JP2015166268A - 容器洗浄装置および飲料充填装置 - Google Patents
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Abstract
Description
その一方で、このような清涼飲料などの液体を充填する食品機械では、殺菌や洗浄のために多量の水を使用しており、その使用量削減の要望が強いという問題があった。
水を使わない殺菌技術としては、例えば、電子線を用いた殺菌技術が提案されている。この方法によれば、電子線が照射された菌は死滅するため、水を使わない殺菌を行うことができる。
しかしながら、電子線には透過力に限界があり、例えば、容器に付着した異物により電子線が遮られ、その影となる領域では殺菌が行われない可能性があるという問題があった。
さらに、水リンスを行うとランニングコスト低減効果が少なくなり、電子線を用いた殺菌技術を導入するメリットが小さくなるという問題があった。
本発明の容器洗浄装置は、容器に気体を吹き付けることにより前記容器に付着した異物を取り除く異物除去部と、前記異物が取り除かれた前記容器に電子線を照射する殺菌部と、前記異物除去部の前に設けられ、前記容器に帯電した静電気を取り除く除電部とが設けられていることを特徴とする。
容器に気体を吹き付けて異物を取り除くため、液体を用いることなく容器の殺菌を行うことができる。さらに容器に気体を吹き付けた後に、電子線照射による容器の殺菌を行うため、当該気体に対して殺菌処理を施す必要がない。言い換えると、電子線照射後の容器に対して気体を吹き付ける場合には、殺菌状態を維持するために、当該気体に対して蒸気滅菌を行う必要があるが、電子線照射前に気体を吹き付けるため、当該気体に対して蒸気滅菌を行う必要がない。
さらに容器における内面および外面の一方について、上述の構成に基づいて帯電した静電気を取り除くことが好ましい。なお、容器における内面および外面の両者について、帯電した静電気を取り除いてもよく、特に限定するものではない。
つまり、加湿された雰囲気中では、容器の表面における吸着水分量が増加し表面の導電性が高くなる。そのため、乾燥した雰囲気と比較して、容器に帯電した静電気が漏洩しやすくなり、静電気による異物の付着力が低下する。さらに、加湿された雰囲気中では、乾燥した雰囲気と比較して、容器から雰囲気への放電量も増加し、静電気による異物の付着力が低下する。その結果、容器に付着した異物を容易に取り除くことができる。
以下、本発明の第1の実施形態に係る飲料充填装置ついて図1から図7を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る飲料充填装置の全体構成を説明する模式図である。図2は、図1の飲料充填装置における飲料の充填工程の概略を説明する模式図である。
本実施形態では飲料充填装置1を、ポリエチレンテレフタレートを原料として形成されたPETボトルである容器Bに飲料を充填する装置の例に適用して説明する。
なお、容器BとしてはPETボトルの他に、他の樹脂から形成されたボトルなどを用いることができ、特に限定するものではない。
さらに飲料充填装置1には、各工程の間で容器Bを搬送する搬入コンベア7や、割出しスクリュー8や、スターホイール9や、搬出コンベア10など、が設けられている。
搬入コンベア7は、ブロー形成機により形成された容器Bを飲料充填装置1に搬送するものである。本実施形態では、清浄化された空気を容器Bに吹き付けることにより、容器Bを搬送する例に適用して説明するが、その他の公知の搬送方法を適用してもよく、特に限定するものではない。
搬入コンベア7には、図3および図4に示すように、ボトルネックガイド71と、送風部72と、が主に設けられている。
ボトルネックガイド71は、図3および図4に示すように、搬入コンベア7に沿って延びるとともに、搬入コンベア7の天井面から下方に向かって延びる一対の側板73と、当該側壁の下端から互いに接近する方向に延びる支持板74と、を有している。
一対の支持板74の間に形成されたスリット状の隙間に容器Bが配置され、容器Bは容器Bに形成されたつば部B2が支持板74の上面と当接することにより支持される。
送風部72には、プレフィルタ75と、ブロア部76と、HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)77と、ノズル部78と、が主に設けられている。
割出しスクリュー8は、搬入コンベア7により搬送されてきた容器Bの間隔を所定の間隔に広げるものである。具体的には、割出しスクリュー8と隣接するスターホイール9に設けられたグリッパGの配置間隔に合わせて、容器Bの間隔を広げるものである。
容器Bは隣接する壁部81と壁部81との間の溝に配置され、割出しスクリュー8の回転により、割出しスクリュー8と隣接するスターホイール9へ搬送される。
異物除去部2は容器Bの内面にクリーンエアを吹き付け、容器Bの内面に付着した異物を除去する(エアリンスする)ものである。
異物除去部2には、図6および図7に示すように、ホイール21と、グリッパGと、ノズル22と、シャフト23と、カムフォロア24と、アーム25と、カム26と、が主に設けられている。
ホイール21には、外周部に容器Bを倒立状態で保持するグリッパGがホイール21の周方向に一定の間隔をあけて配置されている。
ノズル22はグリッパGの下方に配置され、グリッパGに把持された容器Bの口部B1に進入可能な位置に配置されたものである。さらにノズル22は、シャフト23の上端に設けられているとともに、シャフト23からクリーンエアが供給可能に構成されている。
