JP7388820B2 - Filling equipment and filling method - Google Patents
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Description
本発明は、複数種類の液体を混合したり、液体と気体とを混合した後に容器に充填したりする充填装置および充填方法に関する。 The present invention relates to a filling device and a filling method for mixing multiple types of liquids or for filling a container after mixing a liquid and a gas.
清涼飲料水、乳飲料は、通常、複数種類の原料を混合部において混合して得られる。例えば、清涼飲料水は水とシロップが混合された後に充填部において容器に充填される。混合部および充填部を含む飲料充填装置は、例えば特許文献1(図1)に示すように、混合部と充填部のタンク(充填タンク)との間に混合液を溜めておくクッションタンクと称される貯留槽を備えている。 Soft drinks and milk drinks are usually obtained by mixing multiple types of raw materials in a mixing section. For example, soft drinks are filled into containers in a filling section after water and syrup are mixed. A beverage filling device including a mixing part and a filling part is called a cushion tank, which stores a mixed liquid between the mixing part and a tank (filling tank) of the filling part, as shown in Patent Document 1 (FIG. 1), for example. It is equipped with a storage tank in which
混合部は、例えば水とシロップを混合する場合に、水とシロップの流量が予め定められた比率になるように、水とシロップのそれぞれに流量制御が行われている。
充填部は充填量の精度を確保するために、充填タンク内の混合液(製品液)の液面の高さを一定に保つようにしている。そのために、充填タンクに流入される混合液の液量が流量制御弁で制御される。
以上のように、混合部の側と充填部の側のそれぞれで個別に流量制御を行っているため、混合部と充填部を直接的に接続すると、両者の間に流量に不均衡が生ずる。そこで、混合部と充填部の間にクッションタンクを設けることで、この混合部と充填部の流量の不均衡を是正する。飲料充填装置においては、通常、混合部の流量を充填部の流量よりも多くして、クッションタンクに常に製品液が溜まるように運転される。
In the mixing section, for example, when mixing water and syrup, the flow rates of each of the water and syrup are controlled so that the flow rates of the water and syrup become a predetermined ratio.
In order to ensure the accuracy of the filling amount, the filling section maintains a constant level of the liquid mixture (product liquid) in the filling tank. For this purpose, the amount of liquid mixture flowing into the filling tank is controlled by a flow control valve.
As described above, since the flow rates are individually controlled on the mixing section side and the filling section side, if the mixing section and the filling section are directly connected, an imbalance will occur in the flow rates between them. Therefore, by providing a cushion tank between the mixing section and the filling section, this imbalance in the flow rates between the mixing section and the filling section is corrected. Beverage filling devices are usually operated so that the flow rate of the mixing section is higher than the flow rate of the filling section so that the product liquid always accumulates in the cushion tank.
ところが、クッションタンクを備える飲料充填装置には以下の課題がある。
クッションタンクに常に製品液が溜まるように運転されるため、所定量の飲料製品の充填を終えた時点で、クッションタンクの内部には製品液が残留する。残留した製品液は廃棄されるので、製品液の残留は製品液の製造歩留まりを落とす。
また、例えば飲料製品Xの製造から飲料製品Yの製造に切り替える際には、クッションタンクに残留する飲料製品Xをクッションタンクから排出するとともに、クッションタンクの内部を洗浄する必要がある。クッションタンクは相当の容量を有しているので、この排出および洗浄に費やす時間が長い。
However, a beverage filling device including a cushion tank has the following problems.
Since the cushion tank is operated so that the product liquid is always stored in the cushion tank, the product liquid remains inside the cushion tank when filling with a predetermined amount of the beverage product is finished. Since the remaining product liquid is discarded, the remaining product liquid reduces the manufacturing yield of the product liquid.
Further, for example, when switching from manufacturing beverage product X to manufacturing beverage product Y, it is necessary to discharge beverage product X remaining in the cushion tank from the cushion tank and to clean the inside of the cushion tank. Since the cushion tank has a considerable capacity, the time spent on this draining and cleaning is long.
本発明は、以上の課題を解消できる混合装置および混合方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a mixing device and a mixing method that can solve the above problems.
本発明の充填装置は、混合部と、混合部から供給される混合液を一時的に貯留しながら、容器に充填する充填部と、を備える。
本発明における混合部は、第1原料を供給する第1原料供給部と、第2原料を供給する第2原料供給部と、第1原料と第2原料を含む混合液を充填部に送る第1流路と、第1流路に供給される第1原料の目標流量を設定し目標流量となるように第1原料の実流量を制御する第1流量制御部と、第1流路に供給される第2原料の目標流量を設定し目標流量となるように第2原料の実流量を制御する第2流量制御部と、を備える。
第1流量制御部は、充填部における混合液の貯留状態に応じて、第1原料の実流量を制御する。
本発明の充填装置において、好ましくは、第2流量制御部は、貯留状態に応じて制御される第1原料の実流量に基づいて第2原料の実流量を制御する。
本発明の充填装置において、好ましくは、第1流路が、充填部に直接的に接続される。
The filling device of the present invention includes a mixing section and a filling section that temporarily stores the liquid mixture supplied from the mixing section and fills the container.
The mixing section in the present invention includes a first raw material supply section that supplies the first raw material, a second raw material supply section that supplies the second raw material, and a second raw material supply section that supplies the mixed liquid containing the first raw material and the second raw material to the filling section. a first flow path, a first flow rate control section that sets a target flow rate of the first raw material to be supplied to the first flow path and controls an actual flow rate of the first raw material so as to reach the target flow rate; and a second flow rate control section that sets a target flow rate of the second raw material to be used and controls the actual flow rate of the second raw material so that the target flow rate is achieved.
The first flow rate control section controls the actual flow rate of the first raw material according to the storage state of the liquid mixture in the filling section.
