JP7161868B2 - 注入可能製品を物品に充填するための充填ユニットおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、無炭酸注入可能製品、特に無炭酸注入可能食品を物品に接触充填するための充填ユニットに関する。

本発明はまた、無炭酸注入可能製品、特に無炭酸注入可能食品を物品に接触充填するための充填方法に関する。

本発明はまた、注入可能製品を物品に接触または非接触充填するための充填ユニットを、無炭酸製品を物品に接触充填するための充填ユニットに更新する方法に関する。

より詳細には、用語「無炭酸」は、注入可能製品が二酸化炭素を含まないことを示す。

公知の物品処理機械は、空の物品が供給され且つ注入可能食品によって充填された物品を排出するように構成された充填ステーションを備える。

充填ユニットは、実質的に、回転軸を中心として回転するカルーセルコンベアと、注入可能食品を収容するタンクと、カルーセルコンベアの回転軸に対して径方向外側の位置においてカルーセルコンベアによって支持された複数の充填装置とを備える。

より詳細には、カルーセルには、各充填装置に対して下方位置に各物品の口を配置し且つ各充填装置に一体に回転軸を中心とする円弧軌道に沿って物品を変位させるために設けられた各物品についての複数の支持要素が設けられている。

各充填装置は、本質的に、カルーセルに接続された固定体と、開放構成と閉鎖構成との間において固定体に対して摺動するシャッタとを備える。

より詳細には、それが開放構成に配置されるとき、シャッタは、固定体によって開口を画定する。それにより、注入可能製品は、タンクから開口を通過する相対的な物品の充填口へと流れる。

それとは異なり、シャッタが閉鎖構成に配置されるとき、シャッタは、固定体によって画定された当接面と封止的に協働し、それゆえに、注入可能製品がタンクから相対的な物品の口に向かって流れるのを防止する。

接触充填の場合、各物品の口は、各充填装置の本体に流体密封して押し付けられる。

同じ特許出願人の名義における欧州特許出願公開第２７８１１５０号明細書は、複数の各物品に接触または非接触充填可能な複数の充填装置を有する充填ステーションを開示している。

炭酸食品による接触充填の場合、充填装置は、注入可能食品を充填するのに加えて、物品に対する複数の追加操作を行うことが必要とされる。

より詳細には、物品は、注入可能食品を充填する前に加圧操作を受ける。さらにより正確には、空の物品は、充填作業中、物品内部の圧力が注入可能製品の圧力に等しい状態となるように加圧ガスによって充填される。

さらにまた、各物品の内部容積は、各充填装置の本体と流体密封して接触しているという事実に起因して、後者は、物品に含まれるガスが物品の充填中に逃げるのを可能とすることが必要とされる。

これらのニーズを全て満たすために、欧州特許出願公開第２７８１１５０号明細書に示される充填ステーションは、
加圧ガスおよび注入可能製品によって充填されたタンクと、
全ての充填装置に共通であり、タンクに流体的に接続されており、相対的な充填装置によって形成される複数の第１のダクトに流体的に接続されており、排出部に接続されている加圧チャンバと、
全ての充填装置に共通であり、相対的な充填装置によって形成される複数の第２のダクトと流体的に接続されており、排出部に流体的に接続されている戻りガスチャンバと、
全ての充填装置に共通であり、相対的な充填装置によって形成される複数の第３のダクトに流体的に接続されており、ドレインに流体的に接続されている減圧チャンバと、を備える。

さらにまた、充填ステーションは、
各第１のダクトに沿って介在され、加圧ガスが相対的な第１のダクトに沿って流れるのをそれらが可能とする相対的な開放構成または相対的な第１のダクトに沿って流れるのをそれらが可能とする相対的な閉鎖構成のいずれかに選択的に変位されることができる複数の第１の充填弁と、
各物品の内部容積に収容されたガスが各第２のダクトに沿って流れるのをそれらが可能とする各開放構成または各物品に収容されたガスが各第２のダクトに沿って流れるのをそれらが防止する各閉鎖構成に選択的に設定されることができる複数の第２の弁と、
相対的な物品のヘッドスペース内に存在するガスが相対的な第３の流体ラインに沿ってドレインに排出されるのをそれらが可能とする各開放構成または相対的な物品のヘッドスペース内に存在するガスが相対的な第３の流体ラインに沿ってドレインに流れるのをそれらが防止する各閉鎖構成に選択的に設定されることができる複数の第３の弁とを備える。

より詳細には、各第１のダクトは、その接触充填の場合、相対的な物品の第１の開口に流体的に接続されている。それゆえに、各第１のダクトは、相対的な第１の弁が相対的な開放位置にあるときおよび相対的なシャッタが相対的な物品の充填前に閉鎖位置にあるときに、相対的な物品の加圧を可能とする。

各第２のダクトは、その接触充填の場合、相対的な物品の内部容積に流体的に接続されている。それゆえに、各第２のダクトは、相対的な第２の弁が各開放位置にあるときおよび相対的なシャッタが開放位置にあるとき、相対的な物品に収容されたガスの戻りを可能とする。

各第３のダクトは、その接触充填の場合、相対的な物品の内部容積に流体的に接続されている。それゆえに、各第３のダクトは、相対的な第３の弁が各開放位置にあるときおよび相対的なシャッタが開放位置にあるとき、相対的な物品に収容されたガスの逃げを可能とする。

排出部およびドレインは、充填ステーションの内部に向かう、したがって物品を充填するように意図される注入可能食品に向かう潜在的汚染物質のためのアクセスポイントを確立する。

