JP2004510643A

JP2004510643A - 無菌充填装置

Info

Publication number: JP2004510643A
Application number: JP2002532119A
Authority: JP
Inventors: テル　ハール，　ローベルト　ヘンドリック
Original assignee: ストーク　フード　アンド　デアリー　システムズ　ベー．フェー．
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2004-04-08
Also published as: DE60012995T2; EP1322520B1; EP1322520A1; AU2000279724A1; ATE273173T1; DE60012995D1; WO2002028720A1; US6431227B1

Abstract

無菌状態で容器（１８）に自由流動性の製品を充填する装置（１０）は、コンベヤの経路に沿って、ハウジング（１０）内の個別のコンパートメント（１６）内の適切な充填ステーション（２０、４１、５４、５８、６２）を通過するように容器（１８）を断続的に運搬するコンベヤシステムを含む。このコンベヤシステムは、容器（１８）の配置および保持を行うために相互作用する少なくとも２つのキャリアー（２２）を導くガイドアセンブリ（２４）と、それぞれの場合にガイドアセンブリ（２４）内のキャリアー（２２）を動かすチェーンレスドライブを有するプッシャーメカニズム（３０）と、容器（１８）のコンベヤ経路の下に配置された、容器（１８）を支持する容器ガイド（６３）と、動作中に、装置（１０）の出口に配置されたキャリアー（２２）の移動を一時的に防ぐブロッキング装置（６４）とを含む。
【選択図】図１

Description

【０００１】
本発明は、無菌状態で容器に自由流動性の製品（具体的には、保存期間が制限されている流動食品）を充填する装置に関し、充填されるべき容器用の入口および充填された容器用の出口を有するハウジングと、ハウジング内に配置され、殺菌ステーションを有する殺菌コンパートメントおよび充填ステーションを有する充填コンパートメントを少なくとも含む複数の個別のコンパートメントと、ハウジング内に配置され、コンベヤの経路に沿ってコンパートメント内の適切な充填ステーションを通過するように容器を断続的に運搬するコンベヤシステムとを含み、隣接するコンパートメントは、仕切りによって互いに仕切られており、この仕切りは、容器が通過する少なくとも１つの通路開口部を有する。
【０００２】
この特徴を有する装置は、線形充填装置としても公知であり、回転充填装置と区別するために、例えば、ＥＰ−Ａ−０　３４２　６９０から、いわゆる「無菌環境における充填および梱包装置」として公知である。この公知の装置において、コンベヤシステムは２つの別個のコンベヤ装置を含む。殺菌区間において、容器はキャリアーを用いて運搬され、このキャリアーは、コンベヤの経路のいずれかの端の上のチェーンに固定的に接続されている。次の充填区間において、平行ガイド上の上部フランジ端によって停止する容器は、歯付き櫛型エレメントを含む１つ以上の棒メカニズムを用いて前進させられる。
【０００３】
一般的には、容器は、容器またはそれによって容器が充填されるべき製品が何らかの形式で影響または汚染されるという危険性と、（エンド）ユーザの健康に関連する全ての危険性とのために、無菌状態で充填される必要がある。従って、慣例的に、わずかな超気圧（ｓｕｐｅｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を充填区間に加えて、任意の浄化されていない空気が外部または殺菌区間から充填区間に入ることを不可能にする。コンベヤシステムはまた、一般的に、キャリアーおよび容器を任意の他の処理ステーションを通過するように導くために使用され得、例えば、充填ステーションに隣接する密閉ステーションを通過するように導き、この容器の密閉ステーションは、例えば、ボトルの形をした容器に蓋を提供する。
【０００４】
