JP4100558B2

JP4100558B2 - びん形状の包装容器に殺菌充填する装置

Info

Publication number: JP4100558B2
Application number: JP2002554613A
Authority: JP
Inventors: ワーナールドウィグ
Original assignee: テトララバルホールディングスアンドファイナンスエスエイ
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: CA2430561A1; CN1481333A; EP1345839A1; DE10065591B4; JP2004517008A; US6820660B1; MXPA03005765A; DE50105861D1; EP1345839B1; CN1205110C; CA2430561C; ATE292601T1; DE10065591A1; ES2236334T3; BR0116602A; WO2002053487A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、運搬方向（第１移動方向）に整列した断続的に駆動されるコンベヤーが加工装置を通過できるよう一列に並べられた包装容器運搬体を有し、かつ入口と出口において包装容器が通過する開口および少なくとも１つの殺菌媒体用の入口を備える衛生チャンバー内に配置される、びん形状の包装容器に飲料のような液状食物を殺菌充填する装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
包装容器の製造、特に包装容器の完成に際し、公知の機械の場合、包装容器は加工物運搬体に保持され、連続的に循環するコンベヤーベルトにより、例えば折り畳んだものを展開した後で各包装容器に充填し封止する各加工装置へ断続的に運搬される。コンベヤーベルトは、コンベヤー円弧中の加工物運搬体が鉛直整列から水平に変わり、その後再び鉛直整列に変わる２つのガイドローラの周りを走行する。そのようなコンベヤーは下方に立てた状態の包装容器の頂部開口へ上方から充填される液状食物の包装においてよく用いられるので、鉛直整列は加工レベル用のものである。多くのコンベヤーにおいて、加工物運搬体は例えばローラやリンク鎖により堅く連結されている。そのようなコンベヤーを食料セクターで用いる場合には殺菌包装がしばしば必要となり、またローラやリンク鎖の場合には可動部品に注油しなければならず、その結果としてそのようなコンベヤーを、いろいろな方法で包装容器への充填を行う衛生クリーンルーム内で動作させることができなくなる。
【０００３】
包装機械、特に充填機の機械的な生産量を増加させるために、すなわち、機械の単位時間当たりの包装容器の加工数を多くするために、加工レベルに沿っていくつかの包装容器運搬体を互いに横に並べており、第１の移動方向に対して直角に配置されている。この種の連続コンベヤーの幅は可能な限り倍増できるが、そのような加工レベルの幅は、生産量をそれ以上増やせない限界に従う少なくとも静的な理由により決まる。
【０００４】
連続コンベヤーと同様に、本発明による包装容器も、各加工装置より下の位置にある第１加工レベル上、および第１移動方向に平行でかつ運搬サイクルを形成する第２移動方向の第２戻りレベル上の包装容器運搬体において、第１移動方向（運搬方向）に断続的に戻される。
【０００５】
概略的に、コンベヤーを側面から見たとき、運搬サイクルはループまたは長方形状に走行する。充填する生産物およびびん形状の包装容器の場合のびんの首を含む包装容器の内側を殺菌処理する手段を有する衛生チャンバーを持たない開放包装システムがある。また、閉じた衛生ルーム中にコンベヤーを有する閉運搬システムもある。
【０００６】
コンベヤーベルトと加工物運搬体が保持され、各包装容器が加工装置の下に運搬される上記公知の機械において、加工物運搬体がブレードとして機能することによって、病原菌に汚染された周囲空気から導入される包装容器が、クリーンルーム中に外部の汚染された空気を少なくとも部分的に前進方向に持ち込む、あるいは包装容器の外側および内側の汚染された空気が殺菌処理装置に運搬される。従って、不都合なことにその空気がまさに殺菌処理されていなければならない位置に病原菌が外部から運搬される。この欠点はある程度認識されており、部分的に病原菌を含む可能性のある空気をすぐに抜き取ることにより改善する試みが行われてきた。しかし、この空気とともに殺菌媒体も抜き取られて、後の殺菌処理の際に殺菌媒体がなくなってしまう。このため非常に大量の殺菌媒体を流して追加することが必要である。
【０００７】
そのため、当該分野の技術者は、公知の装置を用いて病原菌に汚染された空気の侵入を防止する方法や、また特に衛生チャンバーを有する閉じたシステムにおいて、例えば病原菌の増殖条件を減らして、取り込まれた病原菌を増殖させなくしたり、勢いよく広まらないようにする方法がわからない。当該分野の技術者は、殺菌空気または殺菌媒体を殺菌空気と例えばＨ_２Ｏ_２のような殺菌剤の形にして衛生室中に送り込み、その内部を周囲に対して殺菌媒体の与圧となるように連続的に維持するであろう。しかし、これには、殺菌空気用に非常に大量の殺菌媒体とエネルギーを消費するばかりでなく、健康に有害な過酸化水素が環境中に大量に充満するという欠点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の目的は、殺菌剤の使用量が少ないにもかかわらず、衛生チャンバー中の病原菌、バクテリア、および胞子の増殖条件を減らし、衛生チャンバー中の汚染の前提条件を減らす、最初に述べた形式の装置を作製することである。
【０００９】