炭酸製品による接触充填の場合、加圧チャンバと排出部との間ならびに減圧チャンバとドレインとの間の差圧は、汚染物質が充填ステーションの内部に侵入するのを防止する。

しかしながら、無炭酸製品による接触充填の場合、上述の特定された差圧は、炭酸製品による接触充填の場合よりも低い。

これは、無炭酸製品の物品が炭酸製品の物品よりも弱いという事実、および、無炭酸製品が繊細であり、それらの感覚刺激特性が特に高圧にさらされることによって変化し得るという事実に起因する。

この低い差圧は、汚染物質が充填ステーションの内部に侵入するのを防止するのには不十分である可能性がある。

したがって、充填ステーションの外部からのいかなる汚染も防止すると同時に、それらを無炭酸で繊細な食品を接触充填するのに適した状態にすることを目的として、既知の充填ステーションを変更するニーズが産業界内で感じられる。

欧州特許出願公開第２７８１１５０号明細書

上述のニーズを容易に且つ費用効率よく満たすのを可能とする、無炭酸注入可能製品を物品に接触充填するための充填ステーションを提供することが本発明の目的である。

上述した目的は、請求項１に規定されるように、無炭酸注入可能製品を物品に接触充填するための充填ステーションに関することから、本発明によって達成される。

本発明はまた、請求項１０に規定されるように、無炭酸注入可能製品を物品に接触充填する方法に関する。

本発明はまた、請求項１５に規定されるように、注入可能製品を物品に接触または非接触充填するための充填ユニットを、無炭酸製品を物品に接触充填するための充填ユニットに更新する方法に関する。

１つの好ましい実施形態は、非限定的例示としておよび添付図面を参照して、本発明のより良好な理解のために以下に開示される。

明確にするために一部が除去された接触充填動作中の本発明にかかる充填ユニットの充填装置の概略図を示している。 明確にするために一部が除去された接触充填動作中の図１の充填ユニットの概略図を示している。 図１および図２の充填ユニットの平面図である。 明確にするために一部が除去された図１から図３の充填ユニットの斜視図である。

図１から図４を参照すると、符号１は、注入可能製品を物品２に充填するための充填ユニットを示している。

充填ユニット１は、物品２に無炭酸製品を接触充填するように構成される。

さらにまた、充填ユニット１は、物品２に無炭酸食品を非接触充填するか、または物品２に炭酸食品、すなわち二酸化炭素を含有する食品を接触充填するように構成される充填の更新である。

より詳細には、充填ユニット１は、本質的に、以下を備える（図３および図４）：
入口ステーションＩから出口ステーションＯまで延在する弧状経路Ｐに沿って、図示の場合には垂直である軸Ａを中心として回転するカルーセル３；および
各物品２に注入可能食品を充填するように構成され且つカルーセル３の軸Ａの外部の周縁によって支持された複数の充填装置１０。

カルーセル３はまた、全ての充填装置１０に共通であり且つ環境圧力よりも高圧で注入可能食品によって充填される下部７とガスによって充填される上部８とを備えるタンク６を含む（図１）。

特に、ガスは、加圧ガス、例えば空気または窒素である。ガスは、物品２の内部空間内の圧力およびタンク６の部分７内の注入可能製品の圧力を等しい状態にするように、その充填前に物品２の内部に流入される。

各物品２は、以下を備える（図１および図２）：
充填ユニット１によって物品２を充填して物品２から食品を次に注入するのを可能とするように適応された口１１；
口１１の直下に配置された首１２；
口１１に対向する底壁１３。

簡略化のために、以下の詳細な説明は、装置１０が互いに同一であるため、１つのみの充填装置１０および相対的な物品２に言及する。

充填装置１０は、本質的に、以下を備える（図１）：
カルーセル３に取り付けられたフレーム１５；
フレーム１５によって画定され、軸Ａに平行であり且つ軸Ａから交互にずらして配置された軸Ｂを中心として延在する中空本体１９；
本体１９の内部の軸Ｂに沿って移動可能なシャッタ１６と、
充填装置１０に向かうようにおよび充填装置１０から離れるように軸Ｂに沿って移動可能であり且つ物品２の首１２を把持するように構成された把持装置１７。

把持装置１７は、軸Ａを中心として充填装置１０およびカルーセル３とともに且つ同時に移動可能である。

さらにまた、把持装置１７は、以下の間において軸Ｂに平行に移動可能である：
下降した休止位置（図示しない）；および
物品２がいくつかの操作を受ける上昇した作動位置（図１および図２）。

さらにより正確には、把持装置１７は、ステーションＩにおける下降した休止位置から上昇した作動位置へと移動し、ステーションＯにおける上昇した作動位置から下降した休止位置に移動する。

本体１９は、次に、以下のように軸Ｂに沿って進行する：
タンク６の下部７と流体的に接続されている開口２０；
軸Ｂに向かって突出し且つ円錐通路２４（図３に示される）を画定する環状突起２２；
物品２の口１１に面し且つ食品が物品２の充填中に通過する開口２０と対向する開口２１；および
突起２２と開口２１との間において軸Ｂに沿って介在され、突起２２の反対側において開口２１によって境界付けられた空洞３１。

具体的には、充填ユニット１は、各充填装置１０について、タンク６の下部７と充填装置１０の開口２０との間に介在され、フローセンサ２９（図１に示される）、示される実施形態においては流量計がそれに沿って配置される流体ライン１４を備える。

突起２２は、軸Ｂに沿って進む開口２０、２１の間に軸方向に介在される。

通路２４は、軸Ｂに直交する断面において、円として形成されるという事実に起因して、食品は、物品２の充填中、軸Ｂの円筒形の流れを形成する。

示される実施形態において、シャッタ１６は、以下を備える：
軸Ｂに沿って力を受けるステム２３；および
開口２１の側に配置されたステム２３の端部に配置されたプランジャ２５。