In the filling device of the present invention, preferably, the second flow rate control section controls the actual flow rate of the second raw material based on the actual flow rate of the first raw material, which is controlled according to the storage state.
In the filling device of the present invention, preferably the first flow path is directly connected to the filling section.
本発明における第1流量制御部および第2流量制御部は、好ましくは、充填部における混合液の貯留量が一定の範囲に収まるように、第1原料の実流量および第2原料の実流量を制御する。 The first flow rate control section and the second flow rate control section in the present invention preferably control the actual flow rate of the first raw material and the actual flow rate of the second raw material so that the amount of the mixed liquid stored in the filling section falls within a certain range. Control.
本発明における第1流量制御部および第2流量制御部は、好ましくは、第1流路において、第1原料と第2原料とが合流する第1合流部位よりも上流に設けられる。 The first flow rate control section and the second flow rate control section in the present invention are preferably provided upstream of a first merging site where the first raw material and the second raw material join together in the first flow path.
本発明における充填装置において、好ましくは、第1合流部位よりも上流において、第1原料の実流量を測定する第1流量計と、第2原料の実流量を測定する第2流量計と、を備える。そして、第1流量計で測定された第1原料の実流量と第2流量計で測定された第2原料の実流量に基づいて、第1原料と第2原料の混合比が評価される。 In the filling device of the present invention, preferably, a first flow meter that measures the actual flow rate of the first raw material and a second flow meter that measures the actual flow rate of the second raw material are provided upstream of the first confluence site. Be prepared. Then, the mixing ratio of the first raw material and the second raw material is evaluated based on the actual flow rate of the first raw material measured by the first flow meter and the actual flow rate of the second raw material measured by the second flow meter.
本発明における充填装置において、第1原料および第2原料は、双方が液体であるか、または、一方が液体であり他方が気体である。 In the filling device of the present invention, both the first raw material and the second raw material are liquid, or one is liquid and the other is gas.
本発明における充填装置は、第3原料を供給する第3原料供給部と、第1流路に供給される第3原料の目標流量を設定し目標流量になるように第3原料の実流量を制御する第3流量制御部とを備えることができる。加えて、本発明における充填装置は、第1流路において、第1原料および第2原料を含む混合液と第3原料とが合流する第2合流部位よりも上流であって、第1原料と第2原料とが合流する第1合流部位よりも下流に設けられる、混合液の実流量を測定する第4流量計とを備えることができる。 The filling device of the present invention includes a third raw material supply section that supplies the third raw material, and a target flow rate of the third raw material supplied to the first flow path, and adjusts the actual flow rate of the third raw material so that the target flow rate is achieved. and a third flow rate control section for controlling the flow rate. In addition, the filling device of the present invention is arranged such that the filling device is located upstream of a second merging region where a liquid mixture containing the first raw material and the second raw material and the third raw material join together in the first flow path, and where the first raw material and A fourth flow meter that measures the actual flow rate of the liquid mixture may be provided downstream of the first merging site where the second raw material joins.
本発明における充填装置は、好ましくは、第3原料の実流量を測定する第3流量計を備え、第4流量計で測定された混合液の実流量と第3流量計で測定された第3原料の実流量に基づいて、第3原料の混合量が評価される。 The filling device in the present invention preferably includes a third flow meter that measures the actual flow rate of the third raw material, and the actual flow rate of the mixed liquid measured by the fourth flow meter and the third flow rate measured by the third flow meter. The mixing amount of the third raw material is evaluated based on the actual flow rate of the raw material.
本発明における充填装置は、好ましくは、第1原料および第2原料は液体であり、第3原料は気体である。 In the filling device of the present invention, preferably, the first raw material and the second raw material are liquid, and the third raw material is gas.
本発明は、第1原料と第2原料を混合して得られる混合液を送給するステップ(a)と、ステップ(a)により送給される混合液を一時的に貯留しながら、連続的に供給される複数の容器のそれぞれに混合液を充填するステップ(b)と、ステップ(a)における第1原料の設定された目標流量になるように第1原料の実流量および第2原料の設定された目標流量になるように第2原料の実流量を制御するステップ(c)とを備える充填方法を提供する。
本発明におけるステップ(c)において、好ましくは、混合液の一時的な貯留状態に基づいて実流量が制御される。
The present invention includes a step (a) of feeding a mixed liquid obtained by mixing a first raw material and a second raw material, and a continuous feeding while temporarily storing the mixed liquid fed in step (a). Step (b) of filling each of the plurality of containers supplied with the mixed liquid, and adjusting the actual flow rate of the first raw material and the flow rate of the second raw material so that the set target flow rate of the first raw material in step (a) is achieved. A filling method is provided that includes a step (c) of controlling the actual flow rate of the second raw material so as to reach a set target flow rate.
In step (c) of the present invention, the actual flow rate is preferably controlled based on the temporary storage state of the mixed liquid.
本発明の充填装置によれば、充填部における混合液の貯留状態に応じて、第1原料の目標流量を制御するので、混合部における流量を充填部における貯留状態に整合させることができる。したがって、本発明の充填装置によれば、混合部と充填部における流量の不均衡を是正するためのクッションタンクを設ける必要がなくなる。したがって、本発明の充填装置によれば、クッションタンクを設けるのに比べて、液状製品の充填を終えた時点で充填装置に残留する製品を著しく低くできるので、製品の製造歩留まりを向上できる。 According to the filling device of the present invention, since the target flow rate of the first raw material is controlled according to the storage state of the liquid mixture in the filling section, the flow rate in the mixing section can be matched to the storage state in the filling section. Therefore, according to the filling device of the present invention, there is no need to provide a cushion tank for correcting the imbalance in flow rates between the mixing section and the filling section. Therefore, according to the filling device of the present invention, compared to the case where a cushion tank is provided, the amount of product remaining in the filling device after filling with the liquid product can be significantly reduced, so that the manufacturing yield of the product can be improved.
