JPS5924932B2 - 液化不活性ガス滴下充填装置 - Google Patents

液化不活性ガス滴下充填装置

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JPS5924932B2
JPS5924932B2 JP16947680A JP16947680A JPS5924932B2 JP S5924932 B2 JPS5924932 B2 JP S5924932B2 JP 16947680 A JP16947680 A JP 16947680A JP 16947680 A JP16947680 A JP 16947680A JP S5924932 B2 JPS5924932 B2 JP S5924932B2
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JP
Japan
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pressure
inert gas
liquefied
dripping
filling
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JP16947680A
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JPS5796921A (en
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守夫 山田
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Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Original Assignee
Toyo Seikan Kaisha Ltd
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  • Vacuum Packaging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は缶詰缶の巻締直前に液化不活性ガスを滴下封
入して、密封後の缶詰缶に所定の内圧を生じさせるよう
にした液化不活性ガスの滴下充填装置に関する。
従来、炭酸ガスを含む飲料については、缶に封入後、こ
の炭酸ガスが缶内の圧力を高めるので缶の剛性を増し、
板厚の薄い材料で作製された缶を容器として用いること
が可能であつた。
しかし、炭酸ガスを含まない飲料・食品は、滅菌のため
に加熱され、熱い間に缶に封入されるため、密封後室温
に下ると体積の収縮によつて減圧され、缶には大気によ
つて外側からの圧力が作用する状態となる。この圧力の
ため、缶容器は、その強度が不足する場合には缶胴部に
変形を生じることが考えられ、このため、一般に炭酸飲
料用の缶に比しほぼ倍の厚さを持つ材料で缶が製造され
ている。省資源、軽量化の要請から、炭酸ガスを含まな
い飲料・食品についても、炭酸ガスを含むものと同様の
薄い材料で作られた缶を用いることが望まれ、缶の強度
不足を補うため、ガスを封入して缶の内圧を高めること
が試みられている。しかし、熱いまま充填・密封される
場合は、温度の上昇と共にガスの溶解度が低下するので
、密封後に缶内の圧力を維持出来るだけのガスを加熱さ
れた飲料・食品に溶解させることは不可能である。また
、飲料・食品の風味を損わないためには不活性ガスの封
入が必要であるが、その溶解度は、このような目的のた
めには小さ過ぎるものである。このため、缶詰の充填・
巻締工程中にN2等の液化不活性ガスを缶中に滴下し、
この不活性ガスが完全に気化し蒸散し終る前に巻締を完
了することによつて、巻締後缶内に残留する不活性ガス
によつて缶内圧を維持することが提案された。
しかし、このような不活性液化ガスの封入を実際の巻締
工程に利用する場合、巻締後内容物が室温に戻つた後の
缶内圧力を所望の値に維持することにはかなりの困難が
伴うものである。すなわち、液化ガスの滴下量が多すぎ
、巻締密封後の液化ガスの残量が多過れば缶内圧が高く
なりすぎ、又、滴下量が小なすぎ、巻締密封前までに気
化が終わり缶の上部空間が不活性ガスで置換されたにす
ぎない状態になれば、巻締後、内容物が室温に戻つた場