プランジャ２５は、軸Ｂの円錐形であり、開口２１の形状に対応して形成された開口２１の側における円錐状端部を備える。

さらにまた、突起２２は、軸Ｂの円錐形であり、開口２０から開口２１まで先細りしている。

シャッタ１６は、以下の間において本体１９に対して且つ軸Ｂに沿って移動可能である：
タンク６の下部７と開口２１との間の流体的接続を可能とし、それゆえに、食品を物品２に充填するのを可能とする開放構成（図２に示される）；および
タンク６の下部７と開口２１との間の流体的接続を防止する閉鎖構成（図示しない）。

本明細書において、接触充填という表現は、充填装置１０の本体１９に物品２が流体密封して押し付けられる充填様式を示すのに対して、非接触充填という表現は、物品２が充填装置１０の本体１９から軸Ｂに沿って離隔される充填様式を示している。

このようにして、食品は、接触充填の場合には外部環境に接触するのが防止されるのに対して、非接触充填の場合には外部環境に接触する。

示される実施形態において、シャッタ１６が開放構成にあるとき、プランジャ２５は、突起２２から離隔し、通路２４を自由にする。

これに対して、シャッタ１６が閉鎖構成にあるとき、プランジャ２５は、突起２２に当接し、通路２４を封止する。

さらにまた、物品２の口１１は、把持装置１７が上昇位置にあるとき、接触充填の場合には充填装置１０の開口２１に流体密封して押し付けられる。

これに対して、物品２の口１１は、把持装置１７が上昇位置にあるとき、非接触充填の場合には充填装置１０の開口２１から軸Ｂに沿って離隔される。

本体１９はまた、軸Ｂの一方側に偏心して延在し且つ軸Ｂに対してシャッタ１６よりも径方向外側に配置される（図３および図４を参照）複数の、示される実施形態においては３つのダクト１８ａ、１８ｂ、１８ｃ（図においては概略的にのみ示されている）を備える。

詳細には、各ダクト１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、相対的な端部開口３０を備える。開口３０は、突起２２と開口２１との間の軸Ｂに沿って軸方向に介在される位置において本体１９の内部、すなわち空洞３１の内部に開口している。

このようにして、開口３０は、シャッタ１６が閉鎖構成にある場合であっても、物品２の口１１と流体的に接続している。

示される実施形態において、各ダクト１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、以下を備える：
軸Ｂと平行に延びる本体部２６；
突起２２の内部に収容され且つ開口３０を画定する端部２７；および
部分２６に対向して開口３２を画定する端部２８。その機能は、以下の詳細な説明において説明される。

部分２７は、示される実施形態において、部分２６の反対側において軸Ｂに向かって収束する。

部分２８は、示される実施形態において、軸Ｂに対して径方向である。

充填ユニット１はまた、接触充填の場合には相対的な物品２の内部容積の内部へタンク６の上部８から加圧ガスを選択的に搬送するように構成された複数の流体ライン３５を備える（図１）。

さらにより正確には、流体ライン３５は、以下を備える：
タンク６の部分８から生じて全ての充填装置１０に共通である共通部分３６；
全ての充填装置１０に共通である加圧チャンバ４０；
各充填装置１０に関連し且つチャンバ４０と相対的なダクト１８ａの開口３２との間に介在される相対的な部分３７；および
各把持装置１７が相対的な上昇した作動位置にあるとき、各物品２の内部容積と流体連通する各充填装置１０に関連する相対的なダクト１８ａ。

充填ユニット１はまた、以下を備える：
全ての充填装置１０に共通であり、上部８とチャンバ４０との間の充填ライン３５の部分３６に沿って介在される弁４１；および
相対的な充填装置１０に関連し、それぞれ、相対的な流体ライン３５の部分３７に沿って介在される複数の弁４２。

弁４１は、調整弁であり、以下において選択的に配置されることができる：
タンク６の上部８に収容されたガスが部分３６に沿って且つチャンバ４０に向かって流れるのを可能とする複数の開放構成；および
タンク６の上部８に収容されたガスが部分３６に沿って且つチャンバ４０に向かって流れるのを防止する閉鎖構成。

弁４１の構成は、部分７に収容された製品と物品２の内部容積、すなわち環境圧力との差圧を判定する。この差圧は、弁１０が開放位置にあるときに流体ライン１４に沿って注入可能製品の流れを生じさせる。

この差圧は、弁４１が閉鎖構成にあるときに最大であり、弁４１が開放したときに減少する。

この差圧は、タンク６の部分８内の圧力と、タンク６の部分７内の注入可能製品の水頭との合計に略等しい。

各弁４２は、以下において選択的に配置されることができる：
タンク６の上部８に収容されたガスがチャンバ４０から相対的なダクト１８ａ、したがって相対的な物品２に向かって流れるのを可能とする開放構成；および
タンク６の上部８に収容されたガスがチャンバ４０から相対的なダクト１８ａ、したがって相対的な物品２に向かって流れるのを防止する閉鎖構成。

充填ユニット１はまた、無炭酸食品と物品２の接触充填前にタンク６の上部７に収容されたガスによって物品２を加圧するように、充填装置１０の弁４１、４２およびシャッタ１６に対して構成された制御ユニット４５（図１に概略的にのみ示されている）を備える。

このため、制御ユニット４５は、以下を行うように構成されている：
各充填装置１０のシャッタ１６を各閉鎖構成に保つ；および
タンク６の上部８に収容されたガスが流体ライン３５に沿って流れ且つ充填されることになる開口２０および物品２の口１１に到達するのを可能とするように、各開放構成に弁４１、４２を設定する。

