JP4366779B2 - 飲料製造ライン - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は飲料製造ラインに係り、特に、液体を高温に加熱して殺菌した後容器内に充填し、その高温の液体を一定時間接触させることによって容器およびキャップの内面を殺菌するホットパック充填を行う飲料製造ラインに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
飲料水等の製造ラインでは、高度の品質管理が要求されており、充填される液体および容器やキャップ等を完全に殺菌しなければならない。そこで、加熱した高温の液体を容器内に充填するホットパック充填が広く行われている。ホットパック充填は、容器内に充填される液体の温度を、例えば80℃ないし87℃の範囲に維持するように温度管理を行い、この高温の液体を、充填ノズルを介して容器内に充填し、キャッピングを行った後、この容器を転倒させることにより高温の充填液をキャップの内面や容器の上部内面に所定時間接触させてこれらの部分の殺菌を行うようになっている。
【0003】
前記のように充填される液体の温度が80℃ないし87℃になるように加熱しても、ラインの停止等により充填液の温度が低下して前記基準温度以下になってしまう場合がある。このように充填液の温度が基準より低くなると、殺菌効果が低下してしまう。そのため充填液の温度が基準温度を下回らないようにさらに高温に加熱して充填することも可能であるが、最近飲料水等の充填容器として広く用いられているペットボトルは、耐熱性が低く、上限が87℃までの液温の充填液しか充填することが出来ない。従って、充填容器がペットボトルの場合には、充填液の温度を十分に高くして充填することは不可能であり、前記基準温度内で充填するようにしている。
【0004】
ところで、前記のようなホットパック充填では、通常、充填する液体を調合タンクで調合した後、クッションタンクに送って貯留し、さらに、加熱殺菌装置において加熱をした後加圧タンクに送り、この加圧タンクからフィラ(充填機)へ送液して、容器内に充填するようになっている。
【0005】
前記送液ラインには、ディバージョン回路、すなわち、加熱殺菌装置から加圧タンクへの途中に設けられた切換バルブを介して加熱殺菌された充填液をクーラーで冷却した後クッションタンクへ戻す回路が設けられており、ライン停止時等のように充填液の供給が必要なくなった場合には、加圧タンクに設けられたレベルセンサの信号によって、前記切換バルブを切換えてディバージョン回路からクッションタンクへ充填液を戻し、加圧タンク以降の充填液はブローするようにしている(特公平2−27236号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにライン停止時等には、加圧タンクよりも上流側の液をディバージョン回路を介してクッションタンクに戻し、加圧タンク以降の液はブローするようにしているが、この加圧タンク以降の液量が多いため、ライン停止時等の温度低下時には充填液のロスが大きいという問題があった。
【0007】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ライン停止等による液温の低下時にも充填液のロスを少なくすることができる飲料製造ラインを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る飲料製造ラインは、製品液を貯留するクッションタンクと、クッションタンクから送液された製品液を加熱殺菌する加熱殺菌手段と、加熱殺菌された製品液を貯留するとともに、充填機に送液する加圧タンクと、加圧タンクに設けられ、貯留される製品液のレベルを検出するレベルセンサと、前記加熱殺菌手段と加圧タンクとの間に設けられた第1切換バルブと、第1切換バルブとクッションタンクとを接続する第1戻り通路とを備え、前記加圧タンク内の製品液の液量が所定量を越えたときに、レベルセンサからの信号により前記第1切換バルブを第1戻り通路側に切り換えるようにしたものであって、さらに、前記加圧タンクと充填機との間に第2切換バルブを設けるとともに、この第2切換バルブと前記クッションタンクとを接続する第2戻り通路を設け、充填機が所定時間以上停止したときに、第2切換バルブを第2戻り通路側へ切り換えるとともに、運転再開時に第2切換バルブ以降の充填機側に滞留していた製品液を放出してから加熱殺菌手段によって加熱された製品液を充填機に供給して液通路内を昇温する昇温モードを有することを特徴とするものである。飲料製造ライン。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る飲料製造ラインの構成を簡略化して示す構成図であり、充填される液体(製品液である飲料)は、調合タンク2内で調合されクッションタンク4に送られて貯留される。この時点では、液体は常温である。
