KR101690945B1

KR101690945B1 - 주입 및 밀봉장치

Info

Publication number: KR101690945B1
Application number: KR1020150068394A
Authority: KR
Inventors: 최인덕
Original assignee: 드림인 영농조합법인
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-12-29
Also published as: KR20160134399A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 주입 및 밀봉장치는, 저장용기로부터 음료를 공급받는 정제부; 상기 정제부로로부터 유입된 상기 음료를 용기에 주입하는 주입부; 및 상기 용기가 이송되면 캡으로 밀봉하는 캡핑부를 포함하고, 외부로부터 차단하도록 형성되는 밀폐부 내부에 상기 주입부와 상기 캡핑부가 형성될 수 있다.

Description

주입 및 밀봉장치{INJECTING AND CAPPING APPARATUS}

본 발명의 일실시예들은 용기를 이송하면서 용기 내부에 음료를 주입한 후 용기의 입구를 밀봉시키는 주입 및 밀봉장치에 관한 것이다.

페트병(PET, polyethylene terephthalate)은 폴리에틸렌(polyethylene)을 재료로 만든 병으로서, 가볍고 잘 깨지지 않으며 재활용이 가능해 음료수나 물 따위를 담는 용기로 많이 쓰인다.

대부분의 음료업체들은 음료를 제조하는 것은 물론, 제조된 음료를 페트병에 담고 밀봉하기 위하여 페트병 주입 및 밀봉장치를 구비하고 있다.

대량생산 체재하에서는 일반적으로 대규모의 컨베이어 라인 상에 중공의 페트병을 이송하면서 각각의 기능부들이 컨베이어 라인 상에 설치된다. 상기 기능부는 예컨대, 중공의 페트병에 음료를 주입하는 음료주입부, 음료가 주입된 페트병의 입구에 캡을 씌워 공급하는 캡공급부 및 캡이 씌워진 페트병의 입구에 캡을 회전시켜 밀봉하는 캡핑부 등이다. 이러한 음료주입부, 캡공급부 및 캡핑부가 차례로 컨베이어 라인 상에 대형으로 설치된다.

즉, 다량의 페트병을 한번에 이송하여 음료주입부에서는 다량의 페트병을 각각 한번에 정량 주입하고, 이를 받아 캡공급부에서는 한번에 다량의 페트병 각각에 캡을 씌워 공급하며, 캡핑부 역시 다량의 페트병을 각각 한번에 캡을 회전시켜 밀봉하는 것이다. 이는 대량생산 체재하에서는 당연한 것으로 페트병을 소량으로 하나씩 음료를 주입 및 캡핑하면 생산성이 떨어지기 때문이다.

그러나, 종래 음료업체들이 사용하는 대형의 페트병 주입 및 밀봉장치를 영세업자들이 사용하기는 곤란하다.

예컨대, 고로쇠 수액을 채취하여 판매하는 업자나 기타 벌꿀농장을 경영하는 업주 등의 경우 대규모의 페트병 주입 및 밀봉장치를 설치할 부지도 없을 뿐만 아니라 이를 구입하기도 어렵기 때문이다.

이러한 점에서 영세업자들이 쉽고 간편하게 사용할 수 있는 소형의 페트병 주입 및 밀봉장치를 개발할 필요성이 대두된다. 다만, 컨베이어 라인 상에 일렬로 상술한 각 기능부를 설치하게 되면, 첫째 라인이 길어져 장치 전체가 커지고, 둘째 각 기능부들의 작동간격이 다르므로 소형의 장치에서는 특정 기능부의 쉬는 시간이 길어지는 문제가 발생하여 생산성을 떨어뜨리게 된다. 셋째, 직선의 컨베이어 라인 상에 설치된 각 기능부들이 이송되는 페트병에 대하여 작동할 수 있도록 페트병의 간헐 이송사이클을 맞추기 어렵다는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 컨베이어 라인 상에 각 기능부를 일렬로 배치할 것이 아니라 컨베이어를 인렛컨베이어 및 아웃렛컨베이어의 2개로 나누고, 인렛컨베이어와 아웃렛컨베이어 사이에 페트병을 회전이송시킬 수 있는 페트병회전휠을 설치한 후 페트병회전휠의 상방에 방사상 순차로 각 기능부를 설치한 주입 및 밀봉장치가 개발되었다.

