JP7280472B2 - パウチ容器の熱処理装置 - Google Patents

Description

例えば流動物が充填されたパウチ容器を加熱処理する熱処理装置、およびパウチ容器を搬送する装置に関する。

従来、液体やゼリーなどの流動物が充填されたパウチ容器を、搬送コンベヤに一定の間隔で設けられプレートの間に保持し、起立状態で搬送しながら熱処理を行う熱処理装置が知られている（例えば特許文献１、２）。このような熱処理装置の利用では、流動性を高めた高温状態で流動物をパウチ容器に充填しキャップ等で密封した後、熱処理装置でパウチ容器の冷却を行う。

特許第３５２７０１９号公報 実開平３－１２７９６号公報

しかし、充填物がゼリーなどのように高温時には液体で冷却さると固まる場合、熱処理装置供給直後のパウチ容器は高温で柔らかくなっているため、前後一対のプレート間に起立状態で投入されるパウチ容器の姿勢は、搬送方向前後に傾き、変形される可能性がある。このような状態でパウチ容器が冷却され、充填物がゼリー状に固まると、パウチ容器は変形したまま固まってしまう。特にパウチ容器の材質がアルミ製の場合、変形した容器形状を後から直すことができない。

本発明は、パウチ容器を安定した起立姿勢で保持可能な搬送装置を備える熱処理装置を提供することを課題としている。

本発明の第１の発明であるパウチ容器の熱処理装置は、高温の内容物が充填されたパウチ容器を熱処理する熱処理装置であって、パウチ容器を供給する供給コンベヤと、複数のスプロケット間に掛け回されるとともに、起立状態のパウチ容器の搬送方向正面または背面を支持するプレートが所定間隔で取り付けられた搬送コンベヤと、前記供給コンベヤにより供給されるパウチ容器を前記プレートの間に受け渡す受渡手段と、前記搬送コンベヤの上方に設けられ、前記プレート間に支持されているパウチ容器に冷却水を散水する冷却手段とを備え、前記プレートを搬送コンベヤの搬送方向前方または後方の一方に傾斜して取り付け、前記プレートによってパウチ容器を前方または後方に傾斜させて支持しつつ、冷却水を散水することを特徴としている。

本発明の第２の発明であるパウチ容器の熱処理装置は、第１の発明において、前記プレートが、パウチ容器の正面または背面を支持する支持プレートと、パウチ容器の底面を支持する底面プレートを備え、前記支持プレートと前記底面プレートが略直交することを特徴としている。

本発明によれば、パウチ容器を安定した起立姿勢で保持可能な搬送装置を備える熱処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態であるパウチ容器の熱処理装置および搬送装置を備えたパストライザを示す平面図である。 図１に示すパストライザの概略的な構成を示す側面図である。 供給コンベヤ上のパウチ容器をチェーンコンベヤに受け渡す受け渡し機構を示し、プッシャが下降した状態を示す側面図である。 図３の受け渡し機構において、プッシャが前進した状態を示す側面図である。 図３の受け渡し機構において、揺動シュートが傾斜した状態を示す側面図である。 パウチ容器をプレート間から抜き取り、排出コンベヤへと受け渡す構成例を示す側面図である。

以下、図示された実施形態を参照して本発明に係るパウチ容器の熱処理装置および搬送装置を説明する。

図１、２は本発明の一実施形態であるパウチ容器の熱処理装置および搬送装置を備えたパストライザ１０を示す。パストライザ１０に供給される物品は、口部にキャップが装着された扁平なパウチ容器Ｐであり、その中には、液体やゼリー等の流動物が高温（例えば８５℃）で充填されている。パウチ容器Ｐはパストライザ１０によって、その口部とキャップが殺菌処理される。また、パウチ容器Ｐの正面には製品名等が印刷され、背面には内容物の成分やバーコード等が印刷されている。

パウチ容器Ｐは背面を上方にした横転状態で供給コンベヤ（供給手段）１１によりパストライザ１０に供給される。パウチ容器Ｐはパストライザ１０内において起立状態に変更され、背面を搬送方向前方に向けて搬送される。パウチ容器Ｐは搬送されつつ熱処理された後、背面を下方にした横転状態に定められ、排出コンベヤ（排出手段）１２に受け渡されて次工程へ排出される。