また、例えば飲料製品Xの製造から飲料製品Yの製造に切り替える際には、クッションタンクから飲料製品Xの排出およびクッションタンクの洗浄の必要がなくなる。したがって、飲料充填装置1によれば、クッションタンクを設けるのに比べて、生産性を向上できる。
Further, for example, when switching from manufacturing beverage product X to manufacturing beverage product Y, there is no need to discharge beverage product X from the cushion tank and clean the cushion tank. Therefore, according to the
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
図1に示すように、第1実施形態に係る飲料充填装置1は、混合部10と、充填部50と、を備えている。飲料充填装置1は、混合部10と充填部50の間にクッションタンクが設けられておらず、混合部10と充填部50が第1流路6、第2流路7で直接的に接続されている。これにより、製品歩留まりの向上および生産性の向上がなされた飲料充填装置1が実現される。
以下、混合部10および充填部50の構成および動作、飲料充填装置1の制御手順を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, the
Hereinafter, the configuration and operation of the
[混合部10]
混合部10は、第1原料供給部20と第2原料供給部30を備えている。第1原料供給部20は第1原料としての水を供給し、第2原料供給部30は第2原料としてのシロップを供給する。ここで、シロップとは、濃度の高い糖液の総称であり、第1原料供給部20から供給される水に希釈される希釈対象物である。水とシロップは、通常、水の比率が高く、一例として水が3に対してシロップが1、または、水が5に対してシロップが1といった比率で混合される。
なお、飲料充填装置1において、上流(U)および下流(D)は水、シロップおよび水とシロップの混合液の流れる向きを基準に定められる。この上流(U)および下流(D)の定義は相対的な意味を有している。
[Mixing section 10]
The
In the
第1原料供給部20は、水供給源21と、水供給源21に貯留される水を送り出す第1送液ポンプ23と、水の目標流量を制御する第1流量調整弁25と、供給される水の流量を測定する第1流量計27と、を備える。
水供給源21、第1送液ポンプ23、第1流量調整弁25および第1流量計27は、第1流路6により充填部50と接続されている。つまり、第1送液ポンプ23から送り出される水は、第1流路6に設けられる第1流量調整弁25によりその流量が調整され、第1流路6を通って充填部50の充填タンク51に供給される。また、第1流量計27は第1流路6を流れる水の流量を測定する。
The first raw
The
第1流量調整弁25は、後述する制御部60の指示にしたがって弁の開閉量が調整される。
第1流量計27は、第1流路6を流れる水の流量を継続して測定する。測定された水の流量(水実流量)に関する情報は後述する制御部60に送られる。
The opening/closing amount of the first flow
The
第2原料供給部30は、シロップ供給源31と、シロップ供給源31に貯留されるシロップを送り出す第2送液ポンプ33と、シロップの目標流量を制御する第2流量調整弁35と、供給されるシロップの流量を測定する第2流量計37と、を備える。
シロップ供給源31、第2送液ポンプ33、第2流量調整弁35および第2流量計37は、第2流路7により充填部50と接続されている。つまり、第2送液ポンプ33から送り出されるシロップは、第2流路7に設けられる第2流量調整弁35によりその流量が調整され、第2流路7および第1流路6を通って充填部50に供給される。また、第2流量計37は第2流路7を流れるシロップの流量を測定する。
The second raw
The
第2流量調整弁35は、後述する制御部60の指示にしたがって弁の開閉量が調整される。
第2流量計37は、第2流路7を流れるシロップの流量を継続して測定する。測定されたシロップの流量(シロップ実流量)に関する情報は後述する制御部60に送られる。
The opening/closing amount of the second flow
The
第1原料供給部20と第2原料供給部30において、第2流路7は第1合流部位CP1において第1流路6に接続される。この第1合流部位CP1において、第1流路6を流れてきた水と第2流路7を流れてきたシロップが混合される。ここでは図示を省略するが、第1合流部位CP1に水とシロップの混合を促進するための機器を設けることができる。
In the first raw
第1実施形態においてはこの混合液に他の液体成分およびガス成分を加えることがないので、水とシロップの混合液は飲料充填装置1における製品液を構成する。
In the first embodiment, the mixed liquid of water and syrup constitutes the product liquid in the
[充填部50]
充填部50は、混合部10で混合された製品液を容器に充填する。
充填部50は、混合部10で混合して得られた製品液を一時的に貯留する充填タンク51と、充填タンク51に充填された製品液を容器に充填する図示を省略する充填機と、充填タンク51に貯留される製品液の充填タンク51における液表面の位置である液位を測定する液位センサ53と、充填タンク51に残留する製品液を排出する排出路55と、を備えている。この液位センサ53で測定される液位は、製品液の貯留量または貯留状態を示している。
本実施形態において、充填機の形態は任意であり、例えば回転する円板状部材の外周縁で複数の容器を支持しながら順に製品液を充填するロータリー式の充填機を採用できる。
[Filling section 50]
The filling
The filling
In this embodiment, the form of the filling machine is arbitrary, and for example, a rotary type filling machine that supports a plurality of containers at the outer periphery of a rotating disc-shaped member and sequentially fills the containers with product liquid can be adopted.