ノズル22には、その外周方向に向けてクリーンエアが吹き出るノズル孔(図示せず)が複数設けられている。複数のノズル孔は、ノズル22の外周側の全周にクリーンエアを吹き出すことができるように配置されていることが好ましい。
シャフト23にはノズル22に供給されるクリーンエアが流れる供給管(図示せず)が設けられている。
アーム25は、ノズル22、シャフト23およびカムフォロア24を上下方向に移動可能に支持するものである。アーム25はホイール21の径方向に沿って延びるものであり、径方向外側の端部にシャフト23が取り付けられている。
カム26は、ホイール21と同軸に配置された円筒状の部材であって、ホイール21の下方に配置されたものである。カム26における上端面は、カムフォロア24と摺動する面である。さらにカム26における上端面は、周方向の一部において他の部分よりも高く、つまり、ホイール21側に突出して形成されている。言い換えると、カム26の上端面における突出した部分は、異物除去部2によって異物の除去が行われる領域に形成されている。
なお、空気を用いたクリーンエアの代わりに、窒素などの他の気体を昇圧し、上述のフィルタでろ過したものを用いてもよく、特に限定するものではない。
蒸気滅菌が可能なフィルタとは、高温に対する耐性を有するフィルタであって、例えば金属から形成されたフィルタである。このように、蒸気滅菌を行う場合には、殺菌に用いられる高温蒸気を供給する設備が必要となる。
なお、殺菌部3の構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。さらに殺菌部3は、装着部6において容器Bに装着されるキャップに対して、電子線を照射して殺菌を行ってもよく、特に限定するものではない。
なお、充填部5および装着部6としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
ブロー形成機により形成された容器Bは、図3および図4に示すように、送風部72から噴出される清浄化された空気により、ボトルネックガイド71に沿って、搬入コンベア7の内部を割出しスクリュー8に向かって搬送される。
その結果、容器Bがスターホイール9のグリッパGに把持される領域では、隣接する容器Bの間隔は、スターホイール9におけるグリッパGの間隔と等しくなる。
異物除去部2では、図6および図7に示すように、容器Bの内部にクリーンエアが吹き付けられ、容器Bの内面に付着した異物の除去が行われる。
カムフォロア24はカム26の上端面に沿って移動し、カム26の突出部において上方へ(ホイール21側へ)移動する。これによりシャフト23およびノズル22も上方へ移動し、ノズル22は容器Bの内部に進入する。
ノズル22が容器Bの内部に挿入されている間に、外部から供給されたクリーンエアがノズル22から容器Bの内面に向かって吹き出される。吹き出たクリーンエアは、容器Bの内面に衝突し、当該内面に付着した異物を取り除いた後、口部B1から容器Bの外部に流出する。
本実施形態では、ノズル22が容器Bの底面近くまで移動する例に適用して説明する。
このようにノズル22からクリーンエアを吹き出させながら、容器Bの内部を往復移動させることにより、異物を容器Bの内面から吹き飛ばし、異物を容器Bの内部から外部へ排出させることができる。
さらに、ノズル22が容器Bの口部B1から底面近傍に至るまで、あるいは、底面近傍から口部B1に至るまでの一方の間のみクリーンエアをノズル22から吹き出させる場合には、十分な異物除去性能を確保するために、クリーンエアの圧力を、例えば、約0.3MPa以上とすることが好ましい。
充填部5では、上側に向けられた口部B1から、容器Bの内部に飲料の充填が行われる。
キャップが装着された容器Bは、隣接するスターホイール9によって装着部6から搬出コンベア10に搬送され、搬出コンベア10によって飲料充填装置1から搬出される。
次に、本発明の第2の実施形態について図8から図11を参照して説明する。
本実施形態の飲料充填装置の基本構成は、第1の実施形態と同様であるが、第1の実施形態とは、異物除去工程の前に静電気除去工程を有することが異なっている。よって、本実施形態においては、図8から図11を用いて静電気除去工程に関する構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図8は、本実施形態に係る飲料充填装置の全体構成を説明する模式図である。図9は、図8の飲料充填装置における飲料の充填工程の概略を説明する模式図である。
なお、第1の実施系態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
除電部110は、容器Bに対してイオンを含む空気である除電エアを吹き付けることにより、容器Bに帯電した静電気を取り除くものである。
除電部110には、図8および図10に示すように、除電エア供給部111と、門型フレーム112と、が主に設けられている。
門型フレーム112は、図10に示すように、グリッパGに把持された容器Bが通過する領域を三方から囲う門型に形成されたものであり、その内面から容器Bに向かって除電エアを吹き付ける複数のノズル孔が形成されたものである。さらに、門型フレーム112は、図8に示すように、容器Bの進行方向に対して傾斜する方向に延びて配置されている。
