JP2001072189A - 飲料製造ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】飲料製造ラインが長時間停止した場合にも、充
填液のロスを少なくする。 【解決手段】製品液を貯留するクッションタンク４と、
製品液を加熱殺菌する加熱殺菌装置８と、加熱殺菌装置
８から送られた製品液を貯留するとともに、レベルセン
サが設けられた微加圧タンク１２と、フィラ２４に加圧
して送液する加圧タンク２２と、加熱殺菌装置８と微加
圧タンク１２との間に設けられた第１切換バルブ１４
と、第１切換バルブ１４とクッションタンク４とを接続
する第１戻り通路１５とを備えており、レベルセンサか
らの信号により第１切換バルブ１４を切り換える。さら
に、加圧タンク２２とフィラ２４との間に第２切換バル
ブ３０を設けるとともに、この第２切換バルブ３０と前
記クッションタンク４とを接続する第２戻り通路３２を
設け、フィラ２４が所定時間以上停止した場合に、第２
切換バルブ３０を第２戻り通路３２側へ切り換えて液体
を回収するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は飲料製造ラインに係
り、特に、液体を高温に加熱して殺菌した後容器内に充
填し、その高温の液体を一定時間接触させることによっ
て容器およびキャップの内面を殺菌するホットパック充
填を行う飲料製造ラインに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料水等の製造ラインでは、高度の品質
管理が要求されており、充填される液体および容器やキ
ャップ等を完全に殺菌しなければならない。そこで、加
熱した高温の液体を容器内に充填するホットパック充填
が広く行われている。ホットパック充填は、容器内に充
填される液体の温度を、例えば８０℃ないし８７℃の範
囲に維持するように温度管理を行い、この高温の液体
を、充填ノズルを介して容器内に充填し、キャッピング
を行った後、この容器を転倒させることにより高温の充
填液をキャップの内面や容器の上部内面に所定時間接触
させてこれらの部分の殺菌を行うようになっている。

【０００３】前記のように充填される液体の温度が８０
℃ないし８７℃になるように加熱しても、ラインの停止
等により充填液の温度が低下して前記基準温度以下にな
ってしまう場合がある。このように充填液の温度が基準
より低くなると、殺菌効果が低下してしまう。そのため
充填液の温度が基準温度を下回らないようにさらに高温
に加熱して充填することも可能であるが、最近飲料水等
の充填容器として広く用いられているペットボトルは、
耐熱性が低く、上限が８７℃までの液温の充填液しか充
填することが出来ない。従って、充填容器がペットボト
ルの場合には、充填液の温度を十分に高くして充填する
ことは不可能であり、前記基準温度内で充填するように
している。

【０００４】ところで、前記のようなホットパック充填
では、通常、充填する液体を調合タンクで調合した後、
クッションタンクに送って貯留し、さらに、加熱殺菌装
置において加熱をした後加圧タンクに送り、この加圧タ
ンクからフィラ（充填機）へ送液して、容器内に充填す
るようになっている。

【０００５】前記送液ラインには、ディバージョン回
路、すなわち、加熱殺菌装置から加圧タンクへの途中に
設けられた切換バルブを介して加熱殺菌された充填液を
クーラーで冷却した後クッションタンクへ戻す回路が設
けられており、ライン停止時等のように充填液の供給が
必要なくなった場合には、加圧タンクに設けられたレベ
ルセンサの信号によって、前記切換バルブを切換えてデ
ィバージョン回路からクッションタンクへ充填液を戻
し、加圧タンク以降の充填液はブローするようにしてい
る（特公平２−２７２３６号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のようにライン停
止時等には、加圧タンクよりも上流側の液をディバージ
ョン回路を介してクッションタンクに戻し、加圧タンク
以降の液はブローするようにしているが、この加圧タン
ク以降の液量が多いため、ライン停止時等の温度低下時
には充填液のロスが大きいという問題があった。

