JP2014040267A

JP2014040267A - 液体紙容器充填システム

Info

Publication number: JP2014040267A
Application number: JP2012184153A
Authority: JP
Inventors: Kengo Sugiyama; 謙吾杉山
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-03-06

Abstract

【課題】各装置からの廃熱を利用することによってエネルギーの無駄を抑制することを可能とする液体紙容器充填システムを提供する。
【解決手段】紙容器に液体を充填する液体紙容器充填システムであって、紙容器に液体を充填する液体充填機と、液体が充填された液体紙容器を冷却する冷却機と、で構成され、前記液体充填機は、ボトム部をシールするボトムシール手段と、紙容器に液体を充填する充填手段と、液体を充填した後トップ部をトップシールする手段と、を有し、ボトムシール手段はボトム部を加熱する装置である第一の加熱手段と、充填手段は充填される液体を加温する装置である第二の加熱手段と、トップシールする手段はトップ部を加熱する装置である第三の加熱手段と、を備えたことを特徴とする液体紙容器充填システム。
【選択図】図５

Description

本発明は、日本酒、ジュースなどの液体紙容器充填ラインであり、さらに詳しくは、液体紙容器充填ラインに設けられた加熱装置や冷却装置に使用されるエネルギーを効率良く運用することを可能とした液体紙容器充填システムに関するものである。

一般的に、日本酒や焼酎等のアルコール類、ジュース、醤油やみりん等の調味料などの食品や、シャンプー、リンスなどの非食品の液体内容物に使用される液体用紙容器には、使用時の使いやすさや衛生上の観点から、例えば図１に示すように、胴部１が四角柱状で切妻屋根形の頂部の傾斜板２を有する液体用紙容器４において、スパウトとキャップとからなる口栓３を突設する方法が広く採用されている。

図２は上記液体用紙容器に溶液を充填する充填ラインの一例を示す図である。図２（ａ）は、焼酎などのように常温充填される商品における充填ラインを示すもので、充填ラインに供給された液体用紙容器は、充填機で内容物が充填された後、シュリンク包装機によって紙容器全体がシュリンク包装され、ケーサーによって箱詰めされる。又、図２（ｂ）は、日本酒などホット充填される商品における充填ラインを示すもので、充填ラインに供給された液体用紙容器は、充填機で内容物が充填され、次にシャワーリング等の冷却機で冷却された後、水滴除去エアブローによって口栓表面に付着した水滴が吹き飛ばされる。その後シュリンク包装機によって紙容器全体がシュリンク包装され、最終的にケーサーによって箱詰めされる。

図３は上記充填ラインに設けられた液体紙容器充填機の一例を示す平面図で、間欠送行移動する複数のカートンホルダー部５１を備えたものである。図３に示すロータリー方式のカートン搬送手段は、回転するターンテーブル４０ａの円周５０上とターンテーブル４０ｂに等間隔に各カートン成形部が配置されている。ターンテーブルの円周上に等間隔に配置されたマンドレルＭが間欠回転する。間欠回転しながらボトム成形部を行うボトム成形ターンテーブル４０ａから、ターンテーブル４０ｂの円周上に等間隔に配置されたカートンホルダー部５１がボトム成形されたカートンＣを保持しているマンドレルＭの真下に対峙した時点（１００ａ）で、マンドレルＭからボトム成形されたカートンＣを抜き出してカートンホルダー部５１がこれを受け取る。カートンＣを受け取った後、ホールドしながら間欠回転し、内容物充填ステーション（１００ｂ）、トップ成形シールステーション（１００ｃ）、カートン排出部（１００ｄ）に順次搬送されるようになっている。

図４は一般的な紙容器充填ラインに設けられた加熱装置と冷却機の設置状況を示す図である。液体紙容器の充填機には、上記のようにボトム成形ターンテーブル４０ａで行われるボトム成形部とトップ成形シールステーション（１００ｃ）で行われるトップ成形シール部が備えられている。このボトム成形部とトップ成形シール部ではそれぞれ加熱装置１１、１３が設けられており、更にホット充填される液体の場合には充填する液体を加温するための加熱装置１２が充填機内あるいは充填機外に設けられている。

又、上記ホット充填される液体を充填し、トップシールした後には図４に示すように加温された液体容器を冷却するために冷凍機１４が設けられており、シャワーリングするための冷却水を生成している。

