JP7125273B2 - 含気包装品検査装置及び含気包装品製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、柔軟な包装袋に製品充填物及び気体を充填して密封した含気包装品を検査する含気包装品検査装置、及び該含気検査装置を備えた含気包装品製造装置に関する。

含気包装品は、柔軟な包装袋に製品充填物を充填して密封した後に加熱殺菌処理をする。この加熱殺菌処理は、充填した製品充填物と気体の比率すなわち含気率が、加熱効率、加熱均一性等に影響する。製品充填物の加熱殺菌処理にむらがあると、製品充填物の部分的な殺菌不足や過加熱に起因する品質劣化のおそれがある。
そのため、含気包装品製造装置においては、製品充填物の加熱殺菌処理を効率的かつ均一に行うために、含気包装品の含気率を高精度にかつ迅速に測定し、その測定値に基づいて加熱殺菌処理に適合していると判断されたもののみが加熱殺菌処理される。

従来、この製品充填物の加熱殺菌のむらの発生を防止しあるいは減少させるために、食品等の製品充填物と一緒に空気、不活性ガス等の気体を充填した含気包装品を回転させることにより、製品充填物と気体の混合・攪拌を行いながら加熱殺菌を施すこと、例えば回転式レトルト殺菌が行われている。

前記回転式レトルト殺菌において、含気包装品内の実質上重量ゼロの気体は、充填物内に混在することによって、含気包装品を回転させた場合に充填物の迅速な攪拌・混合に有効に作用し、結果的に加熱殺菌処理を均一的にかつ効率的に行うことに貢献する。従って、含気包装品の中の気体の量は、含気包装品の容積に直接関わるだけでなく、殺菌処理等の工程に大きな影響を与える。そのため、所定量の製品充填物を充填した含気包装品に含まれる気体の量が高精度に測定されまた高精度に制御できることが望まれている。

本明細書において、包装袋Ｅに製品充填物Ｐ及び気体Ｇを充填して密封したものを含気包装品ＳＥと言う。含気包装品ＳＥ内の製品充填物Ｐに対する気体Ｇの割合を含気包装品ＳＥの含気率という。

（従来技術とその問題点）
含気包装品ＳＥ内に所定範囲内の量の気体が存在することを判別する方法の第１の従来技術として、一定量の充填物を包装体に含気状態で充填密封した後、得られた含気包装品ＳＥに、所定重量の重りを取り付け、次いで該含気包装品ＳＥを浸漬液中に入れ、浮上した含気密封包装体を良品とし、沈降した含気密封包装体を不良品と判定する含気密封包装体の判定方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この第１の従来技術の判定方法においては、包装体を浸漬液に浸漬するための装置が複雑であり、また浸漬して浮沈状態の判定するための作業が煩雑であり、かつ安定した浮沈状態を実現するため一定の放置時間を要することから非効率的である等の問題がある。その上、判定の精度が低く、産業上求められている精度の判定を迅速に行うことが困難であるという問題もある。

含気包装品ＳＥ内に所定範囲量の気体が存在することを判別する方法の第２の従来技術として、製品充填物Ｐと気体Ｇとを有する含気包装品ＳＥに冷却処理又は加熱処理を施し、該処理と同時或いはその後に該含気包装品ＳＥの表面の所定温度範囲の領域の面積を測定し、得られた面積から含気密封包装体中の気体の容積を算出する含気密封包装体の含気量の測定方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

前記第２の従来技術の測定方法においては、所定温度範囲の領域の面積が比較的大きいため、求める面積の測定誤差が大きくなるという問題がある。また、測定のために包装体を平置きした場合でも気泡を所定の被測定領域に安定的に固定することが困難であり、さらに包装体の表面にしわが発生して測定誤差が発生するという問題もある。

なお、含気包装品ＳＥを加熱処理するシステムとしては、レトルトパウチ等バリヤー性のある包材の把持及び袋口開閉手段と、回転ドラムに保持された放射状のアームにより上記包材を供給する手段と、開口した袋口に半調理又は調理済食品を注入する食品充填手段と、調味液充填手段と、充填済包材の次工程への移載手段とを順次円周状に配設してなる食品充填機と、移載されたパウチの袋口を密封する熱溶着シール機と、密封されたパウチを加熱処理する加熱殺菌機とからなる食品殺菌システムにおいて、パウチ開口時及び液注入後の不活性ガス充填手段を配設してなる含気食品殺菌システムが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平０６－００１３３０号公報 特開平０６－００８９２１号公報 特開平０７－３１３１２８号公報