【０００７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、ライン停止等による液温の低下時にも充填液
のロスを少なくすることができる飲料製造ラインを提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る飲料製造ラ
インは、製品液を貯留するクッションタンクと、クッシ
ョンタンクから送液された製品液を加熱殺菌する加熱殺
菌手段と、加熱殺菌された製品液を貯留するとともに、
充填機に送液する加圧タンクと、加圧タンクに設けら
れ、貯留される製品液のレベルを検出するレベルセンサ
と、前記加熱殺菌手段と加圧タンクとの間に設けられた
第１切換バルブと、第１切換バルブとクッションタンク
とを接続する第１戻り通路とを備え、前記加圧タンク内
の製品液の液量が所定量を越えたときに、レベルセンサ
からの信号により前記第１切換バルブを第１戻り通路側
に切り換えるようにしたものであって、さらに、前記加
圧タンクと充填機との間に第２切換バルブを設けるとと
もに、この第２切換バルブと前記クッションタンクとを
接続する第２戻り通路を設け、充填機が所定時間以上停
止したときに、第２切換バルブを第２戻り通路側へ切り
換えるようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面に示す実施の形態により
本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る
飲料製造ラインの構成を簡略化して示す構成図であり、
充填される液体（製品液である飲料）は、調合タンク２
内で調合されクッションタンク４に送られて貯留され
る。この時点では、液体は常温である。

【００１０】前記クッションタンク４に貯留された液体
は、ポンプ６によって超高温による加熱殺菌装置（ＵＨ
Ｔ）８に送られ、所定の温度に加熱されて殺菌された
後、配管１０を通って加圧された無菌エアーにより微加
圧タンク１２に送られる。この加熱殺菌装置８から微加
圧タンク１２への配管１０中に、第１切換バルブ１４が
設けられており、この切換バルブ１４からの分岐管（第
１戻り通路）１５がクーラ１６を介して前記クッション
タンク４に接続されて第１ディバージョン回路が構成さ
れている。前記微加圧タンク１２内には、レベルセンサ
（図示せず）が設けられており、この微加圧タンク１２
の貯留液量が所定値を越えると、レベルセンサからの信
号により第１切換バルブ１４が切り換えられ、加熱殺菌
装置８で加熱殺菌された液体は、第１戻り通路１５から
クーラー１６に送られて冷却された後クッションタンク
４に戻される。

【００１１】微加圧タンク１２内に貯留された液体は、
ポンプ１８により吐出されストレーナ２０を介して加圧
タンク２２に送られる。さらに加圧タンク２２で加圧さ
れた液体は、配管２７を介してフィラ（充填機）２４に
供給され、フィラ２４の外周寄りに円周方向等間隔で設
けられた充填ノズル２６から容器２８（図２参照）内に
充填される。

【００１２】前記加圧タンク２２からフィラ２４への配
管２７内に第２の切換バルブ３０が設けられており、こ
の第２切換バルブ３０からの分岐管（第２戻り通路）３
２が回収タンク３４に接続されている。この回収タンク
３４に回収された液体は、ポンプ３６により前記クーラ
ー１６に送られ、第１切換バルブ１４からの還流液と同
様に、クーラー１６で冷却された後クッションタンク４
に戻される。これら第２切換バルブ以降の第２戻り通路
３２、回収タンク３４およびクーラ１６等により第２デ
ィバージョン回路が構成されている。なお、この回収タ
ンク３４を省略して、第２切換バルブ３０に接続された
第２戻り通路３２からの回収液を直接クーラー１６に送
るようにしても良い。

【００１３】前記フィラ２４には、図２に示すように、
容器供給コンベヤ３８によって搬送されてきた容器２８
が、インフィードスクリュー４０によって所定の間隔に
切り離された後、入口スターホイール４２を介して供給
される。フィラ２４に供給された容器２８は、図示しな
い容器保持手段等によって保持されて回転搬送される間
に、前記図１に示す給液ラインから供給された液体が充
填ノズル２６を介して充填される。液体が充填された容
器２８は、出口スターホイール４４を介して搬送コンベ
ヤ４６上に排出されて次の工程に送られる。前記容器供
給コンベヤ３８の側部には、供給コンベヤ３８上に向か
って進退動する容器導入ストッパ４８が設けられてお
り、供給コンベヤ３８上に出没して容器２８の供給およ
び供給の停止を行うことができる。このストッパ４８の
作動は、後に説明する制御装置５０によって制御され
る。なお、この実施の形態では、容器供給コンベヤ３８
として、搬送面上に容器２８を載せて搬送する通常のコ
ンベヤを用いているが、エア搬送コンベヤ等その他のコ
ンベヤを用いることもできる。

【００１４】フィラ２４の外周側には、所定の長さに亘
って円弧状の樋（液受け手段）５２が配設されている。
この樋５２は、前記制御装置５０によって作動を制御さ
れるシリンダ５４によって進退動されるようになってお
り、前記充填ノズル２６の下方に進出して充填ノズル２
６から吐出される液体を受ける位置と、後退して充填時
の容器２８と干渉しない位置との間を進退動する。ま
た、充填液を容器２８内に充填せずに放出する場合に
は、この樋５２を前進させるとともに、図示しない液バ
ルブ開放手段を移動させるシリンダ６６（図３参照）の
作動によってこの樋５２の設けられている区間だけ充填
ノズル２６の液バルブ（図示せず）を開放して、液体を
充填ノズル２６から樋５２内に放出するようになってい
る。なお、この樋５２が設置されている区間は、エンコ
ーダ５６の信号によって認識される。さらに、この樋５
２には、充填ノズル２６から吐出された液体の温度を測
定する温度センサ５８が設けられている。

