を、液化ガス
室の底板との間で任意に隙間を開けられるように、液化
ガス室の底板から離れて下方に移動可能なように設ける
ことを特徴とするものである。

【００１５】上記のような構造の液化ガス流下装置によ
れば、蒸気による殺菌時にノズル部分と液化ガス室の底
板との間に隙間を開けておくことで、装置内の殺菌時
に、装置本体の内壁に付着した蒸気のドレインは、液化
ガスの通路の傾斜に沿って流れ落ちることで、装置本体
の液化ガス室の底部に集められてから、ノズル部分と液
化ガス室の底板との間に隙間を通して、装置本体の外に
完全に排出されることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の無菌充填用の液化
ガス流下装置の実施形態について、図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１７】図１は、本発明の液化ガス流下装置を備え
た無菌充填法による飲料缶詰製造ラインの一例を概略的
に示すものであり、本実施形態では、缶詰製造ラインが
設置されているクリーンルーム（クラス１０，０００）
内に、空気清浄度が中レベル（クラス１，０００〜１
０，０００）の領域が画成され、更にその中に、空気清
浄度が高レベル（クラス１０〜１００）の領域がクリー
ンブースとして画成されていて、殺菌済みの空缶の搬送
路，飲料充填機周り，飲料充填機から缶蓋巻締機への搬
送路，缶蓋巻締機周り，および殺菌済み缶蓋の供給路に
ついては、何れも、空気清浄度が高レベル（クラス１０
〜１００）のクリーンブース内に設置されている。

【００１８】そのような無菌充填法による缶詰製造ライ
ンにおいて、液化ガス流下装置は、その装置本体が、空
気清浄度が高レベル（クラス１０〜１００）のクリーン
ブース内で、飲料充填機から缶蓋巻締機への搬送路の途
中に配置されており、装置本体に接続されている各配管
は、図示していないが、クリーンブース近傍の外側から
クリーンブース内の装置本体に接続されている。

【００１９】上記のような飲料缶詰の製造ラインでは、
空缶供給コンベアーにより連続的に供給された未処理の
空缶を、まず、缶外面の薬液噴霧装置において、缶胴の
外周面および缶底外面に殺菌処理用の薬液（過酸化水素
５重量％の水溶液）を噴霧してから、缶内面の薬液噴霧
装置を通して、更に、空缶の内面に殺菌処理用の薬液
（過酸化水素５重量％の水溶液）を噴霧した後、加熱殺
菌処理オーブン内に送り込む。

【００２０】そして、加熱殺菌処理オーブン内で、内面
と外面に薬液が噴霧された空缶を、加熱炉体による高温
（２５０℃程度）の熱風で加熱して、付着した薬液の過
酸化水素を分解除去することで、空缶の殺菌処理を完了
させる。

【００２１】次いで、加熱殺菌処理オーブンから出た殺
菌済みの空缶を、略無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１
００）のトンネル内で、クリーンエアー置換装置により
その周辺の空気を清浄化した後、殺菌済み空缶の冷却装
置により無菌水を噴霧することで、空缶を洗浄すると共
に加熱されている空缶を内容物の充填温度付近に冷却し
てから、略無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１００）内
の飲料充填機に供給する。

【００２２】そして、クリーンブース内で、冷却された
殺菌済みの空缶に対して、飲料殺菌装置で高温短時間に
加熱殺菌後、充填温度まで冷却された殺菌済み飲料を、
飲料充填機によって所定量充填してから、クリーンブー
ス内で、飲料充填済みの缶を缶蓋巻締機に向けてタイミ
ングコンベアーで供給する。

【００２３】そして、搬送用のタイミングコンベアーに
より缶蓋巻締機に向けて搬送されている飲料充填済みの
各缶に対して、クリーンブース内で、液化ガス流下装置
の装置本体から、除菌済みの不活性低温液化ガス（液体
窒素）を所定量ずつ流下することで、飲料充填済みの缶
内上部のヘッドスペースに対して、所定量ずつの液化ガ
スをそれぞれ添加する。

