JP2008143576A

JP2008143576A - 袋詰包装におけるスチーム置換脱気方法及びスチーム置換脱気用ノズル

Info

Publication number: JP2008143576A
Application number: JP2006334028A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yasuhira; 正則安平; Seiichi Mizote; 清一溝手
Original assignee: Toyo Jidoki Co Ltd
Current assignee: Toyo Jidoki Co Ltd
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-26
Also published as: US20080134646A1; EP1932769A1

Abstract

【課題】生産性の低下或いは機械の大型化を招くことなく、短時間で置換率の高い脱気状態が安定的に得られるスチーム置換脱気方法及びそれに使用するノズルを提供する。
【解決手段】ノズル１を第１ノズル３と第２ノズル２３との二重管構造に構成する。内側の第１ノズルの袋に挿入される挿入部９はその断面形状が扁平形になるように形成され、外側の第２ノズル２３はその本体２５を横断面円形となるように形成し、第１ノズルの挿入部を取り囲むように配置する。スチームの噴射の第１段階では、第１及び第２のノズルを袋内へ挿入して両方の噴出口１１、２９からスチームを噴射し、次いで第２ノズルだけを袋から抜出して噴射を停止し、第１ノズルからの噴射は継続しながら、袋口を緊張させる。次いで第１ノズルを抜き取り、袋口を緊張させたまま袋を後工程へ移送する。
【選択図】図１

Description

本願発明は、袋詰包装において被包装物を袋内に充填した後、スチームを袋内に吹き込んで袋内の空気をスチームで置換して脱気するスチーム置換脱気方法及び該スチーム置換脱気方法に使用するノズルに関する。

食品等を自動包装する祭に、被包装物を袋内に充填した後、スチームを袋内に吹き込み、このスチームで袋内の空気を置換して脱気するスチーム置換脱気が行なわれている。そのスチーム置換方法及びそれに使用するノズルの一例が例えば特開平９−９５３１１号に開示されている。そこに開示されたノズルは、袋内に挿入される挿入部すなわち噴出口に近い部分を横断面が扁平形になるように形成している。そしてこのノズルを用いて以下の手順でスチーム置換脱気を行なっている。（１）先ずこのノズルの挿入部を開口された袋口から袋内へ挿入し、（２）ノズルからスチームを噴出する。（３）そしてスチームを噴出しながら袋の両側縁部を挟持する左右のグリッパを互いに離間させて袋口を緊張状態にし、（４）この緊張状態を維持したままノズルを袋から抜き、スチームの噴射を停止し、（５）袋口を緊張させたまま袋口をシールして密閉するようになっている。

上記の工程（３）においては、ノズルの袋内へ挿入する挿入部を横断面扁平形に形成しているので、袋口を緊張させたときにノズルと袋口との間の隙間を小さくでき、袋内への空気の流入を抑制でき、（４）においても袋口が緊張しているので空気の流入を防止できるという利点がある。

しかしながら上記の従来技術においては、挿入部をその横断面が扁平状になるように形成しているので、その噴出口の長手方向の長さの割には噴出口の横断面積すなわち有効断面積が小さくなっている。そのため単位時間当たりに噴出できるスチームの量が少なく、袋内に十分なスチームを噴出する、即ち、所望の置換率の脱気状態とするために時間がかかる。そのため、自動包装の他の工程での生産性に合わせた能力を確保して機械全体として生産性を低下させずに所望の脱気状態を得るためにはスチームの噴出工程の工程数を増やさなければならず、機械の大型化が避けられなかった。
特開平９−９５３１１

