JP6319787B2

JP6319787B2 - ガス置換包装装置

Info

Publication number: JP6319787B2
Application number: JP2013250880A
Authority: JP
Inventors: 森　英二; 森　　英二; 真治黒市
Original assignee: Furukawa Mfg Co Ltd
Current assignee: Furukawa Mfg Co Ltd
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: JP2015107811A

Description

本発明は、主に加工食品用包装袋にガスフラッシュを行うガス置換包装装置に関し、詳しくは、真空チャンバー内に支持された包装袋内を不活性ガスで置換するガス置換包装装置の改良に関する。

従来、食品に含有される油脂成分やビタミン類の酸化防止、色彩の退色防止、カビや細菌の繁殖防止などを目的として、食品を収納した包装袋内部を窒素ガスなどの不活性ガスに置換し密封することが広く行われている。

包装袋内を不活性ガスでガス置換する方法として、従来から真空包装機が使用されているが、その方法として次のような方法が実施されている。

図８は、従来のガス置換をする際に使用するロータリー真空包装機の真空チャンバーの一部を破断して示した断面図である。この図８に示すように、真空チャンバー１内に包装袋２の両側を図示しない一対のクランプにより支持し、第１吸盤３と第２吸盤４で包装袋２の袋口２Ａを吸着して開口する。その後、真空チャンバー１内を負圧化しつつ、袋口２Ａに臨ませるように上方に配置したガスノズル５から、不活性ガスを噴射して包装袋２内を不活性ガスで満たし、吸盤３，４の吸引を停止すると共に、袋口２Ａを保持する前記一対のクランプを離間して袋口２Ａを閉じ、シーラ６、シール台７により袋口２Ａをシールする（特許文献１参照）。

その他の方法として、図９に示すように、真空チャンバー１内の包装袋２内部にまでガスノズル５を挿入し、真空チャンバー１内を負圧化しつつ、ガスノズル５から不活性ガスを噴射し、その後、包装袋２の袋口２Ａを閉じてシーラ６とシール台７によりシールする方法が知られている。

特開平６−５４６７３号公報

ところで、図８に示したガス置換包装方法の場合、ガス置換率が上がらず置換率にばらつきが出るという問題があった。

他方、図９に示したガス置換方法の場合は、包装袋２内にガスノズル５を挿入するので、ガス置換率は高く、しかも安定した置換率が得られるが、包装袋２はプラスチックフィルムなどの柔軟な材質であるため袋口２Ａが何らかの理由でゆるんだり、変形したりしてガスノズル５が適格に包装袋２内に入らない場合があり、ガス置換不良を生じる恐れがあった。

また、被包装物が粉体の場合、ガス噴出圧が高いと粉体が袋口２Ａから噴出しやすく、噴出した粉体が袋口２Ａの内面に付着してシール不良を起こす問題があった。また、ガスノズル５を包装袋２内に入れるため、ガスノズル５表面の衛生管理が必要となり、ガスノズル表面の衛生管理が面倒となる問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、真空チャンバー内で包装袋に不活性ガスを充填するガス置換包装装置において、包装袋内の被包装物を噴出させることなく、しかも確実なガス置換効果が得られるガス置換包装装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のガス置換包装装置は、真空チャンバーを備え、この真空チャンバー内に支持された包装袋内を不活性ガスでガス置換するガス置換包装装置において、真空チャンバーの上部に設けられたシリンダーにより昇降動し、前記真空チャンバー内に支持された包装袋内に不活性ガスを噴射するガスノズルを前記真空チャンバー内に備え、不活性ガスを噴射するガス供給管の下端に板状のガスノズルが取り付けられ、ガスノズルの下面中央にガス供給管と連通する噴出口が形成され、ガスノズルの噴出口の両サイドの下面全体に、包装袋の袋口が閉じないように支持する中実な突起が複数本突出形成され、前記シリンダーは、前記ガスノズルの噴出口が包装袋の開口部の直上に位置するまでガスノズルを下降させ、前記ガスノズルの下降により、前記突起は包装袋の袋口上部内に位置し、不活性ガスの噴射によって袋口が閉じようとするのを開くことを特徴とする。

前記において、ガスノズルは板状であって、下面中央にガス供給管と連通する噴出口が形成され、この噴出口を包装袋の開口部の直上に位置させるので、噴出口から不活性ガスを噴射しても、被包装物が粉体であっても噴出することがない。また、ガスノズルは、噴出口の両サイドの下面全体に、中実な突起が複数本突出形成されているので、不活性ガスの噴射によって袋口が閉じようとするのを開く。