パストライザ１０内は基本的に、供給ゾーンＡと殺菌ゾーンＢと第１冷却ゾーンＣと第２冷却ゾーンＤと第３冷却ゾーンＥと排出ゾーンＦとに区画される。供給ゾーンＡでは、パウチ容器Ｐは、後述するように起立状態に変更されてチェーンコンベヤ（搬送手段）１４に受け渡される。このとき供給ゾーンＡにおいて供給コンベヤ１１上のパウチ容器Ｐに洗浄ノズルから洗浄水（温水）を吹きかけて洗浄してもよい。

チェーンコンベヤ１４は一対のスプロケット１５、１６に掛け回され、起立状態のパウチ容器Ｐを支持するプレート１７が所定間隔で取付けられる。つまりパウチ容器Ｐは隣り合う２つのプレート１７の間に支持される。なお、一方のスプロケット１５は供給ゾーンＡに設けられ、他方のスプロケット１６は排出ゾーンＦに設けられる。

殺菌ゾーンＢでは、パウチ容器Ｐは散水ノズル１８から温水（例えば９０℃）を噴射されて約５分間加熱され、殺菌処理を施される。第１冷却ゾーンＣでは、パウチ容器Ｐは散水ノズル１９から冷却用の温水（例えば３０℃）を噴射され、約５分間冷却される。第２冷却ゾーンＤでは、パウチ容器Ｐは散水ノズル２０により冷却用の温水（例えば２５℃）を噴射され、約５分間冷却される。第３冷却ゾーンＥでは、パウチ容器Ｐは散水ノズル２１により冷却用の温水（例えば２０℃）を噴射され、約５分間冷却される。ここで散水ノズル１９～２１は、チェーンコンベヤ１４の上方に設けられ、プレート１７間に支持されつつ搬送されるパウチ容器Ｐに冷却用の温水を散水する冷却手段である。

排出ゾーンＦでは、パウチ容器Ｐは清水ノズル２２から噴射される清水（例えば２０℃の温水）により洗浄され、後述するように、プレート１７がスプロケット１６に沿って回動することにより水平状態に転向したとき、プレート１７から抜き取られる。そしてパウチ容器Ｐは、背面を下方にした横転状態で排出コンベヤ１２に受け渡される。

殺菌ゾーンＢと第１～第３冷却ゾーンＣ、Ｄ、Ｅと排出ゾーンＦには、散水ノズル１８～２１および清水ノズル２２から噴射された温水を貯留するための貯水槽２３が設けられる。貯水槽２３は仕切り板２４により４つに区画されており、殺菌ゾーンＢと第１冷却ゾーンＣと第２冷却ゾーンＤにはそれぞれ貯水槽２３の１つの区画が設けられ、第３冷却ゾーンＥと、排出ゾーンＦのスプロケット１６が設けられた部分には、貯水槽２３の１つの区画が設けられる。

貯水槽２３の各区画にはそれぞれポンプ（図示せず）が設けられ、貯留された温水は、各区画に対応した散水ノズル１８～２１に還流される。なお、散水ノズル２１には、第３冷却ゾーンＥと排出ゾーンＦに対応する貯水槽２３に貯留された温水が環流される。一方、清水ノズル２２には、貯水槽２３とは独立した水源から清水が供給される。

次に図１、３～５を参照して、供給コンベヤ１１からパストライザ１０にパウチ容器Ｐを供給し、その姿勢を起立状態に変更してチェーンコンベヤ１４に受け渡す受渡し機構を説明する。供給コンベヤ１１上において、パウチ容器Ｐはその長手軸を供給コンベヤ１１の幅方向に合わせ、バーコードＱが印刷された背面を上側に向けた横転状態で載置される。この横転状態において、パウチ容器Ｐの口部Ｒは後述する揺動シュート３２側を向いている。

図１に示すように、パストライザ１０の外側であって供給コンベヤ１１の側方には、通過したパウチ容器Ｐをカウントするセンサ２６と、供給コンベヤ１１上のパウチ容器Ｐに当接可能なストッパ２７とが設けられる。ストッパ２７はシリンダ装置のピストンロッドに設けられ、シリンダ装置はセンサ２６から出力される指令信号に応じて作動する。

パストライザ１０においてパウチ容器Ｐは、隣接する２枚のプレート１７間に支持されてチェーンコンベヤ１４の幅方向（紙面に垂直な方向）に整列され、搬送される。本実施形態では、チェーンコンベヤ１４上の１列のパウチ容器Ｐの数は３６個である。したがってセンサ２６は、供給コンベヤ１１により搬送されて通過したパウチ容器Ｐの数が３６に達すると指令信号を出力し、これによりストッパ２７は突出して後続のパウチ容器Ｐを供給コンベヤ１１上で停止させる。

