JP3556063B2 - Aseptic beverage can manufacturing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの空缶に、殺菌済みの飲料を充填して、殺菌済みの缶蓋で密封することにより飲料缶詰を製造する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
飲料を缶容器内に充填して密封した飲料缶詰では、充填された飲料が腐敗するのを避けるための殺菌処理として、通常、飲料を充填して密封した後の缶詰に対して、加圧加熱装置内で長時間の高温加熱(例えば125℃で25分間)を行うレトルト殺菌法が適用されたり、あるいは、PH4.5以下の高酸性の果汁飲料などについては、加熱殺菌した飲料を高温状態(85℃以上)に保ったまま缶体内に充填し、密封後少なくとも30分間その温度を維持するか、あるいは同等以上の殺菌温度条件で処理した後、缶詰を冷却するという熱間充填法(ホットパック)が適用されている。
【0003】
しかしながら、そのような加熱殺菌方法によれば、空缶に飲料を充填して密封する前後における工程管理が容易であるという利点はあるものの、何れにしても、缶容器内に充填された状態の飲料を加熱殺菌後に急激に冷却することが困難であり、中身の飲料が比較的長時間にわたって高温状態に維持されるため、それによって、飲料本来(例えば、果汁飲料ならば搾り立てのもの、コーヒー、紅茶、緑茶、スープ等ならば作りたてのもの)の味や香りが落ちたり色が変わったりするという問題を生じる。
【0004】
そこで、できるだけ飲料の熱履歴を少なくして、飲料本来の味や香りや色をできるだけ保ったままの飲料缶詰を製造するために、高温で短時間に殺菌して急速に冷却した殺菌済みの飲料を、クリーンエアーによる無菌状態の雰囲気内で、殺菌済みの空缶に充填して、殺菌済みの缶蓋で密封するようにした、いわゆる無菌充填法というものが従来から種々研究されている。
【0005】
また、無菌充填法において無菌雰囲気を維持するための空気清浄化システムとして、クリーンルーム内の空間のうち、飲料の充填領域や缶蓋の巻締領域を、それぞれ個別に設けたヘパフィルターの面積を変えることにより、その他の空間よりも高いクラスの空気清浄度に維持することが、本出願人の出願に係る公報(特開平4−79956号公報)などにより従来から公知となっている。
【0006】
また、特公平1−16738号公報には、空缶をスチームトンネル殺菌コンベヤによって搬送するとともに、熱水を噴射して空缶を無菌化し、その空缶に、予め無菌化処理した飲料を充填するとともに、スチームによる加熱殺菌および無菌空気による乾燥を行った缶蓋によって飲料の充填が完了した缶体を密封するよう構成し、そして充填装置と密封装置とを、無菌室に配置して構成された装置が記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の無菌充填設備では、飲料充填領域や缶蓋巻締め領域を単独で高レベルの空気清浄度にしているために、その周囲との環境の差が大きく、そのためヘパフィルターなどの浄化装置に対する負荷が相当大きくなり、結局は、設備コストやランニングコストが高くなり、実用に供することは困難であった。
【0008】
また殺菌方法としてスチームや熱水による加熱殺菌を行う従来の設備では、スチームや熱水の使用量が多く、そのため熱エネルギーの消費が膨大であり、したがってこの種の設備においてもランニングコストが嵩み、高価な飲料缶詰以外にはコスト的に使用することが困難となり、汎用性に劣るなどの問題があった。
【0009】
この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、設備費やランニングコストの低廉化を図り、実用性に富んだ無菌飲料缶詰の製造設備を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、無菌雰囲気中で、無菌飲料を無菌の空缶に充填し、無菌の缶蓋で巻締め密封する無菌飲料缶詰製造設備において、未処理の空缶を1列にコンベヤー上に正置させ、一定間隔で規則的に供給する未処理空缶供給装置と、前記供給装置から供給される未処理空缶の開口端面を吸引パッドで塞ぐとともに前記未処理空缶を吸着してコンベヤーより浮上させ、搬送する間に、空缶の外周面及び缶底外面に殺菌処理用の薬液を噴霧する空缶外面の薬液噴霧装置と、前記の外面に薬液を噴霧された空缶が、前記薬液噴霧装置からスチールベルトコンベヤー上に載置され、前記スチールベルトコンベヤーで搬送される間に、前記空缶の内面に殺菌処理用の薬液を噴霧する空缶内面の薬液噴霧装置と、前記スチールベルトコンベヤーで搬送される内外両面に薬液を噴霧された空缶を、熱風によって加熱し、殺菌処理する殺菌処理用オーブンと、前記オーブンを通過した直後のオーブンの熱風で包まれている殺菌処理された空缶周辺の熱風を下方に排気させるとともに上方からクリーンエアーを供給し、前記空缶周辺をクリーンエアーで置換するクリーンエアー置換装置と、前記殺菌処理によって加熱された空缶に、無菌雰囲気中で無菌水を噴霧することにより冷却する空缶の冷却装置と、前記冷却された空缶に、予め殺菌処理されている無菌飲料を無菌雰囲気中で所定量充填する無菌飲料充填機と、未処理の缶蓋を1枚づつ間隔をあけて、缶蓋の進行方向に缶蓋面が直交するようにして搬送する間に、缶蓋の内外面に殺菌処理用の薬液を噴霧し、続いて缶蓋を加熱し殺菌処理する缶蓋の殺菌処理装置と、前記無菌飲料が充填された缶を無菌雰囲気中で、前記缶蓋の殺菌装置で処理された缶蓋で、巻締め密封する無菌缶蓋巻締機と、前記クリーンエアー置換装置と前記空缶の冷却装置と前記無菌飲料充填機と前記無菌缶蓋巻締機とを収容した空気清浄度が高レベルのクリーンチャンバーと、このクリーンチャンバーを包囲している空気清浄度が中レベルのクリーンボックスと、このクリーンボックスを包囲し、かつ前記空缶外面の薬液噴霧装置と前記空缶内面の薬液噴霧装置と前記殺菌処理用オーブンとを収容した空気清浄度が低レベルのクリーンルームとを備えていることを特徴とするものである。
【0011】
したがってこの発明の設備によれば、空缶の内外面の殺菌が、薬液および加熱によって行われ、薬液による殺菌力が加熱によって増大することと相まって、加熱エネルギーを特に増大させることなく、充分な殺菌を行うことができる。また殺菌処理用オーブンの出口側には、上側から下側に向けてクリーンエアーを層流状態で流すクリーンエアー置換装置が配置されているので、殺菌処理用オーブンがこれに続く冷却装置から実質的に遮断され、これらのクリーンエアー置換装置や冷却装置を収容してある高レベルの空気清浄度のクリーンチャンバー内を所定の空気清浄度に維持することが容易である。換言すれば、殺菌処理した空缶に塵埃などが付着することを有効に防止できる。