本願発明は上記従来例の問題点に鑑みなされたものであり、生産性の低下或いは機械の大型化を招くことなく、短時間で置換率の高い脱気状態が安定的に得られるスチーム脱気方法及びそれに使用するノズルを提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明に係るスチーム置換脱気用ノズルは、袋内に挿入される挿入部における横断面の形状が扁平形に形成され、内部が第1のスチーム供給路に接続された第１ノズルと、袋内に挿入される挿入部における横断面が、第１ノズルの挿入部の周囲の領域を少なくとも部分的に占めるように形成され、内部が第２のスチーム供給路に接続された第２ノズルとを備えて構成されている。
ある実施の形態では、第２ノズルの挿入部は、第１ノズルの挿入部を取囲むように形成され、より具体的な実施の形態では、その第２ノズルの挿入部は、横断面略円形に形成されている。
ある実施の形態では、第２ノズルの挿入部は、第１ノズルの挿入部横断面の短手方向両側に位置し、その横断面がそれぞれ弓形に形成された左右２つの挿入部を備え、該第２ノズルの挿入部の横断面における直線部が互いに対向し、第１ノズルの挿入部の横断面の長手方向に沿って伸びている。
ある実施の形態では、第１ノズルと第２ノズルは一体的に構成され、第２ノズルは、その噴出口の先端が、第１ノズルの噴出口の先端より軸方向後方に位置して配置されている。
他の実施の形態では、第２ノズルは、第１ノズルに対して軸方向移動可能である。
上記課題を解決するために本願発明は、特徴ある袋詰包装におけるスチーム置換脱気方法を提供し、その方法では、袋内に挿入される挿入部における横断面の形状が扁平形に形成され、内部が第1のスチーム供給路に接続された第１ノズルと、袋内に挿入される挿入部における横断面が、第１ノズルの挿入部の周囲の領域を少なくとも部分的に占めるように形成され、内部が第２のスチーム供給路に接続された第２ノズルとを備えたノズルを使用し、そのノズルを開口された袋内に挿入する工程と、その第１及び第２ノズルからスチームを噴出する工程と、第２ノズルを袋から抜出し、スチームの噴射を停止し、袋の袋口を緊張させる工程と、第１ノズルを袋から抜出し、スチームの噴射を停止する工程とを含み、その後にその袋は袋口の緊張を維持したまま後工程へ移動されるようになっている。
ある実施の形態では、第１及び第２ノズルは一体的に構成され、第２ノズルの噴出口端部は、第１の噴出口端部より軸方向において後退した位置に位置している。
他の実施の形態では、第２ノズルは第１ノズルに対して軸方向において相対移動可能に構成されている。

上記の如く構成された本願発明においては、スチームを噴射するノズルを扁平形の第１ノズルとそれを取囲む噴射口面積の大きな第２ノズルとで構成した。そして、スチーム噴射の第１の段階でその両方のノズルからスチームを噴射するので、袋内の空気を十分な置換率まで置換するのに必要な量のスチームを短時間で噴射することができる。そして噴射の第２段階においても袋口を緊張させて第１ノズルでのスチームの噴射を継続するので、この段階で外部から袋内への空気の流入を確実に防止できる。これにより、生産性の低下や、脱気のための工程数増加による機械の大型化を招くことなく、従来の装置及び方法より短時間で高い置換率の脱気状態を効率よく、安定的に得ることができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、以下の実施の形態は例示的に示すものであり、本願発明の範囲がそれに限定されるものではない。

図１は本発明の第１の実施の形態に係るノズルを示す図で、（イ）は側面断面図、（ロ）は底面図である。このノズル１は二重管の形をしており、内側の第１ノズル３と外側の第２ノズル２３とで構成されている。第１ノズル３は、図で上下に伸びるノズル本体５を備え、このノズル本体５は上側の略円筒状の上側筒部７と、少なくともその下側部分が包装用の袋（図示せず）内に挿入される挿入部９とを備えている。挿入部９は図の（ロ）から明らかなとおり、横断面形状が扁平な形をしており、さらにその下端部即ち先端部である噴出口１１は長手方向の両端部において斜めにカットされて傾斜部１２a、１２bとなっている。挿入部９の横断面の形状は扁平形に形成されていれば良く、図示のものに限定されない。