前記構成により、ガスノズルの噴出口から不活性ガスを噴射しても包装袋内の被包装物を噴出させることなく、しかも確実なガス置換効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態のガス置換包装装置の平面図図１の真空チャンバー内を破断して内部を示した正面図図１の真空チャンバーの平面の断面図、図１の真空チャンバーの部分側面断面図本発明の第２の実施の形態のノズルの全体図第２の実施の形態のガス置換包装装置の一部を破断した部分正面図第２の実施の形態のガス置換包装装置の一部を破断した部分側面図従来技術のガス置換包装装置の部分断面図他の従来技術のガス置換包装装置の部分断面図

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態のガス置換包装装置の一例を示す平面図である。図１のガス置換包装装置は、六角形のロータ１０が間歇回転して、６か所のセクションで被包装物の充填とガス置換包装作業を行う。

（１）の包装袋供給セクションでは、袋箱１１から受渡し機構１２を介してロータ１０の外周部に取り付けられた一対のクランプ１３に包装袋１４が受け渡される。（２）の袋口開口セクションでは、図示しない吸盤により前後方向から袋口１４Ａが開口されると共に、アーム１５の先端部に設けられたヘラ１５Ａにより袋口１４Ａの開口が維持されつつ次のセクションに包装袋１４が移動する。（３）の充填セクションでは、被包装物充填装置の漏斗１６が下降して、ヘラ１５Ａにより開口した袋口１４Ａ内に挿入されて被包装物が充填される。（４）のセクションでは、袋底に振動を与えて包装袋１４内の被包装物を袋底に安定させる。（５）のガス置換セクションでは、後述するように、真空チャンバー１７内で包装袋１４内のガス置換が行われる。（６）のシールセクションでは（５）のガス置換セクションでシールした袋口１４Ａを再びシールし、シールをより強くする。ロータ１０が１周し、（１）の包装袋供給セクションではガス置換が完了した包装袋１４をクランプ１３が開放して搬出シュート１８Ａを介して搬出コンベア１８から搬出する。

次に、（５）のガス置換セクションでのガス置換について詳細に説明する。図２は真空チャンバー１７内を破断して内部を示した正面図、図３は平面の断面図、図４は部分側面断面図である。図３に示すように、（５）のガス置換セクションでは一対のクランプ１３で両側部が保持された包装袋１４を、図示しない開閉装置が作動して真空チャンバー１７が覆い被さる。即ち、このガス置換包装装置は、図１に示すように、間歇回転するロータ１０のガス置換セクション（５）の側面位置に、真空チャンバー１７が設けられ、図示しない開閉装置により真空チャンバー１７がロータ１０の側壁に当接、離間するよう構成されている。

第１吸盤２１を備えたアクチュエータ２２が、前記真空チャンバー１７の包装袋１４の袋口１４Ａに対応する位置に設けられ、第１吸盤２１の上部に一対のアクチュエータ２３で作動するシーラ２４が水平に設けられている。前記第１吸盤２１とシーラ２４とに対応して、シール台２５と第２吸盤２６を備えた回動板２７がガスノズル２８を挟んで真空チャンバー１７内に設けられている。前記回動板２７は回動軸２７Ａに固定され、前記回動軸２７Ａの両端のレバー２７Ｂに、真空チャンバー１７の両サイドにそれぞれピンで支持されたエアーシリンダ２０のロッドが連結され、前記回動板２７が回動可能に設けられている。包装袋１４の袋口１４Ａの正面と背面を、図２に示すように第１吸盤２１と第２吸盤２６で吸着して、アクチュエータ２２によって包装袋１４の袋口１４Ａを開口し、シーラ２４とシール台２５とでガス置換が終了した袋口１４Ａをシールする。

真空チャンバー１７の中央上部に、窒素ガスや二酸化炭素等の不活性ガスを流すガス供給管２９が取り付けられ、このガス供給管２９の真空チャンバー１７内の下端には、包装袋１４内に不活性ガスを噴射する角柱状のガスノズル２８が袋口１４Ａの上部位置に配置されている。このガスノズル２８は、内部が中空であって、ガス供給管２９に連通し、シリンダー３０によりガス供給管２９と共に昇降動して袋口１４Ａの開口部に近接、離間する。

前記ガスノズル２８は、包装袋１４の袋口１４Ａの開口部に面する下面に、図３に示すように互い違いに千鳥状に多数の噴出口２８Ａが穿設され、ガス供給管２９から供給される不活性ガスが噴出するようになっている。このガスノズル２８は、シリンダー３０によって下降しても噴出口２８Ａが袋口１４Ａの開口部内に挿入されることなく、開口部の直上に位置するよう設定されている。

次に、前記構成のガス置換方法について説明する。
充填セクション（３）で被包装物を充填し終わった包装袋１４が、ガス置換セクション（５）に停止すると、図示しない開閉装置が作動してロータ１０側面に、離間した容器状の真空チャンバー１７が実線で示すように閉じて、包装袋１４を気密に覆う。