【0012】
さらに飲料缶詰の内容物およびこれに接触する缶蓋を取り扱う工程を実施する機器すなわち無菌飲料充填機および無菌缶蓋巻締機ならびに缶蓋殺菌装置から無菌缶蓋巻締機に至る経路が、高レベルの空気清浄度に維持されたクリーンチャンバー内に設置され、その外周側に中レベルの空気清浄度のクリーンボックスが設けられ、更にその外周側に、低レベルの空気清浄度のクリーンルームが設けられ、このクリーンルーム内に、空缶の外面に薬液を噴霧する装置、内面に薬液を噴霧する装置、殺菌処理用オーブン、缶蓋の殺菌装置が設置されているから、各領域の空気清浄度の維持が容易であるうえに、飲料缶詰に対する塵埃などの混入を効果的に防止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図1は、この発明にかかる缶詰製造設備の一例を概略的に示すものであり、この缶詰製造ラインにおいて、未処理の空缶を連続的に供給するための空缶供給装置(図示せず)から延びる空缶供給コンベヤー1は、正置した空缶を連続的に搬送するエンドレスコンベヤーであって、コンベヤー1の末端部分には、一列に整列されてランダムに搬送されてきた空缶を一定の間隔をあけた状態に並べて次工程の装置に供給するために、タイミングスクリュー2が配置されている。
【0014】
この空缶供給コンベヤー1の走行速度は、缶詰製造ラインの生産速度に適合するように調整可能であり、また、このコンベヤー1の末端部分に設置されたタイミングスクリュー2の駆動系は、空缶の受け渡しができるよう、次工程の装置に連動して同期的に回転するようになっている。
【0015】
空缶供給コンベヤー1にタイミングスクリュー2を介して接続される缶外面の薬液噴霧装置3は、水平面上の長円形軌道上を空缶を吸着して一定速度で搬送する複数の吸引パッド3aを備えた水平ロータリータイプの空缶搬送機構と、各吸引パッド3aにより搬送中の空缶の缶胴外周面及び缶底外面に薬液(例えば5重量%過酸化水素水溶液)を噴霧する薬液噴霧機構3bとからなるものである。
【0016】
空缶搬送機構のそれぞれの吸引パッド3aは、タイミングスクリュー2により位置合わせされた空缶に対して、同心的にその上方近接位置に位置合わせされると同時に、その吸引パッド3aの吸引孔からの吸引により、空缶の上端開口面を吸引パッド3aで塞いで吸着し、コンベヤー1から浮上させて搬送してから、次工程の装置のスチールコンベヤー4上に達した位置で、吸引を解除して、空缶をスチールコンベヤー4上に移載する。
【0017】
なお、上記の装置では、吸引パッド3aが空缶を吸着する位置に移動したときに空缶が無かった場合には、その吸着パッド3aは吸引を止めて1サイクル移動するように、また、空缶を吸着していない吸引パッド3aが薬液噴霧機構3b中を通過する際には、薬液の噴霧が行われないようになっている。
【0018】
缶外面の薬液噴霧装置3に続いて配置される缶内面の薬液噴霧装置5は、スチールベルトコンベヤー4上に正置されて搬送される空缶に対して、その搬送経路中で上方から空缶の内面に向けて薬液を噴霧するもので、その薬液の噴霧により空缶が転倒しないよう、スチールベルトコンベヤー4には、吸気力で空缶を安定状態に正置させるために、その幅方向の中央に、空缶の底部を吸引する吸気孔が設けられている。
【0019】
各薬液噴霧装置3,5により内面と外面とに薬液が噴霧された空缶を加熱する殺菌処理用オーブン6は、その入口側から出口側に至るようにオーブン6内を貫通する空缶搬送用のスチールベルトコンベヤーと、そのスチールベルトコンベヤーに搬送されて通過する空缶を加熱するための加熱炉体を有するものであり、オーブン6内で空缶を搬送しながら加熱して殺菌効果を増大させると同時に、空缶に付着した薬液を加熱して分解・除去するようになっている。
【0020】
殺菌処理用オーブン6の出口には、このオーブン6から排出された殺菌済みの空缶を搬送するスチールベルトコンベヤー4に沿って、その周りを囲んで外気から遮断するトンネル8が接続されている。
【0021】
このトンネル8内には、まず、オーブン6からトンネル8内に流入する熱風をスチールベルトコンベヤー4の下方に排出し、フィルターで濾過してクリーンエアーとしてから、トンネル8の天井から層流として下方に垂直に吹き下ろすクリーンエアー置換装置9が配置されており、次いで、殺菌処理で加熱された空缶を無菌水を噴霧することで冷却する空缶冷却装置10が配置されている。
【0022】
トンネル8内を通過したスチールベルトコンベヤー4は、TPコンベヤー(チェーンの上面に平らなプラスチック板をキャタピラ状に並べたコンベヤー)7等に引き継がれ、TPコンベヤー7の末端部分には、タイミングスクリュー11が配置されているとともに、タイミングスクリュー11によって一定間隔を開けられた空缶を保持して回転する中継ぎのターレット12が設置されていて、複数のポケットを備えた中継ぎターレット12を挟んで、TPコンベヤー7の末端部分と対向するように、飲料充填機13が設置されている。
【0023】
TPコンベヤー7の末端部分から中継ぎのターレット12を介して供給される殺菌済み空缶に対して、飲料の殺菌装置14から送給される殺菌済みの飲料を所定量づつ配分して充填するための飲料充填機13は、特には図示していないが、従来一般に使用されている水平ロータリータイプのものであり、具体的には、回転するメインターレットの周辺部に、空缶を受け取って保持するポケットが複数個形成され、それぞれのポケットの上方にそれらのポケットと同期的に公転移動する飲料充填用のノズルがそれぞれ配置されている。
【0024】
飲料充填機13に殺菌済みの飲料を供給する飲料の殺菌装置14については、この実施の形態では、図3に示すような、本出願人により既に提案されている構成の装置(特願平7−332569号参照)が使用されている。
【0025】
そのような飲料殺菌装置14では、タンク(図示せず)に貯留されている殺菌処理前の飲料を、送給ポンプ21により、ほぼ常圧下で第1プレート式熱交換器22に送給し、第1プレート式熱交換器22の狭路中で、熱交換により沸点近傍(95℃程度)にまで急速加熱する予備加熱処理を施す。
【0026】