【００１５】制御装置５０は、図３に示すように、予め
設定された充填液の液温を記憶する記憶部６０と、前記
温度センサ５８によって測定された温度とこの記憶部６
０に記憶されている設定温度とを比較する比較部６２と
を備えており、この比較部６２からの信号により指令部
６４が、前記容器導入ストッパ４８、樋進退動用シリン
ダ５４および充填ノズル２６の液バルブ開放用シリンダ
６６の作動指令を出力する。

【００１６】以上の構成に係る飲料製造ラインの作動に
ついて説明する。充填される液体（飲料）は、調合タン
ク２内で調合され、クッションタンク４に送られて貯留
される。液体はこの時点では常温である。クッションタ
ンク４内に貯留された液体は、ポンプ６によって吐出さ
れ、加熱殺菌装置８に送られて所定の温度まで加熱さ
れ、加圧された無菌エアーにより下流側の微加圧タンク
１２に送られる。

【００１７】加熱殺菌装置８から微加圧タンク１２への
配管１０に設けられている第１切換バルブ１４は、微加
圧タンク１２内に設けられているレベルセンサからの信
号により、微加圧タンク１２側と第１戻り通路（分岐
管）１５側とを切り換えられるようになっており、微加
圧タンク１２内の液量が所定のレベルに達すると、第１
戻り通路１５側に切り換えて、余剰の液体を第１ディバ
ージョン回路を介してクッションタンク４に還流させ
る。なお、超高温による加熱殺菌装置（ＵＨＴ）８は調
整が非常にデリケートであり、流量、温度等を常に一定
の条件で運転しなければならないので、運転が開始した
後は、フィラ２４等の下流側の装置が停止した場合でも
常に同量送液している。しかも液量は、フィラ２４の消
費量よりも多く設定されている。従って、微加圧タンク
１２のレベルセンサにより液量を検出して余剰流量を適
宜第１戻り通路１５から還流させるようになっている。

【００１８】微加圧タンク１２内に貯留された液は、さ
らに、ポンプ１８によって吐出され、ストレーナ２０を
介して加圧タンク２２に送られる。加圧タンク２２で
は、この液体を一定の圧力でフィラ２４に送液してい
る。通常の生産運転時には、第２切換バルブ３０はフィ
ラ２４側に切り換えられている。また、液受け用の樋５
２は、後退位置にあることはいうまでもない。なお、こ
の実施の形態では、微加圧タンク１２と加圧タンク２２
とを備えているが、微加圧タンク１２を省略することも
できる。この場合には、加圧タンク２２内に設けたレベ
ルセンサによって余剰液量を検出し第１ディバージョン
回路から還流させる。

【００１９】前述のように生産運転が行われているとき
には、第２切換バルブ３０はフィラ２４側に切り換えら
れ、第１切換バルブ１４は、通常は微加圧タンク１２側
に接続され、微加圧タンク１２内の液量が過剰になった
ときには、切り換えられて第１戻し通路１５からクーラ
ー１６を介して余剰流量をクッションタンク４に還流さ
せるようになっているが、ライン停止時（充填ノズル２
６の液バルブが開放されない状態の時）には以下のよう
に作動する。

【００２０】ラインの停止時間が１分未満の場合には、
給液ライン内に滞留している液体の温度があまり低下し
ないので、生産モードのままで、フィラ２４の運転再開
後そのまま容器２８内への充填が行われる。１分以上停
止した場合には、第２切換バルブ３０からフィラ２４ま
での間に滞留している液は温度が低下してしまうため充
填することはできないが、この間の液を直ちにブローせ
ず、液通路内の温度低下を防止するために保持してお
く。なお、フィラ２４が停止すると、容器供給コンベヤ
３８のストッパ４８が作動して供給コンベヤ３８上の容
器２８を停止させる。また、フィラ２４内で充填途中の
容器２８は払い出される。