充填ユニット１はまた、以下を備える（図１および図２）：
タンク６の上部８にガスを供給するためのダクト３８；および
タンク６の上流のダクト３８に沿って配置され且つタンク６に入るガスの量を調整するように制御可能な弁３９。

充填ユニット１は、各充填装置１０および対応する物品２について、以下を備える：
流体ライン３５とは別個であり且つ物品２の内部容積からチャンバ４０まで延在する、その接触充填中に各物品２の内部に収容されたガスの逃げを可能とするための複数の流体ライン４４；および
物品２の内部容積に収容されたガスが各流体ライン４４に沿って流れるのをそれらが可能とする各開放構成または物品２に収容されたガスが各流体ライン４４に沿って流れるのをそれらが防止する各閉鎖構成に選択的に設定されることができる複数の弁４６。

制御ユニット４５は、物品２に収容されたガスが物品２の充填中に排出されるのを可能とするように、各物品２の接触充填中に各開放構成において各充填装置１０のシャッタ１６をおよび各開放構成において各弁４６を設定するようにプログラミングされる。

より詳細には、物品２の接触充填中、各流体ライン３５は、対応する流体ライン４４から流体的に隔離される。すなわち、各流体ライン４４に沿って各物品２から出るガスは、対応する流体ライン３５に到達することが防止される。

以下の詳細な説明から明らかなように、流体ライン３５、４４は、互いに物理的に隔離される必要はないが、タンク６の上部８に収容されたガスの優先的な流れが以下のように（図１において矢印によって示されるように）確立される：
物品２の接触充填前に各流体ライン３５に沿ってタンク６の部分８から物品２の内部容積に向かって；および
物品２の接触充填中に物品２の内部容積から排出部５５に向かって且つ各流体ライン４４に沿って。

より詳細には、流体ライン４４は、相対的な物品２の内部容積から排出部５５に向かって進み、以下を備える：
物品２の接触充填中に、相対的な物品２の内部容積と流体連通する各充填装置１０の相対的なダクト１８ｂ；
相対的なダクト１８ｂの開口３２から生じる各充填装置１０に関連する相対的な部分４７；
全ての充填装置１０に共通である戻りガスチャンバ４８；および
戻りガスチャンバ４８から加圧チャンバ４０まで延在する全ての充填装置１０に共通である部分４９。

各弁４６は、示される実施形態において、対応する流体ライン４４の相対的な部分４７に沿って介在される。

部分４９は、戻りガスチャンバ４８のように、以下を備える：
戻りガスチャンバ４８から接続点６１まで延在するセグメント５６；
接続点６１からタンク６とは別個の排出部５５まで延在するセグメント５７；および
加圧チャンバ４０と接続点６１との間に介在されるダクト６０。

充填ユニット１はまた、部分４９に沿って介在され且つセグメント５７の端部に逆圧を発生させるように構成された調整弁５９を備える。

さらにまた、充填ユニット１は、以下を備える：
複数の流体ライン７０；および
各流体ライン７０に沿って介在され、相対的な物品２のヘッドスペース８５内に存在するガスがドレイン８０まで流体ライン７０に沿って流れるのをそれらが防止する各閉鎖構成に通常は設定される複数の弁７５。

詳細には、各流体ライン７０は、大気圧でダクト１８ｃの開口３２とドレイン８０との間に延在している。

流体ライン７０は、ダクト１８ｃの開口３０からドレイン８０まで進み、以下を備える：
各充填装置１０によって形成され、接触充填の場合に相対的な物品３のヘッドスペースと流体的に接続している各ダクト１８ｂ；
各充填装置１０に関連し且つダクト１８ｃの各開口３２から始まる各部分７１；
全ての充填装置１０に共通であるチャンバ７２；および
全ての充填装置１０に共通であり且つチャンバ７２からドレイン８０まで延在する部分７３。

弁７５は、ダクト１８ｃと各部分７１との間に介在される。

制御ユニット４５は、各閉鎖構成に弁７５を維持するためにプログラミングされる。

示される実施形態において、加圧チャンバ４０、戻りガスチャンバ４８およびチャンバ７２は、軸Ａを中心として環状である。

最後に、示される実施形態において、弁４２、４６、７５は開閉弁である。

有利には、充填ユニット１は、以下を備える：
滅菌環境を確立する内部容積１０３を包囲するキャビネット１００（図１および図２において概略的にのみ示されている）；および
流体ライン４４と流体的に接続された流体ライン１０１（図１および図２において概略的にのみ示されている）；および
流体ライン１０１に沿って配置され、流体ライン１０１を内部容積１０３と流体的に接続する第１の位置に選択的に配置されることができる弁１０２（図１および図２におぃて概略的にのみ示されている）。

具体的には、弁１０２は、充填ユニット１が作動状態にあるときに第１の位置に配置される。

「作動状態」という表現は、本明細書において、充填ユニット１が物品２を無炭酸製品と接触充填して活性である充填ユニット１の状態を示している。

内部容積１０３は、好ましくは、充填装置１０、タンク６、ならびに流体ライン３５、４４および７０の少なくとも一部を包囲する。

調整弁５９は、弁１０２が第１の位置にあるときに閉鎖したままである。このようにして、物品２から出る戻りガスは、排出部５５から逃げることができず、チャンバ４８からチャンバ４０へとおよびチャンバ４０から流体ライン１０１へと移動させられる。

さらにまた、弁１０２はまた、流体ライン１０１を流体ライン１０４（図１において一部のみ示される）と流体的に接続する第２の位置に選択的に設定されることもできる。

弁１０２は、充填ユニット１がさらに非作動状態にあるときに第２の位置に設定される。

「非作動状態」という表現は、アイドル状態であり且つ物品２を無炭酸製品と接触充填しないときの充填ユニット１の状態を示している。「非作動状態」の例は、充填ユニット１の洗浄動作である。