この目的は、コンベヤーの上側の領域における包装容器運搬体の隣接する動きにより達成される。すなわち、衛生チャンバーの上部壁より下にある程度離れて形成される上部空間と、衛生チャンバーの上部壁に設けられる殺菌媒体用取入口を通して与圧下で殺菌媒体を衛生チャンバーの上部空間に流入させる手段と、さらに包装容器運搬体の運搬方向（第１移動方向）と実質的に平行に殺菌媒体を運搬するための手段と、殺菌媒体を上部空間の外部から通過する包装容器用の開口を経由して包装容器用の開口に隣接しかつ衛生チャンバーの外側に設けられて動的なロックとして形成されるガス取出装置へ殺菌媒体を誘導するため、衛生チャンバーの端面に隣接する密集した運搬体範囲の両端に作られる隙間との下に、包装容器運搬体が顕著に密集した範囲を形成する。従って、本発明による運搬システム全体は、１つの包装容器運搬体が次の包装容器運搬体に接し、かつコンベヤーの上部表面領域中の数台の包装容器運搬体が完全な表面もしくは範囲を形成するように構成される。この領域は、穴や隙間があるが、ある種の壁を示す。この壁は、衛生チャンバーの上部壁とまさにこの密集した範囲との間にある「上部空間」の下部間仕切りを形成する。包装容器運搬体により形成される密集した範囲上の上部空間は、領域の前後で開いている。また、衛生チャンバーの上部領域において、両側、上部、および下部で限定される上部空間とすることも可能である。衛生チャンバーの上部壁、すなわち上部空間の上に、少なくとも１つの殺菌媒体用の取入口が設けられると、この上部空間は、少なくとも１つの取入口を通して、所望の殺菌媒体を満たすことができる。これは、与圧下で殺菌媒体を衛生チャンバーの上部空間に流入させる動翼輪、ファン、ポンプ等により特に好適に達成される。例えば、上部壁を通して新鮮なあるいは高濃度な殺菌媒体が衛生チャンバーの上部空間に入ると、殺菌媒体の流れは異なる圧力による異なる速度で誘導され、また任意に案内されうる。包装容器運搬体は、包装容器運搬体の運搬方向（第１移動方向）と実質的に平行に殺菌媒体を案内するための手段を形成するように構成する、または付加的な部分を備えることができる。この考えは、包装容器運搬体の運搬方向およびこの運搬方向と逆方向でありともにコンベヤーと平行な方向である、一般にガス状またはミスト状の殺菌媒体の流れを含む。
【００１０】
衛生チャンバーの上部空間はほぼ閉じられており、密集した運搬体範囲の入口端および出口端（両方の場合とも運搬方向に見て）において開いている。特に、衛生チャンバーの端面の隣の上部空間は、隙間のために密集した運搬体範囲の両端領域において開いている。これらの隙間は、殺菌媒体を上部空間から、例えば殺菌媒体を取出す領域などの圧力の低い衛生チャンバー内部の他の領域に案内する手段となる。本発明による装置を単純化して、充填されるびん形状の包装容器が、衛生チャンバーの間仕切り中の開口を通して外部から衛生チャンバーに入る。包装容器が通過するこれらの開口が動的なロック（ダイナミックロック）として構成されることが特に好都合である。それらは、異なる雰囲気を造りだすことができる一側あるいは他側に開く別個の空間を持つような標準のロックではなく、本発明の動的ロック（ダイナミックロック）は、包装容器が通過する開口に隣接する空間であり、部分的に病原菌に汚染された空気とともに外部から入る包装容器のために、この病原菌に汚染された空気を取出し、衛生チャンバーからの殺菌空気により置換、または殺菌空気と混合して取出す。衛生室に配達された包装容器の周囲には、最短時間後に包装容器の周りのガスが少なくとも低濃度の衛生チャンバー中の空間のような殺菌媒体の濃度と実質的になるまで、連続的にガスを取出しながら比較的活性なガス交換を行う空間がある。包装容器の中味の交換、すなわち静止した汚染空気を溢れ出させて殺菌空気を流入させる間、あるいはその後で、包装容器は動的ロックから出てガス取出装置からやや離れた空間を通過する。ファン、動翼輪、ポンプ等の形状のガス取出装置は、包装容器が通過するための開口の隣に、かつ衛生チャンバーの部分的に外側に設けられる。
【００１１】
これらのガス取出しの優位性は、少量の殺菌空気のみがサイクル中に失われることと、これらの殺菌ガスが同時に周囲の空気に汚染されないことである。有利なことに、殺菌剤が少なくて済み、病原菌の増殖条件が衛生チャンバー中から減少する。上記の新装置は、衛生空間中にわずか少量の病原菌に汚染された空気しか入らない。衛生チャンバーの上部壁中の殺菌媒体用取入口は、殺菌剤入りの大量の殺菌空気が吹き込まれ同時にガス取出装置により回復されてサイクルが保持されるように、構成されて作動することができる。充填されるべき包装容器は、充填の前に衛生チャンバー中に案内され、その後衛生チャンバー外へ誘導されなければならない。両方の場合において、包装容器は開口を通過する。従って、入口側および出口側で通過する包装容器用の開口の隣に、例えば、包装容器とともに取込まれた外部空気をもある程度取出される排気口の様な漏斗形状の吸込み等のガス取出装置が設けられる。動的ロックから出た後、汚染空気は外部に取出されるので、びんの内側の容積のみが汚染空気を運搬する。十分に機能する機械の場合、びん形状の包装容器は約２４秒間殺菌媒体に接触すると、病原菌の数は相当に減少する。
【００１２】
