JP2002019725A - 缶詰製造方法及びその装置 - Google Patents
缶詰製造方法及びその装置Info
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- Vacuum Packaging (AREA)
Abstract
間で缶蓋を缶胴に密着させ無菌性を確保することで高度
の無菌充填が達成でき、且つ常温充填で陰圧缶詰を得る
ことができて打検適性に優れた陰圧無菌充填缶詰を製造
する。 【解決手段】 内容物が常温充填された缶胴cが前記シ
ーマー本体5に到達する前に、該缶胴内ヘッドスペース
のガスを高温置換流体で置換して缶胴cに蓋eを乗せ、
蓋嵌合・圧着ターレット3で缶胴に乗った蓋を圧着する
ことにより、高温置換流体が冷却されて缶内が冷却され
蓋と缶胴を密着する。それによりガス置換・蓋乗せ工程
とシーマー本体での巻締工程とを分離することができ
る。
Description
の装置、特に缶アセプティック充填システムにおける缶
密封時の無菌性を確保でき、及びホット充填によらない
で陰圧缶詰を得ることができる缶詰製造方法とその装置
に関する。
よるフレーバーの低下を防止するために、従来のホット
充填やレトルト殺菌法に代えて、アセプティック充填法
がボトル詰め飲料等で実用化されているが、缶詰でもア
セプティック充填法が種々提案されている。缶詰におい
て高度の無菌充填を達成するためには、空缶と蓋の滅
菌、内容物の滅菌、無菌下での充填に加えて、無菌下で
の密封が必要である。従来の巻締装置50は、図4に示
すように、蓋供給ターレット兼ガスターレット51、シ
ーマー本体52、ディスチャージターレット53で構成
され、シーマー本体のリフター上に移載されてからガス
置換及び蓋載せを行って巻締を行うので、前記要求を満
たすには、巻締装置内、特に缶の密封が完遂されるシー
マー本体まで確実に無菌性を維持していることが要求さ
れる。ところが、シーマー本体では容器に近い位置でリ
フターやノックアウトの上下動、シーミングロールの回
転運動等があり、構造上シーマー本体の殺菌と無菌性維
持が困難である。そのため、巻締装置、特にシーマー本
体の殺菌及び無菌化の維持は、アセプティック充填法に
よる缶詰製造における、高度の無菌性を達成するための
解決しなければならない大きな技術的課題となってい
る。
劣化を出荷前に正確に且つ簡単に検査する方法として、
打検法が広く採用されている。該打検法は、缶詰の蓋又
は缶底に電磁パルスで打撃を与えることによって缶蓋又
は缶底を振動させ、その音波を周波数分析して缶の内圧
を検出する方法であり、該内圧検査特性を有するには、
缶内真空度が20〜40cmHg程度の陰圧状態にある
ことが望ましい。ホット充填では、内容物を高温充填す
るため内容物が冷えると缶内が陰圧状態となるので、打
検法による内圧検査特性に優れ、容易に且つ確実に缶の
密封度や腐敗等を検査することができた。しかしなが
ら、アセプティック充填等、内容物を常温充填する缶詰
製造方法では、製造後の缶詰内圧は略大気圧状態であり
陰圧状態とならないので、陰圧缶と比べて打検適性にか
ける欠点がある。
記従来技術の問題点を解決しようとするものであって、
シーマー本体の無菌性に左右されずに缶密封時までの無
菌性を確保することで、高度の無菌充填を達成できる缶
詰製造方法、及び常温充填であっても陰圧缶詰を得るこ
とができて打検適性に優れた常温充填缶詰を製造するこ
とができる缶詰製造方法及びそれらを達成できる缶詰製
造装置を提供することを目的とするものである。
を解決するために種々研究した結果、従来の巻締装置は
シーマー本体へ移載されてから缶胴に蓋を被せて密封す
るので、シーマー本体の高度の無菌性が要求されるが、
もしシーマー本体に到達する前、即ち、巻締装置内であ
ってもリフターやノックアウトの上下動、シーミングロ
ールの回転運動等があるシーマー本体に達する前の離れ
た位置で、缶胴に蓋をかぶせて缶内への外気の侵入を防
止することができれば、シーマー本体の殺菌及び無菌性
維持の困難性を克服しなくても、高度の無菌充填が達成
できることを着想し、さらに研究した結果本発明に到達
したものである。即ち、本発明は、無菌化が達成され易
