JPH0645367B2 - 充てん装置と方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、容器の充てん装置と方法、特にフレキシブル
な容器に食品類、飲料などを充てんする装置と方法とに
関する。

飲料、粘性のある食品などの物品は、大きな容器につめら
れて出荷されるようになっており、食品類は、酸化しやす
く、バクテリアなどの菌に汚染されやすいため、これらの
充てんには、慎重な配慮が必要である。食品類などを出
荷するために、例えば5ガロン入りのプラスチックバッグ
が用いられており、これらのバッグは、充てん、分配用の
充てん口が付設され、充てんされた内容物を小出しにす
る場合、バッグを畳むようにして小出しすれば、固い容器
と異なり、内部へ酸素やバクテリアなどの有害物を含む
空気が入らず、汚染問題が発生しない点で有利である。こ
のようなバッグ状の容器には、硬質または半硬質の充て
ん口(スパウト)が設けてあり、これを介して充てん、吐出
が行われる。

食品、飲料類の充てんにおいては、容器内にバクテラアな
どの有害物が入らないよう注意しなければならない。滅
菌状態下において、容器への充てんを行うには、容器の充
てん口まわりを滅菌状態とする滅菌室を用いて充てん
し、滅菌室内には、外気圧よりも高圧の滅菌ガスを充満さ
せておく。このガスの圧力差により滅菌室の外部の空気
が滅菌室内へ入るのを防ぐ。滅菌室には、容器の充てん口
を支える開口が設けてあり、この開口に充てん口が位置
すると滅菌室内の充てんヘッドと充てん口が接合し、容
器への充てんが行われる。

このような構成の充てん装置においては、充てん操作時、
滅菌室内の高圧滅菌ガスは、充てん完了後、充てん口が滅
菌室の開口から離れ、つぎの容器の充てん口が位置する
間、開口から大量に外部へ放散される。また、開口は充て
ん口よりも広径になっているから、充てん口が開口に位
置していても、両者のすき間から前記ガスが外部へ逃げ
る。このように、滅菌ガスが外部へ大量に放散されると、
多くの問題が生ずる。例えば、滅菌ガスとし用いることが
できるガスは、経済的な面から限定され、高温滅菌ガスに
限られてしまう。ところがこのガスは、酸素を含み充てん
した内容物を酸化させ、その製品寿命を半減させる。ま
た、ガスは、高温下に保つ必要があり、大量のガスを加熱
しなければならず、エネルギの損失を招き、装置も大型化
する。

このように、容器の充てん装置においては、滅菌室におけ
る滅菌ガスの流出を可及的に防ぎ、滅菌ガス雰囲気中に
おいて充てんを行い、ガスの加熱装置をなるべく不要と
する要望がある。

発明の要約 この発明による充てん装置は、滅菌室内に容器の充てん
口を受ける十分な大きさのチャンバを備え、このチャン
バ内に充てん口が位置したとき、充てん口を保持すると
共に、シール作用を行うクランプ機構を付設し、さらに前
記チャンバ部分を二重構造にして、充てん口が滅菌室か
ら離れた場合でも滅菌室内と外部との連通を遮断する構
成になっている。

滅菌室に対する滅菌ガスは、高温の滅菌ガスで、その圧力
は、外気圧よりも高くなっている。ガスは、窒素ガスなど
の不活性ガスであり、被充てん物と化学反応しないもの
が用いられる。充てん管と充てんノズルとが滅菌室に配
置され、滅菌室の開口には、ジョウが位置し、その上方を
覆うカバーが設けられ、開口からガスが放散しないよう
になっている。

充てん操作においては、充てん操作後、滅菌室は滅菌さ
れ、カバーが開口をふさぎ、滅菌ガスは、滅菌室内に保た
れる。充てん開始に当っては、充てん口を保持するクラン
プ機構が閉じて充てん口を保持し、充てん口は、カバーで
覆われて高温の塩素溶液などの滅菌液により滅菌処理さ
れ、充てん口ならびにカバー内は滅菌される。滅菌後、カ
バーが外れ、充てん口は、クランプされた状態で滅菌室内
に露出し、充てん口からキャップが自動的に外され、滅菌
室は、上昇し、充てん口は、固定状態の充てん管のノズル
に接合し、充てんが行われる。