びん形状の包装容器（以下「びん」と省略する）が、各びんの口側が殺菌媒体用の取入口を有する上部壁に向い合うように、その口を頂上方向に保持され輸送されることが好適である。その後、実質的にガス状の殺菌媒体はびん中に好適に吹き込まれるので、病原菌に汚染された空気がびんの内側から迅速に交換され、さらに直近の処理装置の領域では殺菌媒体が噴霧されて乾燥される。また、本発明によるこの工程と装置は、密集したびんや他の包装容器の場合にも用いることができる。例えば、製造工程によりびんが殺菌処理されて、さらに閉じられたまま外側から殺菌処理され、その後充填前に短時間開いた場合、病原菌をさらに徹底的に減少させれば、びんの内側もより殺菌処理される。殺菌空気が７０℃以上に加熱されることは好都合であり、またガス状の過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）が殺菌剤として凝縮温度よりわずかに低い温度で噴霧されることも好都合である。衛生チャンバーの上部壁には、密集した範囲に沿って多数の殺菌媒体用取入口が次々と列状に好適に配置される。ここで、本発明によれば、各殺菌媒体用取入口は衛生チャンバーの上部壁中に互いに離れて形成される複数の開口を有する。本発明の他の例において、これらの開口はバルブ制御の供給ラインに接続され、衛生チャンバー中の殺菌媒体に所定の流動パターンを形成しかつこれを変えるために、各供給ラインのバルブによりさらに開閉することができる。衛生チャンバーの上部壁中の多数の開口は、ほぼ散らばって配置される。開口の密度は、殺菌媒体（好適にはガス状）を噴霧した後および第１乾燥間の領域において好適に最も高い。その後、殺菌媒体は最高温度で導入され、運搬方向およびその逆方向にさらに吹き込まれる。
【００１３】
本発明による装置において、衛生チャンバー内の全空間は動作の開始から殺菌されるので、病原菌に関する衛生チャンバー中の空気の基本荷重は既に減少している。本発明による方法を用いることにより、わずかの材料を使用して衛生チャンバーの雰囲気を殺菌状態に連続的に保つことが可能である。殺菌空気および病原菌に汚染された空気が、包装容器用の取入口と取出口および任意の他の開口において同時に取出される一方で、殺菌媒体は連続的にあるいは衛生チャンバーの上部壁中の取入口を通して制御する方法で導入される。従って、多くの病原菌を含む汚染層はおそらく残らないか、各包装容器の表面に形成されない。動的ロックにおいて、びんのある種の予備殺菌が取出空気流により行われる。びんの内部からの汚染された空気も、取出点において動的ロックの領域に好適に入り、好都合にもより重要な領域、特に充填領域には入ることができない。
【００１４】
本発明の方法を用いて、殺菌空気の限定された流れ状態と流れ方向を達成することができる。処理済のびんや包装容器が再び汚染されるリスクは顕著に減少する。
【００１５】
簡単な方法により、空気を所定の流動パターンに従わせることができる。衛生チャンバーの上部領域に包装容器運搬体の密集した範囲を整列させることにより、比較的狭い上部空間が形成され、それにより殺菌空気／殺菌媒体が密集した範囲の２つの開口端へ実質的に流れ、さらに「加工レベル」から下方に向かって衛生チャンバーの主空間へと流れる。殺菌剤は好適には上部からのみ運ばれるので、衛生チャンバー内の殺菌空気中の殺菌剤濃度は下方に向かって減少する。最も高濃度の部分は上部空間中の加工レベル上に形成され、高濃度部分は包装容器運搬体の密集した範囲の両端に形成され、さらにその下部には殺菌剤の平均濃度／低濃度部分が形成される。
【００１６】
包装容器運搬体は、好適には運搬体パレットとも呼ばれるパレットの形状を有する。コンベヤーにより、ループ状、長方形、または他の四角形をした閉じたルートに沿って包装容器運搬体が移動される。この閉じた機械的な運搬体サイクルが、連続的に衛生チャンバー内の殺菌剤濃度の異なる領域を通過する。
【００１７】
本発明によれば、衛生チャンバーの上部空間中の加工装置は、その上部壁より下に配置することが好都合である。運搬方向に次々に配置される加工装置の列は、「第１加工レベル」の高さに位置し、コンベヤーもこの加工レベルおよびその下に配置される第２戻りレベルにおいて実質的に水平方向に走行する。垂直方向に動作する第２と第４引上げコンベヤーは、加工レベルと第２戻りレベルとの間を連結する。各コンベヤーは好適に個別の駆動装置を有する。本発明のさらに別の例において、さらに第３の積込みレベルが上部の第１加工レベルと下部の第２戻りレベルとの間に水平に位置する。３つのレベルはすべて実質的に水平方向に配置される。
【００１８】
本発明の有利な例において、各包装容器運搬体は実質的に平坦な構造を有し、運搬サイクル上において実質的に水平な位置に保持される。第３の中間積込みレベルの領域において、包装容器運搬体へのおよび／または包装容器運搬体からの包装容器の積込みおよび荷卸しを行う手段は、包装容器の第１移動方向（運搬方向）と平行な積込み方向に設けられる。
【００１９】
上記の長方形運搬ルートを有し時計回り方向に移動する簡単なコンベヤー構成を仮定すると、包装容器運搬体は、第１加工レベルにおいて（例えば左から始めると）第１コンベヤーにより左から右へ移動し、終端で第２引上げコンベヤーにより垂直に降下して第２戻りレベルに達し、そこで第３コンベヤーにより水平に左に戻るので、第４引上げコンベヤーは包装容器運搬体を上方に引上げて第１加工レベルの開始位置にまで戻す。
【００２０】
コンベヤーの構成がコンパクトであるため、上部の第１加工レベルと下部の第２戻りレベルとの間に中間の第３積込みレベルを設けても、制限を受けない。また、この積込みレベルを配置することによりコンベアーの出力が大幅に増加するので、積込みと荷卸しを驚くほど迅速に実施することができる。積込みと荷卸し手段は、完成した包装容器を短い距離においてかなりの速度で包装容器運搬体から取出す一方、積込み位置において空の包装容器を包装容器運搬体中に押込む。これにより、包装容器運搬体が数個の包装容器を保持していても、複数の包装容器に対して同時に実施することができる。
【００２１】
