JP2004512235A - パッケージ中に液体製品を包装するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

薄い壁のパッケージ中に液体を包装すると同時にパッケージに良好な機械的強度を付与するために、ガス状態にある窒素のような不活性ガスおよび／または二酸化炭素をインジェクタ（２２）により液体中に導入し、ガスで液体を飽和または過飽和させ、得られた製品を調節手段（３）により一定とされる高められた圧力にある前記ガスのオーバーヘッドが上方に創出されている貯槽（１４）に一定のレベルで貯蔵する。要求に応じて、この製品を、取り出し手段（４）により、製品により部分的に満たされたパッケージに移送する。製品の表面上には、パッケージが封止された後高められた圧力にある前記ガスのオーバーヘッドが存在する。
用途：液体、特に食品液体のパッケージ

Description

【０００１】
本発明は、本質的に変形可能なパッケージもしくは容器中に液体製品を包装することに関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、厚さの厚いパッケージについての危険性と比較して、パッケージに対する損傷および／または液体製品の損失の危険性を増大させることなく、薄い壁を有するパッケージもしくは容器中に例えば液体食品のような液体製品を詰めることを可能とする液体製品の包装方法および装置に関する。
【０００３】
包装にかかるコストおよびパッケージの重量を低減するために、現在、ますます薄くした壁厚のパッケージ（缶として知られる金属スズ、合成材料製のボトル、カートン等）に液体（コーディアルその他の飲料）を詰めることが主流となっている。
【０００４】
壁が薄いので、これらパッケージは、本来的に変形可能であり、取り扱いや積み重ねが困難である。
【０００５】
この欠点を克服するために、内容物を詰めている間にパッケージ内に高圧を確立することが知られている。これは、パッケージに良好な機械強度を与える。この高圧は、少量の液体状態の不活性ガス、好ましくは液体状態の窒素を、液体例えば液体食品上に、該食品が詰められている間に、すなわち、パッケージの充填操作と封止操作との間で、注入することによって得ることができる。この手法の欠点は、それが比較的高価であることである。
【０００６】
本発明の目的は、上記欠点を克服することにあり、それ故、本発明は、ガス状態にある窒素のような不活性ガスおよび／または二酸化炭素を液体と混合して該ガスで飽和または過飽和された該液体からなる製品を生成させ、この製品を、所定のレベルまで製品により部分的に満たされたバッファ貯槽に貯蔵し、該レベルをほぼ一定に維持し、このレベルの上に、該飽和または過飽和によりガス状態にあり、所定のほぼ一定の高められた圧力にある該ガスのオーバーヘッドを存在させ、該製品を要求に応じて該貯槽から、大気圧に開放されたパッケージに移送し、該バッファ貯槽における該所定のレベルと該所定の高められた圧力を維持して、該パッケージを該製品により部分的に満たし、該ガスのオーバーヘッドをバッファ貯槽におけるオーバーヘッドの値とほぼ等しい値の圧力に維持し、該パッケージを封止することを特徴とする液体製品を少なくとも１つのパッケージ中に包装するための方法に関する。
【０００７】
この手法により、パッケージの圧力を上昇させることに関するコストがかなり軽減される。
【０００８】
本方法は、以下の特徴の１またはそれ以上を有し得る。
【０００９】
バッファ貯槽において、前記ガスのオーバーヘッドの高められた圧力が所定の高められた圧に達したとき、過剰のガスを排出する；
ガス状態にある不活性ガスおよび／または二酸化炭素を液体中に混合するために、このガスを液体中に注入する；
バッファー貯槽のオーバーヘッドにおける高められた圧力を１０ｍｂａｒ〜３ｂａｒの範囲内の値に設定する；
高められた圧力を約５０ｍｂａｒの値に設定する；
本発明は、また、少なくとも一部内に液体が循環する第１の回路、少なくとも一部内に窒素ガスのような不活性ガスおよび／または二酸化炭素がガス状態で加圧下に循環し、出口において前記第１の回路の注入領域中に開放するインジェクタを備えて、ガスにより飽和または過飽和された液体からなる製品を形成するための第２の回路を備え、該第１の回路は、該製品が導入されるバッファ貯槽と、このバッファ貯槽における液体の所定のレベルを維持するための手段と、該バッファ貯槽における該飽和または過飽和による所定のほぼ一定の高められた圧力を維持するための制御・調節手段と、該製品を該貯槽から取り出してパッケージに移送し、オーバーヘッドを該バッファ貯槽におけるオーバーヘッドの値とほぼ等しい値の圧力に維持するための手段を備えることを特徴とする液体製品を少なくとも１つのパッケージ中に包装するためのプラントにも関する。