【００２４】次いで、飲料を充填し液化ガス（液体窒
素）を添加した各缶に対して、クリーンブース内で、缶
蓋殺菌装置から略無菌雰囲気（空気清浄度がクラス１０
０）のシュート内を通して供給される殺菌済みの缶蓋を
載置してから、缶蓋巻締機によって巻き締めて密封した
後、飲料を内容物とする缶詰の殺菌済みの製品として搬
出コンベアーにより搬出する。

【００２５】図２は、上記のような無菌充填法による飲
料缶詰製造ラインにおいて使用されている液化ガス流下
装置の概略を示すもので、液化ガス流下装置の装置本体
１は、液化ガスボンベ２から配管２２を通して送給され
てくる液体窒素を、除菌用のセラミックフィルター３を
通してから、液面を大気に開放し且つ液面を所定の高さ
に保った状態で貯留タンク１１に一時的に貯留して、貯
留タンク１１に貯留した液体窒素を、それ自体の重力に
より常に略一定の圧力がかかっている状態で、流量制御
が可能なノズル１３を通して流下させるものである。

【００２６】液化ガス流下装置の装置本体１内には、上
面が開放された貯留タンク１１が設けられ、貯留タンク
１１よりも下方で上下方向に延びる液化ガス室１２が、
貯留タンク１１の底部と液化ガス室１２の上部とが連通
するように設けられ、液化ガス室１２の下端に流下用の
ノズル１３（ノズルのシリンダ部分）が設けられてい
て、上方から気密状態で液化ガス室１２内に上下動可能
に挿通された流量制御用のロッド１４により、該ロッド
１４の上下方向の進退によりその下端のプラグ（ノズル
のプラグ部分）の位置を変えることで、ノズル１３の開
度が制御され、貯留タンク１１内に貯留されている液体
窒素が、液化ガス室１２を通して、流量可変ノズル１３
の開度に応じた流量で下方に流下される。

【００２７】また、装置本体１には、貯留タンク１１や
液化ガス室１２を外側から覆うように、低温の液体窒素
を外気温から断熱するための真空断熱室１５が形成され
ており、さらに、低温の液体窒素の流下に伴って大気中
の水蒸気がノズル１３の出口付近に氷結して付着するの
を防止するために、装置本体１の下端でノズル１３の周
囲を覆うように、防霜用のノズルヒーター１６が着脱可
能に取り付けられている。

【００２８】装置本体１の貯留タンク１１内に貯留され
る液体窒素の液面の高さについては、液面の上限を規定
するための上限レベルセンサー１７ａと、液面の下限を
規定するための下限レベルセンサー１７ｂとにより、液
面の高さを検知して貯留タンク１１への液体窒素の流入
を制御することで、常に液面の高さを略一定の範囲に維
持している。

【００２９】流量可変ノズル１３の開度については、密
封後の缶詰の缶内圧力の情報（Ｘ−ｒａｙレベルモニタ
ーや触圧モニター又は打缶式内圧モニターの検出結果）
のフィードバックに基づき、図示していない定内圧制御
ユニットからの制御信号によって開閉駆動源１８を駆動
制御し、ロッド１４を上下方向に進退させてその下端の
プラグの位置を変えることで、適当な流量となる開度に
制御している。

【００３０】そのような液化ガス流下装置の装置本体１
に対して、液化ガスボンベ２からの液体窒素を除菌用フ
ィルター３を通して装置本体１内に送り込むための液体
窒素供給管（液化ガス供給用配管）２２が接続され、こ
の液体窒素供給管２２に対して、装置内部全体（配管か
ら装置本体１内を通る液化ガスの通路全体）を殺菌する
ための各配管が、蒸気殺菌ユニット４として接続されて
いる。

【００３１】また、装置本体１の上部には、装置本体１
の内部で貯留タンク１１に貯留した液体窒素の気化によ
り発生した窒素ガスを排気するために、外気の侵入を防
ぐと同時に窒素ガスを外部に導くための排気用シャッタ
ー５を介して、末端が大気中に開放された排気管２５
（蒸気殺菌ユニット４の各配管のうちの一つとなるも
の）が接続されている。