特に食品業界で使用されるコンベヤシステムの構成要素としてチェーンを使用することの欠点の１つは、洗浄および殺菌が困難であることであり、結果として、検査局および他の許可当局は、相当の疑念および不信をもって無菌環境下のチェーンの使用を考察および検討する。使用の結果としてチェーンから摩滅することが避けられない粒子は、この問題を悪化させる。さらに、チェーンは、チェーンのうちの１つがもはや正しく機能していない場合、例えば、破損した場合、修復工事を行うことを可能にするために装置全体が停止するという欠点を有する。
【０００５】
ある種類の容器から異なる種類の容器へと切り換える際に、従来の充填装置に生じる別の問題は、無菌条件が失われ、結果として、異なる種類の容器が充填されることを可能にするために装置がリセットされた後、無菌条件を作り直すために比較的長い準備時間がさらに必要であるということである。
【０００６】
本発明の目的は、上記の欠点を回避し、上記の問題の解決法を提供することである。
【０００７】
本発明による装置において、この目的のために、入口から出口へと容器を断続的に運搬するコンベヤシステムは、１つ以上の容器を運搬する少なくとも２つのキャリアーを導くガイドアセンブリと、隣接するキャリアーの互いに対向する長手方向の端部に提供される容器の配置および保持を行う少なくとも１つのカットアウトと、それぞれの場合にガイドアセンブリ内のキャリアーを動かすチェーンレスドライブを有するプッシャーメカニズムと、容器のコンベヤの経路の下に配置された、容器を支持する容器ガイドと、動作中に、出口に配置されたキャリアーの移動を一時的に妨げるブロッキング装置とを含む。
【０００８】
本発明による充填装置は、ガイドアセンブリ内のキャリアーを断続的に動かすように、チェーン無しで駆動させられるプッシャーメカニズムを含む。この特徴を有するプッシャーメカニズムは、充填装置の通常の殺菌区間の外に配置され得、その結果、動作中、キャリアーと充填されるべき容器とだけが殺菌される。ガイドアセンブリに沿ってまたはその中で動かされる個別のキャリアーを使用することは、１つのキャリアーまたはその中に収容された容器に欠陥が生じ、その１つのキャリアーのみが除去され、かつ／または、交換される必要があるという場合に、さらなる利点を有する。従って、停止時間と修復の容易さとは、非常に改善される。さらに、個別のキャリアーの使用は、装置が、複数の種類の容器（例えば、異なる形または異なる体積の容器）を充填することに適しているという利点を提供する。ある種類の容器から異なる断面を有する別の種類の容器へと切り換える際、キャリアーを交換することだけが必要であり、結果として、切り換え時間が比較的短くなる。本発明による装置において使用される２つのキャリアーのセットが、少なくとも１つのカットアウトと共に、互いに対向する長手方向の端部に備えられる。隣接するキャリアーの２つの相対するカットアウトは、コンベヤの経路の最初にあるプッシャーメカニズムとコンベヤの経路の最後にあるブロッキング装置とが起動させられ、キャリアーがそれらの間に保持されると、容器を所定の位置に締め付ける様態で互いに相互作用する。ブロッキング装置はまた、出口に配置されたキャリアーがガイドアセンブリから押し出されることを防ぎ、代わりにそれを保持する機能を有する。本発明による装置は、一般的には、多数のキャリアーを使用し、その両方の長手方向の端部には、１つのカットアウト、好適には、複数のカットアウトが備えられる。コンベヤの経路の最初からその最後まで延びる容器ガイドは、容器が正確な高さで係合し、締め付けられていない状態で容器が地面に落ちないことを保証する。容器は、ガラスまたはプラスチックから成るボトル、パックまたは缶などのカードボードまたはメタルパッケージであり得る。容器自体は、特定の形または大きさに決して限定されない。キャリアー内のカットアウトの形は、充填されるべき容器の形に適応し、丸、四角、矩形、楕円形などであり得る。
【０００９】