より詳細には、流体ライン１０４は、チャンバ４０に接続される。

さらにより正確には、流体ライン１０４は、チャンバ４０に直接接続され、チャンバ４０の内部で開放する。

好ましくは、流体ライン１０４は、以下を備える：
充填装置１０およびタンク６と一体に軸Ａを中心として回転し、チャンバ４０の内部で開放する部分１０５；および
軸Ａを中心として静止し、弁１０２がそれに沿って介在される部分１０６。

さらにまた、充填ユニット１は、回転部１０５と静止部１０６との間の流体的接続を可能とするように、部分１０５、１０６の間に介在されるマニホールド１０７を備える。

充填ユニット１の動作は、無炭酸製品との接触充填動作を参照して、且つ、１つのみの充填装置１０および各１つのみの物品２および１つのみの把持装置１７、ならびに１つのみの各充填ライン３５、４４、７０（図１）を参照して説明される。

充填ユニット１の動作はまた、以下の状態から始めて説明される：
弁１０２は、第１の位置に設定され、流体ライン１０２、１０４を互いに流体的に接続する；
弁４１の構成は、タンク８の部分７と物品２の内部容積との間の所望の差圧を達成するように、注入可能製品の性質、例えば粘度に基づいて制御ユニット４５によって制御される；
弁５９は、流体ライン４４の残りの部分から排出部５５を流体的に隔離するように制御ユニット４５によって閉鎖位置に維持される；および
弁７２は、各閉鎖構成に設定される。

タンク６の部分８は、加圧ガスによって充填される一方で、タンク６の部分７は、物品２が充填される食品によって充填される。具体的には、タンク６の部分７の内部の食品の圧力は、環境圧力よりも大きい。

カルーセル３には、入口ステーションＩにおいて空の物品２が供給され、物品２がそれに沿って炭酸食品によって充填される経路Ｐに沿ってそれを進め、出口ステーションＯにおいて充填された物品２を排出する。

把持装置１７は、充填装置１０と一体に軸Ｂを中心として同期回転する。

さらにより正確には、把持装置１７は、物品２の首１２を把持し、ステーションＩにおける下降位置から上昇位置へと移動し、ステーションＯにおける上昇位置から下降位置へと移動する。

物品２が上昇位置にあるとき、物品２の口１１は、充填装置１０の本体１９に密封的に押し付けられる。したがって、口１１は、充填装置１０の開口２１およびダクト１８ａ、１８ｂ、１８ｃの開口３２に流体的に接続される。

それが経路Ｐに沿って移動するのにともない、充填装置１０は、物品２に対して次に以下の操作を行う：
物品２の内部容積と外部環境との間の最小差圧を形成するように加圧ガスによる空の物品２の加圧；および
物品２に食品を充填する。

より詳細には、充填装置１０がステーションＩにあるとき、制御ユニット４５は、弁４１を開放構成に設定し、シャッタ１６ならびに弁４２、４６および７５を各閉鎖構成に設定する。

加圧ステップの間、制御ユニット４５は、弁４２を開放構成に設定し、それゆえに、タンク６の部分８に収容された加圧ガスが流体ライン３５に沿って流れるのを可能とする。

より詳細には、加圧ガスは、流体ライン３５の部分３６に沿って部分８から圧力チャンバ４０へと流れ、流体ライン３５の部分３７およびダクト１８ａに沿って圧力チャンバ４０からダクト１８ａの開口３０へと流れる。

ダクト１８ａの開口３０および物品２の内部容積が空洞３１と流体連通しているという事実に起因して、シャッタ１６が閉鎖構成にあるとき、物品２の口１１は、充填装置１０の本体１９に押し付けられ、加圧ガスは、物品２の内部容積を充填して加圧することができる。

物品２の内部容積の加圧が完了すると、制御ユニット４５は、弁４１、４２を閉鎖構成に設定し、弁４６および充填装置１０のシャッタ１６を各開放構成に設定する。

このようにして、食品は、物品２の内部容積の内部の通路２４および開口２１を通って流れることができ、それゆえに後者を充填することができる。

同時に、物品２の内部容積の内部に収容されたガスは、流体ライン４４を通過し、ダクト６０を介してチャンバ４８に到達する。

調整弁５９は、充填ユニット１の通常作動中に閉鎖したままであるという事実に起因して、物品２の内部容積内に収容されたガスは、部分４９に沿って流れて排出部５５に到達することなく、チャンバ４０および流体ライン１０１に到達するように強制される。

弁１０２が第１の構成にあるという事実のおかげで、物品２の内部容積に収容されたガスは、キャビネット１０３の内部で滅菌環境に排出される。

センサ２９が所望量の注入可能製品が物品２を充填したことを検出すると、制御ユニット４５は、シャッタ１６および弁４２を閉鎖構成に設定する。

物品２の充填がもはや行われない他の作動状態、例えば洗浄作動状態に充填ユニット１が切り替えられることになる場合、制御ユニット４５は、キャビネット１００の外部の流体ライン１０４と流体ライン１０１を流体的に接続するさらなる位置に弁１０２を設定する。

充填ユニット１の特徴および本発明にかかる方法の分析から、得られることができる利点は明らかである。

具体的には、流体ライン４４は、物品２の接触充填中のガスの逃げが流体ライン１０１と流体的に接続するのを可能とする。このようにして、ガスは、弁１０２によってキャビネット１００の内部に排出される。

