JP2004123217A - Deoxidization method and device for can in can making line - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶詰製造に際して缶のヘッドスペースの空気を不活性ガス置換して缶内残存酸素量を低減させるための缶詰製造ラインにおける缶詰の脱酸素方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、缶詰製造に際して内容物の酸化や変敗を防ぐためにヘッドスペースの空気を窒素ガス等の不活性ガスと置換して(以下、単にガス置換という)密封巻締することにより、缶内の残存酸素量を低減させることが広く行われている。従来のガス置換方法の主流は、シーマのキャンフィードターレット(ガスターレット)に不活性ガス吹出しノズルを設けて、缶に蓋を嵌合させるときに不活性ガスを缶開口部と蓋内面との間に向けて吹き込むいわゆるアンダーカバーガッシング法である(特許文献1参照)。該方法は、シーマ内で巻締直前にガス置換を行うという有利な点はあるが、シーマ自体の構造上から時間的制限を受けごく短時間で行われるため、特に近年の高速シーマでは置換率が悪く十分に缶内残存酸素量を低減させることができなかった。
【0003】
そのため、ガス置換率を向上させる方法として、例えば、上記アンダーカバーガッシングに加えてフィラーからシーマに送給される充填済み缶の搬送路の上方を断面コ字状又は多孔プレート付フードで覆って、上部より不活性ガスを噴出して搬送中の缶のヘッドスペースに直接不活性ガスを吹き込んで、あるいは不活性ガスの吹き付けと同時又は直前に缶内部の空気を吸引して予備ガッシングすることが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。しかしながら、従来の予備ガッシング方法では缶内残存酸素量の低減に限界があり、特に高速シーマにおいては未だ十分に缶内残存酸素量を低減させることができなかった。この問題を解決するために、本発明者らは、フィラーからシーマに至る缶搬送路のシーマ寄り部分を置換枠体で囲って、置換枠体の入口部近傍に天壁部バキューム吸引口と側壁部バキューム吸引口を設け、缶胴によって置換枠体内に持ち込まれる缶胴周りの空気を置換枠体側壁及び置換枠体天壁から吸引して排除すると共に、置換枠体天壁と置換枠体側壁から置換枠体内方に向けて、充填済み缶の高速搬送による置換枠体内への空気持込み量に応じた量の不活性ガスを吹き込むことによって、充填済み缶のヘッドスペースの空気を不活性ガスに置換して缶内残存酸素量を低減させることを前に提案した(特許文献4参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−58609号公報
【特許文献2】
特開平63−125118号公報
【特許文献3】
特開平11−157507号公報
【特許文献4】
特開2002−46709号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案した缶内残存酸素量を低減させる方法は、高速製造ラインでも缶内残存酸素量を充分に低減させることができ、優れた効果を奏するものであった。そして、アンダーカバーガッシングと組み合わせることにより、より残存酸素を低減させるものであった。しかしながら、アンダーカバーガッシングは、その構造上ガス置換時間がごく短時間であるため、ラインが高速になるほど、不活性ガスを吹き込む時間がより短くなるので、置換率が低下していく欠点を有している。それを補うためには、吹き込む不活性ガスの流量を増加してしていく必要がある。しかしながら、本発明者の実験によれば、不活性ガスの流量がある一定の量を超えてしまうと逆に空気を巻き込んでしまい、缶詰ヘッドスペースの残存酸素量が増加する場合があることが分かった。また、ガスの流量が多くなると内容液が吹き飛び、シーマ内部を汚染してしまうという問題点もある。さらに、液体窒素充填方法との組合せの場合、缶のヘッドスペース部に添加した液体窒素を吹き飛ばすため、商品価値を失うほど缶内圧が低下した缶詰ができてしまい、不良率が増加してしまう問題点が内在している。そのため、アンダーカバーガッシングによるガス置換がなくても、十分に缶内残存酸素を少なくすることができるガス置換法の出現が望まれている。
【0006】
そこで、本発明は前記提案したものをさらに改良して上記要求に応えようとするものであり、アンダーカバーガッシングを付加しなくてもガス置換率を従来よりも特段に向上させ、高速シーマであっても缶内残存酸素量を十分に低減させることができ、且つ構造が簡単で従来の製造ラインを拡張することなしに容易に適用できる缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する本発明の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法は、ガス置換されて搬送されてくる缶の上に、キャンフィードターレットから搬送されてくる蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンを酸素濃度2%以下に維持した雰囲気で缶に蓋を嵌合させ、その状態でシーマで巻締するようにしたことを特徴とするものであり、それにより従来のアンダーカバーガッシングを省くことができるようにしたものである。
【0008】
ガス置換されて前記低酸素濃度インテークゾーンに搬送されてくる缶の搬送路を、半密閉型のトンネル状カバーで覆ってトンネルを構成し、該トンネル内部のフィラー側寄り位置の所定範囲をガス置換ゾーンとし、且つ該ガス置換ゾーンから前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまでを低酸素濃度缶搬送ゾーンとし、前記ガス置換ゾーンで、搬送中の缶のヘッドスペース部に缶の上方から不活性ガスを吹き込んでヘッドスペース部の空気を不活性ガスに置換し、次いで前記低酸素濃度缶搬送ゾーンでトンネル内に不活性ガスを吹き込み、該トンネル内の少なくとも缶開口部が通過する空間部の酸素濃度を2%以下に維持して、該低酸素濃度缶搬送ゾーンを内容物が充填され且つ不活性ガス置換された缶が通過して前記低酸素濃度インテークゾーン搬送されるようにすることによって、ガス置換ゾーンでガス置換された状態を効果的に保って低酸素濃度インテークゾーンまで缶を搬送することができる。