ＥＰ−Ａ−０　４７５　８２７自体が、容器を保持するキャリアーを運搬するコンベヤ装置を開示することに留意するべきであり、この容器を保持するキャリアーは、複数の処理ステーションを通過するように導かれ、ここで、ローラを有する連接棒メカニズム（ｓｙｓｔｅｍｅ　ｂｉｅｌｌｅ−ｇａｌｅｔ）の形態のドライブが使用される。
【００１０】
さらに、ＥＰ−Ａ−２８６　５１４自体から、本発明に使用されるキャリアーがすでに公知であることに留意するべきであり、この特許の中で「デミプラーク（ｄｅｍｉ−ｐｌａｑｕｅｓ）」と呼ばれる互いに相互作用するキャリアーは、２つの独立したチェーンシステムに旋回可能に取り付けられている。
【００１１】
本発明による装置に使用されるチェーンレスドライブを有するプッシャーメカニズムは、それぞれの場合に往復運動を行う偏心アーム（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ　ａｒｍ）を有するサーボ制御のモータであり得る。装置の入口にあるコンベヤシステムのコンベヤの経路の最初の部分に配置されたピストン／シリンダアセンブリを使用することは有利であり、そのピストンは、機械方向に往復して移動し得る。ピストン／シリンダアセンブリは、気圧または油圧のいずれかの種類であり得る。好適には、ピストン／シリンダアセンブリのストロークの長さは、コンベヤの経路の長手方向（すなわち、機械方向）から見て、キャリアーの寸法に等しい。このようにして、動作中、キャリアーはそれぞれの場合において、コンベヤの経路の最初から１つだけ前進し、殺菌ステーションを通過し、次いで充填ステーションを通過し、コンベヤアセンブリのコンベヤの経路の最後へと向かう。それぞれの中間停止位置において、下記により詳細に説明するように、別の処理または操作が行われ得る。
【００１２】
ブロッキング装置は、有利なことに、コンベヤの経路のいずれかの側に配置された２つのピストン／シリンダアセンブリを含む。この配置によって、コンベヤの経路の端部に十分な空間が得られ、容器および／またはキャリアーが除去されることが可能になる。
【００１３】
キャリアーは、有利なことに、ポリプロピレンなどのプラスチック材料から成り、簡単かつ繰り返し可能な殺菌を可能にする。ステンレス鋼は、別の適切なキャリアーの材料である。殺菌区間の少なくとも一部分と充填区間の全体とを含む無菌区間において、キャリアーは、有利なことに、この区間の物理的な境界線の一部分を形成する。すなわち、コンベヤの経路の関連部分において、キャリアーは、ガイドと共に、無菌区間と無菌条件が行き渡っていない周囲の環境との間を仕切る。キャリアーおよび容器は、殺菌コンパートメントにおいて常に殺菌し直されているため、殺菌区間の無菌は維持される。これはまた、異なる種類の容器および／または異なる製品に切り換える際にも適用される。
【００１４】
ショックまたは他の不規則さを有さない規則的かつ滑らかな様態で、ガイドに沿ってまたはその中でキャリアーが動かされ得ることを保証するために、好適には、キャリアーに接触するガイドの部分にだけでも、例えば、テフロン（Ｒ）層などの耐摩耗性のスリップ層が備えられる。
【００１５】
この特徴を有するスリップ層はまた、容器ガイド上に備えられ得、その高さは、好適に調整可能である。従って、本発明による装置において、その高さは、充填されるべき容器の種類に適応され得る。
【００１６】
有利なことに、装置は、プッシャーメカニズムが配置されている端と殺菌ステーションとの間の位置に備えられ、キャリアーの挿入ステーションを有し、このキャリアー挿入ステーションは、キャリアーをコンベヤシステム内に挿入し、かつ、１つ以上の容器をキャリアー内に受け取る。このキャリアー挿入ステーションは、好適には、殺菌ステーションのあるコンパートメントの外に配置される。適切なキャリアー挿入ステーションの例は、コンベヤの経路の下に配置されたリフティングプラットホーム、コンベヤの経路の横に配置され、キャリアーを横から挿入するスライディングメカニズム、または、コンベヤの経路の上に配置され、それぞれの場合においてコンベヤシステムのガイド上にキャリアーを落とすドロッピング装置を含む。
【００１７】