ノズル本体５の上端は中空のホルダ１３に取付けられており、そのホルダ１３の側方にスチームの導入口１５が設けられ、図示しない第１のスチーム供給路に接続され、このスチーム供給路はこれも図示しないバルブを介してスチーム供給源に接続している。さらにホルダ１３の上端には孔が形成され、その孔に取付けられたアダプタ２１に支持された温度センサ１９がノズル本体５内を下方へ噴出口１１まで伸びて配置されている。このセンサ１９は第１ノズル３の噴出口におけるスチームの温度を測定するもので、図示しない制御装置に接続されている。第１ノズル３は取付け用ブラケット１７を介して図示しない昇降軸に固定され、昇降軸と共に上下動するようになっている。

第２ノズル２３は略円筒状の部材で、その下端部即ち先端部が噴出口２９となった円筒状のノズル本体２５は第１ノズル３の上側筒部７の下側の一部と挿入部９とを取り囲むようになっている。そして第２ノズル２３はそのノズル本体２５の上側に形成された取付け部２７において第１ノズル３の上側筒部７に取付けられ、第１ノズル３と共に一体的に昇降し、そのノズル本体２５の下側部分が袋内へ挿入されるようになっている。また、ノズル本体２５の上側側部にスチームの導入口３１が設けられ、図示しない第２のスチーム供給路に接続され、この第２のスチーム供給路も図示しないバルブを介してスチーム供給源に接続している。なお、図の（イ）から明らかなように、第２ノズル２３の噴出口２９の端部は第１ノズル３の噴出口１１の端部より軸方向において後退、即ち図において上方に位置している。また、符号３３は、第２ノズル２３内に配置され、その先端部が第２ノズル２３の噴出口２９の先端部近くに位置している温度センサ３３である。このセンサ３３は適宜手段で第２ノズル２３に取り付けられ、信号を図示しない制御装置に送っている。

次に図２及び３を参照して、被包装物を充填した袋内の空気を図１に示したノズル１を使用してスチーム置換脱気をする操作について説明する。図２の（Ａ）は被包装物Ｃが充填された袋Ｂが脱気工程に移動して停止した状態を示しており、袋Ｂはその両側縁部を一対のグリッパＧ，Ｇにより挟持され、前の工程でその袋口が開かれたままの状態で脱気工程に移動してきている。ノズル１は移動してきた袋Ｂの上方に待機している。（イ）は平面図、（ロ）は側面図である。

図２の（Ｂ）は（Ａ）の状態からノズル１が下方へ移動して袋Ｂの内部に第１ノズル３及び第２ノズル２３の噴出口１１，２９が所定の位置まで挿入され、これら噴出口１１，２９からスチームを噴出している状態を示している。なお、スチームの噴出開始時期は、ノズル１の下方への移動が開始されると同時、ノズル１が所定の位置まで降下したときに、或いは完全に噴出口１１,２９が袋Ｂ内へ入ってからの何れをも適宜採用可能である。この状態で第１及び第２ノズル３，２３からスチームを袋Ｂ内へ所定の時間に渡って噴出する。

図２の（Ｃ）は、第１及び第２ノズル３、２３で所定の時間に渡ってスチームを噴出した後、ノズル１を所定の距離だけ上昇させて中間位置に移動させ、第２ノズル２３の噴出口２９を袋Ｂから抜取り、第２ノズル２３からのスチーム噴射を停止した状態を示している。この状態で第１ノズル３の噴出口１１は袋Ｂ内に位置し、そこからのスチームの噴出は続いている。このとき、第１ノズル３の噴出口１１の先端部分は両側において前述したとおりカットされ、その部分は斜めに傾斜した形で開口しているので、この噴出口１１からは単に真下に向かってだけでなく、斜め下方へ向かってもスチームが噴射され、袋Ｂ内全体へ満遍なくスチームが噴射されるようになっている。なお、第２ノズル２３からのスチーム噴射停止時期も、ノズル１の上昇開始と同時、所定の距離だけ上昇したとき、中間位置で停止したときのいずれも適宜採用可能である。