【００３２】さらに、装置本体１に対して、蒸気による
装置本体１内の洗浄殺菌時とその後の冷却乾燥時にのみ
ノズルヒーター１６の下端開放部を着脱自在に塞ぐよう
に、装置本体１とは別体の殺菌用キャップ１９が用意さ
れている。

【００３３】図３は、上記のような液化ガス流下装置の
装置本体１に対する各配管の接続構造を示すものであっ
て、その構造や使用状態については、特開平１１−４３
１１１号公報中に記載されているものと基本的に相違す
るものではない。

【００３４】すなわち、装置本体１の外側を覆う真空断
熱室１５には、バキュームポンプから延びる吸気管２１
が接続されており、真空断熱室１５で覆われた装置本体
１の内部に対して、既に述べたように、ボンベから貯留
タンク１１内に液体窒素を送給するための液体窒素供給
管２２が、除菌フィルター（０．２μｍメッシュのセラ
ミックフィルター）３を介して接続されていて、この液
体窒素供給管２２に対して、殺菌用の蒸気を供給するた
めの蒸気供給管２３と、冷却乾燥用の窒素ガスを供給す
るための窒素ガス供給管２４とが、それぞれの開閉制御
弁よりも下流側で接続されている。

【００３５】一方、液化ガス流下装置の装置本体１から
は、既に述べたように、貯留タンク１１に貯留されてい
る液体窒素の気化により発生した窒素ガスを排気するた
めに、外気の侵入を防ぐと同時に窒素ガスを外部に導く
ための排気用シャッター５を介して排気管２５が接続さ
れており、排気管２５の末端は大気中に開放されてい
て、排気管２５の開閉制御弁よりも上流側（装置本体
側）からは、蒸気排出管２６が分岐され、蒸気排出管２
６の末端は蒸気ドレイン排出管２７に接続されている。

【００３６】また、ノズルヒーター１６と排気用シャッ
ター５を連通させるように、気体戻し管２８が配設され
ており、気体戻し管２８の途中からは、蒸気を排出する
と共に窒素ガスを導入するための排出導入管２９が分岐
されていて、排出導入管２９の末端側は蒸気ドレイン排
出管２７に接続されている。この排出導入管２９の途中
（除菌フィルターと開閉制御弁の間）からは、窒素ガス
導入管３０が分岐されており、窒素ガス導入管３０の他
端は、窒素ガス供給管２４の途中（ラインヒーターと減
圧弁の間）に接続されている。

【００３７】また、蒸気による殺菌時とその後の窒素ガ
スによる冷却乾燥時にのみノズルヒーター１６の下端開
放部を着脱自在に塞ぐための殺菌用キャップ１９に対し
て、キャップ用蒸気排出管３１が接続されており、キャ
ップ用蒸気排出管３１の末端は蒸気ドレイン排出管２７
に接続されている。

【００３８】なお、液体窒素供給管２２と蒸気供給管２
３と窒素ガス供給管２４についても、その途中（それぞ
れの管における２つの開閉制御弁の間）が、それぞれ別
途の開閉制御弁を介して蒸気ドレイン排出管２７に接続
されており、また、装置本体１の上部と排気用シャッタ
ー５を連通する管には、途中に開閉制御弁と手動弁と逆
止弁を設けた蒸気ドレイン排出管３２が接続されてい
る。

【００３９】上記のように装置本体１に接続される各配
管のそれぞれには、図示したように、その適所に開閉制
御弁が設けられており、装置本体１および各配管の適所
には、温度センサーや圧力センサーが設けられていて、
それらのセンサーの検知結果に基づいて各配管の開閉制
御弁がそれぞれ制御されることで、液体窒素の流量や殺
菌時の蒸気の流量や加熱された窒素ガスの流量や各配管
の内圧等についての管理が行われている。

【００４０】なお、上記のように装置本体１に接続され
る各配管は、クリーンブース内に配置された装置本体１
に対して、クリーンブースの近傍で蒸気殺菌ユニットと
して纏められており、この蒸気殺菌ユニットを取り替え
ることで、無菌充填用でない従来の装置の配管に容易に
変更できるものとなっている。