キャリアーおよび充填されるべき容器は、例えば、過酸化水素などの消毒薬、熱風、放射線、またはこれらの技術の２つ以上の組み合わせなどの従来の殺菌手段を用いて殺菌される。
【００１８】
充填ステーションに隣接して、多くの場合、容器の密閉ステーションがあり、この容器密閉ステーションにおいて、容器の種類とその原材料とによって、例えば、蓋を使用して、もしくは、アルミニウムの密閉フォイルの熱溶接によって、または、別の適切な密閉方法によって容器が密閉され、適切であれば、その後、再び密閉可能なカバーまたは蓋が使用される。これらの操作はまた、無菌状態でも行われ、結果として、容器の密閉ステーションも無菌区間内に収容される。
【００１９】
無菌区間の外にあるコンベヤの経路の端部には、通常、キャリアー除去ステーションがあり、このキャリアー除去ステーションにおいて、容器はキャリアーから除去され、例えば、クレートまたはボックスなどの他のキャリアーに移動させられ、次いで、キャリアーはコンベヤの経路から除去され、キャリアー挿入ステーションに戻される。このようにキャリアーが戻ることに関して、第１のコンベヤシステムの下に配置された第２のコンベヤシステムを備えることが好適である。この第２のコンベヤシステムは、キャリアーを１つずつ移動させることに適切であり得るが、互いに上に積み重なっている複数のキャリアーを移動させることにも適切であり得る。
【００２０】
本発明について、添付の図面を参照して下記に説明する。
【００２１】
図１において、線形充填装置は、全体を通して、参照番号１０によって表される。装置の運転方向は、長い矢印５７によって表される。充填装置１０はハウジング１２を含み、このハウジング１２内には、垂直な仕切り１４によって仕切られている多数のコンパートメント１６がある。種々の操作および処理の工程は、これらのコンパートメントにおいて実行される。
【００２２】
図示の状態において、１つ以上の容器１８（この場合、ボトル）は、ハウジング１２内の挿入開口部（図示せず）を介して容器およびキャリアーの挿入ステーション（全体を通して、参照番号２０によって表される）へと挿入され、キャリアー２２内に配置される。次いで、キャリアー２２は、コンベヤシステムの平行ガイド２４（図２〜図５を参照）の上に静止し、ガイド２４によって規定される直線的なコンベヤの経路に沿ってキャリアー２２を断続的に動かし、種々のコンパートメント１６を通過し、種々の処理／処置ステーションを通過する。ガイド２４は、ステンレス鋼のＵ字型部分２６を含み、キャリアー２２に接触するこのＵ字型部分２６の内側は、テフロン（Ｒ）スリップ層２８（図４）を備える。キャリアー２２は細長いプレートを含み、その長さＬ（横軸方向）およびその幅Ｂ（機械方向）が図５に示される。図示のように、キャリアー２２は、長手方向の両方の端部２３（機械方向から見て、前方および後方の端部）にカットアウト２９を備える。第１のキャリアーの前方の端部のカットアウトと、隣接する下流のキャリアーの後方の端部のカットアウトとは、容器１８を所定の位置にしっかりと締め付ける。所望であれば、複数のカットアウト２９が、キャリアー２２の長手方向の端部２３に連続して備えられ得ることが理解される。
【００２３】
コンベヤの経路の最初において、ピストン／シリンダアセンブリ３０があり、そのピストンは、機械方向に沿ったキャリアー２２の幅Ｂに対応する１ストロークの動作を実行し得る。コンベヤの経路の最後において、ピストン／シリンダアセンブリ６４が、この経路のいずれかの端部に配置され（図２）、これらのアセンブリはブロッキング装置としての機能を果たす。
【００２４】
図１を再び参照すると、キャリアー２２が、コンベヤの経路の下に配置された収集または保管位置から、例えば、ピストン／シリンダアセンブリなどのリフティングプラットホーム３２を用いて送り出され、そのピストンヘッドは、ガイド２４に対して平行方向に一致する側部を備え、ピストン／シリンダアセンブリ３０によって機械方向に１ストロークだけ移動させられる。キャリアー２２のこの前進運動と同時に、容器１８は、その下にある容器ガイド６３と接触するまで、容器挿入装置６９を用いて下方向に移動させられる。この際、キャリアー２２は、その前に横たわるキャリアー２２に対して押され、その結果、容器１８は、正しい高さで締め付けられ、隣接するキャリアー２２と相互作用するカットアウト２９内に配置される。次いで、ピストン／シリンダアセンブリ３０のピストンは、再び後退させられ、キャリアー２２および容器１８を挿入するための次のサイクルの動作が実行される。