【００１０】
この単純なプラントは、良好な信頼性を穏当なコストと結び付ける。
【００１１】
本プラントは、以下の特徴の１つまたはそれ以上を有し得る。
【００１２】
前記第１の回路が、ガスにより飽和または過飽和された液体が出口に供給されるところの、該液体を循環させるための移送ポンプと、上流端が前記ポンプの出口に接続された充填ラインを含み、前記第２の回路には、前記ポンプの下流側でラインに開口し、これにガス状態にある加圧ガスを注入するためのインジェクタが設けられている；
前記制御・調節手段が、調節器、並びにそれぞれ前記調節器に接続された、前記貯槽のオーバーヘッド中のガスの圧力を測定する圧力トランスジューサおよび前記貯槽中の前記製品のレベルを検出するレベル検出器を備え、前記調節器により制御され、かつ前記調節器の指令に応じて前記貯槽から過剰のガスを排出するように前記貯槽中のオーバーヘッドに接続した調節器排気弁を備える；
前記第２の回路が、前記インジェクタに供給する注入器具を備え、前記制御・調節手段が、前記注入器具に該注入を調節する信号を伝送するために前記注入器具に電気的または空圧的に接続された調節器を備える；
前記ほぼ一定に維持される高められた圧力が、１０ｍｂａｒ〜３ｂａｒの範囲内にある；
前記高められた圧力が、約５０ｍｂａｒの値を有する；
前記制御・調節手段が、前記貯槽の頂部に接続された較正安全弁を備える。
【００１３】
本発明の他の特徴および利点は、非限定的な例として与えられ、本発明によるプラントの線図を示す添付の１つの図面に記載された本発明の１つの態様についての以下の記述から明らかとなるであろう。
【００１４】
図１に示されたプラントは、ガス状態にある窒素その他の不活性ガスおよび／または二酸化炭素を水性液体、例えば飲料を作ることが意図された食品液体中に移送するためのプラントである。食品工業におけるかかる用途において、ガスは、例えば番号２７７４００６をもって公開されたフランス特許出願における方法を用いて、予めろ過され、滅菌される。
【００１５】
このプラントは、上流側から下流側ににおいて、負荷されるべき、より具体的には飽和または過飽和されるべき液体が入口に供給される移送ポンプ１１、上流端がポンプの出口に接続される充填ライン１２、このライン内の流れを許容し、または阻止する、充填ライン中に挿入される弁１３、およびライン１２の下流端が開口する貯槽１４を形成するバッファボリューム（ｂｕｆｆｅｒ ｖｏｌｕｍｅ）を含む第１の回路１を備える。
【００１６】
このプラントは、ガス状態の加圧下の窒素のような不活性ガスおよび／または二酸化炭素が供給される第２の回路２を備え、この回路２は、出口側に、カルブエコ（Ｃａｒｂ’Ｅｃｏ）注入キットの名称の下にカルボキシク・フランセ（Ｃａｒｂｏｘｙｑｕｅ Ｆｒａｎｃａｉｓｅ）社により市販されているもののような注入器具２１を備えるガス注入装置を含み、注入器具は、移送ポンプ１１とこのポンプにより加圧される充填ライン１２の弁１３との間に位置する領域に開口する逆止弁を有する出口インジェクタ２２に供給する。注入器具２１は、ポンプ１１に電気的に接続され、ポンプから注入を指令する信号を受け、特にポンプの操作が停止されたときガスの注入を遮断するように注入器具をポンプに従わせる。
【００１７】
このプラントは、また、ガスによる液体の飽和または過飽和を制御し、調節するための手段３を備え、この手段は、カルブエコ調節キットの名称の下にカルボキシク・フランセ社により市販されているもののような調節器３１、ノズル３２１によりバッファ貯槽１４の頂部に接続されその中のガス圧を測定し、対応する測定圧信号を調節器に伝送するように調節器３１に電気的に接続された圧力トランスジューサ３２、ガスで飽和または過飽和された液体からなる製品の貯槽中のレベルを検出し、対応する測定レベル信号を調節器に伝送するように調節器３１に電気的に接続されたレベル検出器３３、パイプ３４１により貯槽の頂部に接続され、過剰のガスを外部に排出し、調節器から圧力調節信号を受け取るために電気導体３４２により調節器３１に接続された調節排気弁３４、およびパイプ３５１により貯槽の頂部に接続され、調節の不具合の場合に過剰のガスを外部に排出する較正安全弁（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ ｓａｆｅｔｙ ｖａｌｖｅ）３５を備える。
【００１８】