再び包装容器運搬体の密集した範囲の上の上部空間と、包装容器運搬体の密集した範囲の下の衛生チャンバーの主空間を有する簡単なコンベヤーの構成を見てみると、包装容器運搬体が密集した範囲の取入口と取出口端の下に、びん形状の包装容器（びん）の導入用および取出し用の動的なロックが配置されることが好都合である。例えば、包装容器が左側の入口端から出口端で取出される右側へ走行する場合、包装容器供給用の動的なロックが包装容器運搬体の密集した範囲の上部レベルと下部の戻りコンベヤーとの間のほぼ中間に配置される。出口端において、その挙動は動的な取出ロックの挙動に相当する。両方の場合において、それによりびん運搬体を積込みレベルから上部加工レベルへ垂直に直接搬送することや、またそこから一度に１ステップずつ断続的に各包装容器運搬体を運搬方向に前進させる水平コンベヤーへ移送することが可能である。加工レベルの終端では、加工レベルから取出されて動的な取出ロック中に収容され支持される積込みレベルに降下した、閉じた包装容器がまだ包装容器運搬体中にある。荷卸し方法と同様な充填および供給を行う同様な方法で、包装容器の列は、同時に包装容器運搬体から荷卸される。空の包装容器運搬体は垂直に下部戻りレベルまで降下するので、動的な供給ロックの下で左側まで移動できる。そこから包装容器運搬体は供給ロックへ引上げられる。
【００２２】
包装容器運搬体は、外側に向かって開いておりかつ第１コンベヤーの第１移動方向に配列した、相対する２つの側面にＵ字形状の逃げを有することが好都合である。垂直軸がＵ字の中心にあるものとする。このＵ字の下にさらに逆方向に配列した別のＵ字が、両方の中心軸が１つの線上に落ちるように、ある距離をもって配置されると、上記２つの逃げの配列が与えられる。さらに本発明は、互いに反対方向に配置された２つのＵ字形状の逃げの中心線が第１移動方向と平行であるという教えを与える。これらの逃げの配列は、積込みおよび荷卸しの際に第３積込みレベルにおいて、特に好都合な効果を有する。荷卸しの際に、１つの包装容器が、運搬方向の外側に向かって開かれた逃げから押し出され、或いは引き抜かれ、例えば、この移動方向は第１移動方向と同じである。別の包装容器は、反対方向へ運び出される。これらの動作は同時に起こり、また短時間で終る。２つの逃げの他の優位性は、この方法で包装容器運搬体の収容能力が２倍になることである。当該分野の技術者は、包装容器運搬体の幅を拡げることについて強度条件に限界があるため、機械の幅およびコンベヤーの幅を意のままに増やせないことを理解している。互いに配列された２つの逃げを配置することにより、このトラックに１つの包装容器の代わりに２つの包装容器を保持し、移送し、積込み、荷卸しすることが可能である。
【００２３】
本発明によれば、包装容器運搬体は、逃げが対になって隣接するように、第１移動方向に直角に伸びた展長片の形状が好都合である。包装容器運搬体の収容能力を上記のように１つから２つの包装容器へ２倍にすることとは別に、横断方向へ収容能力を拡大することが、強度条件の許容される範囲内で、ある程度可能である。この目的のために、包装容器運搬体はストリップ状あるいは棒状に形成され、逃げが次々に対で配置される。第３積込みレベルで動作する積込みと荷卸し装置は、ストリップに配置されたすべての包装容器を、外側方向および内側方向に同時に移動させることができる。結果として、そのようなコンベヤーの能力は著しく増加する。
【００２４】
本発明によれば、びんを保持するための包装容器運搬体が、第１移動方向と直角な方向に配列され、Ｕ字形状の逃げの幅がびんの首の外径に相当する、互いに反対方向を向いたＵ字形状の逃げの対を有するストリップ状のシートである場合に有利である。本発明によるコンベヤーを使用する好都合な分野は、好適にはプラスチック製の頂上部に口があるびんの収容、保持、移送である。各Ｕ字形状の逃げの幅は、びんの適切な首の外径にほぼ相当する。びんを良好に保持するため、外側からＵ字の根元に押込むことだけが必要であることは自明である。逆に、荷卸しは好都合である。そのような包装容器運搬体の製造は、経済的であり、かつ技術的に非常に簡単である。二重の壁と剛性のあるレールを備えて対応して作製されたシートあるいはストリップは、洗浄とは別に簡単に製造でき、いかなるメンテナンスも必要ない。そのような包装容器運搬体が上記装置に挿入され、異なるコンベヤールートを経由して移送される。運搬体、連結片及びこれらに取り付けられたレールは、好適なストリップ形状シートの狭い両端に設けることができるので、包装容器運搬体は、第１加工レベルに沿っておよび第２戻りレベルに沿って、簡単な方法により好適にベアリングレール上をスライドして移動する。
【００２５】
本発明によれば、包装容器のほぼ全体積を窒素により充填する際に、好適には生産物（液状食物）を包装容器に充填する前に、無菌のガス状窒素を各包装容器に供給する手段を設けることが特に有利である。窒素は約２０℃で導入されることが好都合である。この窒素は病原菌を減少させる効果あるいは病原菌をなくす効果があり、特に窒素ガスが無菌フィルタを通して供給されて各包装容器を洗い流すと、包装容器の３倍の体積の窒素により容器の容積はほぼ完全に充填される。フルーツジュースを充填する場合、この方法を用いることにより貯蔵期間が著しく増加することが示されている。上記方法によれば、非無菌の液体窒素は、工場から出荷される際に、予め加熱により殺菌する必要がない。
【００２６】
液状食物を充填する前に包装容器の全体積に窒素を導入する際に、液体窒素は食物充填包装容器の頭部空間に導入される。その後、窒素は沸騰して、びんの頭部空間に所望のわずかな与圧を与える。
【００２７】
処理装置としては、予備加熱、殺菌、例えば噴霧と任意の繰返し乾燥、充填、および封止装置がある。ここで、かなりの変形を用いることが可能であり、例えば数台の予備加熱装置を設置すること、数台の乾燥装置を配置すること、あるいはフルーツジュースを包装する場合には、香料を供給するまたはオレンジの破片を供給する加工装置を設置することなどである。衛生チャンバーの上部空間中の加工装置の数と型におけるこれら全ての変形および変更は、他の殺菌方法および殺菌維持方法には何ら影響を及ぼさない。
【００２８】
