JPH04363135A

JPH04363135A - 泡沫製造装置

Info

Publication number: JPH04363135A
Application number: JP16630491A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yasuike; 徹郎安池
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1992-12-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、泡沫を製造する泡沫製
造装置に係り、特に食品や医薬品等を包装体内に密封す
る際にガス置換を行うための泡沫の製造に利用できる。

【０００２】

【背景技術】一般に、酸化し易い食品、例えばジュース
、スープ、魚肉、畜肉、野菜等や成分安定性を要するも
の、例えば医薬品、防虫剤、化粧品等を包装体に密封す
る際には、同時に空気が密封されないように包装体中の
空気を不活性ガス等でガス置換して包装体を密封するこ
とが行われている。

【０００３】従来、このような包装体内のガス置換方法
としては、チャンバー内で内容物を充填した包装体を真
空吸引した後、置換するガスを送り込んで包装体を密封
する方法が用いられていたが、作業の簡便性に欠けると
ともに内容物が沸騰して包装体の密封が困難になるとい
った問題があった。

【０００４】そこで、真空吸引によらず常圧でガス置換
するために各種の方法が提案されている。例えば、■二
重パイプを使用し、太管で食用液体を充填した後、細管
で窒素ガスを封入（フラッシュ）して食用液体を媒体と
する窒素ガス内包の気泡体を形成してガス置換し、容器
を密封する方法（特公昭５１−９８１４号公報）、■ガ
ス置換室内で、内容物が充填された容器の進行方向上流
に向かってガスを噴出して容器内のガス置換を行い、カ
バーフィルムをかぶせる方法（特公昭６０−２８７２９
号公報）、■容器中に液体窒素を滴下してガス置換を行
い、容器を密封する方法などがある。

【０００５】しかし、前記■〜■の方法では種々の問題
があった。すなわち、■の方法では、ジュースやスープ
等の粘度の低い食品や医薬品を熱成形容器や袋に入れて
ガスをフラッシュさせると、内容物が吹き飛ばされ、吹
き飛ばされた内容物がヒートシール等の密封時に熱溶着
部に挟み込まれ密封不良となること、■の方法では、空
気等の気体を不活性ガスのような同じ気体で置換するの
で、必要以上のガスを要し不経済であること、■の方法
では、液体窒素が滴下と同時に体積膨張して密封時に容
器を変形させる場合があること、密封後には容器に内圧
が掛かるので大きな容器強度が必要であることなどの問
題があった。

【０００６】さらに、無色透明なガスをそのまま使用す
るため、ガスの置換度合いを目視で判別できず、密封し
た包装体を機器を用いてガス分析する必要があり、判別
にも時間を要するという問題があった。

【０００７】このため、本出願人はガスおよび水の泡沫
を包装体に充填してガス置換を行い、包装体を密封する
という新たな方法を特願平１−２５１７８８として既に
提案している。このような方法によれば、ガス置換を常
圧で行うことができ、少ないガス使用量で置換率が高く
、内容物の飛散及び飛散に伴う包装体の密封不良を回避
することができ、しかもガスの充填量を目視することが
できるなど、従来のガス置換方法の種々の問題点を解決
することができた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ガス置換方法を用いて多数の包袋を密封する場合には、
ガスおよび水の泡沫を連続的にかつ効率的に供給する必
要があり、このため泡沫を連続的にかつ効率的に供給で
きる泡沫製造装置が望まれていた。本発明の目的は、ガ
スおよび水の泡沫を連続的にかつ効率的に供給できる泡
沫製造装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の泡沫製造装置は
、起泡剤含有水が溜められたタンクから密閉チャンバー
内に起泡剤含有水供給手段により起泡剤含有水を供給す
るとともに、ガス供給装置から前記密閉チャンバー内に
ガス供給手段によりガスを供給し、密閉チャンバー内に
供給された前記起泡剤含有水およびガスを撹拌混合手段
で撹拌混合して泡沫にし、この泡沫を泡沫流出手段によ
って被供給部に流出させるように構成されたことを特徴
とするものである。ここで、前記起泡剤含有水供給手段
およびガス供給手段は密閉チャンバーの下部に設けられ
、かつ前記泡沫流出手段は密閉チャンバーの上部に設け
られるとともに、泡沫流出手段が設けられた密閉チャン
バー上部は密閉チャンバー下部よりも小径であることが
好ましい。また、前記起泡剤含有水供給手段は、密閉チ
ャンバーに配管を介して順次接続された液流量計、ポン
プおよび起泡剤含有水用タンクを備えて構成され、前記
ガス供給手段は、密閉チャンバーに配管を介して順次接
続されたガス流量計、圧力計およびガス供給装置を備え
て構成されていることが好ましい。さらに、前記泡沫流
出手段は、先端にノズルを有していることが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明においては、密閉チャンバー内に、起泡
剤含有水供給手段によって起泡剤含有水をタンクから供
給させるとともに、ガス供給手段によってガスをガス供
給装置から供給させる。この密閉チャンバー内の起泡剤
含有水およびガスを撹拌翼等で混合撹拌し、泡沫を製造
する。この泡沫を泡沫流出手段によって充填シール機等
の被供給部に流出させる。充填シール機では、泡沫製造
装置から順次供給される泡沫を包袋内に充填してガス置
換行い、包装体を密閉する。

