JP2007099368A

JP2007099368A - 液充填機能を有する真空包装装置

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Publication number: JP2007099368A
Application number: JP2005293887A
Authority: JP
Inventors: Harumichi Kikuchi; 晴道菊地; Masaaki Sakuraba; 雅明桜庭
Original assignee: Yoshikawa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Yoshikawa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】液充填と真空包装を効率的に行うことができ、しかも安価な液充填機能を有する真空包装装置を提供すること。
【解決手段】被包装物４を入れた袋５を配置する真空チャンバー１と、真空ポンプ６と、真空チャンバー１と真空ポンプ６を連結する吸引排気管７とを備えた真空包装装置において、真空チャンバー１と液充填容器１１を液流量制御装置１５を備えた液移送配管１２で連結し、液移送配管１２に設けた液ポンプ１４の運転により真空チャンバー１内で袋５に液を充填可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体を含んだ被包装物を真空包装するための装置に関する。

例えば、漬物、山菜、チャーシュ、油揚げなどのような野菜類や加工食品を真空包装し、商品として店頭に陳列する場合、商品の鮮度、品質、形状などを維持するために液を含んだ状態で真空包装を行い商品としている。

このような液を含んだ真空包装品を作るには、被包装物をあらかじめ袋に入れ、その後、手作業や機械作業で液を入れて真空包装する。

手作業で液を入れる場合は、被包装物が入った袋内に作業員が計量カップなどで計量後、手作業で液を入れ、その後、別工程の真空包装機に搬送し、真空包装する。一方、機械作業で行う場合は、液充填工程と真空工程を分けて行う場合と、完全自動化による場合に大別される。

液充填工程と真空工程を分けて行う場合は、それぞれの工程に別々の機械を用意する。このうち前段の液充填工程においては、一般的に一定量の液を供給する液充填機を使用する（例えば特許文献１）。そして、作業員が液充填機を操作して被包装物が入った袋内に一定量の液を充填し、その後、別工程の真空包装機に搬送し、真空包装を行う。この液充填工程と真空包装工程を分けて行う真空包装装置としては、バッチ式真空包装装置、ダブルチャンバー式真空包装装置などの手動操作型、あるいはベルト式真空包装装置などの半自動型のものがある。

一方、完全自動化による場合は、例えば特許文献２、３に開示されているように、無端軌道に沿って袋を間欠的に搬送し、その無端軌道途中の各ポジションで順次、液充填と真空包装を行うようにした、いわゆるロータリー式真空包装装置を使用する。
特開平０８−１１９２０４号公報特開平１０−２５０７１０号公報特開２００２−１４５２０２号公報

しかしながら、液充填を手作業で行う場合や、機械作業でも液充填工程と真空包装工程を分けて行う場合は、いずれの場合も、真空包装作業に関わる作業者のほかに液充填作業に関わる作業者が必要であり、非効率的であるという問題がある。また、液を充填した袋を真空包装工程まで運ぶ必要があり、ここにも作業者が介在する問題がある。

これに対して、ロータリー式真空包装装置によって完全自動化すれば、手動操作型や半自動化型の真空包装装置の時に必要だった作業者の介在は排除できる。しかしながら、ロータリー式真空包装装置では、液充填工程と真空包装工程を別々のポジションで行うための移動機構およびそのための制御機構が必要であり、設備費が高くなるという問題がある。

また、液充填工程と真空包装工程を別々のポジションで行うため、被包装物毎に、最適な製造条件を整えることが困難という問題もある。

本発明が解決しようとする課題は、液充填と真空包装を効率的に行うことができ、しかも安価な液充填機能を有する真空包装装置を提供することにある。

本発明は、液充填と真空包装を一つの真空チャンバー内で行うことによって上記課題を解決した。

すなわち、本発明は、被包装物を入れた袋を配置する真空チャンバーと、真空ポンプと、真空チャンバーと真空ポンプを連結する吸引排気配管とを備えた真空包装装置において、真空チャンバーと液充填容器とを液流量制御装置を備えた液移送配管で連結し、液移送配管に設けた液ポンプの運転により真空チャンバー内で袋に液を充填可能としたことを特徴とするものである。