【００４１】上記のような配管構造を備えた無菌充填用
の液化ガス流下装置による殺菌の準備、殺菌工程、冷却
乾燥工程、液化ガス流下の準備、液化ガス流下工程、後
処理工程のそれぞれについて以下に説明する。

【００４２】液化ガス流下装置を使用するに当たり、ま
ず、蒸気による殺菌の準備として、装置本体１の下端に
取り付けられたノズルヒーター１６の下端開口部を殺菌
用キャップ１９で閉鎖すると共に、装置本体１の下端に
形成されたノズル１３を開の状態としてから、各配管の
開閉制御弁が全て閉じられている状態で、各配管の手動
開閉弁を全て開いて、ラインヒーターや各センサー等を
ＯＮとしておく。

【００４３】そして、装置の内部全体を蒸気により殺菌
するために、蒸気供給管２３の各開閉制御弁を開くと共
に、蒸気排出管２６の開閉制御弁と排出導入管２９の開
閉制御弁とを、１５秒間隔で交互に開閉を繰り返すよう
に制御することにより、蒸気供給管２３から供給された
蒸気が、除菌フィルター３を通して装置本体１内に導入
され、装置本体１の内部全体を通ってから、装置本体１
の上部からは、排気用シャッター５を通り、一部は排気
管２５、残りは蒸気排出管２６を通って排出される。

【００４４】一方、装置本体１の下部からは、ノズルヒ
ーター１６から、一部は気体戻し管２８を通って排気管
２５や蒸気排出管２６から排出され、残りは排出導入管
２９を通って排出されると共に、殺菌用キャップ１９か
らキャップ用蒸気排出管３１を通って排出されて、その
結果、装置本体１の内部全体が蒸気によって殺菌される
こととなる。なお、その際の蒸気の供給量について、殺
菌キャップ１９に設けられた温度センサーの検知結果に
基づいて、当該部分の温度が１２５℃で３０分（タイマ
ーで制御）殺菌するように、蒸気供給管２３の開閉制御
弁の開度が制御されることとなる。

【００４５】上記のように装置本体１の内部全体を蒸気
により殺菌した後、蒸気供給管２３の一方の開閉制御弁
（上流側）を閉じ、やや遅れて他方の開閉制御弁（下流
側）を閉じると共に、蒸気供給管２３の開閉制御弁の閉
と同時に、窒素ガス供給管２４と排気管２５と蒸気排出
管２６と排出導入管２９のそれぞれの開閉制御弁を開け
ると共に、窒素ガス導入管３０の開閉制御弁を開ける。

【００４６】そして、この時点で、窒素ガス供給管２４
のラインヒーターは既にＯＮとなっているが、更に、ノ
ズルヒーター１６をＯＮにすると共に、吸気管２１の末
端に設置されたバキュームポンプの駆動を開始し、それ
よりも遅れて圧力スイッチをＯＮとして、吸気管２１を
通して空気を抜くことで装置本体１の真空断熱室１５を
真空状態とする。

【００４７】それにより、ラインヒーターにより加熱さ
れて窒素ガス供給管２４から供給された冷却乾燥用の窒
素ガスが、除菌フィルター３を通して、装置本体１内に
導入され、装置本体１の内部全体を通ってから、装置本
体１の上部からは、一部は直接に蒸気ドレイン排出管３
２に排出され、残りは排気用シャッター５を通り蒸気排
出管２６や排気管２５を通って排出される一方、装置本
体１の下部からは、ノズルヒーター１６から、一部は気
体戻し管２８から排気用シャッター５を通って排気管２
５や蒸気排出管２６から排出され、残りは排出導入管２
９から排出される。その結果、装置本体１の内部全体、
および、蒸気の通った配管内が、加熱された窒素ガスに
よって冷却乾燥される。