液位センサ53は、液位を継続して測定し、測定された液位(実液位)は後述する制御部60に送られる。
排出路55は、製造する製品液が切り替えられるとき、または、水とシロップの混合比が適正な範囲からずれたときに、充填タンク51に残留する製品液を外部に排出するのに用いられる。排出路55には開閉弁57が設けられており、製品液を外部に排出する際に開閉弁57は開くが、それ以外の時には開閉弁57は閉じている。開閉弁57は制御部60の指示により開閉がなされる。
The
The
[制御部60]
制御部60は、混合部10と充填部50の動作を制御する。以下、図2を参照しながら制御部60による飲料充填装置1の制御手順を説明する。なお、制御部60は、キーボード、タッチパネルなどからなる入力手段を備えるコンピュータ装置から構成される。
[Control unit 60]
The
制御部60による制御は、基準液位および水とシロップの混合比が設定されることが前提である(図2 S101)。飲料充填装置1に従事するペレータが制御部60の入力手段から基準液位および水とシロップの混合比が入力されると、制御部60は基準液位および混合比を設定する。
The control by the
制御部60は、基準液位が設定されると、充填タンク51において液位センサ53で測定される製品液の液位、つまり製品液の貯留状態を取得する(図2 S103)。制御部60は、取得した液位が設定された液位に一致するように、第1原料供給部20による水の目標流量および第2原料供給部30におけるシロップの目標流量を以下のように制御して、水とシロップの混合量を調整する(図2 S105~S111)。
When the reference liquid level is set, the
設定される水とシロップの混合比を3:1と仮定すると、この混合比を満たすための水の流量およびシロップの流量の比も3:1である。そこで、制御部60は、この混合比に基づいて、水の流量を例えば3FRとして算出し(図2 S104)、算出された水流量3FRに基づいて、水流量を制御する(図2 S105)。この制御は、算出された水流量3FRに第1流量計27で測定される実水流量が合致するように、第1原料供給部20における第1送液ポンプ23の吐出量および第1流量調整弁25の開度の一方または双方を制御することにより行われる。
Assuming that the mixing ratio of water and syrup to be set is 3:1, the ratio of the flow rate of water and the flow rate of syrup to satisfy this mixing ratio is also 3:1. Therefore, the
制御部60は、水流量の測定値(水実流量)を取得する(図2 S107)。取得した水実流量は後述するシロップ流量の算出および混合比の評価(図2 S121)で用いられる。
The
また、制御部60は、測定された水実流量および水とシロップの混合比に基づいて、シロップ流量を算出し(図2 S109)、シロップ流量を制御する(図2 S111)。シロップ実流量の制御は、第2流量計37で測定されるシロップ実流量が算出されたシロップ流量に合致するように、第2原料供給部30における第2送液ポンプ33の吐出量および第2流量調整弁35の開度の一方または双方を制御することにより行われる。
ここで、制御されるべきシロップ流量は、例えば水とシロップの混合比3:1を考慮すると、測定された水実流量と1/3の積として算出される。
Further, the
Here, the syrup flow rate to be controlled is calculated as the product of the measured actual water flow rate and ⅓, considering, for example, a 3:1 mixing ratio of water and syrup.
制御部60は、シロップ流量の測定値を取得し(図2 S113)、先に取得した水流量の測定値とシロップ流量の測定値から混合比を算出する(図2 S121)。制御部60は、算出した混合比が適正範囲から外れていないか否か(図2 S123)、つまり混合比の評価を行う。
制御部60は、算出した混合比が適正範囲に入っていれば、その後も継続して混合比の算出、混合比の評価を行うとともに(図2 S121,S123)、従前の水流量の制御およびシロップ流量の制御を継続することで、充填タンク51に製品液を供給し続けることで、製品液を貯液する。
The
If the calculated mixture ratio is within the appropriate range, the
制御部60は、所定量の製品液の充填を終えたならば(図2 S117 Y)、水流量の制御およびシロップ流量の制御の停止、ならびに、液位の測定、水流量の測定およびシロップ流量の測定を停止する(図2 S119)。これで1バッチ分の飲料製造が完了する。製品液の充填が所定量に達していなければ(図2 S117 N)、液位の測定(図2 S101)以降の手順を継続して行う。つまり、充填部50における製品液の貯留状態に応じて、第1原料である水の流量、ひいては第2原料であるシロップの流量を制御する。
When the
制御部60は、算出した混合比が適正範囲から外れていれば、水流量の制御およびシロップ流量の制御を停止、ならびに、液位の測定、水流量の測定およびシロップ流量の測定を停止し(図2 S125)、充填タンク51に貯留されている製品液を排出する排液処理を実行させる(図2 S127)。水流量の制御およびシロップ流量の制御の停止とは、第1送液ポンプ23および第2送液ポンプ33の運転を停止することを意味する。また、排液処理は、これまで閉じていた開閉弁57を開いて排出路55から製品液を排出させることにより実行される。
If the calculated mixing ratio is out of the appropriate range, the
図2において、例えば、液位の測定、水流量の測定およびシロップ流量の測定はこの順番に行われているが、実際にはいずれの測定も継続して行われている。つまり、図2における手順は、あくまで制御の内容を説明するためのものであって、実際に測定などを実行する順番を特定したものではない。 In FIG. 2, for example, liquid level measurement, water flow rate measurement, and syrup flow rate measurement are performed in this order, but in reality, all measurements are performed continuously. In other words, the procedure in FIG. 2 is merely for explaining the content of control, and does not specify the order in which measurements are actually performed.
