JP2005047536A

JP2005047536A - 非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法およびその装置

Info

Publication number: JP2005047536A
Application number: JP2003280784A
Authority: JP
Inventors: Norimitsu Wakabayashi; 憲光若林; Yoichi Hayatsu; 陽一早津; Shusuke Miyake; 秀典三宅
Original assignee: Showa Tansan Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Gas Products Co Ltd
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】非炭酸飲料の風味を損なうことなく、又加温された容器が変形しない様、容器のヘッドスペースの気体を不活性ガス混合蒸気と置換する置換方法。
【解決手段】不活性ガスと蒸気とを混合させて不活性ガス混合蒸気を生成する生成工程と、生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気を非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置でキャップをかぶせる直前に開口部より小さなノズルを用いて吹き付け置換を行なう不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程と、キャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間にキャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気となるように不活性ガス混合蒸気を多数個のノズル孔より吹き付けを行う補充工程とからなる、非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法。
【選択図】図１

Description

本発明はお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたペットボトル等の、キャップ容器のヘッドスペースの気体を置換する非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法およびその装置に関する。

従来、お茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料をペットボトル等の容器に充填する場合は、風味を損なわないようにするためにヘッドスペースに窒素ガスを供給して、該ヘッドスペース内にある空気と置換する方法をとっているが、その後、非炭酸飲料が充填された容器が加温自動販売機やウォーマー装置等によって加温されると、窒素ガスは難溶性であるため、該容器の内圧が上昇して容器を変形させる現象が起きている。このため、水に溶解しやすい炭酸ガスもしくは炭酸ガスと窒素ガスとの混合ガスでパージすることにより、その後に加温しても容器が変形しない方法が考えられている。

従来の非炭酸飲料容器のヘッドスペースのガス置換方法によると、その後に加温しても容器は変形しないものの、炭酸ガスが水に溶解してしまうため、弱酸性化してしまい、お茶、コーヒー、果汁飲料等の風味が損なわれたり、ＰＨが下がることで一部の色素が好ましくない色に変化したり、沈殿物が生じてしまう等の欠点があった、このため、お茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料のパージガスとして炭酸ガスもしくは炭酸ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いる方法は、かかる混合ガスが混入しても風味等に影響のない飲料にしか適用できないという欠点があった。
特開２００３−６３５７１号公報

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、お茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料の風味を損なうことなく、また、充填されたペットボトル等の容器が加温自動販売機やウォーマー装置等によって加温されても、容器が変形しない非炭酸飲料容器のヘッドスペースの気体をほぼ完全に不活性ガス混合蒸気と置換することができる非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法およびその装置を提供することを目的としている。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明かになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は窒素ガス等の不活性ガスと蒸気とを混合させて不活性ガス混合蒸気を生成する不活性ガス混合蒸気の生成工程と、この不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け置換を行なう不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程と、この不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程から前記キャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気となるように、前記不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気を多数個のノズル孔より吹き付け供給して、前記不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程でキャップ容器内に吹き付けられた不活性ガス混合蒸気が冷えて負圧状態での不活性ガス混合蒸気を自動的にキャップ容器内へ補充する不活性ガス混合蒸気の補充工程とで非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法を構成している。

また、本発明はボイラーと、このボイラーの蒸気を蒸気流通コントロール弁を介してミキサーへ供給する蒸気供給路と、窒素ガス等の不活性ガス供給源からの不活性ガスを前記ミキサーへ供給する不活性ガス供給路と、前記ミキサーへ供給され混合された不活性ガス混合蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け供給する不活性ガス混合蒸気供給路と、この不活性ガス混合蒸気供給路のノズル部位からキャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気にできるように、前記ミキサーへ供給され混合された不活性ガス混合蒸気を多数個のノズル孔より供給する補充不活性ガス混合蒸気供給路とで非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換装置を構成している。

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。

（１）窒素ガス等の不活性ガスと蒸気とを混合させて不活性ガス混合蒸気を生成する不活性ガス混合蒸気の生成工程と、この不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け置換を行なう不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程と、この不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程から前記キャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気となるように、前記不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気を多数個のノズル孔より吹き付け供給して、前記不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程でキャップ容器内に吹き付けられた不活性ガス混合蒸気が冷えて負圧状態での不活性ガス混合蒸気を自動的にキャップ容器内へ補充する不活性ガス混合蒸気の補充工程とからなるので、不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程でキャップ容器のヘッドスペース内の気体を不活性ガス混合蒸気に置換することができる。