キャビネット１００が包囲された滅菌環境を確立するという事実に起因して、汚染物質が、物品２およびタンク６に侵入するのを防止しており、したがって、その中に収容された注入可能製品を汚染するのを防止している。

したがって、充填ユニット１は、流体ライン４４と内部容積１０３内の圧力との差圧が炭酸製品の接触充填の場合に通常存在する差圧よりも小さいにもかかわらず、汚染物質によって影響を受け得る感覚刺激特性を有する特に繊細な注入可能製品を物品２に接触充填するのを可能とする。

さらにまた、弁４１は、調整弁であり、流体ライン３５に沿って流れるガスの量を調整するように制御ユニット４５によって制御されることができる。

このようにして、物品２に特に粘性のある食品も充填するように、タンク６の部分８と物品２の内部容積との間の所望の差圧を確立することが可能である。この差圧は、タンク６の部分８内の圧力と、タンク６の部分７内の注入可能製品の水頭との合計に略等しい。

充填ユニット１は、例えば、欧州特許出願公開第２７８１１５０号明細書に示されたもののように、物品２に炭酸食品を接触充填するかまたは物品２に無炭酸食品を非接触充填するように構成された充填ユニットの容易な更新を可能とする。

実際のところ、更新は、キャビネット１００と、チャンバ４０に接続された流体ライン１０１と、流体ライン１０１に沿って介在される弁１０２とを提供することのみを必要とするにすぎない。

最後に、請求項の保護の範囲から逸脱しない変更例および変形例が、本明細書に開示された充填ユニット１および方法に対してなされ得ることは明らかである。

具体的には、チャンバ４０は、戻りガスチャンバとして使用可能であり、チャンバ４８は、加圧ガスチャンバとして使用可能である。

あるいは、チャンバ４０（または４８）は、戻りガスおよび加圧チャンバの双方として使用可能である。この場合、弁４６（または４２）は、加圧および充填ステップの双方の間、閉鎖したままに維持される。

さらにまた、充填ユニット１は、損失６２を備えないかまたは損失６３を備えないこともあり得る。

１ 充填ユニット
２ 物品
３ カルーセル
６ タンク
７ 下部、部分
８ 上部、部分
１０ 相対的な充填装置、充填装置、弁
１１ 口
１２ 首
１３ 底壁
１４、１０１、１０４ 流体ライン
１５ フレーム
１６ シャッタ
１７ 把持装置
１８ａ、１８ｂ 相対的なダクト、ダクト
１８ｃ、３８、６０ ダクト
１９ 本体
２０、２１、３２ 開口
２２ 環状突起
２３ ステム
２４ 円錐通路
２５ プランジャ
２６ 本体部、部分
２７、２８ 端部、部分
２９ フローセンサ、センサ
３０ 相対的な端部開口、開口
３１ 空洞
３５ 相対的な流体ライン、流体ライン、充填ライン
３６ 共通部分、部分
３７ 相対的な部分、部分
３９、４１、４２、４６、１０２ 弁
４０ 加圧チャンバ、圧力チャンバ、チャンバ
４４ 充填ライン、流体ライン
４５ 制御ユニット
４７ 相対的な部分
４８ 戻りガスチャンバ、チャンバ
４９、７１ 部分
５５ 排出部
５６、５７ セグメント
５９ 調整弁、弁
６１ 接続点
６２、６３ 損失
７０ 流体ライン、充填ライン
７２ チャンバ
８０ ドレイン
８５ ヘッドスペース
１００ キャビネット
１０３ 内部容積、キャビネット
１０５ 回転部、部分
１０６ 静止部、部分
１０７ マニホールド

Claims (16)