[第1実施形態の効果]
次に、飲料充填装置1が奏する効果について説明する。
飲料充填装置1は、充填部50における製品液の貯留状態に応じて、第1原料である水の流量を制御する。さらに、水の実流量に基づいて第2原料であるシロップの目標流量を制御するので、混合部10における流量を充填部50における貯留状態に整合させることができる。したがって、飲料充填装置1によれば、混合部10と充填部50における流量の不均衡を是正するためのクッションタンクを設ける必要がなくなる。つまり、飲料充填装置1によれば、クッションタンクを設けるのに比べて、飲料製品の充填を終えた時点で飲料充填装置1に残留する飲料製品を著しく低くできるので、飲料製品の製造歩留まりを向上できる。この効果は、飲料製品の充填を終えたときに限らず、混合比が適正な範囲からずれたときに製品液を廃棄するときにも当てはまる。
[Effects of the first embodiment]
Next, the effects of the
The
また、例えば飲料製品Xの製造から飲料製品Yの製造に切り替える際には、クッションタンクから飲料製品Xの排出およびクッションタンクの洗浄の必要がなくなる。したがって、飲料充填装置1によれば、クッションタンクを設けるのに比べて、生産性を向上できる。
Further, for example, when switching from manufacturing beverage product X to manufacturing beverage product Y, there is no need to discharge beverage product X from the cushion tank and clean the cushion tank. Therefore, according to the
さらに、クッションタンクを備えないことにより、飲料充填装置1に関するコストを下げることができる。このコストとしては、クッションタンク自体の製造コストに加えて、クッションタンクを設置するスペースを省くことができるので飲料充填装置1を設置するスペースに要するコストも下げることができる。さらに、クッションタンクの内部は、製品液の酸化を防ぐために不活性ガス、典型的には窒素ガスが加圧状態で充填されるが、飲料充填装置1によればこの不活性ガスの加圧充填に関するコストをも下げることができる。
Furthermore, by not providing a cushion tank, the cost related to the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る飲料充填装置2について説明する。
第2実施形態に係る飲料充填装置2は、製造される製品液に炭酸ガスが含まれる点で飲料充填装置1と相違することを除けば、飲料充填装置1と同様の構成を備える。したがって、以下ではこの相違点を中心にして飲料充填装置2を説明する。
[Second embodiment]
Next, a
The
飲料充填装置2は、第1原料供給部20および第2原料供給部30の他に第3原料供給部40を備える。第3原料供給部40は、第3原料としての炭酸ガス(CO2)を水とシロップの混合液に混合するために設けられる。
The
第3原料供給部40は、ガス供給源41と、炭酸ガスの流量を制御する第3流量調整弁45と、供給される炭酸ガスの流量を測定する第3流量計47と、を備える。
ガス供給源41、第3流量調整弁45および第3流量計47は、第3流路8により第1流路6と接続されている。つまり、ガス供給源41から送り出される炭酸ガスは、第3流路8に設けられる第3流量調整弁45によりその流量が調整され、第3流路8を通って第1流路6に供給される。また、第3流量計47は第3流路8を流れる炭酸ガスの流量を測定する。
The third raw
The
第3流量調整弁45は、後述する制御部60の指示にしたがって弁の開閉量が調整される。
第3流量計47は、第3流路8を流れる炭酸ガスの混合液の流量を継続して測定する。測定された混合液の流量に関する情報は制御部60に送られる。
The opening/closing amount of the third flow
The
第1原料供給部20と第3原料供給部40において、第3流路8は第2合流部位CP2において第1流路6に接続される。この第2合流部位CP2において、第1流路6を流れてきた水とシロップの混合液に第3流路8を流れてきた炭酸ガスが混合される。ここでは図示を省略するが、第2合流部位CP2に混合液と炭酸ガスとの混合を促進するための機器を設けることができる。
In the first raw
次に、図4を参照しながら、制御部60による飲料充填装置2の制御手順を説明する。なお、ここでも飲料充填装置1の制御手順の相違点を中心に説明する。なお、図4において、図2と同じ制御手順については図2と同じ符号を付けている。
Next, the control procedure of the
飲料充填装置2は、基準液位および水とシロップの混合比に加えてガスボリューム(GV)を設定する(図4 S101)。ここでいうガスボリュームとは、混合液に含まれる炭酸ガスの濃度である。
飲料充填装置2において、液位の測定(図4 S103)~シロップ量の測定(図4 S113)までは、第1実施形態と同様に実行される。
The
In the
次に、飲料充填装置2は、シロップ流量の測定(図4 S113)の後に、第3流量計47で測定した混合液の流量(実混合流量)を取得する(図4 S114)。混合液流量の測定は、次のCO2流量の算出および混合液に含まれる炭酸ガスの量(ガスボリューム)が適正範囲にあるか否かを判定するのに用いられる。
Next, after measuring the syrup flow rate (S113 in FIG. 4), the
次に、制御部60は、測定された混合液流量と設定されているガスボリュームに基づいて、CO2流量を算出し(図4 S131)、算出されたCO2流量が得られるようにCO2流量を制御する(図4 S133)。CO2流量の制御は、第3流量計47で測定されるCO2流量が算出されたCO2流量に合致するように、第3原料供給部40における第3流量調整弁45の開度を制御することにより行われる。
制御されるべきCO2流量は、設定されるガスボリュームをnと、実混合流量をFRmとすると、nとFRmの積として算出される。
Next, the
The CO 2 flow rate to be controlled is calculated as the product of n and FRm, where n is the set gas volume and FRm is the actual mixed flow rate.
