JPS61115880A - 容器に液体を充填する方法 - Google Patents

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】 本発明は瓶１缶等の容器に液体を充填覆る方法に関し、
より詳細にはこれらの容器に、空気／酸素と接触すると
悪影響を受けるビールまたはその他の液体を充填する方
法の改良に関する。

現在、ビールを容器に充填する際には、その容器は通常
空気雰囲気を伴っており、これは容器が可成りの量の酸
素を含むことを意味している。容器内に炭酸液体製品を
配置するに先立って、その容器内の圧力は、製品の炭酸
ガス飽和量に対応する量に増加させる。この圧力は圧縮
空気または気体混合物の雰囲気を生成する圧縮空気、Ｃ
Ｏ２、あるいはその他の気体であって、通常は均質では
なく、常に酸素を含むものにより増強されている。

容器が、この雰囲気中で容器上部近傍へ入って行くビー
ルにより充填される場合、あるいは長いチューブによっ
て、ビールがその容器下部近傍から空気または空気を含
有する気体混合物中へ拮出される場合には、結果として
望ましくない量の酸素を捕捉することになる。ビールの
風味および貯蔵寿命は受は器内のビール製品の酸化によ
り悪影響を受ける。

一般に、ボトル充填作業中の酸素捕捉を最小とするため
に現在利用されている考え方には、２種類がある。すな
わら、 １、空のボトルを、充填装置に供給し、そして各ボトル
が別々の充填弁アセンブリーに供給されるように配置す
る。気体（通常はＣＯ２または圧縮空気）を各ボトルに
加えてボ１−ル内に、より高い圧力を発生さぜる。所定
の圧力が達成された後、ビールをボトル内に流入させる
。適量のビールがボトル内に充填されたら、弁を閉じる
。充！ν後、ボトル内の圧力をガス抜きにより減少さゼ
、もしくはガス抜ぎしないで該ボトル内の圧力を減少さ
せ、ボトルと弁とを分離し、そしてボトルを弁から外す
。ボトル内のビールを発泡させ、そしてこの泡でボトル
のヘッドスペースから順次空気を追い出し、その後ボト
ルを密封する。

２、別な考え方は、ボトルが充填弁上に配置され、かつ
密封されて、部分真空が引かれることにより各ボトルか
ら空気が除去される以外は前述したところと本質的に同
一である。ボトルの予備真空が行われた後、気体がボト
ル内に導入されて、ボトル中がより高い圧力となり、そ
して充填および密封操作が上記のように行われる。

これら両方法は、それらの効力を制限し、かつ酸素を受
は型中のビールと結合させてしまうという固有の技術的
特性を有している。たとえば、第一の方法では、空気は
ボトルの底部で圧縮され、そしてビールが受は器内へ排
出される際、それは底部で飛び散り、分散され、かつそ
こで圧縮された酸素を捕捉することになる。更に充填さ
れたボトル内のビールを発泡させて容器のヘッドスペー
スから空気を追い出すという「フォーミング・オーバー
（Ｆｏａｍｉｎｇ　ｏｖｅｒ）　Ｊ　　（泡立テ）工程
に際しては、ビールの大きな損失がある。

第２の方法すなわち予備真空法は施用するのが困難であ
り、また酸素の捕捉を最小とするには高価な気体（ＣＯ
２）をより大量に必要とする。また実際に真空装置を増
加させねばならず、更に維持費もまた増大させるもので
ある。

−瞥すると、本発明に若干関係があると思われる、装置
および方法を記載した３件の特許が我々に知られている
。しかし、これらの各特許は以下に述べるように、本出
願に係る発明と比較してその概念、操作または構成にお
いて可成りの相違を有している。

アール・エル・ジエイコブス（Ｒ，Ｌ、Ｊａｃｏｂｓ）
の米国特許第３．０６８．９１０号は、慣用のボトル乃
至缶ではなくて、主としてソフトドリンク・プレミック
ス用の金属タンク（またはその他の液体）に関するもの
である。この特許はまた、具体的には、３１／２容吊の
ＣＯ２に触れている。これはビールの炭酸ガス飽和かよ
りも大きい。