（発明の目的）
本発明は、従来技術の含気包装品ＳＥ内に所定範囲内の量の気体Ｇが存在することを検査する装置に関する上述した問題点に鑑みてなされたものであって、含気包装品ＳＥ内部の気体の量を高精度にかつ迅速に測定することができる検査装置を提供することを目的とする。
また、含気包装品ＳＥの製品充填物Ｐと気体Ｇの比率すなわち含気率に関する値を高精度にかつ迅速に測定して、製品充填物Ｐの加熱殺菌処理を効率的かつ均一に行うために適合した含気包装品ＳＥであるか否か等を選別することができる含気包装品検査装置及び含気包装品製造装置を提供することを目的とする。

本願第１発明は、柔軟包装袋に流動性充填物と気体を充填密封して形成した含気包装品の、前記流動性充填物と前記気体とに関する情報を得る含気包装品検査装置において、
前記含気包装品の柔軟包装袋における、少なくとも前記気体を含む部分を一定形状にするための柔軟包装袋成形手段と、
前記柔軟包装袋成形手段によって一定形状に成形された部分における、前記柔軟包装袋内の前記流動性充填物と前記気体との境界面の高さ位置を測定する測定手段と
を有することを特徴とする含気包装品検査装置である。

本願第２発明は、柔軟包装袋に流動性充填物と気体を充填密封して含気包装品を製造する充填密封手段と、
前記含気包装品の柔軟包装袋における、少なくとも前記気体を含む部分を一定形状にするための柔軟包装袋成形手段と、
前記柔軟包装袋成形手段によって一定形状に成形された部分における前記柔軟包装袋内の前記流動性充填物と前記気体との境界面の高さ位置を測定する測定手段と、
前記測定手段の出力に基づいて前記含気包装品を適合品と非適合品に選別する選別手段と、
前記選別手段によって適合品と選別された前記含気包装品を加熱殺菌する加熱殺菌手段と
を有することを特徴とする含気包装品製造装置である。

本発明によれば、含気包装品ＳＥ内部の気体の量を高精度にかつ迅速に測定することができる検査装置を提供することができる。
また、含気包装品ＳＥの製品充填物Ｐと気体Ｇの比率すなわち含気率に関する値を高精度にかつ迅速に測定して、製品充填物Ｐの加熱殺菌処理を効率的かつ均一に行うために適合した含気包装品ＳＥであるか否か等を選別することができる含気包装品検査装置及び含気包装品製造装置を提供することができる。

本発明の第１実施例の含気包装品製造装置の構成ブロック図である。 本発明の第１実施例の含気包装品製造装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施例の含気包装品製造装置の測定部の斜視図である 本発明の第１実施例の含気包装品製造装置の測定部の断面図である。 本発明の第１実施例の含気包装品製造装置の加熱トレイの斜視図である。 本発明の第１実施例の含気包装品製造装置の加熱釜の断面図である。 本発明の第２実施例の含気包装品製造装置の分解斜視図である。 本発明の第２実施例の含気包装品製造装置の測定部の斜視図である。 本発明の第２実施例の含気包装品製造装置の測定部の断面図である。 本発明の第３実施例の含気包装品製造装置の充填測定セクションの断面図である。

（第１実施例）
以下に、本発明の含気包装品検査装置を有する含気包装品製造装置の第１実施例について図に基づいて説明する。

第１実施例の含気包装品製造装置１は、図１に示すように、包装袋Ｅに製品充填物Ｐ、気体Ｇを充填して密封する充填セクション２００、含気包装品ＳＥの含気率を測定する測定セクション４００、含気包装品ＳＥを加熱殺菌処理する加熱殺菌セクション６００を有する。

充填セクション２００は、図２に示すように、反時計方向に回転移動する充填セクション移動軌跡２０２に沿って、包装袋取り出し部２０４，包装袋印刷部２０６，包装袋開口膨張部２０７、固形充填物充填部２０８，流動性充填部２１０，密封部２１２，引渡部２１４を有する。