【0009】
前記キャンフィードターレットによる蓋搬送部分の外廻りに、半密閉型のトンネル状カバーを設置して低酸素濃度蓋搬送ゾーンを構成し、該低酸素濃度蓋搬送ゾーン内部の酸素濃度を2%以下に維持して、該蓋搬送ゾーン内を通って前記低酸素濃度インテークゾーンに蓋を搬送するようにすることによって、蓋及びキャンフィードターレットによる空気の持ち込みを防止できより効率的に缶の脱酸素を図ることができる。そして、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び又は低酸素濃度蓋搬送ゾーンに続いて、直進して搬送されてくる缶の上にキャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンを酸素濃度を2%以下に維持することにより、缶内の低酸素濃度を維持したまま巻締することができ、アンダーカバーガッシングを省くことができる。前記ガス置換ゾーンの入口部に不活性ガスカーテン部を設けることにより、トンネル入口部で缶が持ち込む空気の進入を防止することができる。前記ガス置換ゾーンで缶のヘッドスペース部に吹き込こむ不活性ガスの流速は、0.5m/s〜10m/sでの範囲が望ましい。不活性ガスの流速が0.5m/s以下であると、ヘッドスペースのガス置換率が悪く、10m/s以上であると内容物が吹き飛ぶ不都合が生じる。
【0010】
上記方法を実施する本発明の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素装置は、ガス置換されて直進して搬送されてくる缶の上に、キャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンに側方から横向きに不活性ガスを吹出す不活性ガス吹出し手段を設けてなることを特徴とするものである。
【0011】
さらに、ガス置換されて搬送されてくる缶搬送路のシーマ寄り部分から前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまで、半密閉型のトンネル状カバーを設けてトンネルを構成し、該トンネル内部のフィラー側寄り位置の所定範囲に搬送路の上方に搬送中の缶のヘッドスペース部に不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けてガス置換ゾーンとし、且つ該ガス置換ゾーンから前記低酸素濃度インテークゾーンに至るまでトンネル内に向かって不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けてを構成することによって、ガス置換ゾーンでガス置換された状態を効果的に保って低酸素濃度インテークゾーンまで缶を搬送することを可能とする。前記低酸素濃度缶搬送ゾーンにおける不活性ガス吹出し手段は、トンネル側面にトンネル中央部に向かって不活性ガスを吹き込むようにするのが望ましい。
【0012】
またさらに、キャンフィードターレットによる蓋搬送部分の外廻りに半密閉型のトンネル状カバーを設置して低酸素濃度蓋搬送トンネルを構成し、該低酸素濃度蓋搬送トンネル内部に側面から不活性ガスを吹き込む不活性ガス吹出し手段を設けることによって、蓋及びキャンフィードターレットによる空気の持ち込みを防止できより効率的に缶の脱酸素を図ることができる。さらに、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び又は低酸素濃度蓋搬送ゾーンに続いて、直進して搬送されてくる缶の上にキャンフィードターレットにより接線円方向から搬送される蓋が合流して缶に嵌合するまでの区間を、半密閉型カバーで覆って低酸素濃度インテークゾーンを構成し、該低酸素濃度インテークゾーンに側方から横向きに不活性ガス吹出す不活性ガス吹出し手段を設けることによって、缶内の低酸素濃度を維持したまま巻締することができ、アンダーカバーガッシングを省くことができる。さらにまた、前記ガス置換ゾーンの入口部に不活性ガスカーテン部を設けることによってガス置換部への缶の空気の持ち込みを低減させることができる。また、前記低酸素濃度缶搬送ゾーン及び前記低酸素濃度インテークゾーンの不活性ガス吹出し手段は、缶の開口部より上部と開口部から下の少なくとも20mm幅以上の範囲に不活性ガスを吹き込むように配置することが望ましい。さらに、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン及び低酸素濃度蓋搬送ゾーン缶搬送のそれぞれ又は1個所にトンネル内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサを配置して酸素濃度を監視することによって、缶内残存酸素量をリアルタイムで管理することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素装置の配置状態を示す平面概略図であり、図2〜図5はそれぞれその要部断面図である。本実施形態の脱酸素装置は、缶詰製造ライン中のフィラーからシーマ間での缶搬送部分及びキャンフィードターレットによる蓋搬送部分、及び缶と蓋が合流して缶に蓋が被さる部分であるインテーク部分に配置され、その部分は半密閉型のトンネル状カバーで覆われて、トンネル5を構成している。そして、缶搬送部分が、該フィラー寄りの上流側から順にガス置換ゾーン1と低酸素濃度缶搬送ゾーン2に分かれ、蓋搬送部分が低酸素濃度蓋搬送ゾーン3になっており、そして低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度蓋搬送ゾーンが合流して、缶体に蓋体が被さって巻締が開始されるまでが低酸素濃度インテークゾーン4となっている。なお、図1において、10は缶搬送コンベヤ、11はシーマ(より詳しくはシーマーのハーフモードターレット)、13はキャンフィードターレット、14はディスチャージターレット、15はディスチャージコンベヤである。また、仮想線で示す12は液体窒素充填装置であり、液体窒素を充填する陽圧缶詰製造ラインに適用した場合に設ける。