この真空包装装置においては、真空ポンプと液ポンプの運転を連動して制御することが好ましい。これによって、袋に液を充填するタイミングとして、真空ポンプによる真空チャンバー内の気体の吸引排気前、吸引排気中、吸引排気後のいずれかを選択することが可能となり、また、使用する液や被包装物の性状あるいは求められている真空品質等に応じて液充填工程の運転条件と真空包装工程の運転条件を連動させて制御することが可能なるとなる。

また、吸引排気配管を分岐してその分岐配管を液充填容器に連結し、真空ポンプによって液充填容器内および液中の脱気を行うことができるようにすることもできる。

これによって、液中の溶存酸素を減らして適切な溶存酸素レベルとすることができる。溶存酸素レベルをより正確に制御するには、液充填容器内の残存酸素および／または液中の溶存酸素を検出するセンサーを液充填容器に設け、そのセンサーによる検出データに基づいて、真空ポンプによる液充填容器内および液中の脱気時間を制御するようにすることが好ましい。

また、本発明の真空包装装置においては、液移送配管から分岐した液充填ノズルを真空チャンバー内に複数配置し、同時に複数の袋に液を充填可能とすることが好ましい。これによって、液充填と真空包装をより効率的に行うことができる。

本発明によれば、液充填と真空包装を一つの真空チャンバー内で行い、かつ、液充填と真空包装をそれぞれ液ポンプと真空ポンプの運転により行うようにしたので、人手による液の充填作業や、液の入った袋の運搬作業が不要であり、従来のロータリー式真空包装装置のような高価な機械を用いることなく、液充填と真空包装を効率的に行うことができる。

また、真空ポンプと液ポンプの運転を連動して制御することにより、袋に液を充填するタイミングの制御を始めとして、液充填工程の運転条件と真空包装工程の運転条件を連動させて制御することが可能となり、最適な製造条件の選択と処理時間の低減などが可能となる。

本発明の真空包装装置においては、液が充填されていない状態で被包装物を袋に入れ、真空チャンバーの所定位置に配置する。その後、真空包装装置の運転開始とともに、あらかじめ、設定していた運転条件に基づいて、袋内に液を充填し、真空処理後、シールを行って製品となる。

この場合、液中の溶存酸素濃度が最適値になるように、真空ポンプによって液充填容器および液中の事前脱気を行い、その後、袋に充填することで、液の条件を最適化できる。

また、液の充填タイミングは、真空ポンプと液ポンプの運転を連動させて制御することにより、変更可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図１は本発明を適用したバッチ式真空包装装置の全体構成図である。同図において、真空チャンバー１内に設置したシールバー２とシール受け台３の間に被包装物４を入れた袋５の開口側先端近傍を配置し、その先端開口内方に液充填ノズル１３の先端部を挿し込んだ状態として、真空ポンプ６でチャンバー１内の脱気を行い、袋５内を真空状態にする。

真空状態は、真空チャンバー１と真空ポンプ６を連結する吸引排気配管７に取り付けた、電磁弁８の開閉時間を調整することにより制御され、真空チャンバー１内の真空度は真空チャンバー１に取り付けた真空度計９で確認する。

実施例では、真空度計９で検出した真空度のデータに基づき、制御装置１０により電磁弁８の開閉時間を制御する。

充填する液は、液充填容器１１と真空チャンバー１を連結する液移送配管１２を通じて移送され、液移送配管１２先端の液充填ノズル１３から液を袋５内に充填する。

液の移送は移送配管１２に取り付けた液ポンプ１４で行うことで、高粘度の液充填や精度の高い液充填制御が実現できるが、粘度の低い液を用いる場合や高い精度を必要としない液充填の場合は、後述する電磁弁１５を開放するとともに電磁弁１９を閉鎖した後、袋５を真空状態にする真空ポンプ６の吸引力を利用して移送することも可能となる。

液移送配管１２には液流量制御装置として電磁弁１５などを設け、必要な液充填量を制御する。実施例では、制御装置１０により電磁弁１５の開閉時間を制御して液流量（液充填量）を制御する。

液を充填後、真空処理を行い、袋５先端を、シールバー２をその先端部に固定した膨出体（エアバックや空気圧シリンダーなどシールバー２をシール受け台３に押し付ける部材。以下同じ。）２ａで挟圧後、熱シールし、その後冷却し、液充填済み袋が完成する。