い場所で缶胴に蓋をかぶせて外気と遮断状態とし、無菌
化が達成しにくいシーマー本体では、既に密閉状態とな
っている缶と蓋を巻締固定する機能だけを果たさせるよ
うにしたものである。
は、内容物が充填された缶胴に蓋を巻締めて密封する缶
詰製造方法において、内容物を缶胴に常温充填し、該常
温充填された缶胴内ヘッドスペースのガスを高温置換流
体で置換して蓋を被せ、該蓋を巻き締めて缶詰を製造す
ることを特徴とするものである。常温充填された缶胴の
ヘッドスペースのガスを高温置換流体で置換して蓋を被
せることによって、高温置換流体が急激に冷却されて置
換流体中の水蒸気が凝縮されて缶内が陰圧状態となり、
缶蓋が密着しこの状態で缶蓋を巻締めれば常温充填であ
っても陰圧缶詰を得ることができる。
被せる工程をシーマー本体と分離したところで行うこと
によって、シーマー本体の殺菌度に左右されないで高度
の無菌充填缶詰を得ることができる。即ち、より高度の
無菌充填を達成する本発明の缶詰製造方法は、内容物が
常温充填された缶胴が前記シーマー本体に到達する前
に、該缶胴内ヘッドスペースのガスを高温置換流体で置
換して缶胴に蓋を乗せるガス置換・蓋乗せ工程、缶胴に
乗った蓋を圧着することにより蓋と缶胴を密着させる蓋
圧着工程を有し、ガス置換・蓋乗せ工程とシーマー本体
での巻締工程とを分離したことを特徴とするものであ
る。そして、この方法で、打検適性に優れた無菌充填陰
圧缶詰を製造することができる。
程及び前記巻締工程は、それぞれ清浄度の高い無菌空間
で行い、該無菌空間は無菌空気の導入により陽圧に保持
され、充填機側空間の圧力P1、ガス置換・蓋乗せ空間
の圧力P2、巻締空間の圧力をP3、出口側空間の圧力を
P0とすると、P1>P2>P3>P0の圧力勾配を設定し
て、巻締空間の空気が前工程に流入しないようにするこ
とが望ましい。また、前記高温置換流体としては、蒸
気、又は蒸気と窒素ガス等の不活性ガスとの混合ガスが
好適である。
本発明の缶詰製造装置は、内容物が常温充填された缶胴
の開口部に高温置換流体を供給して缶胴のヘッドスペー
スのガス置換を行うガス置換手段、缶胴に蓋を供給する
蓋供給手段、ガス置換された缶胴に蓋を乗せて圧着する
蓋乗せ・圧着手段、缶胴と蓋を巻締するシーマー本体と
からなり、前記蓋乗せ・圧着手段とシーマー本体が分離
されていることを特徴とするものである。これによって
高度の無菌充填を達成することが可能となる。
供給ターレットと高温置換流体吹出口を有するガスター
レットが一体となって構成することができるが、内容物
が充填された缶胴を充填機から搬送するタイミングコン
ベヤの直線経路に沿って配置して構成することもでき
る。また、前記蓋乗せ・圧着手段と前記シーマー本体と
の間に、蓋が圧着された缶胴を巻締本体に供給するトラ
ンスファーターレットを設けることが望ましい。
圧着手段、前記シーマー本体は、クリーンルーム内に設
けられたクリーンボックス内に配置され、且つ該クリー
ンボックス内は前記ガス置換手段、前記蓋乗せ・圧着手
段が配置された空間と、前記シーマー本体が設置された
空間に区画され、各空間には該空間の陽圧状態を制御可
能に清浄空気が供給できるようにすることによって、巻
締空間の空気が前工程に流入しないようにすることがで
きる。
基づき詳細に説明する。図1は、アセプティック充填に
おける本発明の実施形態に係る缶詰製造装置の配置を示
す概略図である。アセプティック充填は、クラス10,
000程度のクリーンルーム内で行われ、該クリーンル
ーム内にさらに缶胴と蓋を密封する工程を実施する空間
として、より清浄度の高いクラス100程度に維持され
るクリーンボックス1が区画されている。該クリーンボ
ックス内に配置された本実施形態の缶詰製造装置は、基
本的構成として蓋供給ターレット2、蓋嵌合・圧着ター
レット3、トランスファーターレット4、シーマー本体
5、ディスチャージターレット6を有しており、これら
は同期回転駆動される。そして、蓋供給ターレット2と
蓋嵌合・圧着ターレット3間にフィラーより内容物が充
填された缶胴を供給するためのタイミングコンベヤ7
と、ディスチャージターレットから排出される缶詰を搬
出するディスチャージコンベヤ8を有している。
0の外周部に蓋嵌合ポケットを有し、該ポケットの回転