門型フレーム112は容器Bの進行方向に対して斜めに配置されているため、門型フレーム112から吹き出された除電エアも、容器Bの進行方向に対して斜めに吹き出される。すると除電エアは、進行する容器Bの正面や、背面に対しても吹き付けられ、容器Bの外面全体に対して除電エアが吹き付けられる。
容器Bの外面において帯電した静電気が取り除かれると、除電エアが吹き付けられていない容器Bの内面においても帯電した静電気が取り除かれる。
さらに、容器Bの除電に除電エアを吹き付ける代わりに、図11に示すように、門型フレーム112Aの内側に容器Bと接触する導電性繊維112Bを設けて、コロナ放電式の除電を行ってもよく、特に限定するものではない。
次に、本発明の第3の実施形態について図12および図13を参照して説明する。
本実施形態の飲料充填装置の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、加湿部が設けられている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図12および図13を用いて加湿部のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図12は、本実施形態に係る飲料充填装置の構成を説明するブロック図である。図13は、図12の加湿部の構成を説明する模式図である。
なお、第2の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
加湿部210には、図12および図13に示すように、筐体211と、供給部212と、が主に設けられている。
筐体211には、加湿された空気を供給する供給部212が配置されている。
供給部212には、図13に示すように、プレフィルタ213と、タンク部214と、ブロア部215と、ULPAフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter)216と、が主に設けられている。
タンク部214は、プレフィルタ213とブロア部215との間に配置されたものである。
具体的には、供給部212のブロア部215が駆動され、加湿部210の外部から空気が供給部212に吸入される。吸入された空気はプレフィルタ213を通過して清浄化された後、タンク部214において加湿される。加湿された空気は、ブロア部215により送風され、ULPAフィルタ216と通過して筐体211の内部に送り込まれる。
つまり、加湿された雰囲気中では、容器Bの表面における吸着水分量が増加し表面の導電性が高くなる。そのため、乾燥した雰囲気と比較して、容器Bに帯電した静電気が漏洩しやすくなり、静電気による異物の付着力が低下する。さらに、加湿された雰囲気中では、乾燥した雰囲気と比較して、容器Bから雰囲気への放電量も増加し、静電気による異物の付着力が低下する。その結果、異物除去部2において、容器Bに付着した異物を容易に取り除くことができる。
次に、本発明の第1の参考例について図14および図15を参照して説明する。
本参考例の飲料充填装置の基本構成は、第2の実施形態と同様であるが、第2の実施形態とは、静電気除去工程および異物除去工程が同時に行われる点が異なっている。よって、本参考例においては、図14および図15を用いて加湿部のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図14は、本参考例に係る飲料充填装置の全体構成を説明する模式図である。図15は、図14の飲料充填装置における飲料の充填工程の概略を説明する模式図である。
なお、第2の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
このとき、除電エアの吹き付けを行う領域、および、クリーンエアの吹き付けを行う領域のどちらを先に設けてもよく、特に限定するものではない。さらに、両者を交互に繰り返し設けてもよく、特に限定するものではない。
2 異物除去部
3 殺菌部
4,304 殺容器洗浄部(容器洗浄装置)
5 充填部
210 加湿部
211 筐体
B 容器
Claims (6)
- 容器に気体を吹き付けることにより前記容器に付着した異物を取り除く異物除去部と、
前記異物が取り除かれた前記容器に電子線を照射する殺菌部と、
前記異物除去部の前に設けられ、前記容器に帯電した静電気を取り除く除電部と、
が設けられていることを特徴とする容器洗浄装置。 - 前記除電部は、導電体を前記容器に接触させることにより前記容器に帯電した静電気を取り除くことを特徴とする請求項1に記載の容器洗浄装置。
- 前記導電体は、導電性樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の容器洗浄装置。
- 前記導電体は、前記容器の間隔を所定の間隔に広げる割出しスクリューの表面に配置されていること、又は、前記容器が通過する領域を三方から囲う門型に形成された門型フレームに設けられていることを特徴とする請求項2に記載の容器洗浄装置。
- 前記除電部は、イオンが含まれた気体を吹き付けることにより前記容器に帯電した静電気を取り除くことを特徴とする請求項1に記載の容器洗浄装置。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の容器洗浄装置と、
該容器洗浄装置の前記異物除去部により前記異物の除去がされ、前記殺菌部により電子線の照射が行われた前記容器に飲料を充填する飲料充填部と、
が設けられていることを特徴とする飲料充填装置。
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