真空ポンプ６と液ポンプ１４の運転は制御装置１０により連動して制御されるようになっており、使用する液の性質および求められる真空品質等により、袋５に液を充填するタイミングとして、真空ポンプ６による真空処理前（吸引排気前）、真空処理中（吸引排気中）、真空処理後（吸引排気後）のいずれかを選択することが可能である。

また、本実施例では、吸引排気配管７を分岐し、その分岐配管１６を液充填容器１１と連結して真空ポンプ６によって液充填容器１１内の残存酸素および液中の溶存酸素を事前脱気し、その後、溶存酸素の低い液を袋５内に充填することが可能である。さらに、液充填容器１１に残存酸素センサー１７と溶存酸素センサー１８を設けており、それらセンサーによる検出データに基づいて、真空ポンプ６による液充填容器１１内および液中の脱気時間を制御することにより、液の品質をさらに上げることも可能である。脱気時間の制御は、制御装置１０により、分岐配管１６に設けた電磁弁１９の開閉時間を制御することにより行う。

図２は液充填ノズル部分の詳細図である。真空チャンバー１内のシール受け台３の前方（袋５の開口側方向）において液移送配管１２の立ち上がり部が真空チャンバー１の定盤１ａに固定されており、液充填ノズル１３の先端部がシール受け台３に干渉しない位置において袋５開口部に挿し込まれている。液充填ノズル１３はこの状態で液を充填する。なお、真空チャンバー１には、袋５のずれを防止するために定盤１ａにストッパー２０が設けられている。

また、図３に示すように液充填ノズル１３をチャンバー１内に複数個配列し、同時に複数の袋５の中に液を充填可能とすることもできる。液充填ノズル１３を複数個配列した場合は、液の性質により流量のバラツキが発生するため、液移送配管１２から分岐した各ノズル配管１２ａに電磁弁２１を設け、この電磁弁２１の開閉時間の制御により流量を調整する。なお、実施例では４個の液充填ノズル１３を配置している。

以下、図１の液充填機能を有する真空包装装置を用いた試験結果について説明する。

表１は真空ポンプ６による液充填容器１１内の事前脱気効果を示す。

液充填容器１１内の上部に残留した空気中の酸素分および液中の溶存酸素分は液の品質および被包装物４の品質に影響を与える。

表１に示すように、脱気時間により、液充填容器１１内の残存酸素濃度および液中の溶存酸素濃度は変化する。この変化の度合いは液の種類や液の残存量などにより変化するため、上述のとおり、残存酸素センサー１７および溶存酸素センサー１８などにより酸素濃度を把握し、それに基づいて脱気時間を制御する。これにより、使用する液に適した液品質を確保でき、その液を被包装物４の入った袋５に入れることで液および被包装物４を含めた製品としての最適品質を確保することができる。

液の溶存酸素濃度は液の種類、液中の混合物質などの被包装物により、最適値があり、必ずしも溶存酸素濃度が低ければよい品質という訳ではなく、その濃度は各製造業者のノウハウに属する。本発明によれば、脱気時間を制御することにより液の溶存酸素濃度を広い範囲内で選択することができ、重要な意義がある。

なお、脱気後は大気圧力を受けるため、液充填容器１１の強度を保つこと、および残存酸素濃度、溶存酸素濃度の安定性を保つため、窒素などの不活性ガスを再充填することは有用である。また、液充填容器１１の液面レベルを管理する目的で液面レベル計を取り付け、液面レベル計で検出した液面レベルデータを液ポンプ１４や真空ポンプ６の運転制御のために供することも可能である。

表２は真空ポンプ６による真空処理（吸引排気）と液ポンプ１４による液充填の順序の組み合わせパターンを示し、表３に液充填結果を示す。

パターン１は、液充填の後に真空処理を行うもので、従来行ってきた手作業が介在する方法に対応する。パターン２および３は、従来の手作業では不可能な方法である。

パターン２は、真空後の袋５に液を充填するものであり、袋５中の空気がほぼ０の状態で液を充填できる。そのため、真空処理による液の沸点の低下にともなう液の溢れ出し状況を確認しながら真空処理条件を決める必要はなく、袋５中の空気は、液を入れない状態と変わりなくほぼ０を確保できる。