하지만 이러한 주입 및 밀봉장치는 별도의 정제장치가 필요하고, 주입부가 개방되어 있어, 음료 주입시 외부의 이물질이 유입되는 문제가 있다. 또한, 주입 및 밀봉하는 각 단계에서 온도가 달라 주입된 음료가 쉽게 변질되는 문제가 있다.

따라서, 이물질의 유입을 방지하면서 온도를 유지시킬 수 있는 새로운 주입 및 밀봉장치가 요구된다.

본 발명의 일 목적은 소형화된 주입 및 밀봉장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 보다 향상된 구조를 갖으며, 복합적인 기능을 갖는 주입 및 밀봉장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 주입 및 밀봉장치는, 저장용기로부터 음료를 공급받는 정제부; 상기 정제부로로부터 유입된 상기 음료를 용기에 주입하는 주입부; 및 상기 용기가 이송되면 캡으로 밀봉하는 캡핑부를 포함하고, 외부로부터 차단하도록 형성되는 밀폐부 내부에 상기 주입부와 상기 캡핑부가 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 정제부는, 상기 음료를 여과하는 필터; 및 상기 여과된 음료를 살균하는 저온 살균기를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 밀폐부 내부를 일정온도로 유지하는 온도유지부를 더 포함하고, 상기 온도유지부는 상기 저온 살균기와 연동되어, 상기 저온 살균기의 설정된 온도로 상기 밀폐부 내부의 온도를 유지할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 캡핑부로부터 밀봉된 용기를 전달받아 이를 보관하도록 형성되는 보관부를 더 포함하고, 상기 용기는 상기 주입부로부터 상기 보관부까지 하나의 컨베이어에 의해 이동될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 보관부와 상기 밀폐부 사이에 개폐부가 형성되고, 상기 개폐부는 상이 컨베이어의 이동과 연동하여 상기 밀폐부를 개폐할 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 개폐부의 열린 상태에서 상기 온도 유지부는 작동을 중지하면서 상기 컨베이어를 통해 상기 용기가 이동하도록 형성되고, 상기 개폐부의 닫힌 상태에서 상기 온도 유지부가 동작하면서 상기 컨베이어는 정지하도록 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 주입 및 밀봉장치는 저장용기와 정제장치를 구비하여 별도의 정제장치가 불필요하다.

또한, 용기에 음료를 주입하는 주입부와 용기를 밀봉시키는 캡핑부가 밀폐되어있어, 음료 주입시 외부의 이물질이 유입되는 문제를 차단할 수 있다.

그리고, 주입 및 밀봉하는 각 단계에서 정제장치와 동일한 온도를 유지함으로써 음료가 변질되는 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 주입 및 밀봉장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 주입부의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 캡핑부의 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 주입 및 밀봉장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 주입 및 밀봉장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 주입부의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 캡핑부의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 주입 및 밀봉장치는 정제부(120), 주입부(140) 및 캡핑부(150)를 포함한다.

정제부(120)는 저장용기(110)로부터 음료를 공급받으며 필터(121)와 저온 살균기(122)를 포함하여, 공급받은 음료를 정제한다.

필터(121)는 수액을 공급받아 여과수를 배출하도록 형성된다. 필터(121)는 수액으로부터 입자성물질을 여과함과 더불어 염소 또는 휘발성 유기화학물질 등을 여과한다. 필터(121)는 고로쇠 나무 수액과 같은 수액을 최초로 유입하며, 일반적으로 수액에 포함된 대체로 직경이 10 마이크로미터 이상의 찌꺼기와 오염물질을 걸러주어 후속공정의 부품들이 정상적인 동작을 하도록 하며, 그 내부가 고열로 처리된 카본으로 되어 있어서 수액 속에 용해되어 있는 염소성분, 트리할로메탄(THM), 휘발성 유기화학물질 등을 흡착하여 제거시킬 수 있다.