合に缶内の圧力を維持出来ないこととなる。しかも、こ
の気化蒸散量は、充填物の温度、液化ガスの滴下から巻
締完了までの時間すなわち巻締装置の運転速度により相
違し、また、缶内圧力を維持するに必要な残留ガスの量
は、飲料・食品等の充填後の缶内上部の空間の大きさに
よつて変化する。この発明は、このような液化不活性ガ
スの滴下装置を巻締工程中に導入し、巻締後の缶内圧の
測定値を滴下装置にフイードバツクすることによつて、
缶内を所定の圧力に維持しようとするものである。
この発明の1実施例を以下、図面を参照して詳細に説明
する。缶詰缶の充填・巻締工程は、周知のように、コン
ベヤ1から送り込まれた空缶は、充填機2で加熱滅菌ず
みの飲料・食品を所定量充填され、次いでコンベヤ3で
巻締機4に送り込まれる。
巻締機4で缶蓋をかぶせ、巻締密封された缶は、完成品
としてコンベヤ5から送出される。この発明の液化不活
性ガス充填装置は、充填機を出て巻締機4の人口部近傍
に液化不活性ガス滴下装置6を配置し、液化不活性ガス
の滴化後巻締完了までのガスの蒸散を極力少なくする。
巻締機出口部近傍には圧力検出装置7を配置し、巻締後
の缶内圧力を検出し、検出結果を滴下装置6にフイード
バツクして液化ガスの滴下量を常に最適に保つようにす
るものである。缶内圧は、缶充填物が室温まで下つた時
点で所定の圧力を維持しなければならない。
しかし室温まで下がるのを待つて缶内圧を測定するので
は滴下装置へのフイードバツクには時間の遅れがあまり
にも大となりすぎることは明らかである。飲料・食品等
の加熱滅菌後、充填・巻締間で温度低下があるが、巻締
機4から送出された位置では内容物の温度は比較的安定
しており、室温まで低下した場合の缶内圧をほぼ正確に
予測することが可能な状態となつている。第2図に飽和
蒸気圧までを考慮した場合の缶内圧と温度との関係を示
す。実線は計算値であり、実測値(黒丸)とよく一致し
ている。この圧力の検出は各種のものが利用可能である
が、磁気パルスを印加し、それによつて引き起こされる
振動を音波として捉え、その周波数の変化から缶内圧を
検出する電磁的打検機は、非接触型の検出器であり、金
属製缶には好適に応用出来る。
第3図は、この発明の液化不活性ガス滴下装置に使用さ
れる滴下装置の1例を示す。真空断熱槽8の内側は滴下
する液化不活性ガスを貯溜する内槽9とその外側の保温
槽10に分れている。内槽9中の液化ガスは、その上部
空間11のガス圧に押され、開閉弁12を経て流下する
。流下した液化ガスは一且圧力消去ノズル13に入り、
焼結材料で作られた多孔性円錐部14から流出し、導線
15に沿つて細い糸状に連続的に流下する。内・外槽9
,10は液面計16を備え、滴下した液化ガスは、液化
ガスボンベ17から電磁弁18を通じて補給される。液
化ガス滴下量の主調整は、内槽9の上部空間11内の圧
力調整によつて行われる。
すなわち、圧縮空気源19からの圧縮空気がピストン2
0に導人され、バネ21を圧縮することによつて開閉弁
12は開かれるが同時に空気圧は圧力調整器23にも導
びかれ、内槽9の上部空間11の圧力変化を生ずる。滴
下量は内槽9の上部空間11内の圧力によつて変化し、
滴下量の微調整は、この圧力調整によつて行われる。す
なわち、上部空間11は、圧力調整弁24を通じて高圧
不活性ガスボンベ25へ、また他の圧力調整弁26を通
じて排気ロへと通じている。そしてこれらの圧力調整弁
24,26は共に圧力調整器23によつて制御される。
外槽10から気化したガスは、パイプ27を通つて再び
冷却されながら、液化ガスの流下経路にそつて矢印のよ
うに流出し、滴下する液化ガスを冷気でシールドする効
果を生じる。
この滴下装置では、液化ガスは導線15の先端から細い
糸状に流下するので個々の缶への滴下量は缶の直径とコ
ンベア3のスピードによつて決定される。
充填、巻締工程の高速化により、一缶ずつ適当な量の液
化ガスを封入することは極めて困難であり、この実施例
のような連続滴下がむしろ有利となつている。滴下量を
制御するための制御回路を第4図に示す。
中央演算処理装置CPUにはあらかじめ充填物の温度と
缶内圧、充填・巻締のラインスピードと内槽内圧、缶内
圧と缶内圧検出装置の出力の関係がプログラム化してイ
ンプツトされる。充填・巻締装置の作動中は充填物の温
度、ラインスピード・内槽9内の圧力がそれぞれ検出さ