制御部60は、CO2流量の測定値(実CO2流量)を取得し(図4 S135)、先に取得した混合液流量の測定値とCO2流量の測定値からガスボリューム(GV)を算出する(図2 S141)。制御部60は、算出したガスボリュームが適正範囲から外れているか否か(図2 S143)、つまりガスボリュームの評価を行う。
制御部60は、算出したガスボリュームが適正範囲に入っていれば、その後も継続してガスボリュームの算出、ガスボリュームの評価を行うとともに(図4 S141,S143)、従前の水流量制御、シロップ流量制御およびCO2流量制御を継続することで、充填タンク51に炭酸ガスを含む混合液を供給し続けることで、混合液を貯液する。
The
If the calculated gas volume is within the appropriate range, the
制御部60は、所定量の混合液の充填を終えたならば(図4 S117 Y)、水流量制御、シロップ流量制御およびCO2流量制御の停止、ならびに、水流量測定、シロップ流量測定およびCO2流量測定を停止する(図4 S119)。これで1バッチ分の炭酸飲料の製造が完了する。
When the
制御部60は、算出したガスホリュームが適正範囲から外れていれば、水流量の制御およびシロップ流量の制御を停止し(図2 S125)、充填タンク51に貯留されている混合液を排出する排液処理を実行させる(図2 S127)。水流量の制御およびシロップ流量の制御の停止とは、第1送液ポンプ23および第2送液ポンプ33の運転を停止することを意味する。また、排液処理は、これまで閉じていた開閉弁57を開いて排出路55から混合液を排出させることにより実行される。
If the calculated gas volume is out of the appropriate range, the
[第2実施形態の効果]
第2実施形態に係る飲料充填装置2は、第1実施形態に係る飲料充填装置1が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
飲料充填装置2は、基準液位に加えて設定されたガスボリュームに基づいて、水流量、シロップ流量およびCO2流量を制御する。したがって、飲料充填装置2は、炭酸ガスなどのガス成分を含む製品液を製造する場合であっても、混合部10と充填部50における流量の不均衡を是正するためのクッションタンクを設ける必要がない。
[Effects of second embodiment]
The
The
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る飲料充填装置3について説明する。
第3実施形態に係る飲料充填装置3は、シロップを含まないことを除けば、第2実施形態に係る飲料充填装置2と同様の構成を備える。したがって、以下では第2実施形態との相違点を中心にして飲料充填装置3を説明する。
[Third embodiment]
Next, a
The
飲料充填装置3は、図5に示すように、シロップを供給する第2原料供給部30を備えておらず、原料の供給源としては、第1原料供給部20と第3原料供給部40の二つを備えている。第1原料供給部20と第3原料供給部40の構成要素としては、飲料充填装置2と同様であるが、飲料充填装置2が備えている第4流量計29は省かれる。
As shown in FIG. 5, the
飲料充填装置3においては、図6に示すように、基準液位に加えてガスボリューム(GV)を設定する(図6 S101)。この点は第2実施形態と同様である。
その後の、液位の測定(図6 S103)、水流量の制御および水流量の測定(図6 S105,S107)、CO2流量の算出、CO2流量の制御およびCO2流量の測定(図6 S131,S133,S135)などは第2実施形態と同様にして実行される。
また、飲料充填装置3が扱う液体は水だけであるから、水とシロップの混合比の評価は行われないが、ガスボリュームの評価(図6 S141~S147)は実行される。
In the
After that, measurement of liquid level (S103 in Figure 6), control of water flow rate, measurement of water flow rate (S105, S107 in Figure 6), calculation of CO 2 flow rate, control of CO 2 flow rate, and measurement of CO 2 flow rate (Figure 6 S131, S133, S135), etc. are executed in the same manner as in the second embodiment.
Further, since the only liquid handled by the
[第3実施形態の効果]
第3実施形態に係る飲料充填装置3は、第1実施形態に係る飲料充填装置1が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
飲料充填装置3は、基準液位に加えて設定されたガスボリュームに基づいて、水流量およびCO2流量を制御する。したがって、飲料充填装置2は、炭酸ガスなどのガス成分を含む混合液を製造する場合であっても、混合部10と充填部50における流量の不均衡を是正するためのクッションタンクを設ける必要がない。
[Effects of third embodiment]
The
The
[付記]
以上、本発明の好ましい形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択し、他の構成に置き換えることができる。
[適用対象]
第1実施形態~第3実施形態においては、原料として水、シロップおよび炭酸ガスを例示したが、本発明が対象とする原料は例示されたもの限らない。例えば、乳飲料、コーヒー飲料、紅茶飲料、アルコール飲料など多種多様な飲料製品に適用できる。また、ここでは飲料製品を例示したが、本発明は、飲料製品以外の製品液であって、複数の液体原料を混合するか、または、複数の液体原料に単一または複数のガス原料を混合する、さらに、単一の液体原料に単一または複数のガス原料を混合する場合に適用される。
[Additional notes]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the configurations mentioned in the above embodiments can be selected and replaced with other configurations without departing from the gist of the present invention.
[Applicable target]
In the first to third embodiments, water, syrup, and carbon dioxide gas are exemplified as raw materials, but the raw materials targeted by the present invention are not limited to those exemplified. For example, it can be applied to a wide variety of beverage products such as milk drinks, coffee drinks, tea drinks, and alcoholic drinks. In addition, although a beverage product is illustrated here, the present invention is a product liquid other than a beverage product, in which multiple liquid raw materials are mixed, or a single or multiple gas raw materials are mixed with multiple liquid raw materials. Furthermore, it is applied when a single or multiple gas raw materials are mixed into a single liquid raw material.
以上、本発明の適用対象を整理すると以下の通りであり、混合対象物の一方は液体であり、他方は液体および気体の一方または双方に集約される。
第1形態:液体Aと液体Bの混合
液体A;液体a1,液体a2,液体a3,…液体anの少なくとも1種
液体B;液体b1,液体b2,液体b3,…液体bnの少なくとも1種
第2形態:液体AとガスCの混合
液体A;液体a1,液体a2,液体a3,…液体anの少なくとも1種
ガスC;液体c1,液体c2,液体c3,…液体cnの少なくとも1種
The objects to which the present invention is applied are summarized as follows; one of the objects to be mixed is a liquid, and the other is concentrated into one or both of a liquid and a gas.
First form: Mixture of liquid A and liquid B. Liquid A: at least one kind of liquid a1, liquid a2, liquid a3, ... liquid an. Liquid B: at least one kind of liquid b1, liquid b2, liquid b3, ... liquid bn. 2 forms: Mixture of liquid A and gas C Liquid A: At least one type of liquid a1, liquid a2, liquid a3, ... liquid an Gas C: At least one type of liquid c1, liquid c2, liquid c3, ... liquid cn
本発明は、固形物を含む液体を適用対象にすることができる。本発明の混合設備において固形物を液体に混合することは難しいので、予め固形物を含む液体を作製しておくことが好ましい。 The present invention can be applied to liquids containing solids. Since it is difficult to mix solids into liquid in the mixing equipment of the present invention, it is preferable to prepare a liquid containing solids in advance.