【0010】
前記クッションタンク4に貯留された液体は、ポンプ6によって超高温による加熱殺菌装置(UHT)8に送られ、所定の温度に加熱されて殺菌された後、配管10を通って加圧された無菌エアーにより微加圧タンク12に送られる。この加熱殺菌装置8から微加圧タンク12への配管10中に、第1切換バルブ14が設けられており、この切換バルブ14からの分岐管(第1戻り通路)15がクーラ16を介して前記クッションタンク4に接続されて第1ディバージョン回路が構成されている。前記微加圧タンク12内には、レベルセンサ(図示せず)が設けられており、この微加圧タンク12の貯留液量が所定値を越えると、レベルセンサからの信号により第1切換バルブ14が切り換えられ、加熱殺菌装置8で加熱殺菌された液体は、第1戻り通路15からクーラー16に送られて冷却された後クッションタンク4に戻される。
【0011】
微加圧タンク12内に貯留された液体は、ポンプ18により吐出されストレーナ20を介して加圧タンク22に送られる。さらに加圧タンク22で加圧された液体は、配管27を介してフィラ(充填機)24に供給され、フィラ24の外周寄りに円周方向等間隔で設けられた充填ノズル26から容器28(図2参照)内に充填される。
【0012】
前記加圧タンク22からフィラ24への配管27内に第2の切換バルブ30が設けられており、この第2切換バルブ30からの分岐管(第2戻り通路)32が回収タンク34に接続されている。この回収タンク34に回収された液体は、ポンプ36により前記クーラー16に送られ、第1切換バルブ14からの還流液と同様に、クーラー16で冷却された後クッションタンク4に戻される。これら第2切換バルブ以降の第2戻り通路32、回収タンク34およびクーラ16等により第2ディバージョン回路が構成されている。なお、この回収タンク34を省略して、第2切換バルブ30に接続された第2戻り通路32からの回収液を直接クーラー16に送るようにしても良い。
【0013】
前記フィラ24には、図2に示すように、容器供給コンベヤ38によって搬送されてきた容器28が、インフィードスクリュー40によって所定の間隔に切り離された後、入口スターホイール42を介して供給される。フィラ24に供給された容器28は、図示しない容器保持手段等によって保持されて回転搬送される間に、前記図1に示す給液ラインから供給された液体が充填ノズル26を介して充填される。液体が充填された容器28は、出口スターホイール44を介して搬送コンベヤ46上に排出されて次の工程に送られる。前記容器供給コンベヤ38の側部には、供給コンベヤ38上に向かって進退動する容器導入ストッパ48が設けられており、供給コンベヤ38上に出没して容器28の供給および供給の停止を行うことができる。このストッパ48の作動は、後に説明する制御装置50によって制御される。なお、この実施の形態では、容器供給コンベヤ38として、搬送面上に容器28を載せて搬送する通常のコンベヤを用いているが、エア搬送コンベヤ等その他のコンベヤを用いることもできる。
【0014】
フィラ24の外周側には、所定の長さに亘って円弧状の樋(液受け手段)52が配設されている。この樋52は、前記制御装置50によって作動を制御されるシリンダ54によって進退動されるようになっており、前記充填ノズル26の下方に進出して充填ノズル26から吐出される液体を受ける位置と、後退して充填時の容器28と干渉しない位置との間を進退動する。また、充填液を容器28内に充填せずに放出する場合には、この樋52を前進させるとともに、図示しない液バルブ開放手段を移動させるシリンダ66(図3参照)の作動によってこの樋52の設けられている区間だけ充填ノズル26の液バルブ(図示せず)を開放して、液体を充填ノズル26から樋52内に放出するようになっている。なお、この樋52が設置されている区間は、エンコーダ56の信号によって認識される。さらに、この樋52には、充填ノズル26から吐出された液体の温度を測定する温度センサ58が設けられている。