【0014】
トンネル5のガス置換ゾーン1を構成する部分は、図2及び図3にその断面を示すように、缶搬送コンベヤ10の両側沿って設けられ支持ポスト17に適宜ブラケット18を介して支持され、天井部が缶高に応じて高さ位置調節可能に設けた不活性ガス吹出チャンバー20を構成し、缶の搬送に支障がないように搬送中の缶の開口部と所定の間隔を有して配置された底板21には適宜密度で多数の吹出口又は多列のフインが設けられ、該チャンバーに供給される不活性ガスを下方向けて連続的に吹き出すように構成されている。なお、22は不活性ガス吹出チャンバーに不活性ガスを供給する不活性ガス供給パイプを接続するソケットである。また、不活性ガス吹出チャンバー20の下方には、搬送中の缶の開口部から下方に向けて約30mm程度、搬送中の缶の両側を外気に対して覆うように、左右一対の垂下壁23がガス置換ゾーン1に渡って延びている。垂下壁23は缶高さの底まで延びて、缶搬送路を完全に囲った完全密閉型トンネル状にしても良いが、図3に示すように、缶の開口部から約30mm程度下方位置まで覆えば、ほぼ同様な置換効率を達成することができるので、完全密閉型にする必要はなく、缶の開口部上方と缶胴側壁の上部を覆うようにコの字型でよい。なお、半密閉型トンネル状カバーは、缶、蓋の進入部断面は開放状態にあり、缶搬送部のコンベヤやキャンフィードターレットのような駆動部と干渉しないように隙間を設けているので、半密閉型となるが、駆動部と干渉しない範囲で密閉型にしてもよい。したがって、特許請求の範囲に記載の「半密閉型のトンネル状カバー」とは、必ずしも本実施形態のような半密閉型のみに限定されるものでなく、垂下壁が缶底近傍まで延びたトンネル状カバーで覆われた密閉型も含むものと解釈すべきである。
また、本実施形態では、支持ポスト17は、缶搬送路の両側に沿って設けられた缶搬送ガイド16の上に立設して設けられているが、必ずしもその構造によるものでなく、例えば缶搬送ガイドを細幅に形成し、支持ポスト17は固定フレームに直接設けるようにしてもよい。
【0015】
ガス置換ゾーン1は、以上のように構成され、ガス置換ゾーンに搬入されてくる缶に向けて上部の不活性ガス吹出しチャンバー20から所定の流速で缶のヘッドスペース部に不活性ガスを吹き込み、缶のヘッドスペース部の空気を置換する。缶ヘッドスペースに吹き込む不活性ガスの流速は、缶のガス置換率に影響するので、適正な流速でなければならない。ガス置換ゾーン1における不活性ガスの流速と置換率との関係を不活性ガスの流速を変えて調べた。その結果を図6に示す。図6に示すように、流速が低いと置換率が悪く流速が増す程置換率が高くなり、約0.5m/sで置換率が95%に達し、その後約2m/secまでは流速が増すにしたがって置換率は上昇するが、2m/secで置換率が約99%に達し、その後は、流速を早めてもそれ以上は置換率が向上せず、置換ガスが無駄になると共に10m/secを超えると缶内から液の吹き飛び現象が生じ不都合が発生した。したがって、ガス置換ゾーンにおいて、吹出しチャンバー16から吹出す不活性ガスの流速は、約0.5〜10m/sの範囲、より望ましくは1〜3m/sの範囲が良いことがわかった。
なお図示してないが、ガス置換ゾーン1の入口部には、缶が持ち込む空気の進入を防止するために不活性ガスを膜状に吹き降ろす不活性ガスカーテンを設けるのが望ましい。
【0016】
低酸素濃度缶搬送ゾーン2は、ガス置換ゾーン1に連続して設けられ、図2及び図4にその断面が示されているように構成されている。低酸素濃度缶搬送ゾーン2は、ガス置換ゾーン1でガス置換された缶がシーマ内部のインテーク部(缶と蓋が嵌合する部分)まで搬送される間に、缶ヘッドスペースに外気が進入して酸素量が増えるの防ぐために、トンネル内部をパージガスで満たすことにより外気を遮断して、トンネル内部を低レベル酸素濃度に維持するものであり、パージガスとしての不活性ガスを缶搬送路の側方から搬送路の中央に向かって吹出すように構成されている。トンネル5の低酸素濃度缶搬送ゾーン2の構成は、本実施形態では、ガス置換ゾーンとほぼ同様の構成であるが、ガス置換ゾーンの一対の垂下壁に相当する部分が、低酸素濃度缶搬送ゾーン2では、不活性ガス吹出しチャンバー24、24で構成されている点が相違している。なお、天井部は、缶の開口部から僅かに上方に位置するように設けられ、完全に目くら板で構成してもよいが、必要に応じて缶の上方からもパージガス又は置換ガスとして不活性ガスを噴出すことができるように、本実施形態では、ガス置換ゾーンと同様に、不活性ガス吹出しチャンバー26を設けてある。
【0017】
不活性ガス吹出し手段としての不活性ガス吹出しチャンバー24、24は、缶搬送路の両脇にそって設けられた不活性ガス吹出し枠体27、27内に設けられ、缶搬送路に面する側板がスリット又は多孔を有するガス吹出し板で形成され、チャンバー内に供給された不活性ガスからなるパージガスが、トンネル中央部に向かって横向きに吹出すように構成されている。搬送中の缶のヘッドスペースに空気が進入又は巻き込まれないようにするためには、搬送中の缶に向けて噴出する不活性ガスの高さ方向の範囲(ノズル幅h)をどの程度にするのが、最も効率的であるかを調べるために、パージガス吹出しチャンバー24、24のガス吹出し板幅を種々変えて、置換率との関係を調べた。その結果、図7に示すような結果が得られた。それによれば、ノズル幅が、缶の開口部より上部と開口部から下の範囲が大きい程置換率が高く、20mm幅で約95%を維持し、40mm幅で98%を維持していた。したがって、本実施形態では、ノズル幅hは、缶の開口部より上部と開口部から下の少なくとも20mm幅以上、望ましくは40mm幅以上の範囲を維持するように、前記不活性ガス吹出しチャンバー24、24の側板25を構成した。不活性ガスは、トンネル側面からトンネルの中央部に向かって横向きに吹出すのが効果的であるが、左右のチャンバーから同時又は片側のチャンバーのみからの吹出しの何れでも可能である。
【0018】