【００２５】
新しく挿入されたキャリアーが押し通されると、すでにガイドアセンブリ２４上にある他のキャリアー２２は、それぞれの場合において、１つだけ前進させられる。このようにして、キャリアー２２は、容器１８と共に、仕切り３４内の通路８０（図８を参照）を通過するように殺菌区間３５内へと移動させられて、キャリアー２２および容器１８の両方が殺菌される。殺菌区間３５は、２つの副コンパートメント３８および４０を含み、これらの副コンパートメント３８および４０は、別の垂直な仕切り４２よって互いに仕切られており、この仕切り４２は、無菌区間４４の開始を区切る。この無菌区間４４は、殺菌区間３５の副コンパートメント４０と、充填区間４６の全体と、さらなる処理区間４８とを含む。キャリアー２２は、殺菌区間４４の下面の物理的な限界を形成する。副コンパートメント３８において、容器の形と、容器およびキャリアーに使用されている材料とに依存して、複数の工程で行われ得るキャリアー２２の上ならびに容器１８の中および周りに消毒液を噴霧する結果として、キャリアー２２および容器１８が消毒薬（例えば、Ｈ_２Ｏ_２）によって殺菌される殺菌ステーション４１がある。図６も参照。副コンパートメント４０において、キャリアー２２および容器１８は、次いで、乾燥ノズル６５を用いて、浄化された熱風によって乾燥される。乾燥もまた、１つ以上の工程によって実行され得る。乾燥ノズル６５は、垂直方向に移動し得るように配置され、偏向スクリーン５３を備える。乾燥ノズル６５によって容器内へと吹き込まれる熱くて殺菌された空気の流れは、次いで吹き出され、偏向スクリーン５３によって容器１８の外側に沿って導かれ、次いでキャリアー２２を越える。図７を参照。
【００２６】
仕切り５０内の通路８０を介して、キャリアー２２は、容器１８と共に、コンパートメント５２内に位置する充填区間４６に入る。ここには、充填バルブを有する充填ステーション５４があり、横軸方向にある充填ステーション５４の数は、キャリアー２２の連続する容器１８の数に相当し、これらのバルブは、適切な計測手段を介して、容器１８に充填されるべき製品（例えば、乳製品）の貯蔵所と通信する。充填は、製品の粘性および容器１８の体積などの要素による１つ以上の工程によって実行され得る。
【００２７】
仕切り５６の通路８０を介して、キャリアーリ２２は、容器１８と共に、さらなる処理区間４８に入る。ここで、ボトル型の容器１８に蓋を一致させる密閉ステーション５８が、コンパートメント６０内に位置する。このコンパートメント６０に隣接して、装置１０は、通路８０を有する仕切り６６によってコンパートメント６０から仕切られているキャリアー除去ステーション６２を含む。キャリアー除去ステーション６２において、容器１８は、容器除去装置６８を用いてキャリアー２２から除去され、キャリアー２２は、リフティングプラットホーム６７によって降下され、次いで、第２のコンベヤシステム６６によって第１のリフティングプラットホーム３２に戻され、この第２のコンベヤシステム６６は、ガイド２４およびピストン／シリンダアセンブリ３０の第１のコンベヤシステムと同一であり得る。
【００２８】
種々のコンパートメントにおける異なる処理操作は、容器１８が正しい位置にあり、かつ、動いていない場合（すなわち、隣接キャリアー２２のカットアウト２９内に締め付けられている場合）はいつでも実行され、キャリアー２２は、次いで、ピストン／シリンダアセンブリ３０および６４の動作の結果として、コンベヤの経路の最初および最後に配置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明による充填装置の実施形態の模式図を示す。
【図２】
図２は、図１に示す実施形態の詳細を示す。
【図３】