ジエイコブスによれば、可撓性導管が、通常衛生的な迅
速掛は外し取り付は具によって、充填装置用ボウルに、
そして充填すべきタンクに着脱自在に連結される。これ
はボトルや缶の構成とは可成り異なっている。充填すべ
きタンクは、パレット荷重（ｐａｌｌｅｔ　１ｏａｄ　
）当たりタンク１６基のパレット荷重により処理される
。これは、ボトルまたは缶コンベアを用いて、何らのパ
レットまたはパレット荷重を伴わない処理とは対照的で
ある。

ジエイコブス特許において、各タンクに対する接続部ｑ
、手動による気体制御弁によって作動されるピストンで
制御される飲料制御弁を有している。更に、気体制御弁
が通気位置に配置された後、手で取り付けねばならない
特別な通気弁が存在し、そしてタンクが充填されたら、
着脱自在導管は手で外されることになる。ボトルおよび
缶充填装置はこれと完全に異なっており、かつ着脱自在
導管は備えていない。

このように、ジェイコブスの装置は我々の発明とは目的
、処理すべき生成物のタイプ、容器のタイプ、容器処理
のタイプが実質的に異なっており、またジェイコブスの
装置は、導管の手による着脱ならびに手動の弁処理を要
するものである。

ジレステイス（Ｊｕｓｔｉｓ）米国特許第３，４６０，
５８９号特許は、逆圧および充填に先立って各容器を予
％バージすることは規定していない。

ジＶスディス特許は、該特許の具体的な目的が、容器内
の飲料への、そして容器下降開始時に飲料上部ヘッドス
ペースに圧入すべき新鮮なＣ０２の１足供にあると述べ
ているが、そこでは空の容器の予備パージは全く見られ
ず、その種のパージは容器が製品によって充填された後
に行われている。

ジせステイス特許は、外方チューブを備えた同心構造の
充填用チューブについて触れており、この外方チューブ
は該チューブから取除いている開方器内へＣＯ２を吹き
出さけるための、その長さに沿う離間した複数の出口を
有している。更に開示された目的として、飲料にＣＯ２
を装入することに触れている。このチューブの設置１は
、同心金属スリーブを備えた充填用チューブを包含し、
そして図面は同心金属スリーブに取り付けられた分離先
端を示している。

ビルダー（Ｚｃｌｄｃｒ）の米国特許第４．３９０．０
４８号は、本質的には気体の再処理に使用するための装
置に関するものである。これは充填操作とは別のシステ
ムであり、このシステムは気体供給ラインによって充填
装置および復帰気体ラインに接続され、そして気体供給
ライン調整器からの圧力タップラインを液体生成物供給
ラインに接続するものである。この特許は広範囲にわた
り、ＣＯ２を他の気体、主として空気／Ｉｉ！素混合物
等から分離するシステムについて説明している。従って
、ビルダー特許自体は、その意図および目的に関して我
々の発明とは完全に相違している。

ビルダー特許において、先ずボトルは気体混合物を容器
洗浄のために用いる中間かつ未密封位置へ上昇される。

更にリフトカムによる運動によって、容器が加圧される
密封位置にボトルは上昇される。液体による容器の充填
が、加圧気体を復帰ラインを経由して収集システムへ復
帰させる。ボトルの中間位置への工程は複雑であり、そ
して最適の容器処理をもたらさない。この処理は、容置
がガラスボトルである場合および大きな直径の充填用チ
ューブを使用する場合に特に重要である。

更にゼルダー特許は、容器の底部に隣接するチ１−ブの
末端の最適位置を提供するものではない。チューブ開口
部の、最適ではない位置決めの結果、ボトルの底部に隣
接する領域からの最適な空気除去は起こらない。

ゼルダー特許は、ドイツ国特許出願公開第２．１２３，
２５５号を参照しているが、そこには大気で満たされた
容器を予備真空を行わないで、不活性気体により加圧し
、次いで液体を充填することが述べられている。これは
容器の予備パージを伴うものではない。

本発明の目的は、容器の加圧および容器への製品導入の
開始に先立って容器の底部に近接して、本質的に酸素を
含まない置換気体の環境を設け、その結果酸素に対して
製品がさらされる量を制限し製品による酸素捕捉を制限
する方法を提供することにある。

従って、本発明は、充填装置に対し容器の頂部を密封す
る工程と、容器の底部内側かつその底部に近接しておお
むね酸素非含有の置換気体から成る層を形成する工程と
、液体製品を容器のおおむね酸素非含有の置換気体層中
に導入して、液体製品による酸素捕捉を最小にする工程
と、充填装置により制御された方法によって容器から空
気をガス抜きする工程とを含んで成ることを特徴とする
容器を液体で充填する方法を提供するものである。