低酸素濃度蓋搬送ゾーン3は、図5に示すように、キャンフィードターレット13の蓋スタック部からインテーク部までについてキャンフィードターレットの外廻りを半密閉型カバー30で覆って構成され、キャンフィードターレット13のポケット31の外周縁と協同して蓋を搬送案内する蓋搬送ガイド33の下部に搬送中の蓋の底部空間に不活性ガスを噴出す不活性ガス吹出し手段である不活性ガス吹出しチャンバー34が配置されている。不活性ガス吹出しチャンバーからの不活性ガスは、側面から中央部に向かって横方向に吹出すようにする。それにより、半密閉型カバーで覆われた内部の酸素濃度を低レベルに維持した部分が形成され、そこを蓋が通過することにより、蓋及びポケット31周りを低酸素濃度にすることができ、その状態で缶に嵌合して巻締ることにより、蓋及びキャンフィードターレットによる缶内への空気の持ち込みを防止できる。その結果、後記する図7のグラフに示すように、ガス置換率をより高めることができる。
【0019】
なお、蓋搬送部への不活性ガスの吹出しは、搬送ガイド側からに限らず、キャンフィードターレット13にも矢印35で模式的に示すように、吹き込みノズルを設けてターレット側から周辺部に向かって横方向に吹くようにしてもよい。あるいはガイド側とターレット側の両方から吹き込むようにしてもよい。低酸素濃度蓋搬送ゾーン3の酸素濃度は、後記する理由により低酸素濃度缶搬送ゾーン2と同様に2%以下、望ましくは0.1%以下を維持するようにする。
【0020】
低酸素濃度インテークゾーン4は、低酸素濃度缶搬送ゾーン2及び低酸素濃度蓋搬送ゾーン3に続いて、直進して搬送されてくる缶7の上にキャンフィードターレット13により接線円方向から搬送されてくる蓋8が合流して缶に嵌合するまでの間を、半密閉型カバーで覆って構成され、低酸素濃度缶搬送ゾーン2から続く缶搬送路側方の一方側に、不活性ガス吹出し枠体27を設け、その内部に低酸素濃度缶搬送ゾーン2と同様に横方向からトンネル内の中央部に向かって不活性ガスを吹出すチャンバーを配置して、トンネル内の酸素濃度を2%以下、望ましくは0.1%以下の低レベルを保つようにしてある。このように、低酸素濃度インテークゾーン4では、従来のアンダーカバーガッシングのように、ノズルで直接缶の内方に不活性ガスを吹き込むものでなく、不活性ガスは缶及び蓋の周りに噴射することにより、その周りを低酸素濃度を維持して缶内のガス置換率を高率に維持するものであるから、内容液を吹き飛ばしてシーマを汚染したりすることがなく、アンダーカバーガッシングの問題点を解消して、高置換率を達成することができる。そして、液体窒素充填ラインの場合は、アンダーカバーガッシングによる液体窒素の吹き飛ばし現象は生じないので、安定した缶内圧が得られる。
【0021】
低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンの酸素濃度とガス置換率との関係を調べるために、酸素濃度を変えて置換率を測定した。その結果を図8に示す。図8では、トンネルを蓋搬送部には設けないで、缶搬送ゾーンとインテークゾーンに設けて低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度インテークゾーンのみを形成した場合(線図a)、缶搬送ゾーン、蓋搬送ゾーン及びインテークゾーンに設けて、低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンを形成した場合(線図b)について、別々に測定した。その結果、両方の場合とも、トンネル内の酸素濃度が2%以内であれば、アンダーカバーガッシングを行わずに、トンネル入口部でガス置換を行うのみで、最終的な置換率を95%以上達成できることが分かった。しかしながら、酸素濃度が2%以上であると、置換率が低下し、所望の高置換率を達成することができない。よって、トンネル内の酸素濃度を2%以下、望ましくは1%以下とする。
【0022】
また、図8のグラフから分かるように、低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンを形成した場合が、低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度インテークゾーンのみの場合と比べて、高ガス置換率を達成することができる。したがって、蓋搬送ゾーンもトンネルを設けて低酸素濃度ゾーンとするのが望ましいが、酸素の影響を非常に受けやすい内容物でなければ、低酸素濃度缶搬送ゾーンと低酸素濃度インテークゾーンを設けるのみで、目的を達成できる。
【0023】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技術的範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン、低酸素濃度蓋搬送ゾーン及び低酸素濃度インテークゾーンのトンネルの構成や、不活性ガス吹出し手段の構成は上記構造に限定されるものでなく,適宜設計変更が可能である。また、本発明は、不活性ガスとしては通常窒素ガスが使用されるが、窒素ガスに代えて炭酸ガスを用いることによって、内容物がビールや炭酸飲料の場合にも適用できる。さらに、上記実施形態では示されていないが、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン及び低酸素濃度蓋搬送ゾーンのそれぞれ又は1個所にトンネル内の酸素濃度を測定する酸素濃度センサを配置して酸素濃度を監視することによって、缶内残存酸素量をリアルタイムで管理できる。それにより、システムの作動異常が発生した場合は早期に発見できるので、大量の不良缶詰を発生させる事故を防ぐことができる。
【0024】
【実施例】
本発明による缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法及びその装置の効果を確認するために、実施形態に示した装置を備えた缶詰製造ラインで、200mlサイズの缶にヘッドスペース体積を21mlに設定して常温の水を充填し、本発明の方法でガス置換を行って密封巻締した缶詰のガス置換率を測定した。また、比較例1として、実施例と同一条件の缶に同一条件で常温の水を充填して、ガス置換を従来のアンダーカバーガッシングのみで行った場合、さらに比較例2として、シーマ寄りの缶搬送コンベヤ上で缶の開口部に不活性ガスを吹き込んでガス置換を行い、且つアンダーカバーガッシングを行った場合のガス置換率をそれぞれ測定した。その結果を図9に示す。なお、図9は試験数15缶について行った結果の平均値を示している。
