JP3003536B2 - 密封袋体内のヘッドスペース量の非破壊測定方法及びその装置 - Google Patents

密封袋体内のヘッドスペース量の非破壊測定方法及びその装置

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JP3003536B2
JP3003536B2 JP7037709A JP3770995A JP3003536B2 JP 3003536 B2 JP3003536 B2 JP 3003536B2 JP 7037709 A JP7037709 A JP 7037709A JP 3770995 A JP3770995 A JP 3770995A JP 3003536 B2 JP3003536 B2 JP 3003536B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パウチ詰め食品等の製
造工程において密封袋体内のヘッドスペース量を非破壊
により自動的に測定する方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カレー等のパウチ詰め食品は、従来ヘッ
ドスペース量をできるだけ少なくするように管理されて
きたが、近時回転殺菌技術が提案されたことによって、
内部にガスを入れてヘッドスペースをある一定量だけ残
す必要が生じてきている。パウチ内に一定量のヘッドス
ペースを設けてレトルト内で回転殺菌することによっ
て、撹拌効果が出て殺菌時間を従来の殺菌法と比べて著
しく短縮して効果的に殺菌することが可能であり、近時
注目されている。該回転殺菌法を、有効に実施するため
には、ヘッドスペース量を正確に管理することが重要で
あり、そのため生産ラインでヘッドスペースの全数検査
を行うことが要求されている。
【0003】従来、密封袋体のヘッドスペース量を非破
壊検査により測定する方法として、例えば、密封袋体を
冷却又は加熱処理し、その表面の所定温度範囲の部分の
面積から容器中のヘッドスペース量を算出する方法や、
容器の空気中での重量と水中での重量を測定することに
より、非破壊検査で密封容器内のヘッドスペース量を自
動的に測定する方法などが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来提案されている密
封袋体のヘッドスペース量検査方法は、加熱装置又は冷
却装置を必要とし、エネルギーコストが高くなると共
に、複雑な演算処理を行わなければならず、設備コスト
が高くなる等の問題、又は後者の方法の場合は測定の迅
速性に欠ける等の問題がある。
【0005】そこで、本発明は、生産ラインに組み込ん
で、簡単な方法及び装置により迅速且つ確実に密封袋体
のヘッドスペース量を非破壊により測定できる密封袋体
のヘッドスペース量測定方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を解決するために種々研究した結果、厚さが内容積と相
関関係があることを利用し、重量と厚さを測定すること
により、ヘッドスペース量を求めることができることを
知見し、本願発明に到達したものである。
【0007】即ち、本発明の密封袋体内のヘッドスペー
ス量の非破壊測定方法は、密封袋体の重量を測定し、且
つ該密封袋体を一定荷重で押圧してその厚さを測定し、
その重量データと厚さデータを演算装置に入力し、該重
量データ及び厚さデータとから密封袋体内のヘッドスペ
ース量を演算して求めることを特徴とする。なお、重量
測定と厚さ測定は、いずれを先に行ってもよく、必ずし
も重量測定を先に行う必要はない。
【0008】密封袋体の種類毎に予め比重量、傾き及び
切片を求め、それらが前記演算装置に設定されており、
これらの設定値と前記重量データ及び前記厚さデータと
から、次式 HS={(T−c)/k}−(W/d) (但し、HS:ヘッドスペース量、T:厚さ、k:傾き, c:切
片,W:重量,d:比重量)に基づいてヘッドスペース量を演
算して密封袋体内のヘッドスペース量を自動的に求める
ことができる。なお、比重量としては、比重と基準質量
(水の質量)との積、即ち便宜的には、比重のみを入力
すればよい。また、演算装置内で密度を自動的に比重量
に換算するようにしておけば、密度を入力することもで