充てん後、滅菌室は下降し、充てん口は充てんノズルから
離れ、カバーにより充てん口と滅菌室の開口部分が再び
覆われる。ついで、クランプ機構が解放され、充てん口は、
滅菌室から離れるもので、この際、カバーにより滅菌室
は、外部と遮断されるので、滅菌ガスは、外部へ放散され
ない。

充てん操作の間、滅菌室内の滅菌ガスは、外気圧よりも高
圧になっているので、滅菌室は、滅菌状態に保たれると
共に、リークが生じても高圧の滅菌ガスが外部へリーク
するだけで、有害な外部空気は、滅菌室内へ侵入しない。
また、開口部分は、カバーおよびクランプ機構によりシー
ルされるため、滅菌ガスの外部流出も防げる。

実施例の説明 第1図に示すように、充てん装置10は、滅菌室21を備えて
いる。この滅菌室は、上板25、底板23および側壁29により
構成されている。充てん管71は、前記滅菌室の上板25に
設けた開口12を通って滅菌室21内に達している。充てん
管71を介して例えば液体状の被充てん物が供給源(図示
せず)からノズル73へ送られる。ロこのような充てん管
としては、米国特許第3,926,229号に開示されているもの
が適している。

この発明に係る充てん装置10により充てんされる容器11
は、例えばプラスチック素材などのフレキシブルな素材
からなるバッグ状のものが好ましい。容器11は、キャッ
プ15により施蓋される充てん口(スパウト)13を備えてい
る。底板23に設けてある開口27は、容器の充てん口13よ
りも大き目になっており、充てん口13を滅菌室21内へ挿
しこめる。この容器の充てん口13は、以下の説明におい
ては、充てん装置における充てん用導管として作用す
る。

滅菌室の上板25と底板23と数本の柱26が固定されてい
て、これらの柱は、図示されていない昇降装置に連結し、
滅菌室21を上下方向に昇降させる。

滅菌室21は、底板23がノズル73に接近する上昇位置(図示
せず)と、上板25がノズル73に接近する下降位置の両位置
間を動く。滅菌室21が動いても、充てん管71は動かず、し
たがって上板25が充てん管71にそって上下にスライドす
る。

第1、2図に示すように、カップ状のカバー51が滅菌室21内
に配置してあり、このカバー51の開放下面は、底板23に面
している。カバー51は、アーム57に支承され、このアーム
57の基端は、制御機構55の軸58に結合している。カバー5
1は、滅菌室21の底板23に設けた開口27よりも大径で、こ
れを覆う。

カバー51は、パイプ53により塩素溶液などの滅菌液の供
給源54に連通しており、供給源54は、滅菌液を前記パイプ
へ供給し、カバー51の内部滅菌を行う。また、供給源54
は、滅菌液の加熱手段(図示せず)を備えている。

一対のジョウ31が滅菌室21の底板23に枢着されている。
これらのジョウ31は、制御装置35に連結している軸33の
回転によって第1、2図に示す閉止位置と、第3図に示す開
放位置それぞれを占めるように動く。これらのジョウ31
が閉止位置になると、ジョウ31は、容器11の充てん口13を
取り囲み、ジョウ31を通って容器11へ流入する液体の流
れを断ち、ジョウ31が開くと、容器11の充てん口13を底板
23の開口27内へさしこめる構成になっている。

第2図に示すように、カップ状のカバー51は、実線位置か
ら仮想線位置へ動くようになっており、カバー51が図示
実線位置(第1位置)にあるときは、ジョウ31と底板23の開
口27とは、カバー51により覆われる。このような第1位置
においては、カバー51の内部は、第4a図に示すように小さ
な隔離室14を構成するもので、この隔離室は、ジョウ31が
開放位置にあるとき、外部と連通するが、滅菌室21の他の
内部は、外部と隔離される。カバー51が図示仮想線位置
(第2位置)51’へ動くと、開口27は開放され、滅菌室21の
内部と外部とは連通状態になる。制御装置55が軸58とア
ーム57を介してカバー51の前記第1位置および第2位置の
動きを制御する。