【００１１】泡沫製造装置では、各供給手段を作動させ
ることで密閉チャンバー内に順次起泡剤含有水およびガ
スが供給され、これらを混合撹拌手段で混合撹拌するこ
とで泡沫が連続的にかつ効率的に製造され、泡沫流出手
段によって被供給部に連続的に供給される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１には、本実施例の泡沫製造装置１が示され
ている。泡沫製造装置１は、密閉チャンバー２と、この
密閉チャンバー２内に起泡剤含有水を供給する起泡剤含
有水供給手段１０と、前記密閉チャンバー２内にガスを
供給するガス供給手段２０と、密閉チャンバー２内で起
泡剤含有水およびガスを撹拌混合して泡沫にする撹拌混
合手段３０と、泡沫を密閉チャンバー２内から流出させ
る泡沫流出手段４０とを備えている。

【００１３】密閉チャンバー２は、ステンレス製、ガラ
ス製、セラミック製、スチール製、アルミ製等の各種材
質製のものが用いられ、下部空間２Ａに対して上部空間
２Ｂが狭くなるように下部に対して上部が小径に構成さ
れている。

【００１４】密閉チャンバー２内には、先端に撹拌翼３
１が固定された軸３２が挿入されている。この軸３２と
密閉チャンバー２の上面部とはメカニカルシールが施さ
れ、チャンバー２内の密閉状態を損なわずに軸３２を回
動できるように構成されている。軸３２の上端には、２
００　〜２００００ｒｐｍ程度に回転数を可変できるモ
ータ３３が接続され、このモータ３３によって軸３２つ
まり撹拌翼３１が回転されるように構成されている。こ
れらの撹拌翼３１、軸３２およびモータ３３によって撹
拌混合手段３０が構成されている。

【００１５】密閉チャンバー２の下部空間２Ａの下端面
には、起泡剤含有水供給手段１０とガス供給手段２０と
が接続されている。起泡剤含有水供給手段１０は、密閉
チャンバー２の下端面に配管１１を介して接続された液
流量計１２と、液流量計１２に配管１３を介して接続さ
れたポンプ１４と、ポンプ１４に配管１５を介して接続
された起泡剤含有水用タンク１６とで構成されている。液流量計１２は、容積式流量計、浮子式流量計、面積式
流量計等の各種流量計が用いられ、密閉チャンバー２内
に供給される起泡剤含有水の流量を測定するように構成
されている。ポンプ１４は、チューブポンプ、ピストン
ポンプ、ターボポンプ等の各種のポンプが用いられ、タ
ンク１６から起泡剤含有水を密閉チャンバー２内に供給
するように構成されている。このポンプ１４は、起泡剤
含有水の供給量を液流量計１２の出力等の応じて制御可
能に構成されている。

【００１６】タンク１６には、起泡剤を含む水つまり起
泡剤含有水が溜められている。起泡剤としては、例えば
、モノグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステ
ル、ソルビタン脂肪酸エステル等のエステル類、卵白ア
ルブミン、ゼラチン、牛乳、大豆等の各種タンパク質、
カラゲニン、アルギン酸ナトリウム、ローカストビーン
ガム、繊維素グリコール酸ナトリウム（ＣＭＣ）等の水
溶性高分子類などが利用できる。その他の界面活性機能
を有するあらゆる物質も使用することができる。また、
この起泡剤含有水としては、水１００　容量に起泡剤０
．０５〜５容量添加した濃度のものが好ましい。

【００１７】一方、ガス供給手段２０は、密閉チャンバ
ー２の下端面に配管２１を介して接続されたガス流量計
２２と、ガス流量計２２に配管２３を介して接続された
ガス供給装置２４と、配管２３の途中に設けられた圧力
計２５とで構成されている。ガス流量計２２は、ガラス
テーパー管式流量計、面積式流量計、金属テーパー管式
流量計、フローコントローラー付流量計、アクリルテー
パー管式流量計等の各種流量計が用いられ、密閉チャン
バー２内に供給されるガスの流量を測定可能に構成され
ている。