包装袋取り出し部２０４は、包装袋積載台（図示せず）に載置されたパウチ等の包装袋Ｅを、取り出し吸引ノズル２２０によって一枚ずつ吸い上げ、充填セクション移動軌跡２０２に沿って移動させる一対の充填グリップ２２２に渡す。充填グリップ２２２は、包装袋Ｅをその上部で把持して吊り下げる。

包装袋印刷部２０６は、第１グリップ２２２によって挟持された包装袋Ｅの下端部付近に、プリンター２３０によって製造日、製造番号等を印刷する。
包装袋開口膨張部２０７は、一対の開口吸引ノズル２３２によって包装袋Ｅの上端開口部が開口されかつ膨らませられ、製品充填物Ｐ等の充填に備える。

固形充填物充填部２０８は、第１グリップ２２２によって挟持されて開口した包装袋Ｅに、充填ホッパー２４０から所定量の固形充填物を供給する。
流動性充填物充填部２１０は、タンク２５０に蓄えられた流動性充填物の所定量を第１グリップ２２２によって挟持された包装袋Ｅに充填する。

密封部２１２は、第１グリップ２２２によって挟持された包装袋Ｅの上端部を、一対の溶着シールバー２６０によって溶着して密封する。続いて、包装袋Ｅの溶着した上端部を、一対の冷却バー２６２によって挟持して冷却し、包装袋Ｅの上端部の溶着した部分を固める。密封された包装袋Ｅには、製品充填物Ｐと気体Ｇが充填されている。

引渡部２１４においては、包装袋Ｅの上部の第１グリップ２２２による挟持部分より上側の部分を、一対の第２グリップ４０４によって挟持し、第１グリップ２２２の把持を解放して、包装袋Ｅの充填セクション２００からの引渡が終了する。
第２グリップ４０４は、充填セクション２００の前記引渡位置及び測定セクション４００に進退させる機構（図示せず）によって進退させられる。

測定セクション４００においては、包装袋Ｅに収納された気体Ｇの体積を測定する。例えば、充填されている製品充填物Ｐの体積または重量が既知であれば、気体Ｇの体積を測定することにより、収納された製品充填物Ｐの量と気体Ｇ量の比すなわち含気率に関する値を演算することができる。

測定セクション４００においては、第２グリップ４０４によって挟持された包装袋Ｅが、時計方向に回転移動する測定セクション移動軌跡４０２に沿って移動され、測定装置４１０に到達する。
測定装置４１０において、図３及び図４に示すように、包装袋Ｅは、その上端部を一対の検査バー４１２によって把持される。その後、第２グリップ４０４は包装袋Ｅの挟持を止め、測定セクション移動軌跡４０２から後退する。

一対の検査バー４１２は、図３及び図４に示すように、包装袋Ｅの上端部を把持する包装袋把持部４２０と、包装袋Ｅ内の気体Ｇの有る部分付近を、包装袋Ｅの幅狭の横方向から見た断面が、概ねＶ字形になるように押さえる包装袋成形部材４２２とを有する。
検査バー４１２の下方には、包装袋Ｅの下側半部分を一定の押圧力になるように対向する両側から平行（包装袋Ｅの移動方向と略直交する方向）に押圧する一対の押圧板４２４が配置されている。
検査バー４１２の包装袋成形部材４２２は、縦長形の境界面測定窓４３０が形成され、また境界面測定窓４３０内を水平方向から撮像できる撮像装置４３２が配置されている。撮像装置４３２は、包装袋Ｅの両面側あるいは片面側に配置される。

押圧板４２４が一定の押圧力を持つことにより、包装袋Ｅの上方部すなわち気体Ｇを含む領域付近が包装袋成形部材４２２に押し付けられて包装袋成形部材４２２の内面に一致した一定形状になる。さらに、気体Ｇは、一定圧力となる。従って、製品充填物Ｐと気体Ｇの境界面の高さ位置を測定することによって、所定圧力の気体Ｇの体積を演算することができる。仮に、製品充填物Ｐの充填量が既知である場合には、包装袋Ｅに充填された製品充填物Ｐと気体Ｇの充填量の比すなわち含気率を、境界面の高さ位置から演算できる。