第2図に示すように、カバー51にはノズル52が設けてあ
り、このノズルにより供給源54からの塩素溶液などの滅
菌液がカバー内にスプレイされる。

第3図は、ジョウ31の制御機構80を示す。回転制御リンク
82から軸78が突出し、一対のリンク84、86が制御リンク82
の両端にそれぞれ枢着し、ボルト、リベット88、90により
止着されている。ジョウ31は、一対のジョウ片31a、31bを
備え、これらは、底板23にボルトまたはリベット92、94な
どにより回動自由に枢着されている。リンク84、86の自
由端がボルトまたはリベット96、98によりジョウ片31a、3
1bに枢着され、一対のジョウ片31a、31bは、図示のように
底板23の開口27をはさんで対向している。第3図におい
て、軸78が時計方向に回転すると、リンク84、86によりジ
ョウ片31a、31bは、第2図に示す閉止位置へ動き、軸78が反
時計方向へ回転すると、ジョウ片31a、31bは、第3図に示す
開放位置へ動き、空の容器11の充てん口13が開口27内へ
さしこめるようになり、さらに充てんが完了したとき充
てん口13を開口27から引きぬくことができるようになっ
ている。

第3図に示すように、開口27、一対のジョウ片31a、31bおよ
びジョウ作動機構80は、複数の壁部材からなる壁部100に
より囲まれた包囲部102内に設置されているもので、底板
23からブラケット104が壁部材100aにそって立設してあ
る。このブラケット104は、断面L形で第1脚部106が底板23
に固定し、第2脚部103が壁部材100aの上にひさし状に位
置する。台板110が壁部100の上端面112に載置され、包囲
部を覆っている。台板110の一側縁114は、台板面からわず
か上方へ折返された形状になっており、台板110を壁部10
0に載置に当り、前記の一側縁114は壁部材100aとブラケ
ット104の第2脚部108の間に位置する。台板110は、底板2
3の開口27と正合するオリフィス116と、軸78と正合する
孔部118を備えている。台板110は、さらに底板23の位置決
めピン122a、122b、122cと正合する複数のピン孔122a、122
b、122cを備えている。台板110が包囲部102に施蓋される
と、台板110は壁部100に当接し、位置決めピン122a〜122c
がピン孔120a〜120cから突出する。

第5図に示すように、一対の弾性バンド124、126が前記ピ
ン122a〜122cにかけわたされて、台板110が壁部100から
外れないようにされる。これらバンド124をはずすと、台
板110は、簡単に取外すことができ、包囲部102内に位置す
る機構部分のクリーニングを行うことができる。

第3図に示すように、台板110が施蓋されると、軸78からキ
イ128が台板上方へ突出する。弾性リングなどのシール1
30が軸78に取付けてあり、台板110から立上っている口縁
132と共働して液密シールを構成する。キイ128は、第1図
に示されている軸33と軸78とを連結するもので、これに
よってリンク82の回動を制御する制御機構35に連結され
る。

台板110のオリフィス116は、開口27に正合するジョウ片3
1a、31b上に位置し、滅菌室21から放散する滅菌ガスの量
を抑え、滅菌室21と外部との連通状態をコントロールし
て、ジョウ片31a、31bが開いたとき(第3、第4a図)、開口27
とジョウ31を介して空気とバクテリアが外部から滅菌室
21内へ侵入する量を規制する。台板110のオリフィス116
の口径は、容器の充てん口15がぴったりさしこめる寸法
のものが好ましい。

第4a図は、ジョウ片31a、31bが開き、カバー51がオリフィ
ス116直上に位置する状態を示す。滅菌室21は、最下位置
にあり、ノズル73と台板110とは、適正な間隔をもって離
れており、カバー51がオリフィス116を覆い、滅菌室21か
ら滅菌ガスが逃散しないようになっている。そして、充
てん口15は、底板23の開口27に近づく状態になってい
る。

第4b図に示すように、充てん口15は、充てん位置におか
れ、この時点では、台板110のオリフィス116は、カバー51
により覆われていて、ノズル52から滅菌液がカバー51で
覆った部分にスプレイされ、この部分に位置する充てん
口15の滅菌が行われる。