特開２００５−１１３２３９２号公報

従来の紙容器充填ラインでは、加熱装置１１、１２、１３と冷却機１４は、個別にエネルギー管理が行われているために、各装置からの廃熱は大気に放出されている。

又、充填機ラインが設置されている空間には、上記大気に放出された廃熱によって温度上昇するために、大掛かりな空調施設を必要としていた。

そこで本発明は、上記問題に鑑みて各装置からの廃熱を利用することによってエネルギーの無駄を抑制することを可能とする液体紙容器充填システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、紙容器に液体を充填する液体紙容器充填システムであって、
紙容器に液体を充填する液体充填機と、液体が充填された液体紙容器を冷却する冷却機と、で構成され、
前記液体充填機は、ボトム部をシールするボトムシール手段と、紙容器に液体を充填する充填手段と、液体を充填した後にトップ部をトップシールする手段と、を有し、
ボトムシール手段はボトム部を加熱する装置である第一の加熱手段と、充填手段は充填される液体を加温する装置である第二の加熱手段と、トップシールする手段はトップ部を加熱する装置である第三の加熱手段と、を備え、
冷却機は前記液体充填機の後工程に備えられ、液体が充填された液体紙容器を冷却するための冷水を生成する冷水生成手段を備え、
前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、から排出される廃熱を前記冷却機に導入し、前記冷水生成手段から排出される廃熱を前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、に導入することを特徴とする液体紙容器充填システムである。

請求項２に記載の発明は、
前記冷水生成手段は、吸収式冷凍機であることを特徴とする請求項１に記載の液体紙容器充填システムである。

請求項３に記載の発明は、
前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、から排出される廃熱は、各手段に設けられた廃熱取り出し口を介して高温ガスの状態で前記冷水生成手段に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体紙容器充填システムである。

請求項４に記載の発明は、
前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、から排出される廃熱は、廃熱取り出し口に熱交換器を設け、該熱交換器に接続した高温水循環パイプを介して高温水の状態で前記冷水生成手段に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体紙容器充填システムである。

請求項５に記載の発明は、
前記冷水生成手段から排出される廃熱は、冷水生成手段に設けられた廃熱取り出し口を介して高温ガスの状態で前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段である各加熱装置に導入されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体紙容
器充填システムである。

本発明の液体紙容器充填システムによれば、各加熱装置からの廃熱を冷凍機に導入することによって、又、冷凍機からの廃熱を各加熱装置に導入することによって、外部からの熱エネルギーの供給量を抑えることができる。

又、従来、各加熱装置や冷凍機からの廃熱は充填機ラインが設置されている空間に放出されていたが、本発明の液体紙容器充填システムによれば、空間に放出される廃熱を抑えることが出来るために、大掛かりな空調施設を省くことが出来る。

又、本発明の液体紙容器充填システムは従来の液体紙容器充填ラインに対して安価な改造費用で簡単な改造を加えることによって達成することが出来る。

液体紙容器の模式図。液体用紙容器に溶液を充填する充填ラインの一例を示す図。（ａ）は常温充填される商品における充填ラインを示す。（ｂ）はホット充填される商品における充填ラインを示す。充填ラインに設けられた液体紙容器充填機の一例を示す平面図。一般的な紙容器充填ラインに設けられた加熱装置と冷却機の設置状況を示す図。本発明の液体紙容器充填システムが適用される液体紙容器充填ラインを示す図。本発明に係る廃熱の導入方法その１を示す図。本発明に係る廃熱の導入方法その２を示す図。本発明に係る廃熱の導入方法その３を示す図。

図５は本発明の液体紙容器充填システムが適用される液体紙容器充填ラインを示す図である。液体紙容器充填ラインは、液体紙容器充填システムを構成する液体充填機１５、冷却機１６と、液体紙容器充填システムの後工程に設けられた水滴除去エアブロー装置１７、シュリンク包装機１８、ケーサー１９で構成される。

液体紙容器充填システムは、紙容器に液体を充填する液体充填機１５と、液体が充填された液体紙容器を冷却する冷却機１６と、で構成され、前記液体充填機１５は、ボトム部をシールするボトムシール手段であるボトムシール部と、紙容器に液体を充填する充填手段である充填部と、液体を充填した後トップ部をトップシールする手段であるトップシール部と、を有している。

液体充填機１５のボトムシール部にはボトム部を加熱するための第一の加熱手段である第一の加熱装置２１が備えられ、充填部には充填される液体を加温するための第二の加熱手段である第二の加熱装置２２が備えられ、トップシール部にはトップ部を加熱するための第三の加熱手段である第三の加熱装置２３が備えられている。

前記液体充填機１５の後工程には、液体が充填された液体紙容器を冷却するための冷却機１６が設けられており、冷却機１６には冷水を生成する冷水生成手段である冷凍機２４が備えられている。この場合、冷凍機２４には吸収式冷凍機が用いられる。

本発明の液体紙容器充填システムは、前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３と、から排出される廃熱を前記吸収式冷凍機２４に導入し（矢印２５）、前記冷凍機２４から排出される廃熱を前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装
置２２と、第三の加熱装置２３に導入している（矢印２６）。