図３に示すように、パストライザ１０内において供給コンベヤ１１の上方にはプッシャ３０が設けられ、供給コンベヤ１１の側方には渡り板３１が設けられる。また渡り板３１を挟んで供給コンベヤ１１とは反対側には揺動シュート３２が設けられる。揺動シュート３２は、渡り板３１とは回転軸３３を中心として、水平位置と傾斜位置の間で揺動自在である。図３において回転軸３３の右下方向には、傾斜位置にある揺動シュート３２の延長上に位置する固定シュート３４が設けられる。

供給コンベヤ１１の幅はパウチ容器Ｐの長さと略同じであるのに対し、渡り板３１の幅は供給コンベヤ１１の幅の約２倍である。すなわち渡り板３１上には２列分のパウチ容器Ｐが載置可能である。一方、揺動シュート３２上には１列分のパウチ容器Ｐが載置可能であり、水平状態にあるとき、渡り板３１から１列分のパウチ容器Ｐを受取り、傾斜位置にあるとき、固定シュート３４を介して１列分３６個のパウチ容器Ｐをチェーンコンベヤ１４のプレート１７に一斉に受け渡す。したがってプッシャ３０と渡り板３１と揺動シュート３２と固定シュート３４は、パウチ容器Ｐを供給コンベヤ１１からチェーンコンベヤ１４へ受け渡す受け渡し手段を構成する。

プッシャ３０は一度に３列分のパウチ容器Ｐに当接可能であり、昇降自在、かつ供給コンベヤ１１と渡り板３１の幅方向（図の左右方向）に往復動自在である。すなわちプッシャ３０は、下降位置にあるとき、図４に示すように供給コンベヤ１１側から渡り板３１側へ前進して、３列分のパウチ容器Ｐを押し、これにより供給コンベヤ１１上のパウチ容器Ｐは渡り板３１の後列へ移載され、また渡り板３１上の後列のパウチ容器Ｐは渡り板３１の前列に移載されるとともに、渡り板３１上の前列のパウチ容器Ｐは、口部Ｒが揺動シュート３２の渡り板３１とは反対側の辺に近接するようにして揺動シュート３２上へ移載される。プッシャ３０は前進動作の後、図５に示すように上昇してパウチ容器Ｐから離間し、その後供給コンベヤ１１側へ後退して下降する（図３参照）。

またプッシャ３０が上昇しているとき、図５に示すように揺動シュート３２が下方へ揺動して傾斜位置に定められる。これにより揺動シュート３２上のパウチ容器Ｐは、背面を上にした状態で自重により、固定シュート３４を介してチェーンコンベヤ１４側に滑り落ち、スプロケット１５の上方へ向かうプレート１７間の間隔が広がる区間において、傾斜状態のプレート１７に受け渡される。

プレート１７は、パウチ容器Ｐの正面または背面が寄りかかる支持プレート１７Ａと、これに略直交する底面プレート１７Ｂとを備え、本実施形態では、チェーンコンベヤ１４の走行方向に沿った断面は例えばＬ字断面形状を呈する。プレート１７は、例えば底面プレート１７Ｂの先端側が搬送方向前方を向くようにチェーン１４に取り付けられ、支持プレート１７Ａが底面プレート１７Ｂに対して搬送方向後側に位置するように配置される。プレート１７は、パウチ容器Ｐを載せてチェーンコンベヤ１４が上側を水平走行する際、底面プレート１７Ｂが、例えば約５°～約１５°、搬送方向後側に傾斜されるように取り付けられ、これにより揺動シュート３２、固定シュート３４を介して滑り落ちてきたパウチ容器Ｐはチェーンコンベヤ１４が上側を水平走行する間も、底面を底面プレート１７Ｂに、正面を支持プレート１７Ａに支持されることによって搬送方向後方へ傾斜された状態で搬送される。

なお、パウチ容器Ｐを載せてチェーン１４が水平走行する際、支持プレート１７Ａが直立、および／または、底面プレートが水平であると、パウチ容器Ｐは、揺動シュート３２や固定シュート３４から滑り落ちる際やチェーンコンベヤ１４の搬送速度などの条件により、搬送方向前方側もしくは後方側の支持プレート１７Ａと間隔を空けた状態でパウチ容器Ｐの正面もしくは背面がもたれかかり、適正な姿勢で支持されない可能性がある。パウチ容器Ｐが不適切な状態で支持される場合、容器は屈曲したり凹んだりして変形し、そのままの形状でパストライザ１０内で冷却され、固まってしまう可能性がある。