次いで、一時貯留槽23に流入させて、ヘッドスペースに窒素ガスが送り込まれている一時貯留槽23内において大気圧下で短時間保持して、飲料中の酸素の脱気処理をしてから、圧送ポンプ24により加圧下で第2プレート式熱交換器25に送給し、第2プレート式熱交換器25の狭路中で、熱交換により殺菌に必要な高温(110〜140℃)で数秒ないし数十秒の短時間(60秒以内)保持して殺菌処理を施す。
【0027】
そして、高温短時間の殺菌処理後、直ちに第3プレート式熱交換器26に送り込んで、第3プレート式熱交換器26の狭路中で、熱交換により急速にほぼ常温(50℃以下)まで冷却してから、第2および第3プレート式熱交換器25,26内の圧力を高圧に維持するための圧力制御弁27を介して、外気に触れることなく無菌状態を維持された密閉パイプ28により、飲料充填機13に向けて送給する。
【0028】
一方、飲料充填機13では、中継ぎのターレット12から連続的に供給されてくる殺菌済みの各空缶が、メインターレットの各ポケットに順次保持されて、メインターレットの回転につれて公転搬送される間に、飲料殺菌装置14から送給された殺菌済みの飲料が、それぞれの充填用ノズルから所定量空缶内に充填され、飲料充填済みの缶は、メインターレットが更に回転するとポケットから外され、タイミングコンベヤー15によって次工程に搬送される。
【0029】
飲料充填機13から排出された飲料充填済みの缶を搬送するタイミングコンベヤー15の末端側には、このコンベヤー15により搬送されてくる飲料充填済みの缶に対して缶蓋殺菌装置17から供給される殺菌済みの缶蓋を巻き締めるための缶蓋巻締機16が設置されている。
【0030】
缶蓋巻締機16に殺菌済みの缶蓋を供給する缶蓋殺菌装置17については、この実施の形態では、図4に示すような、本出願人の出願に係る公報(特開平6−40436号)中に記載されているような構成のものが使用されている。
【0031】
そのような缶蓋の殺菌装置17では、缶蓋供給装置から連続的に供給されてくる未処理の缶蓋を、缶蓋搬送手段31により、その進行方向に対して缶蓋面が直交するように、一枚ずつ間隔をおいて連続的に搬送させていく途中で、先ず、噴霧ノズル32により薬液(過酸化水素2.0〜15重量%の水溶液)を缶蓋の全表面に(15〜100mg/100cm 2 )付着させてから、次いで、加熱処理手段33により加熱エアーで缶蓋を加熱(100〜200℃)することで、缶蓋に付着した薬液の過酸化水素を分解し、同時のその際の発生期の酸素で殺菌処理を促進し、最後に冷却処理部34で冷却してから、外気に触れることなく無菌状態を維持されたシュート35内を通して、缶蓋巻締機16に供給する。
【0032】
タイミングコンベヤー15により飲料充填済みの缶が送り込まれ、缶蓋の殺菌装置17から殺菌済みの缶蓋が供給される缶蓋巻締機16は、特には図示していないが、従来一般に使用されている装置が採用されており、具体的には、回転するメインターレットの周辺部に、飲料充填済みの缶を受け取って保持するポケットが複数形成され、メインターレットのポケットと同期的に移動するように、それぞれのポケットの下方にリフターが配置され、上方にはシーミングチャックとシーミングロールとが配置されている。
【0033】
そのような缶蓋巻締機16では、タイミングコンベヤー15から連続的に供給されてくる飲料充填済みの缶が、メインターレットの各ポケットに順次保持されるとともに、中継ぎのターレットを介して、各飲料充填済みの缶の上端開口部にそれぞれ冠着され、メインターレットの回転につれて搬送される間に、リフターが上昇して、シーミングチャックとシーミングロールとにより缶蓋が缶の上端開口部に巻き締められ、缶蓋により密封された飲料缶詰は、メインターレットが更に回転するとポケットから外され、ガイド部材を介して排出されてから、製造済みの製品として缶詰製品搬送コンベヤー18により製造ラインから搬出される。
【0034】
ところで、上記のような各装置からなる缶詰製造ラインについては、図2に示すように、その大部分が低レベルの空気清浄度のクリーンルームCR 内に設置されており、このクリーンルームCR 内に、更に中レベルの空気清浄度を維持したクリーンボックスCB が画成され、このクリーンボックスCB 内に、更に、高レベルの空気清浄度を維持したクリーンチャンバーCC が画成されている。
【0035】
そして、殺菌処理用オーブン6に続く殺菌済み空缶の搬送路(クリーンエアー置換装置9や空缶の冷却装置10を配置したトンネル8内)、飲料充填機13周り、飲料充填機13から缶蓋巻締機16への搬送路(タイミングコンベヤー15の周り)、缶蓋の殺菌装置17からの殺菌済み缶蓋の供給路(シュート35内)、および缶蓋巻締機16周り等の部分は、クリーンルームCR 内のクリーンボックスCB 内に更に画成されたクリーンチャンバーCC 内に配置されている。
【0036】
上記のクリーンルームCR とクリーンボックスCB とクリーンチャンバーCC とについて、高レベルの空気清浄度を維持したクリーンチャンバーCC 内は、クラス10〜100に維持されており、中レベルの空気清浄度を維持したクリーンボックスCB 内は、クラス1,000〜10,000に維持されており、低レベルの空気清浄度を維持したクリーンルームCR 内は、クラス100,000に維持されている。
【0037】
なお、上記のクラスについて説明すると、これは、アメリカ合衆国連邦航空宇宙局(NASA)の規格によるものであり、1立方フィート(ft3 )当たりに存在する基準粒子(粒径0.5μm以上)の数により空気の清浄度を示すものであって、例えば、クラス1は基準粒子が0〜1個/ft3 であり、クラス10は2〜10個/ft3 、クラス100は11〜100個/ft3 であることを示している。
【0038】
上記の高レベルの空気清浄度に維持されているクリーンチャンバーCC 内には、その外周側の中レベルの空気清浄度のクリーンボックスCB のエアーが浄化されて供給されている。またこの中レベルの空気清浄度のクリーンボックスCB には、その外周側のクリーンルームCR のエアーが浄化されて供給されている。また、クリーンチャンバーCC 内の気圧は、クリーンボックスCB 内の気圧よりも僅かに高い気圧に維持されており、クリーンボックスCB 内の気圧は、クリーンルームCR 内の気圧よりも僅かに高い気圧に維持されていて、クリーンルームCR 内の気圧は、工場建屋内の気圧よりも僅かに高いか、あるいは同等の気圧に維持されている。
【0039】
そして、高レベルの空気清浄度(クラス10〜100)を維持したクリーンチャンバーCC 内の温度は、60〜95℃の範囲内に、特に、この実施の形態では、75〜85℃の範囲内に維持されており、また、クリーンチャンバーCC 内に供給されている加熱処理用オーブン6から排気された加熱エアーを、フィルターで濾過して所定の空気清浄度としたものである。