経路の上部位置に固定された蓋スタッカー11(図2)
から蓋を1枚づつ切出してポケットに保持して、タイミ
ングコンベヤ7によってフィラーから搬送されてくる缶
胴cの上方に蓋eを搬送する。該ターレット本体10の
ポケット周面には、該ターレット内部に設けられた蒸気
又は蒸気と不活性ガスとの混合体(以下、単に高温置換
流体という)の管路と連通して該高温置換流体を噴出す
るノズル穴が多数形成され、蓋が缶胴の上部に位置する
所定区間において、缶胴と蓋の間に向けて高温置換流体
を噴出するように構成する。なお、ターレット本体10
と高温置換流体を噴射するガス置換ターレットを別体に
構成して一体に回転するように構成しても良い。図2は
そのような例を示し、ターレット本体10の下面にガス
置換ターレット12が一体に固定されている。また、回
転するガス置換ターレットに代えて、置換流体噴出ノズ
ルを蓋が缶胴の上部に位置する所定区間に固定して配置
し、その区間で常時高温置換流体を噴出しているように
構成することも可能である。
給ターレットのポケットと同ピッチに設けられたリフタ
ー15と、リフターの上面に移載された缶胴と蓋を挟ん
で蓋を缶胴に圧着させる圧着ヘッド体16とを有してい
る。該圧着ヘッド体16は本実施形態では全リフターに
共通する圧着面が平坦な1個の固定円板体で構成されて
いるが、各リフターに対向して蓋が嵌合できる形状面を
有する個々のパットに形成することも可能である。
て蓋嵌合・圧着ターレット3の回転に伴って上下動し、
蓋が載置された缶胴が図1に示すように蓋供給ターレッ
ト2と蓋嵌合・圧着ターレット3の中心線を結ぶ線上で
リフター15の上面に移載されると、蓋嵌合・圧着ター
レット3の回転に伴って次第に上昇し、リフター15と
圧着ヘッド体16によって缶胴と蓋を挟んで蓋を缶胴に
圧着させるようになっている。
圧着ターレット3とシーマー本体5との間で蓋が密着し
た缶胴を中継するためのターレットであり、外周部に蓋
嵌合・圧着ターレットと等ピッチのポケットを有してい
る。シーマー本体5及びディスチャージターレットは従
来公知と同様なものが採用できる。
スの混合体を採用する場合の、ガス置換ターレットへの
供給管路の実施形態を示している。蒸気供給源に連結さ
れた蒸気供給管20に上流側から順にプレフィルター2
1、減圧弁22、自動弁23、第2次減圧弁24、自動
弁25、ファィナルフィルター26を配置して、ミキシ
ング装置27に連結されている。一方、窒素ガス供給源
に連結された窒素ガス供給管30には、同様に上流側か
ら順にプレフィルター31、減圧弁32、自動弁33、
ファィナルフィルター34を配置して、ミキシング装置
27に連結されている。以上のような管路回路により蒸
気及び窒素ガスは、プレフィルター及びファイナルフィ
ルターによりそれぞれ除菌されてミキシング装置27に
供給され、適当な混合比で混合されて、缶胴開口部と蓋
との隙間に吹き込まれて、缶胴ヘッドスペース部のガス
置換を行う。なお、図中、35、36は手動弁、37、
38はトラップである。また39は窒素ガス管路の滅菌
回路である。
以上のように構成され、クリーンルーム内に配置された
より清浄度が高く維持されるクリーンボックス1内に設
けられている。クリーンボックス1は、容器出入口を除
き壁により隔離された構造になっており、図2に示すよ
うに無菌エアーの導入により陽圧状態に保持されてい
る。さらに、クリーンボックス1内は、蓋が缶胴に圧着
されて密着されるまでの工程を行う部分と蓋の巻締を部
分とを隔離壁41により隔離してある。
1、ガス置換・蓋乗せ空間43の圧力P2、巻締空間44
の圧力をP3、出口側空間45即ちクリーンルーム内の
圧力をP0とすると、P1>P2>P3>P0の圧力勾配と
なるように設定して、巻締空間44の空気が前工程に流
入しないようにしてある。それにより、缶胴がまだ蓋に
より密封されてない状態での清浄度を確実に保持するよ
うにしてある。
いて、フィラーで内容物が充填された缶胴cは、コンベ
ヤ周辺を囲って高清浄度に維持されたフィラー側無菌空
間42をタイミングコンベヤ7によって各ターレットの
ポケットピッチと同じピッチで搬送され、容器入口9よ
りクリーンボックス1内に搬入され、蓋供給ターレット