本発明の好ましい実施態様による一つの二しニークな特
徴は、容器が適切に位置決めされ、かつ密封された後、
容器の底部に近接して置換気体を排出することにより容
器内の空気を予備パージすることである。この予備パー
ジは、充填装置内のベントを介して容器の上部から大気
への同時ガス抜きと共に置換気体を容器の底部に近接す
るチューブから吹き出させることにより行われる。

本発明の他の好ましい実施態様の特徴は、容器の底部に
入って行く置換気体（通常Ｃ０２）にＪ：す、最初は逃
し弁を介し、次にはレストリクターを介して空気を容器
の頂部へ押し出す、加圧容器にビールを充填する方法を
提供することにある。

所定量の空気がガス抜きされた後、その容器に所定レベ
ルの逆圧をかけ、その俊容器の底部にビールを入れると
、該ビールはおおむね酸素を含まない置換気体の雰囲気
中に充填される。

本発明の他の効果は、容器のヘッドスペースから空気を
追い出すために通常は要する製品のフオーム・オーバー
（Ｆｏａｍ−ｏｖｅｒ）を最小とし、好ましくは排除す
ることである。フオーム・オーバーは可成りの屯のビー
ルの損失をもたらし、また廃棄ビールによる処理問題の
生ずる可能性がある。

本発明の、更に別の特徴および効果は以下の本発明の好
ましい実施態様の説明と共に、本発明の好ましい方法を
示すフローシートである添付図面を参照することにより
明かとなるであろう。このフローシートは、長いチュー
ブを使用してボトルにビールを充填する場合の本発明の
好ましい方法を概略的に示すものである。

この方法の最初の工程において、ビールのボトルは中心
に配置され、そしてボトルの底部に近接する位置に延び
る長いチューブを用いるビール充填弁アセンブリーの下
方に密封される。

次に、このチューブは弁を介して、実質的に酸素を含ま
ない置換気体（通常Ｃ０２）源に接続され、この置換気
体はボトルの底部へチューブを介して排出される。ボト
ルの頂部ば充填弁アセンブリーによって密封され、そし
て逃し弁を経由してガス抜きされ、その結果置換気体が
ボトルの底部に入ると、それは置換気体の被Ｗ１層を形
成し、かつ空気を置換するので、置換気体が充填される
と、空気はボトルの頂部から逃し弁を経由して追われる
ことになる。この予備パージは大気圧またはその近傍の
低圧において行われる。好ましいのは、充填チューブが
大口径の端部開口部を有していることであり、その結果
容器の頂部に向かい空気が上方に有効に置換され、ひい
ては容器の底部に近接する置換気体の被覆層が提供され
るように、気体は低速で容器内へ入ることができる。

所定１の空気がボトルから置換された後、ボトルの頂部
からのガス抜ぎは、逃し弁を閉じることにより終結され
、そして置換気体をボトル内に流し続け、ボトル内側の
圧力を所定のレベル、すなわち通常はビールが保持され
るボウル内の圧力またはそれよりも僅かに低い圧力に増
加させる。予備パージの吊は、置換気体の消費を最小と
するために限定してもよい。しかし、予備パージの量は
ボトルの底部内に置換気体の満足すべき被覆層を提供す
るに足るものであって、少なくともチューブの先端を覆
うという最初のビールの流れに関する要求を満足するも
のであり、そしてまた充填作業が完了したとき容器のヘ
ッドスペースから空気を置換り“るのに足るものであっ
て、従来ヘッドスペース内の空気を置換するために利用
されているヒール発泡の必要性を回避し、または最小と
するものでなければならない。

圧力がボトル内で所定ｍｋ：達すると、充填弁は置換気
体供給からビール供給へ切り替えられ、その結果ビール
は容器の予備パージおよび加圧に用いたのと同一のチュ
ーブを介してボトルの底部に流入することになる。ボト
ルの底部へのビールの流入室ならびに置換気体の比較的
純粋な被覆層内への流入速度は、ボトルを同時に去る空
気／気体混合物の規制により制御される。長いチューブ
の端部からボトルの底部へビールが入ると、ビールが置
換気体の被覆層をボトル頂部に向かって上方へ押し出し
、そして空気と若干の置換気体がボ１ヘルから去ること
になる。