（２）前記（１）によって、ヘッドスペース内に充填された不活性ガス混合蒸気がキャップ容器内に充填された非炭酸飲料の温度によって、蒸気部分が冷やされ水に変化して、ヘッドスペースが負圧になるとキャップ容器の開口部の周囲の不活性ガス混合蒸気雰囲気の不活性ガス混合蒸気をキャップや開口部を閉じるまで自動的に吸引し、不活性ガス混合蒸気置換状態を保つことができる。
したがって、確実にキャップ容器のヘッドスペースの気体を不活性ガス混合蒸気に置換でき、非炭酸飲料の酸化による風味を損なうのを効率よく防止できるとともに、蒸気によってキャップ容器の内圧を最適状態に保つことができる。
したがって、充填後の加熱殺菌時にキャップ容器が変形するのを確実に防止することができるとともに、非炭酸飲料の腐敗時に内圧が高くなるのを正確に判別することができる。

（３）前記（１）によって、キャップ装着装置でキャップをかぶせる直前からキャップが開口部を覆う間にキャップ容器の開口部より小さなノズルを用いての吹き付け装置と、多数個のノズル孔よりキャップ容器の開口部の周囲への不活性ガス混合蒸気の吹き付けでよいので、経済的に不活性ガス混合蒸気を使用することができる。

（４）請求項２も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。

以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。

図１ないし図６に示す本発明を実施するための最良の第１の形態において、１は本発明の非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換装置で、この非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換装置１はボイラー２と、このボイラー２の蒸気を開閉弁３、電磁弁４、減圧弁５、フィルター６および蒸気流量コントロール弁７を介してミキサー８へ供給する蒸気供給路９と、窒素ガス等の不活性ガス供給源１０からの不活性ガスを開閉弁１１、フィルター１２、質量流量計１３、電磁弁１４、減圧弁１５および不活性ガス流量コントロール弁１６を介して前記ミキサー８へ供給する不活性ガス供給路１７と、前記ミキサー８へ供給され混合された不活性ガス混合蒸気を、お茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料１８が充填装置１９の充填機２０で充填されたキャップ容器２１の開口部２２をキャップ装着装置２３で、キャップ２４をかぶせる直前にキャップ容器２１の開口部２２より内部へ、該開口部２２よりも小さなノズル２５を用いて供給する温度センサー２６、圧力計２７が介装された不活性ガス混合蒸気供給路２８と、この不活性ガス混合蒸気供給路２８のノズル２５部位からキャップ容器２１の開口部２２がキャップ２４を閉じるまでの間に、該キャップ容器２１の開口部２２の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気にできるように、前記ミキサー８からの不活性ガス混合蒸気を両側部から多数個のノズル孔２９、２９を有する多孔ノズル３０、３０より供給する温度センサー３１、圧力計３２が介装された補充不活性ガス混合蒸気供給路３３とで構成されている。

上記構成の非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換装置１は、充填装置１９の充填機２０でキャップ容器２１の開口部２２より非炭酸飲料１８を充填し、ローラコンベアー３４によってキャップ装着装置２３部へ移送され、該キャップキャッチャー２３によってキャップ容器２１の開口部２２をキャップ２４で密封して、充填が完了する。

この充填の最終段階で、蒸気供給路９と不活性ガス供給路１７からミキサー８へ蒸気と不活性ガスを供給することにより、不活性ガス混合蒸気を生成する不活性ガス混合蒸気の生成工程３５を行ない、該不活性ガス混合蒸気の生成工程３５で生成された不活性ガス混合蒸気を、不活性ガス混合蒸気供給路２８のノズル２５によって、キャップ装着装置２３でキャップ２４をかぶせる直前にキャップ容器２１の開口部２２よりヘッドスペース３６内へ吹き付け供給して、該ヘッドスペース３６のエアーを不活性ガス混合蒸気に置換する不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程３７を行なう。

しかる後、該不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程３７からキャップ容器２１の開口部２２をキャップ２４で閉じるまでの間に、該キャップ容器２１の開口部２２の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気となるように、補充不活性ガス混合蒸気供給路３３の多孔ノズル３０、３０の多数個のノズル孔２９、２９より吹き付け供給する不活性ガス混合蒸気の補充工程３８を行なう。