本実施形態のパストライザ１０では、プレート１７を構成する支持プレート１７Ａと底面プレート１７Ｂをチェーンコンベヤ１４の搬送方向後方に傾斜して取り付けることによって、パウチ容器Ｐを搬送方向の後方へ所定角度傾斜させた状態で支持しつつ搬送し、その間に冷却を行う。すなわち、パストライザ１０内において、パウチ容器Ｐは、支持プレート１７Ａに正面を、底面プレート１７Ｂに底面を、それぞれ略密着された状態で支持されることにより、パウチ容器Ｐは搬送方向後方に傾斜された状態でプレート１７間に保持され、パストライザ１０内を搬送される。

図６を参照して、パウチ容器Ｐをプレート１７間から抜き取り、排出コンベヤ１２へと移載する構成例を説明する。

チェーンコンベヤ１４が水平状態で移動する区間では、プレート１７は支持プレート１７Ａが僅かに後方に傾けられた状態で略起立しているが、チェーンコンベヤ１４がスプロケット１６に沿って回動する区間では、支持プレート１７Ａは搬送方向に向けて横転され、所定位置において水平状態になる。この水平状態においてパウチ容器Ｐは、背面が前方側のプレート１７の支持プレート１７Ａに接触する一方、正面は上側に位置し、後方に位置するプレート１７の支持プレート１７Ｂから離間する。

水平状態の支持プレート１７Ａの延長上であって排出コンベヤ１２の上方には、グリッパ進退用シリンダ装置４０が設けられる。グリッパ進退用シリンダ装置４０は水平に配置され、そのピストンロッド４１には、その先端にグリッパ４２が設けられたグリッパ保持部材４３が取り付けられる。グリッパ保持部材４３は、ピストンロッド４１の動きによりスプロケット１６の軸に略直交する方向に向けて水平に往復動される。

グリッパ４２は下部グリッパ片４２Ａと上部グリッパ片４２Ｂと有する。下部グリッパ片４２Ａはグリッパ保持部材４３に固定され、上部グリッパ４２Ｂは、基端部の軸４２Ｃを中心に揺動可能にグリッパ保持部材４３に取付けられる。上部グリッパ４２Ｂには、グリッパ保持部材４３に、その進退方向に沿って取り付けられたグリッパ開閉用シリンダ４５のピストンロッド４５Ａの先端部が回転軸４５Ｂを介して、上部グリッパ４２Ｂの頂面に取り付けられる。

グリッパ開閉用シリンダ４５の基端部は、上部グリッパ４２Ｂの軸４２Ｃに平行な回転軸４３Ｂ周りに回転自在にグリッパ保持部材４３に軸支され、ピストンロッド４５Ａが引っ込められると上部グリッパ４２Ｂが軸４２Ｃを中心に回転されて持ち上げられ、ピストンロッド４５Ａが押し出されると、上部グリッパ４２Ｂが軸４２Ｃを中心に回転されて押し下げられる。これにより、グリッパ４２は開閉可能であり、略水平となった支持プレート１７Ａに支持されるパウチ容器Ｐの口部Ｒを把持することができる。

支持プレート１７Ａが略水平とされる高さから僅かに低い高さには、支持プレート１７Ａの先端に隣接して渡り板４６が水平に配置される。また、渡り板４６の支持プレート１７Ａとは反対側には、昇降機構４７の昇降プレート４７Ａが水平に配置される。昇降プレート４７Ａは、昇降機構４７により渡り板４６のレベルと、それよりも下側に配置される排出コンベヤ１２の搬送面のレベルとの間で昇降可能であり、昇降プレート４７Ａは、排出コンベヤ１２の搬送面レベルにおいて、排出コンベヤ１２の側方に隣接する位置に配置される。なお、昇降機構４７は、例えば、サーボモータ４７Ｂとボールネジ機構４７Ｃを用いて構成される。

また、排出コンベヤ１２の搬送面のレベルには、プッシャ進退用シリンダ４８により進退可能とされたプッシャ４８Ａが設けられ、プッシャ４８Ａは、昇降プレート４７Ａが排出コンベヤ１２の搬送面レベルにまで下降されると押し出され、昇降プレート４７Ａ上のパウチ容器Ｐを排出コンベヤ１２の搬送面上へと移載する。