1. 注入可能製品を充填可能な第１の領域（７）と、第１の気体を充填可能な第２の領域（８）とを順次備えるタンク（６）と、
   少なくとも１つの物品（２）をそれぞれ接触充填するための少なくとも１つの充填装置（１０）と、
   前記注入可能製品を前記物品（２）に充填するように前記タンク（６）の前記第１の領域（７）と前記物品（２）との間の流体的接続を可能とする第１の開放構成、または、前記第１の領域（７）と前記物品（２）との間の流体的接続を防止する第１の閉鎖構成のいずれかに設定されることができる少なくとも１つの第１の弁（１６）と、
   使用中に前記第１の弁（１６）が前記第１の開放構成にあるときおよび前記物品（２）が前記充填装置（１０）と接触しているときに、前記物品（２）の内部に収容された第２の気体の逃げを可能とするために前記充填装置（１０）によって部分的に形成された少なくとも１つの第１の流体ライン（４４；３７）と、
   使用中に前記第１の弁（１６）が前記第１の開放構成にあるときに前記第２の気体が前記第１の流体ライン（４４）に沿って流れるのを可能とする第２の開放構成、または、前記第２の気体が前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿って流れるのを防止する第２の閉鎖構成のいずれかに選択的に設定されることができる少なくとも１つの第２の弁（４６、４２）と、
   を備える無炭酸注入可能製品を物品（２）に接触充填するための充填ユニット（１）であって、
   滅菌環境を確立する内部容積（１０３）を包囲するキャビネット（１００）と、
   前記第１の流体ライン（４４；３７）と流体的に接続された第２の流体ライン（１０１）と、
   前記第２の流体ライン（１０１）に沿って配置され、前記キャビネット（１００）の前記内部容積（１０３）と前記第２の流体ライン（１０１）を流体的に接続する第３の構成に選択的に配置されることができる第３の弁（１０２）と、
   を備えることを特徴とする充填ユニット。
2. 複数の前記充填装置（１０）と、
   使用中に前記物品（２）から出る前記第２の気体を収集するように、前記物品（２）からの前記第２の気体の逃げ方向を参照して相対的な前記第２の弁（４６、４２）の下流の少なくとも２つの前記充填装置（１０）の前記第１の流体ライン（４４；３７）に流体的に接続された共通の第１のチャンバ（４８；４０）と、を備え、
   前記第２の流体ライン（１０１）が前記第１のチャンバ（４８；４０）と流体的に接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の充填ユニット。
3. 使用中に前記第１の弁（１６）が前記第１の閉鎖構成にあるときに前記タンク（６）の内部に収容された前記第１の気体によって前記物品（２）の内部容積の加圧を可能とするために、前記充填装置（１０）によって部分的に形成され且つ前記タンク（６）と流体的に接続された少なくとも１つの第３の流体ライン（３５；３７；４４）と、
   前記第１の気体が前記第３の流体ライン（３５；３７；４４）に沿って流れるのを可能とする第４の開放構成、または、前記第１の気体が前記第３の流体ライン（３５；３７；４４）に沿って流れるのを防止する第４の閉鎖構成のいずれかに選択的に配置されることができる少なくとも１つの第４の弁（４２；４６）と、
   前記タンク（６）と第４の弁（４２；４６）との間に流体的に介在され且つ使用中に前記タンク（６）に収容された気体によって充填されるように構成された共通の第２のチャンバ（４０；４８）とを備え、
   前記第２のチャンバ（４０；４８）が、前記第１のチャンバ（４８；４０）および前記第２の流体ライン（１０１）と流体的に接続されており、
   前記第２のチャンバ（４０；４８）が、前記タンク（６）の外部に延在するセグメント（５６）によって前記第１のチャンバ（４８；４０）と流体的に接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載の充填ユニット。
4. 前記第２の流体ライン（１０１）が前記第２のチャンバ（４０）の内部で直接開放することを特徴とする請求項３に記載の充填ユニット。
5. 前記タンク（６）と前記第２のチャンバ（４０）との間に介在される位置に前記第３の流体ライン（３５；３７；４４）に沿って配置された第５の調整弁（４１）を備え、
   前記第５の調整弁（４１）が、前記タンク（６）の前記第２の領域（８）内の圧力を調整するように制御可能な調整弁である、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の充填ユニット。
6. 前記充填装置（１０）が、軸（Ａ）を中心として回転可能であり、
   前記第２の流体ライン（１０１）が、
   前記充填装置（１０）とともに軸（Ａ）を中心として回転可能であり、前記第１の流体ライン（４４）に流体的に接続された第１の部分（１０５）と、
   前記軸（Ａ）に対して固定され、前記第３の弁（１０２）がそれに沿って配置される第２の部分（１０６）と、を備え、
   前記充填ユニット（１）が、前記第１の部分（１０５）と前記第２の部分とを流体的に結合するためのマニホールド（１０７）を備える、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の充填ユニット。
7. 前記第３の弁（１０２）が、前記第２の流体ライン（１０１）および前記キャビネット（１００）の前記内部容積（１０３）を流体的に切断するさらなる構成に選択的に設定されることができることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の充填ユニット。
8. 前記第１の流体ライン（４４）と流体的に接続された排出部（５５）と、
   前記第１の流体ライン（４４）に流体的に接続されたセグメント（５７）に沿って配置され且つ第４の開放構成または第４の閉鎖構成のいずれかに選択的に配置されることができる第６の制御弁（５９）と、を備え、
   前記第６の制御弁（５９）が、前記第４の開放構成に設定されたとき、前記セグメント（５７）に沿い且つ前記排出部（５５）までの前記第１の気体の流れを可能とし、
   前記第６の制御弁（５９）が、前記第４の閉鎖構成に設定されたとき、前記セグメント（５７）に沿い且つ前記排出部（５５）までの前記第１の気体の前記流れを防止し、
   前記第６の制御弁（５９）が、前記第１の弁（１６）が使用中に前記第１の開放構成に設定されたとき、使用中に前記第４の閉鎖構成に設定される
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の充填ユニット。
9. 前記第３の弁（１０２）が、前記第２の流体ライン（１０１）をさらなる流体ライン（１０４）と流体的に接続するさらなる構成に選択的に配置されることができ、
   前記第３の弁（１０２）が、前記充填ユニット（１）が使用中に通常作動状態であるときに前記第３の構成に配置され、前記充填ユニット（１）が使用中にさらなる作動状態ではないときに、前記さらなる構成に配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の充填ユニット。
10. 注入可能製品を充填可能な第１の領域（７）と、第１の気体を充填可能な第２の領域（８）とを順次備えるタンク（６）と、
    少なくとも１つの物品（２）をそれぞれ接触充填するための少なくとも１つの充填装置（１０）と、
    前記注入可能製品を前記物品（２）に充填するように前記タンク（６）の前記第１の領域（７）と前記物品（２）との間の流体的接続を可能とする第１の開放構成、または、前記第１の領域（７）と前記物品（２）との間の流体的接続を防止する第１の閉鎖構成のいずれかに設定されることができる少なくとも１つの第１の弁（１６）と、