パターン３は、真空処理中に同時に液を充填するものであり、処理時間の削減が図れ、増産効果が大きい。このパターン３は、液の溢れ出しの懸念が残るため、条件選定に際しては、他のパターンに比較し、慎重な確認が必要である。

なお、各パターンの選択はあらかじめ制御装置１０等にプログラムし真空ポンプ６および液ポンプ１４の運転を制御するとともにそれぞれ所要の電磁弁の開閉時間を制御するようにすれば、各製造業者の使用条件にあわせて選択可能である。

図４（ａ）〜（ｄ）は、各パターンによる液充填、真空包装の各工程を示す説明図である。

まず、パターン１から説明する。

図４（ａ）は、被包装物４を入れた液を充填する前の袋５を、蓋を解放した真空チャンバー１内に置き、袋５の開口部を液充填ノズル１３先端に差し込んだ状態を示す。なお、従来は、液をあらかじめ充填した袋５を作業者が真空チャンバー１まで運び、真空チャンバー１内に置いていた。

図４（ｂ）は、真空チャンバー１の蓋を閉じた状態を示す。図４（ｃ）は、液を液充填ノズル１３から噴出し、袋５内に充填した状態を示す。図４（ｂ）、（ｃ）の状態ではともに、真空チャンバー１は真空処理前である。図４（ｄ）は、液を充填した袋５を真空処理し、膨出体２ａにより押し下げられたシールバー２によりシールを行っている状態を示す。

パターン２の場合は、図４（ｂ）の状態で真空チャンバー１内を真空にし、その後真空チャンバー１内を真空に保った状態で、図４（ｃ）の状態で液を充填し、図４（ｄ）の状態でシールを行う。

パターン３の場合は、図４（ｃ）の状態で真空チャンバー１内を真空にし、同時に液を充填し、図４（ｄ）の状態でシールを行う。

なお、本実施例は、手動操作型のバッチ式真空包装装置で説明したが、本発明は他にもダブルチャンバー式真空包装装置や半自動型のベルト式真空包装装置にも同様に適用できる。

本発明を適用したバッチ式真空包装装置の全体構成図である。図１における液充填ノズル部の詳細図である。液充填ノズルを複数配置した状態を示す説明図である。液充填、真空包装の各工程を示す説明図である。

符号の説明

１；真空チャンバー
１ａ；定盤
２；シールバー
２ａ；膨出体
３；シール受け台
４；被包装物
５；袋
６；真空ポンプ
７；吸引排気配管
８；電磁弁
９；真空度計
１０；制御装置
１１；液充填容器
１２；液移送配管
１２ａ；ノズル配管
１３；液充填ノズル
１４；液ポンプ
１５；電磁弁
１６；分岐配管
１７；残存酸素センサー
１８；溶存酸素センサー
１９；電磁弁
２０；ストッパー
２１；電磁弁

Claims

被包装物を入れた袋を配置する真空チャンバーと、真空ポンプと、真空チャンバーと真空ポンプを連結する吸引排気配管とを備えた真空包装装置において、
真空チャンバーと液充填容器とを液流量制御装置を備えた液移送配管で連結し、液移送配管に設けた液ポンプの運転により真空チャンバー内で袋に液を充填可能としたことを特徴とする液充填機能を有する真空包装装置。
真空ポンプと液ポンプの運転を連動して制御可能とした請求項１記載の液充填機能を有する真空包装装置。
袋に液を充填するタイミングとして、真空ポンプによる真空チャンバー内の気体の吸引排気前、吸引排気中、吸引排気後のいずれかを選択可能とした請求項２に記載の液充填機能を有する真空包装装置。
吸引排気配管を分岐してその分岐配管を液充填容器に連結し、真空ポンプによって液充填容器内および液中の脱気を行うことができるようにした請求項１〜３のいずれかに記載の液充填機能を有する真空包装装置。
液充填容器内の残存酸素および／または液中の溶存酸素を検出するセンサーを液充填容器に設け、そのセンサーによる検出データに基づいて、真空ポンプによる液充填容器内および液中の脱気時間を制御するようにした請求項４に記載の液充填機能を有する真空包装装置。
液移送配管から分岐した液充填ノズルを真空チャンバー内に複数配置し、同時に複数の袋に液を充填可能とした請求項１〜５のいずれかに記載の液充填機能を有する真空包装装置。