このビールは、実質的に酸素を含まない置換気体のＭ境
またはビール環境中へ定常的に充填され、そしてこのビ
ールの上方には比較的酸素を含まない置換気体の被覆層
が存在する。ボトルが所定レベルに充填されると、ビー
ルの流れは停止し、そして充填されたボトルは充填装置
から移動されて、密封されることになる。チューブを経
由してビールが流れ、そしてボトル内に流入すると、ボ
トル中のビールのレベルが上がり、置換気体の被覆層を
上昇させ、これは順次置換気体被覆層上方の空気を、逃
し弁と別体でもよく、あるいはその部分であってもよい
Ａ１２９１部を介してボトルのＥｉ部から押し出すこと
になる。ビール内の空気／酸素含有量および／またはボ
トルのヘッドスペースに現在耐直されているビール上方
の置換気体被覆層内の空気／ＩＩ！索含有吊ならびに包
装充填業者の要求に応じて、ビールを泡立たせてボトル
からより完全に近く空気を除去するようにしてもよいし
、そうしなくてもよい。

かくして、ヘッドスペース中の空気を追い出すための、
慣用のヒールのフオーム・オーバーは、実質的に減少乃
至朗除されるので充填作業に伴うビールの損失は、最小
とされるか、好ましくは排除される。

本発明は、明＠Ｐｉおよび図面の具体的な開示に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲内の、当業者には明
白な変形および変更をもまた包含するものである。

４、図面の簡ｊｌＪＩ　１．ｉ説明 図はフローシーＩ−であって、長いチューブを使用して
ボトルを、ビールで充填する場合の本発明の好ましい方
法を概略的に示すものである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）充填装置に対し容器の頂部を密封する工程と、容
   器の底部内側かつその底部に近接しておおむね酸素非含
   有の置換気体から成る層を形成する工程と、液体製品を
   容器のおおむね酸素非含有の置換気体層中に導入して、
   液体製品による酸素捕捉を最小にする工程と、充填装置
   により制御された方法によって容器から空気をガス抜き
   する工程とを含んで構成されることを特徴とする容器を
   液体で充填する方法。
2. （２）該酸素非含有気体から成る層を容器内の所定の高
   さまで形成し、そしてその中に液体製品を導入する前に
   加圧する特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）該酸素非含有気体から成る層が、少なくとも充填
   用チューブの端部を覆っている特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の方法。
4. （４）該酸素非含有置換気体が容器内へ導入されている
   時間の少なくとも一部の間、該充填装置を介して容器の
   頂部がガス抜きされ、それによって容器内側の空気が該
   置換気体により置換され、そして該充填装置を経由して
   容器により押し出される特許請求の範囲第１項、第２項
   または第３項記載の方法。
5. （５）該置換気体が容器内の所定高さに達した後、容器
   の頂部を密封する工程と、その後容器内への気体の導入
   を継続して、容器の内側を加圧する工程とを含む特許請
   求の範囲第４項記載の方法。
6. （６）容器内で気体を加圧してそのレベルを液体製品を
   保持するボウル内の圧力レベルに接近させる特許請求の
   範囲第５項記載の方法。
7. （７）ビール上方の該置換気体のヘッドを保持し、そし
   て空気を該充填装置を経由して押し出しながら容器をビ
   ールで充填する工程を含む前記特許請求の範囲第１項乃
   至第６項のいずれかに記載の方法。
8. （８）容器がビールでその最小発泡をもって充填された
   後、容器の頂部を閉塞する工程を含む特許請求の範囲第
   ７項記載の方法。
9. （９）充填装置に対し容器を密封する工程と、容器の底
   部に近接する該容器内へおおむね酸素を含有しない置換
   気体を導入する工程と、該充填装置を経由して容器の上
   部から空気を同時にガス抜きしながら容器内の置換気体
   から成る被覆層を所定の高さに形成する工程と、容器を
   加圧する工程と、容器の底部内側に近接している該加圧
   置換気体内に液体製品を排出させる工程と、該充填装置
   内の規制部を介して容器の上部をガス抜きする工程と、
   容器のヘッドスペースを該置換気体で充填する工程と、
   容器を閉塞する工程とを含んで構成されることを特徴と
   する酸素捕捉を最小として容器に液体を充填する方法。
10. （１０）液体は、それが所定高さに達するまで容器に充
    填されるビールであり、そして容器がビールの最小の発
    泡をもって閉塞される特許請求の範囲第９項記載の方法
    。