【0040】
なお、密閉されたパイプにより飲料充填機13と接続される飲料殺菌装置14は、クリーンルームCR 内あるいはクリーンルームCR 外の何れに設置してもよい。
【0041】
上記のような構成の飲料缶詰の製造設備では、以下のように飲料缶詰が製造される。
【0042】
先ず、空缶供給コンベヤー1により、未処理の空缶を連続的に供給し、缶外面の薬液噴霧装置3において、吸引パッド3aにより搬送する間に、空缶の外周面および缶底外面に殺菌処理用の薬液(過酸化水素5重量%の水溶液)を噴霧してから、スチールベルトコンベヤー4上に移して正置させた状態で、缶内面の薬液噴霧装置5を通して、更に、空缶の内面に殺菌処理用の薬液(過酸化水素5重量%の水溶液)を噴霧してから、殺菌処理用オーブン6内に送り込む。
【0043】
そして、殺菌処理用オーブン6内で、内面と外面とに薬液が噴霧された空缶を、加熱炉体による高温(250℃程度)の熱風で加熱して、付着した薬液の過酸化水素を分解除去することで、空缶の殺菌処理を完了する。なおその場合、過酸化水素の分解に伴う発生期の酸素と高温度に加熱することによる相乗効果で、効率のよい殺菌が行われる。
【0044】
次いで、殺菌処理用オーブン6から出た殺菌済みの空缶を、無菌雰囲気(空気清浄度がクラス10〜100)のトンネル8内で、クリーンエアー置換装置9によりその周辺の空気を清浄化した後、空缶の冷却装置10により無菌水を噴霧することで、加熱されている空缶を100℃以下に冷却してから、無菌雰囲気(空気清浄度がクラス10〜100)内の飲料充填機13に供給する。
【0045】
そして、75〜85℃の範囲内に維持されたクリーンエアーの無菌雰囲気(空気清浄度がクラス10〜100)内で、冷却された殺菌済みの空缶に対して、飲料の殺菌装置14により高温短時間に加熱殺菌されて常温に冷却された殺菌済み飲料を、飲料充填機13によって所定量充填する。その場合、充填用のノズルが缶の上部開口端に接触しないようにすることが好ましい。ついで、75〜85℃の範囲内に維持されたクリーンエアーの無菌雰囲気(空気清浄度がクラス10〜100)内で、飲料充填済みの缶を缶蓋巻締機16に向けてタイミングコンベヤー15で供給する。
【0046】
さらに、75〜85℃の範囲内に維持されたクリーンエアーの無菌雰囲気(空気清浄度がクラス10〜100)内で、飲料充填機13から送られてくる飲料充填済みの缶に、缶蓋殺菌装置17から無菌雰囲気(空気清浄度がクラス10〜100)のシュート内を通して供給される殺菌済みの缶蓋を、缶蓋巻締機16によって連続的に巻き締めて、飲料が充填・密封された飲料缶詰としてから、殺菌済みの製品として搬出コンベヤー18により搬出する。
【0047】
なお、必要に応じて、缶蓋巻締機16において飲料充填済みの缶に対して缶蓋を冠着する前に、別途の無菌液体窒素供給装置から無菌液体窒素を添加したり、缶蓋巻締機16に別途の無菌窒素ガス供給装置から無菌窒素ガスを供給して、飲料充填済みの缶内上部のヘッドスペースの空気を、無菌窒素ガスと置換(アンダーカバーガッシング)してもよい。
【0048】
上記のようなこの実施の形態の飲料缶詰の製造設備では、中身の飲料に対する加熱を、飲料の殺菌装置14による短時間高温殺菌だけで済ませることにより、従来のレトルト殺菌法や熱間充填法(ホットパック)と比べて、中身の飲料の熱履歴を減少させることができ、飲料本来の味や香りや色をできるだけ保ったままの飲料缶詰を製造することができる。
【0049】
なお、ほぼ常温に冷却されている飲料は、60〜95℃の範囲内に維持されたクリーンチャンバーCC 内を通過する間の短時間では、殆ど温度上昇することがないため、通常の無菌充填法と全く変わらない状態で、飲料本来の味や香りや色を保ったままの飲料缶詰を製造することができる。
【0050】
しかも、従来の無菌充填設備では、空気清浄度の高い状態(クラス10〜100)で無菌充填法を実施しても、100万缶に数缶程度の膨張缶が発生するのをどうしても避けることができなかったが、上記のようなこの発明に基づく飲料缶詰の製造設備によれば、膨張缶の原因となる非耐熱性の水性菌や黴等の生菌(通常、60〜70℃の温度で死滅する)を、60〜95℃の範囲に維持されたクリーンチャンバーCC 内で殺菌することができるため、膨大な設備費用や維持費用を掛けなくても、膨張缶の発生を防止することができる。
【0051】
なお、上述した具体例では、クリーンチャンバーCC 内の温度を75〜85℃の範囲内としているため、缶内に生菌が混入することを確実に防止できるとともに、クリーンチャンバーCC 内の温度を維持するための熱エネルギーも比較的少なくてすみ、更に密封後の缶詰内の真空度もそれほど高くならないので、缶容器として比較的薄肉の缶胴や缶蓋を使用することができる。
【0052】
また上記の具体例では、空缶を加熱殺菌するための殺菌処理用オーブン6から排気された加熱エアーを、フィルターで濾過して所定の空気清浄度としてから、クリーンチャンバーCC 内に加熱クリーンエアーとして供給しているため、クリーンエアーを改めて加熱するための設備やエネルギーを必要とせず、設備費や光熱費も少なくて済む経済性に富んだものとなっている。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明の飲料缶詰製造設備によれば、殺菌処理の済んだ缶胴および殺菌処理した飲料ならびに殺菌処理した缶蓋を取り扱うクリーンエアー置換装置、空缶の冷却装置、飲料充填機および缶蓋巻締機を、高レベルの空気清浄度のクリーンチャンバー内に設置し、そのクリーンチャンバーの周囲を、中レベルの空気清浄度のクリーンボックスとし、さらにそのクリーンボックスの外周に、低レベルの空気清浄度のクリーンルームを形成するとともに、そのクリーンルーム内に、殺菌処理のための缶内外面の薬液噴霧装置と殺菌処理用オーブンならびに缶蓋殺菌装置を設置したから、飲料缶詰の最終製造工程である飲料の充填および缶蓋の巻き締めの工程での無菌状態を比較的容易に達成でき、そのため無菌状態の維持のための設備費やランニングコストを低廉化し、ひいては飲料缶詰の低廉化に適した実用性の高い設備とすることができる。また特にこの発明の設備では、空缶に薬液を噴霧した後に、そのままオーブン内で加熱するから、薬液の分解に伴う殺菌効果と加熱による殺菌効果とを得ることができ、その結果、単純な加熱昇温による殺菌に比較して殺菌効果が優れるとともに残留薬剤の心配も無く、さらにエネルギーコストも少なくて済み、この点でも実用性に優れた設備とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の飲料缶詰の製造設備の一例を示す概略説明図である。