【0015】
制御装置50は、図3に示すように、予め設定された充填液の液温を記憶する記憶部60と、前記温度センサ58によって測定された温度とこの記憶部60に記憶されている設定温度とを比較する比較部62とを備えており、この比較部62からの信号により指令部64が、前記容器導入ストッパ48、樋進退動用シリンダ54および充填ノズル26の液バルブ開放用シリンダ66の作動指令を出力する。
【0016】
以上の構成に係る飲料製造ラインの作動について説明する。充填される液体(飲料)は、調合タンク2内で調合され、クッションタンク4に送られて貯留される。液体はこの時点では常温である。クッションタンク4内に貯留された液体は、ポンプ6によって吐出され、加熱殺菌装置8に送られて所定の温度まで加熱され、加圧された無菌エアーにより下流側の微加圧タンク12に送られる。
【0017】
加熱殺菌装置8から微加圧タンク12への配管10に設けられている第1切換バルブ14は、微加圧タンク12内に設けられているレベルセンサからの信号により、微加圧タンク12側と第1戻り通路(分岐管)15側とを切り換えられるようになっており、微加圧タンク12内の液量が所定のレベルに達すると、第1戻り通路15側に切り換えて、余剰の液体を第1ディバージョン回路を介してクッションタンク4に還流させる。なお、超高温による加熱殺菌装置(UHT)8は調整が非常にデリケートであり、流量、温度等を常に一定の条件で運転しなければならないので、運転が開始した後は、フィラ24等の下流側の装置が停止した場合でも常に同量送液している。しかも液量は、フィラ24の消費量よりも多く設定されている。従って、微加圧タンク12のレベルセンサにより液量を検出して余剰流量を適宜第1戻り通路15から還流させるようになっている。
【0018】
微加圧タンク12内に貯留された液は、さらに、ポンプ18によって吐出され、ストレーナ20を介して加圧タンク22に送られる。加圧タンク22では、この液体を一定の圧力でフィラ24に送液している。通常の生産運転時には、第2切換バルブ30はフィラ24側に切り換えられている。また、液受け用の樋52は、後退位置にあることはいうまでもない。なお、この実施の形態では、微加圧タンク12と加圧タンク22とを備えているが、微加圧タンク12を省略することもできる。この場合には、加圧タンク22内に設けたレベルセンサによって余剰液量を検出し第1ディバージョン回路から還流させる。
【0019】
前述のように生産運転が行われているときには、第2切換バルブ30はフィラ24側に切り換えられ、第1切換バルブ14は、通常は微加圧タンク12側に接続され、微加圧タンク12内の液量が過剰になったときには、切り換えられて第1戻し通路15からクーラー16を介して余剰流量をクッションタンク4に還流させるようになっているが、ライン停止時(充填ノズル26の液バルブが開放されない状態の時)には以下のように作動する。
【0020】
ラインの停止時間が1分未満の場合には、給液ライン内に滞留している液体の温度があまり低下しないので、生産モードのままで、フィラ24の運転再開後そのまま容器28内への充填が行われる。1分以上停止した場合には、第2切換バルブ30からフィラ24までの間に滞留している液は温度が低下してしまうため充填することはできないが、この間の液を直ちにブローせず、液通路内の温度低下を防止するために保持しておく。なお、フィラ24が停止すると、容器供給コンベヤ38のストッパ48が作動して供給コンベヤ38上の容器28を停止させる。また、フィラ24内で充填途中の容器28は払い出される。
【0021】
前記のような停止状態から20分以内にフィラ24の運転が再開されたときには、フィラ24を昇温モードに切り換える。この実施の形態では、オペレータが操作盤の昇温スイッチを押す。昇温モードでは、樋52を充填ノズル26の下方へ前進させるとともに、フィラ24を回転させ、充填ノズル26の液バルブを樋52の設けられている区間だけ開放して樋52内に液を放出する。なお、樋52の設けられている区間はエンコーダ56によって識別している。