【００１８】ガス供給装置２４は、ガスボンベあるいは
ガス発生装置によって構成される。ガス発生装置として
は、ガス分離膜方式、電解方式、紫外線照射方式等の各
種のガス発生方法を用いた装置が利用できる。また、ガ
ス供給装置２４により、密閉チャンバー２に供給するガ
スの種類としては、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン
、酸素、炭酸ガス、水素、オゾン及びこれらの混合ガス
が利用でき、特に窒素あるいは炭酸ガスが好適である。

【００１９】密閉チャンバー２の狭くされた上部空間２
Ｂには、泡沫流出手段４０が接続されている。泡沫流出
手段４０は、密閉チャンバー２の上部空間２Ｂに接続さ
れた１本または複数本の配管４１と、配管４１の先端に
取付けられたノズル４２とで構成される。ノズル４２は
、ストップバルブ、シリンダーノズル、スクリューノズ
ル等により構成され、密閉チャンバー２から配管４１を
介して送り出された泡沫を連続的にまたは断続的に被供
給部である充填シール機５０に供給可能に構成されてい
る。

【００２０】充填シール機５０は、各種包装体に食品や
医薬品等の内容物を充填し、密閉シールするものであり
、包装体の種類等に応じてカップ充填シール機、ピロー
袋充填シール機、製袋充填シール機、熱成形充填シール
機等の各種のものが使用される。また、包袋のシール方
法としては、ヒートシール、インパルスシール、高周波
シール、超音波シール等の各種シール方法が利用でき、
これらは包装体の材質等に応じて適用すればよい。

【００２１】このような泡沫製造装置１では、所定の起
泡剤を含む水をタンク１６内に溜めておくとともに、所
定のガスを供給するガスボンベあるいはガス発生装置を
ガス供給装置２４として設置する。次に、これらのタン
ク１６およびガス供給装置２４から、起泡剤含有水供給
手段１０およびガス供給手段２０によって起泡剤含有水
およびガスを密閉チャンバー２の下部空間２Ａ内に同時
にかつ連続的に供給する。この際、起泡剤含有水とガス
との混合比率は、ガスの体積比が水１に対して１．５　
未満の場合や５０よりも大きな場合には泡沫が形成でき
ないことがあるため、含有水１に対してガス１．５　〜
５０の体積比が好ましい。このため、本実施例では、ガ
スおよび水が所定の混合比率となるように液流量計１２
およびガス流量計２２で流量を検出し、ポンプ１４やガ
ス供給装置２４を制御している。

【００２２】密閉チャンバー２の下部空間２Ａに供給さ
れた起泡剤含有水およびガスは、撹拌混合手段３０の撹
拌翼３１で撹拌混合されて発泡し、泡沫となって順次上
部空間２Ｂに供給される。上部空間２Ｂに供給された泡
沫は、泡沫流出手段４０の配管４１を介してノズル４２
に送り出され、ノズル４２によって連続的あるいは断続
的に充填シール機４５に供給される。

【００２３】充填シール機４５では、内容物が充填され
た包装体内の空間にノズル４２からの泡沫を充填してガ
ス置換を行い、次いで包装体を密封する。この際、泡沫
を充填してガス置換を行っているので、ガスを充填した
ときのように液状や微粒子状の内容物を飛散させること
なく充填することができる。従って、包装体密封時にシ
ール部に内容物が挟み込まれて密封不良となることを回
避できる。また、充填する泡沫の量は置換すべき空気の
量に応じて決定するとよい。上記空間の全空気をガス置
換する場合は、上記空間を満たすような量またはそれ以
上の量の泡沫を充填することが好ましい。泡沫を上記空
間を満たす量より多く充填すると、ガスの置換率をより
高くすることができる。

【００２４】また、包装体の密封は、包装体が容器と蓋
材とからなる場合には、蓋材を容器開口部に覆い被せ、
開口部周縁のフランジ部と蓋材とをヒートシールなどの
方法でシールすることにより行うことができる。また、
包装体が袋状のときは、袋の口をシールすることにより
行うことができる。

【００２５】包装体に密封された泡沫は、通常、時間の
経過または包装体の加熱殺菌時等の熱などにより消滅し
、泡沫の存在した空間は泡沫中のガスにより満たされて
ガス置換される。