2と蓋嵌合・圧着ターレット3との噛み合い位置に搬入
される。一方、蓋eは蓋スタッカー11から一枚づつ切
り出されて蓋供給ターレット2のターレット本体10の
ポケットに嵌合して搬送され、ターレット本体が回転す
ることによって、図1に示すように、タイミングコンベ
ヤで搬送されてくる缶胴の上方に搬送され、図における
A位置で缶胴が蓋の真上に位置する。この時点又はこの
直前からガス置換ターレット12のノズル穴から蓋と缶
胴口部との間に高温置換流体を噴射する。この時点で
は、缶胴は缶嵌合・圧着ターレットのリフター15上に
移載されている。
することによって、缶胴のヘッドスペースに高温置換流
体が吹き込まれて、ヘッドスペースな内のガスが追い出
されて高温置換流体混合ガスと置換される。その後蓋嵌
合・圧着ターレットの回転に伴って蓋は完全に缶胴開口
部に乗せられ、リフターがカム作用により上昇して図2
に示すように、蓋の上面が圧着ヘッド体16の圧着面に
当たることにより、蓋が缶胴開口部に圧着される。常温
で内容物が充填された缶胴のヘッドスペースのガスを蒸
気と窒素ガス等の混合ガス等からなる高温置換流体で置
換して蓋を被せて圧着することにより、蒸気が冷却され
て缶内が瞬時に減圧される。その結果、意外なことに、
仮巻締め等をせず、単に蓋を缶胴に押しつけただけで
も、蓋と缶胴が密着して密封状態となり、缶胴への外部
空気の流入が阻止されると共に、搬送中の液こぼれもな
くなり、シーマー本体まで搬送することができる。従っ
て、缶胴内のガス置換及び蓋乗せ工程と巻締工程を分離
することができ、且つ蓋圧着工程で缶胴が密閉されるの
で、缶胴内部の清浄度が巻締空間34の影響を受けるこ
とがない。
く、シーマー本体と比べて殺菌及び無菌性維持が容易で
ある缶蓋供給ターレット2、蓋嵌合・圧着ターレット
3、トランスファーターレット4の部分の無菌性を確保
すれば、シーマー本体5の殺菌及び無菌性の維持が困難
であっても、それに影響されることなく、アセプティッ
ク充填における無菌性の確保・維持が可能となり、缶詰
のより高度なアセプティック充填を達成することができ
る。
効果的に確認するためには、容器内真空度真空度は、2
0〜40cmHgを維持することが望ましく、この真空
度安定的に確保するためには前記蓋圧着工程で蓋の圧着
力は20〜60kg程度が好ましい。また、蒸気と窒素
ガスとの混合割合を1:0〜1:1の範囲が望ましい。
たが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技
術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例え
ば、前記実施形態では、高温置換流体として、蒸気と窒
素ガスの混合ガスを使用したが、蒸気だけ、あるいは炭
酸ガスその他の不活性ガスと蒸気との混合ガスの採用も
可能であり、充填後缶内を不活性雰囲気にし、且つ蓋圧
着後瞬時に冷却して缶が陰圧状態になるものであれば良
い。また、ガス置換手段及び蓋供給手段は、必ずしも前
記実施形態のように、蓋嵌合・圧着ターレットと噛み合
う位置関係で配置された蓋供給ターレット及びガス置換
ターレットに限らず、例えばタイミングコンベヤの直線
経路に沿って、直線状の蓋供給ユニット及びガス置換ユ
ニットを配置することも可能である。その場合、蓋供給
ユニット及びガス置換ユニットのすぐ下流側に、タイミ
ングコンベヤの直線経路に沿って蓋圧着ユニットを設け
ると良い。
常温充填された缶胴のヘッドスペースに高温置換流体を
吹き込み蓋を圧着するという新規な技術手段を採用する
ことによって、ガス置換・蓋乗せ工程と巻締工程を分離
することができ、シーマー本体の無菌性維持に関わらず
缶密封時までの無菌性を確保することができ、アセプテ
ィック充填システムにおけるシーマー本体の殺菌困難性
と巻締雰囲気の無菌性維持の困難性を克服して、高度の
無菌充填を達成できる。また、高温置換流体により置換
し蓋を被せて圧着することにより、高温置換流体が冷却
され缶内が瞬時に減圧状態になり蓋と缶胴が密着するの
で、液こぼれなくシーマーに搬送することができる。
も陰圧缶詰を得ることができて打検適性に優れた常温充
填缶詰を製造することができる。即ち、従来陰圧缶詰