調節器３１は、電気的にまたは空圧的に、一方では、測定圧信号の関数として注入を調節する信号を伝送するために注入器具２１に接続され、他方では、貯槽中の飽和または過飽和液体製品のレベルの変動に従いポンプの出力を変更するように設計されたレベル調節信号を伝送するためにポンプ１１に接続されている。
【００１９】
このプラントは、また、要求に応じて液体製品を貯槽から取り出し、この液体製品をパッケージに移送するための取り出し手段４を備える。この取り出し手段は、少なくとも１つの取り出し制御弁（図示せず）が挿入されている少なくとも１つの取り出しライン４１を備える。
【００２０】
このプラントにおいて、ポンプ１１に供給された液体は、ポンプにより加圧下に充填ライン中を循環し、その間に、注入器具２１に供給されるガスは、ガスをガス状態でライン１２の注入領域に注入し、このラインを通って流れる液体をガスで飽和または過飽和させるインジェクタ２２に向けて循環する。
【００２１】
弁１３が開である場合、ガスにより飽和または過飽和された液体からなる製品は、バッファ貯槽１４に送られ、貯槽が完全に一杯とならないように、かつ液体製品の自由表面上に液体中にはじめに導入されたガス状態のガスであってバッファボリュームにおけるこのガスの分圧と液体中に溶解したその画分に従って初めに液体を飽和または過飽和させたガスの平衡に戻る間に脱着されたガスのオーバーヘッドが存在するように、ポンプ１１の適切な指令によりレベル検出器３３により定常的にチェックされる所定のほぼ一定のレベルに維持される。ガス状態にある窒素のような不活性ガスおよび／または二酸化炭素からなる上記オーバーヘッドは、余剰のガスをプラント外部に排出する排気弁３４を用いて、圧力トランスジューサ３２により定常的にチェックされる所定のほぼ一定の高められた圧力に調節器３１により維持される。しかしながら、この調節にもかかわらず、高められた圧力が制御・調節手段により予め決定された高められた圧力を超え、ある閾値よりも高く増加する場合には、較正弁３５を開き、余剰のガスをプラント外部に排出する。
【００２２】
こうして、ガス状態にある不活性ガスおよび／または二酸化炭素は、充填ライン１２を通って流れる液体と混合し、ガスで飽和または過飽和された液体からなる製品が形成され、バッファ貯槽１４に貯蔵される。しかしながら、このバッファ貯槽は、ライン１２内の流量を変更することによりほぼ一定に維持される所定のレベルまで部分的に満たされるだけである。先にライン１２中に注入され、液体と混合したガスの脱着から得られるガスからなるオーバーヘッドは、ガスにより飽和または過飽和された液体からなる製品の自由表面上に得られる。このガス状オーバーヘッドは、所定のほぼ一定の高められた圧力に維持され、液体製品は、要求に応じて、貯槽１４から、大気圧に開放している１またはそれ以上のパッケージに移送され、パッケージが製品により部分的に満たされるように貯槽中の所定のレベルおよび所定の圧力を維持する。しかる後、パッケージを封止し、上記所定の高められた圧力に近い高められた圧力にあるガス状オーバーヘッドがこれらパッケージ中に得られる。
【００２３】
ライン１２中に注入されるガスの流量の選択は、貯槽１４のオーバーヘッドにおける所望の所定の一定圧力を持って液体を飽和または過飽和させる必要性により指示される。ある温度における貯槽のオーバーヘッド中のガスの圧力Ｐと液体中のガスの濃度ｘとの関係は、Ｐ＝Ｈ・ｘというヘンリー則により支配される。ここで、Ｈは、「ヘンリーの定数」として知られる各ガスに固有の係数である。
【００２４】
上に記述し、図に示した食品液体の例の場合には、ガス状態の窒素および／または二酸化炭素がインジェクタ２２によりライン１２中に注入され、貯槽１４のオーバーヘッドにおいて、好ましくは１０ｍｂａｒ〜３ｂａｒの範囲内にある値、例えば５０ｍｂａｒ前後にある一定の高められた圧力を得る。これは、パッケージ中において同様の値の高められた圧力を得ることを可能とする。この窒素および／または二酸化炭素の注入により、パッケージおよびその内容物が固くなるばかりでなく、製品と接触する酸素の量が実質的に減少し、製品が酸化するという危険性が軽減される。加えて、本発明のプラントは、安価であり、現状の技術水準およびコスト水準において、かかるプラントのコストは、パッケージを封止する前にパッケージに液体窒素を導入する通常のプラントの５分の１または６分の１となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラントを示す図。

Claims (12)