【図2】図1に示す各装置の配置された雰囲気の空気清浄度を示す図である。
【図3】図1に示す缶詰製造設備に関連する飲料の殺菌装置の一例を示す概略説明図である。
【図4】図1に示す缶詰製造設備に関連する缶蓋の殺菌装置の一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
3,5 薬液噴霧装置
6 殺菌処理用オーブン
9 クリーンエアー置換装置
10 冷却装置
13 飲料充填機
14 飲料の殺菌装置
16 缶蓋巻締機
17 缶蓋の殺菌装置
CR クリーンルーム
CB クリーンボックス
CC クリーンチャンバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a beverage can by filling a sterilized empty can with a sterilized beverage in a sterile atmosphere, and sealing the empty can with a sterilized can lid.
[0002]
[Prior art]
In canned beverages in which the beverage is filled in a can container and sealed, as a sterilization treatment to prevent the filled beverage from spoiling, usually, canned after filling and sealing the beverage, pressurized heating The retort sterilization method of performing long-time high-temperature heating (for example, 125 ° C. for 25 minutes) in the apparatus is applied, or, for highly acidic fruit juice beverages having a pH of 4.5 or less, heat-sterilized beverages are heated to a high temperature ( (85 ° C. or higher), filled in a can, and maintained at that temperature for at least 30 minutes after sealing, or treated under sterile temperature conditions equivalent to or higher, and then the can is cooled. ) Is applied.
[0003]
However, according to such a heat sterilization method, although there is an advantage that process control before and after filling and sealing a beverage in an empty can is easy, in any case, a state in which the can is filled in a can container. It is difficult to cool the beverage rapidly after heat sterilization, and the content of the beverage is kept at a high temperature for a relatively long time. , Black tea, green tea, soup, etc.), there is a problem that the taste and scent of the freshly prepared tea or green tea, soup and the like change or the color changes.
[0004]
Therefore, in order to reduce the heat history of the beverage as much as possible and to manufacture beverage cans while maintaining the original taste, aroma, and color of the beverage as much as possible, a sterilized beverage rapidly sterilized at high temperature and rapidly cooled. A so-called aseptic filling method has been studied in the past, in which is filled in a sterilized empty can in a sterile atmosphere with clean air and sealed with a sterilized can lid.
[0005]
In addition, as an air purification system for maintaining a sterile atmosphere in the aseptic filling method, in the space in the clean room, the filling area of the beverage and the tightening area of the can lid are changed individually in the area of the hepa filter provided separately. It has been conventionally known that a higher air cleanliness level than that of other spaces is maintained by the applicant of the present application (JP-A-4-79956).