이러한, 필터(121)의 여과 능력에 따라 여과 후 수액에 함유된 섬유질의 양이 달라질 수 있다. 또한, 순수제조를 목적으로 하는 레진 필터, 각종 기능성 필터 등은 이온 수준의 불순물까지 정제하게 되므로, 식용을 목적으로 하는 수액에 함유된 각종 미네랄, 철분, 당분 및 기타 식용 섬유 등의 성분까지 여과되어 식용 수액으로서의 영양 성분까지 제거될 우려가 있다. 뿐만 아니라, 여과능력이 높은 여과필터를 사용할 시, 다량의 수액을 정제하는 과정에서 수액에 함유된 성분이 여과 장치 내벽에 침전되어 여과 속도가 급격하게 저하되고, 필터의 교환 주기가 매우 짧아 지게 되므로 경제적으로 불리해진다는 단점이 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 침전 필터(121)는 0.1㎛ 이상의 분자까지 여과가 가능한 필터를 사용하여 영양학적 성분에 변동이 발생하지 않는 수준을 유지하고자 하였다. 수액 여과용 필터(121)로는 그 재질 및 종류를 한정하지 않지만, 여과식 침전 필터, 교환식 침전 필터, 정수용 침전 필터 등을 사용할 수 있다.

저온 살균기(122)는 수액에 잔류하는 미생물 및 유해균을 살균하여 식용으로 음용이 가능한 수준으로 정제하는 장치이다. 식용 수액은 그 특성상 고온으로 가열처리할 시, 수액에 함유된 식이섬유질이 침전되고, 영양소가 파괴, 변형되므로 고온 가열 방식의 살균처리를 행하기 어렵다. 따라서 본 발명에서는 저온 살균기(122)를 이용하여 유해균을 제거함으로써 위생적인 수액을 공급할 수 있도록 하였다. 저온 살균기(122)는 그 종류를 한정하지는 않지만, 자외선 살균 장치, 정수용 UV살균기, 저온 가열방식의 살균장치 등을 사용할 수 있다.

주입부(140)는 정제부(120)와 연결된 관, 주입부(140) 본체(131) 및 개폐를 조절할 수 있도록 형성된 노즐(132)을 구비하여, 정제부(120)로부터 유입된 음료를 용기(101)에 주입한다. 보다 빠른 음료 주입을 위해 노즐은 복수개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 노즐을 구비하는 경우, 제1 노즐은 용기(101)에 총 주입량의 50 퍼센트 내외를 급속히 주입하고, 제2 노즐은 용기(101)에 총 주입량의 35 퍼센트 내외를 평균 속도로 주입하고, 제3 노즐은 용기(101)에 총 주입량의 15 퍼센트 내외를 느린 유속으로 주입할 수 있다.

캡핑부(150)는 용기(101)의 마개(101a)를 구비하고 용기(101)가 적합한 위치(마개의 하부)에 도달하면 용기(101)를 고정시킨 후 마개(101a)로 용기(101)를 밀봉시킨다.

여기서 주입부(140)와 캡핑부(150)는 밀폐부(181)에 의해 밀폐된다. 밀폐부(181)는 유리나 합성 수지로 이루어질 수 있으며, 주입부(140)와 캡핑부(150)를 외부로부터 밀폐시킨다. 이로 인해, 음료 주입시 외부의 이물질이 유입되는 문제를 차단할 수 있다.

저온 살균기(122) 내부는 외부온도와 다르기 때문에 용기(101)에 주입된 음료가 급격한 온도 변화를 겪게 되면, 변질될 수 있다. 따라서, 저온 살균기(122)로부터 배출된 음료의 온도 변화를 방지하기 위해, 밀폐부(181) 내부의 온도를 일정 수준으로 유지하는 온도유지부(170)가 형성된다. 온도유지부(170)는 저온 살균기(122)와 연동되어 저온 살균기(122)의 설정된 온도로 밀폐부(181) 내부의 온도를 유지시킨다. 이로 인해, 주입 및 밀봉하는 각 단계에서 정제장치와 동일한 온도를 유지함으로써 음료가 변질되는 문제를 방지할 수 있다. 온도유지부(170)는 냉각장치 또는 가열장치 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.