この不活性ガス混合蒸気の補充工程３８によって、不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程３７でキャップ容器２１内に置換充填した不活性ガス混合蒸気は、キャップ容器２１に充填された非炭酸飲料１８の温度よりも高いため、即座に蒸気が水に変化し、キャップ容器２１のヘッドスペース３６が負圧状態となり、該ヘッドスペース３６にキャップ容器２１の開口部２２の周囲より気体を吸引するが、該部位が補充不活性ガス混合蒸気供給路３３の多孔ノズル３０、３０の多数個のノズル孔２９、２９より吹き付け供給される不活性ガス混合蒸気の雰囲気であるため、キャップ容器２１のヘッドスペース３６には不活性ガス混合蒸気が自動的に吸引充填される。

上記の非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換装置１を用いて気体置換方法を行なうことにより、キャップ容器２１のヘッドスペース３６には不活性ガス混合蒸気がほぼ完全に充填でき、充填された非炭酸飲料の酸化による風味を損なうことなく、充填後の加熱殺菌時にキャップ容器の変形を防止でき、非炭酸飲料の腐敗時に容易に判別できる。
｛発明を実施するための異なる形態｝

次に、図７ないし図１６に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図７ないし図９に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、キャップ容器２１の一方の側面から多孔ノズル３０の多数個のノズル孔２９より不活性ガス混合蒸気を供給する補充不活性ガス混合蒸気供給路３３Ａを用いた点で、この補充不活性ガス混合蒸気供給路３３Ａを用いた非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの置換装置１Ａにしても、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１０ないし図１２に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、不活性ガス混合蒸気供給路２８の上流部に蒸気供給路９の蒸気流量コントロール弁７の下流部位および不活性ガス供給路１７の不活性ガス流量コントロール弁１６の下流部位を直接接続した点で、このように構成した非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの置換装置１Ｂにしても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１３および図１４に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程３７から前記キャップ容器２１の開口部２２がキャップ２４で閉じるまでの間に、該キャップ容器２１の開口部２２の周囲を蒸気の雰囲気あるいは窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気となるように、蒸気あるいは窒素ガス等の不活性ガスを多孔ノズル３０の多孔ノズル孔２９より吹き付け供給して、前記不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程３７でキャップ容器２１内に吹き付けられた不活性ガス混合蒸気が冷えて負圧状態での蒸気あるいは窒素ガス等の不活性ガスを自動的にキャップ容器２１内へ補充する補充工程３９を用いた点で、このような工程を用いて非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法を行っても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

図１５および図１６に示す本発明を実施するための第５の形態において、前記本発明を実施するための最良の第１の形態と主に異なる点は、窒素ガス等の不活性ガスあるいは蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器２１の開口部２２をキャップ装着装置２３で、キャップ２４をかぶせる直前にキャップ容器２１の開口部よ２２り内部へ、該開口部２２より小さなノズル２５を用いて吹き付け置換を行なう不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程４０と、この不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程４０から前記キャップ容器２１の開口部２２がキャップ２４で閉じるまでの間に、該キャップ容器２１の開口部２２の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気、蒸気の雰囲気あるいは窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気となるように、不活性ガス混合蒸気、蒸気あるいは窒素ガス等の不活性ガスを多孔ノズル３０の多孔ノズル孔２９より吹き付け供給して、不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程４０でキャップ容器２１内に吹き付けられた不活性ガスあるいは蒸気が冷えて負圧状態での不活性ガス混合蒸気、蒸気あるいは不活性ガスを自動的にキャップ容器２１内へ補充する補充工程３９Ａとを用いた点で、このような工程を用いて非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法を行っても前記本発明を実施するための最良の第１の形態と同様な作用効果が得られる。

なお、前記本発明の各実施の形態では不活性ガス混合蒸気を用いて置換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、蒸気供給路９を通過する蒸気を加熱して乾き蒸気を用いた不活性ガス混合乾き蒸気で、吹き付け工程や補充工程を行なってもよい。

本発明は非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法およびその装置を製造する産業および使用する産業で利用される。