【００４８】そして、装置本体１のノズルヒーター１６
から殺菌用キャップ１９を取り外すと、一定時間後に
は、ラインヒーターにより加熱されて窒素ガスが、窒素
ガス導入管３０から排出導入管２９を通してノズルヒー
ター１６に供給され、その一部がノズルヒーター１６か
らノズル１３の先端部周辺に放出され、残りは気体戻し
管２８から排気用シャッター５を通って排気管２５から
排出される。

【００４９】上記のように装置本体１の内部全体を殺菌
して冷却乾燥した後、液体窒素を貯留タンク１１に所定
の液面高さになるまで貯留するために、装置本体１下端
のノズル１３を完全に閉じた状態としてから、窒素ガス
供給管２４の各開閉制御弁を閉じて、液体窒素供給管２
２の開閉制御弁を開き、貯留タンク１１内の液面が所定
の高さになると、開閉制御弁を閉じるように制御するこ
とにより、ボンベから供給される液体窒素は、液体窒素
供給管２２から除菌フィルター３を通って貯留タンク１
１内に送り込まれ、液化ガス室１２に充満してから貯留
タンク１１内で所定の液面高さまで充填されると、各レ
ベルセンサー１７ａ，１７ｂの検知に基づくフィードバ
ック制御により、液体窒素供給管２２の開閉制御弁が閉
じられて、液体窒素流下の準備が完了する。

【００５０】そして、各缶に対して液体窒素を所定量ず
つ流下させるときには、装置本体１のノズル１３を開く
ことで液体窒素が流下されて各缶に充填されると共に、
各レベルセンサー１７ａ，１７ｂの検知に基づくフィー
ドバック制御により、液体窒素供給管２２の開閉制御弁
の開度を制御する（一方の開閉制御弁の開度を制御し、
他方の開閉制御弁は全開）ことで、液体窒素供給管２２
から除菌フィルター３を通って、貯留タンク１１内での
液面を常に一定の高さ範囲内に維持するように、流下さ
れた分の液体窒素が装置本体１に連続的に補給される。

【００５１】なお、その際、排気管２５の開閉制御弁は
開かれており、貯留タンク１１内の液面から気化した窒
素ガスは、大半は貯留タンク１１の上蓋部分に設けられ
た排気口から放出されるが、排気用シャッター５を通し
て排気管２５からも大気中に放出されているため、真空
断熱室１５によって覆われている装置本体１の内部の液
面上部の空間部は、常に大気圧と略同じになっていて、
その結果、液体窒素自体の重力により常に略一定の圧力
がかかっている状態で、ノズル１３からノズル開度に応
じて一定量の液体窒素が流下することとなる。

【００５２】また、窒素ガス供給管２４のラインヒータ
ーにより加熱されて窒素ガスが、窒素ガス導入管３０か
ら排出導入管２９を通して、加温されている防霜用ノズ
ルヒーター１６に供給され、ノズルヒーター１６からノ
ズル１３の先端部周辺に放出され続けているため、大気
中の水蒸気がノズル１３の出口付近に近づくのが阻止さ
れる結果、水蒸気がノズル１３の出口付近に氷結して付
着するのが確実に防止されている。

【００５３】その後、液化ガス流下装置の使用が終わっ
てからの後処理については、液体窒素供給管２２の開閉
制御弁を閉じて液体窒素の供給を停止してから、更に液
体窒素を流下させて、装置本体１内から液体窒素を完全
に抜き取った時点で、ノズル１３を閉じ、吸気管２１の
バキュームポンプを停止させると共に、窒素ガス供給管
２４の開閉制御弁を開くことで、装置本体１内および配
管内に窒素ガスを充満させてから、全ての開閉制御弁と
手動開閉弁を閉じ、ラインヒーターやノズルヒーター１
６や各センサー等をＯＦＦにして、次回の使用に備える
こととなる。

【００５４】ところで、上記のような無菌充填用の液化
ガス流下装置において、本実施形態では、図２に示すよ
うに、装置本体１の液化ガス通路、即ち、除菌用フィル
ター３から貯留タンク１１に液体窒素を送り込むための
通路２０ａと、貯留タンク１１の底から液化ガス室１２
に液体窒素を送り込むための通路２０ｂとは、何れも、
液体窒素の流れる方向に向かって下方に傾斜している。