[0006]
Japanese Patent Publication No. 1-16738 discloses that empty cans are conveyed by a steam tunnel sterilizing conveyor, hot water is sprayed to sterilize the empty cans, and the empty cans are filled with drinks that have been sterilized in advance. Along with, a can lid that has been heat-sterilized by steam and dried by aseptic air is configured to seal the can body that has been filled with the beverage, and the filling device and the sealing device are arranged in a sterile room. An apparatus is described.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional aseptic filling equipment, since the beverage filling area and the can lid winding area are independently made to have a high level of air cleanliness, there is a large difference in environment from the surroundings, and therefore, a purification device such as a hepa filter. , The load on the equipment became considerably large, and eventually the equipment cost and running cost were increased, and it was difficult to put it to practical use.
[0008]
In addition, conventional equipment that performs heat sterilization with steam or hot water as a sterilization method uses a large amount of steam or hot water, and therefore consumes a large amount of heat energy. Therefore, running costs also increase in this kind of equipment. However, there is a problem that it becomes difficult to use it in cost other than expensive canned beverages, resulting in poor versatility.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to reduce equipment costs and running costs, and to provide a practically usable production facility for aseptic beverage cans. .
[0010]
Means for Solving the Problems and Their Functions
In order to achieve the above object, the present invention provides an aseptic beverage canning manufacturing facility in which a sterile beverage is filled in a sterile empty can in a sterile atmosphere and tightly sealed with a sterile can lid. Are placed on a conveyor in a line, and an untreated empty can supply device is supplied at regular intervals, and an open end face of the untreated empty can supplied from the supply device is closed with a suction pad and the untreated empty can is supplied. A chemical spraying device on the outer surface of an empty can that sprays a chemical solution for sterilization on the outer surface of the empty can and the outer surface of the bottom of the empty can, while the empty can is sucked and floated from the conveyor, and the chemical liquid is sprayed on the outer surface. The empty can is placed on the steel belt conveyor from the chemical spraying device, and while being conveyed by the steel belt conveyor, the chemical liquid on the inner surface of the empty can which sprays a chemical for sterilization treatment on the inner surface of the empty can. Spraying device and the steel Empty cans sprayed with chemicals on both the inner and outer surfaces conveyed by a conveyor belt are heated by hot air, sterilization treatment oven to sterilize, and sterilization treatment wrapped in hot air of the oven immediately after passing through the oven. A hot air around the empty can is exhausted downward and clean air is supplied from above while supplying clean air from above, and a clean air replacement device that replaces the empty can around with clean air, and an empty can heated by the sterilization treatment, in an aseptic atmosphere. A cooling device for empty cans that cools by spraying aseptic water with the aseptic beverage filling machine that fills the cooled empty cans with a predetermined amount of a sterilized beverage that has been previously sterilized in a sterile atmosphere; While the can lids are spaced one by one and transported with the can lid surface orthogonal to the direction of travel of the can lids, a chemical solution for sterilization treatment is sprayed on the inner and outer surfaces of the can lids. A can sterilization treatment device for heating and sterilizing a can, and a can filled with the aseptic beverage, in a sterile atmosphere, with a can lid treated with the can lid sterilization device, and aseptic can lid winding. A clean chamber having a high level of air cleanliness containing the tightening machine, the clean air replacement device, the empty can cooling device, the aseptic beverage filling machine, and the aseptic can lid winding machine, and surrounding the clean chamber. A clean box having a medium air cleanliness level, air surrounding the clean box, and containing the chemical sprayer on the outer surface of the empty can, the chemical sprayer on the inner surface of the empty can, and the sterilizing oven. A clean room having a low level of cleanliness is provided.
[0011]
Therefore, according to the equipment of the present invention, the sterilization of the inner and outer surfaces of the empty can is performed by the chemical solution and the heating, and the sterilizing power by the chemical solution is increased by the heating. It can be performed. Also, on the outlet side of the sterilization treatment oven, a clean air replacement device for flowing clean air in a laminar flow state from the upper side to the lower side is arranged, so that the sterilization treatment oven is substantially separated from the subsequent cooling device. Shut off these clean air replacement devices and cooling devicesAccommodatesThereHighBell air cleanliness creeInside the chamberIs easily maintained at a predetermined air cleanliness. In other words, it is possible to effectively prevent dust and the like from adhering to the sterilized empty can.
[0012]
Furthermore, the equipment for carrying out the process of handling the contents of the beverage can and the can lid that comes into contact therewith, ie, the path from the aseptic beverage filling machine and the aseptic can lid winding machine and the can lid sterilizer to the aseptic can lid winding machine is high. Installed in a clean chamber maintained at a level of air cleanliness, a clean box with a medium level of air cleanliness is provided on the outer periphery, and a clean room with a low level of air cleanliness is provided on the outer side. In this clean room, a device for spraying the chemical solution on the outer surface of the empty can, a device for spraying the chemical solution on the inner surface, an oven for sterilization, and a sterilizer for the can lid are installed, so that the air cleanliness of each area is maintained. In addition, the mixing of dust and the like into the beverage can can be effectively prevented.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described based on specific examples. FIG. 1 schematically shows an example of a can production facility according to the present invention. In this can production line, an empty can supply device (not shown) for continuously supplying untreated empty cans. The empty can supply conveyor 1 extending from the endless conveyor continuously transports the normal empty cans. At the end of the conveyor 1, empty cans that have been randomly transported in a line are fixed. A timing screw 2 is arranged so as to be lined up at an interval and to be supplied to an apparatus for the next step.
[0014]
The traveling speed of the empty can supply conveyor 1 can be adjusted so as to match the production speed of the canned production line, and the drive system of the timing screw 2 installed at the end of the conveyor 1 has an empty can. It rotates synchronously in conjunction with the device of the next process so that it can be delivered.