加熱殺菌セクション６００の上流では、図２に示すように、製品充填物Ｐと気体Ｇの境界面の高さ位置が測定された含気包装品ＳＥが検査バー４１２の把持から解放されて、搬送コンベヤ６０２の搬送面上に落下する。
搬送コンベヤ６０２によって搬送される含気包装品ＳＥは、測定セクション４００からの含気包装品ＳＥに充填された製品充填物Ｐと気体Ｇに関する情報に基づいて加熱殺菌処理に適した含気包装品ＳＥであるか否かを選別される。そして、加熱殺菌処理に適した含気包装品ＳＥのみを、加熱トレイ６１載置する。

加熱殺菌セクション６００は、測定セクション４００から送られた所定量の製品充填物Ｐ及び気体Ｇを充填している含気包装品ＳＥを、例えば特開平６－００１３３０号公報に開示された加熱殺菌装置によって加熱殺菌する。すなわち、含気包装品ＳＥは、順次加熱トレイ６１２上に並べて載置される。加熱トレイ６１２は、図５に示すように、枠部材６１４と、底板６１６とからなる。通常、枠部材６１４の各区画に含気包装品ＳＥを一個載置する。枠部材６１４は、その強度を高めため、また所定位置に並べて載置された含気包装品ＳＥの位置ずれを防止するために設けられている。底板６１６は、加熱媒体の通路を確保するために無数の通気孔６２０を有する。

含気包装品ＳＥが載置された加熱トレイ６１２は、図６に示すように、加熱釜６２４内へ引き込み可能な台車６２６上に積み重ねられる。含気包装品ＳＥを載置した加熱トレイ６１２は、台車６２６に固定される。台車６２６は、加熱釜６２４内で、台車６２６の引き込み線と平行な回転軸線ＣＣを中心に回転可能である。

複数の含気包装品ＳＥを載置した複数の加熱トレイ６１２を収納した加熱釜６２４は、加熱媒体を循環させて加熱釜６２４内を高温にしかつ高圧にすると同時に、台車６２６を回転軸線ＣＣを中心に回転させて、含気包装品ＳＥの製品充填物Ｐを万遍無く加熱して殺菌する。この加熱において、製品充填物Ｐに所定量の気体Ｇが混在することから、含気包装品ＳＥの回転によって製品充填物Ｐが効率的かつ均一的に攪拌され、殺菌される。

（第２実施例）
第２実施例の含気包装品の製造装置１０００は、図７に示すように、充填測定セクション１２００、及び加熱殺菌セクション６００を有する。
第２実施例の含気包装品製造装置１０００の説明において、第１実施例の含気包装品製造装置１と共通の構成については、共通の符号を付してその説明を省略する。

第２実施例の含気包装品製造装置１０００において、図７～図９に示すように、第１実施例の充填測定セクション２００の冷却バー２６２に対応する一対の冷却検査バー１４２０に包装袋成形部材１４２２が取り付けられて、冷却検査バー１４１２が形成されている。

充填測定セクション１２００では、図８及び図９に示すように、上端開口部を溶着され密封された含気包装品ＳＥは、溶着部分を、一対の包装袋成形部材１４２２付きの冷却検査バー1 4 2 0 によって挟持し、冷却すると共に、以下の検査を行う。
包装袋成形部材１４２２には、縦長形の境界面測定窓 1 4 3 0 が形成され、また境界面測定窓１４３０内を撮像できる撮像装置1 4 3 2 が配置されている。冷却検査バー１４２０の下方には、含気包装品ＳＥの下側半部分が所定の押圧力になるように対向する両側から平行（含気包装品ＳＥの移動方向と略直交する方向）に押圧する一対の押圧板１４２４が配置されている。

充填測定セクション１２００において包装袋Ｅの上端開口部が冷却された含気包装品 ＳＥは、製品充填物Ｐと気体Ｇの境界面の高さ位置が測定された後、搬送コンベヤ６０２上に落下される。前記境界面の高さ位置の測定は、第１実施例と同様に行う。

（第３実施例）
以下に説明する第３実施例は、製品充填物Ｐと気体Ｇの境界面の高さ位置を測定する部分が前記第１実施例及び第２実施例と異なる。
第３実施例の含気包装品製造装置は、第１実施例と同じく、包装袋Ｅに製品充填物Ｐ及び気体Gを充填して密封する充填セクション、含気包装品ＳＥの含気率を測定する測定セクション、含気包装品ＳＥを加熱殺菌処理する加熱殺菌セクションを有する。