    使用中に前記第１の弁（１６）が前記第１の開放構成にあるときおよび前記物品（２）が前記充填装置（１０）と接触しているときに、前記物品（２）の内部に収容された第２の気体の逃げを可能とするために前記充填装置（１０）によって部分的に形成された少なくとも１つの第１の流体ライン（４４；３７）と、
    前記第２の気体が前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿って流れるのを可能とする第２の開放構成、または、前記第２の気体が前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿って流れるのを防止する第２の閉鎖構成のいずれかに選択的に設定されることができる少なくとも１つの第２の弁（４６、４２）と、
    を備える充填ユニット（１）を使用することによって無炭酸注入可能製品を物品（２）に接触充填する方法であって、
    ｉ）前記第１の流体ライン（４４；３７）を第２の流体ライン（１０１）と流体的に接続するステップと、
    ｉｉ）滅菌環境を確立するキャビネット（１００）の内部容積（１０３）と前記第２の流体ライン（１０１）を流体的に接続する第３の構成において前記第２の流体ライン（１０１）に沿って配置された第３の弁（１０２）を選択的に配置するステップと、を備える、方法。
11. 前記ステップｉｉ）が、前記充填ユニット（１）の通常作動状態中に実行され、
    前記方法が、さらに、前記充填ユニット（１）がさらなる作動状態ではないとき、さらなる流体ライン（１０４）と前記第２の流体ライン（１０１）を流体的に接続し且つさらなる流体ライン（１０４）から前記第２の流体ライン（１０１）を流体的に切断するステップｉｉｉ）を備える、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. ｉｖ）前記第１の流体ライン（４４；３７）と排出部（５５）を流体的に接続するステップと、
    ｖ）前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿って第４の制御弁（５９）を配置するステップであって、前記第４の制御弁（５９）が第４の開放構成または第４の閉鎖構成のいずれかに選択的に配置可能であるステップと、
    ｖｉ）前記第４の制御弁（５９）が前記第４の開放構成に設定されたとき、前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿い且つ前記排出部（５５）までの前記第１の気体の流れを可能とするステップと、
    ｖｉｉ）前記第４の制御弁（５９）が前記第４の閉鎖構成に設定されたとき、前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿い且つ前記排出部（５５）までの前記第１の気体の前記流れを防止するステップと、
    ｖｉｉｉ）前記第１の弁（１６）が前記第１の開放構成に設定されたときに前記第４の制御弁（５９）を前記第４の閉鎖構成に設定するステップと、を備える、ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の方法。
13. ｉｘ）前記充填装置（１０）によって部分的に形成される少なくとも１つの第２の流体ライン（３７；４４）によって前記物品（２）の内部容積と前記タンク（６）の前記第２の領域（８）を流体的に接続するステップと、
    ｘ）タンク（６）の内部に収容された前記第１の気体によって前記物品（２）の前記内部容積を加圧するように、前記第１の弁（１６）が前記第１の開放構成に設定されたとき、少なくとも１つの第４の弁（４２；４６）によって前記第２の流体ライン（３７；４４）に沿った前記第１の気体の流れを可能とするステップと、
    ｘｉ）前記第１の弁（１６）が前記第１の閉鎖構成に設定されたとき、前記第４の弁（４２；４６）によって前記第２の流体ライン（３７；４４）に沿った前記第１の気体の流れを防止するステップと、
    ｘｉｉ）前記タンク（６）の前記第１の領域（７）と前記第４の弁（４２）との間に共通の第１のチャンバ（４０）を介在させるステップと、
    ｘｉｖ）前記第１のチャンバ（４０）を前記第２の流体ライン（１０１）と流体的に接続するステップと、を備える、ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. ｘｖ）前記タンク（６）の第２の領域（８）と共通チャンバ（４０）との間に調整用第５の制御弁（４１）を流体的に介在させるステップを備える、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 注入可能製品を物品（２）に接触または非接触充填するための充填ユニットを、無炭酸製品を物品に接触充填するための充填ユニットに更新する方法において、前記充填ユニットが、
    前記注入可能製品を充填可能な第１の領域（７）と、第１の気体を充填可能な第２の領域（８）とを順次備えるタンク（６）と、
    少なくとも１つの前記物品（２）をそれぞれ接触充填するための少なくとも１つの充填装置（１０）と、
    前記注入可能製品を前記物品（２）に充填するように前記タンク（６）の前記第１の領域（７）と前記物品（２）との間の流体的接続を可能とする第１の開放構成、または、前記第１の領域（７）と前記物品（２）との間の流体的接続を防止する第１の閉鎖構成に設定されることができる少なくとも１つの第１の弁（１６）と、
    使用中に前記第１の弁（１６）が前記第１の開放構成にあるときおよび前記物品（２）が前記充填装置（１０）と接触しているときに、前記物品（２）の内部に収容された第２の気体の逃げを可能とするために前記充填装置（１０）によって部分的に形成された少なくとも１つの第１の流体ライン（４４；３７）と、
    前記第２の気体が前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿って流れるのを可能とする第２の開放構成、または、前記第２の気体が前記第１の流体ライン（４４；３７）に沿って流れるのを防止する第２の閉鎖構成のいずれかに選択的に設定されることができる少なくとも１つの第２の弁（４６）とを備え、
    前記方法が、
    ｉ）第２の流体ライン（１０１）を前記第１の流体ライン（４４；３７）と流体的に接続するステップと、
    ｉｉ）前記第２の流体ライン（１０１）に沿って第３の弁（１０２）を配置するステップと、
    ｉｉｉ）滅菌環境を確立する内部容積（１０３）を有するキャビネット（１００）内に前記充填ユニットの少なくとも一部を封入するステップと、を備え、
    前記第３の弁（１０２）が、前記第２の流体ライン（１０１）を前記キャビネット（１００）の内部容積と流体的に接続する第３の構成に選択的に配置可能である、方法。
16. ｉｖ）前記第２の流体ライン（１０１）を前記充填ユニットのチャンバ（４０；４８）と流体的に接続するステップを備え、
    前記チャンバ（４０；４８）が、少なくとも２つの前記充填装置（１０）に共通であり、第４の弁（４２；４６）が介在される少なくとも１つの第２の流体ライン（３７；４４）によって前記タンク（６）の第１の領域（７）に選択的に接続される、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。

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