【００５５】また、図４および図５に示すように、装置
本体１の液化ガス室１２の下端に設置されるノズル１３
のシリンダ部分１３Ｂは、液化ガス室１２の底板１２ａ
との間で任意に隙間を開けられるように、液化ガス室１
２の底板１２ａから離れて下方に移動可能なように設置
されている。なお、装置本体１の液化ガス室１２とノズ
ル１３の部分について、図４は、液体窒素をノズル１３
から流下させて缶のヘッドスペースに充填する使用時の
状態を示すものであり、図５は、蒸気により殺菌する時
の状態を示すものである。

【００５６】すなわち、本実施形態では、下部内面に雌
ネジ部３６ａを形成したリング状のノズルヒーター取付
部材３６が、装置本体１の下端近傍の外周面に固着され
た突起部３７によって回転可能な状態に保持されてお
り、上部外面に雄ネジ部１６ａを形成したノズルヒータ
ー１６が、装置本体１の下端近傍の外周面に対して下方
から摺動自在に嵌挿されていて、上方に位置するノズル
ヒーター取付部材３６の雌ネジ部３６ａと下方に位置す
るノズルヒーター１６の雄ネジ部１６ａとは螺合されて
いる。

【００５７】また、ノズルヒーター１６には、その内部
に無菌窒素ガスの流路１６ｂが形成され、また、側壁部
分を貫通するように蒸気ドレイン排出用の孔１６ｃが形
成され、孔１６ｃの上方の外面側にキャップ取付用のフ
ランジ部１６ｄが外方に突出するように一体的に固着さ
れていると共に、ノズル１３のシリンダ部分１３Ｂに
は、その下部外面にフランジ部１３ａが外方に突出する
ように一体的に形成されている。

【００５８】そのため、ノズルヒーター取付部材３６の
雌ネジ部３６ａとノズルヒーター１６の雄ネジ部１６ａ
との螺合を締めた状態とすることで、図４に示すよう
に、ノズルヒーター１６の底部上面と、液化ガス室１２
の底板１２ａの下面とによって、ノズルシリンダ部分１
３Ｂのフランジ部１３ａがシールリングを介して密着的
に挟持され、それによって、液体窒素を缶に充填する時
に、液化ガス室１２内の液体窒素を、液化ガス室１２の
底部から漏らすことなく、ノズル１３を通して流下させ
ることができる。

【００５９】また、ノズルヒーター取付部材３６の雌ネ
ジ部３６ａとノズルヒーター１６の雄ネジ部１６ａとの
螺合を緩めた状態とすることで、図５に示すように、液
化ガス室１２の底板１２ａの下面と、ノズルシリンダ部
分１３Ｂのフランジ部１３ａと、ノズルヒーター１６の
底部上面との間にそれぞれ隙間が開き、それによって、
ノズルヒーター１６の下端開放部を殺菌用キャップ１９
により閉鎖してから蒸気により殺菌する時に、液化ガス
室１２の底部に集められた蒸気やドレインを孔１６ｃを
通して完全に外部に排出することができる。

【００６０】上記のように構成されている本実施形態の
無菌充填用の液化ガス流下装置によれば、蒸気による殺
菌時にノズルヒーター取付部材３６の雌ネジ部３６ａと
ノズルヒーター１６の雄ネジ部１６ａとの螺合を緩めた
状態としておくことで、蒸気による殺菌時に、装置本体
１の内壁に付着した殺菌用蒸気のドレインは、液化ガス
の通路２０ａ，２０ｂの傾斜に沿って流れ落ち、液化ガ
ス室１２の底部に集められてから、液化ガス室１２の底
板１２ａの下面とノズルシリンダ部分１３Ｂのフランジ
部１３ａとの隙間を通り、ノズルヒーター１６の蒸気ド
レイン排出用の孔１６ｃ等を通って完全に外部に排出さ
れる。