本発明によれば、殺菌媒体としては、殺菌空気と例えば過酸化水素のような殺菌剤が混合物として好適に使用される。空気を殺菌状態にするために、予めフィルタを通してから３８０℃以上に加熱する。この殺菌空気は、衛生チャンバーの上部壁中の殺菌媒体用の取入開口のほぼ７０〜９０％を経由して好適に導入することができる。殺菌剤は、残りの取入口から導入される。運搬されたびん形状の包装容器の予備加熱後に、殺菌剤の導入は上部空間の前部領域（運搬方向に関して）で好適に起きる。びんの首および頂部が開いたびんの場合の開口が包装容器運搬体の密集した範囲から上部空間に突出するように、びんは包装容器運搬体により保持することができる。このように保持してびんの予備加熱を行った後に、続いて殺菌空気のみは再び衛生チャンバーの上部壁中の取入口を通して導入される一方で、殺菌空気に殺菌剤を加えたものが、例えば第１噴霧装置または第１殺菌装置において供給される。
【００２９】
強力な殺菌ガスを取出すための開口が、衛生チャンバーの間仕切りに位置する。ガス取出装置は、処理されるびんまたは処理済のびんの列により満たされるトンネル形状の空間の上部に屋根形状の漏斗のように広がっている。動的ロック中のこれらの空間から、包装容器が上記方法により包装容器運搬体中に同時に押し入れられる。これは非常に短い距離でごく短時間に行われるので、包装容器運搬体への積込みは迅速に問題なく行われる。同様のことが取出漏斗についても適用され、そこでは、びんの周囲のガスによりさらに病原菌が減らされる。
【００３０】
びんの首と一致する幅を有する包装容器運搬体のＵ字形状の逃げのさらなる優位性は、びんの首の外径が同じでさえあれば、異なる様式のびんの本体を収容でき、かつ同じ包装容器運搬体により移送可能な点にある。異なる様式の多くのびんの場合、首の寸法は標準化されており、また固体構造を有している。
【００３１】
当該技術分野と対照的に、本発明による包装容器運搬体は、互いに堅く連結されていないので、柔軟にずらして組むことができる。例えば、ほとんど全ての包装容器運搬体を第１加工レベルに運搬し、他の部分のコンベヤーにおいて装置を洗浄することや、各加工装置を全ての方向から洗浄するためほとんど全ての包装容器運搬体を第２戻りレベルに運搬することができる。従って、本発明による全コンベヤーの区画は、空で走行できる。包装容器運搬体はベアリングレール上に実用的かつ簡単に保持されるため、非常に短時間にかつ非常に単純な道具で、包装容器運搬体は交換することが可能である。これは、例えばびんや構成の交換の際にできる限り必要なことである。
【００３２】
好適な実施例において、前側および後側の両側から包装容器運搬体への積込みは、両側の包装容器を迅速にかつ占有空間を少なくするような方法で積込むことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる優位性、特徴および可能な用途は、添付図面とともに次の好適な例の説明を参照することにより明らかになる。
【００３４】
ここに示す例では、１で指定される包装容器はプラスチックびんであり、次の好適な例の説明におけるびん形状の包装容器１は「びん」と指定される。びんは包装容器運搬体２中に位置する。同時に衛生チャンバー３の上限をも形成する枠の下で、各加工装置４、５、６が、例えば予備加熱用の送風ノズル、殺菌媒体としての殺菌混合物の霧吹きを行う場合の霧吹きノズル、各種乾燥機、切断機、充填装置６、および封止装置５が、充填されたびんを封止するように左から右へ設置されている。液状食物を包装する好適な例において、この封止は例えばアルミニウムにプラスチックを被覆したフィルムにより封止が行うことができる。加工装置４と６は二重に形成される、すなわち、例えば充填装置６で２列のびんが常に同時に充填されて加工される一方で、比較的高価な封止機械を有する封止装置５は１台のみあるいは１列のみが形成されていることがわかる。
【００３５】
加工装置４〜６の下の包装容器運搬体２の列は、包装容器運搬体２およびびん１が図１の矢印８により表される第１移動方向すなわち図１の左から右に移動する、第１加工レベル７に位置する。
【００３６】
びん１が第１加工レベル７の右手出口端に達すると、すなわちびんが充填されて封止されると、当該包装容器運搬体は通常９（図２）で指示される第２垂直動作引上げコンベヤーに乗り換える。ここで、包装容器運搬体２は矢印１０および１０’（第２垂直降下移動方向）に対応して降下し、最初に第２移動方向１０において第３積込みレベル１１まで、さらに第２移動方向１０’において、包装容器運搬体２が第２戻りレベル１３の水平動作する第３コンベヤー１２（図２と４）により移動される、最降下位置まで降下する。この移動は、第１移動方向とは逆方向であるが平行な方向に走行する第３の方向を表す、図１の左方向を向いた矢印１４により示される。第２戻りレベル１３を通過した後の包装容器運搬体２が底面左のコンベヤーの端に達すると、包装容器運搬体２は第４動作方向である矢印１６と１６’方向に垂直上方に動作する第４引上げコンベヤー１５（図３）に乗り換える。第４引上げコンベヤー１５の垂直引上げは２段階に行われる。第１段階は矢印１６により表され、第３積込みレベル１１にまで達し、後半部分である第４移動方向１６’に結合し、包装容器運搬体２は第１加工レベル７に到達し、第１移動方向８の断続的な移動を開始するためにそこで乗り換える。
【００３７】
図１と２によれば、水平な第１移動方向８から垂直な第２移動方向１０と１０’が右手出口端へ結合し、右手下端から第３移動方向１４により第４移動方向１６と１６’において第１加工レベル７へ上昇して戻る、側面から見て長方形の運搬サイクルである。
【００３８】
さらに、図１は、第１加工レベル７、第２戻りレベル１３、および第３積込みレベル１１である互いに平行に走る３つの破線を示す。第２引上げコンベヤー９の上下および第４引上げコンベヤー１５の上下には、上置き端１７／１８と２０／２１がある。１７は、水平方向に動作しかつ第１加工レベル７の第１移動方向に沿って動作する第１コンベヤー１９と第２引上げコンベヤー９との間の上端である。下端１８は、第２引上げコンベヤー９の端であり、また第３移動方向１４に水平に動作する第３コンベヤー１２の開始位置である。第３コンベヤー１２は、第４引上げコンベヤー１５の下端２０で終る。垂直方向上方に作動する第４引上げコンベヤー１５は、第４引上げコンベヤーの上端２１において包装容器運搬体２を最終的に第１加工レベル７へ戻す。