【００２１】前記のような停止状態から２０分以内にフ
ィラ２４の運転が再開されたときには、フィラ２４を昇
温モードに切り換える。この実施の形態では、オペレー
タが操作盤の昇温スイッチを押す。昇温モードでは、樋
５２を充填ノズル２６の下方へ前進させるとともに、フ
ィラ２４を回転させ、充填ノズル２６の液バルブを樋５
２の設けられている区間だけ開放して樋５２内に液を放
出する。なお、樋５２の設けられている区間はエンコー
ダ５６によって識別している。

【００２２】第２切換バルブ３０以降のフィラ２４側に
滞留していた液が、充填ノズル２６から樋５２に放出さ
れるのに続いて、さらに、第１切換バルブ１４から第２
切換バルブ３０の間の区間に滞留していた液体も、フィ
ラ２４に送られ、充填ノズル２６から樋５２内に吐出さ
れてフィラ２４の昇温作業に使用される。樋５２内に吐
出された液体は、温度センサ５８によって液温が測定さ
れている。この温度センサ５８からの信号が制御装置５
０の比較部６２に送られており、記憶部６０に記憶され
ている設定温度と比較され、温度センサ５８が測定した
温度が設定温度に達すると、指令部６４がフィラ２４を
生産モードに切り換える。

【００２３】生産モードに切り換えられると、液受け用
の樋５２がシリンダ５４の作動により後退するととも
に、樋５２の区間で充填ノズル２６の液バルブを開放し
ていたバルブ開放手段をシリンダ６６によってバルブを
開放しない位置に後退させる。さらに、容器導入ストッ
パ４８を容器供給コンベヤ３８上から後退させて容器２
８の供給を再開する。フィラ２４内に供給された容器２
８には、充填ノズル２６から設定温度に加熱された液体
が充填される。

【００２４】ラインの停止が２０分以上になった場合に
は、第１切換バルブ１４から第２切換バルブ３０までの
間に滞留している液体は製品として充填できないと判断
されるが、液通路の温度低下を防止するために直ちに第
２切換バルブ３０を切り換えて第２戻り通路３２に送液
することはしない。その後、運転が再開されたときにオ
ペレータが操作盤の昇温スイッチを押して昇温モードに
切り換える。すると、樋５２が前進するとともに、フィ
ラ２４が回転し、樋５２の区間だけ液バルブを開放して
第２切換バルブ３０よりも下流側に滞留していた液を樋
５２内に放出する。さらに、第２切換バルブ３０をフィ
ラ２４側から第２戻り通路３２側に切り換えて、第１切
換バルブ１４から第２切換バルブ３０の間に滞留してい
た液を、第２戻り通路３２の回収タンク３４、クーラー
１６等を介してクッションタンク４に還流させる。

【００２５】この実施の形態では、長時間にわたりライ
ンが停止した場合には、運転再開後に第２切換バルブ３
０をフィラ２４側から第２戻り通路３２側に切り換え
て、第１切換バルブ１４から第２切換バルブ３０の間に
滞留していた液をクッションタンク４に還流させ、その
他の場合には、第２切換バルブ３０をフィラ２４側に接
続し、第２戻り通路３２側を遮断しているが、この遮断
時にも第２戻り通路３２側に僅かの液を流すようにして
いる。回収タンク３４が密閉型であればその必要はない
が、この実施の形態では、回収タンク３４が半密閉型で
あるため、サニタリー性を確保するために第２戻り通路
３２の第２切換バルブ３０から回収タンク３４までの間
の部分には常時液を満たしておくようにしている。従っ
て、回収タンク３４内の液面レベルは、絶えず第２戻り
通路３２の回収タンク３４内への開口部よりも上のレベ
ルになっている。そして、回収タンク３４内に徐々に流
れ込む液は、定期的、定量的に第２戻り通路３２の下流
部分を介して、クーラー１６を通りクッションタンク４
に戻されるようになっている。

【００２６】なお、クッションタンク４に戻される液
は、クーラー１６を通して冷却されるようになってい
る。たとえ、ライン停止が長時間に及んで送液ライン中
に滞留していた液の温度が低下したとしても、クッショ
ンタンク４内の常温の液体よりは遙かに高温であり、こ
の高温の液をクッションタンク４に戻すとクッションタ
ンク４内の液温が変動してしまう。このような温度差の
大きい液体を加熱殺菌装置８に供給して加熱すると、加
熱殺菌装置８から排出される液体の温度がばらついてし
まうからである。