[0015]
The chemical spraying device 3 on the outer surface of the can connected to the empty can supply conveyor 1 via the timing screw 2 includes a plurality of suction pads 3a for adsorbing the empty can on an oblong orbit on a horizontal plane and transporting the empty can at a constant speed. A horizontal rotary type empty can transport mechanism, and a chemical spray mechanism 3b for spraying a chemical solution (for example, a 5% by weight aqueous hydrogen peroxide solution) on the outer peripheral surface of the can body and the outer bottom of the can being transported by each suction pad 3a. It consists of
[0016]
Each suction pad 3a of the empty can transport mechanism is positioned concentrically with the empty can positioned by the timing screw 2 to a position close to and above the empty can, and at the same time, the suction pad 3a is moved from the suction hole of the suction pad 3a. By suction, the upper end opening surface of the empty can is closed with a suction pad 3a and sucked, lifted and conveyed from the conveyor 1, and then released at a position where the suction can is reached on the
[0017]
In the above-described apparatus, if there is no empty can when the suction pad 3a moves to the position where the empty can is sucked, the suction pad 3a stops suction and moves for one cycle. When the suction pad 3a not adsorbing the can passes through the chemical spray mechanism 3b, the chemical is not sprayed.
[0018]
The chemical spraying device 5 on the inner surface of the can, which is arranged following the chemical spraying device 3 on the outer surface of the can, is arranged such that the empty can, which is placed directly on the
[0019]
The
[0020]
At the outlet of the
[0021]
In the
[0022]
The
[0023]
A dispenser for dispensing a predetermined amount of the sterilized beverage supplied from the
[0024]
In this embodiment, a
[0025]
In such a
[0026]
Next, after flowing into the
[0027]
After the sterilization treatment at a high temperature for a short time, the mixture is immediately sent to the third
[0028]
On the other hand, in the
[0029]
At the end side of the
[0030]
In this embodiment, a can
[0031]
In such a can
[0032]
Although the can filled with beverage is fed by the
[0033]
In such a can
[0034]
By the way, as shown in FIG. 2, most of the canned production line composed of the above-described devices is installed in a clean room CR having a low level of air cleanliness. A clean box CB maintaining a medium level air cleanliness is defined, and a clean chamber CC maintaining a high level air cleanliness is further defined in the clean box CB.
[0035]
Then, a conveying path for the sterilized empty cans (in the
[0036]
Regarding the above-mentioned clean room CR, clean box CB and clean chamber CC, the clean chamber CC in which a high level of air cleanliness is maintained is maintained in a
[0037]
The above class is described according to the United States Federal Aeronautics and Space Administration (NASA) standard, and is 1 cubic foot (ft).3 )) Indicates the cleanliness of the air by the number of reference particles (particle diameter of 0.5 μm or more) present in each class. For example, class 1 has 0 to 1 reference particles / ft.3 And
[0038]
The air in the clean box CB having a middle level of air cleanliness is purified and supplied into the clean chamber CC maintained at the high level of air cleanliness described above. Further, the air in the clean room CR on the outer peripheral side is purified and supplied to the clean box CB having the medium level of air cleanliness. Further, the pressure in the clean chamber CC is maintained at a pressure slightly higher than the pressure in the clean box CB, and the pressure in the clean box CB is maintained at a pressure slightly higher than the pressure in the clean room CR. Therefore, the air pressure in the clean room CR is slightly higher than or equal to the air pressure in the factory building.
[0039]
The temperature in the clean chamber CC maintaining a high level of air cleanliness (
[0040]
The
[0041]
In the beverage canning manufacturing facility having the above configuration, a beverage can is manufactured as follows.
[0042]
First, an untreated empty can is continuously supplied by the empty can supply conveyor 1, and the outer peripheral surface of the empty can and the outer surface of the can bottom are sterilized in the chemical spraying device 3 on the outer surface of the can while being transported by the suction pad 3a. A chemical solution for treatment (aqueous solution of 5% by weight of hydrogen peroxide) is sprayed, then transferred onto a
[0043]
Then, in the sterilizing
[0044]
Next, the sterilized empty cans discharged from the sterilizing
[0045]
Then, in a sterile atmosphere of clean air (air cleanliness class: 10 to 100) maintained in the range of 75 to 85 ° C., the cooled sterilized empty cans are heated to a high temperature by the
[0046]
Further, in a sterile atmosphere of clean air maintained in the range of 75 to 85 ° C. (air cleanliness is
[0047]
If necessary, before assembling the can lid to the can filled with beverage in the can
[0048]
In the beverage canned manufacturing equipment of this embodiment as described above, the heating of the beverage inside the beverage can be performed only by a short-time high-temperature sterilization by the
[0049]
It should be noted that the beverage, which has been cooled to approximately room temperature, hardly rises in temperature during a short period of time while passing through the clean chamber CC maintained at a temperature in the range of 60 to 95 ° C. It is possible to produce a beverage can while maintaining the original taste, aroma and color of the beverage in the same state as in the above.
[0050]
Moreover, in the conventional aseptic filling equipment, even if the aseptic filling method is performed in a state of high air cleanliness (
[0051]
In the specific example described above, since the temperature in the clean chamber CC is in the range of 75 to 85 ° C., it is possible to reliably prevent live bacteria from entering the can and to maintain the temperature in the clean chamber CC. Since relatively little heat energy is required and the degree of vacuum in the can after sealing is not so high, a relatively thin can body or can lid can be used as a can container.