なお、この気密状態は、ロータ１０の側面に予め真空チャンバー１７が気密に密着出来る表面１０Ａを備えていて、この表面１０Ａに真空チャンバー１７の開口縁のシールリング１７Ａを密着させ、真空チャンバー１７内を負圧化することで達成されるように構成されている。真空チャンバー１７が閉じられると、シール台２５と第２吸盤２６とを備えた回転板２７が袋口１４Ａ側にエアーシリンダ２０の作動で回転する。包装袋１４を保持した一対のクランプ１３は間隔を狭めると同時に、図３に示すように、包装袋１４の袋口１４Ａの正面と背面を、第１吸盤２１と第２吸盤２６で吸着して、アクチュエータ２２を元に復帰させて包装袋１４の袋口１４Ａをガスノズル２８の幅より少し広めに開口する。

包装袋１４の袋口１４Ａを上記のように開口すると共に、図示しない真空ポンプにより真空チャンバー１７内を負圧化する。その後、ガスノズル２８をシリンダー３０によって下降させ、ガスノズル２８から不活性ガスを包装袋１４内に噴射し、包装袋１４内を不活性ガスと置換する。ガスノズル２８の噴出口２８Ａは袋口１４Ａの開口部内に入ることなく、開口部の直上に位置するので、不活性ガスを噴射しても、被包装物が粉体であっても噴出せず、袋口１４Ａのシール部に粉体の噛み込みが殆ど無い。しかも、袋口１４Ａの開口部に近接して不活性ガスを噴射するので、ガスノズル２８を包装袋１４内に入れて噴射すると同程度の高置換率が可能となる。さらに、ガスノズル２８が包装袋１４内に入らないため、ガスノズル２８に被包装物が付着することが無く、衛生的でメンテナンスが容易となる。

前記のようにして包装袋１４内のガス置換が行われた後、ガスノズル２８をシリンダー３０によって引き上げ、包装袋１４を保持する一対のクランプ１３が離間して袋口１４Ａを閉じる。袋口１４Ａを閉じてアクチュエータ２３を作動させてシーラ２４をシール台２５に圧接して袋口１４Ａを熱シールし、冷却して包装袋１４を密封する。なお、図２において、回転板２７は中央部が説明のため破断した状態で示し、図３において、シーラ２４は中央部が説明のため破断した状態で示し、シール台２５は省略している。

密封処理が終了すると、図１の二点鎖線の仮想線で示すように、真空チャンバー１７が図示しない開閉装置により再び開放される。そして、ロータ１０が回転して、包装が完了した包装袋１４が搬出コンベア１８で外部に搬出される。

（２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態のノズルを示す全体図、図６は第２の実施の形態のガス置換包装装置の一部を破断した部分正面図、図７は同じく一部を破断した部分側面図である。この第２の実施の形態は、基本的には前記第１の実施の形態と同じであるので、同一の部材については同じ図面の符号を使用して説明は省略する。

この第２の実施の形態では、不活性ガスを噴射するガス供給管２９の下端に長方形で板状のガスノズル４０が取り付けられ、ガスノズル４０の下面中央にガス供給管２９と連通する噴出口４０Ａが形成されている。さらに、ガスノズル４０の噴出口４０Ａの両サイドの下面全体に中実な突起４０Ｂが複数本千鳥状に突出形成されている。これらの突起４０Ｂにより、包装袋１４の袋口１４Ａが閉じないように支持される。なお、前記ガス供給管２９とガスノズル４０も、真空チャンバー１７の上部に設けられたシリンダー３０により昇降動する。

次に、この第２の実施のガス置換方法について説明する。
この第２の実施の形態も前記第１の実施の形態とガス置換方法は基本的には同じであって、真空チャンバー１７が閉じられると、包装袋１４を保持した一対のクランプ１３は間隔を狭めて、包装袋１４の袋口１４Ａの正面と背面を、第１吸盤２１と第２吸盤２６で吸着して、アクチュエータ２２を作動させて包装袋１４の袋口１４Ａを開口する。

包装袋１４の袋口１４Ａを開口した後、真空チャンバー１７内を負圧化して、シリンダー３０によって、ガスノズル４０の噴出口４０Ａが袋口１４Ａの開口部内に入ることなく、開口部の直上に位置するまでガスノズル４０を下降する。前記のガスノズル４０の下降により、突起４０Ｂは図６、図７に示すように、包装袋１４の袋口１４Ａ上部内に位置し、不活性ガスの噴射により、袋口１４Ａが閉じようとしても突起４０Ｂにより袋口１４Ａが開かれる。