図３の（Ｄ）では、ノズル１の状態は図２の（Ｃ）の状態のままで、即ちノズル１は中間位置に停止し、第１ノズル３からはスチームを噴射し、第２ノズル２３からのスチームの噴射は停止した状態に維持したまま、グリッパＧ，Ｇを所定の距離だけ互いに遠ざかる方向へ移動させて、袋口を緊張状態にして第１ノズル３の挿入部９の周囲に密着させている。この場合、挿入部９は横断面が扁平形になっているので、ノズル３の挿入部９と袋口との間の隙間は最小の状態にすることが可能である。この状態で所定の時間に渡ってスチームを第１ノズル３から噴射し続ける。

図３の（Ｅ）は、（Ｄ）の状態からノズル１を所定の距離だけ上昇させて図２の（Ａ）の待機位置まで移動させ、第１ノズル３の噴出口１１を袋Ｂから抜き取り、スチームの噴射を停止した状態を示している。グリッパＧ，Ｇは先と同じ位置にあり、袋Ｂの袋口は緊張した状態で閉じられている。そして袋Ｂはこの状態のまま図３の（Ｆ）に示すシール工程へ移動され、そこで公知の一対の熱板Ｈ，Ｈを用いて袋口がシールされる。

上記説明から明らかなとおり、本願発明においてはスチームを噴射するノズルを扁平形の第１ノズルとそれを取囲む噴射口面積の大きな第２ノズルとで構成した。そして、スチーム噴射の第１の段階でその両方のノズルからスチームを噴射するので、袋内の空気を十分な置換率まで置換するのに必要な量のスチームを短時間で噴射することができる。そして噴射の第２段階においても袋口を緊張させて第１ノズルでのスチームの噴射を継続するので、この段階で外部から袋内への空気の流入を確実に防止できる。これにより、生産性の低下や、脱気のための工程数増加による機械の大型化を招くことなく、従来より短時間で高い置換率の脱気状態を効率よく、安定的に得ることができる。

次に図４を参照して第２の実施の形態に係るノズル５１について説明する。この実施の形態でもノズル５１は二重管になっているが、このノズル５１は、第１ノズル５３と第２ノズル７３とが互いに独立的に上下動できる点で第１の実施の形態と異なる。内側に配置される第１ノズル５３は第１の実施の形態での第１ノズル３と実質的に同じ構成をしており、そのノズル本体５５は上側の略円筒状の上側筒部５７と挿入部５９とを備えている。挿入部５９やはり横断面形状が扁平な形をしており、その下端部である噴出孔６１は長手方向の両端部において斜めにカットされて傾斜部６２a、６２bとなっている。そしてノズル本体５５の上端はホルダ６３に取付けられ、ホルダ６３の側方にスチームの導入口６５が設けられ、図示しない第１のスチーム供給路に接続されている。ホルダ６３の上端の孔にはアダプタ７１が取付けられ、これによって温度センサ６９が支持されている。そして第１ノズル５３は取付け用ブラケット６７を介して図示しない昇降軸に固定されて上下動するようになっている。

第２ノズル７３も第１の実施の形態での第２ノズル２３と同じよう略円筒状の部材で、その下端部が噴出口７９となった円筒状のノズル本体７５は第１ノズル５３の上側筒部５７の下側の一部と挿入部５９とを取り囲むようになっている。そして第２ノズル７３のノズル本体７５の上側には取付け部７７が設けられているが、この取付け部７７において第１ノズル５３の上側筒部５７に図中二点鎖線で示すように摺動自在に取り付けられている点において第１の実施の形態と異なる。符号７８はシール用のＯリングである。そしてこの取付け部７７には図示しない昇降軸に固定された取付け用ブラケット８５が固定され、第１の実施の形態とは異なって、この第２ノズル７３は第１ノズル５３とは独立的に昇降できるようになっている。ノズル本体７５の上側側部にスチームの導入口８１が設けられ、図示しない第２のスチーム供給路に接続されている点、第２の温度センサ８３を備えている点も第１の実施の形態と同様である。