本発明を実施するための最良の第１の形態の概略平面図。本発明を実施するための最良の第１の形態の概略側面図。本発明を実施するための最良の第１の形態の要部側面図。本発明を実施するための最良の第１の形態の要部平面図。図４の５−５線に沿う拡大断面図。本発明を実施するための最良の第１の形態の工程図。本発明を実施するための第２の形態の概略平面図。本発明を実施するための第２の形態の要部平面図。図８の９−９線に沿う拡大断面図。本発明を実施するための第３の形態の概略平面図。本発明を実施するための第３の形態の概略側面図。本発明を実施するための第３の形態の要部説明図。本発明を実施するための第４の形態の概略平面図。本発明を実施するための第４の形態の工程図。本発明を実施するための第５の形態の概略平面図。本発明を実施するための第５の形態の工程図。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ：ヘッドスペースの気体置換装置、
２：ボイラー、３：開閉弁、
４：電磁弁、５：減圧弁、
６：フィルター、
７：蒸気流量コントロール弁、
８：ミキサー、９：蒸気供給路、
１０：不活性ガス供給源、１１：開閉弁、
１２：フィルター、１３：質量流量計、
１４：電磁弁、１５：減圧弁、
１６：不活性ガス流量コントロール弁、
１７：不活性ガス供給路、１８：非炭酸飲料、
１９：充填装置、２０：充填機、
２１：キャップ容器、２２：開口部、
２３：キャップ装着装置、
２４：キャップ、２５：ノズル、
２６：温度センサー、２７：圧力計、
２８：不活性ガス混合蒸気供給路、
２９：ノズル孔、３０：多孔ノズル、
３１：温度センサー、３２：圧力計、
３３、３３Ａ：補充不活性ガス混合蒸気供給路、
３４：ローラコンベアー、
３５：不活性ガス混合蒸気の生成工程、
３６：ヘッドスペース、
３７：不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程、
３８：不活性ガス混合蒸気の補充工程，
３９、３９Ａ：補充工程、
４０：不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程。

Claims

窒素ガス等の不活性ガスと蒸気とを混合させて不活性ガス混合蒸気を生成する不活性ガス混合蒸気の生成工程と、この不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け置換を行なう不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程と、この不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程から前記キャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気となるように、前記不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気を多数個のノズル孔より吹き付け供給して、前記不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程でキャップ容器内に吹き付けられた不活性ガス混合蒸気が冷えて負圧状態での不活性ガス混合蒸気を自動的にキャップ容器内へ補充する不活性ガス混合蒸気の補充工程とを含むことを特徴とする非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法。
窒素ガス等の不活性ガスと蒸気とを混合させて不活性ガス混合蒸気を生成する不活性ガス混合蒸気の生成工程と、この不活性ガス混合蒸気の生成工程で生成された不活性ガス混合蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け置換を行なう不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程と、この不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程から前記キャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を蒸気の雰囲気あるいは窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気となるように、蒸気あるいは窒素ガス等の不活性ガスを多数個のノズル孔より吹き付け供給して、前記不活性ガス混合蒸気の吹き付け工程でキャップ容器内に吹き付けられた不活性ガス混合蒸気が冷えて負圧状態での蒸気あるいは窒素ガス等の不活性ガスを自動的にキャップ容器内へ補充する補充工程とを含むことを特徴とする非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法。
窒素ガス等の不活性ガスあるいは蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け置換を行なう不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程と、この不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程から前記キャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気、蒸気の雰囲気あるいは窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気となるように、不活性ガス混合蒸気、蒸気あるいは窒素ガス等の不活性ガスを多数個のノズル孔より吹き付け供給して、不活性ガスあるいは蒸気の吹き付け工程でキャップ容器内に吹き付けられた不活性ガスあるいは蒸気が冷えて負圧状態での不活性ガス混合蒸気、蒸気あるいは不活性ガスを自動的にキャップ容器内へ補充する補充工程とを含むことを特徴とする非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換方法。
ボイラーと、このボイラーの蒸気を蒸気流通コントロール弁を介してミキサーへ供給する蒸気供給路と、窒素ガス等の不活性ガス供給源からの不活性ガスを前記ミキサーへ供給する不活性ガス供給路と、前記ミキサーへ供給され混合された不活性ガス混合蒸気をお茶、コーヒー、果汁飲料等の非炭酸飲料が充填されたキャップ容器の開口部をキャップ装着装置で、キャップをかぶせる直前にキャップ容器の開口部より内部へ、該開口部より小さなノズルを用いて吹き付け供給する不活性ガス混合蒸気供給路と、この不活性ガス混合蒸気供給路のノズル部位からキャップ容器の開口部がキャップで閉じるまでの間に、該キャップ容器の開口部の周囲を不活性ガス混合蒸気の雰囲気にできるように、前記ミキサーへ供給され混合された不活性ガス混合蒸気を多数個のノズル孔より供給する補充不活性ガス混合蒸気供給路とを備えることを特徴とする非炭酸飲料キャップ容器のヘッドスペースの気体置換装置。