【0025】
その結果、本発明の実施例(グラフC)では、缶内ヘッドスペースの残存酸素量は0.1ml/缶であり、ガス置換率が98%であった。一方、比較例1(グラフA)では、残存酸素量0.7ml/缶、ガス置換率85%、比較例2(グラフB)では、残存酸素量0.3ml/缶、ガス置換率93%であった。その結果から明らかなように、実施例は比較例と比べて特段にガス置換率が向上しており、本発明の缶詰製造ラインにおける缶の脱酸素方法及びその装置が、缶詰製造ラインにおけるガス置換率の向上に効果的であることが確認できた。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1〜11の発明によれば、ガス置換部を通過した缶をインテーク部まで搬送する間をトンネルで囲い、トンネル内部の酸素濃度を低減する方式であるため、缶ヘッドスペース残存酸素を不活性ガスに高効率で置換でき、ライン速度の影響を受けにくい。そのため、高速ラインでも高効率でガス置換を行うことができる。また、従来のようなアンダーカバーガッシングを使用しないため、内容液を吹き飛ばしてシーマ内部を汚染するようなことがない。そして、アンダーカバーガッシングを使用しないため、液体窒素充填法との組み合わせにおいて、高速ラインであっても液体窒素を吹き飛ばすことがなく、安定した缶内圧が得られ、不良率の低下が図れる。さらに、本発明の缶脱酸素装置は、缶詰製造ライン中の、フィラーからシーマまでの缶の搬送部分での、異物混入を防止するカバーの機能も有する効果がある。
【0027】
また、請求項2及び7の発明によれば、ガス置換した状態をそのまま保って低酸素濃度インテークゾーンまで缶を搬送することができ、高置換率を維持した状態で蓋を巻締することができる。さらに、請求項3及び請求項8の発明によれば、蓋による空気の持ち込みを防止できより効率的に缶の脱酸素を図ることができる。さらに請求項4及び請求項9の発明によれば、トンネル入口部で缶が持ち込む空気の進入を防止することができ、よりガス置換効率を高めることができる。さらに、請求項11の発明によれば、ガス置換ゾーン、低酸素濃度缶搬送ゾーン及び低酸素濃度蓋搬送ゾーン缶搬送の酸素濃度を監視することができ、缶内残存酸素量をリアルタイムで管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る缶の脱酸素装置を適用した缶詰製造ラインの要部を示す平面配置図である。
【図2】図1におけるA−A矢視図である
【図3】図1におけるB−B矢視図である
【図4】図1におけるC−C矢視図である
【図5】図1におけるD−D矢視図である
【図6】ガス置換部における不活性ガスの流速とガス置換率との関係を示す線図である。
【図7】低酸素濃度缶搬送ゾーンにおける不活性ガス吹出しノズル幅と置換率との関係を示す線図である。
【図8】低酸素濃度缶搬送ゾーンにおける酸素濃度とガス置換率との関係を示すグラフである。
【図9】実施例及び比較例におけるガス置換率の比較を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ガス置換ゾーン 2 低酸素濃度缶搬送ゾーン
3 低酸素濃度蓋搬送ゾーン 4 低酸素濃度インテークゾーン
5 トンネル 7 缶
8 蓋 10 缶搬送コンベヤ
11 シーマ 13 キャンフィードターレット
16 缶搬送ガイド 17 支持ポスト
18 ブラケット
20、24、26、34 不活性ガス吹出しチャンバー
21 底壁 23 垂下壁
30 半密閉型カバー 31 ポケット
33 蓋搬送ガイド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for deoxidizing cans in a can production line for reducing the amount of oxygen remaining in the can by replacing air in the head space of the can with an inert gas during can production.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, air in the head space is replaced with an inert gas such as nitrogen gas (hereinafter simply referred to as gas replacement) in order to prevent oxidation or deterioration of the contents during canning. It is widely practiced to reduce the amount of oxygen. The mainstream of the conventional gas replacement method is that an inert gas blowing nozzle is provided on a Cima feeder turret (gas turret) and an inert gas is supplied between the opening of the can and the inner surface of the lid when the lid is fitted to the can. (See Patent Document 1). Although this method has the advantage of performing gas replacement immediately before tightening in the seamer, it is performed in a very short time due to time restrictions due to the structure of the seamer itself. However, the amount of oxygen remaining in the can was not sufficiently reduced.