この第２の実施の形態に係るノズル５１を使用してスチーム置換脱気を行う操作は、以下のようになる。即ち、脱気工程に移動してくる袋に対して図４に実線で示す状態で待機している（図２（Ａ）参照）。この状態では第１ノズル５３の噴出口６１の先端が第２ノズル７３の噴出口７９より僅かに下の位置にあるが、必ずしもこれは必須ではない。この状態のまま第１及び第２ノズル５３，７３が同時に所定量だけそれぞれ下方へ移動し、噴出口６１、７９が袋内へ挿入され、スチームを噴射する（図２（Ｂ）参照）。次いで第２ノズル７３のみが上へ移動し、その噴射口７９が袋から抜出される（図２（Ｃ）参照）。次に第１ノズル５３からスチームを噴射しながら袋口が緊張され（図３（Ｄ）参照）、次いで第１ノズル５３が所定の距離だけ上昇し、その噴出口６１が袋口から抜出され（図３（Ｅ）参照）、ノズルが待機位置へ復帰すると共に、置換された袋はシール工程へ移される（図３（Ｆ）参照）。

次に図５を参照して第３の実施の形態に係るノズル９１について説明する。この実施の形態は、第２ノズルの本体を第１ノズルを挟むようにして二つに分割している点で第２の実施の形態と異なる。即ち内側に配置される第１ノズル９３はやはり第１の実施の形態での第１ノズル３と実質的に同じ構成をしており、そのノズル本体９５は上側の略円筒状の上側筒部９７と挿入部９９とを備えている。挿入部９９もやはり横断面形状が扁平な形をしており、その下端部である噴出孔１０１は長手方向の両端部において斜めにカットされて傾斜部１０２a、１０２bとなっている。そしてノズル本体９５の上端はホルダ１０３に取付けられ、ホルダ１０３の側方にスチームの導入口１０５が設けられ、図示しない第１のスチーム供給路に接続されている。ホルダ１０３の上端の孔にはアダプタ１１１が取付けられ、これによって温度センサ１０９が支持されている。そして第１ノズル９３は取付け用ブラケット１０７を介して図示しない昇降軸に固定されている。

第２ノズル１１３はノズル本体が左右二つに分かれている点で第２の実施の形態と異なる。すなわちその二つのノズル本体１１５a、１１５bは、その横断面が半円に近い弓形の形をしており、その直線部即ち弦の部分が互いに対向し、第１ノズル９３の挿入部９９の横断面の長手方向に沿って伸びるように形成されている。即ち、その横断面が第１ノズル９３の挿入部９９の断面の短手方向の両側における所定の領域すなわち弓形の領域を占めるように形成されている。これら本体１１５a、bの上側には取付け部１１７が設けられ、この取付け部１１７において第１ノズル９３の上側筒部９７に図中二点鎖線で示すように摺動自在に取り付けられている。そこにシール用のＯリングが配置されているが図示は省略している。この取付け部１１７には図示しない昇降軸に固定された取付け用ブラケット１２５が固定され、この第２ノズル１１３は第１ノズル９３とは独立的に昇降できるようになっている。本体１１５ａ，ｂにはそれぞれの上側側部にスチームの導入口１２１a、ｂが設けられ、図示しない第２のスチーム供給路に接続されている。そして第２の温度センサ１２３は左側の本体１１５aにのみ取り付けられている。この第３の実施の形態に係るノズル９１を使用してのスチームによる置換脱気の操作については第２の実施の形態についての説明から明らかなので、その説明は省略する。なお、このノズル９１を第１の実施の形態と同じように第１と第２ノズル９３，１１３とを一体的に構成し、それと同じ手順で操作して脱気することも可能である。

第１の実施の形態に係るノズルを示す図で、（イ）は側面断面図、（ロ）は底面図である。図１のノズルを使用してスチーム置換脱気を行う操作を示す図であり、（Ａ）はノズルの待機状態を示す平面図（イ）と側面図（ロ）であり、（Ｂ）はノズルを袋内に挿入してスチームを噴射している状態、（Ｃ）は第２ノズルを袋から抜出した状態を示している。やはり図１のノズルを使用してスチーム置換脱気を行う操作を示す図であり、（Ｄ）は袋口を緊張した状態を示す平面図（イ）と側面図（ロ）であり、（Ｅ）は第１ノズルも袋から抜出した状態を示し、（Ｆ）はシール工程に移動された状態を示している。第２の実施の形態に係るノズルを示す図で、（イ）は側面断面図、（ロ）は底面図である。第３の実施の形態に係るノズルを示す図で、（イ）は側面断面図、（ロ）は底面図である。