【００２６】このような構成の本実施例によれば、泡沫
剤含有水供給手段１０やガス供給手段２０を設けたので
、密閉チャンバー２内に連続的に泡沫剤含有水やガスを
供給することができる。このため、密閉チャンバー２で
撹拌混合手段３０を用いて連続的にかつ効率的に泡沫を
製造することができ、泡沫流出手段４０を介して泡沫を
連続的に充填シール機４５に供給することができる。これにより、充填シール機４５での連続的なガス充填、
つまり包装体の密封作業を行うことができ、密封された
包装体の大量生産を実現することができる。

【００２７】また、泡沫流出手段４０のノズル４２によ
り、充填シール機４５へ連続的あるいは断続的に泡沫を
供給することができる。このため、充填シール機４５に
断続的に泡沫を供給する場合でも、ノズル４２のみで調
整でき、起泡剤含有水供給手段１０、ガス供給手段２０
、撹拌混合手段３０は連続して作動させることができ、
泡沫供給に合わせて停止させる必要がないため、泡沫の
製造を効率的に行えて製造コストも低減することができ
る。

【００２８】さらに、起泡剤含有水供給手段１０、ガス
供給手段２０にそれぞれ液流量計１２、ガス流量計２２
を設けているので、密閉チャンバー２内に供給する起泡
剤含有水およびガスの流量を検出でき、一定の混合比率
となるように供給することができる。特に、ポンプ１４
やガス供給装置２４を各流量計１２，２２で検出した流
量に応じて自動制御すれば、常に設定した混合比率で泡
沫を製造することができて効率的である。

【００２９】また、起泡剤含有水およびガスを密閉チャ
ンバー２の下部空間２Ａに供給し、製造された泡沫を密
閉チャンバー２の上部空間２Ｂから送りだすように構成
しているので、発泡前の液体が泡沫流出手段４０によっ
て送り出されることを防止できるとともに、軸３２のメ
カニカルシール部等を泡沫によって冷却することもでき
る。

【００３０】さらに、密閉チャンバー２内を下部空間２
Ａと下部空間より小径で狭くされた上部空間２Ｂとで構
成したので、下部空間２Ａで発泡されて製造された泡沫
を順次上部空間２Ａに供給することができるとともに、
上部空間２Ｂは常に泡沫が充填された状態となり、隙間
等が存在しないので、泡沫を連続的に配管４１に流出さ
せることができ、泡沫を有効に利用することができる。

【００３１】また、泡沫を用いているため常圧で包装体
に充填することができ、少ないガス使用量でガス置換を
行え、その置換率を高くできるとともに、内容物の飛散
や飛散に伴う包装体の密封不良を回避することができ、
しかもガスの充填量を目視することができる。

【００３２】なお、本発明は前述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形
、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、起泡
剤含有水供給手段１０やガス供給手段２０は、前記実施
例の構成に限らず他の構成でもよく、起泡剤含有水およ
びガスを同時にかつ連続的に密閉チャンバー２内に供給
できるものであればよい。

【００３３】また、密閉チャンバー２の形状も前記実施
例のように上部空間２Ｂが下部空間２Ａに比べて狭くな
ったものに限らず、略同一の幅で形成されたものなどを
用いてもよい。但し、上部空間２Ｂが下部空間２Ａより
も狭くなっていれば前述したように泡沫を有効利用でき
るという利点がある。さらに、上部空間２Ｂを下部空間
２Ａよりも狭く形成する場合でも、前記実施例のように
上部空間２Ｂおよび下部空間２Ａの接続部が段付となる
ように形成されたものに限らず、徐々に径が小さくなる
ようにテーパ状に形成されたものなどでもよい。

【００３４】さらに、撹拌混合手段３０も前記実施例の
構成に限らず、他の構成でもよい。すなわち、撹拌方法
としては、タービンミキサー、プロペラミキサー、コロ
イドミル、加圧ノズル式乳化機、超音波式乳化機等の種
々の撹拌方法が利用できる。

【００３５】また、前記実施例では、泡沫流出手段４０
を密閉チャンバー２の上部空間２Ｂに接続していたが、
他の部分に接続してもよく、撹拌方法に応じて適宜な部
分に接続すればよい。