한편, 캡핑부(150)로부터 밀봉된 용기(101)를 전달받아 이를 보관하도록 형성되는 보관부(160)가 캡핑부(150)의 일측에 형성될 수 있다. 즉, 캡핑부(150)의 타측에 주입부(140)가 형성되고 캡핑부(150)의 일측에 보관부(160)가 형성될 수 있다. 이 때, 주입부(140)로부터 보관부(160)까지는 하나의 컨베이어(140)에 의해 이동할 수 있다.

보관부(160)와 밀폐부(181) 사이에는 개폐부(190)가 형성된다. 개폐부(190)는 컨베이어(140)의 이동과 연동하여 밀폐부(181)를 개폐한다. 즉, 캡핑부(150)에 의해 밀봉된 용기(101)가 기 설정된 거리만큼 이동하면, 컨베이어(140)에 연동된 개폐부(190)가 동작하여 밀폐부(181)가 열린 상태가 된다. 용기(101)가 지나가면 개폐부(190)가 동작하여 밀폐부(181)가 닫힌 상태로 된다. 즉, 컨베이어(140)의 이동량에 따라 개폐부(190)가 밀폐부(181)를 개폐시키도록 동작한다.

제어부(180)는 주입 및 밀봉장치를 구성하는 각 장치의 동작을 제어한다. 컨베이어(140)의 이동량이 정확하여야 주입부(140) 및 캡핑부(150)가 정상적으로 동작할 수 있다.

제어부(180)는 컨베이어(140)의 이동에 각 장치들을 연동시킬 수 있다. 이로 인해, 밀폐부(181) 내부의 온도를 보다 효율적으로 관리할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 개폐부(190)의 열린 상태에서 온도유지부(170)는 작동을 중지하면서 컨베이어(140)를 통해 용기(101)가 이동하도록 형성될 수 있다. 한편, 개폐부(190)의 닫힌 상태에서 온도 유지부가 동작하면서 컨베이어(140)는 정지하도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 컨베이어(140)와 각 장치들을 효율적으로 제어함으로써, 각 장치들의 동작 효율을 높일 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 주입 및 밀봉장치는 저장용기와 정제장치를 구비하여 별도의 정제장치가 불필요하다. 또한, 용기(101)에 음료를 주입하는 주입부(140)와 용기(101)를 밀봉시키는 캡핑부(150)가 밀폐되어있어, 음료 주입시 외부의 이물질이 유입되는 문제를 차단할 수 있다. 그리고, 주입 및 밀봉하는 각 단계에서 정제장치와 동일한 온도를 유지함으로써 음료가 변질되는 문제를 방지할 수 있다.

상기와 같이 설명된 주입 및 밀봉장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

저장용기로부터 음료를 공급받는 정제부;
상기 정제부로로부터 유입된 상기 음료를 용기에 주입하는 주입부; 및
상기 용기가 이송되면 캡으로 밀봉하는 캡핑부를 포함하고,
외부로부터 차단하도록 형성되는 밀폐부 내부에 상기 주입부와 상기 캡핑부가 형성되고,
상기 정제부는,
상기 음료를 여과하는 필터; 및
상기 여과된 음료를 살균하는 저온 살균기를 포함하고,
상기 밀폐부 내부를 일정온도로 유지하는 온도유지부를 더 포함하고,
상기 온도유지부는 상기 저온 살균기와 연동되어, 상기 저온 살균기의 설정된 온도로 상기 밀폐부 내부의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 주입 및 밀봉장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 캡핑부로부터 밀봉된 용기를 전달받아 이를 보관하도록 형성되는 보관부를 더 포함하고,
상기 용기는 상기 주입부로부터 상기 보관부까지 하나의 컨베이어에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 주입 및 밀봉장치.
제4항에 있어서,
상기 보관부와 상기 밀폐부 사이에 개폐부가 형성되고,
상기 개폐부는 상이 컨베이어의 이동과 연동하여 상기 밀폐부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 주입 및 밀봉장치.
제5항에 있어서,
상기 개폐부의 열린 상태에서 상기 온도 유지부는 작동을 중지하면서 상기 컨베이어를 통해 상기 용기가 이동하도록 형성되고,
상기 개폐부의 닫힌 상태에서 상기 온도 유지부가 동작하면서 상기 컨베이어는 정지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 주입 및 밀봉장치.