符号の説明

１：ノズル３：第１ノズル５：ノズル本体７：上側筒部９：挿入部１１：噴出口１２a、b：傾斜部１３：ホルダ１５：導入口１７：取付け用ブラケット１９：温度センサ２３：第２ノズル２５：ノズル本体２７：取付け部２９：噴出口３１：導入口３３：温度センサ

Claims

袋詰包装におけるスチーム置換脱気に使用するノズルにおいて、袋内に挿入される挿入部における横断面の形状が扁平形に形成され、内部が第1のスチーム供給路に接続された第１ノズルと、袋内に挿入される挿入部における横断面が、前記第１ノズルの挿入部の周囲の領域を少なくとも部分的に占めるように形成され、内部が第２のスチーム供給路に接続された第２ノズルとを備えることを特徴とする、スチーム置換脱気用ノズル。
請求項1記載のスチーム置換脱気用ノズルにおいて、前記第２ノズルの挿入部は、前記第１ノズルの前記挿入部を取囲むように形成されていることを特徴とする、スチーム置換脱気用ノズル。
請求項2記載のスチーム置換脱気用ノズルにおいて、前記第２ノズルの前記挿入部の前記横断面が略円形に形成されていることを特徴とする、スチーム置換脱気用ノズル。
請求項１記載のスチーム置換脱気用ノズルにおいて、前記第２ノズルの前記挿入部は、前記第１ノズルの挿入部横断面の短手方向両側に位置し、その横断面がそれぞれ弓形に形成された左右２つの挿入部を備え、該第２ノズルの挿入部の横断面における直線部が互いに対向し、前記第１ノズルの挿入部の横断面の長手方向に沿って伸びていることを特徴とする、スチーム置換脱気用ノズル。
請求項１乃至４のいずれか１に記載のスチーム置換脱気用ノズルにおいて、前記第１及び第２ノズルは一体的に構成され、前記第２ノズルは、その噴出口の先端が、前記第１ノズルの噴出口の先端より軸方向後方に位置して配置されていることを特徴とする、スチーム置換脱気用ノズル。
請求項１乃至４のいずれか１に記載のスチーム置換脱気用ノズルにおいて、前記第２ノズルは、前記第１ノズルに対して軸方向移動可能であることを特徴とする、スチーム置換脱気用ノズル。
袋詰包装におけるスチーム置換脱気方法において、
袋内に挿入される挿入部における横断面の形状が扁平形に形成され、内部が第1のスチーム供給路に接続された第１ノズルと、袋内に挿入される挿入部における横断面が、前記第１ノズルの挿入部の周囲の領域を少なくとも部分的に占めるように形成され、内部が第２のスチーム供給路に接続された第２ノズルとを備えたノズルを、開口された袋内に挿入する工程と、
前記第１及び第２ノズルからスチームを噴出する工程と、
前記第２ノズルを袋から抜出し、スチームの噴射を停止し、前記袋の袋口を緊張させる工程と、
前記第１ノズルを袋から抜出し、スチームの噴射を停止する工程とを含み、
その後に袋は袋口の緊張を維持したまま後工程へ移動されることを特徴とする、スチーム置換脱気方法。
請求項７記載のスチーム置換脱気方法において、前記第１及び第２ノズルは一体的に構成され、前記第２ノズルの噴出口端部は、前記第１の噴出口端部より軸方向において後退した位置に位置していることを特徴とする、スチーム置換脱気方法。
請求項７記載のスチーム置換脱気方法において、前記第２ノズルは前記第１ノズルに対して軸方向において相対移動可能に構成されていることを特徴とする、スチーム置換脱気方法。