は、ホット充填することによって得られるが、本発明に
よれば常温充填で陰圧缶詰を得ることができるので、常
温充填缶詰であっても打検で密封性や内容物の変敗検査
がより簡単に且つ確実にでき、缶詰の品質管理がより容
易となる。
よれば、巻締空間の空気が前工程に流入しないようにす
ることができ、よりガス置換・蓋乗せ空間をより効果的
に清浄雰囲気に維持することができ、アセプティック充
填におけるより高度の無菌性の確保・維持が可能とな
る。
式図である。
場合の実施形態に係る管路構成図である。
である。
ーレット 3 蓋嵌合・圧着ターレット 4 トランスフ
ァーターレット 5 シーマー本体 6 ディスチャ
ージターレット 7 タイミングコンベヤ 10 ターレット
本体 12 ガス置換ターレット 15 リフター 16 圧着ヘッド体 20 蒸気供給
管 27 ミキシング装置 30 窒素ガス
供給管 42 フィラー側無菌空間 43 ガス置換
・蓋乗せ空間 44 巻締空間 45 出口側空
間
Claims (11)
- 【請求項1】 内容物が充填された缶胴に蓋をシーマー
本体で巻締めて密封する缶詰製造方法において、内容物
が常温充填された缶胴が前記シーマー本体に到達する前
に、該缶胴のヘッドスペースガスを高温置換流体で置換
して缶胴に蓋を乗せるガス置換・蓋乗せ工程、前記缶胴
に乗った蓋を圧着することにより蓋と缶胴を密着させる
蓋圧着工程を有し、ガス置換・蓋乗せ工程及び蓋圧着工
程とシーマー本体での巻締工程とを分離したことを特徴
とする缶詰製造方法。 - 【請求項2】 前記缶詰製造方法が内容物を常温充填し
て陰圧缶詰を製造する方法である請求項1記載の缶詰製
造方法。 - 【請求項3】 前記缶詰製造方法が無菌充填缶詰を製造
する方法である請求項1記載の缶詰製造方法。 - 【請求項4】 前記缶詰製造方法が無菌充填陰圧缶詰を
製造する方法である請求項1記載の缶詰製造方法。 - 【請求項5】 前記ガス置換・蓋乗せ工程、前記蓋圧着
工程及び前記巻締工程は、それぞれ清浄度の高い無菌空
間で行い、該無菌空間は無菌空気の導入により陽圧に保
持され、充填機側空間の圧力P1、ガス置換・蓋乗せ空
間の圧力P2、巻締空間の圧力をP3、出口側空間の圧力
をP0とすると、P1>P2>P3>P0の圧力勾配を設定
して、巻締空間の空気が前工程に流入しないようにした
請求項1記載の缶詰製造方法。 - 【請求項6】 前記高温置換流体が、蒸気、又は蒸気と
不活性ガスの混合ガスである請求項1〜5何れか記載の
缶詰製造方法。 - 【請求項7】 内容物が充填された缶胴に蓋をシーマー
本体により巻締めて密封する缶詰製造装置において、内
容物が常温充填された缶胴の開口部に高温置換流体を供
給して缶胴のヘッドスペースのガス置換を行うガス置換
手段、缶胴に蓋を供給する蓋供給手段、ガス置換された
缶胴に蓋を乗せて圧着する蓋乗せ・圧着手段、缶胴と蓋
を巻締するシーマー本体とからなり、前記蓋乗せ・圧着
手段とシーマー本体が分離されていることを特徴とする
缶詰製造装置。 - 【請求項8】 前記ガス置換手段と前記蓋供給手段は、
蓋供給ターレットと高温置換流体吹出口を有するガスタ
ーレットが一体となって構成されている請求項7記載の
缶詰製造装置。 - 【請求項9】 前記ガス置換手段と前記蓋供給手段は、
内容物が充填された缶胴を充填機から搬送するタイミン
グコンベヤの直線経路に沿って配置されている請求項7
記載の缶詰製造装置。 - 【請求項10】 前記蓋乗せ・圧着手段と前記シーマー
本体との間に、蓋が圧着された缶胴を巻締本体に供給す
るトランスファーターレットが設けられている請求項
7、8又は9記載の缶詰製造装置。 - 【請求項11】 前記ガス置換手段、前記蓋乗せ・圧着
手段、前記シーマー本体は、クリーンルーム内に設けら
れたクリーンボックス内に配置され、且つ該クリーンボ
ックス内は前記ガス置換手段、前記蓋乗せ・圧着手段が
配置された空間と、前記シーマー本体が設置された空間
に区画され、各空間には該空間の陽圧状態を制御可能に
清浄空気が供給できるようになっている請求項7〜10
何れか記載の缶詰製造装置。
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