【0022】
第2切換バルブ30以降のフィラ24側に滞留していた液が、充填ノズル26から樋52に放出されるのに続いて、さらに、第1切換バルブ14から第2切換バルブ30の間の区間に滞留していた液体も、フィラ24に送られ、充填ノズル26から樋52内に吐出されてフィラ24の昇温作業に使用される。樋52内に吐出された液体は、温度センサ58によって液温が測定されている。この温度センサ58からの信号が制御装置50の比較部62に送られており、記憶部60に記憶されている設定温度と比較され、温度センサ58が測定した温度が設定温度に達すると、指令部64がフィラ24を生産モードに切り換える。
【0023】
生産モードに切り換えられると、液受け用の樋52がシリンダ54の作動により後退するとともに、樋52の区間で充填ノズル26の液バルブを開放していたバルブ開放手段をシリンダ66によってバルブを開放しない位置に後退させる。さらに、容器導入ストッパ48を容器供給コンベヤ38上から後退させて容器28の供給を再開する。フィラ24内に供給された容器28には、充填ノズル26から設定温度に加熱された液体が充填される。
【0024】
ラインの停止が20分以上になった場合には、第1切換バルブ14から第2切換バルブ30までの間に滞留している液体は製品として充填できないと判断されるが、液通路の温度低下を防止するために直ちに第2切換バルブ30を切り換えて第2戻り通路32に送液することはしない。その後、運転が再開されたときにオペレータが操作盤の昇温スイッチを押して昇温モードに切り換える。すると、樋52が前進するとともに、フィラ24が回転し、樋52の区間だけ液バルブを開放して第2切換バルブ30よりも下流側に滞留していた液を樋52内に放出する。さらに、第2切換バルブ30をフィラ24側から第2戻り通路32側に切り換えて、第1切換バルブ14から第2切換バルブ30の間に滞留していた液を、第2戻り通路32の回収タンク34、クーラー16等を介してクッションタンク4に還流させる。
【0025】
この実施の形態では、長時間にわたりラインが停止した場合には、運転再開後に第2切換バルブ30をフィラ24側から第2戻り通路32側に切り換えて、第1切換バルブ14から第2切換バルブ30の間に滞留していた液をクッションタンク4に還流させ、その他の場合には、第2切換バルブ30をフィラ24側に接続し、第2戻り通路32側を遮断しているが、この遮断時にも第2戻り通路32側に僅かの液を流すようにしている。回収タンク34が密閉型であればその必要はないが、この実施の形態では、回収タンク34が半密閉型であるため、サニタリー性を確保するために第2戻り通路32の第2切換バルブ30から回収タンク34までの間の部分には常時液を満たしておくようにしている。従って、回収タンク34内の液面レベルは、絶えず第2戻り通路32の回収タンク34内への開口部よりも上のレベルになっている。そして、回収タンク34内に徐々に流れ込む液は、定期的、定量的に第2戻り通路32の下流部分を介して、クーラー16を通りクッションタンク4に戻されるようになっている。
【0026】
なお、クッションタンク4に戻される液は、クーラー16を通して冷却されるようになっている。たとえ、ライン停止が長時間に及んで送液ライン中に滞留していた液の温度が低下したとしても、クッションタンク4内の常温の液体よりは遙かに高温であり、この高温の液をクッションタンク4に戻すとクッションタンク4内の液温が変動してしまう。このような温度差の大きい液体を加熱殺菌装置8に供給して加熱すると、加熱殺菌装置8から排出される液体の温度がばらついてしまうからである。
【0027】
その後、第2切換バルブ30を切り換えてフィラ24側に接続し、加熱殺菌装置8によって加熱された液を、微加圧タンク12および加圧タンク22等を介してフィラ24に供給する。加熱された液体が給液ラインを通過して液通路内を昇温しつつ、充填ノズル26から樋52内に放出される。樋52内に放出された液は、温度センサ58によって液温を測定されており、その検出信号が制御装置50の比較部62に入力される。比較部62では、記憶部60に記憶されている設定温度とこの測定された温度とを比較し、設定温度に達すると、指令部64がフィラ24を生産モードに切り換え、樋52を後退させるとともに、液体を樋52に放出する際に充填ノズル26の液バルブを開放するバルブ開放手段をシリンダ66によって後退させる。さらに、容器導入ストッパ48を後退させて容器28の供給を開始する。フィラ24内に供給された容器28には、充填ノズル26から設定温度に加熱された液体が充填される。