【００３９】
移動方向に対応して、互いに別々に動作する４つのコンベヤー、すなわち、水平方向に動作する第１コンベヤー１９、垂直に走行する第２引上げコンベヤー、水平方向に走行する第３コンベヤー１２、および垂直に動作する第４引上げコンベヤー１５がある。
【００４０】
第１コンベヤー１９は、前端２１および後端１７を有する。前端２１は第４引上げコンベヤー１５の下端２０上にあり、一方第１コンベヤー１９の端１７は第２引上げコンベヤー９の下端１８上にある。明らかに、一方の端１７は１８の上方に、他方の端２１は２０の上方にある。第１コンベヤー１９は個別に駆動されるモーター２２を有する。引上げコンベヤー９と引上げコンベヤー１５は、図２において後部コンベヤーに取り付けられて見えない個別のモーターをそれぞれ有する。そのトルクは駆動軸２３を経由して伝達される。第２戻りレベル１３の水平動作する第３コンベヤー１２も、図２において左下方後端にあるため図に示されない個別のモーターにより駆動される。そのトルクは、駆動軸２４を経由して水平コンベヤーライン１２へ伝達される。
【００４１】
第３積込みレベル１１は、第１加工レベル７ばかりでなく矢印２５と２５’および２６と２６’により表される積込み方向にも平行に走行する。積込みおよび積卸し手段は図に示されていない。しかし、びんの全列が同時に動いて方向２５の左右に積卸しして、また方向２６の左右から中心に向けて積込みする、棒に取り付けられて前後に揺動するスライダを容易に想像できる。
【００４２】
コンベヤーの作動中に、包装容器運搬体２は、包装容器運搬体２のほとんどが第１加工レベル７に位置し、かつ１つか２つの包装容器運搬体が例えば戻り区画に位置するような図１と２に示されたものに従ってほぼ走行する。モーター２２（図２）は、ギアユニット２７を介して中央から両側へ軸２８を駆動するので、両側では、押し棒３２を第１移動方向８およびその逆移動方向に動かすための、揺動レバー２９と連接棒３０を介して往復台３１の前後方向への揺動運動が可能となる。これにより、特に加工装置４から次へさらには充填装置６までの移動において、一度に１ストローク長さ分の個々の包装容器運搬体２の断続的な移動が可能となる。さらに２段階の移動により、以下に説明するように封止装置５に達する。
【００４３】
図３は衛生チャンバー３を示し、その下部領域には第３コンベヤー１２が位置する。第３コンベヤー１２は、包装容器運搬体２を真直ぐ左に、４０で表されるびん供給装置の下まで移動させる。びん供給装置は、びん形状の包装容器１が示されている、互いに離れた２つのトンネル形状の空間４１から成る。これらのびんは、衛生チャンバー３中へ図３で示されない紙面奥側から手前方向へ通過し、包装容器用の開口を真直ぐ通って導入される。２つのトンネル形状空間４１間に配置された包装容器運搬体は、最初は空であるとする。図示されない支持片からレーキ形状のプッシング装置により、右左両側から包装容器運搬体２中にびんが押出された後、図３に示すようにびんは包装容器運搬体２上に保持される。しかし、その後トンネル形状空間４１中のびん１は、取出されるものとする。ガス取出装置は４２で表される。それらはトンネル形状空間４１上方に位置し、図３中において、衛生チャンバー３の４３で表される後壁まで、前後に、紙面手前から奥側方向に伸びている。この壁４３には、ガス取出装置４２に対応する大きさの穴が形成されており、そこを通してガスを衛生チャンバー３の背面の空間中に導出し、更にその外側に導出できるように成っている。
【００４４】
上部加工レベル７の下流端、すなわちびん供給装置４０の反対側の下にも同様な構成がある。ここで、びん取出装置は４４で表される。びん供給装置４０と同様に、びん取出装置４４は、殺菌充填され封止されたびん１’が位置するトンネル形状の空間から成る。びん取出装置４４の上方にもガス取出装置４２が取り付けられている。
【００４５】
図３と４に示されない引上げ装置により、包装容器運搬体２が下方から上方へ／上方から下方へ移動されて、その結果、両図において連続して隣接配列した移動可能な包装容器運搬体２で表されるラインが形成されることを仮定する。左側頂部に表され右方向を示すＬ字形状の黒い矢印は、包装容器運搬体２が引上げコンベヤーから加工レベル７へちょうど乗り換えた、包装容器運搬体２の移動軌道４５を示す。隣接する包装容器運搬体２のラインは、包装容器運搬体２が顕著に密集した範囲４６を作る。衛生チャンバー３中の密集した範囲４６とある程度離れて平行な上部壁４７との間には、「上部空間」４８が位置する。これは、矢印４５により示される入口端からもう一方のＬ字形状矢印５０’の出口端まで伸びており、Ｌ字形状矢印５０’は下方を指示し直前の包装容器運搬体２が下方の中間積込みレベルに移動する様子を示している。
【００４６】
図３において、衛生チャンバー３の上部壁４７には殺菌媒体用の取入れ口５０としての複数の開口があるものとする。多数の白い矢印は、殺菌空気の供給源５２からの殺菌空気の流入を示す。２つの濃い矢印は、供給源５３から殺菌剤が供給されていることを示す。供給源５２からの殺菌剤と供給源５１からの殺菌空気の両方は、すなわち、全体で（混合した）殺菌媒体は、衛生チャンバー３の上部空間４８中（図３において、垂直に頂部から底面へ）に流れ、さらに包装容器運搬体２の顕著に密集した範囲４６沿いに向きを変えるので、包装容器運搬体２の運搬方向（第１移動方向８）と実質的に平行に流れる。図３において、この殺菌媒体の流れは、水平方向の矢印５３と密集した範囲４６の両端に示す湾曲した矢印５４により表される。少ない量の殺菌媒体が、包装容器運搬体２の穴と隙間、すなわち密集した範囲４６を通過し、殺菌媒体の流れである下部の矢印５５の形で示される。殺菌媒体は上部空間４８を離れた後、ガス取出装置４２へ徐々に引き寄せられるのがわかる。