れ、CPUに入力され、管理目標となる缶内圧検出装置
の予定出力が決定される。
この目標値は別に手動で設定することも可能である。こ
の充填物の温度は、搬送中の缶内温度を連続して測るこ
とは困難なので、充填機での温度を検出し、缶内圧検出
装置7位置までの温度低下分を補正して入力する。一方
、缶内圧力検出装置の出力がCPUに入力され、先に決
定された目標値と比較され、缶内圧の良否が判断され、
不良品は缶リジエクタ一によつて排除されると共に圧力
調整器23により液化ガス滴下量の調整を行う。このよ
うな液化ガス滴下量の制御法のフローチヤートを第5図
に示す。
上記のように充填物温度と缶内圧等の関係をプログラム
化してCPUに入力し、内槽9の圧、充填物の温度を検
出すれば缶内圧検出装置の予定出力すなわち打検設定値
が決定表示されるが、これは充填物の温度変動によつて
自動的に変化する。打検機出力とこの設定値が比較され
、正常なものは通過する。打検機出力が設定値以上の場
合、これは缶内圧が低いことを意味するので、これは不
良品として排除すると共にその個数が計数され、単位時
間内の不良品発生数が一定数を超えた場合は液化ガスの
滴下量を増加する。また不良率が高い場合はラインを停
止させることもある。打検機出力が設定値より低い場合
は、缶内圧が予定よりも高いことを意味するが、缶内圧
の下限を保証すればよい場合にはこれも良品として通過
させる。しかし、その単位時間当りの発生数を計数し、
一定数を超えた場合には液化ガス滴下量を減少させる。
この発明の液化ガス滴下装置は、上記のような構成と作
用を有するので、以下のような顕著な効果を奏する。
1既存の充填・巻締ラインに液化ガス滴下装置附設する
だけでよく、大改造をする必要がない。
2巻締機出口部で缶内圧を測定することによりフイード
バツクが早く出来、不良品の発生率を減することが出来
る。
3充填・巻締工程の各種パラメータの変動に素早く対応
出来る。
4なお、ホツトパツクする場合には不活性ガス充填缶詰
は、缶内温度が高い程圧力ー温度の関係を示すカーブが
立上る、すなわち、室温での缶内圧のバラツキは缶内温
度が高い程大きく表われるので、巻締機出口部の温度の
高い場所での缶内圧測定は解析効率が良い。
5缶内圧が高い、すなわち缶内温度の高い時点のほうが
缶内圧測定の精度が良い。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の液化不活性ガス滴下充填装置の配置
説明図、第2図は缶内圧一温度曲線図、第3図は液化ガ
ス滴下装置の1例、第4図は制御回路のプロツクダイア
グラム、第5図は制御のフローチヤートを示し、図中の
符号はそれぞれ以下のものを示す。 1,3,5:コンベヤ、2:充填機、4:巻締機、6:
液化不活性ガス滴下装置、7:缶内圧検出装置、8:真
空断熱槽、9:内槽、10:外槽、12:開閉弁、13
:圧力消去ノズル、14:多孔性円錐部、16:液面計
、17:液化ガスボンベ 18,22:電磁弁、19:
圧縮空気源、20:ピストン、23:圧力調整器、24
,26:圧力調整弁、25:高圧不活性ガスボンベ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 缶詰缶の巻締機の入口部近傍に液化不活性ガス滴下
    装置を、また出口部近傍に缶内圧力検出装置を、充填機
    には充填物の温度検出装置をそれぞれ配設すると共に、
    上記液化不活性ガス滴下装置の滴下量制御回路は、充填
    物温度と缶内圧等の関係をプログラムとして記憶する回
    路、液化ガス滴下装置の内圧等の被制御量及び充填物の
    温度から上記プログラムにより缶内圧力検出装置の予定
    出力を決定する回路、及び該予定出力と缶内圧力検出装
    置の出力との比較回路及び上記比較回路による不一致検
    出数の計数回路からなり、単位時間当りの不一致数が設
    定値を超えた場合液化ガス滴下装置の被制御量を制御す
    ることを特徴とする液化不活性ガス滴下充填装置。
JP16947680A 1980-12-03 1980-12-03 液化不活性ガス滴下充填装置 Expired JPS5924932B2 (ja)

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