【００３６】さらに、泡沫を充填して密封する包装体内
に吸水体を配置しておいてもよい。この吸水体としては
、多孔質ウレタン、多孔質ＰＥ・ＰＰ、紙、不織布、ポ
リアクリル酸等の高吸水性樹脂等から構成されるシート
状のものなどが利用でき、包装体の底面、側面等に載置
あるいは貼付されたものが利用できる。このような吸水
体を包装体内に配置しておけば、泡沫の消泡後に発生す
るわずかな水を吸収することができ、水が残存すると変
質したり外観低下、栄養流出が生じる生肉、魚介類、野
菜、海草等の生鮮食料品の包装に適している。

【００３７】次に、本発明の泡沫製造装置を用いて泡沫
を製造し、ガス置換を行った実験例について説明する。ガスとして窒素ガスを用い、この窒素ガスを元圧１ｋｇ
／ｃｍ２、流量１リットル／ｍｉｎで密閉チャンバー２
内に供給するとともに、大豆蛋白を０．３　％（Ｗ／Ｖ
）　溶解した水を０．１１リットル／ｍｉｎの流量でガ
スと同時に供給した。なお、チャンバー２内は予め流量
１リットル／ｍｉｎの窒素ガスで約２分間窒素置換を行
っておいた。

【００３８】ガス液の撹拌は、特殊機化工業（株）製オ
ートホモミクサー（商品名）を用いて１５００ｒｐｍ　
で撹拌し、泡沫を形成した。この泡沫をノズル４２より
１．１　リットル／ｍｉｎの流量で充填シール機４５に
吐出した。この吐出した泡沫を樹脂コートされたアルミ
熱成形容器に満杯充填し、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）／Ａｌ箔／シーラントからなるフィルムを覆
い被せてヒートシールにより密封した。

【００３９】１時間後にこの容器内の酸素濃度をガスク
ロマトグラフにより測定した結果、３個の容器において
、酸素濃度はそれぞれ０．２１％、０．２６％、０．１
９％であり、９８．８％以上の高いガス置換率が得られ
た。また、充填密封の２０分後に開封した容器内には泡
沫は残存しておらず、通常のガス置換した容器内外観と
同様であった。なお、前記実験例において、モーター３
３の回転数を１５０００ｒｐｍまで高速化したところ、
泡沫粒子が細かくなって消泡時間が２時間に延びた。但
し、ガス置換率等の他の問題はなかった。また、回転数
を２００００ｒｐｍ以上にすると密閉チャンバー２と回
転軸３２との摺動部の摩耗や焼けの危険があった。従っ
て、モーター３３の回転数は１０００〜１００００ｒｐ
ｍ程度が好ましい。

【００４０】

【発明の効果】本発明の泡沫製造装置によれば、ガスお
よび水の泡沫を連続的にかつ効率的に供給できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の泡沫製造装置を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１　　　　泡沫製造装置２　　　　密閉チャンバー２Ａ　　下部空間２Ｂ　　上部空間１０　　起泡剤含有水供給手段１６　　起泡剤含有水用タンク２０　　ガス供給手段２４　　ガス供給装置３０　　撹拌混合手段４０　　泡沫流出手段５０　　充填シール機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　起泡剤含有水が溜められたタンクから
密閉チャンバー内に起泡剤含有水を供給する起泡剤含有
水供給手段と、ガス供給装置から前記密閉チャンバー内
にガスを供給するガス供給手段と、密閉チャンバー内に
供給された前記起泡剤含有水およびガスを撹拌混合して
泡沫にする撹拌混合手段と、密閉チャンバー内の泡沫を
被供給部に流出させる泡沫流出手段と、を備えたことを
特徴とする泡沫製造装置。
【請求項２】　　請求項１記載の泡沫製造装置において
、前記起泡剤含有水供給手段およびガス供給手段は密閉
チャンバーの下部に設けられ、かつ前記泡沫流出手段は
密閉チャンバーの上部に設けられるとともに、泡沫流出
手段が設けられた密閉チャンバー上部は密閉チャンバー
下部よりも小径であることを特徴とする泡沫製造装置。
【請求項３】　　請求項１または請求項２記載の泡沫製
造装置において、前記起泡剤含有水供給手段は、密閉チ
ャンバーに配管を介して順次接続された液流量計、ポン
プおよび起泡剤含有水用タンクを備えて構成されている
ことを特徴とする泡沫製造装置。
【請求項４】　　請求項１ないし請求項３記載の泡沫製
造装置において、前記ガス供給手段は、密閉チャンバー
に配管を介して順次接続されたガス流量計、圧力計およ
びガス供給装置を備えて構成されていることを特徴とす
る泡沫製造装置。
【請求項５】　　請求項１ないし請求項４記載の泡沫製
造装置において、前記泡沫流出手段は、先端にノズルを
有していることを特徴とする泡沫製造装置。