図６は上記廃熱の導入方法その１を示す図で、前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３と、から排出される廃熱を高温ガスの状態で前記吸収式冷凍機２４に導入し（矢印２５）、前記冷凍機２４（吸収式冷凍機）から排出される廃熱を高温ガスの状態で前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３に導入している（矢印２６）。

図７は上記廃熱の導入方法その２を示す図で、前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３と、から排出される廃熱は、各加熱装置の廃熱取り出し口に熱交換器２７ａ、２７ｂ、２７ｃを設け、該熱交換器に接続した高温水循環パイプを介して高温水を前記吸収式冷凍機２４に導入している（矢印２５）。吸収式冷凍機２４から排出される廃熱は上記導入方法その１同様に、高温ガスの状態で前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３に導入している（矢印２６）。

図８は上記廃熱の導入方法その３を示す図で、前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３と、から排出される廃熱は、各加熱装置からの配管を介して高温ガスの状態で熱交換器２７に投入され、該熱交換器２７に接続した高温水循環パイプを介して高温水を前記吸収式冷凍機に導入している（矢印２５）。吸収式冷凍機２４から排出される廃熱は上記導入方法その１同様に、高温ガスの状態で前記第一の加熱装置２１と、第二の加熱装置２２と、第三の加熱装置２３に導入している（矢印２６）。

尚、上記第一の加熱装置２１はボトム部を加熱するためのチャンバー内に設け、第二の加熱装置２２は充填される液体を加温するためのチャンバー内に設け、第三の加熱装置２３は、トップ部を加熱するためのチャンバー内に設けることによって、廃熱が外部に放出されることなく、効率良く前記吸収式冷凍機２４に導入することが出来る。

以上のように本発明による本発明の液体紙容器充填システムによれば、各加熱装置からの廃熱を吸収式冷凍機に導入することによって、また吸収式冷凍機からの廃熱を各加熱装置に導入することによって、外部からの熱エネルギーの供給量を抑えることができる。

又、空間に放出される廃熱を抑えることが出来るために、大掛かりな空調施設を省くことが出来る。

１・・・胴部
２・・・傾斜板
３・・・口栓
４・・・液体用紙容器
１１・・・ボトム成形加熱装置
１２・・・液体加温装置
１３・・・トップ成形加熱装置
１４・・・冷凍機
１５・・・液体充填機
１６・・・冷却機
２１・・・第一の加熱装置
２２・・・第二の加熱装置
２３・・・第三の加熱装置
２４・・・冷凍機
２５・・・加熱装置から冷凍機に廃熱を導入する方向を示す矢印
２６・・・冷凍機から加熱装置に廃熱を導入する方向を示す矢印
２７・・・熱交換器
４０ａ・・・ボトム成形ターンテーブル
４０ｂ・・・充填、トップ成形ターンテーブル
５０・・・ターンテーブルの円周
５１・・・カートンホルダー部
１００ａ・・・カートンホルダー部がマンドレルＭの真下に対峙した時点
１００ｂ・・・内容物充填ステーション
１００ｃ・・・トップ成形シールステーション
１００ｄ・・・カートン排出部
Ｍ・・・マンドレル

Claims

紙容器に液体を充填する液体紙容器充填システムであって、
紙容器に液体を充填する液体充填機と、液体が充填された液体紙容器を冷却する冷却機と、で構成され、
前記液体充填機は、ボトム部をシールするボトムシール手段と、紙容器に液体を充填する充填手段と、液体を充填した後にトップ部をトップシールする手段と、を有し、
ボトムシール手段はボトム部を加熱する装置である第一の加熱手段と、充填手段は充填される液体を加温する装置である第二の加熱手段と、トップシールする手段はトップ部を加熱する装置である第三の加熱手段と、を備え、
冷却機は前記液体充填機の後工程に備えられ、液体が充填された液体紙容器を冷却するための冷水を生成する冷水生成手段を備え、
前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、から排出される廃熱を前記冷却機に導入し、前記冷水生成手段から排出される廃熱を前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、に導入することを特徴とする液体紙容器充填システム。
前記冷水生成手段は、吸収式冷凍機であることを特徴とする請求項１に記載の液体紙容器充填システム。
前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、から排出される廃熱は、各手段に設けられた廃熱取り出し口を介して高温ガスの状態で前記冷水生成手段に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体紙容器充填システム。
前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段と、から排出される廃熱は、廃熱取り出し口に熱交換器を設け、該熱交換器に接続した高温水循環パイプを介して高温水の状態で前記冷水生成手段に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体紙容器充填システム。
前記冷水生成手段から排出される廃熱は、冷水生成手段に設けられた廃熱取り出し口を介して高温ガスの状態で前記第一の加熱手段と、第二の加熱手段と、第三の加熱手段である各加熱装置に導入されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体紙容器充填システム。