【００２７】その後、第２切換バルブ３０を切り換えて
フィラ２４側に接続し、加熱殺菌装置８によって加熱さ
れた液を、微加圧タンク１２および加圧タンク２２等を
介してフィラ２４に供給する。加熱された液体が給液ラ
インを通過して液通路内を昇温しつつ、充填ノズル２６
から樋５２内に放出される。樋５２内に放出された液
は、温度センサ５８によって液温を測定されており、そ
の検出信号が制御装置５０の比較部６２に入力される。
比較部６２では、記憶部６０に記憶されている設定温度
とこの測定された温度とを比較し、設定温度に達する
と、指令部６４がフィラ２４を生産モードに切り換え、
樋５２を後退させるとともに、液体を樋５２に放出する
際に充填ノズル２６の液バルブを開放するバルブ開放手
段をシリンダ６６によって後退させる。さらに、容器導
入ストッパ４８を後退させて容器２８の供給を開始す
る。フィラ２４内に供給された容器２８には、充填ノズ
ル２６から設定温度に加熱された液体が充填される。

【００２８】なお、温度センサは各種の構成のものを使
用することができ、接触式および非接触式のいずれも使
用可能である。例えば、非接触式であれば、前記のよう
に、樋５２にブラケットを介して取付け、あるいは、充
填ノズル２６の表面温度を検出するようにしても良く、
また、オペレータがハンディタイプのセンサを持って検
出することもできる。接触式の場合には、樋５２内の液
が吐出される位置に熱電対を配置するようにしても良
い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製
品液を貯留するクッションタンクと、クッションタンク
から送液された製品液を加熱殺菌する加熱殺菌手段と、
加熱殺菌された製品液を貯留するとともに、充填機に送
液する加圧タンクと、加圧タンクに設けられ、貯留され
る製品液のレベルを検出するレベルセンサと、前記加熱
殺菌手段と加圧タンクとの間に設けられた第１切換バル
ブと、第１切換バルブとクッションタンクとを接続する
第１戻り通路とを備え、前記加圧タンク内の製品液の液
量が所定量を越えたときに、レベルセンサからの信号に
より前記第１切換バルブを第１戻り通路側に切り換える
飲料製造ラインにおいて、前記加圧タンクと充填機との
間に第２切換バルブを設けるとともに、この第２切換バ
ルブと前記クッションタンクとを接続する第２戻り通路
を設け、充填機が所定時間以上停止したときに、第２切
換バルブを第２戻り通路側へ切り換えるようにしたこと
により、加圧タンク以降の液もクッションタンクに戻す
ことができるので、充填液の温度低下に伴ってロスする
液の量を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る飲料製造ラインの
全体の構成を簡略化して示す図である。

【図２】前記飲料製造ラインに設けられたフィラ（充填
機）の構成図である。

【図３】前記フィラに設けられた液受け用樋および容器
導入ストッパの作動を制御する制御装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

４ クッションタンク ８ 加熱殺菌手段 １２ 加圧タンク（微加圧タンク） １４ 第１切換バルブ １５ 第１戻り通路 ２４ 充填機（フィラ） ３０ 第２切換バルブ ３２ 第２戻り通路 ５２ 液受け手段（樋）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 仁士 石川県金沢市大豆田本町甲58番地 澁谷工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3E079 AA04 BB05 DE18 FG10 GG02 4B021 LA33 LP01 LP07 LT01 LT06 LW06 MQ01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品液を貯留するクッションタンクと、
   クッションタンクから送液された製品液を加熱殺菌する
   加熱殺菌手段と、加熱殺菌された製品液を貯留するとと
   もに、充填機に送液する加圧タンクと、加圧タンクに設
   けられ、貯留される製品液のレベルを検出するレベルセ
   ンサと、前記加熱殺菌手段と加圧タンクとの間に設けら
   れた第１切換バルブと、第１切換バルブとクッションタ
   ンクとを接続する第１戻り通路とを備え、前記加圧タン
   ク内の製品液の液量が所定量を越えたときに、レベルセ
   ンサからの信号により前記第１切換バルブを第１戻り通
   路側に切り換える飲料製造ラインにおいて、 前記加圧タンクと充填機との間に第２切換バルブを設け
   るとともに、この第２切換バルブと前記クッションタン
   クとを接続する第２戻り通路を設け、充填機が所定時間
   以上停止したときに、第２切換バルブを第２戻り通路側
   へ切り換えることを特徴とする飲料製造ライン。
2. 【請求項２】 前記充填機に進退動可能な液受け手段を
   設け、この液受け手段を外部からの信号により充填ノズ
   ルの下方へ前進しさせた後、前記第２切換バルブから充
   填機内の間に滞留する製品液を、充填ノズルから前記液
   受け手段内に吐出することを特徴とする請求項１に記載
   の飲料製造ライン。