[複数種の液体混合の際の設定の順番]
第1実施形態および第2実施形態においては、水流量の設定を先に行ってからシロップ流量の算出、制御を行った。これは、水とシロップの混合比に基づいている。通常、水とシロップの混合において、水の混合量が多い。一例として、水:シロップ=4:1といった具合である。そこで、混合量の多い水について水流量の設定を先に行っている。これは、逆だと誤差が大きくなりやすい。
[Setting order when mixing multiple types of liquids]
In the first embodiment and the second embodiment, the water flow rate was first set, and then the syrup flow rate was calculated and controlled. This is based on the mixing ratio of water and syrup. Usually, when mixing water and syrup, a large amount of water is mixed. An example is water:syrup=4:1. Therefore, the water flow rate is set first for water with a large mixing amount. If this is the other way around, the error will likely increase.
以上の通りであり、2種類の液体原料(第1原料と第2原料)を混合する場合であって、第1原料の方が第2原料よりも混合量が大きい場合には、図7に示すように、第1原料の設定、制御を先行させることが好ましい。 As above, when two types of liquid raw materials (first raw material and second raw material) are mixed, and when the mixing amount of the first raw material is larger than that of the second raw material, as shown in FIG. As shown, it is preferable to set and control the first raw material in advance.
[混合比、ガスボリュームの評価]
2種類の液体、例えば水とシロップの混合比を評価する場合には、水流量およびシロップ流量について、瞬間的な流量に基づいて評価することができるし、所定時間の間に積算した流量に基づいて評価することもできる。
[Evaluation of mixing ratio and gas volume]
When evaluating the mixing ratio of two types of liquids, for example, water and syrup, the water flow rate and syrup flow rate can be evaluated based on instantaneous flow rates, or based on flow rates accumulated over a predetermined period of time. It can also be evaluated.
[混合部10における制御基準]
第1実施形態~第3実施形態は、充填タンク51における基準液位、水とシロップの混合比およびガスボリュームを設定し、この基準液位に基づいて水流量、シロップ流量、炭酸ガス(CO2)流量を制御する。つまり、ここで説明した実施形態において、充填タンク51の基準液位が混合部10における制御の基準である。しかし、本発明における混合装置の制御の基準はこの基準液位に限るものではなく、液位と等価な要素を制御の基準にできる。つまり、液位は充填タンク51に貯留される混合液の量を特定するものであり、これと等価な要素として、例えば混合液を含む充填タンク51の質量をロードセルで計量して制御の基準にすることができる。つまり、充填タンク51の質量は既知であるから、混合液を含む充填タンク51の質量を計量すれば、混合液だけの質量を特定できる。
[Control criteria in mixing section 10]
In the first to third embodiments, the reference liquid level, the mixing ratio of water and syrup, and the gas volume in the filling
1,2,3 飲料充填装置
6 第1流路
7 第2流路
8 第3流路
10 混合部
20 第1原料供給部
21 水供給源
23 第1送液ポンプ
25 第1流量調整弁
27 第1流量計
29 第4流量計
30 第2原料供給部
31 シロップ供給源
33 第2送液ポンプ
35 第2流量調整弁
40 第3原料供給部
41 ガス供給源
45 第3流量調整弁
47 第3流量計
50 充填部
51 充填タンク
53 液位センサ
55 排出路
57 開閉弁
60 制御部
1, 2, 3
Claims (10)
前記混合部から供給される混合液を一時的に貯留しながら、容器に充填する充填部と、を備え、
前記混合部は、
第1原料を供給する第1原料供給部と、
第2原料を供給する第2原料供給部と、
前記第1原料と前記第2原料を含む前記混合液を前記充填部に送る第1流路と、
前記第1流路に供給される前記第1原料の目標流量を設定し前記目標流量となるように前記第1原料の実流量を制御する第1流量制御部と、
前記第1流路に供給される前記第2原料の目標流量を設定し前記目標流量となるように前記第2原料の実流量を制御する第2流量制御部と、
前記第1原料と前記第2原料とが合流する第1合流部位よりも上流において、
前記第1原料の実流量を測定する第1流量計と、
前記第2原料の実流量を測定する第2流量計と、を備え、
前記第1原料の方が前記第2原料よりも前記混合液における混合量が大きい場合に、前記第1原料の目標流量の設定が前記第2原料の目標流量の設定より先に行われ、
前記第1流量制御部は、
前記充填部における前記混合液の貯留状態に応じて、前記第1原料の実流量を制御し、
前記第1流量計で測定された前記第1原料の実流量と前記第2流量計で測定された前記第2原料の実流量に基づいて評価される、前記第1原料と前記第2原料の混合比が、適正範囲から外れていれば、前記第1原料の実流量の制御および前記第2原料の実流量の制御が停止され、前記充填部に貯留されている前記混合液を排出する排液処理が行われる、
ことを特徴とする充填装置。
a mixing section;
a filling part that temporarily stores the mixed liquid supplied from the mixing part and fills the container,
The mixing section is
a first raw material supply section that supplies the first raw material;
a second raw material supply section that supplies a second raw material;
a first channel that sends the liquid mixture containing the first raw material and the second raw material to the filling section;
a first flow rate control unit that sets a target flow rate of the first raw material supplied to the first flow path and controls the actual flow rate of the first raw material so as to reach the target flow rate;
a second flow rate control unit that sets a target flow rate of the second raw material supplied to the first flow path and controls the actual flow rate of the second raw material so as to reach the target flow rate;
Upstream of a first merging site where the first raw material and the second raw material join,
a first flow meter that measures the actual flow rate of the first raw material;
a second flow meter that measures the actual flow rate of the second raw material,
When the amount of the first raw material mixed in the liquid mixture is larger than that of the second raw material, setting the target flow rate of the first raw material is performed before setting the target flow rate of the second raw material,
The first flow rate control section includes:
Controlling the actual flow rate of the first raw material according to the storage state of the mixed liquid in the filling part,
The first raw material and the second raw material are evaluated based on the actual flow rate of the first raw material measured by the first flow meter and the actual flow rate of the second raw material measured by the second flow meter. If the mixing ratio is out of the appropriate range, control of the actual flow rate of the first raw material and control of the actual flow rate of the second raw material are stopped, and a drain for discharging the mixed liquid stored in the filling section is stopped. liquid processing is carried out,
A filling device characterized by:
前記貯留状態に応じて制御される前記第1原料の実流量に基づいて前記第2原料の実流量を制御する、
請求項1に記載の充填装置。
The second flow rate control section includes:
controlling the actual flow rate of the second raw material based on the actual flow rate of the first raw material, which is controlled according to the storage state;
The filling device according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の充填装置。
the first flow path is directly connected to the filling part,
The filling device according to claim 1 or claim 2.