[0003]
Therefore, as a method of improving the gas replacement ratio, for example, in addition to the undercover gassing, the upper part of the conveying path of the filled cans fed from the filler to the seamer is covered with a U-shaped cross section or a hood with a perforated plate. Inert gas can be blown out from the upper part and blown directly into the head space of the can being conveyed, or the gas inside the can can be suctioned at the same time or immediately before the inert gas is blown to perform preliminary gassing. It has been proposed (for example, see
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-58609 A
[Patent Document 2]
JP-A-63-125118
[Patent Document 3]
JP-A-11-157507
[Patent Document 4]
JP-A-2002-46709
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The proposed method for reducing the amount of residual oxygen in the can can sufficiently reduce the amount of residual oxygen in the can even on a high-speed production line, and has provided an excellent effect. Then, by combining with undercover gassing, the residual oxygen is further reduced. However, undercover gassing has a disadvantage in that the gas replacement time is very short due to its structure, and the higher the line speed, the shorter the time for blowing the inert gas, thus lowering the replacement rate. are doing. To compensate for this, it is necessary to increase the flow rate of the inert gas to be blown. However, according to experiments performed by the present inventor, it has been found that when the flow rate of the inert gas exceeds a certain amount, air is entrapped on the contrary, and the residual oxygen amount in the canned head space may increase. Was. Further, there is also a problem that when the flow rate of the gas increases, the content liquid blows off and contaminates the inside of the seamer. Further, in the case of the combination with the liquid nitrogen filling method, the liquid nitrogen added to the head space of the can is blown off, so that the can pressure can be reduced so that the commercial value is lost, and the defective rate increases. The point is inherent. Therefore, there is a demand for a gas replacement method that can sufficiently reduce the residual oxygen in the can even without gas replacement by undercover gassing.
[0006]
Therefore, the present invention is intended to meet the above-mentioned demands by further improving the above-mentioned proposal. Provided is a method and an apparatus for deoxidizing cans in a canned production line, which can sufficiently reduce the amount of oxygen remaining in the can and can be easily applied without expanding a conventional production line. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the method for deoxidizing cans in a canned production line of the present invention which solves the above problems, a lid conveyed from a candy turret merges with a can conveyed by gas replacement and is fitted to the can. The section up to this is covered with a semi-hermetic cover to form a low oxygen concentration intake zone, and the lid is fitted to the can in an atmosphere in which the low oxygen concentration intake zone is maintained at an oxygen concentration of 2% or less. It is characterized in that it is wound with a seamer, whereby the conventional undercover gassing can be omitted.
[0008]
The transport path of the cans which are transported to the low oxygen concentration intake zone after being replaced by gas is covered with a semi-enclosed tunnel-like cover to form a tunnel, and a predetermined range of the inside of the tunnel near the filler side is replaced by gas. A zone, and a zone from the gas replacement zone to the low oxygen concentration intake zone is defined as a low oxygen concentration can transfer zone.In the gas replacement zone, an inert gas is supplied from above the can to a head space portion of the can being transferred. The air in the head space is blown to replace the inert gas with an inert gas, and then the inert gas is blown into the tunnel in the low-oxygen-concentration can transfer zone, and the oxygen concentration in the space through at least the can opening in the tunnel is reduced. The low oxygen concentration can is maintained at 2% or less, and the can filled with the contents and purged with an inert gas passes through the low oxygen concentration can transport zone to pass the low oxygen concentration intake. By to be over down transport, it is possible to convey the cans while maintaining the state of being gas replacement in the gas exchange zone effective to lower the oxygen concentration the intake zone.
[0009]
A semi-enclosed tunnel-like cover is provided around the outer periphery of the lid transport portion by the candy turret to form a low oxygen concentration lid transport zone, and the oxygen concentration in the low oxygen concentration lid transport zone is reduced to 2% or less. By maintaining and transporting the lid through the lid transport zone to the low oxygen concentration intake zone, it is possible to prevent air from being brought in by the lid and the candy turret, thereby more efficiently deoxidizing the can. Can be planned. Then, following the low oxygen concentration can transport zone and / or the low oxygen concentration lid transport zone, the transported lid transported from the tangential circular direction by the candy turret merges onto the can that is transported straight. A low oxygen concentration intake zone is formed by covering with a semi-hermetic cover until the low oxygen concentration intake zone is maintained at an oxygen concentration of 2% or less until the can is fitted to the can. Winding can be performed while maintaining the oxygen concentration, and undercover gassing can be omitted. By providing an inert gas curtain at the entrance of the gas replacement zone, it is possible to prevent the air introduced by the can from entering at the tunnel entrance. The flow rate of the inert gas blown into the head space of the can in the gas replacement zone is preferably in the range of 0.5 m / s to 10 m / s. If the flow rate of the inert gas is 0.5 m / s or less, the gas exchange rate of the head space is poor, and if it is 10 m / s or more, there is a problem that the contents are blown off.