ガスノズル４０を上記のような状態にしてから、ガスノズル４０の噴出口４０Ａから不活性ガスを包装袋１４内に噴射して、包装袋１４内を不活性ガスと置換する。前記突起４０Ｂにより、袋口１４Ａが開かれているので、包装袋１４内のガス置換がスムースに行われる。しかも、ガスノズル４０の噴出口４０Ａが袋口１４Ａの開口部内に挿入されることなく、開口部の直上に位置するので、噴出口４０Ａから不活性ガスを噴射しても、被包装物が粉体であっても噴出することがなく、袋口１４Ａのシール部に粉体の噛み込みが殆ど無い。しかも、袋口１４Ａの開口部に近接して不活性ガスを噴射するので、ガスノズル４０を包装袋１４内に入れて噴射するのと同程度の高置換率が可能となる。さらに、ガスノズル４０を包装袋１４の内部まで挿入しないため、ガスノズル４０に被包装物が付着することが少なく、衛生的でメンテナンスが容易となる。

前記のようにして包装袋１４内のガス置換が行われた後、ガスノズル４０をシリンダー３０によって引き上げた後、包装袋１４を保持する一対のクランプ１３が離間して袋口１４Ａを閉じる。袋口１４Ａが閉じた後、アクチュエータ２３を作動させてシーラ２４をシール台２５に圧接して袋口１４Ａを熱シールし、冷却して密封する。密封処理が終了すると、図１の仮想線で示すように、真空チャンバー１７が図示しない開閉装置により二点鎖線で示すように再び開放される。そして、ロータ１０が回転して、包装が完了した包装袋１４が搬出コンベア１８で外部に搬出される。

前記第２の実施の形態では、ガスノズル４０には噴出口４０Ａが１個形成されているが、第１の実施の形態のように、複数個形成してもよい。なお、第１の実施の形態は噴出口２８Ａを千鳥状に形成したが、この噴出口２８Ａは千鳥状である必要はない。また、突起４０Ｂの配置についても千鳥状に配置する必要はなく、袋口１４Ａが突起４０Ｂに規制されて開くように配置すればよく、突起４０Ｂの本数も少なくてもよい。また、図５に示すように、ガス供給管２９の下端に噴出孔２９Ａを穿設し、噴出口４０Ａから袋口方向に不活性ガスを噴射すると共に、噴出孔２９Ａから真空チャンバー１７全体に不活性ガスを噴射してもよい。

前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、真空チャンバー１７を（５）のセクションだけに設けたロータリー型包装機で説明したが、本発明は、かかる包装機に限定されるものではなく、例えば、充填包装装置と真空包装装置が隣接して設置され、真空包装装置には真空チャンバーが全セクションに設けられた形式のものであってもよい。この形式の真空包装装置では、全てのセクションに不活性ガスを噴射するガスノズルを取り付けた真空チャンバーを設ける。

また、本発明は前記のような全自動の真空包装装置ではなく、作業員が手作業でガス置換包装作業を行う、バッチ式の真空包装機であってもよい。

本発明は、主に加工食品用包装袋にガスフラッシュを行うガス置換包装装置に有用である。

１０ロータ
１０Ａ表面
１１袋箱
１２受渡し機構
１３クランプ
１４包装袋
１４Ａ袋口
１５アーム
１５Ａヘラ
１６漏斗
１７真空チャンバー
２１第１吸盤
２２アクチュエータ
２３アクチュエータ
２４シーラ
２５シール台
２６第２吸盤
２８ガスノズル
２８Ａ噴出口
２９ガス供給管
３０シリンダー
４０ガスノズル
４０Ａ噴出口
４０Ｂ突起

Claims

真空チャンバーを備え、この真空チャンバー内に支持された包装袋内を不活性ガスでガス置換するガス置換包装装置において、
真空チャンバーの上部に設けられたシリンダーにより昇降動し、前記真空チャンバー内に支持された包装袋内に不活性ガスを噴射するガスノズルを前記真空チャンバー内に備え、
不活性ガスを噴射するガス供給管の下端に板状のガスノズルが取り付けられ、ガスノズルの下面中央にガス供給管と連通する噴出口が形成され、ガスノズルの噴出口の両サイドの下面全体に、包装袋の袋口が閉じないように支持する中実な突起が複数本突出形成され、
前記シリンダーは、前記ガスノズルの噴出口が包装袋の開口部の直上に位置するまでガスノズルを下降させ、前記ガスノズルの下降により、前記突起は包装袋の袋口上部内に位置し、不活性ガスの噴射によって袋口が閉じようとするのを開くことを特徴とするガス置換包装装置。
ガスノズルには噴出口が複数個形成されたことを特徴とする請求項１に記載のガス置換包装装置。
ガス供給管の下端に噴出孔を穿設し、この噴出口から袋口方向に不活性ガスを噴射すると共に、噴出孔から真空チャンバー全体に不活性ガスを噴射することを特徴とする請求項１に記載のガス置換包装装置。