【００４７】
図３に説明され示される、例えばＨ_２Ｏ_２のような殺菌剤と混合される殺菌媒体の流れにより、図４に示されるように殺菌媒体中の殺菌剤濃度が各領域により異なる。衛生チャンバー３の内部はすべて、殺菌剤濃度は異なるが、殺菌媒体で満たされる。殺菌媒体用の取入口５０のすぐ隣にある、供給源５２（２つの濃い矢印）から殺菌剤が流入し、上部空間４８中の領域５６は、殺菌媒体中の殺菌剤濃度が最も高くなる。この領域５６の下流及び上流の領域５７は、殺菌空気の供給源５１から複数の開口を通して殺菌空気の流入があるため、殺菌媒体中の殺菌剤濃度が高くなる。包装容器運搬体２の密集した範囲４６に隣接する下部の領域５８では、殺菌媒体中の殺菌剤濃度が平均的になる。衛生チャンバー３の残りの部分である領域５９では、殺菌媒体中の殺菌剤濃度が低くなる。各領域５６〜５９は、濃度変化の図４においてグレーの明度で表される。
【００４８】
びん供給装置４０とびん取出装置４４において、トンネル形状の空間４１の白い部分は、殺菌剤がないこと（最小濃度範囲）を示している。
【００４９】
ここに示される好適な例において、各包装容器運搬体２は第１移動方向８に対して直角な方向に伸びた展長片の形状でかつシート状である。包装容器運搬体２の前側３３（図５）から、前側３３方向に開いたＵ字形状の逃げ３５が伸びている。また、包装容器運搬体２の正反対の後側３４からも、前側３３の逃げと反対方向の後側に開いた逃げ３５の列が広がっている。ここでは包装容器１は、その開口で配列された首３６の付いたびんであるため、幅Ｂ（図５）は外径Ｄ（図５）に一致するので、例えば雄ねじを有する首３６の付いたびんは、逃げ３５に差し込んで保持することができる。これにより、長い、丸い、角ばった、短い、大きい、あるいは小さいなどびんの下部領域のデザインに依存することなく保持できる。第２引上げコンベヤー９と第４引上げコンベヤー１５は、（第２引上げコンベアー９によって）対象包装容器運搬体２の両側と係合して第１加工レベル７から第２戻りレベル１３にまで包装容器運搬体を下降させたり、あるいは（引上げコンベアー１５によって）その逆の動きをしたりして、垂直方向に駆動される往復台３７とともに作動する。水平方向に作動する第３コンベヤー１２は、ポケット３９が取り付けられてその中に包装容器運搬体２が垂直に押込まれる連続ベルト３８とともに作動する。
【００５０】
各押し棒３２上には送りカム４９が、押し棒３２から所定の角度で放射状に突出してある間隔ａ（図２）で取り付けられている。この間隔ａは、互いに隣接して移動する２つの包装容器運搬体２の間の平均距離に等しい。その結果、押し棒３２は、詳細に示されない固定溝により揺動駆動することができる。
【００５１】
新規な充填装置の作動中に、びん１は、釣り下げられた多くのびん１が包装容器運搬体２（図５）に取入れられる保持レール上の、図３と４の紙面から見て奥側の衛生チャンバー３の後壁４３から取入れられる。びん供給装置４０への後壁４３中のカーブの付いたびんに合わせた入口開口の形状のため、ほとんどの汚染された周囲の空気は衛生チャンバー３の外部に保持されるが、ある部分はトンネル形状の空間４１中に流入し、そこでガス取出装置４２により取り除かれる。びんの内側の部分もガス取出しの影響を受け、徐々に取り除かれて衛生チャンバー３からのガスに置き換わる。包装容器運搬体２の積込みの後、外側のトンネル形状の空間４１は空になるので、頂上へ向かって空の空間を通して、積込みレベル１１から上方の水平コンベヤー上の移動トラック４５（図４の黒い矢印）に従って乗り換えを行う第１加工レベル７へ、包装容器運搬体２を運搬できる。ここで、包装容器運搬体２は包装容器運搬体のラインに接続し、図１〜４に示すように包装容器運搬体２の密集した範囲４６となる。その間、びんの開口は平均的な殺菌剤濃度の領域５８中を移動して高濃度領域５７に達し、さらに殺菌媒体用の取入口５０の開口の下を第１移動方向８（図１〜４の左から右へ）に移動する。殺菌領域およびその後の乾燥領域において、びんは殺菌剤の濃度が最も高い領域５６に達し、殺菌剤の噴霧を乾燥させた後で病原菌なしの無菌であると見なせる状態になる。その後、さらに充填や封止のような工程を運搬され、高濃度領域５７の右に達して密集した範囲４６の下流端に至り、図４中の右手のＬ字形状の黒い矢印５０’に従って、引き上げコンベヤーに移送される。
【００５２】
処理済の殺菌充填封止びん１を載せた包装容器運搬体２は、下方に運搬されて第３積込みレベル１１に至る。びん供給装置４０の領域のものと同様なプッシング装置がびん取出し装置４４にも配置されており、処理済のびんをびん運搬体または包装容器運搬体２からスライドさせて位置１’へ取出す。このように移送されたびん１’は、そこから図３と４の紙面手前方向の衛生チャンバーの外へ案内され、さらに他のコンベヤーベルトへ移送される。
【図面の簡単な説明】
【図１】３つのレベルと４つのコンベヤーで表した、びんの殺菌充填用の運搬サイクル全体の概略図である。
【図２】コンベヤー全体の等角図である。
【図３】運搬サイクルが大幅に省かれて概略的に単純化されて再現されるが、衛生チャンバー、上部空間、および矢印により現されるガスの流れは示された本発明によるびんの殺菌充填用装置の同様な概略図である。
【図４】流れの矢印の代わりに、殺菌剤が異なる濃度で形成される衛生チャンバー内の各空間をグレーの明度で表した図３と同様の図である。
【図５】容器としてプラスチックびんを装入した状態の包装容器運搬体を斜め上方から見た等角図である。
【符号の説明】
１包装容器、びん
２包装容器運搬体
３衛生チャンバー
４、５、６加工装置
５封止装置
６充填装置
７第１加工レベル
８第１移動方向（運搬方向）
９第２引上げコンベヤー
１０、１０’ 第２移動方向