[0010]
The deoxygenating apparatus for a can in the canning production line of the present invention for carrying out the above method is such that a lid conveyed from a tangential circular direction by a can feed turret merges with a can that is gas-displaced and straightly conveyed. Inert gas blowing means for forming a low oxygen concentration intake zone by covering a section until it fits into the can with a semi-hermetic cover, and blowing an inert gas laterally from the side into the low oxygen concentration intake zone. Is provided.
[0011]
Further, a semi-hermetic tunnel-shaped cover is provided to form a tunnel from a portion near the seamer of the can conveyance path which is conveyed after being replaced with gas to the low oxygen concentration intake zone, and a tunnel is formed near the filler side inside the tunnel. An inert gas blowing means for blowing an inert gas into a head space portion of the can being transported above the transport path in a predetermined range of the position is provided as a gas replacement zone, and from the gas replacement zone to the low oxygen concentration intake zone. By providing an inert gas blowing means that blows the inert gas toward the inside of the tunnel until it reaches, the can is transported to the low oxygen concentration intake zone while effectively maintaining the gas replaced state in the gas replacement zone It is possible to do. It is desirable that the inert gas blowing means in the low oxygen concentration can transport zone blows the inert gas into the side surface of the tunnel toward the center of the tunnel.
[0012]
Furthermore, a semi-hermetic tunnel-shaped cover is installed around the outside of the lid transporting portion by the candy turret to form a low oxygen concentration lid transport tunnel, and an inert gas is supplied from the side into the low oxygen concentration lid transport tunnel. By providing the inert gas blowing means for blowing in, air can be prevented from being brought in by the lid and the candy turret, and the can can be more efficiently deoxygenated. Further, following the low oxygen concentration can transport zone and / or the low oxygen concentration lid transport zone, the lid transported from the tangential circular direction by the candy turret onto the can that is transported straight ahead merges into the can. By covering the section until fitting with a semi-hermetic type cover to form a low oxygen concentration intake zone, and providing the inert gas blowing means for blowing inert gas laterally from the side in the low oxygen concentration intake zone. In addition, it is possible to perform winding while maintaining a low oxygen concentration in the can, and to eliminate undercover gassing. Furthermore, by providing an inert gas curtain portion at the entrance of the gas replacement zone, it is possible to reduce carry-in of can air into the gas replacement portion. In addition, the inert gas blowing means of the low oxygen concentration can transport zone and the low oxygen concentration intake zone is configured to blow the inert gas into a range of at least 20 mm width above the opening of the can and below the opening. It is desirable to arrange. Furthermore, by monitoring the oxygen concentration by arranging an oxygen concentration sensor for measuring the oxygen concentration in the tunnel in each or one of the gas transfer zone, the low oxygen concentration can transfer zone and the low oxygen concentration lid transfer zone can transfer, The amount of oxygen remaining in the can can be managed in real time.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic plan view showing an arrangement of a deoxidizer for cans in a canned production line according to an embodiment of the present invention, and FIGS. The deoxygenating apparatus of the present embodiment includes a can-conveying portion from a filler in a canned production line, a can-conveying portion between seamers, a lid-conveying portion by a candy turret, and an intake portion, which is a portion where the can and the lid merge and the can is covered with the lid. , And the portion is covered with a semi-closed tunnel-like cover to form a
[0014]
As shown in cross sections in FIGS. 2 and 3, a portion constituting the
Further, in the present embodiment, the support posts 17 are provided upright on the can transport guides 16 provided along both sides of the can transport path. However, the support posts 17 are not necessarily based on the structure. The transport guide may be formed to have a narrow width, and the
[0015]
The
Although not shown, it is desirable to provide an inert gas curtain for blowing down an inert gas in a film form at the entrance of the
[0016]
The low-oxygen-concentration-
[0017]
Inert
[0018]
As shown in FIG. 5, the low oxygen concentration
[0019]
In addition, the blowing of the inert gas to the lid conveyance section is not limited to the conveyance guide side, but also a blowing nozzle is provided on the
[0020]
The low oxygen
[0021]
In order to examine the relationship between the oxygen concentration and the gas replacement rate in the low oxygen concentration can transfer zone, the low oxygen concentration lid transfer zone, and the low oxygen concentration intake zone, the replacement rate was measured while changing the oxygen concentration. FIG. 8 shows the result. In FIG. 8, when the tunnel is not provided in the lid transport section but is provided in the can transport zone and the intake zone to form only the low oxygen concentration can transport zone and the low oxygen concentration intake zone (diagram a), the can transport zone In the case where a low oxygen concentration can transport zone, a low oxygen concentration lid transport zone and a low oxygen concentration intake zone were formed in the lid transport zone and the intake zone (diagram b), the measurement was performed separately. As a result, in both cases, if the oxygen concentration in the tunnel is within 2%, only the gas replacement is performed at the tunnel entrance without undercover gassing, and the final replacement rate is 95% or more. It turns out that it can be achieved. However, when the oxygen concentration is 2% or more, the substitution rate decreases, and a desired high substitution rate cannot be achieved. Therefore, the oxygen concentration in the tunnel is set to 2% or less, preferably 1% or less.