きる。
【0009】また、上記方法を達成するための密封袋体
内のヘッドスペース量の非破壊測定装置は、密封袋体を
搬送するコンベヤに沿って配置される重量測定装置、及
び厚さ測定装置、該厚さ測定装置と前記重量測定装置の
出力データを入力して、厚さ測定データと重量測定デー
タとからヘッドスペース量を演算する演算装置の組合せ
からなることを特徴とする。前記厚さ測定装置は、前記
コンベヤの上方に上下動駆動可能に配置され密封袋体の
平面積よりも大きい面積を有する加圧板、該加圧板を被
測定密封袋体の表面に一定加圧力で押圧する加圧駆動手
段、前記加圧板と基準面との距離を検知することにより
一定加圧下での密封袋体の厚さを検出する距離センサと
から構成され、非常に簡単な構造である。
【0010】
【作用】密封袋体内容積Vaは、充填物の容量Vjとヘッ
ドスペース量HSとの和であり、且つ充填物の容量は重
量Wとその比重量dとの比であるから、次式で表すこと
ができる。 Va=W/d+HS ・・・・・・・・(1) また、密封袋体に内容物を規定量充填すると、そのとき
の内容積Vaと厚さTとの間には、直線的な相関関係が
あるので、厚さTは次式で表わされる。 T=k・Va+c ・・・・・・・・・(2) (ここに、k:傾き, c:切片) 故に、(1)式と(2)式より、 HS={(T−c)/k}−(W/d) ・・・・・・・(3)
【0011】従って、測定する密封袋体ごとに(2)式
に基づいて傾きkと切片c、及び内容品の比重量dを予
め調べておけば、重量と厚さを測定すれば、(3)式に
基づきヘッドスペース量を密封袋体毎に簡単に算出する
ことができ、非破壊検査で求めることができる。
【0012】従って、重量測定装置と厚さ測定装置をラ
インコンベヤに沿って配置すれば、コンベヤで搬送され
る密封袋体を自動的に重量及び厚さを測定することがで
きるので、密封袋体のヘッドスペース量を自動的に全数
検査することができる。しかも、従来のようにそのため
の加熱装置や冷却装置を必要としないから、エネルギー
コストも安く、且つ装置も簡単であり、従来の生産ライ
ンに低設備費で簡単に組み込むことができる。また、厚
さと重量を測定するのみであるので、誤差が少なく正確
に且つ迅速にヘッドスペース量を測定することができ
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。本発明の実施例に係る密封袋体のヘッドス
ペース量の非破壊測定装置の検出部は、重量測定装置と
厚さ測定装置の組合せからなり、それぞれが生産ライン
で密封袋体を搬送するコンベヤに配置され、コンベヤに
よって搬送される密封袋体を自動的に重量測定及び厚さ
測定を行うようになっている。重量測定装置は、周知の
適宜の測定装置が採用できるので、図示していないが、
厚さ測定装置1が、図1及び図2に図示されている。
【0014】図中、1が厚さ測定装置であり、図の実施
例ではコンベヤ15の両側に配置された4本の支柱2に
支持された加圧駆動手段であるエアシリンダ3のシリン
ダロッド4に密封袋体の平面積よりも十分に大きい平板
状の加圧板5を懸垂させ、コンベヤで搬送されてくる密
封袋体20が該加圧板の下方に達したとき、エアシリン
ダ3が作動して加圧板5で密封袋体を一定荷重で押圧す
るようになっている。
【0015】なお、該厚さ測定装置が位置する部分の搬
送面は、コンベヤ15が密封袋体を載置した状態でその
まま通過するようにしても可能であるが、加圧によって
搬送面の高さが変化しないようにするためには、搬送面
に前記加圧板と対向するように加圧板を配置し、該平板
上にコンベヤ15からプッシャー等の適宜の移載手段で
一旦移載し、厚さ測定終了後に再び下流側に押圧してコ
ンベヤに移載するようにしてもよい。また、コンベヤが
プレート状又は密封袋体を受け入れる凹所が形成された
荷運搬器を持つコンベヤの場合は、そのままの状態で間
歇的に搬送することによって、正確に測定することがで
きる。
【0016】加圧板5の側方部の密封袋体が搬送路の側
方に位置する部分には、距離センサ7が設けられ、該距
離センサで加圧板5と基準面との距離を検知することに
よって、密封袋体を一定荷重で押圧した際の密封袋体の
厚さを検出できるようになっている。この実施例では、