【0028】
なお、温度センサは各種の構成のものを使用することができ、接触式および非接触式のいずれも使用可能である。例えば、非接触式であれば、前記のように、樋52にブラケットを介して取付け、あるいは、充填ノズル26の表面温度を検出するようにしても良く、また、オペレータがハンディタイプのセンサを持って検出することもできる。接触式の場合には、樋52内の液が吐出される位置に熱電対を配置するようにしても良い。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、製品液を貯留するクッションタンクと、クッションタンクから送液された製品液を加熱殺菌する加熱殺菌手段と、加熱殺菌された製品液を貯留するとともに、充填機に送液する加圧タンクと、加圧タンクに設けられ、貯留される製品液のレベルを検出するレベルセンサと、前記加熱殺菌手段と加圧タンクとの間に設けられた第1切換バルブと、第1切換バルブとクッションタンクとを接続する第1戻り通路とを備え、前記加圧タンク内の製品液の液量が所定量を越えたときに、レベルセンサからの信号により前記第1切換バルブを第1戻り通路側に切り換える飲料製造ラインにおいて、前記加圧タンクと充填機との間に第2切換バルブを設けるとともに、この第2切換バルブと前記クッションタンクとを接続する第2戻り通路を設け、充填機が所定時間以上停止したときに、第2切換バルブを第2戻り通路側へ切り換えるとともに、運転再開時に第2切換バルブ以降の充填機側に滞留していた製品液を放出してから加熱殺菌手段によって加熱された製品液を充填機に供給して液通路内を昇温する昇温モードを有するようにしたことにより、加圧タンク以降の液もクッションタンクに戻すことができるので、充填液の温度低下に伴ってロスする液の量を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る飲料製造ラインの全体の構成を簡略化して示す図である。
【図2】前記飲料製造ラインに設けられたフィラ(充填機)の構成図である。
【図3】前記フィラに設けられた液受け用樋および容器導入ストッパの作動を制御する制御装置の構成図である。
【符号の説明】
4 クッションタンク
8 加熱殺菌手段
12 加圧タンク(微加圧タンク)
14 第1切換バルブ
15 第1戻り通路
24 充填機(フィラ)
30 第2切換バルブ
32 第2戻り通路
52 液受け手段(樋)
Claims (2)
- 製品液を貯留するクッションタンクと、クッションタンクから送液された製品液を加熱殺菌する加熱殺菌手段と、加熱殺菌された製品液を貯留するとともに、充填機に送液する加圧タンクと、加圧タンクに設けられ、貯留される製品液のレベルを検出するレベルセンサと、前記加熱殺菌手段と加圧タンクとの間に設けられた第1切換バルブと、第1切換バルブとクッションタンクとを接続する第1戻り通路とを備え、前記加圧タンク内の製品液の液量が所定量を越えたときに、レベルセンサからの信号により前記第1切換バルブを第1戻り通路側に切り換える飲料製造ラインにおいて、
前記加圧タンクと充填機との間に第2切換バルブを設けるとともに、この第2切換バルブと前記クッションタンクとを接続する第2戻り通路を設け、充填機が所定時間以上停止したときに、第2切換バルブを第2戻り通路側へ切り換えるとともに、運転再開時に第2切換バルブ以降の充填機側に滞留していた製品液を放出してから加熱殺菌手段によって加熱された製品液を充填機に供給して液通路内を昇温する昇温モードを有することを特徴とする飲料製造ライン。 - 前記充填機に進退動可能な液受け手段を設け、この液受け手段を外部からの信号により充填ノズルの下方へ前進させた後、前記第2切換バルブから充填機内の間に滞留する製品液を、充填ノズルから前記液受け手段内に吐出することを特徴とする請求項1に記載の飲料製造ライン。
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