第4c図に示す状態では、カバー51は台板110から離去さ
れ、滅菌室21は、ノズル73方向へ引揚げられ、この結果、ノ
ズル73は充てん口15内に挿入されて、容器11への充てん
が可能となる。第4b図と第4c図においては、ジョウ31は、
閉止して充てん口15の溝130にくいこみ、充てん口をつか
むようになっている。

台板110は、通常、壁部100の上端縁112に当接し、滅菌室21
と外部との連通を断つシール作用をなすものであるが、
第6図に示すように、壁部100の上端縁に適当な弾性シー
ル材132を設けてシール機能を付与したり、第7図に示す
ようにカバー51に弾性素材のリム134を付設し、オリフィ
ス116まわりの台板110に対するカバー51のシール性を高
めるようにすることもできる。

装置の操作 充てん装置10の充てん開始位置は、第4a図に示す状態で
あり、カバー51が開放位置にあるジョウ31を覆う台板110
上に位置している。カバー51の内部14は、開口27を介して
外部と連通しているが、滅菌室21の内部は、カバー51によ
り外部と遮断されている。滅菌室21は、最下位置にあっ
て、上板25部分にノズル73は臨んでいる。カバー51内を除
く滅菌室21の内部には、大気圧よりもわずかに高い圧力
で滅菌ガスが供給されている。容器に充てんされる被充
てん物の販売許容時間などの製品寿命を延ばすために
は、前記ガスには、酸素を含まないものが用いられ、例え
ば、窒素などの不活性ガスが好ましい。このようなガス
は、滅菌室21内に十分な量で供給され、室内のガス圧が周
囲の大気圧を上まわるようになっている。このような圧
力差により、充てん装置10にリークが生じても滅菌室21
の内部のガスが放散され、バクテリアなどの有害物を含
む外部空気は、滅菌室21内へ流入しない。

容器11、例えばフレキシブルなプラスチックバッグと、充
てん口13は、事前に滅菌処理されており、キャップ15が施
蓋され、容器11内に空気、バクテリアなどが侵入しないよ
えになっている。

容器11は、滅菌室21の底板23に近づけられ、充てん口13が
開口27、開放されたジョウ31およびオリフィス116を介し
カバー51の内部14内にさしこまれる。この際、開口27にさ
しこまれた充てん口13に付着する汚染物は、カバー51が
滅菌室の内部を遮断しているので、滅菌室21内へ侵入し
ない。ついでジョウ31が閉じられ、第4b図に示すように
充てん口13まわりを囲む。これによって充てん口13は、
開口27位置で支持され、同時に、カバー51の内部14は、外
部と遮断される。第4b図に示すように、充てん口13は、台
板110を通りぬけてカバー51の内部14に臨んでいる。供
給源(第1図)からの塩素溶液などの滅菌液がパイプ53を
通ってノズル52からカバー51の内部14内へスプレイさ
れ、これにより内部14が滅菌されると共に容菊の充てん
口13とキャップ15とが滅菌される。

容器の充てん口13とキャップ15との滅菌処理後カバー51
は、台板110から離れ、第1図に示す位置へ動き、これによ
り滅菌室21の内部に充てん口13が露出する。前記のよう
に、カバー内部14と充てん口13は、すでに滅菌処理されて
おり、充てん口13まわりは、ジョウ31により封止状態とな
っているので、カバー51が台板110から離れても汚染物は
滅菌室21内へ侵入しない。充てん口13からキャップ15を
外す機構は、当業者によく知られているものであり、この
発明の要旨に直接関係がないので図示を省略する。充て
ん口13を囲むジョウ31は、その閉止状態において、容器11
の充てん操作中、滅菌室21内への汚染物の侵入を防ぐも
のであるが、滅菌室21内の滅菌ガスの圧力が外気の圧力
を上まわるため、このガスの圧力差により空気とバクテ
リアの滅菌室21内への侵入を阻止する。また、カバー51の
内部14内へスプレイされる滅菌液の一部が毛細管作用に
より台板110と壁部100に入り、シール作用をなす。同様
なシール作用がカバー51と台板110との間にも生ずる。

ついで滅菌室21は、充てん管71にそって上昇されると、充
てん管71のノズルが第4c図に示すように、容器11の充て
ん口13に入りこむ。容器11内へ充てんする被充てん物
は、充てん管71からノズル73、充てん口13を通り、容器11
内へつめられる。