すなわち、スプロケット１６の回転により支持プレート１７Ａが略水平に横転されると、この支持プレート１７Ａに支持されるパウチ容器Ｐの口部Ｒは、渡り板４６の上方において開いた状態で待機するグリッパ４２の下部グリッパ４２Ａ上に配置される。これと略同時に、グリッパ開閉用シリンダ４５が駆動され上部グリッパ４２Ｂが閉じられ、口部Ｒがグリッパ４２により把持される。その後、グリッパ進退用シリンダ装置４０が駆動され、口部Ｒを把持したグリッパ４２が、スプロケット１６から離れる方向へと後退され、パウチ容器Ｐは渡り板４６を介して昇降プレート４７Ａ上へと移載される。

パウチ容器Ｐの昇降プレート４７Ａへの移載が完了すると、グリッパ４２はグリッパ開閉用シリンダ４５により開放され、グリッパ進退用シリンダ装置４０により、再び渡り板４６上の待機位置にまで移動される。パウチ容器Ｐが載せられた昇降プレート４７Ａは、昇降機構４７により、排出コンベヤ１２の搬送面レベルにまで下降される。昇降プレート４７Ａが、排出コンベヤ１２の搬送面レベルに配置されると、プッシャ進退用シリンダ４８が駆動され、待機位置にあったプッシャ４８Ａが押し出される。これにより昇降プレート４７Ａ上のパウチ容器Ｐの底面がプッシャ４８Ａにより押され、パウチ容器Ｐが排出コンベヤ１２上へと移載される。パウチ容器Ｐの排出コンベヤ１２上への移載が完了すると、プッシャ進退用シリンダ４８はプッシャ４８Ａを待機位置にまで退避させ、排出コンベヤ１２上へ移載されたパウチ容器Ｐは、排出コンベヤ１２により下流装置へと搬送される。

以上のように、本実施形態によれば、パウチ容器を起立支持するプレートを搬送方向の後方に傾けることで、パウチ容器を安定した起立姿勢で保持しながら搬送することができ、搬送中にパウチ容器が変形することを防止できる。これにより、パストライザ等において冷却しながらパウチ容器を搬送する場合においても、パウチ容器が変形したまま固まることが防止される。

なお、本実施形態では、支持プレートとこれに略直交する底面プレートを備えるプレートを搬送方向後方へ傾斜させてパウチ容器を搬送方向後方の支持プレートに寄りかからせていたが、プレートを搬送方向前方へ傾斜させ、パウチ容器を搬送方向前方の支持プレートに寄りかからせてその姿勢を安定させることもできる。

１０ パストライザ（熱処理装置）
１１ 供給コンベヤ（供給コンベヤ）
１２ 排出コンベヤ
１４ チェーンコンベヤ（搬送コンベヤ）
１５、１６ スプロケット
１７ プレート
１７Ａ 支持プレート
１７Ｂ 底面プレート
１９、２０、２１ 散水ノズル（冷却手段）
３０ プッシャ
３１ 渡り板
３２ 揺動シュート（受渡手段）
３４ 固定シュート（受渡手段）
Ｐ パウチ容器
Ｒ 口部

Claims (2)

1. 高温の内容物が充填されたパウチ容器を熱処理する熱処理装置であって、
   パウチ容器を供給する供給コンベヤと、
   複数のスプロケット間に掛け回されるとともに、起立状態のパウチ容器の搬送方向正面または背面を支持するプレートが所定間隔で取り付けられた搬送コンベヤと、
   前記供給コンベヤにより供給されるパウチ容器を前記プレートの間に受け渡す受渡手段と、
   前記搬送コンベヤの上方に設けられ、前記プレート間に支持されているパウチ容器に冷却水を散水する冷却手段とを備え、
   前記プレートを搬送コンベヤの搬送方向前方または後方の一方に傾斜して取り付け、前記プレートによってパウチ容器を搬送方向前方または後方に傾斜させて支持しつつ、冷却水を散水する
   ことを特徴とするパウチ容器の熱処理装置。
2. 前記プレートは、パウチ容器の正面または背面を支持する支持プレートと、パウチ容器の底面を支持する底面プレートを備え、前記支持プレートと前記底面プレートは略直交することを特徴とする請求項１に記載のパウチ容器の熱処理装置。

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