前記充填部における前記混合液の貯留量が一定の範囲に収まるように、
前記第1原料の実流量および前記第2原料の実流量を制御する、
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の充填装置。
The first flow rate control unit and the second flow rate control unit are
so that the amount of the mixed liquid stored in the filling part falls within a certain range,
controlling the actual flow rate of the first raw material and the actual flow rate of the second raw material;
The filling device according to any one of claims 1 to 3.
前記第1流路において、前記第1原料と前記第2原料とが合流する前記第1合流部位よりも上流に設けられる、
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の充填装置。
The first flow rate control unit and the second flow rate control unit are
in the first flow path, provided upstream of the first merging region where the first raw material and the second raw material merge;
The filling device according to any one of claims 1 to 4.
双方が液体であるか、または、一方が液体であり他方が気体である、
請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の充填装置。
The first raw material and the second raw material are
both are liquids, or one is a liquid and the other is a gas,
The filling device according to any one of claims 1 to 5.
前記第1流路に供給される前記第3原料の目標流量を設定し前記目標流量になるように前記第3原料の実流量を制御する第3流量制御部と、
前記第1流路において、前記第1原料および前記第2原料を含む前記混合液と前記第3原料とが合流する第2合流部位よりも上流であって、前記第1原料と前記第2原料とが合流する前記第1合流部位よりも下流に設けられる、前記混合液の実流量を測定する第4流量計と、を備える、
請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の充填装置。
a third raw material supply section that supplies a third raw material;
a third flow rate control unit that sets a target flow rate of the third raw material supplied to the first flow path and controls the actual flow rate of the third raw material so that the target flow rate is reached;
In the first flow path, the liquid mixture containing the first raw material and the second raw material is upstream of a second confluence site where the mixed liquid containing the first raw material and the second raw material joins the third raw material, and the first raw material and the second raw material a fourth flow meter that measures the actual flow rate of the mixed liquid, the fourth flow meter being provided downstream of the first merging site where the liquid mixture merges with the liquid mixture;
The filling device according to any one of claims 1 to 5.
前記第4流量計で測定された前記混合液の実流量と前記第3流量計で測定された前記第3原料の実流量に基づいて、前記第3原料の混合量が評価される、
請求項7に記載の充填装置。
comprising a third flow meter that measures the actual flow rate of the third raw material,
The amount of the third raw material mixed is evaluated based on the actual flow rate of the liquid mixture measured by the fourth flow meter and the actual flow rate of the third raw material measured by the third flow meter.
The filling device according to claim 7.
前記第3原料は気体である、
請求項7または請求項8に記載の充填装置。
The first raw material and the second raw material are liquids,
the third raw material is a gas;
The filling device according to claim 7 or claim 8.
前記ステップ(a)により送給される前記混合液を一時的に貯留しながら、連続的に供給される複数の容器のそれぞれに前記混合液を充填するステップ(b)と、
前記ステップ(a)における前記第1原料の設定された目標流量になるように前記第1原料の実流量および前記第2原料の設定された目標流量になるように前記第2原料の実流量を制御するステップ(c)とを備え、
前記ステップ(c)において、
前記第1原料の方が前記第2原料よりも前記混合液における混合量が大きい場合に、前記第1原料の目標流量の設定が前記第2原料の目標流量の設定より先に行われ、
前記第1原料は、前記混合液の一時的な貯留状態に基づいてその実流量が制御され、
前記第1原料の実流量と前記第2原料の実流量に基づいて評価される、前記第1原料と前記第2原料の混合比が、適正範囲から外れていれば、前記第1原料の実流量の制御および前記第2原料の実流量の制御が停止され、貯留されている前記混合液を排出する排液処理が行われる、充填方法。 a step (a) of feeding a mixed liquid obtained by mixing the first raw material and the second raw material;
Step (b) of filling each of a plurality of continuously supplied containers with the mixed liquid while temporarily storing the mixed liquid supplied in the step (a);
In step (a), the actual flow rate of the first raw material is adjusted to the set target flow rate of the first raw material, and the actual flow rate of the second raw material is adjusted to the set target flow rate of the second raw material. a step (c) of controlling;
In step (c),
When the amount of the first raw material mixed in the liquid mixture is larger than that of the second raw material, setting the target flow rate of the first raw material is performed before setting the target flow rate of the second raw material,
The actual flow rate of the first raw material is controlled based on the temporary storage state of the mixed liquid,
If the mixing ratio of the first raw material and the second raw material, which is evaluated based on the actual flow rate of the first raw material and the actual flow rate of the second raw material, is out of the appropriate range, the actual flow rate of the first raw material is A filling method in which control of the flow rate and control of the actual flow rate of the second raw material are stopped, and a drainage process is performed to discharge the stored mixed liquid.
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