１１第３積込みレベル
１２第３コンベヤー
１３第２戻りレベル
１４第３移動方向
１５第４引上げコンベヤー
１６、１６’ 第４移動方向
１７第２引上げコンベヤー９の上端
１８第２引上げコンベヤー９の下端
１９第１コンベヤー
２０第４引上げコンベヤー１５の下端
２１第４引上げコンベヤー１５の上端
２２モーター、駆動装置
２３、２４駆動軸
２５、２５’ 装填方向（荷卸し）
２６、２６’ 装填方向（積込み）
２７ギヤ
２８軸
２９揺動レバー
３０連接棒
３１往復台
３２押し棒
３３包装容器往復台の前側
３４包装容器往復台の後側
３５逃げ
３６びんの首
３７往復台
３８連続ベルト
３９ポケット
４０びん供給装置
４１トンネル形状空間
４２ガス取出装置
４３衛生チャンバー３の後壁
４４びん取出装置
４５包装容器運搬体２の移動方向
４６包装容器運搬体２の密集した範囲
４７衛生チャンバー３の上部壁
４８上部空間
４９送りカム
５０殺菌媒体用の取入口
５０’ 包装容器運搬体２の移動トラックの右側矢印
５１殺菌空気の供給源
５２殺菌剤の供給源
５３殺菌媒体の流れ（水平で真直ぐな矢印）
５４殺菌媒体の流れ（湾曲した矢印）
５５殺菌媒体の流れ（下部の矢印）
５６殺菌媒体中の殺菌剤濃度が最も高い領域
５７殺菌媒体中の殺菌剤濃度が高い領域
５８殺菌媒体中の殺菌剤濃度が平均的な領域
５９殺菌媒体中の殺菌剤濃度が低い領域
ａ送りカム間の距離
Ｂ逃げ３５の幅
Ｄびんの首の外径

Claims

びん形状の包装容器（１）に飲料のような液状食品を無菌状態で充填する為の装置であって、一の運搬方向（第１移動方向）（８）に間欠的に駆動されるコンベヤー（１９）を備え、コンベヤー（１９）が前後方向に配列された包装容器運搬体（２）を備え、この配列された包装容器運搬体（２）が加工装置（４、５、６）を通過するよう移動可能になっており、コンベヤー（１９）が包装容器の通過するための開口である入口と出口と、少なくとも１つの殺菌媒体用の取入口（５０）を備えた衛生チャンバー（３）内に設置されている、食品を無菌状態で充填する為の装置において、
衛生チャンバー（３）の上部壁（４７）より下側の所定の距離離した位置に、前記包装容器運搬体（２）により閉じた領域（４６）を形成し、この閉じた領域（４６）で衛生チャンバー（３）の上部位置に上部空間（４８）を形成するために用いられる、コンベヤー（１９）の上側部において前記包装容器運搬体（２）を隣接させて移動させるための手段（１９、２７〜３２）と、
衛生チャンバー（３）の上部壁（４７）中に形成される殺菌媒体用の取入口（５０）と、
与圧下において殺菌媒体を衛生チャンバー（３）の上部空間（４８）中に流すための手段と、
包装容器運搬体（２）の配列方向に対して、平行に前記殺菌媒体を運搬する手段とを備え、
前記閉じた領域（４６）の両端部には、衛生チャンバー（３）の側端面に隣接するように隙間が形成され、前記殺菌媒体が、隙間から前記上部空間（４８）を出て、前記包装容器が通過するための通路でありかつガス交換を行うために前記入口若しくは出口に連通するように用意された空間（４１）を通り、これらに隣接しかつ衛生チャンバー（３）の外側に連通するガス取出装置（４２）へと誘導されるようになっており、
前記包装容器運搬体（２）は、四角形をした閉じたルートである運搬循環路に沿って移動するように成っており、
該運搬循環路は、
前記コンベヤー（１９）が配置された第１加工レベルと、
該第１加工レベルの下方に配置された第２戻りレベルと、
前記第１加工レベルと第２戻りレベルとの間の高さ位置において前記入口及び出口が配置された第３積込みレベルと、を有することを特徴とする装置。
殺菌媒体用の取入口（５０）は、衛生チャンバー（３）の上部壁（４７）に互いに離して形成されている複数の開口であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
殺菌媒体用の取入口を形成する前記開口は、バルブ制御される供給ラインに連結されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
加工装置（４、５、６）は、衛生チャンバー（３）の上部壁（４７）の下に位置する衛生チャンバー（３）の上部空間（４８）中に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
各包装容器運搬体（２）は、平坦な構成を有し、かつ前記運搬循環路における前記第１加工レベルにおいて水平な状態に保持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
包装容器運搬体（２）は、２つの正反対の側縁（３３、３４）に、運搬方向（第１移動方向）（８）と平行となる外側に向かって開いたＵ字形状の切欠き（３５）を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
前記切欠き（３５）が互いに隣り合って対になっていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
びん形状の包装容器（１）を保持するための包装容器運搬体（２）は、互いに反対方向を向いたＵ字形状の切欠き（３５）が対を成すようにして切欠かれた薄板であり、これら薄板に形成されたＵ字形状の切欠き（３５）は運搬方向（第１移動方向）（８）と直交する方向に隣接して配列されており、Ｕ字形状の切欠き（３５）の幅（Ｂ）はびん形状の包装容器（１）の首（３６）の外径（Ｄ）にほぼ一致することを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
包装容器（１）に液状食物を充填する前に、無菌のガス状窒素を供給するための手段により、包装容器（１）の全内容積にわたって窒素を充填することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。