図３は、図１に示す実施形態の詳細を示す。
【図４】
図４は、図１に示す実施形態の詳細を示す。
【図５】
図５は、図１に示す実施形態の詳細を示す。
【図６】
図６は、図１に示す実施形態の詳細を示す。
【図７】
図７は、図１に示す実施形態の詳細を示す。
【図８】
図８は、図１に示す実施形態の詳細を示す。

Claims

無菌状態で容器（１８）に自由流動性の製品を充填する装置（１０）であって、該充填する容器（１８）用の入口および該充填された容器用の出口を有するハウジング（１２）と；該ハウジング（１２）内に配置され、殺菌ステーション（４１）を有する殺菌コンパートメント（４０）および充填ステーション（５４）を有する充填コンパートメント（５２）を少なくとも含む複数の個別のコンパートメント（１６）と；該ハウジング（１２）内に配置され、コンベヤの経路に沿って該入口から該出口へと該コンパートメント（１６）内の該ステーション（２０、４１、５４、５８、６２）を通過するように該容器（１８）を断続的に運搬するコンベヤシステムとを含み、隣接する該コンパートメント（１６）は、該容器（１８）が通過する少なくとも１つの通路開口部（８０）を有する仕切り（１４）によって仕切られており、
該入口から該出口へと該容器（１８）を断続的に運搬する該コンベヤシステムは、該容器（１８）を運搬する少なくとも２つのキャリアー（２２）を導くガイドアセンブリ（２４）であって、隣接する該キャリアー（２２）の互いに対向する長手方向の端部（２３）が、該容器（１８）の配置および保持を行う少なくとも１つのカットアウト（２９）を有するガイドアセンブリと；それぞれの場合に該ガイドアセンブリ（２４）内の該キャリアー（２２）を動かすチェーンレスドライブを有するプッシャーメカニズム（３０）と；該容器（１８）の該コンベヤ経路の下に配置された、該容器（１８）を支持する容器ガイド（６３）と；動作中に、該出口に配置された該キャリアー（２２）の移動を一時的に防ぐブロッキング装置（６４）とを含むことを特徴とする、
装置（１０）。
前記プッシャーメカニズムは、前記入口近傍に配置されたピストン／シリンダアセンブリ（３０）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
運搬方向から見て、前記ピストン／シリンダアセンブリ（３０）のストロークの長さは、前記キャリアー（２２）の寸法（Ｂ）に等しいことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
前記ブロッキング装置が、前記コンベヤ経路のいずれかの側に配置されたピストン／シリンダアセンブリ（６４）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
前記容器ガイド（６３）の高さが、調整可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
前記キャリアー（２２）が、プラスチック材料から成ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
前記ガイド（２４）が、耐摩耗性のスリップ層（２８）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記装置（１０）が、前記キャリアー（２２）を前記コンベヤシステム内へと挿入し、該キャリアー（２２）内の１つ以上の前記容器（１８）を受け取るキャリアー挿入ステーション（２０）と、容器密閉ステーション（５８）と、１つ以上の充填された該容器（１８）および空の該キャリアー（２２）を除去するキャリアー除去ステーション（６２）とをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記装置が、前記コンベヤシステムの下に配置された、前記キャリアー（２２）を前記キャリアー除去ステーション（６２）から前記キャリアー挿入ステーション（２０）へと戻す第２のコンベヤシステム（６６）を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の装置。