より正確に距離を検出するために、搬送レベル位置に所
定の密封袋体厚さよりも高さの低いゲージブロック8を
設置し、該ブロック頂面を基準面としてブロック頂面と
の距離を測定することによって、密封袋体の厚さを検出
している。なお、距離センサは、光電式センサ、近接ス
イッチ等適宜のものが採用できる。
【0017】距離センサ7の出力は、演算装置9に入力
され、別途設けられた重量測定装置からの入力とから、
ヘッドスペースが演算され、合否が判断されて、不合格
品は下流側に設けられ選別機によってコンベヤから除去
される。なお、図示していないが、本実施例では、密封
袋体が加圧板の下方所定位置に達したことを検出するセ
ンサを設け、加圧駆動手段が作動するタイミングを制御
するようにしている。
【0018】図3に上記装置のブロック線図にフローチ
ャートを組み合わせて示している。図中、実線は密封袋
体の流れ、破線はデータの流れを示す。該線図に基づ
き、密封袋体のヘッドスペース量の測定方法を説明す
る。
【0019】コンベヤ15で搬送されている密封袋体2
0は、まず重量測定装置10でその重量が測定され、重
量測定データが演算装置9に入力され記憶される。重量
測定が終った密封袋体は、厚さ測定装置1の位置に達す
ると一定荷重で押圧されそのときの厚さが距離センサー
7で検出され、演算装置9に入力される。
【0020】演算装置9には、密封袋体の種類毎に予
め、前記(3)式における傾きk,切片c,比重量dが
入力されていると共に、合否判断のための最小ヘッドス
ペース量と最大ヘッドスペース量も設定入力されてい
る。また、本実施例では、該演算装置が重量検査装置も
兼ねており、許容最大重量と許容最小重量が予め設定さ
れており、密封袋体の重量が許容範囲外であると、充填
不良として、下流側に設けられた選別機に排除信号を送
るようになっている。
【0021】厚さデータが入力されると先に記憶されて
いる重量データとで、前記(3)式に基づいて演算が行
われて、ヘッドスペース量が算出される。次のステップ
で予め設定されている最大重量及び最小重量と比較さ
れ、重量の過不足が判断され、範囲外の場合は排除信号
を選別機12に送る。次いで、前記演算されたヘッドス
ペース量と予め設定されている最大ヘッドスペース量及
び最小ヘッドスペース量と比較され、範囲外であると選
別機12に排除信号が送られる。厚さ測定装置を通過し
た密封袋体20は、選別機12の位置に達し、前記演算
装置から排除信号が送られているものは、コンベヤから
排除され、良品のみが次の工程に送られる。
【0022】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限るものでなく、種々の設計
変更が可能である。例えば、厚さ測定装置において、必
ずしも加圧板を下降させなくても搬送面に密封袋体が載
る載置板を設け、該載置板を適宜のアクチュエータで上
昇させて、密封袋体を加圧板に一定圧力で押圧するよう
にすることも可能である。また、加圧駆動手段もエアシ
リンダに限らず、ソレノイドやモータ等適宜の手段が採
用できる。
【0023】実験例 3Kg詰用スタンディングパウチに内容物として20℃で
比重dが1.060のカレー3Kgを充填し、ヘッドスペ
ース量を意識的に変えて密封した。そして、上記厚さ測
定装置により、加圧板に4Kgfの荷重を加えて押圧した
時の厚さを測定し、且つその時の内容積を測定した。そ
の結果、該スタンディングパウチの厚さ(mm)と内容積
(ml)との間には、図4のグラフに示すような関係があっ
た。
【0024】該図より、密封袋体の厚さと内容積とは明
らかに相関関係があることが判る。その結果より、傾き
k=0.02579、切片c=−16.40が得られ
る。従って、本実施例の場合、(3)式に相当するヘッ
ドスペースの演算式は、 HS={(T+16.40)/0.02579}−(W
/1.060) となる。
【0025】上記のようにして求めた傾きk=0.02
579、切片c=−16.40を演算装置9に設定する
ことにより、上記の演算式に基づく演算プログラムが設
定される。そして、上記と同じ条件で内容物が充填され
た3Kg詰用スタンディングパウチについて、上記実施例
装置により、ヘッドスペースを測定した。次いで、ヘッ
ドスペースが測定された個々のパウチについて、破壊検