1. ガス状態にある窒素のような不活性ガスおよび／または二酸化炭素を液体と混合して該ガスで飽和または過飽和された該液体からなる製品を生成させ、この製品を、所定のレベルまで製品により部分的に満たされたバッファ貯槽（１４）に貯蔵し、該レベルをほぼ一定に維持し、このレベルの上に、該飽和または過飽和によりガス状態にあり、所定のほぼ一定の高められた圧力にある該ガスのオーバーヘッドを存在させ、該製品を要求に応じて該貯槽から、大気圧に開放されたパッケージに移送し、該バッファ貯槽における該所定のレベルと該所定の高められた圧力を維持して、該パッケージを該製品により部分的に満たし、該ガスのオーバーヘッドをバッファ貯槽（１４）におけるオーバーヘッドの値とほぼ等しい値の圧力に維持し、該パッケージを封止することを特徴とする液体製品を少なくとも１つのパッケージ中に包装するための方法。
2. 前記バッファ貯槽（１４）において、前記ガスのオーバーヘッドの高められた圧力が前記所定の高められた圧力に達したとき、過剰のガスを排出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ガス状態にある前記不活性ガスおよび／または二酸化炭素を前記液体中に混合するために、このガスを前記液体中に注入することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記バッファ貯槽（１４）のオーバーヘッドにおける前記高められた圧力を１０ｍｂａｒ〜３ｂａｒの範囲内の値に設定する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記高められた圧力を約５０ｍｂａｒの値に設定する請求項４に記載の方法。
6. 少なくとも一部内に液体が循環する第１の回路（１）、少なくとも一部内に窒素ガスのような不活性ガスおよび／または二酸化炭素がガス状態で加圧下に循環し、出口において前記第１の回路の注入領域中に開放するインジェクタ（２２）を備えて、ガスにより飽和または過飽和された液体からなる製品を形成するための第２の回路（２）を備え、該第１の回路（１）は、該製品が導入されるバッファ貯槽と、このバッファ貯槽における液体の所定のレベルを維持するための手段と、該バッファ貯槽における該飽和または過飽和による所定のほぼ一定の高められた圧力を維持するための制御・調節手段（３）と、該製品を該貯槽から取り出してパッケージに移送し、オーバーヘッドを該バッファ貯槽（１４）におけるオーバーヘッドの値とほぼ等しい値の圧力に維持するための手段（４）を備えることを特徴とする液体製品を少なくとも１つのパッケージ中に包装するためのプラント。
7. 前記第１の回路（１）が、ガスにより飽和または過飽和された液体が出口に供給されるところの、該液体を循環させるための移送ポンプ（１１）と、上流端が前記ポンプの出口に接続された充填ライン（１２）を含み、前記第２の回路（２）には、前記ポンプ（１１）の下流側でライン（２）に開口し、これにガス状態にある加圧ガスを注入するためのインジェクタが設けられていることを特徴とする請求項６に記載のプラント。
8. 制御・調節手段（３）が、調節器（３１）、並びにそれぞれ前記調節器に接続された、前記貯槽（１４）のオーバーヘッド中のガスの圧力を測定する圧力トランスジューサ（３２）および前記貯槽（１４）中の前記製品のレベルを検出するレベル検出器（３３）を備え、前記調節器（３３）により制御され、かつ前記調節器の指令に応じて前記貯槽から過剰のガスを排出するように前記貯槽（１４）中のオーバーヘッドに接続した調節器排気弁を備えることを特徴とする請求項６または７に記載のプラント。
9. 第２の回路（２）が、前記インジェクタ（２２）に供給する注入器具（２１）を備え、前記制御・調節手段（３）が、前記注入器具に該注入を調節する信号を伝送するために前記注入器具に電気的または空圧的に接続された調節器（３１）を備えることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載のプラント。
10. 前記ほぼ一定に維持される高められた圧力が、１０ｍｂａｒ〜３ｂａｒの範囲内にあることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載のプラント。
11. 前記高められた圧力が、約５０ｍｂａｒの値を有することを特徴とする請求項１０に記載のプラント。
12. 前記制御・調節手段（３）が、前記貯槽（１４）の頂部に接続された較正安全弁（３５）を備えることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１項に記載のプラント。

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