第３実施例の合気包装品製造装置の説明において、第１実施例の含気包装品製造装置 １と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
第３実施例の含気包装品製造装置において、図１０に示すように、測定セクションの検査バー４２０の包装袋成形部材４２２に設けられた縦長形の境界面測定窓４３０が形成され、また境界面測定窓４３０内を水平方向から撮像する撮像装置２４３２が配置されている。撮像装置２４３２は、撮像力メラ２４４０と、境界面測定窓４３０の正面で垂直に延びる撮像カメラ走行レール２４４２とを有する。撮像力メラ２４４０は、撮像力メラ走行レール 2 4 4 2上を走行して、境界面測定窓４３０内を撮像し、製品充填物Ｐと気体Ｇの境界面の高さ位置を測定する。
包装袋Ｅが不透明材で形成されている場合には、撮像装置として放射線温度センサー、長音波温度センサー、Ｘ線センサー等を利用したものが採用される。

Ｅ 包装袋
Ｐ 製品充填物
Ｇ 気体
ＳＥ 含気包装品
ＣＣ 回転軸線
１ 含気包装品製造装置
２００ 充填セクション
２０２ 充填セクション移動軌跡
２０４ 包装袋取り出し部
２０６ 包装袋印刷膨張部
２０７ 包装袋開口膨張部
２０８ 固形充填物充填部
２１０ 流動性充填物充填部
２１２ 密封部
２１４ 引渡部
２２０ 取り出し吸引ノズル
２２２ 充填グリップ
２３０ プリンター
２４０ 充填ホッパー
２６０ 溶着シールバー
４００ 測定セクション
４０２ 測定セクション移動軌跡
４１０ 測定装置
４１２ 検査バー
４２２ 包装袋成形部材
４２４ 押圧板
４３０ 境界面測定窓
４３２ 撮像装置
６００ 加熱殺菌セクション
６０２ 搬送コンベヤ
６１２ 加熱トレイ
６２４ 加熱釜

Claims (5)

1. 柔軟包装袋に流動性充填物と気体を充填密封して形成した含気包装品の前記流動性充填物と前記気体とに関する情報を得る含気包装品検査装置において、
   前記流動性充填物と前記気体を充填密封した後の含気包装品の柔軟包装袋の前記流動性充填物と前記気体とを含む領域を一定形状にするための柔軟包装袋成形手段と、
   前記柔軟包装袋成形手段によって一定形状に成形された領域における、前記柔軟包装袋内の前記流動性充填物と前記気体との境界面の高さ位置を測定する測定手段と
   を有することを特徴とする含気包装品検査装置。
2. 柔軟包装袋に流動性充填物と気体を充填密封して含気包装品を製造する充填密封手段と、
   前記流動性充填物と前記気体を充填密封した後の含気包装品の柔軟包装袋の前記流動性充填物と前記気体とを含む領域を一定形状にするための柔軟包装袋成形手段と、
   前記柔軟包装袋成形手段によって一定形状に成形された領域における、前記柔軟包装袋内の前記流動性充填物と前記気体との境界面の高さ位置を測定する測定手段と、
   前記測定手段の出力に基づいて前記含気包装品を適合品と非適合品に選別する選別手段と、
   前記選別手段によって適合品と選別された前記含気包装品を加熱殺菌する加熱殺菌手段と
   を有することを特徴とする含気包装品製造装置。
3. 前記流動性充填物と前記気体を充填密封した後の含気包装品の柔軟包装袋を、吊り下げた状態で押圧する押圧手段をさらに備え、
   前記押圧手段により前記柔軟包装袋を押圧することにより、前記柔軟包装袋の上方部が前記柔軟包装袋成形手段に押し付けられ、前記流動性充填物と前記気体とを含む領域が一定形状になる、
   請求項１又は２に記載の含気包装品製造装置。
4. 前記測定手段が袋の側方に配置された撮像装置である、
   請求項１～３の何れか１項に記載の含気包装品製造装置。
5. 前記柔軟包装袋成形手段には境界面測定窓が形成され、
   前記撮像装置は前記境界面測定窓を撮像する、
   請求項４に記載の含気包装品製造装置。

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