[0022]
As can be seen from the graph of FIG. 8, when the low oxygen concentration can transport zone, the low oxygen concentration lid transport zone and the low oxygen concentration intake zone are formed, only the low oxygen concentration can transport zone and the low oxygen concentration intake zone are formed. As compared to the case, a higher gas replacement rate can be achieved. Therefore, it is desirable that the lid transport zone is also provided with a tunnel to have a low oxygen concentration zone, but if the contents are not very susceptible to oxygen, only a low oxygen concentration can transport zone and a low oxygen concentration intake zone are provided. Can achieve the purpose.
[0023]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made within the technical scope. For example, the configuration of the tunnel of the gas replacement zone, the low oxygen concentration can transport zone, the low oxygen concentration lid transport zone, and the low oxygen concentration intake zone, and the configuration of the inert gas blowing means are not limited to the above-described structures, and may be appropriately changed. Design changes are possible. In addition, although the present invention generally uses nitrogen gas as the inert gas, by using carbon dioxide gas instead of nitrogen gas, the present invention can also be applied to the case where the contents are beer or carbonated beverage. Furthermore, although not shown in the above embodiment, an oxygen concentration sensor for measuring the oxygen concentration in the tunnel is arranged at each or one of the gas replacement zone, the low oxygen concentration can transport zone and the low oxygen concentration lid transport zone. By monitoring the oxygen concentration, the amount of oxygen remaining in the can can be managed in real time. As a result, if an abnormal operation of the system occurs, it can be detected at an early stage, so that an accident that generates a large amount of defective cans can be prevented.
[0024]
【Example】
In order to confirm the effects of the method and apparatus for deoxidizing cans in a canned production line according to the present invention, a headspace volume was set to 21 ml for a 200 ml-sized can in a canned production line equipped with the apparatus shown in the embodiment. After filling with water at normal temperature, gas replacement was carried out by the method of the present invention, and the gas replacement ratio of the cans which were hermetically sealed and wound was measured. Further, as Comparative Example 1, when a can under the same conditions as in the example was filled with water at room temperature under the same conditions, and gas replacement was performed only by the conventional undercover gassing, and as Comparative Example 2, Cima Inert gas was blown into the opening of the can on the can conveyor to perform gas replacement, and the gas replacement ratio was measured when undercover gassing was performed. The result is shown in FIG. FIG. 9 shows the average value of the results obtained for 15 cans.
[0025]
As a result, in Example (Graph C) of the present invention, the residual oxygen amount in the head space in the can was 0.1 ml / can, and the gas replacement ratio was 98%. On the other hand, in Comparative Example 1 (Graph A), the residual oxygen amount was 0.7 ml / can and the gas replacement rate was 85%. In Comparative Example 2 (Graph B), the residual oxygen amount was 0.3 ml / can and the gas replacement rate was 93%. there were. As is clear from the results, the gas exchange rate in the example is particularly improved as compared with the comparative example, and the method and apparatus for deoxidizing cans in the canned production line of the present invention are different from the comparative example. It was confirmed that the rate was effective.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to eleventh aspects of the present invention, a method is used in which the tunnel passing through the gas replacement unit to the intake unit is surrounded by a tunnel to reduce the oxygen concentration inside the tunnel. In addition, the residual oxygen in the head space of the can can be efficiently replaced with an inert gas, and is less affected by the line speed. Therefore, gas replacement can be performed with high efficiency even in a high-speed line. In addition, since the conventional undercover gassing is not used, the inside of the seamer is not contaminated by blowing out the content liquid. Since undercover gassing is not used, liquid nitrogen is not blown off even in a high-speed line in combination with the liquid nitrogen filling method, a stable internal pressure of the can is obtained, and the defective rate can be reduced. Further, the can deoxidizing apparatus of the present invention has an effect of having a function of a cover for preventing foreign matter from being mixed in a portion where cans are transported from a filler to a seamer in a canning production line.
[0027]
According to the second and seventh aspects of the present invention, the can can be transported to the low oxygen concentration intake zone while maintaining the gas-replaced state, and the lid can be tightened with the high-replacement rate maintained. it can. Furthermore, according to the third and eighth aspects of the present invention, air can be prevented from being brought in by the lid, and the can can be more efficiently deoxygenated. Further, according to the inventions of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan layout view showing a main part of a canned production line to which a can deoxidizer according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 1;
FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows CC in FIG. 1;
FIG. 5 is a view as seen in the direction of arrows DD in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a flow rate of an inert gas and a gas replacement rate in a gas replacement section.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an inert gas blowing nozzle width and a replacement rate in a low oxygen concentration can transport zone.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an oxygen concentration and a gas replacement ratio in a low oxygen concentration can transport zone.
FIG. 9 is a graph showing a comparison of gas replacement rates in Examples and Comparative Examples.
[Explanation of symbols]
1
3 Low oxygen concentration
5
8
11
16 Can transport guide 17 Support post
18 Bracket
20, 24, 26, 34 Inert gas blowing chamber
21
30
33 Lid transport guide
Claims (11)
Priority Applications (1)
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