[0052]
Further, in the above specific example, the heated air exhausted from the
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the beverage canning production equipment of the present invention, a clean air replacement device, an empty can cooling device, and a beverage filling machine that handle sterilized can bodies and sterilized beverages and sterilized can lids And the can lid winder is installed in a clean chamber with a high level of air cleanliness, and the surroundings of the clean chamber is a clean box with a medium level of air cleanliness. In addition to forming a clean room with air cleanliness, a chemical sprayer inside and outside the can for sterilization, an oven for sterilization, and a can lid sterilizer were installed in the clean room. Aseptic conditions can be achieved relatively easily in the process of filling certain beverages and wrapping can lids, thus maintaining the sterility And cost reduction of the equipment costs and running costs, can be a highly practical equipment suitable for cost reduction of the thus beverage canning. In addition, in the equipment of the present invention, in particular, since the chemical solution is sprayed on the empty can and then heated in the oven as it is, a sterilizing effect due to the decomposition of the chemical solution and a sterilizing effect by heating can be obtained. Compared to the sterilization by raising the temperature, the sterilization effect is excellent, there is no need to worry about residual chemicals, and the energy cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a beverage canned production facility of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing air cleanliness of an atmosphere in which each device shown in FIG. 1 is arranged.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an example of a beverage sterilizing apparatus related to the canned manufacturing facility shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of a can lid sterilizing apparatus related to the canned manufacturing facility shown in FIG.
[Explanation of symbols]
3,5 Chemical spray device
6 Sterilization oven
9 Clean air replacement device
10 Cooling device
13 Beverage filling machine
14 Beverage sterilizer
16 can lid winding machine
17 Can lid sterilizer
CR clean room
CB clean box
CC clean chamber
Claims (1)
未処理の空缶を1列にコンベヤー上に正置させ、一定間隔で規則的に供給する未処理空缶供給装置と、
前記供給装置から供給される未処理空缶の開口端面を吸引パッドで塞ぐとともに前記未処理空缶を吸着してコンベヤーより浮上させ、搬送する間に、空缶の外周面及び缶底外面に殺菌処理用の薬液を噴霧する空缶外面の薬液噴霧装置と、
前記の外面に薬液を噴霧された空缶が、前記薬液噴霧装置からスチールベルトコンベヤー上に載置され、前記スチールベルトコンベヤーで搬送される間に、前記空缶の内面に殺菌処理用の薬液を噴霧する空缶内面の薬液噴霧装置と、
前記スチールベルトコンベヤーで搬送される内外両面に薬液を噴霧された空缶を、熱風によって加熱し、殺菌処理する殺菌処理用オーブンと、
前記オーブンを通過した直後のオーブンの熱風で包まれている殺菌処理された空缶周辺の熱風を下方に排気させるとともに上方からクリーンエアーを供給し、前記空缶周辺をクリーンエアーで置換するクリーンエアー置換装置と、
前記殺菌処理によって加熱された空缶に、無菌雰囲気中で無菌水を噴霧することにより冷却する空缶の冷却装置と、
前記冷却された空缶に、予め殺菌処理されている無菌飲料を無菌雰囲気中で所定量充填する無菌飲料充填機と、
未処理の缶蓋を1枚づつ間隔をあけて、缶蓋の進行方向に缶蓋面が直交するようにして搬送する間に、缶蓋の内外面に殺菌処理用の薬液を噴霧し、続いて缶蓋を加熱し殺菌処理する缶蓋の殺菌処理装置と、
前記無菌飲料が充填された缶を無菌雰囲気中で、前記缶蓋の殺菌装置で処理された缶蓋で、巻締め密封する無菌缶蓋巻締機と、
前記クリーンエアー置換装置と前記空缶の冷却装置と前記無菌飲料充填機と前記無菌缶蓋巻締機とを収容した空気清浄度が高レベルのクリーンチャンバーと、
このクリーンチャンバーを包囲している空気清浄度が中レベルのクリーンボックスと、
このクリーンボックスを包囲し、かつ前記空缶外面の薬液噴霧装置と前記空缶内面の薬液噴霧装置と前記殺菌処理用オーブンとを収容した空気清浄度が低レベルのクリーンルームと
を備えていることを特徴とする無菌飲料缶詰製造装置。In a sterile atmosphere, in a sterile beverage can manufacturing facility that fills a sterile beverage into a sterile empty can and tightly seals it with a sterile can lid.
An untreated empty can supply device for placing untreated empty cans in a line on the conveyor and supplying the empty cans regularly at regular intervals;
The open end surface of the untreated empty can supplied from the supply device is closed with a suction pad, and the untreated empty can is sucked and floated from the conveyor, and the outer peripheral surface of the empty can and the outer surface of the can bottom are sterilized during transportation. A chemical spraying device on the outer surface of an empty can for spraying a chemical for treatment,
An empty can sprayed with a chemical solution on the outer surface is placed on a steel belt conveyor from the chemical solution spraying device, and while being conveyed by the steel belt conveyor, a chemical solution for sterilization treatment is applied to the inner surface of the empty can. A chemical spraying device inside the empty can to spray,
An empty can sprayed with a chemical solution on both the inner and outer surfaces conveyed by the steel belt conveyor, heated by hot air, and a sterilization oven for sterilization,
Clean air that exhausts hot air around the sterilized empty cans wrapped in hot air from the oven immediately after passing through the oven and supplies clean air from above, and replaces the empty cans with clean air. A replacement device;
To the empty can heated by the sterilization process, a cooling device for an empty can that cools by spraying sterile water in a sterile atmosphere,
The cooled empty can, aseptic beverage filling machine to fill a predetermined amount of sterile beverage pre-sterilized in a sterile atmosphere,
Spray a chemical solution for sterilization treatment on the inner and outer surfaces of the can lid while transporting the untreated can lids one by one at intervals and transporting the can lid surface perpendicular to the direction of the can lid. A can lid sterilization treatment device that heats and sterilizes the can lid,
In a sterile atmosphere, the can filled with the aseptic beverage in a sterile atmosphere, with a can lid treated with the can lid sterilizer, a sterile can lid winding machine to seal tightly,
A clean chamber having a high level of air cleanliness containing the clean air replacement device, the empty can cooling device, the aseptic beverage filling machine, and the aseptic can lid winding machine,
A clean box with a medium level of air cleanliness surrounding this clean chamber,
Surrounding this clean box, and having a clean room of low level of air cleanliness containing the chemical sprayer on the outer surface of the empty can, the chemical sprayer on the inner surface of the empty can, and the sterilization oven. Characterized aseptic beverage can manufacturing equipment.
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