【００６１】また、本実施形態では、液体窒素供給管２
２に対して、殺菌用の蒸気を供給するための蒸気供給管
２３が接続されていると共に、更に、加熱された窒素ガ
スを冷却乾燥用として供給するための窒素ガス供給管２
４が接続されていて、蒸気による殺菌の後で、蒸気の通
った後の配管および装置本体１内に加熱された窒素ガス
を通していることから、配管や装置本体１の内壁にドレ
インが残ったとしても、それを乾燥して排出したり、あ
るいは、ドレインのまま窒素ガスの流れによって排出し
たりすることができる。

【００６２】さらに、本実施形態では、図４および図５
に示すように、液化ガス室１２内に、プラグ部分１３Ａ
（ロッド１４の下端部）とシリンダ部分１３Ｂからなる
ノズル１３の部分の周りを囲むように、氷粒を避けるた
めの網目又はパンチング板等から形成される多孔筒状体
３５が設けられており、それによって、配管の内壁にド
レインが残り、それが氷粒となって液化ガス室１２内に
入り込んだとしても、多孔筒状体３５により氷粒が遮ら
れることで、ノズル１３の流下孔が詰まるようなことは
ない。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したような本発明の無菌充填用
の液化ガス流下装置によれば、蒸気による殺菌時に装置
本体内から蒸気やそのドレインを効果的に排出すること
ができて、装置内に残ったドレインの氷粒によって流下
ノズルの孔が詰まるような事態が起きるのを回避するこ
とができるため、そのような氷粒の詰まりに起因する液
化ガスの流下量の変動をなくすことができて、その結
果、内圧の安定した缶詰を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液化ガス流下装置を備えた無菌充填法
による飲料缶詰の製造ラインの概略を示す説明図。

【図２】本発明の液化ガス流下装置の装置本体について
の概略を示す説明図。

【図３】図２に示した装置本体に対する各配管の接続状
態を示す説明図。

【図４】本発明の液化ガス流下装置の一実施形態につい
て、液化ガスを流下させて缶のヘッドスペースに充填す
る時の状態を示す説明図。

【図５】本発明の液化ガス流下装置の一実施形態につい
て、蒸気による殺菌時の状態を示す説明図。

【符号の説明】

１ （液化ガス流下装置の）装置本体 １２ （装置本体の）液化ガス室 １２ａ 液化ガス室の底板 １３ （装置本体の）ノズル部分 ２０ａ （装置本体の）液化ガスの通路 ２０ｂ （装置本体の）液化ガスの通路 ２２ 液体窒素供給管（液化ガス供給用の配管） ２３ 蒸気供給管（殺菌用の蒸気を供給するための
配管） ２４ 窒素ガス供給管（加熱された気体を供給する
ための配管） ３５ 多孔筒状体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化ガスの供給源から液化ガス供給用の
   配管を通して装置本体内に供給されてくる液化ガスを、
   飲料等を充填してから缶蓋で覆うまでの間の各缶のヘッ
   ドスペースに所定量ずつ流下させるために、クリーンエ
   アーによる略無菌状態の雰囲気内に装置本体が配置され
   ていると共に、装置本体に接続される液化ガス供給用の
   配管に対して、殺菌用の蒸気を供給するための配管が接
   続されているような無菌充填用の液化ガス流下装置にお
   いて、装置本体の液化ガスの通路が、全て液化ガスの流
   れる方向に沿って下方に傾斜しており、装置本体の液化
   ガス室の下端に設けられるノズル部分が、液化ガス室の
   底板との間で任意に隙間を開けられるように、液化ガス
   室の底板から離れて下方に移動可能なように設けられて
   いることを特徴とする無菌充填用の液化ガス流下装置。
2. 【請求項２】 液化ガス供給用の配管に対して、更に、
   加熱された気体を供給するための配管が接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の無菌充填用の液化ガ
   ス流下装置。
3. 【請求項３】 液化ガス室の内部に、ノズル部分の周り
   を囲むように、氷粒を避けるための多孔筒状体が設けら
   れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無菌
   充填用の液化ガス流下装置。