査により水中捕集法によってヘッドスペースを測定し、
本発明の方法である厚み加算法で測定した結果と比較し
た。その結果を図5に示す。
【0026】該図に示す通り、本発明の方法によって測
定したヘッドスペース量と、従来の水中捕集法によって
測定したヘッドスペース量との差は最大±20mlの範囲
内であり、本発明による方法及び装置がヘッドスペース
量の測定に十分に信頼性があることが確認された。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本願発明によれば、コン
ベヤで搬送される密封袋体の重量及び厚さを測定するだ
けで、密封袋体のヘッドスペース量を非破壊により簡単
に迅速且つ正確に測定することができる。
【0028】しかも、従来のようにそのための加熱装置
や冷却装置を必要としないから、エネルギーコストも安
く、且つ装置も簡単であり、従来の生産ラインに簡単に
組み込むことができ、全数検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る密封袋体内のヘッドスペ
ース量の非破壊測定装置の要部正面概略図である。
【図2】その平面図である。
【図3】本発明の実施例に係る密封袋体内のヘッドスペ
ース量の非破壊測定方法のフローチャート図である。
【図4】密封袋体の内容積と厚さの関係を示すグラフで
ある。
【図5】本発明の方法で測定したヘッドスペース量と水
中捕集法で測定したヘッドスペース量との関係を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1 厚さ測定装置 3 エアシリンダ 5 加圧板 7 距離センサ 8 ゲージブロック 9 演算装置 10 重量測定装置 12 選別機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−183423(JP,A) 特開 昭60−251017(JP,A) 特公 平3−61135(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65B 57/00 - 57/20 G01F 17/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密封袋体の重量を測定し、且つ該密封袋
    体を一定荷重で押圧してその厚さを測定し、その重量デ
    ータと厚さデータを演算装置に入力し、該重量データ及
    び厚さデータとから密封袋体内のヘッドスペース量を演
    算して求めることを特徴とする密封袋体内のヘッドスペ
    ース量の非破壊測定方法。
  2. 【請求項2】 前記演算装置には、密封袋体の種類毎に
    比重量、傾き及び切片が設定されており、これらの設定
    値と前記重量データ及び前記厚さデータとから、次式 HS={(T−c)/k}−(W/d) (但し、HS:ヘッドスペース量、T:厚さ、k:傾き,c:切
    片,W:重量,d:比重量)に基づいてヘッドスペース量を演
    算して密封袋体内のヘッドスペース量を自動的に求める
    請求項1記載の密封袋体内のヘッドスペース量の非破壊
    測定方法。
  3. 【請求項3】 密封袋体を搬送するコンベヤに沿って配
    置される重量測定装置、及び厚さ測定装置、該厚さ測定
    装置と前記重量測定装置の出力データを入力して、厚さ
    測定データと重量測定データとから密封袋体のヘッドス
    ペース量を演算する演算装置の組合せからなることを特
    徴とする密封袋体内のヘッドスペース量非破壊測定装
    置。
  4. 【請求項4】 前記厚さ測定装置が、前記コンベヤの上
    方に上下動駆動可能に配置され被測定密封袋体の平面積
    よりも大きい面積を有する加圧板、該加圧板を被測定密
    封袋体の表面に一定加圧力で押圧する加圧駆動手段、前
    記加圧板と基準面との距離を検知することにより一定加
    圧下での密封袋体の厚さを検出する距離センサとからな
    る請求項3記載の密封袋体内のヘッドスペース量非破壊
    測定装置。
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