充てんが完了すると、滅菌室21は、最初の位置へ下降さ
れ、キャップ15が充てん口13にはめられて、容器11は封止
される。そして、再びカバー51が台板110上に移動し、第4b
図に示すように充てん口13上を覆い、カバー51の内部14
に充てん口13が位置する。カバー51は、開口27を覆うた
め、ジョウ31が開いても滅菌室21内には、外部から汚染物
が侵入しない。ジョウ31が開放されると、充てん口13は、
開口27から離脱し、充てん装置10は、つぎの充てんサイク
ルに移る。

前記した一連の充てん操作においては、滅菌室21の内部
には、外気圧よりも高圧の滅菌ガスが充満しており、この
ような圧力差により、滅菌室にリークが生じたとしても
内部の滅菌ガスがリークするだけで、外部から空気やバ
クテリアが滅菌室内に入りこまないように構成されてい
る。さらに、開口27は、充てん時、カバー51または充てん
口13まわりにくいつくジョウ31によりシールされてお
り、これによって滅菌内へは、外気が入らないようになっ
ているもので、充てん操作中における滅菌室21からの滅
菌ガスの放散量もきわめて少ない。

【図面の簡単な説明】

第1図は、充てん装置の斜視図、 第2図は、第1図に示した充てん装置の一部切断斜視図、 第3図は、充てん装置の要部の分解斜視図、 第4a図から第4c図は、それぞれ充てん操作段階順に示し
た充てん機構部分の断面図、 第5図は、充てん装置の台板の一部を示す斜視図、 第6図は、台板のシール構造の一例を示す断面図、 第7図は、カバーのシール構造の一例を示す断面図であ
る。 10……充てん装置、11……容器、13……充てん口、14…
…カバーの内部、21……滅菌室、23……底板、25……上
板、27……開口、31……ジョウ、31a、31b……ジョウ
片、51……カバー、55……制御装置、71……充てん管、
73……ノズル、110……台板、116……オリフィス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壁部で隔離されて、充てん操作が行われる
   滅菌室と； 滅菌室底板の充てん口用開口を間にして対峙して開閉可
   能に設けられ、容器の充てん口を把持、解放自由にクラ
   ンプし、把持状態においては、充てん口まわりをシール
   した状態で充てん口を把持して滅菌室内へ充てん口を位
   置させて、滅菌室と外部とを遮断し、充てん完了後、充
   てん口を滅菌室から解放させる一対のジョウからなるク
   ランプ手段と； 前記クランプ手段が充てん口を解放する開放位置にある
   とき、滅菌室と前記クランプ手段により充てん口を把持
   する空間とを遮断する遮断手段と； 前記遮断手段が滅菌室とクランプ手段により充てん口が
   把持された空間とを遮断したときに、前記空間内へ滅菌
   液を供給する滅菌液供給手段と； 前記滅菌室に滅菌ガスを供給する手段と； 前記滅菌室内に臨み、クランプ手段により充てん口を把
   持した滅菌室の上昇によって該充てん口に装着する充て
   んノズルと； を備えた構成からなる容器の充てん口から滅菌状態で容
   器への充てんを行う充てん装置。
2. 【請求項２】下部に充てんノズルを配した充てん管に対
   して昇降可能に設けられた滅菌室に滅菌ガスを供給し、 前記滅菌室に設けた閉止部材により開閉可能に覆われた
   充てん口用の開口に、容器の充てん口をクランプ手段に
   よりクランプして臨ませて、該クランプ手段により前記
   充てん口周りをシールし、これにより前記滅菌室と外部
   との連通を遮断し、 前記閉止部材により滅菌室内から区画された充てん口周
   りの空間に滅菌液を供給し、 前記閉止部材を解放した後、充てん管の充てんノズルと
   充てん口とを上下に対向配置させて滅菌室内に配置の充
   てんノズルにより充てん口を介して容器内へ充てんし、 充てんの後、前記充てんノズルから降下離間した充てん
   口を前記閉止部材が覆って、該充てん口周りの空間と滅
   菌室内とを区画し、 前記クランプ手段が充てん口を解放することを特徴とす
   る充てん方法。